JP2009505121A - 光学レンズ系 - Google Patents

Abstract

光学レンズ取付具（１６３０、１６４０）およびカメラを開示する。取付具（１６３０、１６４０）は、カメラおよび光学レンズのうち少なくとも一方と噛み合い係合するための結合機構（１６３２、１６６２）を備えている。結合機構（１６３２、１６６２）には、バレル（１６３８、１６６８）の一端部が結合されている。細長いバレル（１６３８、１６６８）の他端部には、負レンズユニット（１６４０、１６７０）が結合されている。バレル（１６３８、１６６８）と結合機構（１６３２、１６６２）との間には、ディオプターレンズ（１６３４、１６６４）が配置されている。結合機構（１６３２、１６６２）、ディオプターレンズ（１６３４、１６６４）、バレル（１６３８、１６６８）は、光軸に沿って整列されている。また、負レンズユニットと、負レンズユニットの光軸に対してある角度に配向されたミラーと、入射光線を９０度回転させ、像を反転させるための屋根型プリズムと、垂直軸を中心に負レンズユニットを回転させる回転機構と、像回転装置内に配置され、像を反転できるプリズムを備える像回転装置と、および像回転装置の光軸を中心に屋根型プリズムを回転させる別の回転機構とを備える二重スイベル光学系についても開示する。

Description

本発明は概して、デジタルカメラ、ビデオカメラ等をはじめとするスチルカメラまたは動画カメラのための光学系に関する。
［関連出願の相互参照］

本特許出願は、出願日がより早い、
（１）２００５年８月１１日にグローバル・バイオニック・オプティクス社（Ｇｌｏｂａｌ Ｂｉｏｎｉｃ Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｔｙ Ｌｔｄ）の名義で提出されたオーストラリア仮特許出願第２００５９０４３３４号明細書（代理人整理番号：７３０１３７：ＳＤＢ）、
（２）２００５年１０月１２日にグローバル・バイオニック・オプティクス社（Ｇｌｏｂａｌ Ｂｉｏｎｉｃ Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｔｙ Ｌｔｄ）の名義で提出されたオーストラリア仮特許出願第２００５９０５６３５号明細書（代理人整理番号：７３６３６２：ＳＤＢ）、
（３）２００５年１１月３日にグローバル・バイオニック・オプティクス社（Ｇｌｏｂａｌ Ｂｉｏｎｉｃ Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｔｙ Ｌｔｄ）およびジェームズ アルバート フレイジャー（Ｊａｍｅｓ Ａｌｂｅｒｔ Ｆｒａｚｉｅｒ）の名義で提出された国際（ＰＣＴ）特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ２００５／００１６７５号パンフレット（代理人整理番号：７３０１３７Ｃ：ＳＤＢ）、
（４）２００６年４月２８日にグローバル・バイオニック・オプティクス社（Ｇｌｏｂａｌ Ｂｉｏｎｉｃ Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｔｙ Ｌｔｄ）の名義で提出されたオーストラリア仮特許出願第２００６９０２２３０号明細書（代理人整理番号：７６０６４８：ＳＤＢ）、
（５）２００６年６月２３日にグローバル・バイオニック・オプティクス社（Ｇｌｏｂａｌ Ｂｉｏｎｉｃ Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｔｙ Ｌｔｄ）の名義で提出されたオーストラリア仮特許出願第２００６９０３３９７号明細書（代理人整理番号：７５３６３２：ＳＤＢ）、および
（６）２００６年８月９日にグローバル・バイオニック・オプティクス社（Ｇｌｏｂａｌ Ｂｉｏｎｉｃ Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｔｙ Ｌｔｄ）の名義で提出された「Ｄｏｕｂｌｅ−Ｓｗｉｖｅｌ Ｈｅａｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｅｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称のオーストラリア仮特許出願明細書（番号はまだ知らされていない）（代理人整理番号：７５３６１７：ＳＤＢ）、
の利益を主張し、それらに対する権利を付与されるものであり、それぞれが参照によって本明細書に援用される。

１９９８年３月１０日にフレイジャー（Ｆｒａｚｉｅｒ）に発行された米国特許第５，７２７，２３６号明細書には、広角レンズ、被写界の深いレンズ、近焦点レンズの特徴を有する光学系が記載されている。この光学系は、ディープフォーカス像を実現すること、つまり、無限遠にも焦点を合わせながら前景でマクロ被写体に焦点を合わせた撮像を可能にすることを目的としたものである。

米国特許第５，７２７，２３６号明細書の系は、光軸上に順に整列され、レンズシリンダー又はレンズ鏡胴に配置された対物レンズ、視野レンズ、リレーレンズを備えている。対物レンズは、視野レンズにおいてまたは視野レンズの近辺で、視野レンズの前方または後方のいずれかにおいて中間像を形成する。対物レンズは無限遠の焦点に固定されて大きく開いた開口を有し、より大きいサイズの中間像を形成し得るが、もしそうでない場合は中間像はその焦点距離の対物レンズにとって標準のサイズである。視野レンズおよびリレーレンズはこの像を送り、フィルム面においてこれよりも小さい最終像にする。リレーレンズはマクロレンズであり、虹彩（アイリス）絞りおよび合焦（フォーカス）機構を有し得るため、開口の制御および合焦を行うのに対物レンズおよび視野レンズを用いる必要がない。視野レンズとリレーレンズとの間のバレルには、中間像を反転させ、逆にする（元に戻す）ためにペカンプリズム、屋根型プリズム、ミラーが設けられている。ペカンプリズム、屋根型プリズム、ミラーは、フィルム面における最終像が最終像の正常な向きとなることを確実にするものである（反転され、逆にされることなく）。このような光学系は、良好な被写界深度をもたらすのに相当な光量を必要とする。また、光学系は、相当な数の光学表面（つまり、空気から光学素子への媒質面）をも有する。光線が空気からガラスへ、再び空気へ移動する必要がある度に、像がいくらか劣化する。このような光学系では、空気−ガラスの表面が５０もあり得る。さらに、ペカンプリズムまたはこれに光学的に相当するもの、および屋根型プリズムは、大きく、重いため、他の方法による場合よりも光学系を大きく重いものにしている。

スノーケル型レンズが長い間用いられていたが、すべての種類がカメラ設定の変更を必要とし、レンズ系を個々にカメラ本体に直接取り付けるものである。スノーケルレンズにより、卓上撮影または地面レベルに接近した撮影を含め、難しい撮影状況に近づくことができる。被写界深度は、標準レンズを用いたものと基本的に同一である。

このようなレンズは、不利なことに、カメラからズームレンズを取り外す必要がある。さらに、これによりカメラを設定する時間が必要となる。またさらに、このようなスノーケル型レンズは高い照度を要し、その結果照明コストが多大になる。

難しい状況での配置および撮影に対処するには、像回転装置を有する二軸スイベル光学レンズ系が用いられてきた。像回転装置は、カメラが逆さまであっても横に向いていても、像の向きを補正してカメラの幾何学的位置関係を補正するものである。光学レンズ系のスイベル先端部により、カメラを水平の向きに保ちながら、カメラを地面から離すことにより低い地面レベルの撮影が容易になり、吊り下げ撮影や頭上撮影が可能となる。

しかし、不利なことに、このような二軸スイベル光学レンズ系は非常に多数のレンズ素子およびプリズムを有するため、製造するのに費用がかかる。典型的には、このような系は、種々の受光角を扱うために最高で１５個ほどの対物レンズを有する。さらに、このような光学レンズ系は、ズームレンズを系の前部に置いている。種々のレンズにより、レンズが取り付けられるカメラの前端部に多大な重量がかかり、全長が延び、スイベルが後方に離れすぎてしまう。これにより、光学レンズ系およびカメラが使用しにくくなる。このため、このようなレンズは経済的に製造するのが難しく、使用しにくい。さらに、このようなレンズを機能させるには多量の光が必要である。典型的には、光学レンズ系は、Ｆ５．６以下のＦストップ（例えば、Ｆ８）を有している。

本発明の一態様では、空間を介して物体から放射を受け取るための負レンズ（発散レンズ）ユニットと、負レンズユニットに結合されたリレーレンズとを備える広角で、被写界が深く、近焦点の光学系を提供する。負レンズユニットおよびリレーレンズは、この順に光軸上に整列される。本発明の一態様では、空間を介して物体から放射を受け取るための負レンズユニットと、負レンズユニットと固定式に整列するように構成されたリレーレンズとを備え、負レンズユニットおよびリレーレンズがこの順に光軸上に整列され、負レンズユニットがリレーレンズに第１の像を形成し、リレーレンズから距離を置いた最終像平面に最終像を形成する、広角で、被写界の深い、近焦点の光学系を提供する。

