JP3429540B2 - 水陸両用カメラの光学系 - Google Patents
水陸両用カメラの光学系Info
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- JP3429540B2 JP3429540B2 JP30938093A JP30938093A JP3429540B2 JP 3429540 B2 JP3429540 B2 JP 3429540B2 JP 30938093 A JP30938093 A JP 30938093A JP 30938093 A JP30938093 A JP 30938093A JP 3429540 B2 JP3429540 B2 JP 3429540B2
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- Japan
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- lens
- optical system
- curvature
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- Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、防水機構が施された空
気中及び水中の何れにおいても撮影可能な水陸両用カメ
ラの光学系に関する。
気中及び水中の何れにおいても撮影可能な水陸両用カメ
ラの光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の水陸両用カメラは、空気中におい
て使用されているカメラを水中ハウジング内に収容した
もの、或いは、カメラ自体に防水機構を施したものが使
用されていた。しかしながら、空気中で収差補正された
光学系を使用する水中ハウジングや、防水機構が施され
たカメラの防水窓が平板ガラスである場合、水中撮影時
に起きる物体空間と平板ガラスとの境界面の屈折作用に
よって歪曲収差及び倍率色収差が発生し、結像性能が著
しく低下するばかりか、水中での画角が狭くなるという
問題があった。
て使用されているカメラを水中ハウジング内に収容した
もの、或いは、カメラ自体に防水機構を施したものが使
用されていた。しかしながら、空気中で収差補正された
光学系を使用する水中ハウジングや、防水機構が施され
たカメラの防水窓が平板ガラスである場合、水中撮影時
に起きる物体空間と平板ガラスとの境界面の屈折作用に
よって歪曲収差及び倍率色収差が発生し、結像性能が著
しく低下するばかりか、水中での画角が狭くなるという
問題があった。
【０００３】そこで、水中ハウジングの防水窓入射面の
曲率中心を前記防水窓を含めたレンズ系全体の入射瞳位
置にほぼ一致させた同心球面窓として形成することによ
り、軸外光線の防水窓入射面への屈折作用の変化を小さ
くし、水中撮影時の収差，画角の変化を小さくするとい
う従来の光学系があった。又、防水窓を光学系の一部と
して考え、レンズ入射面の曲率中心をレンズ系の入射瞳
位置にほぼ一致させ、カメラ自体に防水機構を施すこと
によって水陸両用カメラを構成した従来例もあった。
又、撮影レンズの前方にアッタチメント光学系を装着す
ることで、水中での収差を良好に補正し、撮影レンズと
の合成焦点距離を強め、水中での画角の変化を小さくし
た従来例として、特開昭５４−８５７２１号公報，特開
昭５８−８５７２１号公報及び特開昭５７−４０１７号
公報に夫々記載されている光学系が公知である。
曲率中心を前記防水窓を含めたレンズ系全体の入射瞳位
置にほぼ一致させた同心球面窓として形成することによ
り、軸外光線の防水窓入射面への屈折作用の変化を小さ
くし、水中撮影時の収差，画角の変化を小さくするとい
う従来の光学系があった。又、防水窓を光学系の一部と
して考え、レンズ入射面の曲率中心をレンズ系の入射瞳
位置にほぼ一致させ、カメラ自体に防水機構を施すこと
によって水陸両用カメラを構成した従来例もあった。
又、撮影レンズの前方にアッタチメント光学系を装着す
ることで、水中での収差を良好に補正し、撮影レンズと
の合成焦点距離を強め、水中での画角の変化を小さくし
た従来例として、特開昭５４−８５７２１号公報，特開
昭５８−８５７２１号公報及び特開昭５７−４０１７号
公報に夫々記載されている光学系が公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レンズ
入射面の曲率中心を、レンズ系全体の入射瞳位置にほぼ
一致させた従来例は、レンズ入射面が物体側に曲率の強
い凸面となり、物体平面がレンズの方向に凹面を向けた
球面状の虚像となるため、プラスの像面湾曲が大きく発
生し、これを補正することは困難であった。例えば、レ
ンズ入射面が平面であるか、或いは、僅かに湾曲してい
るにすぎない状態ならば、像面は水中に移動した場合で
もフラットになることが知られている。
入射面の曲率中心を、レンズ系全体の入射瞳位置にほぼ
一致させた従来例は、レンズ入射面が物体側に曲率の強
い凸面となり、物体平面がレンズの方向に凹面を向けた
球面状の虚像となるため、プラスの像面湾曲が大きく発
生し、これを補正することは困難であった。例えば、レ
ンズ入射面が平面であるか、或いは、僅かに湾曲してい
るにすぎない状態ならば、像面は水中に移動した場合で
もフラットになることが知られている。
【０００５】又、高倍率のズームレンズを上記のような
レンズ面を有した水陸両用カメラの光学系に用いた場合
