JP2840283B2 - 撮影レンズ系 - Google Patents

撮影レンズ系

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JP2840283B2
JP2840283B2 JP1083210A JP8321089A JP2840283B2 JP 2840283 B2 JP2840283 B2 JP 2840283B2 JP 1083210 A JP1083210 A JP 1083210A JP 8321089 A JP8321089 A JP 8321089A JP 2840283 B2 JP2840283 B2 JP 2840283B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、テレビジヨンカメラに好適な撮影レンズ、
特にイメージサイズの異なる複数の撮像部材に適用し得
る撮影レンズに関する。
〔従来技術〕
従来よりテレビジヨンカメラのイメージサイズとして
は、1/2インチ(対角線長:φ=8mm)、2/3インチ(同
φ=11mm)、更には1インチ(φ=16mm)等が一般的に
使用され、そして各イメージサイズに対応して各種のカ
メラ本体が用意されている。またカメラ本体と着脱可能
な撮影レンズも、各イメージサイズ、もしくは各カメラ
本体に対応して専用に設計され用意される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ここで、大きなイメージサイズ専用の撮影レンズを小
さなイメージサイズを持つカメラ本体に装着して適用す
ることも可能で時には行っているが、この場合にイメー
ジサイズが異なると同一の画角を得ることができず、焦
点距離は相互の対角線長φの比に比例して長くなってし
まう。つまり焦点距離は実質的に望遠側へシフトする結
果となる。
また小さなイメージサイズの撮像部材を使用すること
は、大きなイメージサイズ専用にレンズ設計され、収差
補正された像の一部しか使用しないために、本来の光学
性能を十分に発揮させることが困難であった。
ところで従来よりマスターレンズの焦点距離を変化さ
せる、特にワイド側へ焦点距離をシフトさせる技術とし
て、マスターレンズ前方にアフオーカルなコンバータを
装着する方式や、特開昭59−29214号公報や、特開昭56
−111825号公報で提案されているようにマスターレンズ
後方にコンバータを装着するだけで像面位置を変化させ
ることなく焦点距離を変化させる方式が知られている。
前者の場合には、一般的にコンバータ自体のレンズ系
が長大化する欠点がある。また後者の場合には、コンバ
ータ自体のレンズ系の長大化を招くことをある程度避け
られるが、例えばテレビジヨンカメラのように、撮影レ
ンズ後方にプリズム等の光学部材が配置され、その空間
に制約を受ける場合には適用できなくなってくる。
ところでまた特開昭54−135546号公報では、レンズ中
に補助レンズを挿入して、光学全長を一定に保つと共
に、像面位置を変化させることなく焦点距離を変化させ
る技術を開示している。
そして該公報では望遠側へ焦点距離を遷移する技術を
教えている一方で、広角側への焦点距離の遷移させる際
の困難性について述べている。
本発明は、光学全長を一定に保つ一方、像面位置を変
化させることなく焦点距離を短焦点側に遷移させる撮影
レンズであって、特にコンバータを装着した時でも良好
に光学性能を維持することのできる撮影レンズを提供す
ることにある。そしてまた、例えば大きなイメージサイ
ズを持つカメラ本体から小さなイメージサイズを持つカ
メラ本体に撮影レンズを装着しても大きな画角変化を伴
うことのない撮影レンズ系を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段及び構成〕
物体側より、合焦部と変倍部を備えたレンズ群と、結
像作用を果すリレーレンズ群と、前記リレーレンズ群中
に着脱可能な補助レンズ系を装着して焦点距離を短焦点
側へ変化させる撮影レンズ系であって、前記補助レンズ