光学系は、支持フレームと、支持フレーム内にそれぞれ固定式に支持された二つの負レンズユニットと、各負レンズユニットと固定式に整列するように構成された二つのリレーレンズとを備え得る。

最終像平面はフィルム面であり得る。フィルム面は、カメラのフィルム、またはデジタルカメラまたはビデオカメラの電荷結合素子（「ＣＣＤ」）を含み得る。

光学系はさらに、リレーレンズ内に置かれた焦点制御装置および開口制御装置を備え得る。

光学系は、第１の実像を反転しかつ元に戻して最終像とするために負レンズユニットとリレーレンズとの間に像の向きを補正する光学素子を配置する必要がない。

光学系はさらに、負レンズユニットとリレーレンズとの間に結合されたレンズバレルを備え得る。

光学系はさらに、光軸を偏向させるために、負レンズユニットとリレーレンズとの間に置かれた光軸偏向光学素子を備え得る。光軸偏向光学素子は、分光プリズムまたはこれに光学的に相当するものを備え得る。分光プリズムは、６０度の分光プリズムであり得る。

リレーレンズはマクロレンズであり得る。マクロリレーレンズは、ズームレンズまたはズームレンズ構成要素を備え得る。

光学系はさらに、負レンズユニットに結合されたアスフェロン（Ａｓｐｈｅｒｏｎ）レンズまたはアスフェロン（Ａｓｐｈｅｒｏｎ）型のレンズを備え得る。

負レンズユニットは、負レンズまたは負レンズ群を備え得る。

負レンズユニットは、可動ズームレンズ構成要素を備え得る。

負レンズ群は正レンズ素子および負レンズ素子を備え得るが、レンズ素子の組み合わせは機能的には負のままである。負レンズ群は、平凹レンズ、両凹レンズ、およびダブレットレンズを備え得る。光学系はさらに、平凹レンズ、両凹レンズ、およびダブレットレンズを収容するバレルハウジングを備え得る。

光軸偏向光学素子は、光軸上に回転可能に設けられ得る。光学系はさらに、光軸偏向光学素子およびリレーレンズに結合された回転可能なレンズバレルを備え得る。

光学系は、ビデオカメラおよび／または映画用カメラのためのプローブ型ディープフォーカスレンズであってもよく、ディープフォーカスレンズは、負レンズユニットとリレーレンズとの間に結合されたレンズバレルを備えている。

光学系は、デジタルカメラおよび／またはスチルカメラのための取り付け型ディープフォーカスレンズであり得る。

リレーレンズは、ズームレンズまたはズームレンズ構成要素を備え得る。ズームレンズまたはズームレンズ構成要素は可動であり得る。

本発明の別の態様では、ハウジングと、ハウジング内に配置された撮像機構と、ハウジングに結合された上記態様のうちいずれかによる光学系とを備えるカメラを提供する。

光学系は、その光軸が撮像機構のフィルム面に対して垂直となるようにハウジングに結合され得る。

カメラは、スチルカメラ、動画カメラ、ビデオカメラ、および／またはデジタルカメラであり得る。

撮像機構は、アナログフィルムまたは電荷結合素子（ＣＣＤ）を備え得る。

本発明のさらに別の態様では、光学レンズ取付具を提供する。取付具は、カメラおよび光学レンズのうち少なくとも一方と噛み合い係合するための結合機構と、一端部が結合機構に結合されたバレルと、細長いバレルの他端部に結合された負レンズユニットと、バレルと結合機構との間に配置されたディオプターレンズとを備えており、結合機構、ディオプターレンズ、およびバレルは、光軸に沿って整列されている。

結合機構はねじ付きの円筒部材を備え、相補的なねじ付きの円筒部材と噛み合い相互係合し得る。

光学レンズ取付具はさらに、負レンズユニットの端部とは反対側の端部においてバレルに配置された封止機構を備え得る。封止機構は、オプティカルフラットであり得る。

取付具は、直線前方視野のバレル−レンズ取付具であり得る。

光学レンズ取付具はさらに負レンズユニットおよびバレルに配置された傾斜プリズム部材を備えることができ、負レンズユニットは傾斜プリズム部材の角度が付いた面に結合されている。傾斜プリズム部材は鏡面の分光プリズムを備え得る。

代わりに、取付具は斜め視野のバレル−レンズ取付具であってもよい。

光学レンズ取付具はさらに、負レンズユニットと結合機構との間に配置された回転機構を備え得る。回転機構により、負レンズユニットはバレルの縦軸を中心に３６０度回転可能となる。回転機構は、バレルと結合機構との間に結合された回転リングアセンブリを備え得る。

結合機構は主に、カメラのズームレンズと噛み合って係合し得る。

光学レンズ取付具はさらに、バレルと結合機構との間に結合されたズーム機能を有するマクロレンズユニットを備え得る。

本発明の一態様では、上記の態様のうちいずれか一つによる光学レンズ取付具と、ズームレンズとを備えるカメラを提供する。

本発明の別の態様では、上記の態様による光学レンズ取付具を備えるカメラを提供する。

本発明のさらに別の態様では、二重スイベル光学レンズ系を提供する。系は、二重スイベル光学レンズ系の対物レンズとして構成された負レンズユニットを備えている。負レンズユニットは、負レンズユニットの入射側の焦点から光線が発せられたように、負レンズユニットから入射平行光線を出射する。系はまた、ハウジング内に配置され、負レンズユニットの光軸に対してある角度に配向されたミラーと、入射光線を９０度回転させて像を反転させるための、ハウジング内に配置された屋根型プリズムと、負レンズユニットを垂直軸を中心に回転可能にする回転機構と、像を反転できるプリズムを内部に配置して備える像回転装置と、屋根型プリズムを像回転装置の光軸を中心に回転可能にする別の回転機構とを備えている。

負レンズユニットの全体の機能は負レンズである。負レンズユニットは、少なくとも一つの負レンズを備え得る。負レンズユニットは、複数の負レンズ素子および／または負レンズ群を備え得る。負レンズユニットは、平凹レンズ、両凹レンズ、およびダブレットを備え得る。負レンズユニットは、少なくとも一つの低倍率の正レンズを備え得る。

ミラーを有するハウジングは、負レンズユニットに結合され得る。

屋根型プリズムは、アミシ屋根型プリズムを備え得る。

像回転装置のプリズムは、ペカンプリズムまたはドーブプリズムを備え得る。像回転装置は、手動によりプリズムの縦軸を中心に回転されて像を回転できるプリズムに結合されたスリーブを備え得る。

回転機構は、負レンズユニットを回転可能にする。回転機構は、負レンズユニットおよびミラーを回転可能にし得る。他方の回転機構は、像回転装置と屋根型プリズムとの間に結合され得る。

光学レンズ系はさらに、カメラのズームレンズおよびカメラのマクロレンズのうち少なくとも一方と噛み合い係合するために結合された結合機構を備え得る。

光学レンズ系はさらに、ズーム機能を有するマクロレンズユニットを備え得る。ズーム機能を有するマクロレンズユニットは、負レンズユニットに焦点を合わせている。ズーム機能を有するマクロレンズユニットは、像回転装置に結合され得る。回転機構は、像回転装置とマクロリレーレンズとを結合し得る。光学レンズ系はさらに、ズーム機能を有するマクロレンズユニットに結合された結合機構を備え得る。

レンズ系は、非常に深い被写界深度をもたらす。

光学レンズ系はさらに、カメラのズームレンズの焦点を負レンズユニットに合わせるためのディオプターレンズを備え得る。

カメラのズームレンズが、負レンズユニットに焦点を合わせるためのディオプターレンズを備えている。

ミラーは、前面ミラーであり得る。

結合機構はねじ付きの円筒部材を備え、相補的なねじ付きの円筒部材と噛み合い相互係合し得る。

回転機構はそれぞれ回転リングアセンブリを備え得る。

光学レンズ系はさらにフィルタ系を備え得る。フィルタ系は、ドロップインフィルタ系であり得る。

光学レンズ系は、カメラ用の光学レンズ取付具であり得る。

本発明のさらに別の態様では、上記の態様のうちいずれか一つによる二重スイベル光学レンズ系を備えるカメラを提供する。

本発明のさらに別の一態様では、上記の態様のうちいずれか一つによる二重スイベル光学レンズ系と、ズームレンズおよびマクロレンズのうち少なくとも一方とを備えるカメラを提供する。

