(57)【要約】【課題】  所望の変倍比を得つつも、小型のズームコンバータレンズを実現すること。【解決手段】  マスターレンズＭの前方に装着し、マスターレンズＭの焦点距離を変換可能なコンバータレンズＣにおいて、前方より順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を有し、最も低いアフォーカル倍率から最も高いアフォーカル倍率への変倍に際し、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２が共に互いの間隔を変化させつつ前方へ単調移動する。そして、この変倍の際の第１レンズ群Ｌ１の移動量を適切に設定する。【選択図】  図１
2006106538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスターレンズの前方に装着し、マスターレンズの焦点距離を変換可能なコンバータレンズにおいて、前方より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群を有し、最も低いアフォーカル倍率から最も高いアフォーカル倍率への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群が共に互いの間隔を変化させつつ前方へ単調移動すると共に、最も低いアフォーカル倍率から最も高いアフォーカル倍率への変倍の際の前記第１レンズ群の移動量をＭ１、最も低いアフォーカル倍率の状態での全長をＴＤｗとするとき、
【数１】
2006106538.tif 000022
なる条件を満足することを特徴とするコンバータレンズ。
【請求項２】
前記第１レンズ群は少なくとも１つの正レンズを含み、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第１レンズ群中の負レンズの焦点距離をｆ１Ｐ、最も低いアフォーカル倍率をｍｗ、最も高いアフォーカル倍率をｍｔとするとき、
【数２】
2006106538.tif 000023
なる条件を満足することを特徴とする請求項１のコンバータレンズ。
【請求項３】
前記第２レンズ群は少なくとも１つの負レンズを含み、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第２レンズ群中の負レンズの焦点距離をｆ２Ｎ、最も低いアフォーカル倍率をｍｗ、最も高いアフォーカル倍率をｍｔとするとき、
【数３】
2006106538.tif 000024
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２のコンバータレンズ。
【請求項４】
最も低いアフォーカル倍率から最も高いアフォーカル倍率への変倍の際の前記第２レンズ群の移動量をＭ２とするとき、
【数４】
2006106538.tif 000025
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜３いずれかのコンバータレンズ。
【請求項５】
前記第１レンズ群の最も前方のレンズの前方及び後方の面の曲率半径をそれぞれｒ１，ｒ２とするとき、
【数５】
2006106538.tif 000026
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜４いずれかのコンバータレンズ。
【請求項６】
最も低いアフォーカル倍率の状態での前記第１レンズ群の後側主点と前記第２レンズ群の前側主点の間隔をｅ１ｔ、最も低いアフォーカル倍率の状態での前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＦＴとするとき、
【数６】
2006106538.tif 000027
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜５いずれかのコンバータレンズ。
【請求項７】
最も低いアフォーカル倍率の状態での全長をＴＤＷ、最も高いアフォーカル倍率の状態での全長をＴＤＴとするとき、
【数７】
2006106538.tif 000028
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜６いずれかのコンバータレンズ。
【請求項８】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
【数８】
2006106538.tif 000029
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜７いずれかのコンバータレンズ。
【請求項９】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、最も低いアフォーカル倍率から最も高いアフォーカル倍率への変倍の際の前記第２レンズ群の移動量をＭ２とするとき、
【数９】
2006106538.tif 000030
