JPH06308383A - 水中カメラ用中望遠レンズ - Google Patents

水中カメラ用中望遠レンズ

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JPH06308383A
JPH06308383A JP5096325A JP9632593A JPH06308383A JP H06308383 A JPH06308383 A JP H06308383A JP 5096325 A JP5096325 A JP 5096325A JP 9632593 A JP9632593 A JP 9632593A JP H06308383 A JPH06308383 A JP H06308383A
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JP
Japan
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lens group
lens
group
focusing
infinity
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JP5096325A
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English (en)
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Akio Suzuki
章夫 鈴木
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144107Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +++-

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水中において無限遠から等倍の至近距離まで
の広範囲にわたり高い結像性能のもとで撮影を可能とす
ること。 【構成】 無限遠から至近距離への合焦を行なう際に、
正屈折力の第1レンズ群G1 を像面に対して固定した状
態とし、正屈折力の第2レンズ群G2 と正屈折力の第3
レンズ群G3 との群間隔を変化させるように、両レンズ
群G2,G3 を物体側に繰り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水中カメラ用中望遠レン
ズに関し、特に水中において近接撮影が可能な水中カメ
ラ用中望遠レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、水中において接写を行うときは、
クローズアップレンズと視野枠が一体となった接写装置
を装着した水中カメラ、またはマイクロレンズを装着し
た一眼レフレックスカメラを水中用ハウジング内に入れ
たものが使用されていた。しかしながら、クローズアッ
プレンズと視野枠が一体となった接写装置を装着した水
中カメラを使用するときは、撮影範囲の確認が困難であ
り、撮影倍率もあまり高くなく、かつ収差補正も充分で
はなかった。またマイクロレンズを装着した一眼レフレ
ックスカメラを水中用ハウジング内に入れたものを使用
するときは、ハウジングの窓において種々の収差が発生
し、結像性能が低下してしまう欠点があった。
【0003】最近になって、一眼レフレックス化された
水中カメラと近接撮影が可能な水中専用レンズとが実用
化されつつある。このような近接撮影が可能な水中専用
レンズとしては、特開平4-304408公報に開示されてい
る。この特開平4-304408公報には、35mm判に換算して水
中における後側焦点距離が50mm程度のレンズと同等の画
角を有する実施例と、水中における後側焦点距離が105m
m 程度のレンズと同等の画角を有する実施例とが示され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
4-304408公報に開示されている実施例のうち、35mm判に
換算して水中における後側焦点距離が50mm程度のレンズ
と同等の画角を有する実施例では、近接撮影時のワーキ
ングディスタンスが長く出来ず、被写体への照明等に関
して不利である。
【0005】また、35mm判に換算して水中における後側
焦点距離が105mm 程度のレンズと同等の画角を有する実
施例では、レトロフォーカスタイプの構成のため、光学
系が大型化する欠点があった。そこで、本発明は、水中
において無限遠から等倍の至近距離までの広範囲にわた
り高い結像性能のもとで撮影が可能であり、近接撮影時
のワーキングディスタンスが比較的長い水中カメラ用中
望遠レンズを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による水中カメラ用中望遠レンズは、以下の
構成を有する。例えば図3に示す如く、水中カメラ用中
望遠レンズは、物体側より順に、無屈折力または微弱な
屈折力の第1レンズ群G1 と、正屈折力の第2レンズ群
2 と、正屈折力の第3レンズ群G3 と、負屈折力の第
4レンズ群G4 とを有するように構成される。
【0007】そして、無限遠から至近距離への合焦を行