には、レンズ系の入射瞳位置が変倍時に移動するので、
レンズ入射面の曲率中心が入射瞳位置から外れてしまう
ばかりか、水中ではレンズ入射面に負の屈折力が生じる
ため、変倍時の収差変動が大きく、且つ、バックフォー
カスも変化してしまうため、水中撮影時に良好な結像性
能を維持することができなくなるという問題があった。
レンズ面を有した水陸両用カメラの光学系に用いた場合
には、レンズ系の入射瞳位置が変倍時に移動するので、
レンズ入射面の曲率中心が入射瞳位置から外れてしまう
ばかりか、水中ではレンズ入射面に負の屈折力が生じる
ため、変倍時の収差変動が大きく、且つ、バックフォー
カスも変化してしまうため、水中撮影時に良好な結像性
能を維持することができなくなるという問題があった。
【０００６】又、アッタチメント光学系を用いた特開昭
５４−８５７２１号公報に記載の光学系は、ズームレン
ズへの装着の際、全焦点距離域に亘って良好な結像性能
を得ることができなかった。又、ズームレンズへの装着
が可能となった特開昭５８−８５７２１号公報及び特開
昭５７−４０１７号公報に夫々記載の光学系は、レンズ
が３枚以上必要とされるため製造工程においてコスト面
で不利となる。
５４−８５７２１号公報に記載の光学系は、ズームレン
ズへの装着の際、全焦点距離域に亘って良好な結像性能
を得ることができなかった。又、ズームレンズへの装着
が可能となった特開昭５８−８５７２１号公報及び特開
昭５７−４０１７号公報に夫々記載の光学系は、レンズ
が３枚以上必要とされるため製造工程においてコスト面
で不利となる。
【０００７】そこで、本発明は、上記のような従来技術
の有する問題点に鑑み、簡単な構成の補助レンズ系の着
脱のみで空気中と水中との撮影状態を相互に切り換える
ことができ、高倍率なズームレンズにおいても、高い結
像性能を維持しながら空気中，水中を問わず撮影可能な
水陸両用カメラの光学系を提供することを目的としてい
る。
の有する問題点に鑑み、簡単な構成の補助レンズ系の着
脱のみで空気中と水中との撮影状態を相互に切り換える
ことができ、高倍率なズームレンズにおいても、高い結
像性能を維持しながら空気中，水中を問わず撮影可能な
水陸両用カメラの光学系を提供することを目的としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、本発明の水陸両用カメラの光学系は、物体空
間が空気で収差補正された複数のレンズ群を有し、該レ
ンズ群の移動による焦点距離可変の撮影光学系におい
て、撮影時の物体空間が水である場合には、物体側より
順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと物体
側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとが配置され且
つ最も物体側に配置されたレンズ面の曲率半径が最も像
側に配置されたレンズ面の曲率半径よりも小さくなるよ
うに構成された補助レンズ系を前記撮影光学系の前方に
装着すると共に、変倍のための移動レンズ群を物体空間
が空気である場合の撮影時とは異なるように移動させる
ことで水中撮影を可能とし、更に、以下の条件式を満足
するようにしたことを特徴としている。 ０．１＜｜（Ｒf−Ｒr）／（Ｒf＋Ｒr）｜＜０．８ 但し、Ｒfは補助レンズ系の入射面の曲率半径、Ｒrは補
助レンズ系の射出面の曲率半径である。又、本発明の光
学系は、前記補助レンズ系を構成している正のメニスカ
スレンズの少なくとも一面を非球面にするようにしたこ
とを特徴としている。 又、本発明の光学系では、水中撮
影における変倍のための移動レンズ群は、変倍に伴って
像面が移動しないようにすると共に、像面湾曲の特性に
寄与し他の収差の変動に影響を及ぼさないレンズ群を移
動させることを特徴としている。又、本発明の光学系で
は、前記補助レンズ系と前記撮影光学系との間は空気が
密閉されており、補助レンズ系装着時のレンズ全長を一
定にしたことを特徴としている。更に、本発明の光学系
では、前記撮影光学系は、水中撮影時のズームカムを、
空気中撮影時のズームカムの広角端の延長上に、水中撮
影時の広角端から始まるように設けたことを特徴として
いる。
するため、本発明の水陸両用カメラの光学系は、物体空
間が空気で収差補正された複数のレンズ群を有し、該レ
ンズ群の移動による焦点距離可変の撮影光学系におい
て、撮影時の物体空間が水である場合には、物体側より
順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと物体
側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとが配置され且
つ最も物体側に配置されたレンズ面の曲率半径が最も像
側に配置されたレンズ面の曲率半径よりも小さくなるよ
うに構成された補助レンズ系を前記撮影光学系の前方に
装着すると共に、変倍のための移動レンズ群を物体空間
が空気である場合の撮影時とは異なるように移動させる
ことで水中撮影を可能とし、更に、以下の条件式を満足
するようにしたことを特徴としている。 ０．１＜｜（Ｒf−Ｒr）／（Ｒf＋Ｒr）｜＜０．８ 但し、Ｒfは補助レンズ系の入射面の曲率半径、Ｒrは補
助レンズ系の射出面の曲率半径である。又、本発明の光
学系は、前記補助レンズ系を構成している正のメニスカ
スレンズの少なくとも一面を非球面にするようにしたこ
とを特徴としている。 又、本発明の光学系では、水中撮
影における変倍のための移動レンズ群は、変倍に伴って
像面が移動しないようにすると共に、像面湾曲の特性に