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜８いずれかのコンバータレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンバータレンズに関し、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮影レンズをマスターレンズとして、その物体側に装着するコンバータレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮影レンズの物体側に装着して、撮影範囲を変えられるコンバータレンズには、焦点距離を長くし、望遠効果を高めるテレコンバータレンズや、焦点距離を短くし、撮影画角を広くするワイドコンバータレンズがある。
【０００３】
これら２つの機能を１つの系で実現するコンバータレンズが、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたコンバータレンズは、マスターレンズへの装着する向きを逆にすることにより、テレコンバータレンズとワイドコンバータレンズとを切り替えるものである。
【０００４】
また、特許文献２では、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群の３群構成のコンバータレンズで、第１レンズ群と第２レンズ群を移動させることで、アフォーカル倍率を１．６〜２倍まで変倍を行う例が開示されている。
【０００５】
特許文献３では、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群の３群構成のコンバータレンズで、第２レンズ群のみを移動させることで変倍を行う例が開示されている。
【０００６】
特許文献４では、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群の３群構成のコンバータレンズで、少なくとも２つの群を移動させることで変倍を行う例が開示されている。
【特許文献１】特開平７−６４１６４号公報
【特許文献２】特開２０００−２９２６９５号公報
【特許文献３】特開昭５３−２７０４４号公報
【特許文献４】特開平９−５６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、ワイドコンバータレンズとテレコンバータレンズとを使い分ける際にマスターレンズに装着しなおす手間があり、使い勝手の点で課題がある。
【０００８】
特許文献２は、等倍を含んだ変倍ができる構成となっていないことや、変倍比が１．２５倍と小さい等の課題がある。
【０００９】
特許文献３は、第２レンズ群だけを移動させて変倍を行っているため、アフォーカル系を維持しながら連続的にアフォーカル倍率を変えることができない。また、第１レンズ群が１枚構成であるため、倍率色収差補正の点でも課題がある。
【００１０】
特許文献４は、正・負・正の３群構成において、最も低いアフォーカル倍率から最も高いアフォーカル倍率への変倍に際し、第２レンズ群が不動で、第１レンズ群及び第３レンズ群を物体側へ移動させて変倍する例が開示されている。この例では、第２レンズ群が固定となっているため、最も高いアフォーカル倍率を大きくしようとすると、第１レンズ群の移動量が大きくなる。その結果、最も高いアフォーカル倍率のときの全長が長くなる。また、前玉径は最も高いアフォーカル倍率の状態での軸外光線が通過する高さで決まるため、全長が長くなることは前玉径が大きくなることにつながる。このため、高い変倍比の実現にあたって、全長及び前玉径の小型化の点で課題がある。
【００１１】
また特許文献４には、正・負・正の３群構成において、最も低いアフォーカル倍率から最も高いアフォーカル倍率への変倍に際し、第１レンズ群が不動で、第２レンズ群を像側へ移動させ、第３レンズ群を像側に凸の軌跡を描くように移動させて変倍する例も開示されている。この例では、第１レンズ群が固定であるため、第２レンズ群が変倍機能を有する群となる。このような構成で、最も高いアフォーカル倍率を大きくしようとすると、第２レンズ群が像側へ大きく移動しなければならなくなるため、最も低いアフォーカル倍率の状態での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を縮めることができなくなる。その結果、最も低いアフォーカル倍率時の全長を縮めることが困難となり、このときの軸外光線が通過する高さが大きくなるため、前玉径の小型化の点でも課題がある。
【００１２】
本発明は、これらの従来例を考慮してなされたもので、所望の変倍比を得つつも、小型のズームコンバータレンズを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、マスターレンズの前方（撮影レンズがマスターレンズの場合は物体（被写体）側）に装着し、マスターレンズの焦点距離を変換可能なコンバータレンズにおいて、前方より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群を有し、最も低いアフォーカル倍率から最も高いアフォーカル倍率への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群が共に互いの間隔を変化させつつ前方へ単調移動することを特徴としている。そして、最も低いアフォーカル倍率から最も高いアフォーカル倍率への変倍の際の第１レンズ群の移動量をＭ１、最も低いアフォーカル倍率の状態での全長をＴＤｗとするとき、
【００１４】
【数１】
2006106538.tif 000003
【００１５】