う際には、第1レンズ群G1 は、像面に対して固定さ
れ、第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 とは、第2レ
ンズ群G2 と第3レンズ群G3 との群間隔が変化するよ
うに、像面に対して光軸に沿って物体側に繰り出される
ように構成され、以下の条件を満足する。
【0008】 −0.30 < C’ < 0 ‥‥(1) CS < C < CL ‥‥(2) CS =−(C’+0.45)β−0.5 CL =−0.05β+(C’−0.05) 但し、 β :任意の撮影倍率、 C’:最至近合焦状態における合焦係数、 (C’=Δ
2'/Δ3') C :任意の撮影倍率βにおける合焦係数、(C =Δ
2 /Δ3 ) Δ2':最至近合焦状態における無限遠合焦状態からの第
2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 の群間隔変化量、 Δ3':最至近合焦状態における無限遠合焦状態からの第
3レンズ群G3 と第4レンズ群G4 の群間隔変化量、 Δ2 :任意の撮影倍率βの状態における無限遠合焦状態
からの第2レンズ群G2と第3レンズ群G3 の群間隔変
化量、 Δ3 :任意の撮影倍率βの状態における無限遠合焦状態
からの第3レンズ群G3と第4レンズ群G4 の群間隔変
化量、 である。
【0009】
【作用】上記の如き本発明による各レンズ群の構成上の
特徴を以下に述べる。物体側に最も近い第1レンズ群G
1 は、像面に対して固定されており、耐圧性の防水窓の
機能を有する。この第1レンズ群G1 は、屈折力を有し
ないか微弱な屈折力を有するように構成される。これは
合焦群である第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 との
繰り出し量が比較的大きいため、第1レンズ群G1 が強
い屈折力を有する場合、合焦による収差変動、特に光軸
上の物点から発して瞳の最周縁を通過する光線(以下、
Rand光線と呼ぶ)の収差変動が大きくなるのを避け
るためである。
【0010】次に、第2レンズ群G2 と第3レンズ群G
3 とは、正の屈折力を有し、第4レンズ群G4 は負の屈
折力を有する。そして、無限遠から至近距離への合焦を
行う際には、第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 の群
間隔を変化させながら、第2レンズ群G2 と第3レンズ
群G3 が光軸上を第4レンズ群G4 に対して物体側へ移
動する。
【0011】本発明のような近接撮影が可能な光学系の
場合、撮影倍率の増大につれて、合焦に伴うレンズの移
動量は、一般的に非常に大きくなる。例えば、全体繰り
出し方式によるレンズの繰り出し量xA は、βA を撮影
倍率、fA を全系の焦点距離とするとき、 xA = −βA ・fA ‥‥ と表され、例えば等倍(βA =−1)のとき、繰り出し
量xA は、 xA =fA となり、非常に大きくなる。
【0012】一方、正の屈折力(1/fp )を有する前
群と負の屈折力(1/fn )を有する後群とで構成され
る2群構成の光学系で、負の後群を固定して正の前群を
物体側へxB だけ移動することによって合焦する場合を
考える。ここで、無限遠合焦状態の合成焦点距離を
B 、前群の担う倍率をβp 、後群の担う倍率をβn
合成倍率をβB とするとき、繰り出し量xB の関係式
は、 xB =−βp ・fp βB =βp ・βnB =fp ・βn より、 xB =−βB ・fp 2 /fB ‥‥ となる。従って合成倍率(撮影倍率)βB =−1のと
き、繰り出し量xB は、 xB =fp 2 /fB で示される。
【0013】ここで、fn <0、βn >1であるから、 xB /xA =fp 2 /fB 2 =1/βn 2 <1 となり、 xB <xA となることは明らかである。
【0014】従って、正の屈折力を有する前群と負の屈
折力を有する後群との2群構成として、前群を繰り出す
方式とすれば、全体繰り出し方式による場合よりも合焦
に必要な繰り出し量を減少することが出来る。本発明の
光学系の構成において、仮に第2レンズ群G2 と第3レ
ンズ群G3 とを一体の前群とみなすと、実質的には正レ
ンズ群と負レンズ群との正・負2群タイプの光学系とな
り、負の屈折力を有する第4レンズ群G4 は後群に相当
することになる。なお、第1レンズ群G1 は屈折力が他
のレンズ群に比べて非常に弱いため、ここでは第1レン
ズ群G1 を無視して考える。
【0015】そして、本発明の光学系と上記2群タイプ
の光学系との相違は無限遠から至近距離への合焦に際
し、前群に当たる正屈折力を有する第2レンズ群G2
第3レンズ群G3 との間隔を変化させつつ物体側へ移動
することである。このとき、任意の撮影倍率での第2レ
ンズ群G2 と第3レンズ群G3 との間隔は、無限遠合焦
時における第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 との間
隔よりも小さくなる。これにより、第2レンズ群G2
第3レンズ群G3 との合成からなる前群の屈折力は、至
近において強くなる。
