(57)【要約】【課題】小型で高性能な大口径・広画角の主レンズに装着できる、小型で高性能なワイドコンバータレンズの実現を課題とする。【解決手段】主レンズＭＬＮの物体側に着脱可能に装着されるワイドコンバータレンズＷＣＮであって、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１レンズＬ１と、正の第２レンズＬ２を配してなり、物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径：Ri、前記第１レンズの焦点距離：fn、前記第２レンズの焦点距離：fpが、条件：  （１）    -4.5 < (R2+R1) / (R2-R1) < -2.0  （２）    -0.65 < fn / fp < -0.40を満足する。【選択図】図１
2014056054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主レンズの物体側に着脱可能に装着されるワイドコンバータレンズであって、
物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１レンズと、正の第２レンズを配してなり、
物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径：Ri、前記第１レンズの焦点距離：fn、前記第２レンズの焦点距離：fpが、条件：
（１）    -4.5 < (R2+R1) / (R2-R1) < -2.0    
（２）    -0.65 < fn / fp < -0.40    
を満足することを特徴とするワイドコンバータレンズ。
【請求項２】
請求項１記載のワイドコンバータレンズにおいて、  
物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径：Riが、条件：
（３）    0.2 < (R4+R3) / (R4-R3) < 2.5    
を満足することを特徴とするワイドコンバータレンズ。
【請求項３】
請求項１または２記載のワイドコンバータレンズにおいて、
物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径：Riが、条件：
（４）    0.1 < R2 / R3 < 0.5    
を満足することを特徴とするワイドコンバータレンズ。
【請求項４】
請求項１〜３の任意の１に記載のワイドコンバータレンズにおいて、  
第１レンズの像側面と第２レンズの物体側面との間の光軸上の距離：d2、第１レンズの物体側面と第２レンズの像側面との間の光軸上の距離：Dが、条件：
（５）    0.65 < d2 / D < 0.90    
を満足することを特徴とするワイドコンバータレンズ。
【請求項５】
請求項１〜４の任意の１に記載のワイドコンバータレンズにおいて、  
物体側から第ｉ番目のレンズ面の有効径：φiが、条件：
（６）    0.9 < (φ1-φ4) / D < 1.3    
を満足することを特徴とするワイドコンバータレンズ。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載のワイドコンバータレンズにおいて、
第１レンズの材質のアッベ数：νn、第２レンズの材質のアッベ数：νpが、条件：
（７）    27 < νn-νp < 38    
を満足することを特徴とするワイドコンバータレンズ。
【請求項７】
請求項１〜６の任意の１に記載のワイドコンバータレンズにおいて、  
第１レンズの材質の、d線(波長λ=587.6 nm)に対する屈折率：Nnが、条件：
（８）    1.50 < Nn < 1.75    
を満足することを特徴とするワイドコンバータレンズ。
【請求項８】
請求項１〜７の任意の１に記載のワイドコンバータレンズにおいて、  
第２レンズの材質の、d線(波長λ=587.6 nm)に対する屈折率：Npが、条件：
（８）    1.75 < Np < 1.90    
を満足することを特徴とするワイドコンバータレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワイドコンバータレンズ、詳しくは、撮影レンズ（主レンズ）の物体側に着脱可能に装着されて、より短い焦点距離を実現するワイドコンバータレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
