JP6331362B2 - クローズアップレンズ - Google Patents
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Description
本発明は、水中で用いられるクローズアップレンズと、これを有する撮像装置、およびクローズアップレンズの製造方法に関する。
従来、水中での撮影は、例えば水陸両用のレンズを使用していた（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、従来の水陸両用のレンズは、水中での光学性能が充分ではなく、水中で発生する収差を充分に補正していない。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、水中での高い光学性能を備えたクローズアップレンズ、該クローズアップレンズを備えた撮像装置、および該クローズアップレンズの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るクローズアップレンズは、マスターレンズの物体側に装着して用いられ、着脱可能なクローズアップレンズであって、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとからなり、以下の条件を満足することを特徴とする。
０．００＜ｆＣｗ
４０．０８≦ν２−ν１
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値
０．００＜ｆＣｗ
４０．０８≦ν２−ν１
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値
また、本発明に係る撮像装置は、上記クローズアップレンズを備えたことを特徴とする。
また、本発明に係るクローズアップレンズの製造方法は、マスターレンズの物体側に装着して用いられ、着脱可能なクローズアップレンズの製造方法であって、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと正の屈折力を有する第２レンズとを配置し、以下の条件を満足するように構成することを特徴とする。
０．００＜ｆＣｗ
４０．０８≦ν２−ν１
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値
０．００＜ｆＣｗ
４０．０８≦ν２−ν１
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値
本発明によれば、水中での高い光学性能を備えたクローズアップレンズ、該クローズアップレンズを備えた撮像装置、および当該クローズアップレンズの製造方法を提供することができる。
以下、本発明に係るクローズアップレンズ、撮像装置、およびクローズアップレンズの製造方法について説明する。なお、本明細書において「クローズアップレンズ」とは、マスターレンズの物体側に装着されて、マスターレンズの撮影倍率を大きくする働きのある光学系のことをいう。また、「陸上」とは、空気中のことをいう。
まず、本発明に係るクローズアップレンズについて説明する。本発明に係るクローズアップレンズは、陸上で良好に収差補正されたマスターレンズの物体側に装着して用いられ、着脱可能なクローズアップレンズであって、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとから構成されている。
このように、正の屈折力を有するレンズの物体側に負の屈折力を有するレンズを配置することにより、正の屈折力を有するレンズを単独で配置した場合と比べて歪曲収差を良好に補正することができる。特に本発明に係るクローズアップレンズを水中で用いた場合に、水中で発生する歪曲収差を良好に補正することができる。
また、このような構成のもと、本発明に係るクローズアップレンズは、以下の条件式（１）を満足することにより、水中での高い光学性能を実現できる。
（１）０．００＜ｆＣｗ
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
（１）０．００＜ｆＣｗ
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
条件式（１）は、クローズアップレンズの焦点距離が正であることを規定するための条件式である。条件式（１）を満足することにより、クローズアップレンズは、該クローズアップレンズが装着されるマスターレンズに対して、いわゆる虫眼鏡と同様の作用を及ぼす。すなわち、クローズアップレンズを装着するだけでマスターレンズの撮影倍率を大きくすることができる。その結果、容易に撮影シーンを広げることができる。
条件式（１）の対応値が下限値を下回ると、クローズアップレンズの焦点距離が負となってしまい、マスターレンズの撮影倍率を大きくすることができなくなり好ましくない。
また、このような構成のもと、本発明に係るクローズアップレンズは、以下の条件式（２）を満足することにより、水中での高い光学性能を実現できる。
（２）２９．００≦ν２−ν１
ただし、
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値
（２）２９．００≦ν２−ν１
ただし、
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値
条件式（２）は、負レンズである第１レンズの硝材の分散値と正レンズである第２レンズの硝材の分散値との差を規定する条件式であり、条件式（２）を満足することにより、水中での分散によって発生する色収差を良好に補正することができる。
条件式（２）の対応値が下限値を下回ると、色収差の補正が困難になり、好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を３２．００にすることが好ましい。
また、本発明に係るクローズアップレンズは、前記媒質は水であり、最も物体側のレンズ面および最も像側のレンズ面が何れも水に接した状態で使用されることが望ましい。このような状態で使用されることにより、高い光学性能を発揮することができる。