系は物体側より順に負の屈折力を有する第1レンズ群、
正の屈折力を有する第2レンズ群で構成され、前記第1
レンズ群、第2レンズ群の焦点距離をそれぞれfa,fb
し、前記補助レンズ系に入射する有効光束径をk、前記
補助レンズ系の光入射面から光射出面までの光軸上の厚
みをLとしたとき、 −1<fa/fb<−0.2 …(1) 2.1≧L/k≧0.7 …(2) なる条件式を満足させたことにある。あるいは、また撮
像部材のイメージサイズの変更に伴う画角の変化を防止
するための撮影レンズ系であって、前記撮影レンズ系
は、合焦部とズーミング時に光軸に沿って移動する変倍
部とを備えたレンズ群、結像作用を果すリレーレンズ
群、そして前記リレーレンズ群内に着脱可能で、前記撮
像部材のイメージサイズが大きなイメージサイズから小
さなイメージサイズに変更された時に、前記大きなイメ
ージサイズに対する撮影画角と性能を、変更された小さ
なイメージサイズに対しても変更することなく維持する
とともに、全系の焦点距離を短縮する、物体側より順に
負の屈折力の第1レンズ群と正の屈折力の第2レンズ群
を有する補助レンズ群、とを備えており、前記撮像部材
のイメージサイズが大きなイメージサイズから小さなイ
メージサイズに変更された時に、前記補助レンズ群が前
記リレーレンズ群内に挿着される様に構成されている。
〔実施例〕
以下図面にもとづいて本発明の実施例を説明する。
第1図において1は正の屈折力を有するフオーカシン
グレンズ群、2は負の屈折力を有しズーミング時に光軸
に沿って移動するバリエーターレンズ群、3はバリエー
ターレンズ群2の移動に伴って変動する像面位置を補償
するために光軸上を移動するコンペンセーターレンズ群
である。
4と5は結像作用を果すリレーレンズ群を構成し、順
にそれぞれリレーレンズ群中で最も大きい空気間隔を隔
てて位置するリレー前群とリレー後群である。
Pは色分解プリズムと等価なガラスブロツクを示す。
尚、CはCCD等の固体撮像素子である。
6は撮像部材のサイズを変更した場合、特に大きなイ
メージサイズから小さなイメージサイズを持つカメラ本
体へ撮影レンズを適用する時に、撮影レンズ自体の焦点
距離を短焦点側へ遷移させる補助レンズ系で、物体側か
ら負の屈折力を有する第1レンズ群6a、正の屈折力を有
する第2レンズ群6bで構成され、イメージサイズを変更
した場合でも、光学全長を一定に保つとともに像面位置
を変更することなく、見掛け上の焦点距離(画角)をほ
ぼ同一としている。
通常、本発明のような補助レンズ群を装着しないで、
つまり撮影レンズ自体の焦点距離を変化させないで、異
なるイメージサイズを持つカメラへ撮影レンズを適用し
た時、特に大きなイメージサイズ(対角線長φ)から
小さなイメージサイズ(対角線長φ)へ適用した時に
イメージサイズを固定して考えれば、焦点距離はm倍さ
れたことに相当する。
例えば、本実施例のようにφ=11mmからφ=8mm
のイメージサイズへの変換に際しては、 の値をとり、補助レンズを装着しないと1.375倍の倍率
で焦点距離が望遠側へシフトしたことに相当する。そし
て、これは、画角が狭くなることに相当する。
これに対して本発明に於いては、φ(=11mm)から
φ(=8mm)のイメージサイズに撮影レンズを適用す
る時に、補助レンズ系を挿入することによって約1/m
(=0.727)の倍率で撮影レンズ自体の焦点距離を広角
側へシフトさせて見掛け上の焦点距離(画角)をほぼ同
一にしている。
ところで、テレビジヨンカメラでは近年広角側から望
遠側まで広いレンジにわたって撮影する必要から相当大
きな変倍比を持った撮影レンズが用意されている。現在
のところ変倍比が50倍程を持つ撮影レンズさえ用意され
ている。
さて、一般的に補助レンズを挿入して焦点距離を短焦
点側へ遷移させる場合には、より収差補正の厳しい短焦
点側で補助レンズを含めて収差補正を行わなければなら
ず、困難とされている。
そこで本発明では、良好な光学性能を維持するために
は、前述した条件を満足させている。