本発明の実施形態を図面を参照して以下に説明する。

広角で、被写界の深い、近焦点の光学系を以下に開示する。光学レンズ取付具および光学レンズ取付具を備えるカメラについても以下に説明する。さらに、二重スイベル光学レンズ系およびこのような二重スイベル光学レンズ系を備えるカメラをその後にここに説明する。以下の説明では、特定のフィルムのフォーマット、レンズ材料、特定の角度が付いたプリズムユニット、結合機構、バレルの長さ、プリズムユニット等を含む多数の特定の項目を採り上げる。しかし、この開示から、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく変形および／または代替が可能であることは当業者には自明であろう。他の事情により、本発明を不可解なものにしないように特定の項目を省くことがある。

一つ以上の添付の図面のいずれにおいても同一かまたは類似の参照符号を有する特徴に言及する場合には、これらの特徴は、反対の意図を示していない限り、説明のために同一の機能（複数の機能）または動作（複数の動作）を有するものである。簡潔にするため、図面では類似する特徴には類似の参照符号（例えば、図１、図２の負レンズ群１１１０、負レンズ群１２１０）を付してある。

本明細書の文脈では、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、「主として含み、必ずしも単一ではない」という非限定的かつ非排他的な意味を有し、「必ず構成する」のでも「それのみからなる」のでもない。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」の「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」などの変形はこれに相当する意味を有する。

１．１ 広角で、被写界の深い、近焦点の光学系
図１は、本発明の実施形態による広角で、被写界の深い、近焦点の光学系１１００を図示したものである。光学系１１００は、負レンズユニット１１１０と、任意のレンズ円筒部１１５０（種々の長さのいずれでもあり得る）と、リレーレンズ１１６０とを備えており、これらはこの順に構成されている。リレーレンズ１１６０は、マクロレンズであり得る。光学系１１００は、カメラ（図示せず）の前面に搭載され得る。カメラは、スチルカメラまたは動画カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等であり得る。（マクロ）リレーレンズ１１６０の後方には、カメラのフィルム面１１７０が距離を置いて位置しており、光学系の最終像がフィルム面１１７０に合焦される。フィルム面１１７０は、カメラのフィルムまたはデジタルカメラまたはビデオカメラの電荷結合素子（「ＣＣＤ」）のための像平面を象徴して表している。レンズバレル１１５０およびリレーレンズ１１６０は、これらの種類の多数の構成要素が本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく使用され得るため、単に一まとまりの素子として表したものである。例えば、多数の標準マクロレンズのうちいずれでも用いてよい。さらに、系１１００の構成要素は使用するマクロレンズに合わせて構成され得る。このような構成要素は、当業者にはよく知られたものである。また、レンズバレル１１５０が、ここにおいても本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、多くの種々の長さのうちいずれでも有してよいことを示すために、レンズバレル１１５０をその中央領域に破線を用いて表してある。長いレンズほど有利であり得る。レンズバレルの標準の長さには、例えば、１フィート（１’）、１８インチ、２フィート（２’）が含まれ得る。使用する長さは、負レンズユニットの開口の直径、（マクロ）リレーレンズの倍率、使用するフィルムまたはビデオのフォーマットを含む要素によって決まる（例えば、フォーマットが小さいほど長いレンズになる）。本発明の実施形態では、非常に長い光学系を構成できる。このような系は、負レンズ群または負レンズ（対物レンズとして働く）とマクロリレーレンズとの間に２フィート（２’）長の円筒部を備え得る。

負レンズユニット１１１０は対物レンズとして機能する。種々の倍率の負レンズ１１１０が使用可能であるため、受光角が選択可能である。負レンズユニット１１１０は、機能が負のままであれば、種々の方法で実施され得る。つまり、負レンズユニットは、負レンズユニットの入射側の焦点から光線が発せられたように、負レンズユニットから入射平行光線を出射する。さらに、系１１１０は、組み合わせたものが全体の機能として負のままであれば、正レンズ素子および負レンズ素子の両方を備えてよい。いかなる正レンズ（複数の正レンズ）も低倍率の正レンズ素子であり、負レンズユニットの全体の機能は負のままである。

図１に示した実施形態では、負レンズユニット１１１０は負レンズ群を備えている。負レンズ群は、（図１では左から右に）平凹レンズ１１１４、両凹レンズ１１１６、およびダブレットレンズ１１１８を備え得る。ダブレットレンズ１１１８は、平凸レンズに接合された両凹レンズを備え得る。本実施形態では、負レンズユニット１１１０はさらに、レンズ１１１４、１１１６、１１１８を収容するバレルハウジング１１１２を備えている。レンズ１１１４およびレンズ１１１６はいずれも、相補的に取り付けるためのバレルハウジング１１１２の内面に形成された環状の溝部に固定されている。

光学系１１００は、対物レンズとしての負レンズユニット１１１０およびリレー（マクロ）レンズ１１６０を備えるのみである。系１１００は、視野レンズを必要としない。系１１６０はまた、ペカンプリズムまたはこれに相当するもの、屋根型プリズム、ミラーをも必要としない。本発明の実施形態は、正レンズよりもむしろ、負レンズ群または負レンズを利用するものである。これは、逆さまの像を形成し、この像の向きを補正するのにミラーおよびプリズムの使用を要する正レンズを用いる現存の系とは対照的である。代わりに、等間隔に置いた一連の正視野レンズまたは正リレーレンズを用いてこれを成してもよい。また、正レンズを現存の系に使用すると、（正）対物レンズの像を拡大するための視野レンズの使用が必要となる。

対物レンズとして負レンズユニット１１１０を用いると、（マクロ）リレーレンズ１１６０によって合焦された像はすでに正しい向きになっているため、光学系１１００が簡素になる。負レンズ像の大きさのために、像を拡大するのに視野レンズが必要にならない。負対物レンズユニット１１１０の大きさの要件は、マクロリレーレンズ１１６０の倍率および必要となる作動距離、負レンズユニットの開口の大きさ、マクロリレーレンズの倍率、使用するフィルムまたはビデオのフォーマットによって、さらに大きく左右される。１対１の１００ｍｍマクロリレーレンズが１フィート（１’）の作動距離をもたらす場合、１対１の２００ｍｍマクロリレーレンズは２フィート（２’）の作動距離をもたらすことになる。例えば、５５ｍｍまたは６０ｍｍのマクロリレーレンズが、良好なディープフォーカスをもたらすことができる。このような実施形態では、負レンズユニット１１１０はマクロリレーレンズ１１６０に近い。負レンズユニット１１１０（つまり、対物レンズとして働く）は簡素なねじ取り付けにできるため、これは、例えば、スチル撮影に適用する実施形態において明らかな利点となり得る。本発明の他の実施形態では、マクロリレーレンズ１１６０はズームレンズまたはズームレンズ構成要素を備え得る。

本発明の実施形態では、空気−ガラス−空気の表面が大幅に少なくなり、このため像の劣化がほとんどないかまたは実質的に皆無である。例えば、本発明の一実施形態では、このような空気−ガラス−空気の表面が二つまたは三つしかない場合がある。

正の素子が縦並びに使用される場合、負レンズの広角度は小さくなる。負レンズユニット１１１０はズームレンズで用いられる可動ズーム構成要素を備えてもよく、対物レンズとして非常に十分に働く。負レンズ群１１１０は、正レンズ素子および負レンズ素子を組み合わせたものであるが、機能的には負のままである。

１．２ 広角で、被写界の深い、近焦点の、別の光学系
図２は、本発明の別の実施形態による広角で、被写界の深い、近焦点の光学系１２００を図示したものである。光学系１２００は、負レンズユニット１２１０と、任意のレンズ円筒部１２５０と、マクロリレーレンズ１２６０とを備え、これらもまたこの順に構成されている。光学系１２００は上記の種類に属するカメラ（図示せず）の前面に搭載され得る。負レンズユニット１２１０は、機能が負のままであれば、種々の方法により実施可能である。つまり、負レンズユニットは、負レンズユニットの入射側の焦点から光線が発せられたように、負レンズユニットから入射平行光線を出射する。ユニット１２１０は、組み合わせたものが全体の機能として負のままであれば、正レンズ素子および負レンズ素子の両方を備えてよい。いかなる正レンズ（複数の正レンズ）も低倍率の正レンズ素子であり、負レンズユニットの全体の機能は負のままである。

図２に示した実施形態では、負レンズユニット１２１０は負レンズ群を備えている。負レンズ群は、ここでもまた、平凹レンズ１２１４、両凹レンズ１２１６、およびダブレットレンズ１２１８を備え得る。ダブレットレンズ１２１８は、平凸レンズに接合された両凹レンズを備え得る。これらの構成要素は、バレルハウジング１２１２に収容されている。マクロリレーレンズ１２６０の後方にはカメラのフィルム面１２７０が距離を置いて位置しているため、光学系の最終像がフィルム面１２７０に合焦される。図２に示す系１２００は、３５ｍｍビデオフォーマット、１６ｍｍビデオフォーマット、種々のビデオフォーマットを含む、ビデオカメラおよび映画用カメラに用いられ得る簡素な「プローブ」型のディープフォーカスレンズである。