【0016】すなわち、第2レンズ群G2 の焦点距離を
2 、第3レンズ群G3 の焦点距離をf3 、第2レンズ
群G2 と第3レンズ群G3 との合成焦点距離をf23、無
限遠合焦の状態における第2レンズ群G2 と第3レンズ
群G3 との主点間隔をD、その至近距離撮影の状態にお
ける変化量をΔ(<0)とするとき、 1/f23=(1/f2 )+(1/f3 ) −〔(D−Δ)/(f2 ・f3 )〕 ‥‥ (但し、f2 >0、f3 >0である。)の関係が成り立
つ。この式から分かるように、第2レンズ群G2 と第
3レンズ群G3 との合成焦点距離f23は、至近距離撮影
の状態において短くなる。
【0017】従って、この合成焦点距離f23は、式の
p に対応するものなので、合焦に際しての第2レンズ
群G2 と第3レンズ群G3 との移動量が少なくなること
がわかる。さて、第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3
との屈折力を弱く構成した場合には、第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3 との移動量の増加を招く。しかしな
がら、本発明では、上述の如く第2レンズ群G2 と第3
レンズ群G3 との移動量が少ないため、第2レンズ群G
2 と第3レンズ群G3 との合成屈折力を弱く構成でき
る。これにより、球面収差の補正において非常に有利に
なる。
【0018】そして、第2レンズ群G2 と第3レンズ群
3 との屈折力を弱く構成すると、負の屈折力を有する
第4レンズ群G4 の使用倍率を比較的小さく構成でき
る。これより、第4レンズ群G4 の負の屈折力を弱める
ことができ、収差補正上で有利となる。特に、ペッツバ
ール和のバランスが良好な状態となり、像面湾曲、非点
収差等の補正が容易となる。
【0019】次に図1を参照して、最至近合焦の状態に
おける合焦係数C’と任意の撮影倍率βにおける合焦係
数Cを説明をする。図1において、∞は無限遠合焦の状
態、βは任意の撮影倍率βの状態、β’は最至近合焦の
状態での各レンズ群の配置を示している。また、L0
合焦に際して第3レンズ群G3 が移動する軌跡であり、
1 は合焦係数C=C’=0のとき、すなわち第2レン
ズ群G2 と第3レンズ群G3 が一体で移動するときの第
2レンズ群G2 の移動軌跡である。さらにL2は合焦係
数C=C’(<0)のときの第2レンズ群G2 の移動軌
跡であり、L3は合焦係数C<C’(<0)のときの第
2レンズ群G2 の移動軌跡である。
【0020】さて、合焦係数CをC=C’とした場合に
は、第2レンズ群G2 を軌跡L2 のように移動させる
と、無限遠合焦状態及び最至近合焦の状態における光学
性能は向上するが、その間の任意の撮影倍率βにおいて
は、球面収差、像面湾曲収差が適正な値よりも正方向に
過剰に補正されてしまうため光学性能が悪化する。そこ
で、本発明においては、合焦係数CをC<C’とし、第
2レンズ群G2 を軌跡L3 のようにフィルム面に対して
凸形状の移動軌跡にそって移動させることにより、球面
収差、像面湾曲収差を適切に補正している。
【0021】以下、本発明の各条件式について説明す
る。条件式(1)は最至近合焦の状態における合焦係数
C’を規定するものである。これは最至近合焦の状態で
高い結像性能を維持し、合焦群の移動量を小さくするた
めの条件である。条件式(1)の上限を越えた場合、合
焦係数C’が正となり、無限遠合焦の状態と比較して、
最至近合焦の状態における第2レンズ群G2 と第3レン
ズ群G3の合成焦点距離が長くなる。このため、合焦群
の移動量が大きくなり、光学系全系を小型化することが
出来なくなる。
【0022】条件式(1)の下限を越えた場合、第2レ
ンズ群G2 と第3レンズ群G3 の合成屈折力が最至近合
焦の状態において強くなりすぎる。このため、輪帯球面
収差の補正が困難となる。条件式(2)は任意の撮影倍
率βの状態における合焦係数Cを規定するものである。
これは任意の撮影倍率βの状態において、高い結像性能
を維持するための条件である。
【0023】条件式(2)の上限を超えた場合、合焦係
数Cが合焦係数C’に近くなり過ぎる。このため、正の
像面湾曲、非点収差を補正することが困難となる。条件
式(2)の下限を超えた場合、合焦係数Cが負の方向に
大きくなる。この結果、第2レンズ群G2 と第3レンズ
群G3 の合成屈折力が任意の撮影倍率βの状態において
強くなり過ぎるため、球面収差の曲がりが発生し、その
補正が困難となる。
【0024】上記の条件式(1)、(2)における条件
範囲を図2を用いて説明する。図2では、最至近合焦の
状態における撮影倍率β’が-1.0、合焦係数C’が-0.1
5 とした場合を示す。これより、撮影倍率β’と合焦係
数C’とが決まるため、任意の撮影倍率βにおける合焦
係数Cの上限である直線CL と下限である直線CS が決
まる。ここで、本発明による水中カメラ用中望遠レンズ
において、合焦係数Cが直線CL と直線CS とで囲まれ
る領域の範囲内にあるとき、その光学性能が良好とな
る。例えば、任意の撮影倍率βがβ=-0.5である場合に
は、図中矢印にて示すように、直線CL と直線CS に挟
