(57)【要約】【課題】Ｆナンバーが小さい撮影レンズ系に装着するコンバージョンレンズであって、画角が大きく、軸上収差と軸外収差がバランス良く補正された、小型なコンバージョンレンズ及びこれを有する撮像装置を提供すること。【解決手段】コンバージョンレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群と、を有し、前群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力をする第２レンズと、を有し、後群は、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、を有し、以下の条件式（１）、（２）を満足する。  １．３＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜１．７      （１）  １．１＜（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）＜１．５      （２）【選択図】図１
2020144177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
負の屈折力を有する前群と、
正の屈折力を有する後群と、を有し、
前記前群は、物体側から順に、
負の屈折力を有する第１レンズと、
負の屈折力を有する第２レンズと、を有し、
前記後群は、
正の屈折力を有する第３レンズと、
負の屈折力を有する第４レンズと、を有し、
以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするコンバージョンレンズ。
１．３＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜１．７      （１）
１．１＜（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）＜１．５      （２）
ここで、
Ｒ１ｆは、前記第１レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ１ｒは、前記第１レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ２ｆは、前記第２レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ２ｒは、前記第２レンズの像側面の曲率半径、
である。
【請求項２】
前記後群は、前記第３レンズと前記第４レンズを接合させた接合レンズを有することを特徴とする請求項１に記載のコンバージョンレンズ。
【請求項３】
前記接合レンズは、物体側から順に、前記第３レンズと前記第４レンズとを有することを特徴とする請求項２に記載のコンバージョンレンズ。
【請求項４】
以下の条件式（３）、（４）を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンバージョンレンズ。
１．８＜ｎｄ１＜２．３      （３）
１．８＜ｎｄ２＜２．３      （４）
ここで、
ｎｄ１は、前記第１レンズのｄ線における屈折率、
ｎｄ２は、前記第２レンズのｄ線における屈折率、
である。
【請求項５】
前記接合レンズの物体側面は、物体側に対して凹面であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のコンバージョンレンズ。
【請求項６】
前記後群は、前記接合レンズの像側に、正の屈折力を有する第５レンズを有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のコンバージョンレンズ。
【請求項７】
撮影レンズ系に装着したとき、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の前記コンバージョンレンズ。
１７０°≦２ω      （５）
ここで、
ωは、前記コンバージョンレンズを装着した前記撮影レンズ系の半画角、
である。
【請求項８】
物体側から順に、
負の屈折力を有する前群と、
正の屈折力を有する後群と、を有し、
前記前群は、物体側から順に、
負の屈折力を有する第１レンズと、
負の屈折力を有する第２レンズと、を有し、
前記後群は、
正の屈折力を有する第３レンズと、
負の屈折力を有する第４レンズと、を有し、
以下の条件式（６）、（７）を満足することを特徴とするコンバージョンレンズ。
０．６２＜｛（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）｝／ｎｄ１＜０．９５  （６）
０．５５＜｛（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）｝／ｎｄ２＜０．８３  （７）
ここで、
Ｒ１ｆは、前記第１レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ１ｒは、前記第１レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ２ｆは、前記第２レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ２ｒは、前記第２レンズの像側面の曲率半径、
ｎｄ１は、前記第１レンズのｄ線における屈折率、
ｎｄ２は、前記第２レンズのｄ線における屈折率、
である。
【請求項９】
撮影レンズ系と、
前記撮影レンズ系の物体側に装着可能な請求項１〜８のいずれか一項に記載の前記コンバージョンレンズと、
前記コンバージョンレンズを装着した前記撮影レンズ系により形成された像を受光する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバージョンレンズ及びこれを有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｆナンバーの小さいコンパクトカメラなどにおいて、画角を大きくして、撮影する場合がある。この場合、撮影レンズ系（いわゆるマスターレンズ）の物体側に、画角を広げるためのコンバージョンレンズを装着する。撮影レンズ系にコンバージョンレンズを装着することで、光学系全系の焦点距離を、撮影レンズ系の本来の焦点距離に比較して短くできる。
【０００３】
画角を広げるコンバージョンレンズは、例えば、以下の特許文献１、２に開示された構成が知られている。
【０００４】
特許文献１は、負メニスカスレンズ、負メニスカスレンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズ、正レンズの構成を開示している。
【０００５】
特許文献２は、負レンズ、負レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズの構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３００８９２６号公報
