(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズの前方に着脱可能に取り付けて使用するクローズアップレンズにおいて、
該クローズアップレンズは、物体側から順に正のパワーを持つ第１レンズと、負のパワーを持つ第２レンズと、正のパワーを持つ第３レンズにて構成され、全系の焦点距離をｆｏ、第ｉレンズの焦点距離をｆｉ、第ｉ番目のレンズ面の曲率半径をＲｉ、第ｉレンズの材質のｄ線を基準としたときのアッベ数をνｉとしたとき、
０．１＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜  ２．４
−４．４＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）＜−０．５
−２．８＜（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５−Ｒ６）＜  ０．９
０．６＜｜ｆ１／ｆｏ｜＜１．６
０．４＜｜ｆ２／ｆｏ｜＜１．２
０．５＜｜ｆ３／ｆｏ｜＜１．３
｜ν１−ν２｜＞１０
の条件を満足することを特徴とするクローズアップレンズ。
【請求項２】
前記第１レンズは、両レンズ面が凸面形状であり、前記第２レンズは、像面側に凸面を向けたメニスカス形状であり、前記第３レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状であることを特徴とする請求項１記載のクローズアップレンズ。
【請求項３】
前記第１レンズは、像面側に凸面を向けたメニスカス形状であり、前記第２レンズは、像面側に凸面を向けたメニスカス形状であり、前記第３レンズは、両レンズ面が凸面形状であることを特徴とする請求項１記載のクローズアップレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズは、両レンズ面が凸面形状であり、前記第２レンズは、両レンズ面が凹面形状であり、前記第３レンズは、両レンズ面が凸面形状であることを特徴とする請求項１記載のクローズアップレンズ。
【請求項５】
前記第１レンズは、両レンズ面が凸面形状であり、前記第２レンズは、像面側に凸面を向けたメニスカス形状であり、前記第３レンズは、両レンズ面が凸面形状であることを特徴とする請求項１記載のクローズアップレンズ。
【請求項６】
請求項１乃至４の何れか一項記載のクローズアップレンズが前方に装着されたことを特徴とする撮影レンズ。
【請求項７】
前記撮影レンズは、物体側より順に、変倍時に固定の正の屈折力の第１群と、変倍用の負の屈折力の第２群と、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第３群と、変倍時に固定の正の屈折力の第４群にて構成されていることを特徴とする請求項６記載の撮影レンズ。
【請求項８】
請求項７記載の撮影レンズを備えたことを特徴とするテレビカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビカメラ、ビデオカメラ、写真用カメラ等の光学機器に用いる撮影レンズの前方に着脱可能に取り付け、撮影可能な物体距離の短縮化を図った近接撮影時に用いる高い光学性能を有したクローズアップレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
撮影可能な被写体距離をより短くして近接被写体を撮影する方法として、撮影レンズに内蔵されているマクロ機構を用いる方法や、撮影レンズの前方にクローズアップレンズを着脱可能に取り付けて撮影する方法等がある。
【０００３】
前者は撮影レンズの一部を動かすことにより、さらに至近側の被写体の撮影を可能とするものであるが、レンズの操作のみで近接撮影ができるという利便性はある。しかしながら、この方法は通常撮影に比べて光学性能が低下する傾向がある。そのため、光学性能を重視する場合は撮影レンズの前方にクローズアップレンズを取り付けて撮影を行うことが一般的となっている。
【０００４】
この種のクローズアップレンズは極めて簡易な手段により撮影レンズの至近距離を短縮することができるという特長がある。
【０００５】
一般にこの種のクローズアップレンズは簡易なレンズ構成でしかも撮影レンズに装着したときの至近距離が短く、又収差変動が少なく、良好な画像が得られることが要望されている。特にクローズアップレンズ単独で収差補正が良好になされていることが要望されている。
【０００６】
本出願人は、例えば特開平７−３１８８０２号公報において、撮影レンズの前方に着脱可能に取り付けて至近物体距離の短縮化を図った高い光学性能を有したクローズアップレンズを提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一方最近のように、例えばハイビジョン放送に代表されるように、さらに質の高い画質が求められる分野においては、撮影レンズの光学性能の向上とともに、それに取り付けて用いるクローズアップレンズもさらに高い光学性能を有するものが求められている。このような要求を満たすには、クローズアップレンズ単体で十分な収差補正がされている必要がある。
【０００８】
例えばクローズアップレンズを単一レンズより構成すれば、レンズ系は小型軽量となるが、収差補正、例えば色収差の補正が不十分となり、至近距離を短くすることが難しいという問題点が生じてくる。
【０００９】
又、複数枚のレンズより構成すれば至近距離を短くし、且つ収差補正を良好に行うことができるが、レンズ系全体が大型化してくるという問題点が生じてくる。
【００１０】
本発明は、レンズ形状やレンズの材質、そして各レンズの屈折力等のレンズ構成上の諸元を適切に設定することにより撮影レンズの前方（物体側）に着脱可能に装着して至近距離を短くし、且つ画面全体の光学性能を良好に維持することができるクローズアップレンズの提供を目的とする。
【００１１】