また、本発明に係る撮像装置は、上述した構成のクローズアップレンズを有することを特徴とする。これにより、水中においても高い光学性能を備えた撮像装置を実現することができる。
また、本発明に係るクローズアップレンズの製造方法は、陸上で良好に収差補正されたマスターレンズの物体側に装着して用いられ、着脱可能なクローズアップレンズの製造方法であって、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと正の屈折力を有する第２レンズとを配置し、以下の条件式（１）および（２）を満足するように構成することを特徴とする。
（１）０．００＜ｆＣｗ
（２）２９．００≦ν２−ν１
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値
（１）０．００＜ｆＣｗ
（２）２９．００≦ν２−ν１
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値
斯かるクローズアップレンズの製造方法により、水中での高い光学性能を備えたクローズアップレンズを製造することができる。
（数値実施例）
以下、本発明に係るクローズアップレンズの数値実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、第２実施例は参考例とする。
以下、本発明に係るクローズアップレンズの数値実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、第２実施例は参考例とする。
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に係るクローズアップレンズＣＬ１が装着されるマスターレンズＭＬのレンズ構成を示す断面図である。
図１は、本発明の第１実施例に係るクローズアップレンズＣＬ１が装着されるマスターレンズＭＬのレンズ構成を示す断面図である。
図１に示すように、クローズアップレンズＣＬ１が装着されるマスターレンズＭＬは、光軸に沿って物体側から順に、平行平板ＰＦと、両凸レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、フレアカット絞りＦＳと、開口絞りＳと、フレアカット絞りＦＳと、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５との接合レンズと、両凸レンズＬ６と、像面Ｉの近傍に配置されたフィルタ群ＦＬとから構成されている。なお、最も物体側に配置された平行平板ＰＦは、マスターレンズＭＬを水中で使用する際にマスターレンズＭＬの図示しない鏡筒に取り付けられ、マスターレンズＭＬを水圧から保護するためのものであり、陸上で使用する際は取り付けないで使用する。
マスターレンズＭＬは、負メニスカスレンズＬ２の像側の面および両凸レンズＬ６の像側の面が非球面形状となっている。また、負メニスカスレンズＬ２と、正メニスカスレンズＬ３と、フレアカット絞りＦＳと、開口絞りＳと、フレアカット絞りＦＳと、両凹レンズＬ４と両凸レンズＬ５との接合レンズと、両凸レンズＬ６とが一体となって光軸方向に移動することにより、無限遠物体から近距離物体に合焦する。なお、後述する他の実施例におけるマスターレンズＭＬも本実施例と同一のものを用いているので、他の実施例においてはマスターレンズＭＬの構成の説明は省略する。
図２は、水中においてマスターレンズＭＬに第１実施例に係るクローズアップレンズＣＬ１が装着された状態の光学系全系のレンズ構成を示す断面図である。
図２に示すように、本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ１と両凸レンズＧ２との接合レンズから構成されている。負メニスカスレンズＧ１は物体側に配置され、両凸レンズＧ２は像面Ｉ側に配置されている。
また、本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ１は、図２に示すように、水中使用時においては、負メニスカスレンズＧ１の物体側の面および両凸レンズＧ２の像側の面が、何れも周囲媒質である水に接している。すなわち、水中使用時においては、両凸レンズＧ２の像側の面とマスターレンズＭＬの平行平板ＰＦの物体側の面との間には、水が介在している。
本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ１は、陸上においてでも水中においてでもマスターレンズＭＬに着脱することができるようになっている。クローズアップレンズＣＬ１を陸上でマスターレンズＭＬに装着し、クローズアップレンズＣＬ１が装着されたマスターレンズＭＬを水中に入れると、両凸レンズＧ２と平行平板ＰＦとの間に水が入るようになっている。
以下の表１−１にマスターレンズＭＬの諸元値を、表１−２にマスターレンズＭＬに本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ１を装着した状態の光学系全系の諸元値を、それぞれ掲げる。
表１−１および表１−２中の［面データ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面の順番、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、（Ｓ）は開口絞りＳ、（ＦＳ）はフレアカット絞りＦＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ＝∞は平面を示している。また、レンズ面が非球面である場合には面番号に＊印を付して曲率半径ｒの欄には近軸曲率半径を示している。
［非球面データ］には、［面データ］に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の近軸曲率半径ｒ、円錐定数κ、および非球面係数Ａ４〜Ａ１０を示す。
ｘ＝（ｈ2／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）2｝1／2］＋Ａ４ｈ4＋Ａ６ｈ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｈ10