まれた範囲内に合焦係数Cがあるとき、撮影倍率β=-
0.5の状態での光学性能が良好となる。
【0025】次に、本発明による水中カメラ用中望遠レ
ンズは、上記の構成に加えて、以下に示す条件式(3)
を満足することが望ましい。 0.65 < f23/f < 0.85 ‥‥(3) 但し、 f :物界媒質を水としたときの無限遠合焦状態におけ
る全系の後側焦点距離、 f23:無限遠合焦状態における第2レンズ群G2 と第3
レンズ群G3 の合成焦点距離、 である。
【0026】この条件式(3)は、物界媒質を水とした
ときの無限遠合焦の状態の全系の後側焦点距離fに対す
る無限遠合焦の状態での第2レンズ群G2 と第3レンズ
群G 3 の合成焦点距離f23を規定するものである。条件
式(3)の上限を超えた場合、第2レンズ群G2 と第3
レンズ群G3 との合焦に伴う移動量が大きくなり過ぎる
ため、至近距離撮影の際に、第2レンズ群G2 と第3レ
ンズ群G3 とを物体側へ移動させながら両群の間隔を縮
小しても、全体としての移動量の短縮を図ることができ
ず好ましくない。
【0027】条件式(3)の下限を超えた場合、負の屈
折力を有する第4レンズ群G4 の使用倍率が大きくな
り、第4レンズ群G4 の負の屈折力が強まるため、ペッ
ツバール和が過剰に負となり、像面湾曲、非点収差等の
補正が困難となり、好ましくない。さらに第2レンズ群
2 と第3レンズ群G3 との屈折力が強まるため、球面
収差が甚大に発生し、補正が困難となる。
【0028】さて、本発明の光学系において、第1レン
ズ群G1 は、Rand光線の収差変動が大きくなるのを
さけるため強い屈折力を有しないが、物体側の媒質が水
の場合には、第1レンズ群G1 において、光軸の外側か
ら入射した軸外光線が強く光軸側に屈折されるために、
正の歪曲収差、及び倍率色収差が発生する。本発明で
は、中望遠レンズ程度の画角のため、第1レンズ群G1
において発生する正の歪曲収差は比較的小さい。このた
め、第1レンズ群G1 以降の光学系で発生する歪曲収差
が負、もしくは非常に弱い正であれば、光学系全系での
歪曲収差は実用上問題とはならない。
【0029】しかしながら、第1レンズ群G1 において
発生する倍率色収差は比較的大きく、第1レンズ群G1
より像側の光学系において補正することが望ましい。こ
のうち、第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 とは合焦
動作による軸上色収差、倍率色収差の変動を防ぐため、
軸上色収差及び倍率色収差を単独に補正する構成が望ま
しいため、第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 とによ
り、第1レンズ群G1からの倍率色収差を補正すること
は困難である。
【0030】そこで、本発明では、第4レンズ群G
4 は、物体側より順に、それぞれ少なくとも1枚の正レ
ンズL41と、負レンズL42と、正レンズL43とを有する
ように構成されることが望ましく、各レンズL41
42、L43の硝材の分散数は、 0.20 < (V41−V42)/V43 < 0.75 ‥‥(4) を満足するように構成されることが望ましい。但し、 V41:前記第4レンズ群G4 中の前記正レンズL41のア
ッベ数の逆数、 V42:前記第4レンズ群G4 中の前記負レンズL42のア
ッベ数の逆数、 V43:前記第4レンズ群G4 中の前記正レンズL43のア
ッベ数の逆数、 である。
【0031】この条件式(4)は、第4レンズ群G4
の各レンズL41、L42、L43の硝材の分散数を規定する
ものであり、光学系全系の軸上色収差及び倍率色収差を
良好に補正するための条件である。これにより、第4レ
ンズ群G4 で発生する軸上色収差を小さく保ち、かつ第
1レンズ群G1 において発生する倍率色収差と逆方向の
倍率色収差を発生させることができ、光学系全系での軸
上色収差と倍率色収差とが良好に補正される。
【0032】ここで、条件式(4)の上限を超えた場
合、第4レンズ群G4 中の凸レンズL 43の分散数が小さ
くなり過ぎるため、第1レンズ群G1 において発生する
倍率色収差の補正が不足となり好ましくない。一方、条
件式(4)の下限を超えた場合、第4レンズ群G4 中の
凸レンズL43の分散数が大きくなり過ぎるため、第1レ
ンズ群G1 において発生する倍率色収差の補正が過剰と
なり、好ましくない。
【0033】また、本発明において、第1レンズ群G1
の焦点距離は、物界媒質を水としたときの全系の後側焦
点距離をf、物界媒質を水としたときの第1レンズ群G
1 の焦点距離をf1 とするとき、以下の条件を満足する
ことが望ましい。 −0.25<f/f1 <0.25 ‥‥(5) この条件式(5)は、全系の後側焦点距離に対し、第1
レンズ群G1 の焦点距離を規定するものである。
【0034】条件式(5)の上限を超えて第1レンズ群
1 が強い正の屈折力を有する場合、極めて大きな正の
歪曲収差、及び倍率色収差が発生し、第2レンズ群G2
より像側の光学系において、これらの収差を補正するこ
とが困難となる。条件式(5)の下限を超えて第1レン
ズ群G1 が強い負の屈折力を有する場合には、Rand
光線が第1レンズ群G1 において過大に発散し、合焦に