条件式(1)は補助レンズ系の第1レンズ群と第2レ
ンズ群の焦点距離の比に関する条件を規定するもので、
下限値を越えると第1レンズ群と第2レンズ群の屈折力
のバランスがくずれ、球面収差が大きく発生し、又軸外
光におけるハロ、コマの補正が困難であり、結像性能を
良好に保つ事が困難になってくる。又、上限値を越える
と同様に、軸外光におけるハロ、コマの補正が困難とな
り、軸外領域における結像性能を良好に保つ事が困難で
ある。
条件式(2)は補助レンズ系の補助レンズ系に入射す
る光束径と補助レンズの長さの比に関する条件を規定す
るもので、下限値を越えると小型化には有利となるが、
球面収差の高次収差の補正や、軸外光におけるハロ、コ
マの補正が困難となり、結像性能を良好に保つ事が困難
である。又、上限値を越えるとレンズ全長が長大化する
傾向にあり、補助レンズ系の着脱機構等が大型化した
り、重量増につながり、望ましくない。
次に後述する数値実施例に沿って説明する。尚、同一
付番が付されているものは同一機能を果す。
第2図(A)は、補助レンズを離脱させた時の状態の
レンズ断面図で、イメージサイズは2/3インチ(φ=1
1mm)である。またリレー後群5はマクロ撮影時とトラ
ツキング調整時それぞれ移動するレンズ群を備えてい
る。
第2図(B)は第2図(A)に示す撮影レンズを1/2
インチ(φ=8mm)サイズの撮像素子を持つカメラ本体
に装着するとともに、リレー前群4とリレー後群5の間
の空間に、物体側より順に負の屈折力を有する第1レン
ズ群6a、そして正の屈折力を有する第2レンズ群6bから
構成されるコンバータレンズ群6を挿入した状態のレン
ズ断面図である。
第2図(C)は焦点距離を短焦点側へ遷移させる際
に、第2図(A)に示すリレー前群4の2群構成から成
る後群のレンズを離脱させる一方で、負の屈折力を有す
る第1レンズ群6aと正の屈折力を有する第2レンズ群6b
から成る補助レンズ系を挿入した時のレンズ断面図であ
る。尚、第1実施例同様、1/2インチサイズの撮像部材
を使用している。
また、更に良好な光学性能を維持させるためには、本
発明に於いては、補助レンズ系の第1レンズ群の物体側
のレンズ面を物体側に凹面を向けることが望ましい。
これは焦点距離を短くするためには、補助レンズ系内
にて光束を広げる事が必要であり、負のパワーを前側
に、正のパワーを後側に持たせているが、この時絞りに
対して凹面を向ける事で軸外の収差、特に非点収差にそ
れ程影響を与えず球面収差を補正している。
また、第1レンズ群は物体側より順に負レンズと正レ
ンズの貼合レンズを含む構成とし、第2レンズ群は最も
像面側に正レンズを有する構成とするとともに、前記第
1レンズ群の負レンズの屈折率をN、正レンズのアツベ
数をν1p、前記第2レンズ群の正レンズのアツベ数をν
2pとするとき、 N≧1.8 ν1p<33.0 ν2p>45.0 なる条件式を満足する事が望ましい。最も物体側に貼合
レンズを配置することで軸上の色収差を整える一方で、
N≧1.8にする事により、球面収差の発生を押えること
ができ、下限値を越えると球面収差の補正が困難になっ
てくる。又、ν1p<33.0、ν2p>45.0は倍率の色収差の
補正をするための条件で、共に下限値、上限値を越える
と倍率の色収差を抑えることが困難になる。
以上の条件を満たした実施例の具体的数値例を次に記
載する。尚、実施例の番号は図面番号と対応している。
数値例中、Riは物体側から数えた第i番目のレンズ面の
曲率半径、SRは絞り、Diはi番目のレンズの軸上厚又は
空気間隔、Niとνiはそれぞれ第i番目のレンズのd線
に対する屈折率とアツベ数である。
以上説明した通り、本発明によればリレーレンズ群中
に光学全長を一定に保ちつつ、また像面位置を一定位置
に保ちつつ、良好な光学性能を維持しながら焦点距離を
実質的に短焦点側へ遷移することができるので、撮像部
材のイメージサイズが異なっても、見掛け上ほぼ同一の
焦点距離を持ち得る撮影レンズ系が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を説明する為の概念図、 第2図は本発明に関するレンズ断面図、 第3図は本発明に関する数値実施例の諸収差図で、