負レンズ群１２１０は図１に示したものと同様に構成されてもよく、像を拡大縮小するためにズームレンズで用いる種類のものであり得る。任意のアスフェロン（Ａｓｐｈｅｒｏｎ）またはアスフェロン（Ａｓｐｈｅｒｏｎ）型の取付具１２８０も使用可能である。任意のアスフェロン（Ａｓｐｈｅｒｏｎ）またはアスフェロン（Ａｓｐｈｅｒｏｎ）型の取付具１２８０は直線ひずみを補正でき、広角を増大できる。アスフェロン（Ａｓｐｈｅｒｏｎ）型の負レンズ１２８０は、受光角を増大させるほか、像を大きくひずませることなく直線状に保つ。ここでもまた、長いレンズバレル１２５０およびマクロリレーレンズ１２６０は、単に一まとまりの素子として表してある。本発明の本実施形態では、長い光学系を提供する。マクロリレーレンズ１２６０は、５５ｍｍレンズ、６０ｍｍレンズ、１０５ｍｍレンズ、または２００ｍｍレンズであり得る。マクロリレーレンズモジュールは、焦点制御機構１２６２および開口制御機構１２６４を備え得る。本発明の他の実施形態では、マクロリレーレンズ１２６０はズームレンズまたはズームレンズ構成要素を備え得る。任意で、系１２００は、バレル１２５０とマクロリレーレンズ１２６０との間に結合された補助レンズ１２６６を有してもよい。補助レンズ１２６６により、さらに短いレンズバレルが使用可能となる。補助レンズ１２６６は、マクロレンズが失う光を他の場合よりも少なくさせるため、有用であり得る。

１．３ さらに別の、広角で、被写界の深い、近焦点の光学系
図３は、本発明のさらに別の実施形態による広角で、被写界の深い、近焦点の光学系１３００を図示したものである。光学系１３００は、負レンズユニット１３１０およびマクロリレーレンズ１３６０をこの順に構成して備えている。負レンズユニット１３１０は、機能が負のままであれば、種々の方法により実施可能である。つまり、負レンズユニットは、負レンズユニットの入射側の焦点から光線が発せられたように、負レンズユニットから入射平行光線を出射する。ユニット１３１０は、組み合わせたものが全体の機能として負のままであれば、正レンズ素子および負レンズ素子の両方を備えてよい。いかなる正レンズ（複数の正レンズ）も低倍率の正レンズ素子であり、負レンズユニットの全体の機能は負のままである。

図３に示した実施形態では、負レンズユニット１３１０は負レンズ群を備えている。負レンズ群は、平凹レンズ１３１４、両凹レンズ１３１６、およびダブレットレンズ１３１８を備え得る。ダブレットレンズ１３１８は、平凸レンズに接合された両凹レンズを備え得る。これらの構成要素は、バレルハウジング１３１２に収容されている。光学系１３００は、上で記載されたタイプのカメラ（図示せず）、例えば、スチルカメラの前面に搭載され得る。マクロリレーレンズ１３６０の後方にはカメラのフィルム面１３７０が距離を置いて位置しているため、光学系の最終像がフィルム面１３７０に合焦される。図３に示す系１３００は、デジタルカメラおよびスチルカメラ（例えば、３５ｍｍ）のための取り付け型ディープフォーカスレンズとして実施され得る。

負レンズ群１３１０は図１に示したものと同様に構成されてもよく、像を拡大縮小するためにズームレンズで用いる種類のものであり得る。負レンズユニット１３１０は、噛み合ったねじ込みアセンブリを用いてマクロリレーレンズ（例えば、５５ｍｍまたは６０ｍｍ）に直接結合されている。本実施形態では、負レンズユニット１３１０は雄ねじ部材を有しており、マクロリレーレンズ１３６０は焦点制御装置１３６２に接続された対応する雌ねじ差込口を有している。焦点制御装置１３６２および開口制御装置１３６４は、マクロリレーレンズに設けられている。本発明の他の実施形態では、マクロリレーレンズ１３６０はズームレンズまたはズームレンズ構成要素を備え得る。

１．４ さらに別の、広角で、被写界の深い、近焦点の光学系
図４は、本発明のさらに別の実施形態による広角で、被写界の深い、近焦点の光学系１４００を図示したものである。光学系１４００は、負レンズユニット１４１０、分光プリズム１４８０、レンズバレル１４５０、マクロリレーレンズ１４６０をこの順に構成して備えている。負レンズユニット１４１０は、機能が負のままであれば、種々の方法により実施可能である。つまり、負レンズユニットは、負レンズユニットの入射側の焦点から光線が発せられたように、負レンズユニットから入射平行光線を出射する。ユニット１４１０は、組み合わせたものが全体の機能として負であれば、正レンズ素子および負レンズ素子の両方を備えてよい。いかなる正レンズ（複数の正レンズ）も低倍率の正レンズ素子であり、負レンズユニットの全体の機能は負のままである。本実施形態では、図４に示すように、負レンズユニット１４１０は単一の負レンズを備えている。代わりに、負レンズユニットは、図１〜３のいずれかに示したような負レンズ群を備えてもよい。

本実施形態では、６０度の分光プリズムが実施され得る。さらに、レンズバレル１４５０はマクロリレーレンズ１４６０に回転可能に結合されており、マクロリレーレンズ１４６０の後方にはフィルム面１４７０が配置されている。マクロリレーレンズ１４６０は、開口制御機構および焦点制御機構を備え得る（図２および図３におけるように個々に示してはいない）。本発明の他の実施形態では、マクロリレーレンズ１４６０はズームレンズまたはズームレンズ構成要素を備えている。図４に示すように、負レンズユニット１４１０はプリズム１４８０の斜面に接続されているため、ユニット１４１０はレンズバレル１４５０の中央縦軸から外れて整列されている。この偏向の態様により、ある難しい位置において、例えば床位置から、レンズバレル１４５０を回転させてカメラの正確な幾何学的位置関係をもたらすことができる。このため、例えば、難しい角度で撮像を行うためにカメラを地面に据えることができる。これにより、難しい眺望に簡単に到達できる。レンズバレルを回転させるとこの態様がさらに有意なものとなり、例えば、頭上撮影および吊り下げ撮影が可能となる。

１．５ さらに別の、広角で、被写界の深い、近焦点の光学系
図５は、本発明のさらに別の実施形態による二重広角の、被写界の深い、近焦点の光学系１５００を図示したものである。二重レンズ構成１５００は、航空機の機体（図示せず）内の大きさが固定された仕切り部またはカメラポートでの利用に適応させたものである。二つのマクロリレーレンズ１５１０、１５１０、５１２は所定の位置に固定されており、それぞれが各負レンズユニット１５２０、１５２０、１５２２と向かい合い、光学的に整列されている。例えば、マクロリレーレンズ１５１０、１５１０、１５１２はＦ２．８マイクロニコンマクロリレーレンズで、Ｆ２．８の性能をもたらすものであってもよく、日中はシャッターを優先にしたカメラ設定を、夜間は開口の優先を提供し得る。例えば、負レンズユニットは５５ｍｍの負レンズ群であり得る。マクロリレーレンズおよび負レンズユニットは、上述のように機能し構成され得る。

負レンズユニット１５２０、１５２０、１５２２はそれぞれが、各マクロリレーレンズ１５１０、１５１０、１５１２に対して所定の位置に、金属製であり得る支持フレーム１５３０によって固定されている。このように、レンズバレルを必要としない。支持フレーム１５３０の下方に吊り下げられたガラスパネル１５４０は、航空機の機体の内部へ二重レンズ構成１５００を取り囲んでいる。本実施形態では、マクロリレーレンズと負レンズユニットとの組み合わせ１５１０、１５１０、１５１２、および１５２０、１５２０、１５２２のそれぞれは１００度の画角をもたらす。画角は重なっている。

本発明の実施形態により、例えば、二つの３５ｍｍカメラが７０ｍｍカメラの代わりに用いられ得る。負レンズユニットおよびマクロリレーレンズは、ピンで位置合わせされた位置決めフレーム内で軸上に保持され得る。本実施形態では二つの負レンズユニットとマクロリレーレンズとの組み合わせを示したが、他の数量についても、単一の負レンズユニットとマクロリレーレンズとの組み合わせを含めて実施できることは、本開示の観点から当業者に理解されるものである。本発明の他の実施形態では、マクロリレーレンズ１５１０、１５１２はそれぞれズームレンズまたはズームレンズ構成要素を備え得る。図１〜５に示した実施形態では、マクロリレーレンズは可動ズームレンズまたは可動ズームレンズ構成要素を備え得る。