よる合焦群でのRand光線の通過位置の変化が大きく
なる。これにより、収差変動、特に球面収差及びコマ収
差の変動を抑制することが困難となる。
【0035】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。図
3、図7、図11、図15、図19は、それぞれ順に本
発明の第1、第2、第3、第4、第5実施例の無限遠合
焦状態におけるレンズ構成を示している。各実施例とも
水中において、Fナンバーが2.8 程度、後側焦点距離が
105mm 程度の近接撮影が可能な水中カメラ用中望遠レン
ズである。
【0036】そして、各実施例はともに、物体側から順
に、屈折力を有しないか微弱な屈折力を有する第1レン
ズ群G1 と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2 と、
第3レンズ群G3 と、負の屈折力を有する第4レンズ群
4 とを有し、無限遠から至近距離への合焦に際して、
第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 との群間隔を変化
させながら、第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 とが
光軸上を第4レンズ群G4 に対し物体側に移動するよう
に構成されている。
【0037】以下に、本発明による各実施例について説
明する。なお、各実施例において、物界側の媒質を、屈
折率nw = 1.33306 、アッベ数νw =53.98である水とし
ている。また、本発明による水中カメラ用中望遠レンズ
は、物界の媒質が水での使用を想定しているが、海水、
エチルアルコール等、水に近い屈折率を有する他の液体
についても適用可能であることは言うまでもない。
【0038】図3は、第1実施例のレンズ構成図であ
り、各レンズ群の具体的な構成を説明すると、第1レン
ズ群G1 は屈折力を有しない平行平面板で構成され、第
2レンズ群G2 は両凸形状の正レンズと、物体側に凸面
を向けた形状の正メニスカスレンズと、物体側に凸面を
向けた形状の負メニスカスレンズより構成される。そし
て、第3レンズ群G3 は物体側に凹面を向けた形状の負
メニスカスレンズと、これに接合された正レンズと、両
凸形状の正レンズより構成され、第4レンズ群G 4 は像
側に凸面を向けた形状の正メニスカスレンズと、両凹形
状の負レンズと、両凸形状の正レンズより構成される。
【0039】以下の表1に、本発明における第1実施例
の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のfは全系の後
側焦点距離、βは撮影倍率、FはFナンバー、2ωは無
限遠合焦の状態における水中での画角を表す。そして、
左端の数字は物体側からの順序を表し、rはレンズ面の
曲率半径、dはレンズ面間隔、n及びνは屈折率及びア
ッベ数のd線(λ=587.6nm)に対する値である。
【0040】
【表1】〔第1実施例〕 f=105.0000 β=-0.5000 β=-1.0000 D0 ∞ 288.5789 187.2690 d 2 53.4810 29.2396 3.0031 d 8 22.1727 17.8948 16.5640 d13 3.0531 31.5724 59.1396 Bf 42.0697 42.0697 42.0697 次に、本実施例による条件対応値を以下に示す。 〔条件対応値〕 (1)C’=−0.100(β=−1.0) (2)CS =−0.325 CL =−0.125 C =−0.150(β=−0.5) (3)f23/f=0.735 (4)(V41−V42)/V43=0.387 (5)f/f1 =0 図4、図5及び図6は、それぞれ第1実施例の無限遠合
焦の状態での諸収差図、撮影倍率β=-0.5倍の状態での
諸収差図及び撮影倍率β=-1.0倍の状態での諸収差図を
示す。各収差図中において、Hは入射高、FN はFナン
バー、Yは像高、Aは主光線の入射角、dはd線(λ=5
87.6nm)及びgはg線(λ=435.6nm)を示している。な
お、各収差図中の非点収差図において、メリジオナル像
面を破線で、サジタル像面を実線で示している。
【0041】各収差図の比較から、本実施例は、無限遠
合焦時から等倍の至近距離まで優れた結像性能を有して
いることが分かる。次に、第2実施例のレンズ構成図で
ある図7を参照して、第2実施例における各レンズ群の
具体的な構成を説明する。図7において、第1レンズ群
1 は水中において微弱な正の屈折力を有し物体側に凸
面を向けた形状の正メニスカスレンズで構成され、第2
レンズ群G2 は両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた形
状の負メニスカスレンズとから構成される。そして、第
3レンズ群G3 は物体側に凹面を向けた形状の負メニス
カスレンズと、これに接合された正レンズと、両凸形状
の正レンズより構成され、第4レンズ群G4 は両凸形状
の正レンズと、両凹形状の負レンズと、物体側に凸面を
向けた形状の正メニスカスレンズより構成される。
【0042】以下の表2に、本発明における第2実施例