ここで、ｘは、面の頂点を基準としたときの光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位である。また、「Ｅ−ｎ」は「×１０−ｎ」を示し、例えば、「１．２３４Ｅ−０５」は、「１．２３４×１０−5」を示す。
ｘ＝（ｈ2／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）2｝1／2］＋Ａ４ｈ4＋Ａ６ｈ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｈ10
ここで、ｘは、面の頂点を基準としたときの光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位である。また、「Ｅ−ｎ」は「×１０−ｎ」を示し、例えば、「１．２３４Ｅ−０５」は、「１．２３４×１０−5」を示す。
［各種データ］において、ｆ（ＭＬ）はマスターレンズＭＬの焦点距離、ＦＮＯ（ＭＬ）はマスターレンズＭＬのＦナンバー、ｆはクローズアップレンズＣＬ１をマスターレンズＭＬに装着した状態の水中における光学系全系の合成焦点距離、ＦＮＯはクローズアップレンズＣＬ１をマスターレンズＭＬに装着した状態の水中における光学系全系のＦナンバー、空気換算ＢＦは空気換算バックフォーカス、ｆＣwは水中におけるクローズアップレンズＣＬ１の焦点距離、ν１はクローズアップレンズＣＬ１の負の屈折力を有する第１レンズの硝材の分散値、ν２はクローズアップレンズＣＬ１の正の屈折力を有する第２レンズの硝材の分散値をそれぞれ示す。
［可変間隔データ］には、マスターレンズＭＬの無限遠物体合焦状態の焦点距離ｆ（ＭＬ）、マスターレンズＭＬの近距離物体合焦状態の撮影倍率β（ＭＬ）、クローズアップレンズＣＬ１をマスターレンズＭＬに装着した状態の水中における無限遠物体合焦状態の焦点距離ｆ、クローズアップレンズＣＬ１をマスターレンズＭＬに装着した状態の水中における近距離物体合焦状態の撮影倍率β、面間隔、および空気換算ＢＦの値を示す。ｄｉ（ｉは整数）は第ｉ面の面間隔を示し、ｄ０は物体から最も物体側のレンズ面までの距離を示す。
［条件式対応値］は各条件式の対応値をそれぞれ示す。
ここで、表１−１、表１−２に記載されている焦点距離ｆや曲率半径ｒ、およびその他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表１−１、表１−２の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。
（表１−１）マスターレンズＭＬ
［面データ］
物面 ∞
1) ∞ 2.0000 1.522160 58.80
2) ∞ 1.1910
3) 345.8009 1.2000 1.603000 65.47
4) −345.8009 d4
5) 24.2548 1.2000 1.583126 59.38
＊6) 4.6949 3.7000
7) 9.3610 2.9000 1.749500 35.27
8) 307.8348 0.3000
9) (ＦＳ) ∞ 1.7000
10) (Ｓ) ∞ 1.4000
11) (ＦＳ) ∞ 0.9000
12) −9.2376 1.0000 1.808090 22.79
13) 70.0310 2.7000 1.755000 52.29
14) −10.9860 0.4000
15) 25.6611 2.9500 1.592010 67.05
＊16) −12.9991 d16
17) ∞ 0.5000 1.516330 64.14
18) ∞ 1.1100
19) ∞ 1.5900 1.516330 64.14
20) ∞ 0.3000
21) ∞ 0.7000 1.516330 64.14
22) ∞ 0.7000
像面 ∞
［非球面データ］
面番号：6
κ = 0.1122
A4 ＝ 5.52910E−04
A6 ＝ 3.73730E−06
A8 ＝ 3.27460E−07
A10＝−7.20750E−10
面番号：16
κ =−10.5680
A4 ＝ −3.93180E−04
A6 ＝ 1.42680E−05
A8 ＝ −2.39470E−07
A10＝ 1.98280E−09
［各種データ］
f (ML) = 10.31108
ＦＮＯ(ML) = 2.91985
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f (ML)又はβ(ML) 10.31108 −0.06220
d0 ∞ 158.1027
d4 2.45900 1.81825
d16 10.56327 11.20402
空気換算ＢＦ 13.79476 14.43551
［面データ］
物面 ∞
1) ∞ 2.0000 1.522160 58.80
2) ∞ 1.1910
3) 345.8009 1.2000 1.603000 65.47
4) −345.8009 d4
5) 24.2548 1.2000 1.583126 59.38
＊6) 4.6949 3.7000
7) 9.3610 2.9000 1.749500 35.27
8) 307.8348 0.3000
9) (ＦＳ) ∞ 1.7000
10) (Ｓ) ∞ 1.4000
11) (ＦＳ) ∞ 0.9000
12) −9.2376 1.0000 1.808090 22.79
13) 70.0310 2.7000 1.755000 52.29
14) −10.9860 0.4000
15) 25.6611 2.9500 1.592010 67.05
＊16) −12.9991 d16
17) ∞ 0.5000 1.516330 64.14
18) ∞ 1.1100
19) ∞ 1.5900 1.516330 64.14
20) ∞ 0.3000
21) ∞ 0.7000 1.516330 64.14
22) ∞ 0.7000
像面 ∞
［非球面データ］
面番号：6
κ = 0.1122
A4 ＝ 5.52910E−04
A6 ＝ 3.73730E−06
A8 ＝ 3.27460E−07
A10＝−7.20750E−10
面番号：16
κ =−10.5680
A4 ＝ −3.93180E−04