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、所望の変倍比を得つつ、小型のズームコンバータレンズを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１を用いて、本発明のコンバータレンズの基本構成について説明する。
【００１８】
図１において、Ｃはコンバータレンズ、Ｍは撮影レンズであるマスターレンズを示している。コンバータレンズＣは、図１に示すように、マスターレンズＭの前方（撮影レンズの物体側）に装着することで、マスターレンズＭの焦点距離を変換する役割を果たしている。マスターレンズＭ中のＧは光学的ローパスフィルターや赤外カットフィルター等の各種光学フィルター、フェースプレート等に対応して光学設計上設けられたの光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子が配置される。
【００１９】
コンバータレンズＣは、負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成される。本実施例では、アフォーカル系を維持しながら、連続的にアフォーカル倍率を変化させるために、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とを移動させることで変倍を行っている。具体的には、最も低いアフォーカル倍率から最も高いアフォーカル倍率への変倍に際し、第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２を共に、互いの間隔を変化させながら単調に前方へ移動させている。
【００２０】
本実施例のコンバータレンズは、最も低いアフォーカル倍率のとき、第１レンズ群Ｌ１で負の屈折力の前群ＬＦｗを構成し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３とで全体として正の屈折力の後群ＬＲｗを構成すると考えると、ワイドコンバータレンズと同様のパワー配置とみなせる。また、最も高いアフォーカル倍率のとき、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズＬ２とで全体として正の屈折力の前群ＬＦｔを構成し、第３レンズ群Ｌ３で負の屈折力の後群ＬＲｔを構成すると考えると、テレコンバータレンズと同様のパワー配置とみなせる。このように、本実施例のコンバータレンズは、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とを適切に移動させることにより、ワイドコンバータレンズとテレコンバータレンズの効果を両立させるコンバータレンズを実現できる。以後、最も低いアフォーカル倍率を最小倍率、最も高いアフォーカル倍率を最大倍率と呼ぶこととする。
【００２１】
次に、移動群と移動方向の作用効果について説明する。
【００２２】
本実施例のコンバータレンズは、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔と、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔の大小関係を変えることで、最小倍率から最大倍率への変倍を行っている。
【００２３】
具体的には、前述したように、最小倍率から最大倍率への変倍に際し、正の屈折力の第２レンズ群を前方へ移動させて、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を小さくし、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔を大きくすることによって変倍を行っている。そして、第２レンズ群Ｌ２の移動により変化したアフォーカルの度合いを、第１レンズ群Ｌ１を移動させることで補償している。
【００２４】
アフォーカル系を維持しながら高変倍比を得るためには、最大倍率の状態での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が狭すぎては好ましくなく、ある程度の広さを持たせる必要がある。
【００２５】
そこで、本実施例では、最小倍率から最大倍率への変倍に際し、最小倍率の状態での全長の増大を抑え、アフォーカル系を維持しながら変倍を行うために、第１レンズ群Ｌ１を前方へ移動させている。
【００２６】
第１レンズ群Ｌ１を移動させる場合の注意点について述べる。第２レンズ群Ｌ２の移動量が極端に大きい場合には、第２レンズ群Ｌ２の移動分以上に最小倍率の状態での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を大きく確保せねばならないため、最小倍率の状態での全長が過大となる。また、それに加えて、画角の広い最小倍率の状態で前玉径が決定されるため、前玉径の小型化の点で好ましくない。更に、第２レンズ群Ｌ１の移動に伴うアフォーカル度合いの変化（くずれ）も大きくなるため、それを補償する第１レンズ群Ｌ１の移動量も大きくしなければならない。
【００２７】
そこで、本実施例では、第２レンズ群Ｌ２を、変倍機能を有するレンズ群、第１レンズ群Ｌ１を、アフォーカル系を維持する機能を有するレンズ群とし、第１レンズ群Ｌ１の移動量を以下の条件を満たすようにした。
【００２８】
【数２】
2006106538.tif 000004
【００２９】