寄与し他の収差の変動に影響を及ぼさないレンズ群を移
動させることを特徴としている。又、本発明の光学系で
は、前記補助レンズ系と前記撮影光学系との間は空気が
密閉されており、補助レンズ系装着時のレンズ全長を一
定にしたことを特徴としている。更に、本発明の光学系
では、前記撮影光学系は、水中撮影時のズームカムを、
空気中撮影時のズームカムの広角端の延長上に、水中撮
影時の広角端から始まるように設けたことを特徴として
いる。
【０００９】このように、本発明の水陸両用カメラの光
学系は、物体空間が空気で収差補正された複数のレンズ
群から成り、当該レンズ群を移動させることによって焦
点距離可変のズームレンズを構成している。しかしなが
ら、物体空間が空気で収差補正されているレンズをその
まま水中で使用すると、水中での画角は空気中での画角
よりも狭くなること、又、レンズ入射面における種々の
収差、特に歪曲収差並びに倍率色収差が発生することは
前述の通りである。
学系は、物体空間が空気で収差補正された複数のレンズ
群から成り、当該レンズ群を移動させることによって焦
点距離可変のズームレンズを構成している。しかしなが
ら、物体空間が空気で収差補正されているレンズをその
まま水中で使用すると、水中での画角は空気中での画角
よりも狭くなること、又、レンズ入射面における種々の
収差、特に歪曲収差並びに倍率色収差が発生することは
前述の通りである。
【００１０】そこで、本発明の光学系は、水中撮影時に
は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニス
カスレンズと物体側に凸面を向けた正のメニスカスレン
ズとが配置されて構成される補助レンズ系を、空気中で
収差補正されている撮影光学系の前方に配置すること
で、水中における補助レンズ系と撮影光学系との合成焦
点距離を小さくし、空気中での画角を水中でもある程度
保つことを可能にしている。更に、前記補助レンズ系は
負，正の二つのレンズ群により構成されているため、レ
ンズ入射面の曲率を強くしなくても、水中においてレン
ズ入射面で発生する歪曲収差及び倍率色収差を前記補助
レンズ系のみで補正することができるので、入射側のレ
ンズが必要以上に大型化することもない。
は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニス
カスレンズと物体側に凸面を向けた正のメニスカスレン
ズとが配置されて構成される補助レンズ系を、空気中で
収差補正されている撮影光学系の前方に配置すること
で、水中における補助レンズ系と撮影光学系との合成焦
点距離を小さくし、空気中での画角を水中でもある程度
保つことを可能にしている。更に、前記補助レンズ系は
負，正の二つのレンズ群により構成されているため、レ
ンズ入射面の曲率を強くしなくても、水中においてレン
ズ入射面で発生する歪曲収差及び倍率色収差を前記補助
レンズ系のみで補正することができるので、入射側のレ
ンズが必要以上に大型化することもない。
【００１１】又、本発明の光学系の補助レンズ系は、最
も物体側に配置されているレンズ面の曲率半径を最も像
側に配置されているレンズ面の曲率半径よりも小さくす
ることによって、水中撮影時に生じる歪曲収差を適正に
補正しながら倍率色収差の発生を抑制している。更に、
本発明の光学系において、歪曲収差及び倍率色収差を良
好に補正するためには、以下の条件式を満足することが
好ましい。 ０．１＜｜（Ｒf−Ｒr）／（Ｒf＋Ｒr）｜＜０．８・・・・（１） 但し、Ｒfは補助レンズ系の入射面の曲率半径、Ｒrは補
助レンズ系の射出面の曲率半径である。上記条件式
（１）の値がその取り得る値の範囲の上限を越えると、
歪曲収差の発生は小さくなるが、倍率色収差が大きく発
生し良好な結像性能を維持できなくなる。一方、条件式
（１）の値がその取り得る値の範囲の下限を下回ると、
倍率色収差の発生は小さくなるが、歪曲収差が大きく発
生し良好な結像性能を維持できなくなる。
も物体側に配置されているレンズ面の曲率半径を最も像
側に配置されているレンズ面の曲率半径よりも小さくす
ることによって、水中撮影時に生じる歪曲収差を適正に
補正しながら倍率色収差の発生を抑制している。更に、
本発明の光学系において、歪曲収差及び倍率色収差を良
好に補正するためには、以下の条件式を満足することが
好ましい。 ０．１＜｜（Ｒf−Ｒr）／（Ｒf＋Ｒr）｜＜０．８・・・・（１） 但し、Ｒfは補助レンズ系の入射面の曲率半径、Ｒrは補
助レンズ系の射出面の曲率半径である。上記条件式
（１）の値がその取り得る値の範囲の上限を越えると、
歪曲収差の発生は小さくなるが、倍率色収差が大きく発
生し良好な結像性能を維持できなくなる。一方、条件式
（１）の値がその取り得る値の範囲の下限を下回ると、
倍率色収差の発生は小さくなるが、歪曲収差が大きく発
生し良好な結像性能を維持できなくなる。
【００１２】しかしながら、前記補助レンズ系を撮影光
学系の前方に装着しても、補助レンズ系を構成する最も
物体側に配置されたレンズの入射面は物体側に対して凸
面の形状を有しているため、水中撮影時にはプラスの像
面湾曲が大きく発生してしまい、これを前記補助レンズ
系のみで補正することは困難である。又、撮影光学系は
変倍光学系になっているため、撮影光学系のある焦点距
離で収差性能が向上し得るように補助レンズ系を構成し
ているレンズの各面の曲率を定めても、前記撮影光学系
をズーミングしたときの収差及びバックフォーカスの変
動のため、全焦点距離域に亘って良好な結像性能を維持