A6 ＝ 1.42680E−05
A8 ＝ −2.39470E−07
A10＝ 1.98280E−09
［各種データ］
f (ML) = 10.31108
ＦＮＯ(ML) = 2.91985
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f (ML)又はβ(ML) 10.31108 −0.06220
d0 ∞ 158.1027
d4 2.45900 1.81825
d16 10.56327 11.20402
空気換算ＢＦ 13.79476 14.43551
（表１−２）第１実施例
［面データ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ 1.333060 53.98
1) 32.0000 2.0000 1.846660 23.80
2) 22.9000 11.0000 1.516800 63.88
3) −63.8129 3.0000 1.333060 53.98
4) ∞ 2.0000 1.522160 58.80
5) ∞ 1.1910
6) 345.8009 1.2000 1.603000 65.47
7) −345.8009 d7
8) 24.2548 1.2000 1.583126 59.38
＊9) 4.6949 3.7000
10) 9.3610 2.9000 1.749500 35.27
11) 307.8348 0.3000
12) (ＦＳ) ∞ 1.7000
13) (Ｓ) ∞ 1.4000
14) (ＦＳ) ∞ 0.9000
15) −9.2376 1.0000 1.808090 22.79
16) 70.0310 2.7000 1.755000 52.29
17) −10.9860 0.4000
18) 25.6611 2.9500 1.592010 67.05
＊19) −12.9991 d19
20) ∞ 0.5000 1.516330 64.14
21) ∞ 1.1100
22) ∞ 1.5900 1.516330 64.14
23) ∞ 0.3000
24) ∞ 0.7000 1.516330 64.14
25) ∞ 0.7000
像面 ∞
［非球面データ］
面番号：9
κ = 0.1122
A4 ＝ 5.52910E−04
A6 ＝ 3.73730E−06
A8 ＝ 3.27460E−07
A10＝−7.20750E−10
面番号：19
κ =−10.5680
A4 ＝ −3.93180E−04
A6 ＝ 1.42680E−05
A8 ＝ −2.39470E−07
A10＝ 1.98280E−09
［各種データ］
ｆ ＝ 11.19461
ＦＮＯ ＝ 2.93086
ｆＣw ＝ 213.41378
ν１ ＝ 23.80
ν２ ＝ 63.88
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f又はβ 11.19461 −0.10569
d0 232.5860 115.2534
d7 2.45900 1.81825
d19 10.56327 11.20402
空気換算ＢＦ 13.79476 14.43551
［各条件式対応値］
（１）ｆＣw＝213.41378
（２）ν２−ν１＝40.08
［面データ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ 1.333060 53.98
1) 32.0000 2.0000 1.846660 23.80
2) 22.9000 11.0000 1.516800 63.88
3) −63.8129 3.0000 1.333060 53.98
4) ∞ 2.0000 1.522160 58.80
5) ∞ 1.1910
6) 345.8009 1.2000 1.603000 65.47
7) −345.8009 d7
8) 24.2548 1.2000 1.583126 59.38
＊9) 4.6949 3.7000
10) 9.3610 2.9000 1.749500 35.27
11) 307.8348 0.3000
12) (ＦＳ) ∞ 1.7000
13) (Ｓ) ∞ 1.4000
14) (ＦＳ) ∞ 0.9000
15) −9.2376 1.0000 1.808090 22.79
16) 70.0310 2.7000 1.755000 52.29
17) −10.9860 0.4000
18) 25.6611 2.9500 1.592010 67.05
＊19) −12.9991 d19
20) ∞ 0.5000 1.516330 64.14
21) ∞ 1.1100
22) ∞ 1.5900 1.516330 64.14
23) ∞ 0.3000
24) ∞ 0.7000 1.516330 64.14
25) ∞ 0.7000
像面 ∞
［非球面データ］
面番号：9
κ = 0.1122
A4 ＝ 5.52910E−04
A6 ＝ 3.73730E−06
A8 ＝ 3.27460E−07
A10＝−7.20750E−10
面番号：19
κ =−10.5680
A4 ＝ −3.93180E−04
A6 ＝ 1.42680E−05
A8 ＝ −2.39470E−07
A10＝ 1.98280E−09
［各種データ］
ｆ ＝ 11.19461
ＦＮＯ ＝ 2.93086
ｆＣw ＝ 213.41378
ν１ ＝ 23.80
ν２ ＝ 63.88
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f又はβ 11.19461 −0.10569
d0 232.5860 115.2534
d7 2.45900 1.81825
d19 10.56327 11.20402
空気換算ＢＦ 13.79476 14.43551
［各条件式対応値］
（１）ｆＣw＝213.41378
（２）ν２−ν１＝40.08