ここで、Ｍ１は、最小アフォーカル倍率から最大アフォーカル倍率への変倍の際の第１レンズ群Ｌ１の移動量、ＴＤｗは最小アフォーカル倍率の状態でのコンバータレンズＣの全長である。ただし、移動量に関しては、光軸上の後方（マスターレンズ側、撮影レンズの場合は像側）への移動を正方向とする。
【００３０】
条件式（１）は、第１レンズ群Ｌ１の移動量と最小倍率の状態での全長を規定する式である。
【００３１】
条件式（１）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなり、所望の変倍比を得るための移動量の適切な関係を維持するためには、第２レンズ群Ｌ１も大きく物体側へ移動させなければならない。その結果、第２レンズ群Ｌ２の過大な移動量を見越し、最小倍率の状態での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の距離を十分長く確保しなければならないため、最小倍率の状態での全長が過大となる。また、これに起因して、最小倍率の状態での第１レンズ群Ｌ１を通過する軸外光線の高さが高くなるので、前玉径の小型化の点でも好ましくない。
【００３２】
一方、条件式（１）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の移動量が小さくなり、所望の変倍比を得るためには、第２レンズ群Ｌ２の移動により生じたアフォーカルの度合いの変動を十分補正しきれなくなるので好ましくない。
【００３３】
本実施例のコンバータレンズは、このように第１レンズ群Ｌ１の移動量を適切に設定することにより、アフォーカル系を維持しながら、連続的にアフォーカル倍率を変化させ、前玉径の小型化と高変倍比化の両立を図っている。
【００３４】
マスターレンズＭが単焦点レンズであった場合、本実施例のコンバータレンズＣをマスターレンズＭに装着することで、全体としてズームレンズとして使用することが可能となる。また、本実施例のコンバータレンズは、等倍を含むアフォーカル倍率が可変のコンバータであるため、マスターレンズＭとしてズームレンズに装着した場合、ズームレンズの広角端をさらに広角化させることができると共に、ズームレンズの望遠端ではさらに望遠効果を高めることが可能となる。後述する数値実施例では、マスターレンズＭとして、物体側から順に、負・正・正の屈折力の３つのレンズ群で構成された図２に示すようなズームレンズを用いている。
【００３５】
なお、以上の説明では第２レンズ群Ｌ２の移動により変化したアフォーカルの度合いを、第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動させることで補償する形態を示している。しかし本発明のコンバータレンズはこのような形態に限らず、第３レンズ群Ｌ３を移動させることにより、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の距離と第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の距離の大小関係を変え、最小倍率から最大倍率へ変倍することも可能である。
【００３６】
後述する数値実施例１〜５に示すコンバータレンズの各レンズ群の構成について説明する。
【００３７】
まず、各数値実施例で共通する点について説明する。
【００３８】
本実施例のコンバータレンズは、第１レンズ群Ｌ１は屈折力が強い（大きい）ため、レンズ群内で軸上色収差及び倍率色収差の補正が必要となる。そこで、各数値実施例では第１レンズ群Ｌ１に少なくとも１枚の正レンズを有するように構成している。これにより、軸上色収差、倍率色収差が補正され、コンバータレンズＣを装着したことによる色にじみの増加を最低限に抑えられるというメリットがある。
【００３９】
正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２は、少なくとも２枚の正レンズを有するように構成している。第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力を２枚の正レンズで分担することで、各レンズの屈折力が弱まり、レンズの曲率半径を緩く（大きく）設定できるようになるため、球面収差の補正に効果的である。また、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２中に少なくとも１枚の負レンズを有するよう構成することで、軸上色収差、倍率色収差が補正され、コンバータレンズＣを装着したことによる色にじみの増加を抑制している。
【００４０】
第３レンズ群Ｌ３は、第１レンズ群Ｌ１や第２レンズ群Ｌ３に比べて屈折力が弱いため、単レンズで構成することが可能であり、これによりレンズ構成の簡素化を図っている。
【００４１】
次に各数値実施例のコンバータレンズの具体的な構成について説明する。
【００４２】
図３は、数値実施例１のコンバータレンズＣをマスターレンズＭに装着した状態での断面図である。
【００４３】
図３において、第１レンズ群Ｌ１は、前方より後方へ順に、前方に凸面を向けた負メニスカスレンズ１１、両凹形状の負レンズ１２、前方に凸面を向けた正メニスカスレンズ１３で構成している。負メニスカスレンズ１１は、画角変化の大きい光学系において、高変倍比化したときにコマ収差・非点収差・像面湾曲など諸収差の発生を抑えるために有効である。