広く普及しつつあるデジタルカメラに対し、さらなる高変倍比化、高画質化、小型化、省電力化が求められている。
【０００３】
デジタルカメラの開発も、このような要望を踏まえてなされる必要がある。
【０００４】
高変倍比を達成する手段の１つとして、主レンズにワイドコンバータレンズを装着して「主レンズの焦点距離よりも短い焦点距離」を実現することがある。
【０００５】
特に、主レンズの物体側に「アフォーカル系のワイドコンバータレンズ」を装着するフロント式ワイドコンバータレンズは、従来から、数多く提案されている。
【０００６】
デジタルカメラの開発が、高画質化、高変倍比化、小型化、省電力化を追及して進められる中、ワイドコンバータレンズにも同様の観点からの開発が求められる。
【０００７】
「フロント式ワイドコンバータレンズ」としては「物体側から像側へ向かって負・正の２枚のレンズを配してなるもの」が広く知られている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００８】
これら特許文献記載のもので、装着の対象となる主レンズの具体例を開示しているものでは、何れも「主レンズの画角」が小さい。
【０００９】
近来、実用化を意図されているデジタルカメラでは、画角が９０度より大きく、Ｆナンバも２以下というような明るく広角なレンズを搭載されたものが多い。
【００１０】
このような大口径・広画角のレンズを主レンズとして、用いられる小型・軽量で性能良好なワイドコンバータレンズが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明は、近来主流となりつつある「小型で高性能な大口径・広画角の主レンズ」に装着できる、小型で高性能なワイドコンバータレンズの実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のワイドコンバータレンズは、主レンズの物体側に着脱可能に装着されるワイドコンバータレンズであって、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１レンズと、正の第２レンズを配してなり、物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径：Ri、前記第１レンズの焦点距離：fn、前記第２レンズの焦点距離：fpが、条件：
（１）    -4.5 < (R2+R1) / (R2-R1) < -2.0    
（２）    -0.65 < fn / fp < -0.40    
を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のワイドコンバータレンズは、上記の如き構成により、小型化と高性能とを実現できる。  
即ち、ワイドコンバータレンズは構成レンズ枚数が２枚と少ないので、小型・軽量に実現でき、主レンズに装着しても、主レンズを嵩張らせることがない。
【００１４】
また、条件（１）、（２）を満足することで、ワイドコンバータレンズを大型化することなく、良好な性能を実現可能であり、主レンズの焦点距離を有効に小さくできる。
【００１５】
後述する実施例に示すように、Ｆナンバが２以下で、画角が９０度以上の「大口径・広画角の主レンズ」に装着することができ、主レンズをさらに広画角化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】主レンズに実施例１のワイドコンバータレンズを装着したレンズ構成を示す図である。
【図２】主レンズに実施例１のワイドコンバータレンズを装着したレンズ構成を示す図である。
【図３】主レンズに実施例１のワイドコンバータレンズを装着したレンズ構成を示す図である。
【図４】主レンズに実施例１のワイドコンバータレンズを装着したレンズ構成を示す図である。
【図５】主レンズに実施例１のワイドコンバータレンズを装着したレンズ構成を示す図である。
【図６】主レンズに実施例１のワイドコンバータレンズを装着したレンズ構成を示す図である。
【図７】主レンズに実施例１のワイドコンバータレンズを装着したレンズ構成を示す図である。
【図８】主レンズに実施例１のワイドコンバータレンズを装着したときの短焦点端における収差図である。
【図９】主レンズに実施例２のワイドコンバータレンズを装着したときの短焦点端における収差図である。
【図１０】主レンズに実施例３のワイドコンバータレンズを装着したときの短焦点端における収差図である。
【図１１】主レンズに実施例４のワイドコンバータレンズを装着したときの短焦点端における収差図である。