の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のfは全系の後
側焦点距離、βは撮影倍率、FはFナンバー、2ωは無
限遠合焦の状態における水中での画角を表す。そして、
左端の数字は物体側からの順序を表し、rはレンズ面の
曲率半径、dはレンズ面間隔、n及びνは屈折率及びア
ッベ数のd線(λ=587.6nm)に対する値である。
【0043】
【表2】 〔第2実施例〕 f=105.0000 β=-0.5000 β=-1.0000 D0 ∞ 285.8088 183.1027 d 2 54.4956 29.3197 3.4337 d 8 20.3034 15.8606 14.6299 d13 3.1635 32.7822 59.8990 Bf 40.0010 40.0010 40.0010 以下、本実施例による条件対応値を示す。 〔条件対応値〕 (1)C’=−0.100(β=−1.0) (2)CS =−0.325 CL =−0.125 C =−0.150(β=−0.5) (3)f23/f=0.739 (4)(V41−V42)/V43=0.246 (5)f/f1 =0.105 図8、図9及び図10は、それぞれ第2実施例の無限遠
合焦の状態での諸収差図、撮影倍率β=-0.5倍の状態で
の諸収差図及び撮影倍率β=-1.0倍の状態での諸収差図
を示す。各収差図において、Hは入射高、FN はFナン
バー、Yは像高、Aは主光線の入射角、dはd線(λ=5
87.6nm)及びgはg線(λ=435.6nm)を示している。な
お、各収差図中の非点収差図において、メリジオナル像
面を破線で、サジタル像面を実線で示している。
【0044】各収差図の比較から、本実施例は、無限遠
合焦時から等倍の至近距離まで優れた結像性能を有して
いることが分かる。次に、図11を参照して、本発明に
よる第3実施例を説明する。図11は、第3実施例のレ
ンズ構成図である。図11において、各レンズ群の具体
的な構成を説明すると、第1レンズ群G1 は水中におい
て微弱な負の屈折力を有し物体側に凸面を向けた形状の
正メニスカスレンズで構成され、第2レンズ群G2 は両
凸形状の正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズと、物体側に凸面を向けた形状の負メニスカス
レンズとから構成される。そして、第3レンズ群G3
物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、これに接
合された正レンズと、両凸形状の正レンズとから構成さ
れ、第4レンズ群G4 は像側に凸面を向けた形状の正メ
ニスカスレンズと、両凹形状の負レンズと、両凸形状の
正レンズとから構成される。
【0045】以下の表3に、本発明における第3実施例
の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のfは全系の後
側焦点距離、βは撮影倍率、FはFナンバー、2ωは無
限遠合焦の状態における水中での画角を表す。そして、
左端の数字は物体側からの順序を表し、rはレンズ面の
曲率半径、dはレンズ面間隔、n及びνは屈折率及びア
ッベ数のd線(λ=587.6nm)に対する値である。
【0046】
【表3】 〔第3実施例〕 f=105.0000 β=-0.5000 β=-1.0000 D0 ∞ 293.2880 197.6724 d 2 56.8769 32.9487 4.3670 d 8 21.9182 15.9361 16.0838 d13 3.0968 33.0071 61.4411 Bf 41.9081 41.9081 41.9081 次に、本実施例の条件対応値を示す。 〔条件対応値〕 (1)C’=−0.100(β=−1.0) (2)CS =−0.325 CL =−0.125 C =−0.200(β=−0.5) (3)f23/f=0.736 (4)(V41−V42)/V43=0.331 (5)f/f1 =─0.021 図12、図13及び図14は、それぞれ第3実施例の無
限遠合焦の状態での諸収差図、撮影倍率β=-0.5倍の状
態での諸収差図及び撮影倍率β=-1.0倍の状態での諸収
差図を示す。各収差図において、Hは入射高、FN はF
ナンバー、Yは像高、Aは主光線の入射角、dはd線
(λ=587.6nm)及びgはg線(λ=435.6nm)を示してい
る。なお、非点収差図中において、メリジオナル像面を
破線で、サジタル像面を実線で示す。
【0047】各収差図中の比較から、本実施例は、無限
遠合焦時から等倍の至近距離合焦時にわたり、優れた結
像性能を有していることが分かる。次に、図15を参照
して本発明による第4実施例を説明する。図15は、第
4実施例のレンズ構成図である。図15において、各レ
ンズ群の具体的な構成を説明すると、第1レンズ群G1
は屈折力を有しない平行平面板で構成され、第2レンズ
群G2 は両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を向けた
形状の正メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた形
状の負メニスカスレンズとから構成される。そして、第