【特許文献２】特許第４６５９４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の構成において、物体側から１番目と２番目の負メニスカスレンズの形状が強いメニスカスとなっている。このため、特許文献１のレンズ構成では軸外収差を十分に補正できない。また、レンズの加工が難しく高コストになりやすい。
【０００８】
特許文献２の構成において、最も物体側の負メニスカスレンズの形状が緩いメニスカスとなっている。このため、特許文献２のレンズ構成では、画角を大きくできない。
【０００９】
コンバージョンレンズにおいて、広画角を得るためには、第１レンズ、第２レンズの屈折力を大きくする必要がある。これを実現させるために、各面の曲率を強くすると、収差性能を悪化させる（特に軸外収差）。また、レンズの加工が難しく、レンズ単体の厚みが大きくなってしまう。このため、製品の大型化につながり、高コストになってしまう。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、Ｆナンバーが小さい撮影レンズ系に装着するコンバージョンレンズであって、画角が大きく、軸上収差と軸外収差がバランス良く補正され、小型なコンバージョンレンズ及びこれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係るコンバージョンレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群と、を有し、前群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、を有し、後群は、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、を有し、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
１．３＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜１．７      （１）
１．１＜（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）＜１．５      （２）
ここで、
Ｒ１ｆは、第１レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ１ｒは、第１レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ２ｆは、第２レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ２ｒは、第２レンズの像側面の曲率半径、
である。
【００１２】
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る他のコンバージョンレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群と、を有し、前群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、
を有し、後群は、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、を有し、以下の条件式（６）、（７）を満足することを特徴とする。
０．６２＜｛（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）｝／ｎｄ１＜０．９５  （６）
０．５５＜｛（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）｝／ｎｄ２＜０．８３  （７）
ここで、
Ｒ１ｆは、第１レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ１ｒは、第１レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ２ｆは、第２レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ２ｒは、第２レンズの像側面の曲率半径、
ｎｄ１は、第１レンズのｄ線における屈折率、
ｎｄ２は、第２レンズのｄ線における屈折率、
である。
【００１３】
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る撮像装置は、撮影レンズ系と、撮影レンズ系の物体側に装着可能な上述のコンバージョンレンズと、コンバージョンレンズを装着した撮影レンズ系により形成された像を受光する撮像素子と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、Ｆナンバーが小さい撮影レンズ系に装着するコンバージョンレンズであって、画角が大きく、軸上収差と軸外収差がバランス良く補正され、小型なコンバージョンレンズ及びこれを有する撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１のコンバージョンレンズのレンズ断面図である。
【図２】実施例１のコンバージョンレンズと撮影レンズ系のレンズ断面図である。
【図３】実施例２のコンバージョンレンズのレンズ断面図である。
【図４】実施例２のコンバージョンレンズと撮影レンズ系のレンズ断面図である。
【図５】撮影レンズ系のレンズ断面図である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｌ）は、実施例１のコンバージョンレンズと撮影レンズ系の収差図である。図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｄ）は、それぞれ広角端の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図６（ｅ）、図６（ｆ）、図６（ｇ）、図６（ｈ）は、それぞれ中間焦点距離状態の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図６（ｉ）、図６（ｊ）、図６（ｋ）、図６（ｌ）は、それぞれ望遠端の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。
【図７】図７（ａ）から図７（ｌ）は、実施例２のコンバージョンレンズと撮影レンズ系の収差図である。図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）は、それぞれ広角端の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図７（ｅ）、図７（ｆ）、図７（ｇ）、図７（ｈ）は、それぞれ中間焦点距離状態の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図７（ｉ）、図７（ｊ）、図７（ｋ）、図７（ｌ）は、それぞれ望遠端の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。