することができないという問題もある。
学系の前方に装着しても、補助レンズ系を構成する最も
物体側に配置されたレンズの入射面は物体側に対して凸
面の形状を有しているため、水中撮影時にはプラスの像
面湾曲が大きく発生してしまい、これを前記補助レンズ
系のみで補正することは困難である。又、撮影光学系は
変倍光学系になっているため、撮影光学系のある焦点距
離で収差性能が向上し得るように補助レンズ系を構成し
ているレンズの各面の曲率を定めても、前記撮影光学系
をズーミングしたときの収差及びバックフォーカスの変
動のため、全焦点距離域に亘って良好な結像性能を維持
することができないという問題もある。
【００１３】そこで、本発明の光学系は、変倍のための
移動レンズ群において、特に変倍に伴って像面が移動し
ないように固定させると共に、像面湾曲の特性に寄与し
他の収差の変動に影響を及ぼさないレンズ群を移動させ
ることにより、水中変倍時に全焦点距離域に亘って良好
な結像光学系を維持することを可能にしている。本発明
の光学系は、補助レンズ系と撮影光学系との間は空気が
密閉されており、水の侵入を防ぐため、防水性能を損な
わないように補助レンズ系装着時のレンズ全長を一定に
して、当該補助レンズ系が焦点距離可変時の撮影光学系
に干渉しないような位置に装着するのが良い。そのた
め、撮影光学系は焦点距離可変時の全長変化が少ないも
のが好ましい。
移動レンズ群において、特に変倍に伴って像面が移動し
ないように固定させると共に、像面湾曲の特性に寄与し
他の収差の変動に影響を及ぼさないレンズ群を移動させ
ることにより、水中変倍時に全焦点距離域に亘って良好
な結像光学系を維持することを可能にしている。本発明
の光学系は、補助レンズ系と撮影光学系との間は空気が
密閉されており、水の侵入を防ぐため、防水性能を損な
わないように補助レンズ系装着時のレンズ全長を一定に
して、当該補助レンズ系が焦点距離可変時の撮影光学系
に干渉しないような位置に装着するのが良い。そのた
め、撮影光学系は焦点距離可変時の全長変化が少ないも
のが好ましい。
【００１４】又、ある程度全長が変化する撮影光学系を
用いて、補助レンズ系装着時のレンズ全長を一定にする
場合、焦点距離可変時の収差変動が大きく、これを補正
するのは困難であるため、補助レンズ系の正メニスカス
レンズの少なくとも一面に非球面を使用することで、収
差変動を良好に補正することが可能である。更に、撮影
光学系は、水中撮影時のズームカム（回転レンズ環に設
けられた移動レンズ群の案内溝）を、空気中撮影時のズ
ームカムの広角端の延長上に、水中撮影時の広角端から
始まるように設けることで、水中撮影時への切り換えが
容易に行える。
用いて、補助レンズ系装着時のレンズ全長を一定にする
場合、焦点距離可変時の収差変動が大きく、これを補正
するのは困難であるため、補助レンズ系の正メニスカス
レンズの少なくとも一面に非球面を使用することで、収
差変動を良好に補正することが可能である。更に、撮影
光学系は、水中撮影時のズームカム（回転レンズ環に設
けられた移動レンズ群の案内溝）を、空気中撮影時のズ
ームカムの広角端の延長上に、水中撮影時の広角端から
始まるように設けることで、水中撮影時への切り換えが
容易に行える。
【００１５】
【実施例】以下、図示した実施例に基づき、本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明による光学系の空気中撮
影時におけるレンズ構成を示す断面図であり、（ａ）は
広角端，（ｂ）は中間倍率，（ｃ）は望遠端での構成を
夫々示した図である。図２は、本発明による光学系の水
中撮影時におけるレンズ構成を示す断面図であり、
（ａ）広角端，（ｂ）は中間倍率，（ｃ）は望遠端での
構成を夫々示した図である。図３は、本発明の光学系に
よる空気中撮影時の収差曲線図であり、（ａ）は広角
端，（ｂ）は中間倍率，（ｃ）は望遠端での状態を夫々
示した図である。図４は、本発明の光学系による水中撮
影時の収差曲線図であり、（ａ）は広角端，（ｂ）は中
間倍率，（ｃ）は望遠端での状態を夫々示した図であ
る。図５は、図１に示した光学系を水中で用いた場合の
収差曲線図であり、（ａ）は広角端，（ｂ）は中間倍
率，（ｃ）は望遠端での状態を夫々示した図である。
細に説明する。図１は、本発明による光学系の空気中撮
影時におけるレンズ構成を示す断面図であり、（ａ）は
広角端，（ｂ）は中間倍率，（ｃ）は望遠端での構成を
夫々示した図である。図２は、本発明による光学系の水
中撮影時におけるレンズ構成を示す断面図であり、
（ａ）広角端，（ｂ）は中間倍率，（ｃ）は望遠端での
構成を夫々示した図である。図３は、本発明の光学系に
よる空気中撮影時の収差曲線図であり、（ａ）は広角
端，（ｂ）は中間倍率，（ｃ）は望遠端での状態を夫々
示した図である。図４は、本発明の光学系による水中撮
影時の収差曲線図であり、（ａ）は広角端，（ｂ）は中
間倍率，（ｃ）は望遠端での状態を夫々示した図であ
る。図５は、図１に示した光学系を水中で用いた場合の
収差曲線図であり、（ａ）は広角端，（ｂ）は中間倍
率，（ｃ）は望遠端での状態を夫々示した図である。
【００１６】撮影時の物体空間が空気である場合には、
本発明の光学系は、図１に示したように、物体側より順
に、負のパワーを有する第一群（Ｇ1 ）と、負のパワー
を有する第二群（Ｇ2 ）と、正のパワーを有する第三群
（Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 及びＧ6）とが配置されて撮影光学