上記の本発明の実施形態により、構成要素が少ないことにより像の劣化が低減し、このため空気−ガラス−空気での劣化が低減する。また、対物レンズとしての負レンズ群は結果として生じる像を正しい向きに反転し、本発明の実施形態が、現存の系に必須のミラーおよびプリズムを取り除くことを可能にする。本発明の実施形態では、種々のレンズの長さが使用可能であるため、レンズを種々のカメラフォーマットおよびフィルムフォーマットに適したものにできる。

２．０ バレル−レンズ取付具の概要
以下に説明する本発明の実施形態は、非常に深い被写界深度を提供できる。つまり、本発明の実施形態は、広角で、被写界の深い、近焦点の光学系を提供する。本発明の実施形態の一部は、ズームレンズに光学レンズ取付具を取り付けることによりカメラからズームレンズを取り外す必要をなくし、それによりカメラを設定する時間が少なくなる。さらに、本発明の実施形態は被写界深度を増大させるものであり、卓上のマクロ撮影に有用である。またさらに、本発明の実施形態は、大幅に低下させた照度でこれを実行するものであり、これにより必要となる光量が低減するため、照明コストが節約される。

ズームレンズの「望遠」端部の部分的な利用も、対象の視野の大きさおよび受光角を変更するのになお用いることができる。部分的なズームが実行可能であり、撮影中に実現できる。

二種類の光学レンズ取付具、すなわち、直線前方視野のユニットおよび傾斜角（例えば、６０度）視野のユニットを以下に説明する。主軸を中心とした回転により、傾斜角視野のユニットは難しいレンズ配置環境に到達できる。合焦、開口、ズームなどの制御は、カメラが備わった特定の目的に用いられるレンズで実行可能である。

２．１ 直線前方視野のバレル−レンズ取付具
図６は、カメラ１６００、例えば、ビデオカメラまたはフィルムカメラとともに用いるための二つの光学レンズ取付具１６３０、１６６０を図示したブロック図である。カメラ１６００は、その光軸に沿って整列されたズームレンズ１６１０を有している。このようなカメラの例としては、ズームレンズを備えたソニー、ＪＶＣ、キャノンのビデオカメラ、またはズームレンズを備えた１６ｍｍまたは３５ｍｍの映画用フィルムカメラがある。

光学レンズ取付具１６３０のうち一つは、本発明の実施形態による直線前方視野のレンズ取付具である。この取付具１６３０は、カメラ１６００のズームレンズ１６１０と噛み合い係合するための結合機構１６３２を備えている。図１６に示したように、結合機構１６３２自体は、カメラのズームレンズ１６１０の内部ねじ付き円筒形雌部材（図示せず）と噛み合い係合するための外部ねじ付き円筒形雄部材を備えている。本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、他の結合機構が使用可能である。例えば、バヨネット式クリップ装置を図６のねじ付き雄／雌結合機構１６３２の代わりとし、ズームレンズフードを相応に適応させてもよい。

結合機構１６３２には、レンズシリンダーまたはレンズバレル（以下、単純に「バレル」とする）１６３８の一端部が結合されている。例えば、バレル１６３８は１２インチから１８インチの長さを有し得るが、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく他のバレルの長さを実施してもよい。図６に示すように、バレル１６３８は細長い円筒部材であり、ズームレンズ１６１０と係合するための結合機構１６３２よりも小さい直径を有している。このため、円筒形のすそ部を有する円錐台部が、細長いバレル１６３８を結合機構１６３２に接続し得る。結合機構１６３２およびバレル１６３８が同一の直径または実質的に同一の直径である場合、円錐台部およびすそ部を省いてよいのは明らかである。これらの部品の利用は結合機構１６３２の要件により決まるものであるため、考察のために、以下では円錐台部およびすそ部を結合機構の一部として考慮する。

本実施形態では、バレル１６３８と結合機構１６３２との間に、クローズアップレンズまたはディオプター１６３４（以下、単純に「ディオプター」または「ディオプターレンズ」とする）である補助レンズが配置されている。ディオプター１６３４は、以下に説明するように、ズームレンズの焦点を負レンズユニット１６４０に合わせるものである。ディオプター１６３４は直径がバレル１６３８よりも大きいが、結合機構１６３２よりも小さいため、ディオプター１６３４は本実施形態の円錐台部およびすそ部内に収容される。しかし、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、ディオプター１６３４の位置および収容の変更が可能である。

負レンズユニット１６４０は、細長いバレル１６３８の他端部に結合されている。当業者によく知られた多数の負レンズ素子および／または負レンズ群のうちいずれでも、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく実施可能である。任意で、バレル１６３８の端部の負レンズユニット１６４０を保護するために、取付具１６３０はレンズフード（図１６に示すような）を有してもよい。結合機構１６３２、ディオプター１６３４、細長いバレル１６３８、負レンズユニット１６４０はすべてカメラ１６１０の光軸と同軸に並べられている。このように、本実施形態による光学レンズ取付具１６３０は、直線前方視野のバレル−レンズ取付具を形成している。

負レンズユニット１６４０は、負レンズユニットの入射側の焦点から光線が発せられたように、負レンズユニットから入射平行光線を出射する。ユニットは、組み合わせたものが全体の機能として負のままであれば、正レンズ素子および負レンズ素子の両方を備えてよい。いかなる正レンズ（複数の正レンズ）も低倍率の正レンズ素子であり、負レンズユニットの全体の機能は負のままである。

２．２ 斜め視野のバレル−レンズ取付具
図６の他方の光学レンズ取付具１６６０は、本発明の別の実施形態による斜め視野のレンズ取付具である。この取付具１６６０も、カメラ１６００のズームレンズ１６１０と噛み合い係合するための結合機構１６６２を備えている。この結合機構１６６２は、結合機構１６３２と同一の構造および構成を有することができ、結合機構１６３２を参照して説明したように適当な変更および代替を行ってよい。

結合機構１６６２には、バレル１６６８の一端部が直接（図示せず）結合されている。ここでもまた、例えば、バレル１６６８は１２インチから１８インチの長さを有し得るが、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、他のバレルの長さが実施可能である。しかし、以下にさらに詳細に説明するように、バレル１６６８は回転機構１６６６によって結合機構１６６２に結合されることができ、これによりバレル１６６８は３６０度回転可能となっている。回転機構１６６６は、細長いバレルを３６０度回転させる回転リングアセンブリを備え得る。ここでもまた、図６に示すように、バレル１６６８は、ズームレンズ１６１０と係合するための結合機構１６２よりも小さい直径を有している。このため、円筒形のすそ部を有する円錐台部が、細長いバレル１６６８または回転機構１６６６を結合機構１６６２に接続し得る。本実施形態では、バレル１６６８と結合機構１６６２との間にディオプター１６６４が配置されている。ディオプター１６６４は、以下に説明するように、ズームレンズの焦点を負レンズユニット１６４０に合わせるものである。

細長いバレル１６６８の他端部には、傾斜プリズム部材１６７２が結合されている。図６に示す実施形態では、このプリズム部材１６７２は６０度の傾斜プリズムであるが、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、他の角度が付いたプリズムが実施可能である。プリズム１６７２のバレル１６６８の縦軸に対して傾斜した面に、負レンズユニット１６７０が配置されている。ここでもまた、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、当業者によく知られた多数の負レンズ素子および／または負レンズ群がいずれも実施可能である。また、取付具１６６０は、バレル１６６８のこの端部の負レンズユニット１６７０を保護するために、レンズフード（図６に示すような）を有してもよい。回転機構１６６６により、傾斜プリズム１６７２が３６０度まで回転可能となり、これにより負レンズユニット１６７０も３６０度まで回転可能となる。このように、本実施形態による光学レンズ取付具１６３０は斜め視野のバレル−レンズ取付具を形成している。

負レンズユニットは、負レンズユニットの入射側の焦点から光線が発せられたように、負レンズユニットから入射平行光線を出射する。ユニットは正レンズ素子および負レンズ素子の両方を備えてもよく、その組み合わせは全体の機能として負のままである。いかなる正レンズ（複数の正レンズ）も低倍率の正レンズ素子であり、負レンズユニットの全体の機能は負のままである。