【図８】図８（ａ）から図８（ｌ）は、撮影レンズ系の収差図である。図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）は、それぞれ広角端の球面収差（ＳＡ）非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図８（ｅ）、図８（ｆ）、図８（ｇ）、図８（ｈ）は、それぞれ中間焦点距離状態の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図８（ｉ）、図８（ｊ）、図８（ｋ）、図８（ｌ）は、それぞれ望遠端の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。
【図９】実施例１のコンバージョンレンズを装着したデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図１０】実施例１のコンバージョンレンズを装着したデジタルカメラの後方斜視図である。
【図１１】実施例１のコンバージョンレンズを装着したデジタルカメラの断面図である。
【図１２】コンバージョンレンズを装着したデジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施例の説明に先立ち、本発明のある態様に係る実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。
【００１７】
本実施形態に係るコンバージョンレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群と、を有し、前群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、を有し、後群は、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、を有し、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
１．３＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜１．７      （１）
１．１＜（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）＜１．５      （２）
ここで、
Ｒ１ｆは、第１レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ１ｒは、第１レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ２ｆは、第２レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ２ｒは、第２レンズの像側面の曲率半径、
である。
【００１８】
なお、第１レンズは、接合レンズや樹脂層を設けたレンズを含む。第２レンズも、接合レンズや樹脂層を設けたレンズを含む。また、物体側の前群と、像側の後群とは、空気間隔が最も大きい位置で区切られている。
【００１９】
広画角を得るためには、第１レンズと第２レンズの屈折力を大きくする必要がある。第１レンズと第２レンズの屈折力を大きくするためには、第１レンズの各面の曲率、第２レンズの各面の曲率を大きくする必要がある。レンズ面の曲率を大きくすると、収差性能、特に軸外収差を悪化させる。また、曲率を大きくすると、第１レンズの厚み、第２レンズの厚みが大きくなる。
【００２０】
条件式（１）は、第１レンズの適切な形状（シェイプファクター）を規定する。条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズの物体面側の形状が平面に近づく。このため、ディストーションが大きくなる。
【００２１】
また、条件式（１）の上限値を上回ると、第１レンズのメニスカス形状が強くなる。このため、第１レンズの加工が難しくなる。また、主点位置に対してレンズが物体側に繰り出して総レンズ長が大きくなる。さらに、第１レンズの像側面において、光線を大きく屈折しすぎるため、像面湾曲やコマ収差が大きくなる。
【００２２】
条件式（２）は、第２レンズの適切な形状（シェイプファクター）を規定する。条件式（２）の下限値を下回ると、第２レンズの物体面側の形状が平面に近づく。このため、ディストーションが大きくなる。
【００２３】
また、条件式（２）の上限値を上回ると、第２レンズのメニスカス形状が強くなる。このため、第２レンズの加工が難しくなる。また、主点位置に対してレンズが物体側に繰り出して総レンズ長が大きくなる。さらに、第２レンズの像側面において、光線を大きく屈折しすぎるため、像面湾曲やコマ収差が大きくなる。
【００２４】
条件式（１）に代えて、条件式（１’）を満足するとより好ましい。
１．５＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜１．７      （１’）
【００２５】
条件式（２）に代えて、条件式（２’）を満足するとより好ましい。
１．４＜（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）＜１．５      （２’）
【００２６】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、後群は、第３レンズと第４レンズを接合させた接合レンズを有することが望ましい。
【００２７】
第３レンズと第４レンズとを接合することにより、２つのレンズの偏心による収差の悪化を防止できる。また、第１レンズと第２レンズで発生する倍率色収差を良好に補正できる。
【００２８】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、接合レンズは、物体側から順に、第３レンズと第４レンズと、を有することが望ましい。
【００２９】
第３レンズと第４レンズとを接合することにより、２つのレンズの偏心による収差の悪化を防止できる。また、第１レンズと第２レンズで発生する倍率色収差を良好に補正できる。
【００３０】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、以下の条件式（３）、（４）を満足することが望ましい。
１．８＜ｎｄ１＜２．３      （３）
１．８＜ｎｄ２＜２．３      （４）
ここで、
ｎｄ１は、第１レンズのｄ線における屈折率、
ｎｄ２は、第２レンズのｄ線における屈折率、
である。
【００３１】
条件式（３）は、第１レンズの硝材のｄ線における適切な屈折率を規定している。また、条件式（４）は、第２レンズの硝材のｄ線における適切な屈折率を規定している。
【００３２】