系が構成される。そして、広角端より望遠端への変倍に
際しては、第一群（Ｇ1 ）が始め像方向（図の右側）へ
移動し途中からは物体側（図の左側）へ移動し、更に第
三群（Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 及びＧ6 ）中のレンズ群がその
焦点距離を減少させるように移動し、而も第三群全体の
前側主点位置を物体側に向かうように移動させて空気中
での撮影を可能にしている。一方、物体空間が水である
場合には、図２に示したように、上記撮影光学系の前方
（物体側）に、負のメニスカスレンズ１ａと正のメニス
カスレンズ１ｂとから構成された補助レンズ系１を装着
すると共に、変倍のために上記撮影光学系を構成してい
る各レンズ群の移動を空気中での撮影の場合とは異なっ
た方法で行うことによって、水中での撮影を可能にして
いる。このように、本発明の光学系は、補助レンズ系１
の着脱のみで、空気中，水中双方の撮影に対処できる。
本発明の光学系は、図１に示したように、物体側より順
に、負のパワーを有する第一群（Ｇ1 ）と、負のパワー
を有する第二群（Ｇ2 ）と、正のパワーを有する第三群
（Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 及びＧ6）とが配置されて撮影光学
系が構成される。そして、広角端より望遠端への変倍に
際しては、第一群（Ｇ1 ）が始め像方向（図の右側）へ
移動し途中からは物体側（図の左側）へ移動し、更に第
三群（Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 及びＧ6 ）中のレンズ群がその
焦点距離を減少させるように移動し、而も第三群全体の
前側主点位置を物体側に向かうように移動させて空気中
での撮影を可能にしている。一方、物体空間が水である
場合には、図２に示したように、上記撮影光学系の前方
（物体側）に、負のメニスカスレンズ１ａと正のメニス
カスレンズ１ｂとから構成された補助レンズ系１を装着
すると共に、変倍のために上記撮影光学系を構成してい
る各レンズ群の移動を空気中での撮影の場合とは異なっ
た方法で行うことによって、水中での撮影を可能にして
いる。このように、本発明の光学系は、補助レンズ系１
の着脱のみで、空気中，水中双方の撮影に対処できる。
【００１７】以下、本実施例における数値データを示
す。
す。
【００１８】（空気中撮影時）
ｒ1 ＝134.7423
ｄ1 ＝2.200 ｎ1 ＝1.74320 ν1 ＝49.31
ｒ2 ＝27.0821
ｄ2 ＝7.000
ｒ3 ＝-435.7754
ｄ3 ＝1.900 ｎ3 ＝1.75700 ν3 ＝47.87
ｒ4 ＝48.3279
ｄ4 ＝0.150
ｒ5 ＝36.7495
ｄ5 ＝4.500 ｎ5 ＝1.84666 ν5 ＝23.78
【００１９】ｒ6 ＝131.8168
ｄ6 ＝12.5000(広角) ，5.0000 (中間) ，1.3000 (望
遠) ｒ7 ＝62.2161 ｄ7 ＝2.000 ｎ7 ＝1.48749 ν7 ＝70.20 ｒ8 ＝44.1464 ｄ8 ＝36.8939(広角) ，13.3636(中間) ，1.4650 (望
遠) ｒ9 ＝45.5286 ｄ9 ＝1.500 ｎ9 ＝1.84666 ν9 ＝23.78 ｒ10＝21.5496 ｄ10＝6.500 ｎ10＝1.71300 ν10＝53.84
遠) ｒ7 ＝62.2161 ｄ7 ＝2.000 ｎ7 ＝1.48749 ν7 ＝70.20 ｒ8 ＝44.1464 ｄ8 ＝36.8939(広角) ，13.3636(中間) ，1.4650 (望
遠) ｒ9 ＝45.5286 ｄ9 ＝1.500 ｎ9 ＝1.84666 ν9 ＝23.78 ｒ10＝21.5496 ｄ10＝6.500 ｎ10＝1.71300 ν10＝53.84
【００２０】ｒ11＝-97.3091
ｄ11＝0.1500
ｒ12＝25.2128
ｄ12＝4.850 ｎ12＝1.48749 ν12＝70.20
ｒ13＝∞
ｄ13＝2.8000 (広角) ，6.7678 (中間) ，12.2407(望
遠) ｒ14＝∞ (絞り) ｄ14＝1.000 ｒ15＝-95.6768 ｄ15＝3.500 ｎ15＝1.80518 ν15＝25.43
遠) ｒ14＝∞ (絞り) ｄ14＝1.000 ｒ15＝-95.6768 ｄ15＝3.500 ｎ15＝1.80518 ν15＝25.43
【００２１】ｒ16＝-17.3663
ｄ16＝1.400 ｎ16＝1.76200 ν16＝40.10
ｒ17＝39.8484
ｄ17＝16.8866(広角) ，9.6571 (中間) ，1.8000 (望
遠) ｒ18＝88.5160 ｄ18＝4.000 ｎ18＝1.53996 ν18＝59.57 ｒ19＝-39.4021 (非球面) ｄ19＝0.150 ｒ20＝-97.5417 ｄ20＝1.600 ｎ20＝1.80518 ν20＝25.43 ｒ21＝215.6004
遠) ｒ18＝88.5160 ｄ18＝4.000 ｎ18＝1.53996 ν18＝59.57 ｒ19＝-39.4021 (非球面) ｄ19＝0.150 ｒ20＝-97.5417 ｄ20＝1.600 ｎ20＝1.80518 ν20＝25.43 ｒ21＝215.6004
【００２２】非球面係数
第１９面
Ｐ＝1.0000
Ｅ＝0.18670 ×10-4 ，Ｆ＝0.99813 ×10-8
Ｇ＝0.58878 ×10-9 ，Ｈ＝-0.35096×10-11
Ｉ＝0.15481 ×10-15