【００４４】
第２レンズ群Ｌ２は、前方から後方へ順に、両凸形状の２枚の正レンズ２１，２２、前方に凸面を向けた負メニスカスレンズ２３で構成している。
【００４５】
第３レンズ群Ｌ３は、両凹形状の負レンズ３１で構成している。
【００４６】
図９は、数値実施例２のコンバータレンズＣをマスターレンズＭに装着した状態での断面図である。
【００４７】
図９において、第１レンズ群Ｌ１は、前方より後方へ順に、前方に凸面を向けた負メニスカスレンズ１１、両凹形状の負レンズ１２、両凸形状の正レンズ１３で構成している。数値実施例２では、第１レンズ群Ｌ１内に非球面を用いることで、前玉径の小型化と歪曲収差補正を両立させた例である。また、正レンズ１３は両凸形状とすることで、正メニスカス形状では補正が困難だった最大倍率の状態における像面湾曲のアンダー傾向を補正しやすくしている。
【００４８】
第２レンズ群Ｌ２は、前方から後方へ順に、両凸形状の２枚の正レンズ２１，２２、前方に凸面を向けた負メニスカスレンズ２３で構成している。
【００４９】
第３レンズ群Ｌ３は、前方に凹面を向けた負メニスカスレンズ３１で構成している。
【００５０】
図１５は、数値実施例３のコンバータレンズＣをマスターレンズＭに装着した状態での断面図である。数値実施例３は、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強めることで、最大倍率の状態での全長を短縮した例である。
【００５１】
図１５において、第１レンズ群Ｌ１は、前方より後方へ順に、前方に凸面を向けた負メニスカスレンズ１１、両凹形状の負レンズ１２、前方に凸面を向けた正メニスカスレンズ１３で構成している。また、数値実施例２と同様、第１レンズ群Ｌ１に非球面を用いることで、前玉径の小型化と歪曲収差の補正を両立させている。
【００５２】
第２レンズ群Ｌ２は、前方から後方へ順に、両凸形状の２枚の正レンズ２１，２２、前方に凸面を向けた負メニスカスレンズ２３で構成している。
【００５３】
第３レンズ群Ｌ３は、前方に凹面を向けた負メニスカスレンズ３１で構成している。
【００５４】
図２１は、数値実施例４のコンバータレンズＣをマスターレンズＭに装着した状態での断面図である。
【００５５】
図２１において、第１レンズ群Ｌ１は、前方より後方へ順に、前方に凸面を向けた負メニスカスレンズ１１、両凹形状の負レンズ１２、両凸形状の正レンズ１３で構成している。
【００５６】
第２レンズ群Ｌ２は、前方から後方へ順に、両凸形状の正レンズ２１、前方に凸面を向けた正メニスカスレンズ２２、前方に凸面を向けた負メニスカスレンズ２３で構成している。正レンズ２２を、前方に凸面を向けたメニスカス形状とすることで、像面湾曲のアンダー傾向を補正する効果を持たせている。
【００５７】
第３レンズ群Ｌ３は、前方に凹面を向けた負メニスカスレンズ３１で構成している。そして、この負レンズ３１に非球面を用いることで歪曲の補正を行っている。第３レンズ群Ｌ３は最も径が小さいので、非球面加工コストの削減にも効果的である。
【００５８】
図２７は、数値実施例５のコンバータレンズＣをマスターレンズＭに装着した状態での断面図である。
【００５９】
図２７において、第１レンズ群Ｌ１は、前方より後方へ順に、前方に凸面を向けた負メニスカスレンズ１１、両凹形状の負レンズ１２、前方に凸面を向けた正メニスカスレンズ２２で構成している。本数値実施例でも、第１レンズ群Ｌ１に非球面を用いることで、小型化と歪曲収差の補正を両立させている。
【００６０】
第２レンズ群Ｌ２は、前方から後方へ順に、両凸形状の２枚の正レンズ２１，２２、両凹形状の負レンズ２３で構成している。また、第２レンズ群Ｌ２に非球面を用いることで、高次の像面湾曲の補正を容易にしている。
【００６１】
第３レンズ群Ｌ３は、前方に凹面を向けた負メニスカスレンズ３１で構成している。負レンズ３３を両凹形状とすることで、最小倍率の状態における像面湾曲のアンダー傾向を補正することが可能となる。
【００６２】
次に本発明のコンバータレンズが満足すべき好ましい条件について説明する。本実施例のコンバータレンズは以下の条件式を満足している。
【００６３】
【数３】
2006106538.tif 000005
【００６４】
【数４】
2006106538.tif 000006
【００６５】
【数５】
2006106538.tif 000007
【００６６】
【数６】
2006106538.tif 000008
【００６７】
【数７】
2006106538.tif 000009
【００６８】
【数８】
2006106538.tif 000010
【００６９】
【数９】
2006106538.tif 000011
【００７０】
【数１０】
2006106538.tif 000012
【００７１】
ここで、ｆ１は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離、ｆ１Ｐは第１レンズ群Ｌ１中の正レンズ１３の焦点距離、ｆ２Ｎは第２レンズ群Ｌ２中の負レンズ２３の焦点距離、ｍｗは最小アフォーカル倍率、ｍｔは最大アフォーカル倍率、Ｍ２は最小アフォーカル倍率から最大アフォーカル倍率への変倍の際の第２レンズ群Ｌ２の移動量（光軸上後方への移動を正方向）、ｅ１ｔは最大アフォーカル倍率の状態での第１レンズ群Ｌ１の後側主点と第２レンズ群Ｌ２の前側主点の間隔、ＴＤｔは最大アフォーカル倍率の状態でコンバータレンズＣの全長、ＴＤｗは最小アフォーカル倍率の状態でのコンバータレンズＣの全長、ｆＦｔは最大アフォーカル倍率の状態での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離、ｒ１，ｒ２はそれぞれ第１レンズ群Ｌ１中で最も前方に位置するレンズの前方及び後方の面の曲率半径である。