3レンズ群G3 は物体側に凹面を向けた形状の負メニス
カスレンズと、これに接合された正レンズと、両凸形状
の正レンズより構成され、第4レンズ群G4 は像側に凸
面を向けた形状の正メニスカスレンズと、両凹形状の負
レンズと、両凸形状の正レンズより構成される。
【0048】以下の表4に、本発明における第4実施例
の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のfは全系の後
側焦点距離、βは撮影倍率、FはFナンバー、2ωは無
限遠合焦の状態における水中での画角を表す。そして、
左端の数字は物体側からの順序を表し、rはレンズ面の
曲率半径、dはレンズ面間隔、n及びνは屈折率及びア
ッベ数のd線(λ=587.6nm)に対する値である。
【0049】
【表4】 〔第4実施例〕 f=105.0000 β=-0.5000 β=-1.0000 D0 ∞ 279.2926 175.9999 d 2 45.3697 27.3999 3.1559 d 8 21.0513 15.0614 16.3609 d13 3.3988 27.3586 50.3031 Bf 42.5830 42.5830 42.5830 以下に、本実施例の条件対応値を示す。 (条件対応値) (1)C’=−0.100(β=−1.0) (2)CS =−0.325 CL =−0.125 C =−0.250(β=−0.5) (3)f23/f=0.671 (4)(V41−V42)/V43=0.693 (5)f/f1 =0 図16、図17及び図18は、それぞれ第4実施例の無
限遠合焦の状態での諸収差図、撮影倍率β=-0.5倍の状
態での諸収差図及び撮影倍率β=-1.0倍の状態での諸収
差図を示す。各収差図において、Hは入射高、FN はF
ナンバー、Yは像高、Aは主光線の入射角、dはd線
(λ=587.6nm)及びgはg線(λ=435.6nm)を示してい
る。なお、非点収差図中において、メリジオナル像面を
破線で、サジタル像面を実線で示す。
【0050】各収差図の比較から、本実施例は、無限遠
合焦時から等倍の至近距離合焦時まで、諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることが分かる。
次に、第5実施例を説明する。第5実施例のレンズ構成
図である図19を参照して、各レンズ群の具体的な構成
を説明する。図19において、第1レンズ群G1 は屈折
力を有しない平行平面板で構成され、第2レンズ群G2
は両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を向けた形状の
正メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた形状の負
メニスカスレンズとから構成される。そして、第3レン
ズ群G3 は物体側に凹面を向けた形状の負メニスカスレ
ンズと、これに接合された正レンズと、両凸形状の正レ
ンズより構成され、第4レンズ群G4 は両凸形状の正レ
ンズと、両凹形状の負レンズと、物体側に凸面を向けた
形状の正メニスカスレンズより構成される。
【0051】以下の表5に、本発明における第5実施例
の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のfは全系の後
側焦点距離、βは撮影倍率、FはFナンバー、2ωは無
限遠合焦の状態における水中での画角を表す。そして、
左端の数字は物体側からの順序を表し、rはレンズ面の
曲率半径、dはレンズ面間隔、n及びνは屈折率及びア
ッベ数のd線(λ=587.6nm)に対する値である。
【0052】
【表5】 〔第5実施例〕 f=105.0000 β=-0.5000 β=-1.0000 D0 ∞ 285.9806 186.0397 d 2 50.8070 27.7489 3.1652 d 8 26.1738 18.4878 14.2634 d13 3.2798 34.0240 62.8320 Bf 40.6530 40.6530 40.6530 次に、本実施例の条件対応値を示す。 〔条件対応値〕 (1)C’=−0.200(β=−1.0) (2)CS =−0.375 CL =−0.225 C =−0.250(β=−0.5) (3)f23/f=0.762 (4)(V41−V42)/V43=0.333 (5)f/f1 =0 図20、図21及び図22は、それぞれ第5実施例の無
限遠合焦の状態での諸収差図、撮影倍率β=-0.5倍の状
態での諸収差図及び撮影倍率β=-1.0倍の状態での諸収
差図を示す。各収差図において、Hは入射高、FN はF
ナンバー、Yは像高、Aは主光線の入射角、dはd線
(λ=587.6nm)及びgはg線(λ=435.6nm)を示してい
る。なお、非点収差図中において、メリジオナル像面を
破線で、サジタル像面を実線で示す。
【0053】各収差図の比較から、本実施例は、無限遠
合焦時から等倍の至近距離合焦時にわたり、諸収差が良
好に補正され、優れた結像性能を有していることが分か
る。なお、本発明においては、第2レンズ群G2 と第3
レンズ群G3 とを一体として、光軸に対し偏心するよう
構成すれば、防振効果を達成できる。また、第4レンズ