【００２３】（水中撮影時）
ｒ1 ＝60.6125
ｄ1 ＝3.000 ｎ1 ＝1.71736 ν1 ＝29.51
ｒ2 ＝43.5032
ｄ2 ＝30.000
ｒ3 ＝38.2972(非球面)
ｄ3 ＝10.000 ｎ3 ＝1.49241 ν3 ＝57.66
ｒ4 ＝170.5864
ｄ4 ＝5.0000 (広角) ，20.1159(中間) ，18.5829(望
遠) ｒ5 ＝134.7423 ｄ5 ＝2.200 ｎ5 ＝1.74320 ν5 ＝49.31
遠) ｒ5 ＝134.7423 ｄ5 ＝2.200 ｎ5 ＝1.74320 ν5 ＝49.31
【００２４】ｒ6 ＝27.0821
ｄ6 ＝7.000
ｒ7 ＝-435.7754
ｄ7 ＝1.900 ｎ7 ＝1.75700 ν7 ＝47.87
ｒ8 ＝48.3279
ｄ8 ＝0.150
ｒ9 ＝36.7495
ｄ9 ＝4.500 ｎ9 ＝1.84666 ν9 ＝23.78
ｒ10＝131.8168
ｄ10＝1.1928 (広角) ，4.9893 (中間) ，2.7215 (望
遠)
遠)
【００２５】ｒ11＝62.2161
ｄ11＝2.000 ｎ11＝1.48749 ν11＝70.20
ｒ12＝44.1464
ｄ12＝44.8973(広角) ，13.3146(中間) ，1.0000 (望
遠) ｒ13＝45.5286 ｄ13＝1.500 ｎ13＝1.84666 ν13＝23.78 ｒ14＝21.5496 ｄ14＝6.500 ｎ14＝1.71300 ν14＝53.84 ｒ15＝-97.3091 ｄ15＝0.1500
遠) ｒ13＝45.5286 ｄ13＝1.500 ｎ13＝1.84666 ν13＝23.78 ｒ14＝21.5496 ｄ14＝6.500 ｎ14＝1.71300 ν14＝53.84 ｒ15＝-97.3091 ｄ15＝0.1500
【００２６】ｒ16＝25.2128
ｄ16＝4.850 ｎ16＝1.48749 ν16＝70.20
ｒ17＝∞
ｄ17＝3.0308 (広角) ，6.5837 (中間) ，11.0338(望
遠) ｒ18＝∞ (絞り) ｄ18＝1.000 ｒ19＝-95.6768 ｄ19＝3.500 ｎ19＝1.80518 ν19＝25.43 ｒ20＝-17.3663 ｄ20＝1.400 ｎ20＝1.76200 ν20＝40.10
遠) ｒ18＝∞ (絞り) ｄ18＝1.000 ｒ19＝-95.6768 ｄ19＝3.500 ｎ19＝1.80518 ν19＝25.43 ｒ20＝-17.3663 ｄ20＝1.400 ｎ20＝1.76200 ν20＝40.10
【００２７】ｒ21＝39.8484
ｄ21＝13.1866(広角) ，7.4587 (中間) ，1.0000 (望
遠) ｒ22＝88.5160 ｄ22＝4.000 ｎ22＝1.53996 ν22＝59.57 ｒ23＝-39.4021 (非球面) ｄ23＝0.150 ｒ24＝-97.5417 ｄ24＝1.600 ｎ24＝1.80518 ν24＝25.43 ｒ25＝215.6004
遠) ｒ22＝88.5160 ｄ22＝4.000 ｎ22＝1.53996 ν22＝59.57 ｒ23＝-39.4021 (非球面) ｄ23＝0.150 ｒ24＝-97.5417 ｄ24＝1.600 ｎ24＝1.80518 ν24＝25.43 ｒ25＝215.6004
【００２８】非球面係数
第３面
Ｐ＝1.0000
Ｅ＝-0.37639×10-6 ，Ｆ＝0.22767 ×10-9
Ｇ＝-0.21435×10-11 ，Ｈ＝0.28879 ×10-14
Ｉ＝-0.13801×10-17
第２３面
Ｐ＝1.0000
Ｅ＝0.18670 ×10-4 ，Ｆ＝0.99813 ×10-8
Ｇ＝0.58878 ×10-9 ，Ｈ＝-0.35096×10-11
Ｉ＝0.15481 ×10-15
【００２９】但し、本実施例において、ｒ1 ，ｒ2 ，・
・・・は各レンズ面の曲率半径、ｄ 1 ，ｄ2 ，・・・・
は各レンズの肉厚又は間隔、ｎ1 ，ｎ2 ，・・・・はｄ
線の屈折率、ν1 ，ν2 ・・・・はｄ線のアッベ数であ
る。尚、本実施例における非球面形状は、光軸方向の非
球面量をｘ，光軸からの高さをｈとしたとき、次式によ
って示される。 但し、ｒは近軸曲率半径、Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉは夫々非
球面係数である。又、本実施例における上記条件式
（１）の値は、 ｜（Ｒf −Ｒr ）／（Ｒf ＋Ｒr ）｜＝０．４８ である。
・・・は各レンズ面の曲率半径、ｄ 1 ，ｄ2 ，・・・・
は各レンズの肉厚又は間隔、ｎ1 ，ｎ2 ，・・・・はｄ
線の屈折率、ν1 ，ν2 ・・・・はｄ線のアッベ数であ
る。尚、本実施例における非球面形状は、光軸方向の非
球面量をｘ，光軸からの高さをｈとしたとき、次式によ
って示される。 但し、ｒは近軸曲率半径、Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉは夫々非
球面係数である。又、本実施例における上記条件式
（１）の値は、 ｜（Ｒf −Ｒr ）／（Ｒf ＋Ｒr ）｜＝０．４８ である。
【００３０】尚、本発明の効果を証明するために、上記
実施例の空気中撮影時の状態のままの光学系を水中で使
用した時の収差を求め、図５（ａ）乃至（ｃ）に示し
た。この収差図曲線図から明らかなように、空気中撮影
時では良好であった収差性能も水中では悪化し、使用に
耐えられなくなってしまう。又、図５（ａ）乃至（ｃ）
と図４（ａ）乃至（ｃ）とを比べれば（但しスケールが