【図１２】主レンズに実施例５のワイドコンバータレンズを装着したときの短焦点端における収差図である。
【図１３】主レンズに実施例６のワイドコンバータレンズを装着したときの短焦点端における収差図である。
【図１４】主レンズに実施例７のワイドコンバータレンズを装着したときの短焦点端における収差図である。
【図１５】ワイドコンバータレンズの第１、第２レンズの間隔を狭めた収納時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施の形態を説明する。  
図１〜図７に、実施の形態を７例示す。  
これら図１〜図７に示す実施の形態は、この順序で、後述の実施例１〜７に対応する。
【００１８】
図１〜図７に示す実施の形態は、撮影レンズであるズームレンズを主レンズとし、主レンズの物体側にワイドコンバータレンズを着脱可能に装着する例である。
【００１９】
繁雑を避けるため、これらの図において符号を共通化する。
【００２０】
図１〜７において、符号ＷＣＮは「ワイドコンバータレンズ」、符号ＭＬＮは「ズームレンズ」を示している。
【００２１】
主レンズであるズームレンズＭＬＮは４群構成であり、物体側（図の左方）から、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３、第４群Ｇ４を配してなる。
【００２２】
符号Ｓは「開口絞り」を示し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間に配置されている。
【００２３】
図１〜図４において、最上段の図は「短焦点端」のレンズ配置、中段の図は「中間焦点距離」のレンズ配置、下段の図は「長焦点遠端」のレンズ配置を示す。
【００２４】
また、上段と中段の図の間、中段と下段の図の間に描かれた矢印は、短焦点端から長焦点端への変倍に際しての第１群〜第４群Ｇ４と開口絞りＳの変移の向きを示す。
【００２５】
上記各図において、図の右側に描かれた符号Ｆは「透明平行平板」を示す。
【００２６】
デジタルカメラ等「ＣＣＤやＣＭＯＳのような撮像素子を用いるカメラ装置」では、撮像素子の受光面に近接してローパスフィルタや赤外カットガラス等が設けられる。  
また、固体撮像素子の受光面は「カバーガラス」で保護されている。
【００２７】
上記「透明平行平板」は、ローパスフィルタ等の各種フィルタや、カバーガラスを「これらに光学的に等価な透明平行平板」により仮想的に置き換えたものである。  
実施例中においては「フィルタ等」と表記している。
【００２８】
フロント式ワイドコンバータレンズは、主レンズの物体側に装着するため、最も物体側のレンズ位置が「主レンズの入射瞳から遠く」なり、装着時の光学系を大型化させ易い。
【００２９】
また、ワイドコンバータレンズの装着時にも、収差が良好に補正されるべきことは謂うまでも無い。  
このためにはワイドコンバータレンズの枚数を大きくすることが考えられる。
【００３０】
しかし、ワイドコンバータレンズの枚数を３枚以上にすると、重量増大につながり、コストの面でも好ましくない。  
このような不利益は、主レンズが大口径・広画角である場合に特に顕著である。
【００３１】
この発明においては、このような事情を鑑み、ワイドコンバータレンズを、物体側から
負・正の２枚のレンズを配置した構成とした。
【００３２】
即ち、この発明のワイドコンバータレンズは、図１〜図７に示す如く、物体側（図の左方）像側へ向かって順に、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２を配置して構成される。
【００３３】
第１レンズＬ１は「物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ」であり、第２レンズＬ２は「正レンズ」である。
【００３４】
ワイドコンバータレンズは、上述の条件：
(1)   -4.5 < (R2+R1) / (R2-R1) < -2.0  
(2)   -0.65 < fn / fp < -0.40    
を満足する。
【００３５】
これ等の条件(1)、(2)において、「Ri」は、物体側から数えて第ｉ番目のレンズ面の曲率半径を表し、「fn」は第１レンズの焦点距離、「fp」は第２レンズの焦点距離を表す。
【００３６】
条件(1)は、第１レンズの形状を規定するものである。  
第１レンズは、上述の如く、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであり、第１面、第２面とも曲率半径は正である。  