群G4 を光軸に対し偏心させても防振効果を得ることが
できる。
【0054】
【発明の効果】上述の如く、本発明による水中カメラ用
中望遠レンズによれば、水中において無限遠から等倍の
至近距離までの広範囲にわたって高い結像性能のもとで
の撮影が可能となる。さらに、本発明によれば、近接撮
影時のワーキングディスタンスが長い水中カメラ用中望
遠レンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の合焦方式の原理を模式的に示す図であ
る。
【図2】本発明における合焦係数の条件範囲の一例を示
す図である。
【図3】第1実施例のレンズ構成図である。
【図4】第1実施例の無限遠合焦状態における収差図で
ある。
【図5】第1実施例の撮影倍率が−0.5の状態におけ
る収差図である。
【図6】第1実施例の撮影倍率が−1.0の状態におけ
る収差図である。
【図7】第2実施例のレンズ構成図である。
【図8】第2実施例の無限遠合焦状態における収差図で
ある。
【図9】第2実施例の撮影倍率が−0.5の状態におけ
る収差図である。
【図10】第2実施例の撮影倍率が−1.0の状態にお
ける収差図である。
【図11】第3実施例のレンズ構成図である。
【図12】第3実施例の無限遠合焦状態における収差図
である。
【図13】第3実施例の撮影倍率が−0.5の状態にお
ける収差図である。
【図14】第3実施例の撮影倍率が−1.0の状態にお
ける収差図である。
【図15】第4実施例のレンズ構成図である。
【図16】第4実施例の無限遠合焦状態における収差図
である。
【図17】第4実施例の撮影倍率が−0.5の状態にお
ける収差図である。
【図18】第4実施例の撮影倍率が−1.0の状態にお
ける収差図である。
【図19】第5実施例のレンズ構成図である。
【図20】第5実施例の無限遠合焦状態における収差図
である。
【図21】第5実施例の撮影倍率が−0.5の状態にお
ける収差図である。
【図22】第5実施例の撮影倍率が−1.0の状態にお
ける収差図である。
【符号の説明】
1 ‥‥ 第1レンズ群、 G2 ‥‥ 第2レンズ群、 G3 ‥‥ 第3レンズ群、 G4 ‥‥ 第4レンズ群、 S ‥‥ 絞り、

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に、無屈折力または微弱な屈
    折力の第1レンズ群G1 と、正屈折力の第2レンズ群G
    2 と、正屈折力の第3レンズ群G3 と、負屈折力の第4
    レンズ群G4 とを有し、 無限遠から至近距離への合焦を行う際には、前記第1レ
    ンズ群G1 は、像面に対して固定され、前記第2レンズ
    群G2 と前記第3レンズ群G3 とは、前記第2レンズ群
    2 と前記第3レンズ群G3 との群間隔が変化するよう
    に、前記像面に対して光軸に沿って物体側に繰り出さ
    れ、 以下の条件を満足することを特徴とする水中カメラ用中
    望遠レンズ。 −0.30 < C’ < 0 CS < C < CLS =−(C’+0.45)β−0.5 CL =−0.05β+(C’−0.05) 但し、 β :任意の撮影倍率、 C’:最至近合焦状態における合焦係数、 (C’=Δ
    2'/Δ3') C :任意の撮影倍率βにおける合焦係数、(C =Δ
    2 /Δ3 ) Δ2':最至近合焦状態における無限遠合焦状態からの前
    記第2レンズ群G2 と前記第3レンズ群G3 との群間隔
    変化量、 Δ3':最至近合焦状態における無限遠合焦状態からの前
    記第3レンズ群G3 と前記第4レンズ群G4 との群間隔
    変化量、 Δ2 :任意の撮影倍率βの状態における無限遠合焦状態
    からの前記第2レンズ群G2 と前記第3レンズ群G3
    群間隔変化量、 Δ3 :任意の撮影倍率βの状態における無限遠合焦状態
    からの前記第3レンズ群G3 と前記第4レンズ群G4
    群間隔変化量、 である。
  2. 【請求項2】物界媒質を水としたときの無限遠合焦状態
    における全系の後側焦点距離をf、無限遠合焦状態にお
    ける第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 の合成焦点距
    離をf23とするとき、 0.65 < f23/f < 0.85 を満足することを特徴とする請求項1記載の水中カメラ
    用中望遠レンズ。
  3. 【請求項3】前記第4レンズ群G4 は、物体側より順
    に、それぞれ少なくとも1枚の正レンズL41と、負レン
    ズL42と、正レンズL43とを有し、 0.20 < (V41−V42)/V43 < 0.75 を満足することを特徴とする請求項1記載の水中カメラ
    用中望遠レンズ。但し、 V41:前記第4レンズ群G4 中の前記正レンズL41のア
    ッベ数の逆数、 V42:前記第4レンズ群G4 中の前記負レンズL42のア
    ッベ数の逆数、 V43:前記第4レンズ群G4 中の前記正レンズL43のア
    ッベ数の逆数、 である。
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