違うことに注意）、本発明の光学系を水中撮影状態に切
り換えることによって、収差性能が数段向上することが
明確であろう。
実施例の空気中撮影時の状態のままの光学系を水中で使
用した時の収差を求め、図５（ａ）乃至（ｃ）に示し
た。この収差図曲線図から明らかなように、空気中撮影
時では良好であった収差性能も水中では悪化し、使用に
耐えられなくなってしまう。又、図５（ａ）乃至（ｃ）
と図４（ａ）乃至（ｃ）とを比べれば（但しスケールが
違うことに注意）、本発明の光学系を水中撮影状態に切
り換えることによって、収差性能が数段向上することが
明確であろう。
【００３１】
【発明の効果】上述のように、本発明による水陸両用カ
メラの光学系は、簡単な構成の補助レンズ系の着脱のみ
で、空気中と水中との撮影状態を相互に切り換えること
ができ、高倍率なズームレンズにおいても高い結像性能
を維持しながら空気中，水中を問わず撮影ができるとい
う実用上優れた利点を有する。
メラの光学系は、簡単な構成の補助レンズ系の着脱のみ
で、空気中と水中との撮影状態を相互に切り換えること
ができ、高倍率なズームレンズにおいても高い結像性能
を維持しながら空気中，水中を問わず撮影ができるとい
う実用上優れた利点を有する。
【図１】本発明による光学系の空気中撮影時におけるレ
ンズ構成を示す断面図であり、（ａ）は広角端，（ｂ）
は中間倍率，（ｃ）は望遠端での構成を夫々示した図で
ある。
ンズ構成を示す断面図であり、（ａ）は広角端，（ｂ）
は中間倍率，（ｃ）は望遠端での構成を夫々示した図で
ある。
【図２】本発明による光学系の水中撮影時におけるレン
ズ構成を示す断面図であり、（ａ）広角端，（ｂ）は中
間倍率，（ｃ）は望遠端での構成を夫々示した図であ
る。
ズ構成を示す断面図であり、（ａ）広角端，（ｂ）は中
間倍率，（ｃ）は望遠端での構成を夫々示した図であ
る。
【図３】本発明の光学系による空気中撮影時の収差曲線
図であり、（ａ）は広角端，（ｂ）は中間倍率，（ｃ）
は望遠端での状態を夫々示した図である。
図であり、（ａ）は広角端，（ｂ）は中間倍率，（ｃ）
は望遠端での状態を夫々示した図である。
【図４】本発明の光学系による水中撮影時の収差曲線図
であり、（ａ）は広角端，（ｂ）は中間倍率，（ｃ）は
望遠端での状態を夫々示した図である。
であり、（ａ）は広角端，（ｂ）は中間倍率，（ｃ）は
望遠端での状態を夫々示した図である。
【図５】図１に示した光学系を水中で用いた場合の収差
曲線図であり、（ａ）は広角端，（ｂ）は中間倍率，
（ｃ）は望遠端での状態を夫々示した図である。
曲線図であり、（ａ）は広角端，（ｂ）は中間倍率，
（ｃ）は望遠端での状態を夫々示した図である。
１ 補助レンズ系
１ａ 負のメニスカスレンズ
１ｂ 正のメニスカスレンズ
Ｇ1 第一群を構成しているレンズ
Ｇ2 第二群を構成しているレンズ
Ｇ3 ，Ｇ4 ，Ｇ5 ，Ｇ6 第三群を構成しているレンズ
Claims (5)
- 【請求項１】 物体空間が空気で収差補正された複数の
レンズ群を有し、該レンズ群の移動による焦点距離可変
の撮影光学系において、 撮影時の物体空間が水である場合には、物体側より順に
物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと物体側に
凸面を向けた正のメニスカスレンズとが配置され且つ最
も物体側に配置されたレンズ面の曲率半径が最も像側に
配置されたレンズ面の曲率半径よりも小さくなるように
構成された補助レンズ系を前記撮影光学系の前方に装着
すると共に、変倍のための移動レンズ群を物体空間が空
気である場合の撮影時とは異なるように移動させること
で水中撮影を可能とし、更に、以下の条件式を満足する
ようにしたことを特徴とする水陸両用カメラの光学系。 ０．１＜｜（Ｒf−Ｒr）／（Ｒf＋Ｒr）｜＜０．８ 但し、Ｒfは補助レンズ系の入射面の曲率半径、Ｒrは補
助レンズ系の射出面の曲率半径である。 - 【請求項２】 前記補助レンズ系を構成している正のメ
ニスカスレンズの少なくとも一面を非球面にするように
したことを特徴とする請求項１に記載の水陸両用カメラ
の光学系。 - 【請求項３】 水中撮影における変倍のための移動レン
ズ群は、変倍に伴って像面が移動しないようにすると共
に、像面湾曲の特性に寄与し他の収差の変動に影響を及
ぼさないレンズ群を移動させることを特徴とする請求項
１又は２に記載の水陸両用カメラの光学系。 - 【請求項４】 前記補助レンズ系と前記撮影光学系との
間は空気が密閉されており、補助レンズ系装着時のレン
ズ全長を一定にしたことを特徴とする請求項１乃至３の
何れかに記載の水陸両用カメラの光学系。 - 【請求項５】 前記撮影光学系は、水中撮影時のズーム
カムを、空気中撮影時のズームカムの広角端の延長上
に、水中撮影時の広角端から始まるように設けたことを
特徴とする請求項２に記載の水陸両用カメラの光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30938093A JP3429540B2 (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | 水陸両用カメラの光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30938093A JP3429540B2 (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | 水陸両用カメラの光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159689A JPH07159689A (ja) | 1995-06-23 |