また「R1＞R2」であり、条件(1)のパラメータの分母は負である。
【００３７】
条件(1)の上限値を超えると、第１面の曲率が弱くなり、広い画角を得ようとすると、画角の大きい光線の第１面への入射角が大きくなる。  
このため、軸外収差を良好に補正することが困難となる。また、第１レンズの大型化にも繋がる。  
条件(1)の下限値を超えると、第１面と第２面の曲率が近くなり、第１レンズに求められる負のパワーを十分に得ることができず、軸外収差の補正上で不利となる。
【００３８】
条件(2)は、負の第１レンズの焦点距離（fn＜０）と、正の第２レンズの焦点距離（fp
＜０）の比率を規定するものである。  
条件(2)の上限を超えると、「ワイドコンバータレンズの倍率」は小さくなるが、諸収差が大きくなり補正が困難となる。  
条件(2)の下限を超えると、「ワイドコンバータレンズの倍率」が大きくなり、ワイドコンバータレンズの焦点距離縮小効果を十分に得られない。
【００３９】
この発明のワイドコンバータレンズは、前記条件(1)、(2)と共に、以下の条件(3)〜(9)の１以上を満足することにより、より良好な性能を実現できる。
【００４０】
(3)   0.2 < (R4+R3) / (R4-R3) < 2.5  
(4)   0.1 < R2 / R3 < 0.5  
(5)   0.65 < d2 / D < 0.90  
(6)   0.9 < (φ1-φ4) / D < 1.3  
(7)   27 < νn-νp < 38  
(8)   1.50 < Nn < 1.75  
(9)   1.75 < Np < 1.90                                  。
【００４１】
これ等の条件(3)〜(9)において、「Ri」は、物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径を表す。  
また、「d2」は「第１レンズの像側面と第２レンズの物体側面との光軸上の距離」を表し、「D」は「第１レンズの物体側面と第２レンズの像側面との光軸上の距離」を表す。
【００４２】
「φi」は、物体側から第ｉ番目のレンズ面の有効径を表す。  
「νn」は第１レンズの材質のアッベ数を示し、「νp」は第２レンズの材質のアッベ数を示す。  
また、「Nn、Np」はそれぞれ、第１及び第２レンズの材質の、d線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率を表す。
【００４３】
条件(3)は、正レンズである第２レンズの形状を規定するものである。  
条件(3)の上限値を超えると、第２レンズの物体側のレンズ面の曲率が強くなり、球面収差がアンダーに発生し易く成る。
【００４４】
条件(3)の下限値を超えると、第２レンズの物体側のレンズ面の曲率が弱くなり、負の第１レンズによって発生した収差を良好に補正することが困難と成り易い。
【００４５】
条件(4)は、第１レンズの像側面の曲率と、第２レンズの物体側面の曲率の比率を規定するものである。  
条件(4)の範囲外では「第１レンズの像側面と第２レンズの物体側面との間でやりとりしている収差」をバランスよく補正することが困難と成り易い。
【００４６】
条件(5)は、ワイドコンバータレンズ全長に対する「第１レンズと第２レンズの間の空気間隔の大きさ」を規定するものである。  
条件(5)の上限値を超えると、第１、第２レンズ間の空気間隔が大きくなり、第１レンズと第２レンズの収差補正上の自由度が小さくなり、良好な収差補正が困難になり易い。
【００４７】
条件(5)の下限値を超えると、第１、第２レンズ群の間隔増大によりワイドコンバータレンズが大きくなり重量増加に加え、軸外光線の収差の良好な補正が困難になり易い。
【００４８】
条件(6)は、ワイドコンバータレンズ全長に対する第１、第２レンズの有効径の差の比率を規定するものである。  
条件(6)の範囲を超えると、軸外光線の収差の良好な補正が困難になり易い。
【００４９】
条件(7)は、ワイドコンバータレンズの分散のアッベ数を規定するものである。  
条件(7)の範囲内の材料を用いることにより、負・正２枚のレンズ構成で、良好な「倍率色収差の補正」が容易になる。
【００５０】
条件(8)は、負の第１レンズの光学材料を規定するものである。  
条件(8)の範囲内の材料を用いることにより、第１レンズの曲率を過大な大きさとすることなく、負のパワーを過不足なく得ることができ、良好な収差補正が容易になる。
【００５１】