(A)は補助レンズを装着しない場合の図、(B)は第
1の補助レンズを装着した時の諸収差図、(C)は第2
の補助レンズを装着した時の諸収差図である。 1,2,3は合焦部と変倍部、 4,5はそれぞれリレー前群とリレー後群、 6は補助レンズ系である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04 G03B 17/28

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より、合焦部と変倍部とを備えたレ
    ンズ群と、結像作用を果すリレーレンズ群と、前記リレ
    ーレンズ群中に着脱可能な補助レンズ系を装着して焦点
    距離を短焦点側へ変化させる撮影レンズ系であって、前
    記補助レンズ系は物体側より順に負の屈折力を有する第
    1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群を有し、
    前記第1レンズ群、前記第2レンズ群の焦点距離をそれ
    ぞれfa,fbとし、前記補助レンズ系に入射する有効光束
    径をk,前記補助レンズ系の光入射面から光射出面までの
    光軸上の厚みをLとしたとき、 −1<fa/fb<−0.2 2.1≧L/k≧0.7 なる条件式を満足することを特徴とする撮影レンズ系。
  2. 【請求項2】前記リレーレンズ群は、最も大きな空気間
    隔を隔ててリレーレンズ前群、リレーレンズ後群からな
    り、前記補助レンズ系をこの空気間隔の間に装着したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の撮影レンズ
    系。
  3. 【請求項3】前記補助レンズ系は、少なくとも前記リレ
    ーレンズ群の一部を離脱させた時に生じる空間に装着さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の撮影
    レンズ系。
  4. 【請求項4】前記第1レンズ群は物体側より順に物体側
    へ凹面を向けた負レンズと正の屈折力を有する正レンズ
    の貼合わせレンズを含む構成とし、前記第2レンズ群は
    最も像面側に正レンズ有する構成とし、前記第1レンズ
    群を構成する貼合わせレンズの負レンズの屈折率N,前記
    正レンズのアッベ数をν1p、前記第2レンズ群を構成す
    る前記正レンズのアッベ数をν2pとするとき、 N≧1.8 ν1p<33.0 ν2p>45.0 なる条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の撮影レンズ系。
  5. 【請求項5】撮像部材のイメージサイズの変更に伴う画
    角の変化を防止するための撮影レンズ系であって、前記
    撮影レンズ系は、合焦部とズーミング時に光軸に沿って
    移動する変倍部とを備えたレンズ群、結像作用を果すリ
    レーレンズ群、そして前記リレーレンズ群内に着脱可能
    で、前記撮像部材のイメージサイズが大きなイメージサ
    イズから小さなイメージサイズに変更された時に、前記
    大きなイメージサイズに対する撮影画角と性能を、変更
    された小さなイメージサイズに対しても変更することな
    く維持するとともに、全系の焦点距離を短縮する、物体
    側より順に負の屈折力の第1レンズ群と正の屈折力の第
    2レンズ群を有する補助レンズ群、とを備えており、前
    記撮像部材のイメージサイズが大きなイメージサイズか
    ら小さなイメージサイズに変更された時に、前記補助レ
    ンズ群が前記リレーレンズ群内に挿着される様に構成さ
    れていることを特徴とする撮影レンズ系。
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