条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズの各面の曲率が大きくなる。これにより、軸外収差が大きくなる。条件式（３）の上限値を上回ると、レンズ硝材の材料コストが高くなる。
【００３３】
条件式（４）の下限値を下回ると、第２レンズの各面の曲率が大きくなる。これにより、軸外収差が大きくなる。条件式（４）の上限値を上回ると、レンズ硝材の材料コストが高くなる。
【００３４】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、接合レンズの物体側面は、物体側に対して凹面であることが望ましい。
【００３５】
接合レンズの物体側面を物体側に対して凹面にすれば、前群を射出した画角の大きな光束に関して、後群の周辺光束を各面において段階的に徐々に曲げることができる。このため、軸外収差が小さくなる。
【００３６】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、後群は、接合レンズの像側に、正の屈折力を有する第５レンズを有することが望ましい。
【００３７】
これにより、後群の正屈折力を確保できる。この結果、収差補正に有利となる。
【００３８】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、撮影レンズ系に装着したとき、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
１７０°≦２ω      （５）
ここで、
ωは、コンバージョンレンズを装着した撮影レンズ系の半画角、
である。
【００３９】
これにより、コンバージョンレンズを撮影レンズ系に装着した構成では、１７０°以上の全画角を得ることができる。１７０°以上の全画角において、軸上収差、軸外収差を良好に補正できる。
【００４０】
他の実施形態に係るコンバージョンレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群と、を有し、前群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、を有し、後群は、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、を有し、以下の条件式（６）、（７）を満足する。
０．６２＜｛（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）｝／ｎｄ１＜０．９５  （６）
０．５５＜｛（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）｝／ｎｄ２＜０．８３  （７）
ここで、
Ｒ１ｆは、第１レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ１ｒは、第１レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ２ｆは、第２レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ２ｒは、第２レンズの像側面の曲率半径、
ｎｄ１は、第１レンズのｄ線における屈折率、
ｎｄ２は、第２レンズのｄ線における屈折率、
である。
【００４１】
これにより、第１レンズの弱メニスカス形状と第２レンズの弱メニスカス形状により、物体側面の曲率と、像側面の曲率が抑えられている。このレンズ形状において、レンズ硝材の屈折率を大きくすること。この結果、軸上収差と軸外収差がバランスよく補正できる。特に、像面湾曲とコマ収差を良好に補正できる。
【００４２】
他の実施形態に係る撮像装置は、撮影レンズ系と、撮影レンズ系の物体側に装着可能な上述のコンバージョンレンズと、コンバージョンレンズを装着した撮影レンズ系により形成された像を受光する撮像素子と、を有することを特徴とする。
【００４３】
これにより、上述のコンバージョンレンズを装着した撮像装置は、全画角が１７０°以上であり、軸上収差、軸外収差が良好に補正された像を取得できる。
【００４４】
なお、上述のコンバージョンレンズは、複数の構成を同時に満足してもよい。このようにすることが、良好なコンバージョンレンズを得る上で好ましい。また、好ましい構成の組み合わせは任意である。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。
【００４５】
（実施例１）
図１は、実施例１のコンバージョンレンズＣＬのレンズ断面図である。物体側から順に、負の屈折力を有する前群ＦＧと、正の屈折力を有する後群ＲＧと、を有する。前群ＦＧは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の第１メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負の第２メニスカスレンズＬ２と、を有する。後群ＲＧは、像側に凸面を向けた正の第３メニスカスレンズＬ３と、像側に凸面を向けた負の第４メニスカスレンズＬ４と、両凸正の第５レンズＬ５と、を有する。正の第３メニスカスレンズＬ３と、負の第４メニスカスレンズＬ４とは接合され接合レンズＣＥＬを構成する。
【００４６】
コンバージョンレンズＣＬの最も像面側には、カバーとなる平行平板Ｆ１が設けられている。
【００４７】
図２は、実施例１のコンバージョンレンズＣＬを、撮影レンズ系ＭＬに装着した状態のレンズ断面図である。撮影レンズ系ＭＬは、後述する実施例２のコンバージョンレンズにおいても、本実施例における撮影レンズ系ＭＬと同じレンズを用いる。
【００４８】
（撮影レンズ系）
図５は、撮影レンズ系のレンズ断面図である。撮影レンズ系ＭＬは、物体側から順に、負第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正第２レンズ群Ｇ２と、負第３レンズ群と、正第４レンズ群と、フィルタＦと、カバーガラスＣＧと、を有する。
【００４９】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凹負レンズＬ１と、プリズムＰ（Ｌ２）と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、を有する。
【００５０】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ６と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８とを有する。正メニスカスレンズＬ５と負メニスカスレンズＬ６とは接合されている。負メニスカスレンズＬ７と両凸正レンズＬ８とは接合されている。
【００５１】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９を有する。
【００５２】