条件(9)は、正レンズの光学材料を規定するものである。  
条件(9)の範囲内の材料を用いることにより、正の第２レンズの曲率を過大に大きくすることなく、正のパワーを過不足なく得られ、良好な収差補正が容易になる。
【００５２】
この発明のワイドコンバータレンズは、図１５に示すように、収納時に第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間の空気間隔を小さくし、小型化して収納することも可能である。
【実施例】
【００５３】
以下、具体的な実施例を７例挙げる。  
実施例における記号の意味は以下の通りである。  
f：全系の焦点距離  
F ：Fナンバ    
ω：半画角    
R ：曲率半径    
D ：面間隔    
Nd：屈折率    
νd：アッベ数    
φ：最大有効光線径  
K ：非球面の円錐定数    
A4：4次の非球面係数  
A6：6次の非球面係数  
A8：8次の非球面係数  
A10：10次の非球面係数                                    。
【００５４】
「非球面」は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）：C、光軸からの高さ：H、円錐乗数：K、非球面係数：A4,A6・・を用いて、周知の次式で表される。
【００５５】
X = CH2/［1+√(1-(1+K)C2H2)］+A4・H4 + A6・H6 + A8・H8 + A10・H10      。
【００５６】
なお、実施例１〜７において、主レンズとして用いているズームレンズＭＬＮは同一である。先ず、このズームレンズＭＬＮのデータを表１に挙げる。
【００５７】
【表１】
2014056054.tif 000003
【００５８】
「可変量」
ズームレンズＭＬＮにおける可変量のデータを表２に挙げる。
【００５９】
【表２】
2014056054.tif 000004
【００６０】
表２から明らかなように、主レンズの短焦点端において、Ｆナンバは１．８５と２以下であり、半画角：４８．５０であるから画角は９７度である。
【００６１】
「非球面データ」
ズームレンズＭＬＮの非球面（表１において「＊」印を付した面）のデータを表３に挙げる。
【００６２】
【表３】
2014056054.tif 000005
【００６３】
以下、ワイドコンバータレンズの実施例を挙げる。
【００６４】
「実施例１」
実施例１のデータを表４に挙げる。
【００６５】
【表４】
2014056054.tif 000006
【００６６】
「可変量」
可変量のデータを表５に挙げる。
【００６７】
【表５】
2014056054.tif 000007
【００６８】
表５において、「D0」は、ワイドコンバータレンズＷＣＮの最も像側のレンズ面と、ズームレンズＭＬＮの最も物体側のレンズ面の光軸上の間隔である。
【００６９】
また、「ω」は半画角である。以下の実施例２〜７においても同様である。
【００７０】
「各条件のパラメータの値」
各条件のパラメータの値を表６に挙げる。
【００７１】
【表６】
2014056054.tif 000008
【００７２】
図８に、前記主レンズに実施例１のワイドコンバータレンズを装着した時の、短焦点端における収差曲線図を示す。
【００７３】
「球面収差」の図中の破線は正弦条件を表す。また、「非点収差」の図中の実線はサジタル、破線はメリディオナルを表す。以下の他の実施例の収差図においても同様である。
【００７４】
また「ｇ」はｇ線、「ｄ」はｄ線に関するものであることを示す。他の実施例の収差図においても同様である。
【００７５】
「実施例２」
実施例２のデータを表７に挙げる。
【００７６】
【表７】
2014056054.tif 000009
【００７７】
「可変量」
可変量のデータを表８に挙げる。
【００７８】
【表８】
2014056054.tif 000010
【００７９】
「各条件のパラメータの値」
各条件のパラメータの値を表９に挙げる。
【００８０】
【表９】
2014056054.tif 000011
【００８１】
図９に、前記主レンズに実施例２のワイドコンバータレンズを装着した時の、短焦点端における収差曲線図を示す。
【００８２】
「実施例３」
実施例３のデータを表１０に挙げる。
【００８３】
【表１０】
2014056054.tif 000012
【００８４】
「可変量」
可変量のデータを表１１に挙げる。
【００８５】
【表１１】
2014056054.tif 000013
【００８６】
「各条件のパラメータの値」