図３は図１に示すマスターレンズＭＬの諸収差図であり、（ａ）は陸上使用時の諸収差を、（ｂ）は水中使用時の諸収差をそれぞれ示している。また、図４は図２に示す光学系、すなわちクローズアップレンズＣＬ１がマスターレンズＭＬに装着された状態の光学系全系の水中使用時の諸収差図である。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ａは半画角（単位：度）を、ＮＡは開口数を、ＨＯは物体高をそれぞれ示している。また、図中のｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）での収差曲線を示し、ｇはｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）での収差曲線を示し、記載のないものはｄ線での収差曲線を示す。非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。コマ収差を示す収差図は、マスターレンズＭＬに関しては、各半画角において、ｄ線およびｇ線に対するメリディオナルコマ収差を表し、クローズアップレンズＣＬ１をマスターレンズＭＬに装着した状態の光学系全系に関しては、各物体高において、ｄ線およびｇ線に対するメリディオナルコマ収差を表している。なお、以下に示す各実施例の諸収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
マスターレンズＭＬは、図３（ａ）に示すように、陸上において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わかる。しかし、水中においては、図３（ｂ）に示すように、諸収差が大きく変動し劣化することがわかる。
さらに、図４に示すように、クローズアップレンズＣＬ１をマスターレンズＭＬに装着することにより、クローズアップレンズＣＬ１がマスターレンズＭＬに装着された状態の光学系全系は、水中において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わかる。
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例について説明する。図５は、水中においてマスターレンズＭＬに第２実施例に係るクローズアップレンズＣＬ２を装着した状態の光学系全系のレンズ構成を示す断面図である。
次に、本発明の第２実施例について説明する。図５は、水中においてマスターレンズＭＬに第２実施例に係るクローズアップレンズＣＬ２を装着した状態の光学系全系のレンズ構成を示す断面図である。
図５に示すように、本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ２は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＧ２とから構成されている。
また、本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ２は、図５に示すように、水中使用時においては、負メニスカスレンズＧ１の物体側の面および正メニスカスレンズＧ２の像側の面が、何れも周囲媒質である水に接している。すなわち、水中使用時においては、正メニスカスレンズＧ２の像側の面とマスターレンズＭＬの平行平板ＰＦの物体側の面との間には、水が介在している。
本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ２は、第１実施例と同様に、陸上においてでも水中においてでもマスターレンズＭＬに着脱することができるようになっている。クローズアップレンズＣＬ２を陸上でマスターレンズＭＬに装着し、クローズアップレンズＣＬ２が装着されたマスターレンズＭＬを水中に入れると、正メニスカスレンズＧ２と平行平板ＰＦとの間に水が入るようになっている。なお、負メニスカスレンズＧ１の像側の面と正メニスカスレンズＧ２の物体側の面との間には水は入らず、空気が介在している。
以下の表２に、マスターレンズＭＬに本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ２を装着した状態の光学系全系の諸元値を掲げる。
（表２）第２実施例
［面データ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ 1.333060 53.98
1) 41.0000 3.0000 1.805180 25.45
2) 24.0000 1.0000
3) 22.9000 9.0000 1.622990 58.12
4) 103.6014 4.0000 1.333060 53.98
5) ∞ 2.0000 1.522160 58.80
6) ∞ 1.1910
7) 345.8009 1.2000 1.603000 65.47
8) −345.8009 d8
9) 24.2548 1.2000 1.583126 59.38
＊10) 4.6949 3.7000
11) 9.3610 2.9000 1.749500 35.27
12) 307.8348 0.3000
13) (ＦＳ) ∞ 1.7000
14) (Ｓ) ∞ 1.4000
15) (ＦＳ) ∞ 0.9000
16) −9.2376 1.0000 1.808090 22.79
17) 70.0310 2.7000 1.755000 52.29
18) −10.9860 0.4000
19) 25.6611 2.9500 1.592010 67.05
＊20) −12.9991 d20
21) ∞ 0.5000 1.516330 64.14
22) ∞ 1.1100
23) ∞ 1.5900 1.516330 64.14
24) ∞ 0.3000
25) ∞ 0.7000 1.516330 64.14
26) ∞ 0.7000
像面 ∞
［非球面データ］
面番号：10
κ = 0.1122
A4 ＝ 5.52910E−04
A6 ＝ 3.73730E−06
A8 ＝ 3.27460E−07
A10＝−7.20750E−10
面番号：20
κ =−10.5680
A4 ＝ −3.93180E−04
A6 ＝ 1.42680E−05
A8 ＝ −2.39470E−07
A10＝ 1.98280E−09
［各種データ］
ｆ ＝ 11.25066
ＦＮＯ ＝ 2.91914
ｆＣw ＝ 232.92579
ν１ ＝ 25.45
ν２ ＝ 58.12