第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ１０を有する。
【００５３】
広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１は静止し、第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は、像面側に移動する。開口絞りＳは、第２レンズ群と共に移動する。遠距離物点から近距離物点への合焦動作は、第３レンズ群Ｇ３を像面側へ移動させて行う。
【００５４】
ローパスフィルタを構成する平行平板はＦ（図５）、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はＣＧ、像面はＩで示してある。なお、平行平板はＦの表面に、赤外光を制限する波長域制限コートを施しても良い。また、カバーガラスＣＧの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣＧにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。図５の平行平板Ｆは、図２、図４におけるＦ４に相当する。
【００５５】
開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に設けられている。
【００５６】
撮影レンズ系ＭＬにおいて、反射面はプリズムＰに設けられている。この反射面は平面で、光軸ＡＸ上ではプリズムＰの物体側屈折面と像側屈折面の中間に、光軸ＡＸに対して略４５度傾いて配置されている。また、この反射面は、プリズムＰ内部を通過する光を反射するので、裏面反射面となっている。よって、プリズムＰは、裏面反射プリズムとなっている。なお、反射面の図示及び数値データでは省略されており、プリズムの物体側屈折面と像側屈折面が図示及び数値データに記載されている。
【００５７】
図２は、実施例１のコンバージョンレンズＣＬと、撮影レンズ系ＭＬのレンズ断面図である。コンバージョンレンズＣＬと、撮影レンズ系ＭＬとの間には、後述するデジタルカメラの防水カバーとなる平行平板Ｆ２、Ｆ３が設けられている。
【００５８】
（実施例２）
図３は、実施例２のコンバージョンレンズＣＬのレンズ断面図である。物体側から順に、負の屈折力を有する前群ＦＧと、正の屈折力を有する後群ＲＧと、を有する。前群ＦＧは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の第１メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負の第２メニスカスレンズＬ２と、を有する。後群ＲＧは、両凹負の第３レンズＬ３と、両凸正の第４レンズＬ４と、を有する。両凹負の第３レンズＬ３と両凸正の第４レンズＬ４とは接合され接合レンズＣＥＬを構成する。
【００５９】
コンバージョンレンズＣＬの最も像面側には、カバーとなる平行平板Ｆ１が設けられている。
【００６０】
図４は、実施例２のコンバージョンレンズＣＬを、撮影レンズ系ＭＬに装着した状態のレンズ断面図である。撮影レンズ系ＭＬは、実施例１における撮影レンズ系ＭＬと同じレンズを用いる。
【００６１】
実施例１のコンバージョンレンズＣＬを、撮影レンズ系ＭＬに装着したときの収差図を示す。図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｄ）は、それぞれ広角端の球面収差（ＳＡ）非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図６（ｅ）、図６（ｆ）、図６（ｇ）、図６（ｈ）は、それぞれ中間焦点距離状態の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ、）歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図６（ｉ）、図６（ｊ）、図６（ｋ）、図６（ｌ）は、それぞれ望遠端の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。
【００６２】
以下、実施例１、実施例２の各収差図において、横軸は収差量を表している。横収差と非点収差については、収差量の単位はｍｍである。また、歪曲収差については、収差量の単位は％である。収差曲線の波長の単位はｎｍである。また、ＦＩＹは像高である。
【００６３】
実施例２のコンバージョンレンズＣＬを、撮影レンズ系ＭＬに装着したときの収差図を示す。図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）は、それぞれ広角端の球面収差（ＳＡ）非点収差、（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図７（ｅ）、図７（ｆ）、図７（ｇ）、図７（ｈ）は、それぞれ中間焦点距離状態の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図７（ｉ）、図７（ｊ）、図７（ｋ）、図７（ｌ）は、それぞれ望遠端の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。
【００６４】
撮影レンズ系ＭＬの収差図を示す。図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）は、それぞれ広角端の球面収差（ＳＡ）非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図８（ｅ）、図８（ｆ）、図８（ｇ）、図８（ｈ）は、それぞれ中間焦点距離状態の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。図８（ｉ）、図８（ｊ）、図８（ｋ）、図８（ｌ）は、それぞれ望遠端の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）である。
【００６５】
以下に、上記各実施例の数値データを示す。数値データは、コンバージョンレンズＣＬを撮影レンズ系ＭＬに装着した状態のデータである。ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数、＊印は非球面、Ｉは像面（撮像面）である。また、ｆは全系の焦点距離、ＦＮＯ．はＦナンバー、ωは半画角、ＩＨは像高、ｆｂはバックフォーカス、全長は、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離である。なお、ｆｂ（バックフォーカス）は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。また、広角は広角端、中間は中間焦点距離状態、望遠は望遠端を表している。
【００６６】
また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10