各条件のパラメータの値を表１２に挙げる。
【００８７】
【表１２】
2014056054.tif 000014
【００８８】
図１０に、前記主レンズに実施例３のワイドコンバータレンズを装着した時の、短焦点端における収差曲線図を示す。
【００８９】
「実施例４」
実施例３のデータを表１３に挙げる。
【００９０】
【表１３】
2014056054.tif 000015
【００９１】
「可変量」
可変量のデータを表１４に挙げる。
【００９２】
【表１４】
2014056054.tif 000016
【００９３】
「各条件のパラメータの値」
各条件のパラメータの値を表１５に挙げる。
【００９４】
【表１５】
2014056054.tif 000017
【００９５】
図１１に、前記主レンズに実施例４のワイドコンバータレンズを装着した時の、短焦点端における収差曲線図を示す。
【００９６】
「実施例５」
実施例５のデータを表１６に挙げる。
【００９７】
【表１６】
2014056054.tif 000018
【００９８】
「可変量」
可変量のデータを表１７に挙げる。
【００９９】
【表１７】
2014056054.tif 000019
【０１００】
「各条件のパラメータの値」
各条件のパラメータの値を表１８に挙げる。
【０１０１】
【表１８】
2014056054.tif 000020
【０１０２】
図１２に、前記主レンズに実施例５のワイドコンバータレンズを装着した時の、短焦点端における収差曲線図を示す。
【０１０３】
「実施例６」
実施例６のデータを表１９に挙げる。
【０１０４】
【表１９】
2014056054.tif 000021
【０１０５】
「可変量」
可変量のデータを表２０に挙げる。
【０１０６】
【表２０】
2014056054.tif 000022
【０１０７】
「各条件のパラメータの値」
各条件のパラメータの値を表２１に挙げる。
【０１０８】
【表２１】
2014056054.tif 000023
【０１０９】
図１３に、前記主レンズに実施例６のワイドコンバータレンズを装着した時の、短焦点端における収差曲線図を示す。
【０１１０】
「実施例７」
実施例７のデータを表２２に挙げる。
【０１１１】
【表２２】
2014056054.tif 000024
【０１１２】
「可変量」
可変量のデータを表２３に挙げる。
【０１１３】
【表２３】
2014056054.tif 000025
【０１１４】
「各条件のパラメータの値」
各条件のパラメータの値を表２４に挙げる。
【０１１５】
【表２４】
2014056054.tif 000026
【０１１６】
図１４に、前記主レンズに実施例７のワイドコンバータレンズを装着した時の、短焦点端における収差曲線図を示す。
【０１１７】
なお、実施例１〜７のデータは、何れも、ワイドコンバータレンズＷＣＮを装着して、変倍を行ったときの各変倍位置でのデータを挙げている。
【０１１８】
しかし、ワイドコンバータレンズＷＣＮは、特に「主レンズの広角端位置」で装着し、主レンズの広角端における焦点距離を短くしてさらなる広画角を実現するものである。
【０１１９】
この観点から、上には、各実施例のワイドコンバータレンズを「主レンズの広角端」位置で装着し、焦点距離を短縮化した状態の収差図のみを挙げている。
【０１２０】
上記の如く、各実施例の収差は十分に補正され、大口径・広角な主レンズに取り付けることが可能となっている。
【０１２１】
この発明のようにワイドコンバータを構成することで、非常に良好な像性能を確保しえる。
【符号の説明】
【０１２２】
ＷＣＮ      ワイドコンバータレンズ  
ＭＬＮ      主レンズ（ズームレンズ）
Ｌ１        第１レンズ  
Ｌ２        第２レンズ  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２３】
【特許文献１】特許第４１６１５８７号公報
【特許文献２】特許第４１４７６１５号公報
【特許文献３】特開２０１１−３９３７４号公報
【図１】
2014056054.tif 000027
【図２】
2014056054.tif 000028
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014056054.tif 000031
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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