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f 又はβ 11.25066 −0.10135
d0 310.9972 121.1678
d8 2.45900 1.81825
d20 10.56327 11.20402
空気換算ＢＦ 13.79476 14.43551
［各条件式対応値］
（１）ｆＣw＝232.92579
（２）ν２−ν１＝32.67
［面データ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ 1.333060 53.98
1) 41.0000 3.0000 1.805180 25.45
2) 24.0000 1.0000
3) 22.9000 9.0000 1.622990 58.12
4) 103.6014 4.0000 1.333060 53.98
5) ∞ 2.0000 1.522160 58.80
6) ∞ 1.1910
7) 345.8009 1.2000 1.603000 65.47
8) −345.8009 d8
9) 24.2548 1.2000 1.583126 59.38
＊10) 4.6949 3.7000
11) 9.3610 2.9000 1.749500 35.27
12) 307.8348 0.3000
13) (ＦＳ) ∞ 1.7000
14) (Ｓ) ∞ 1.4000
15) (ＦＳ) ∞ 0.9000
16) −9.2376 1.0000 1.808090 22.79
17) 70.0310 2.7000 1.755000 52.29
18) −10.9860 0.4000
19) 25.6611 2.9500 1.592010 67.05
＊20) −12.9991 d20
21) ∞ 0.5000 1.516330 64.14
22) ∞ 1.1100
23) ∞ 1.5900 1.516330 64.14
24) ∞ 0.3000
25) ∞ 0.7000 1.516330 64.14
26) ∞ 0.7000
像面 ∞
［非球面データ］
面番号：10
κ = 0.1122
A4 ＝ 5.52910E−04
A6 ＝ 3.73730E−06
A8 ＝ 3.27460E−07
A10＝−7.20750E−10
面番号：20
κ =−10.5680
A4 ＝ −3.93180E−04
A6 ＝ 1.42680E−05
A8 ＝ −2.39470E−07
A10＝ 1.98280E−09
［各種データ］
ｆ ＝ 11.25066
ＦＮＯ ＝ 2.91914
ｆＣw ＝ 232.92579
ν１ ＝ 25.45
ν２ ＝ 58.12
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f 又はβ 11.25066 −0.10135
d0 310.9972 121.1678
d8 2.45900 1.81825
d20 10.56327 11.20402
空気換算ＢＦ 13.79476 14.43551
［各条件式対応値］
（１）ｆＣw＝232.92579
（２）ν２−ν１＝32.67
図６は図５に示す光学系、すなわちクローズアップレンズＣＬ２がマスターレンズＭＬに装着された状態の光学系全系の水中使用時の諸収差図である。図６に示すように、クローズアップレンズＣＬ２をマスターレンズＭＬに装着することにより、クローズアップレンズＣＬ２がマスターレンズＭＬに装着された状態の光学系全系は、水中において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わかる。
（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例について説明する。図７は、水中においてマスターレンズＭＬに第３実施例に係るクローズアップレンズＣＬ３を装着した状態の光学系全系のレンズ構成を示す断面図である。
次に、本発明の第３実施例について説明する。図７は、水中においてマスターレンズＭＬに第３実施例に係るクローズアップレンズＣＬ３を装着した状態の光学系全系のレンズ構成を示す断面図である。
図７に示すように、本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ３は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＧ２とから構成されている。
また、本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ３は、図７に示すように、水中使用時においては、負メニスカスレンズＧ１の物体側の面および正メニスカスレンズＧ２の像側の面が、何れも周囲媒質である水に接している。すなわち、水中使用時においては、正メニスカスレンズＧ２の像側の面とマスターレンズＭＬの平行平板ＰＦの物体側の面との間には、水が介在している。
本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ３は、第１実施例と同様に、陸上においてでも水中においてでもマスターレンズＭＬに着脱することができるようになっている。クローズアップレンズＣＬ３を陸上でマスターレンズＭＬに装着し、クローズアップレンズＣＬ３が装着されたマスターレンズＭＬを水中に入れると、正メニスカスレンズＧ２と平行平板ＰＦとの間に水が入るようになっている。なお、負メニスカスレンズＧ１の像側の面と正メニスカスレンズＧ２の物体側の面との間には水は入らず、空気が介在している。
以下の表３に、マスターレンズＭＬに本実施例に係るクローズアップレンズＣＬ３を装着した状態の光学系全系の諸元値を掲げる。
（表３）第３実施例
［面データ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ 1.333060 53.98
1) 41.0000 3.0000 1.808090 22.74
2) 26.5000 1.0000
3) 23.0000 9.0000 1.603000 65.44
4) 71.9789 4.0000 1.333060 53.98
5) ∞ 2.0000 1.522160 58.80