また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０−ｎ」を示している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
【００６７】
数値実施例１
単位ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd        νd
1      73.077      2.50     1.90366    31.34
2      16.824      6.19
3      70.030      1.70     1.80610    40.93
4      12.479     12.89
5     -47.997      3.00     1.57501    41.50
6     -17.698      1.50     1.80610    40.93
7     -53.917      0.23
8      95.014      3.50     1.84666    23.78
9     -26.997      0.50
10        ∞        2.00     1.52287    59.89
11        ∞        4.20 
12        ∞        1.00     1.51633    64.14
13        ∞        0.30
14        ∞        0.80     1.51633    64.14
15        ∞        1.48
16*    -28.766      0.70     1.74156    49.21
17*      7.488      2.52
18        ∞        9.60     1.83400    37.18
19        ∞        0.20
20      23.531      1.40     1.94595    17.94
21      48.570      可変
22(絞り)  ∞        0.00
23*      7.785      2.57     1.58233    59.30
24*   -100.674      0.20
25       8.473      1.31     1.51633    64.14
26      10.201      0.60     1.84666    23.78
27       5.555      0.89
28      12.734      0.50     1.64769    33.79
29       6.952      1.90     1.58313    59.38
30     -33.494      可変
31*     41.047      0.60     1.58253    59.32
32*      7.704      可変
33*     27.500      2.36     1.53071    55.69
34*     -7.850      可変
35        ∞        0.30     1.51633    64.14
36        ∞        0.40
37        ∞        0.50     1.51633    64.14
38        ∞        0.53
39(像面)  ∞        0
非球面データ 
第１６面
k=0.000
A4=7.11080e-05,A6=-7.66650e-07,A8=1.12640e-09,
A10=6.15480e-11,A12=-2.18040e-13  
第１７面
k=-0.354
A4=-2.00010e-04,A6=8.71430e-08,A8=-6.28470e-08,
A10=6.59950e-10  
第２３面
k=-0.310
A4=-7.53830e-05,A6=2.04460e-07,A8=8.44620e-09  
第２４面
k=0.000
A4=1.21680e-04,A6=1.26200e-07,A8=6.43890e-09  
第３１面
k=0.000
A4=5.26750e-04,A6=-2.39050e-05,A8=1.01520e-06  
第３２面
k=0.000
A4=5.68320e-04,A6=-2.22550e-05,A8=3.57690e-07,
A10=6.27400e-09  
第３３面
k=0.000
A4=-6.48570e-04,A6=2.00440e-05,A8=-9.33800e-07  
第３４面
k=0.000
A4=5.77390e-04,A6=2.38000e-05,A8=-1.77990e-06,
A10=2.21570e-08  
ズームデータ
広角端      中間    望遠端  
ｆ焦点距離         1.39      2.65      5.32
ＦＮＯ．          2.05      3.22      5.05
画角２ω        179.88    176.39     79.51
ＩＨ              1.95      3.86      3.86
全長 (in air)    96.68     96.68     96.68   
fb (in air)       3.25      2.50      2.23   
d21           19.22     11.45      2.13  
d30            3.81      2.58      4.55  
d32            2.99     12.74     20.36  
d34            1.79      1.03      0.77  
各群焦点距離
コンバージョンレンズの焦点距離ＣＬＦ、撮影レンズ系ＭＬの第１レンズ群Ｇ１−第４レンズ群Ｇ４の焦点距離ｆ１−ｆ４を以下に示す。
CLF=-995.81   
f1=-11.79   f2=11.49   f3=-16.39   f4=11.78   
【００６８】
数値実施例２
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd        νd
1     100.000      2.00     1.90366    31.34
2      14.514      4.90
3     147.862      1.60     1.90366    31.34
4      13.623     11.29
5    -789.609      1.50     1.80610    40.92
6      40.000      4.30     1.96300    24.11
7     -25.000      0.70