| JP3429540B2 true JP3429540B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=17992314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30938093A Expired - Fee Related JP3429540B2 (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | 水陸両用カメラの光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3429540B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10477093B2 (en) | 2014-09-15 | 2019-11-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for capturing image and image capturing apparatus for capturing still images of an object at a desired time point |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4573937B2 (ja) * | 2000-02-23 | 2010-11-04 | キヤノン株式会社 | 光学系およびそれを有する光学機器、画像投影装置、撮像装置 |
| JP4827193B2 (ja) | 2007-03-23 | 2011-11-30 | オリンパスイメージング株式会社 | 電子撮像装置 |
| JP5783445B2 (ja) * | 2011-03-18 | 2015-09-24 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
| JP6160424B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2017-07-12 | 株式会社リコー | 投射用ズームレンズ |
| US9664883B2 (en) | 2012-12-28 | 2017-05-30 | Ricoh Company, Ltd. | Image display device |
| JP6149665B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2017-06-21 | 株式会社リコー | 画像表示装置 |
| US9638903B2 (en) | 2012-12-28 | 2017-05-02 | Ricoh Company, Ltd. | Projection zoom lens |
| JP6665404B2 (ja) * | 2015-01-16 | 2020-03-13 | 株式会社ニコン | 光学系、撮像装置、および光学系の製造方法 |
| JP6287242B2 (ja) * | 2014-01-20 | 2018-03-07 | 株式会社ニコン | 水陸両用変倍レンズおよび撮像装置 |
| WO2015107912A1 (ja) | 2014-01-20 | 2015-07-23 | 株式会社ニコン | 光学系、撮像装置、および光学系の製造方法 |
| JP2016071282A (ja) * | 2014-10-01 | 2016-05-09 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、撮像装置、および変倍光学系の製造方法 |
| JP6287243B2 (ja) * | 2014-01-20 | 2018-03-07 | 株式会社ニコン | 水陸両用変倍レンズ装置および撮像装置 |
| WO2018097287A1 (ja) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | コニカミノルタ株式会社 | 撮像光学系、レンズユニット、及び撮像装置 |
| CN109031625B (zh) * | 2018-09-25 | 2020-10-02 | 云南博硕信息技术有限公司 | 大孔径日夜两用的五百万像素级的高清监控镜头 |
-
1993
- 1993-12-09 JP JP30938093A patent/JP3429540B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10477093B2 (en) | 2014-09-15 | 2019-11-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for capturing image and image capturing apparatus for capturing still images of an object at a desired time point |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07159689A (ja) | 1995-06-23 |
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