6) ∞ 1.1910
7) 345.8009 1.2000 1.603000 65.47
8) −345.8009 d8
9) 24.2548 1.2000 1.583126 59.38
＊10) 4.6949 3.7000
11) 9.3610 2.9000 1.749500 35.27
12) 307.8348 0.3000
13) (ＦＳ) ∞ 1.7000
14) (Ｓ) ∞ 1.4000
15) (ＦＳ) ∞ 0.9000
16) −9.2376 1.0000 1.808090 22.79
17) 70.0310 2.7000 1.755000 52.29
18) −10.9860 0.4000
19) 25.6611 2.9500 1.592010 67.05
＊20) −12.9991 d20
21) ∞ 0.5000 1.516330 64.14
22) ∞ 1.1100
23) ∞ 1.5900 1.516330 64.14
24) ∞ 0.3000
25) ∞ 0.7000 1.516330 64.14
26) ∞ 0.7000
像面 ∞
［非球面データ］
面番号：10
κ = 0.1122
A4 ＝ 5.52910E−04
A6 ＝ 3.73730E−06
A8 ＝ 3.27460E−07
A10＝−7.20750E−10
面番号：20
κ =−10.5680
A4 ＝ −3.93180E−04
A6 ＝ 1.42680E−05
A8 ＝ −2.39470E−07
A10＝ 1.98280E−09
［各種データ］
ｆ ＝ 11.35687
ＦＮＯ ＝ 2.91908
ｆＣw ＝ 233.04833
ν１ ＝ 22.74
ν２ ＝ 65.44
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f又はβ 11.35687 −0.1008
d0 313.8750 122.9035
d8 2.45900 1.81825
d20 10.56327 11.20402
空気換算ＢＦ 13.79476 14.43551
［各条件式対応値］
（１）ｆＣw＝233.04833
（２）ν２−ν１＝42.70
［面データ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ 1.333060 53.98
1) 41.0000 3.0000 1.808090 22.74
2) 26.5000 1.0000
3) 23.0000 9.0000 1.603000 65.44
4) 71.9789 4.0000 1.333060 53.98
5) ∞ 2.0000 1.522160 58.80
6) ∞ 1.1910
7) 345.8009 1.2000 1.603000 65.47
8) −345.8009 d8
9) 24.2548 1.2000 1.583126 59.38
＊10) 4.6949 3.7000
11) 9.3610 2.9000 1.749500 35.27
12) 307.8348 0.3000
13) (ＦＳ) ∞ 1.7000
14) (Ｓ) ∞ 1.4000
15) (ＦＳ) ∞ 0.9000
16) −9.2376 1.0000 1.808090 22.79
17) 70.0310 2.7000 1.755000 52.29
18) −10.9860 0.4000
19) 25.6611 2.9500 1.592010 67.05
＊20) −12.9991 d20
21) ∞ 0.5000 1.516330 64.14
22) ∞ 1.1100
23) ∞ 1.5900 1.516330 64.14
24) ∞ 0.3000
25) ∞ 0.7000 1.516330 64.14
26) ∞ 0.7000
像面 ∞
［非球面データ］
面番号：10
κ = 0.1122
A4 ＝ 5.52910E−04
A6 ＝ 3.73730E−06
A8 ＝ 3.27460E−07
A10＝−7.20750E−10
面番号：20
κ =−10.5680
A4 ＝ −3.93180E−04
A6 ＝ 1.42680E−05
A8 ＝ −2.39470E−07
A10＝ 1.98280E−09
［各種データ］
ｆ ＝ 11.35687
ＦＮＯ ＝ 2.91908
ｆＣw ＝ 233.04833
ν１ ＝ 22.74
ν２ ＝ 65.44
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f又はβ 11.35687 −0.1008
d0 313.8750 122.9035
d8 2.45900 1.81825
d20 10.56327 11.20402
空気換算ＢＦ 13.79476 14.43551
［各条件式対応値］
（１）ｆＣw＝233.04833
（２）ν２−ν１＝42.70
図８は図７に示す光学系、すなわちクローズアップレンズＣＬ３がマスターレンズＭＬに装着された状態の光学系全系の水中使用時の諸収差図である。図８に示すように、クローズアップレンズＣＬ３をマスターレンズＭＬに装着することにより、クローズアップレンズＣＬ３がマスターレンズＭＬに装着された状態の光学系全系は、水中において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わかる。
以上説明したように、上記各実施例によれば、水中での高い光学性能を備えたクローズアップレンズを実現することができる。
なお、上記各実施例は、本発明に係るクローズアップレンズを同一のマスターレンズＭＬに装着した例を示しているが、他のマスターレンズに装着することもできる。また、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。
レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。
レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしても良い。
また、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。