8        ∞        2.00     1.52287    59.89
9        ∞        4.00  
10        ∞        1.00     1.51633    64.14
11        ∞        0.30
12        ∞        0.80     1.51633    64.14
13        ∞        1.18
14*    -28.766      0.70     1.74156    49.21
15*      7.488      2.52
16        ∞        9.60     1.83400    37.19
17        ∞        0.20
18      23.531      1.40     1.94595    17.94
19      48.570      可変
20(絞り)  ∞        0.00
21*      7.785      2.57     1.58233    59.30
22*   -100.674      0.20
23       8.473      1.31     1.51633    64.14
24      10.201      0.60     1.84666    23.78
25       5.555      0.89
26      12.734      0.50     1.64769    33.79
27       6.952      1.90     1.58313    59.38
28     -33.494      可変
29*     41.047      0.60     1.58253    59.32
30*      7.704      可変
31*     27.500      2.36     1.53071    55.69
32*     -7.850      可変
33        ∞        0.30     1.51633    64.14
34        ∞        0.40
35        ∞        0.50     1.51633    64.14
36        ∞        0.53
37(像面)  ∞        0 
非球面データ 
第１４面
k=0.000
A4=7.11080e-05,A6=-7.66650e-07,A8=1.12640e-09,
A10=6.15480e-11,A12=-2.18040e-13  
第１５面
k=-0.354
A4=-2.00010e-04,A6=8.71430e-08,A8=-6.28470e-08,
A10=6.59950e-10  
第２１面
k=-0.310
A4=-7.53830e-05,A6=2.04460e-07,A8=8.44620e-09  
第２２面
k=0.000
A4=1.21680e-04,A6=1.26200e-07,A8=6.43890e-09  
第２９面
k=0.000
A4=5.26750e-04,A6=-2.39050e-05,A8=1.01520e-06  
第３０面
k=0.000
A4=5.68320e-04,A6=-2.22550e-05,A8=3.57690e-07,
A10=6.27400e-09  
第３１面
k=0.000
A4=-6.48570e-04,A6=2.00440e-05,A8=-9.33800e-07  
第３２面
k=0.000
A4=5.77390e-04,A6=2.38000e-05,A8=-1.77990e-06,
A10=2.21570e-08  
ズームデータ
広角端      中間    望遠端  
f焦点距離         1.45      2.77      5.57
ＦＮＯ．          2.05      3.22      5.05
画角２ω        179.29    174.34     75.93
ＩＨ              1.95      3.86      3.86
全長 (in air)    90.46     90.46     90.46   
fb (in air)       3.25      2.50      2.23   
d19           19.22     11.45      2.13  
d28            3.81      2.58      4.55  
d30            2.99     12.74     20.36  
d32            1.79      1.03      0.77
各群焦点距離
コンバージョンレンズの焦点距離ＣＬＦ、撮影レンズ系ＭＬの第１レンズ群Ｇ１−第４レンズ群Ｇ４の焦点距離ｆ１−ｆ４を以下に示す。
CLF=-896.24   
f1=-11.79   f2=11.49   f3=-16.39   f4=11.78   
【００６９】
条件式対応値を以下に示す。
実施例１      実施例２
(1)  (R1f+R1r)/(R1f-R1r)          1.60       1.34
(2)  (R2f+R2r)/(R2f-R2r)          1.43       1.20
(3)  nd1                          1.9037     1.9037
(4)  nd2                          1.8061     1.9037
(5)  (R1f+R1r)/(R1f-R1r)/nd1      0.84       0.70
(6)  (R2f+R2r)/(R2f-R2r)/nd2      0.79       0.63
【００７０】
（デジタルカメラ）
さて、以上のような本発明のコンバージョンレンズと撮影レンズで物体像を形成し、その像をＣＣＤ等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【００７１】
図９〜図１１は、上述のコンバージョンレンズをデジタルカメラの撮影レンズ系ＭＬに装着した構成を示す。図９はデジタルカメラ１４０の外観を示す前方斜視図、図１０は同後方斜視図、図１１はデジタルカメラ１４０の内部構成を示す概念図である。図１１は、デジタルカメラ１４０の縦方向に直交する断面を上側から見た図であり、ファインダー光学系と前後のカバーガラスの図示を省略している。また、図１１において、ＣＣＤ１４９の有効撮像領域の長辺方向とデジタルカメラ１４０の厚さ方向は互いに一致している。