２．３ 別の斜め視野のバレル−レンズ取付具
本発明の別の実施形態による斜め視野のレンズ取付具を備えるさらに別の光学レンズ取付具１７６０を図７に示す。この取付具Ｃ３６０は、カメラ（図示せず）と噛み合い係合するための結合機構１７６２を備えている。この結合機構１７６２は結合機構１６３２と同一の構成および配置であることができ、結合機構１６３２を参照して説明したように適当な変更および代替が可能である。種々のカメラに適応させるために、他の実施形態と同様に様々な結合を用いることができる。

例えばＦ２．８の１００ｍｍマクロレンズであり得るズーム機能を有するマクロレンズユニット１７８０に、バレル１７６８の一端部を直接（図示せず）結合することができる。ここでは、ズーム機能を有するマクロレンズユニット１７８０は結合機構１７６２に接続されている。しかし、バレル１７６８は、バレル１７６８を３６０度回転可能にする適当な回転機構によってマクロレンズユニット１７８０に結合されてもよい。ズーム機能を有するマクロレンズユニット１７８０は、マクロモードを有するズームレンズではない。本実施形態では、ズーム機能を有するマクロレンズユニット１７８０は、負レンズユニット１７７０に焦点を合わせるものである。本実施形態は、特定の目的に用いられるマクロレンズユニットを有している。

図７に示すように、本実施形態では、バレル１７６８とズーム機能を有するマクロレンズユニット１７８０との間にドロップインフィルタ１７８２を配置できる。これは、外側に回転可能なワンストップ偏光子であり得る。マクロレンズユニット１７８０は、フォーカスリング１７６６と、カメラ自体のもつズーム制御スイッチへの結合を選択可能な手動ズーム制御リング１７６３とを備え得る。バレル１７６８は、バレル１７６８を封止するために、オプティカルフラットを封止機構１７６７として備え得る。また、バレル１７６８は、マクロレンズユニット１７８０に迅速に取り付けられるように適応され得る。種々のフォーマットに適するように、種々のバレルの長さが実施可能である。例えば、３５ｍｍフィルム用に一つのユニットがあり、他のフォーマット用に別のユニットがあり得る。一実施形態では、バレル１７６８および傾斜プリズム１７７２は長さが約３００ｍｍであってもよく、水中に沈めうるように防水性となっている。

傾斜分光プリズム１７７２は、細長いバレル１７６８の他端部に結合されている。本実施形態では、プリズム部材１７７２は６０度の傾斜プリズムであるが、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、他の角度が付いたプリズムが実施可能である。プリズム１７７２の、バレル１７６８の縦軸に対して傾斜した面に、負レンズユニット１７７０が配置されている。バレル１７６８は３６０度回転可能であり、これにより傾斜プリズム１７７２および負レンズユニット１７７０も３６０度回転可能である。負レンズユニット１７７０は、非球面の負レンズであり得る。図７の実施形態を斜め視野のユニットとして説明したが、図６のように直線前方視野のユニットを用いて別の実施形態が実施可能であることは当業者に理解されるであろう。

負レンズユニットは、負レンズユニットの入射側の焦点から光線が発せられたように、負レンズユニットから入射平行光線を出射する。ユニットは、組み合わせたものが全体の機能として負のままであれば、正レンズ素子および負レンズ素子の両方を備えてよい。いかなる正レンズ（複数の正レンズ）も低倍率の正レンズ素子であり、負レンズユニットの全体の機能は負のままである。

またさらに、カメラのズームレンズを有する上述の光学レンズ取付具、またはズーム機能を有するマクロレンズユニットを有する光学レンズ取付具を備えるカメラが、本発明の実施形態により実施可能である。このようなビデオカメラまたはフィルムカメラの例は当業者にはよく知られているものである。

３．０ 二重スイベル光学レンズ系の概要
本発明の以下の実施形態は、非常に深い被写界深度を提供できるものであり、これにより前景および背景の両方の被写体に焦点を集めることが可能となる。これは、卓上のマクロ撮影に有用である。

またさらに、本発明の以下の実施形態は大幅に低下させた照度でこれを行うことが可能であり、これにより必要な光量が低減するため、照明コストが節約される。

本発明の実施形態の一部は、ズームレンズまたはマクロレンズに二重スイベル光学レンズ取付具を取り付けることにより、ズームレンズまたはマクロレンズをカメラから取り外すことを不要にし、これによりカメラの設定時間が抑えられる。本発明の実施形態の一部はカメラの現存のズームレンズまたはマクロレンズに簡単に取り付けられ、光学素子の追加およびこれに伴うコストの増大をなくすことができる。ズームレンズの「望遠の」端部の部分的な利用も、主題の視野の大きさおよび受光角を変更するのになお用いることができる。部分的なズームが実施可能であり、撮影中に実現できる。

３．１ 二重スイベル光学レンズ取付具
図８は、本発明の実施形態による二重スイベル光学レンズ系１８７０の１８００の装置を図示したものである。取付具１８７０は、カメラ１８１０、例えば、ビデオカメラまたはフィルムカメラとともに使用可能である。この系１８７０は、カメラ１８１０に取り付けられたズームレンズまたはマクロレンズ１８１２を有するカメラ１８１０用の二重スイベル光学レンズとして実施するものであり、カメラの光軸に沿って整列されている。このようなカメラの例としては、ズームレンズを有するソニー、ＪＶＣ、キャノンのビデオカメラ、またはズームレンズを有する１６ｍｍまたは３５ｍｍの映画用フィルムカメラがある。これらは、本発明の本実施形態および他の実施形態を実施し得るのに用いるカメラの例にすぎない。

取付具１８７０は、カメラ１８１０の現存のズームレンズまたはマクロレンズ１８１２と噛み合い係合するための結合機構１８２０を備えている。図８に示すように、本実施形態の結合機構１８２０は、ズームレンズまたはマクロレンズ１８１２の内部ねじ付き雌円筒部材（図示せず）と係合するための外部ねじ付き雄円筒部材である。しかし、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、当業者によく知られた他の結合機構が実施可能である。例えば、バヨネット式クリップ装置を図８のねじ付き雄／雌結合機構１８２０の代わりとし、カメラ１８１０のズームレンズまたはマクロレンズ１８１２を相応に適応させてもよい。

系は、クローズアップディオプター補助レンズ１８８０またはマクロレンズ１８１２を有する現存のズームレンズを備えている。ディオプターレンズ１８８０はズームレンズ内に搭載されるか、またはズームレンズ１８１２に結合され得る。以下に論じるように、現存のズームレンズ１８１２の焦点を負レンズユニット１８６０に合わせるためにディオプターレンズ１８８０が設けられた他の構成を実施してもよい。ディオプター１８８０は、ズームレンズ１８１２の焦点を負レンズユニット１８６０の虚像に合わせている。別の方法では、マクロレンズ１８１２が焦点を負レンズユニットに合わせている。ズームレンズまたはマクロレンズ１８１２は、系１８７０におけるリレーレンズである。

結合機構１８２０には円筒形ハウジング１８３４が結合されている。任意で、円筒形ハウジング１８３４は、結合機構１８２０に隣接した端部がドロップインフィルタ系１８２２を受けるように適合されており、ドロップインフィルタ系１８２２は、図８に示すようにハウジング１８３４の上面から入れるのが好ましい。円筒形ハウジングは、像回転装置１８３０の一部をも形成している。像回転装置１８３０は、像回転装置１８３０内に配置されたペカンプリズム１８３２を備えているのが好ましい。ペカンプリズム１８３２は、像を回転できる光学レンズ素子である。像回転装置１８３０は、ペカンプリズム１８３２を用いて像を回転させるために、その縦軸を中心に手動で回転可能なペカンプリズムに結合された回転外側スリーブを有している。代わりの実施形態では、像回転装置１８３０においてペカンプリズムの代わりにドーブプリズム（当業者によく知られた）を実施してもよい。ドーブプリズムは、像を反転できる切頭（先端を切り取った）直角プリズムから形成された反射プリズムである。

二重スイベル取付具１８７０はさらに二つの回転機構１８４０を備えており、これらは回転リングであるのが好ましい。一方の回転リング１８４０は像回転装置１８３０を、三角形であるかまたはほぼ三角形であり得る（側面図において）角度が付いたハウジング１８４２に結合する。角度が付いたハウジング１８４２は、ハウジング１８４２内に配置されたアミシ屋根型プリズム１８４４を有している。プリズム１８４４は、角度が付いたハウジング１８４２を介して光を９０°偏向でき、同時に像を反転できる。このため、像回転装置１８３０およびズームレンズ（ディオプターを有する）またはマクロレンズ１８１２を通る、図面では水平である縦方向の光軸は、アミシ屋根型プリズム１８４４によって９０°回転されており、このため光軸は図面では下方に垂直に向き付けられている。