次に、本発明のクローズアップレンズＣＬを備えた光学装置について説明する。
図９は、本発明に係るクローズアップレンズＣＬを備えたカメラの構成を示す図である。カメラ１は、図９に示すように撮影レンズ２を備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。撮影レンズ２は、上述のクローズアップレンズＣＬ１〜３の何れかが装着されたマスターレンズＭＬである。カメラ１において、不図示の水中の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、不図示の光学ローパスフィルタを介して撮像部３の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部３に設けられた光電変換素子により被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ１に設けられた電子ビューファインダ４に表示される。これにより撮影者は、電子ビューファインダ４を介して被写体を観察することができる。
撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部３により光電変換された画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ１による被写体の撮影を行うことができる。
以上の構成により、本発明に係るクローズアップレンズＣＬを備えたカメラ１は、水中での高い光学性能を実現することができる。なお、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに本発明に係るクローズアップレンズＣＬを装着した場合でも、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。
次に、本発明のクローズアップレンズＣＬの製造方法について説明する。
図１０は、本発明のクローズアップレンズＣＬの製造方法の概略を示す図である。本発明のクローズアップレンズＣＬの製造方法は、陸上で良好に収差補正されたレンズ系の物体側に着脱自在に装着されるクローズアップレンズの製造方法であって、図１０に示すように、以下の各ステップＳ１〜Ｓ２を含むものである。
ステップＳ１：光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと正の屈折力を有する第２レンズとを配置する。
ステップＳ２：次の条件式（１）および（２）を満足するように構成する。
（１）０．００＜ｆＣｗ
（２）２９．００≦ν２−ν１
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値
ステップＳ１：光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと正の屈折力を有する第２レンズとを配置する。
ステップＳ２：次の条件式（１）および（２）を満足するように構成する。
（１）０．００＜ｆＣｗ
（２）２９．００≦ν２−ν１
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値
斯かる本発明のクローズアップレンズの製造方法によれば、水中での高い光学性能を備えたクローズアップレンズを製造することができる。
ＭＬ マスターレンズ
ＣＬ クローズアップレンズ
Ｇ１ 第１レンズ
Ｇ２ 第２レンズ
ＦＳ フレアカット絞り
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ カメラ
２ 撮影レンズ
３ 撮像部
４ 電子ビューファインダ
ＣＬ クローズアップレンズ
Ｇ１ 第１レンズ
Ｇ２ 第２レンズ
ＦＳ フレアカット絞り
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ カメラ
２ 撮影レンズ
３ 撮像部
４ 電子ビューファインダ
Claims (4)
- マスターレンズの物体側に装着して用いられ、着脱可能なクローズアップレンズであって、
光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとからなり、
以下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。
０．００＜ｆＣｗ
４０．０８≦ν２−ν１
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値 - 前記媒質は水であり、最も物体側のレンズ面および最も像側のレンズ面が水に接した状態で使用されることを特徴とする請求項１に記載のクローズアップレンズ。
- 請求項１または２に記載のクローズアップレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
- マスターレンズの物体側に装着して用いられ、着脱可能なクローズアップレンズの製造方法であって、
光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと正の屈折力を有する第２レンズとを配置し、
以下の条件を満足するように構成することを特徴とするクローズアップレンズ。
０．００＜ｆＣｗ
４０．０８≦ν２−ν１
ただし、
ｆＣｗ：屈折率が１．０よりも実質的に大きい媒質中における前記クローズアップレンズの焦点距離
ν１：前記第１レンズの硝材の分散値
ν２：前記第２レンズの硝材の分散値
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|---|---|---|---|---|
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-
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- 2013-11-29 JP JP2013247612A patent/JP6331362B2/ja active Active
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