【００７２】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｌ１中の正レンズの焦点距離を規定する条件、すなわち第１レンズ群Ｌ１中の正レンズの屈折力を規定する条件である。第１レンズ群Ｌ１中の正レンズの焦点距離と第１レンズ群Ｌ１の焦点距離の関係は、最大倍率と最小倍率に依存しない関係であるため、最大倍率と最小倍率で規格化している。
【００７３】
条件式（２）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１中の正レンズの屈折力が過大となるため、第１レンズ群Ｌ１の屈折力を所定の値に保つためには、負レンズの屈折力も増大させなければならない。これにより、各レンズの曲率半径がきつく（小さく）なるため、軸外光線の入射角と射出角の角度変動が大きくなり、特に最小倍率の状態でのコマ収差や非点収差の補正が困難となるので好ましくない。一方、条件式（２）の上限を超えると、正レンズの屈折力が小さすぎるため、色収差補正が不十分となり、色にじみの原因となる。
【００７４】
条件式（３）は、第２レンズ群Ｌ２中の負レンズの屈折力を規定する条件である。第２レンズ群Ｌ２中の負レンズの焦点距離と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の関係は、最大倍率と最小倍率に依存しない関係であるため、最大倍率と最小倍率で規格化している。
【００７５】
条件式（３）の下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２中の負レンズの屈折力が過大となるため、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を所定の値に保つためには、正レンズの屈折力も増大させなければならない。これにより、各レンズの曲率半径がきつくなるため、軸外光線の入射角と射出角の角度変動が大きくなり、特に最大倍率の状態でのコマ収差や非点収差補正が困難となるので好ましくない。一方、条件式（３）の上限を超えると、負レンズの屈折力が小さすぎるため、色収差補正が不十分となり、色にじみの原因となる。
【００７６】
条件式（４）は、最小倍率から最大倍率への変倍の際の第１レンズ群Ｌ１の移動量に対する第２レンズ群Ｌ２の移動量を規定した条件である。
【００７７】
条件式（４）の下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の移動量が小さくすぎるため、所望の変倍比が得られない。一方、条件式（４）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の移動量が過大となるため、最小倍率の状態での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を第２レンズ群Ｌ２の移動量を見込み、十分広くとらなければならない。その結果、最小倍率の状態でコンバータレンズＣの全長が過大となるだけでなく、最小倍率の状態で第１レンズ群Ｌ１を通過する軸外光線の高さを小さくできないため、最小倍率の状態で前玉径が決定され、前玉径の小型化の点で好ましくない。
【００７８】
条件式（５）は、第１レンズ群Ｌ１中の最も前方に配置されたレンズ（負レンズ１１）の形状因子を規定する条件である。
【００７９】
条件式（５）の下限を超えると、負レンズ１１の形状は前方に凹面を向けた負レンズとなり、軸外光線と負レンズ１１の物体側の面とのなす角が大きくなるため、歪曲収差の補正の点で好ましくない。一方、条件式（５）の上限を超えると、所望の変倍比を得るために、レンズ１１の後方の面の曲率半径を小さくせねばならず、オーバー側の球面収差が発生するので好ましくない。
【００８０】
条件式（６）は、最大倍率の状態での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離に対する第１レンズ群Ｌ１の後側主点と第２レンズ群Ｌ２の前側主点の間隔を規定する条件である。
【００８１】
条件式（６）の下限を超えると、最大倍率の状態での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の主点間隔が小さくなるため、所望の最大倍率を得るためには、第１レンズ群の屈折力を強めなければならない。これにより、ペッツバール和がプラス側に増大し、像面湾曲のアンダー傾向が強まり好ましくない。
【００８２】
一方、条件式（６）の上限を超えると、最大倍率の状態での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が長くなり、最大倍率の状態で全長が過大となるだけでなく、最小倍率の状態で第１レンズ群Ｌ１を通過する軸外光線の高さより最大倍率の状態で第１レンズ群Ｌ１を通過する軸外光線の高さが高くなり、前玉径の小型化の点で好ましくない。
【００８３】