図８に示すように、角度が付いたハウジング１８４２には、別の角度が付いたハウジング１８５０が第２の回転リング１８４０を介して結合されている。角度が付いたハウジング１８５０の角度が付いた面１８５４に、前面ミラー１８５２が搭載されている。角度が付いたハウジング１８５４は、ミラー１８５２とは反対側の面が負レンズユニット１８６０と結合されている。負レンズユニット１８６０は対物レンズとして機能するものであり、封止されたユニットである。当業者によく知られた多数の負レンズ素子および／または負レンズ群はいずれも、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、負レンズユニット１８６０において実施可能である。負レンズユニットの全体の機能は負レンズである。つまり、負レンズユニットは、負レンズユニットの入射側の焦点から光線が発せられたように、負レンズユニットから入射平行光線を出射する。負レンズユニットの素子の一部は、それらが低倍率の正レンズであり且つ負レンズユニット１８６０の全体の機能が負のままであれば、正レンズ素子（複数の正レンズ素子）でもよい。

負レンズユニット１８６０では種々の倍率の負レンズ素子が使用可能であるため、受光角が選択できる。負レンズユニット１８６０は、機能が負のままであれば、種々の方法により実施可能である。図８に示す実施形態では、負レンズユニット１８６０は負レンズ群を備えている。図８では、負レンズユニット１８６０は、（左から右に）平凹レンズ１８６２、両凹レンズ１８６４、およびダブレットレンズ１８６６、１８６８を備えている。ダブレットレンズ１８６６、１８６８は、平凸レンズ１８６８と接合された両凹レンズ１８６６を備え得る。負レンズユニット１８６０は非球面の負レンズであり得る。

角度が付いたハウジング１８４２と像回転装置１８３０との間の回転リング１８４０は、負レンズユニット１８６０、角度が付いたハウジング１８５４、角度が付いたハウジング１８４２を、像回転装置１８３０を通って延びる図８では水平の向きの縦軸を中心に回転可能にしている。角度が付いたハウジング１８４２と角度が付いたハウジング１８５４との間の他方の回転リング１８４０は、角度が付いたハウジング１８５４および負レンズユニット１８６０を垂直軸を中心に回転可能にしている。

負レンズユニット１８６０の入射側の焦点から「発せられる」光線は、アミシ屋根型プリズム１８４４に向けて（水平から垂直に）９０°反射される。プリズム１８４４はその光線を９０°回転させて像を反転させる。ペカンプリズム１８３２は、像が、負レンズユニット１８６０における場合と同様の正しい（反転していない）向きとなるように、像を回転させるのに用いることができる。このように、像回転装置１８３０を調節することにより、正しい向きにされた像を常に調整して得ることができる。ディオプター１８８０は、ズームレンズ１８１２の焦点を負レンズユニット１８６０の入射側の像に合わせるものである。ディオプター１８８０は、マクロレンズ１８１２の焦点を負レンズユニットに合わせるのに必要とされるものではない。

本発明の上記の実施形態では、ズームレンズ（ディオプターを有する）またはマクロレンズ１８１２は取付具１８７０の後方に配置されるため、取付具１８７０の前端部に重みが加わることがない。さらに、ズームレンズ１８１２は、系１８７０の前端部に多数の高価な対物レンズを必要とせずに、視野を調整できる。有益なことに、取付具１８７０はコンパクトなままであり非常に軽い。

３．２ 別の二重スイベル光学レンズ系
図９は、本発明の別の実施形態による二重スイベル光学レンズ系１９００を図示したものである。ここでもまた、取付具１９００は、カメラ（図示せず）、例えば、ビデオカメラまたはフィルムカメラとともに使用可能である。図９について、図８の参照符号と同一の参照符号を有する特徴は、反対の意図を示していない限り、同一の特徴であり、同一の機能（複数の機能）または動作（複数の動作）を有する。このような特徴およびこれらの構成の説明は、単に簡潔化のため、図９の説明では繰り返さない。また、特徴の相応の変形および／または代替が図８を参照して説明したように可能である。取付具１９００は負レンズユニット１８６０、角度が付いたハウジング１８５０およびミラー１８５２、二つの回転機構１８４０、別の角度が付いたハウジング１８４２および屋根型プリズム１８４４、像回転装置１８３０およびペカンプリズムまたはドーブプリズム１８３２を備えている。取付具１９００は図１８に示すようなドロップインフィルタ１８２２を任意で有してもよく、あるいはこの特徴を省いてもよい。図８の結合機構１８２０は省いてある。

取付具１９００はさらに、例えばＦ２．８の１００ｍｍマクロレンズであり得る、ズーム機能を有するマクロレンズユニット１９１０を備えている。ここでは、ズーム機能を有するマクロレンズユニット１９１０は、結合機構１９２０に接続されている。マクロレンズユニット１９１０は適当な回転機構によって像回転装置１８３０に結合されてもよく、この場合は像回転装置１８３０と角度が付いたハウジング１８４２との間の回転機構１８４０を省いてもよい。ズーム機能を有するマクロレンズユニット１９１０は、マクロモードを有するズームレンズではない。本実施形態では、ズーム機能を有するマクロレンズユニット１９１０は負レンズユニット１８６０に焦点を合わせている。本実施形態は、特定の目的に用いられるマクロレンズユニットである。

本実施形態では、像回転装置１８３０とズーム機能を有するマクロレンズユニット１９１０との間にドロップインフィルタ１９５０を配置できる。これは、外側から回転可能なワンストップ偏光子であり得る。マクロレンズユニット１９１０は、フォーカスリング１９４０と、カメラ自体が持つズーム制御スイッチへの結合を選択できる手動ズーム制御リング１９３０とを備え得る。

本発明の実施形態は、カメラの現存のズームレンズ（ディオプターを有する）またはマクロレンズに簡単に取り付けられる二重スイベル光学レンズ系を提供するものであり、これにより追加の光学素子のコストがかからなくなる。負レンズユニットは、レンズ素子の数量が大幅に少なくなり、非常に簡素なものとなっている。さらに、この系に必要とされる光量は大幅に低減する。例えば、Ｆ２．８またはＦ４のＦストップが、ズームレンズの有効最大開口によって実現し得る。開口、焦点、ズームなどのあらゆる制御が、カメラのズームレンズまたはマクロレンズで実行可能である。二重スイベル先端部の光学レンズ系により、他の方法では扱いにくいカメラおよびレンズユニットについて融通性が高まる。スイベルおよび像回転装置の軸はモーター化されてもよい。例えば、これは、繰り返し連続撮影を行うのに実施されても良い。像回転装置は、カメラまたは三脚台の全体を調整することなく、カメラを「斜めにする（ダッチアングルにする）」（角度をつける）のに用いられ得る。本発明の実施形態による有効被写界深度は他の系よりも大幅に低い照度で実現可能であり、これにより時間および費用の両方が抑えられる。

またさらに、本発明の実施形態により、カメラ１８１０のズームレンズまたはマクロレンズ１８１２を有する上述したような二重スイベル光学レンズ系を備えるカメラが実施可能である。このようなビデオカメラまたはフィルムカメラの例は、当業者によく知られたものである。

またさらに、本発明の実施形態により、カメラのズームレンズまたはマクロレンズを有する上述したような二重スイベル光学レンズ取付具、またはズーム機能を有するマクロレンズユニットを有する二重スイベル光学レンズ取付具を備えるカメラが実施可能である。このようなビデオカメラまたはフィルムカメラの例は、当業者によく知られたものである。

広角で、被写界の深い、近焦点の光学系、光学レンズ取付具、光学レンズ取付具を備えるカメラ、二重スイベル光学レンズ系、このような二重スイベル光学レンズ系を備えるカメラについて説明した。本発明の実施形態を少しだけ説明したが、この開示の観点から、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく変更および／または代替が可能であることは当業者には自明である。

負レンズユニットの部分断面図を含む、本発明の実施形態による広角で、被写界の深い、近焦点の光学系の側面図である。 負レンズユニットの部分断面図を含む、本発明の別の実施形態による広角で、被写界の深い、近焦点の光学系の側面図である。 負レンズユニットの部分断面図を含む、本発明のさらに他の実施形態による広角で、被写界の深い、近焦点の光学系の側面図である。 本発明のさらに他の実施形態による広角で、被写界の深い、近焦点の光学系の側面図である。 本発明のさらに別の実施形態による二重の（二つの部分から成る）、広角で、被写界の深い、近焦点の光学系の側面図である。 ビデオカメラまたはフィルムカメラとともに用いるのに適した、本発明の実施形態による二つの光学レンズ取付具の側面図である。 ビデオカメラまたはフィルムカメラとともに用いるのに適した、本発明のさらに別の実施形態による光学レンズ取付具の側面図である。 ビデオカメラまたはフィルムカメラとともに用いるのに適した、本発明の実施形態による二重スイベル光学レンズ系の側面図である。 ビデオカメラまたはフィルムカメラとともに用いるのに適した、本発明の別の実施形態による二重スイベル光学レンズ系の側面図である。