特に本発明は、主として放送用のテレビカメラ用のズームレンズの物体側に着脱可能に装着したときに光学性能の劣化が少なく、良好に使用できるクローズアップレンズの提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のクローズアップレンズは、撮影レンズの前方に着脱可能に取り付けて使用するクローズアップレンズにおいて、該クローズアップレンズは、物体側から順に正のパワーを持つ第１レンズと、負のパワーを持つ第２レンズと、正のパワーを持つ第３レンズにて構成され、全系の焦点距離をｆｏ、第ｉレンズの焦点距離をｆｉ、第ｉ番目のレンズ面の曲率半径をＲｉ、第ｉレンズの材質のｄ線を基準としたときのアッベ数をνｉとしたとき、
０．１＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜  ２．４  ‥‥‥（１）
−４．４＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）＜−０．５  ‥‥‥（２）
−２．８＜（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５−Ｒ６）＜  ０．９  ‥‥‥（３）
０．６＜｜ｆ１／ｆｏ｜＜１．６  ‥‥‥（４）
０．４＜｜ｆ２／ｆｏ｜＜１．２  ‥‥‥（５）
０．５＜｜ｆ３／ｆｏ｜＜１．３  ‥‥‥（６）
｜ν１−ν２｜＞１０  ‥‥‥（７）
の条件を満足することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明の実施形態の数値実施例１のクローズアップレンズＣＵを撮影レンズＭＬの前方に着脱可能に装着したときのレンズ断面図、広角端の収差図、望遠端の収差図である。
【００１４】
図４〜図６は本発明の実施形態の数値実施例２のクローズアップレンズＣＵを撮影レンズＭＬの前方に着脱可能に装着したときのレンズ断面図、広角端の収差図、望遠端の収差図である。
【００１５】
図７〜図９は本発明の実施形態の数値実施例３のクローズアップレンズＣＵを撮影レンズＭＬの前方に着脱可能に装着したときのレンズ断面図、広角端の収差図、望遠端の収差図である。
【００１６】
図１０〜図１２は本発明の実施形態の数値実施例４のクローズアップレンズＣＵを撮影レンズＭＬの前方に着脱可能に装着したときのレンズ断面図、広角端の収差図、望遠端の収差図である。
【００１７】
レンズ断面図においてＣＵはクローズアップレンズである。ＭＬは撮影レンズであり、ズームレンズより成っている。尚、本実施形態では撮影レンズＭＬにズームレンズを用いた場合を示しているが単一焦点距離のレンズ系であっても良い。
【００１８】
クローズアップレンズＣＵは物体側より順に正のパワー（屈折力）の第１レンズＧ１、負のパワーの第２レンズＧ２、そして正のパワーの第３レンズＧ３より成っている。
【００１９】
又、ズームレンズＭＬは物体側より順に変倍の際に固定のフォーカス用の正の屈折力の第１群（フォーカス部）、変倍用の負の屈折力の第２群（バリエータ）、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第３群（コンペンセーター）、そして固定の正の屈折力の第４群（リレーレンズ）より成っている。
【００２０】
ＳＰは絞りである。Ｂは色分解プリズムや光学フィルターであり、同図ではガラスブロックとして示している。
【００２１】
一般に撮影レンズはそれ自身で撮影を行うため、収差補正が良好になされている。そのため、クローズアップレンズを撮影レンズに装着したときに高い光学性能を得るためには、クローズアップレンズ単独で十分な収差補正を行っておく必要がある。
【００２２】
本発明のクローズアップレンズＣＵは、物体側から順に正のパワーを持つ第１レンズＧ１と、負のパワーを持つ第２レンズＧ２と、正のパワーを持つ第３レンズＧ３にて構成すると共に、前述の条件式（１）〜（７）を満たすことで撮影可能な至近距離を短くしつつ、ズームレンズに装着した場合に重要となる広角端のディストーション（歪曲収差）及び望遠端の球面収差を良好に補正している。
【００２３】
条件式（１）〜（３）は、クローズアップレンズＣＵを構成する第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、第３レンズＧ３のレンズ形状を規定するもので、各構成レンズの形状がそれぞれに当てはまる条件式を満足することにより諸収差、特にズームレンズに装着したときの広角端のディストーション及び望遠端の球面収差を良好に補正している。
【００２４】
第１レンズＧ１が条件式（１）の下限値を越えると、物体側のレンズ面が極端に強いパワーを持つ両レンズ面が凸面のレンズとなり、望遠端の球面収差の補正が困難になる。また、上限値を越えると、物体側に凹面を向けた極端なメニスカス形状となり、広角端の負のディストーションが増大するので良くない。
【００２５】
第２レンズＧ２が条件式（２）の下限値を越えると、物体側に凹面を向けた極端なメニスカス形状のレンズとなり、望遠端の球面収差の補正が過剰となる。又、上限値を越えると像面側のレンズ面にパワーの強い凹面を持つ両レンズ面が凹面の負レンズとなり、広角端の負のディストーションが増大する。
【００２６】
第３レンズＧ３が条件式▲３▼の下限値を越えると、物体側に凸面を向けた極端なメニスカス形状となり、望遠端の球面収差の補正が困難になる。又上限値を越えると、像面側のレンズ面が極端に強い両レンズ面が凸面の正レンズとなり、広角端のディストーションが過剰に補正されることに加え、望遠端の球面収差の補正も困難になる。
【００２７】
条件式（４）〜（６）は、各構成レンズの焦点距離をクローズアップレンズ（全系）の焦点距離ｆｏで正規化し、その絶対値を規定したもので、条件式（４）〜（６）の下限値を越えると各構成レンズが強いパワーの組み合わせとなり、諸収差の補正が難しくなる。
【００２８】
また上限を越えると各構成レンズが弱いパワーの組み合わせとなり、焦点距離ｆｏのクローズアップレンズを構成することが難しくなる。
【００２９】
条件式（７）は、第１レンズＧ１と第２レンズＧ２の材質のｄ線を基準にしたアッベ数に関するもので、下限値を越えると色収差の十分な補正ができなくなる。
【００３０】
本発明のクローズアップレンズＣＵの具体的なレンズ形状としては、物体側より順に、図１の数値実施例１で両レンズ面が凸面の正レンズ、像面に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズより構成している。