デジタルカメラ１４０は、この例の場合、撮影用光路１４２を有する撮影レンズ系ＭＬ、ファインダー用光路１４４を有するファインダー光学系１４３、シャッター１４５、フラッシュ１４６、液晶表示モニター１４７等を含んでいる。デジタルカメラ１４０の上部に配置されたシャッター１４５を押圧すると、それに連動して撮影レンズ系ＭＬ、例えば実施例１の光路折り曲げズームレンズを通して撮影が行われる。撮影レンズ系ＭＬによって形成された物体像が、近赤外カットフィルタと光学的ローパスフィルタＦ４（図２、図４）を介してＣＣＤ１４９の撮像面上に形成される。ＣＣＤ１４９で受光された物体像は、処理手段１５１を介し、電子画像としてデジタルカメラ背面に設けられた液晶表示モニター１４７に表示される。また、処理手段１５１には記録手段１５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段１５２は処理手段１５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ１４９に代わってＣ−ＭＯＳセンサーを用いてもよい。
【００７２】
さらに、ファインダー用光路１４４上には不図示のファインダー用対物光学系が配置してある。このファインダー用対物光学系によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム（不図示）の視野枠（不図示）上に形成される。このポリプリズムの後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系（不図示）が配置されている。なお、撮影レンズ系ＭＬ入射側にカバー部材であるフィルタＦ２、Ｆ３（図２、図４）が配置されている。
【００７３】
（内部回路構成）
図１２は、上記デジタルカメラ１４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４、一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部１１９等からなる。
【００７４】
図１２に示すように、デジタルカメラ１４０は、操作部１１２と、この操作部１１２に接続された制御部１１３と、この制御部１１３の制御信号出力ポートにバス１１４及び１１５を介して接続された撮像駆動回路１１６並びに一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１を備えている。
【００７５】
上記の一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１は、バス１２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１１６には、ＣＣＤ１４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４が接続されている。
【００７６】
操作部１１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（デジタルカメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部１１３に通知する回路である。
【００７７】
制御部１１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１１２を介してデジタルカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ１４０全体を制御する回路である。
【００７８】
ＣＣＤ１４９は、本発明による撮影レンズ系ＭＬを介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ１４９は、撮像駆動回路１１６により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４に出力する撮像素子である。
【００７９】
ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４は、ＣＣＤ１４９から入力する電気信号を増幅しかつアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１１７に出力する回路である。
【００８０】
一時記憶メモリ１１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１１８は、一時記憶メモリ１１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
【００８１】
記録媒体部１１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
【００８２】
表示部１２０は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部１２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部１２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
【００８３】
なお、各条件式は、いずれの条件式を単独で用いても、自由に組み合わせて用いてもよく、本発明の効果を奏する。また、条件式の上限値、下限値をそれぞれ単独に変更した条件式であってもよく、同様に本発明の効果を奏する。
【００８４】
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態のみに限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、これら実施形態の構成を適宜組合せて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明は、Ｆナンバーが小さい撮影レンズ系に装着するコンバージョンレンズであって、画角が大きく、軸上収差と軸外収差がバランス良く補正されたコンバージョンレンズ及びこれを有する撮像装置に適している。
【符号の説明】
【００８６】
ＣＬ  コンバージョンレンズ
ＭＬ  撮影レンズ系
Ｌ１−Ｌ５  レンズ
ＦＧ  前群
ＲＧ  後群
ＣＥＬ  接合レンズ
Ｇ１  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  開口絞り
Ｆ１  平行平板
Ｆ２、Ｆ３  平行平板
Ｆ、Ｆ４  フィルタ
ＣＧ  カバーガラス
Ｐ  プリズム
Ｉ  像面
１１２  操作部
１１３  制御部
１１４  バス
１１５  バス
１１６  撮像駆動回路
１１７  一時記憶メモリ
１１８  画像処理部
１１９  記憶媒体部
１２０  表示部
１２１  設定情報記憶メモリ部
１２２  バス
１２４  ＣＤＳ／ＡＤＣ部
１４０  デジタルカメラ
１４２  撮影用光路
１４３  ファインダー光学系
１４４  ファインダー用光路
１４５  シャッターボタン
１４６  フラッシュ
１４７  液晶表示モニター
１４９  ＣＣＤ
１５１  処理手段
１５２  記録手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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