Claims (51)

1. カメラおよび光学レンズのうち少なくとも一方と噛み合い係合するための結合機構と、
   一端部が前記結合機構に結合されたバレルと、
   前記細長いバレルの他端部に結合された負レンズユニットと、
   前記バレルと前記結合機構との間に配置されたディオプターレンズと、
   を備え、
   前記結合機構、前記ディオプターレンズ、および前記バレルが、光軸に沿って整列された光学レンズ取付具。
2. カメラおよび光学レンズのうち少なくとも一方と噛み合い係合するための結合機構と、
   前記結合機構に結合されたズーム機能を有するマクロレンズユニットと、
   一端部が前記マクロレンズユニットに結合されたバレルと、
   前記細長いバレルの他端部に結合された負レンズユニットと、
   を備え、
   前記結合機構、前記マクロレンズユニット、および前記バレルが、光軸に沿って整列された光学レンズ取付具。
3. 前記負レンズユニットの端部とは反対側の端部において前記バレルに配置された封止機構をさらに備える、請求項２に記載の光学レンズ取付具。
4. 前記封止機構がオプティカルフラットである、請求項３に記載の光学レンズ取付具。
5. 前記結合機構がねじ付きの円筒部材を備え、相補的なねじ付きの円筒部材と噛み合い相互係合する、請求項１または２に記載の光学レンズ取付具。
6. 前記取付具が、直線前方視野のバレル−レンズ取付具である、請求項１または２に記載の光学レンズ取付具。
7. 前記負レンズユニットおよび前記バレルの間に配置された傾斜プリズム部材をさらに備え、前記負レンズユニットが、前記傾斜プリズム部材の角度が付いた面に結合された、請求項１または２に記載の光学レンズ取付具。
8. 前記傾斜プリズム部材が鏡面の分光プリズムを備える、請求項７に記載の光学レンズ取付具。
9. 前記取付具が斜め視野のバレル−レンズ取付具である、請求項７に記載の光学レンズ取付具。
10. 前記負レンズユニットと前記結合機構との間に配置された回転機構をさらに備える、請求項１または２に記載の光学レンズ取付具。
11. 前記回転機構により、前記負レンズユニットが前記バレルの縦軸を中心に３６０度回転可能となる、請求項１０に記載の光学レンズ取付具。
12. 前記回転機構が、前記バレルと前記結合機構との間に結合された回転リングアセンブリを備える、請求項１１に記載の光学レンズ取付具。
13. 前記結合機構がズームレンズと噛み合って係合する、請求項１に記載の光学レンズ取付具。
14. 前記バレルと前記結合機構との間に結合されたズーム機能を有するマクロレンズユニットをさらに備える、請求項１に記載の光学レンズ取付具。
15. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学レンズ取付具と、
    ズームレンズと、
    を備えるカメラ。
16. 請求項１４に記載の光学レンズ取付具を備えるカメラ。
17. 添付図面の図６および図７のいずれか一つ以上を参照して本明細書に開示したものと実質的に同一の光学レンズ取付具。
18. 添付図面の図６および図７のいずれか一つ以上を参照して本明細書に開示したものと実質的に同一の光学レンズ取付具を備えるカメラ。
19. 二重スイベル光学レンズ系であって、
    前記二重スイベル光学レンズ系の対物レンズとして構成された負レンズユニットであって、前記負レンズユニットの入射側の焦点から光線が発せられたように、前記負レンズユニットから入射平行光線を出射する負レンズユニットと、
    ハウジングに配置され、前記負レンズユニットの光軸に対してある角度に向けられたミラーと、
    入射光線を９０度回転させて像を反転させるための、ハウジングに配置された屋根型プリズムと、
    前記負レンズユニットを垂直軸を中心に回転可能にする回転機構と、
    像を反転できるプリズムを内部に配置して備える像回転装置と、
    前記屋根型プリズムを前記像回転装置の光軸を中心に回転可能にする別の回転機構と、
    を備える二重スイベル光学レンズ系。
20. 前記負レンズユニットの全体の機能が負レンズである、請求項１９に記載の光学レンズ系。
21. 前記負レンズユニットが、複数の負レンズ素子および／または負レンズ群を備える、請求項２０に記載の光学レンズ系。
22. 前記負レンズユニットが少なくとも一つの負レンズを備える、請求項１９に記載の光学レンズ系。
23. 前記負レンズユニットが平凹レンズ、両凹レンズ、およびダブレットを備える、請求項２２に記載の光学レンズ系。
24. 前記負レンズユニットが少なくとも一つの低倍率の正レンズを備える、請求項２２に記載の光学レンズ系。
25. 前記ミラーを有する前記ハウジングが前記負レンズユニットに結合された、請求項１９に記載の光学レンズ系。
26. 前記屋根型プリズムがアミシ屋根型プリズムを備える、請求項１９に記載の光学レンズ系。
27. 前記像回転装置の前記プリズムがペカンプリズムを備える、請求項１９に記載の光学レンズ系。
28. 前記像回転装置の前記プリズムがドーブプリズムを備える、請求項１９に記載の光学レンズ系。
29. 前記像回転装置が、前記プリズムの縦軸を中心に手動によって回転されて像を回転できる前記プリズムに結合されたスリーブを備える、請求項１９に記載の光学レンズ系。
30. 前記回転機構が前記負レンズユニットを回転可能にする、請求項１９に記載の光学レンズ系。
31. 前記回転機構が前記負レンズユニットおよび前記ミラーを回転可能にする、請求項３０に記載の光学レンズ系。
32. 前記他方の回転機構が前記像回転装置と前記屋根型プリズムとの間に結合された、請求項１９に記載の光学レンズ系。
33. カメラのズームレンズおよびカメラのマクロレンズのうち少なくとも一方と噛み合い係合するために結合された結合機構をさらに備える、請求項１９に記載の光学レンズ系。
34. ズーム機能を有するマクロレンズユニットをさらに備える、請求項１９に記載の光学レンズ系。
35. ズーム機能を有する前記マクロレンズユニットが、前記負レンズユニットに焦点を合わせられる、請求項３４に記載の光学レンズ系。
36. ズーム機能を有する前記マクロレンズユニットが前記像回転装置に結合された、請求項３４に記載の光学レンズ系。
37. 前記回転機構が前記像回転装置と前記マクロリレーレンズとを結合する、請求項３４に記載の光学レンズ系。
38. ズーム機能を有する前記マクロレンズユニットに結合された結合機構をさらに備える、請求項３４に記載の光学レンズ系。
39. 非常に深い被写界深度をもたらす、請求項３３〜３８のいずれか一項に記載の光学レンズ系。
40. カメラのズームレンズの焦点を前記負レンズユニットに合わせるためのディオプターレンズをさらに備える、請求項３３に記載の光学レンズ系。
41. カメラのズームレンズが、前記負レンズユニットに焦点を合わせるためのディオプターレンズを備える、請求項３３に記載の光学レンズ系。
42. 前記ミラーが前面ミラーである、請求項１９に記載の光学レンズ系。
43. 前記結合機構がねじ付きの円筒部材を備え、相補的なねじ付きの円筒部材と噛み合い相互係合する、請求項３３〜３８のいずれか一項に記載の光学レンズ系。
44. 前記回転機構がそれぞれ回転リングアセンブリを備える、請求項１９に記載の光学レンズ系。
45. フィルタ系をさらに備える、請求項１９に記載の光学レンズ系。
46. 前記フィルタ系がドロップインフィルタ系である、請求項４５に記載の光学レンズ系。
47. カメラ用の光学レンズ取付具である、請求項１９〜４６のいずれか一項に記載の光学レンズ系。
48. 請求項１９〜４６のいずれか一項に記載の二重スイベル光学レンズ系を備えるカメラ。
49. 請求項１９〜３４、および４０〜４６のいずれか一項に記載の二重スイベル光学レンズ系と、
    ズームレンズおよびマクロレンズのうち少なくとも一方と、
    を備えるカメラ。
50. 添付図面の図８または図９を参照して本明細書に開示したものと実質的に同一の二重スイベル光学レンズ系。
51. 添付図面の図８または図９を参照して本明細書に開示したものと実質的に同一の二重スイベル光学レンズ系を備えるカメラ。

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