【００３１】
又、図４の数値実施例２では像面側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズ、像面側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより構成している。
【００３２】
又、図７の数値実施例３では両レンズ面が凸面の正レンズ、両レンズ面が凹面の負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより構成している。
【００３３】
又、図１０の数値実施例４では両レンズ面が凸面の正レンズ、像面側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより構成している。
【００３４】
本発明のクローズアップレンズはこのようなレンズ形状をとることによって、クローズアップレンズ単体としての諸収差を良好に補正している。
【００３５】
次に本発明のクローズアップレンズと、それを装着する撮影レンズの数値実施例を示す。撮影レンズは変倍比２０倍、広角端のＦナンバーが１．８５、望遠端のＦナンバーが２．８５、広角端の画角６０．１度のズームレンズである。
【００３６】
数値実施例においてｒｉは物体側から順に第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側から順に第ｉ番目と第（ｉ＋１）番目の間隔、ｎｉとνｉはそれぞれ物体側より順に第ｉ番目の光学部材の材質の屈折率とアッベ数である。
【００３７】
尚撮影レンズの数値実施例において最終の３つのレンズ面は色分解プリズムやフィルター等のガラスブロックである。又前述の条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示す。
【００３８】
0004467685.tif 000002
0004467685.tif 000003
0004467685.tif 000004
【００３９】
【表１】
0004467685.tif 000005
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、レンズ形状やレンズの材質、そして各レンズの屈折力等のレンズ構成上の諸元を適切に設定することにより撮影レンズの前方（物体側）に着脱可能に装着して至近距離を短くし、且つ画面全体の光学性能を良好に維持することができるクローズアップレンズを達成することができる。
【００４１】
この他本発明は、放送用のテレビカメラ用のズームレンズの物体側に着脱可能に装着したときに光学性能の劣化が少なく、良好に使用できるクローズアップレンズを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の数値実施例１のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときのレンズ断面図
【図２】  本発明の数値実施例１のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときの広角端の収差図
【図３】  本発明の数値実施例１のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときの望遠端の収差図
【図４】  本発明の数値実施例２のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときのレンズ断面図
【図５】  本発明の数値実施例２のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときの広角端の収差図
【図６】  本発明の数値実施例２のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときの望遠端の収差図
【図７】  本発明の数値実施例３のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときのレンズ断面図
【図８】  本発明の数値実施例３のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときの広角端の収差図
【図９】  本発明の数値実施例３のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときの望遠端の収差図
【図１０】  本発明の数値実施例４のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときのレンズ断面図
【図１１】  本発明の数値実施例４のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときの広角端の収差図
【図１２】  本発明の数値実施例４のクローズアップレンズを撮影レンズに装着したときの望遠端の収差図
【符号の説明】
ＣＵ：クローズアップレンズ
Ｇ１：第１レンズ
Ｇ２：第２レンズ
Ｇ３：第３レンズ
ＭＬ：撮影レンズ
Ｆ：フォーカス部
Ｖ：バリエータ
Ｃ：コンペンセーター
Ｒ：リレーレンズ
ＳＰ：絞り
ｇ：ｇ線
ｅ：ｅ線
Ｓ：サジタル像面
Ｍ：メリディオナル像面
【図１】
0004467685.tif 000006
【図２】
0004467685.tif 000007
【図３】
0004467685.tif 000008
【図４】
0004467685.tif 000009
【図５】
0004467685.tif 000010
【図６】
0004467685.tif 000011
【図７】
0004467685.tif 000012
【図８】
0004467685.tif 000013
【図９】
0004467685.tif 000014
【図１０】
0004467685.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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