条件式（７）は、最小倍率の状態でのコンバータレンズＣの全長に対する最大倍率の状態でのコンバータレンズＣの全長を規定する条件である。
【００８４】
条件式（７）の下限を超えると、最大倍率の状態での全長が短いため、所望の変倍比を得るには、第２レンズ群Ｌ２が大きく前方に移動して変倍しなければならない。このため、第２レンズ群Ｌ２の移動量を確保するよう、最小倍率の状態で第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を広げなければならず、この結果、最小倍率の状態での全長が過大となるだけでなく、第１レンズ群Ｌ１を通過する軸外光線の高さが高くなるため、最小倍率の状態で前玉径が決定され、前玉径の小型化の点でも好ましくない。
【００８５】
一方、条件式（７）の上限を超えると、最大倍率の状態での全長が過大となり、最小倍率の状態で第１レンズ群Ｌ１を通過する軸外光線の高さより最大倍率の状態で第１レンズ群Ｌ１を通過する軸外光線の高さが高くなるため、前玉径の小型化の点で好ましくなく。
【００８６】
特に前玉径の小型化のためには、条件式（１）と条件式（７）を両立することが好ましい。
【００８７】
条件式（８）は、第１レンズ群Ｌ１の移動量に対する第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定した条件である。
【００８８】
条件式（８）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強まるため、ペッツバール和がプラス側に増大し、像面湾曲のアンダー傾向が強まり好ましくない。一方、条件式（８）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱まるため、所望の変倍比を得るには、最小倍率の状態で第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を増大させなければならない。このため、最小倍率の状態で全長が過大となるだけでなく、第１レンズ群Ｌ１を通過する軸外光線の高さが高くなるため、最小倍率の状態で前玉径が決定され、前玉径の小型化の点でも好ましくない。
【００８９】
条件式（９）は、第２レンズ群Ｌ２の移動量に対する第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を規定した条件である。
【００９０】
条件式（９）の下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強まるため、ペッツバール和がプラス側に増大し、像面湾曲のアンダー傾向が強まり好ましくない。一方、条件式（９）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱まるため、所望の変倍比を得るには、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を増大させなければならない。このため、最小倍率の状態で全長が過大となるだけでなく、最小倍率の状態で第１レンズ群Ｌ１を通過する軸外光線の高さが高くなるため、最小倍率の状態で前玉径が決定され、前玉径の小型化の点でも好ましくない。
【００９１】
次に数値実施例１〜５の数値データを示す。各数値実施例において、ｉは前方（物体側）からの面の順番を表し、Ｒｉは第ｉ番目の面（第ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面の間隔、Ｎｉとνｉはそれぞれ第ｉ番目の部材のｄ線を基準とした屈折率、アッベ数である。ｆ，Ｆｎｏ，ωは、それぞれ焦点距離、Ｆナンバー、半画角を表すが、マスターレンズＭに装着した状態でのものである。
【００９２】
また、マスターレンズＭの数値実施例において、第ｉ面はコンバータレンズＣを装着しない状態での第ｉ番目の面であり、ＲＭｉは第ｉ面の曲率半径、ＤＭｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面の間隔、ＮＭｉとνＭｉはそれぞれ第ｉ番目の部材のｄ線を基準とした屈折率、アッベ数である。ｆ，Ｆｎｏ，ωは、それぞれマスターレンズ単体での焦点距離、Ｆナンバー、半画角である。マスターレンズの数値データにおいて、像側の複数の平面は光学ブロックＧを構成する面である。なお、マスターレンズの数値データは数値実施例１〜５で共通である。
【００９３】
非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき、
【００９４】
【数１１】
2006106538.tif 000013
【００９５】
なる式で表している。
【００９６】
マスターレンズＭがズームレンズの場合、本実施例のコンバータレンズは、広角端から望遠端までマスターレンズＭの焦点距離が変化するのに対し、最小アフォーカル倍率からアフォーカル倍率１をはさみ、最大アフォーカル倍率まで変化するため、光学系全体としての焦点距離はこれらの組み合わせにより決定される。この組み合わせを以下の表１に示す。
【００９７】
表１において、コンバータレンズＣが最も低いアフォーカル倍率の状態で、マスターレンズＭが広角端の場合をｚｏｏｍ１としている。ｚｏｏｍ１の組み合わせでは、マスターレンズＭの広角端をさらに広角化させることが可能となる。また、コンバータレンズＣが最も高いアフォーカル倍率の状態で、マスターレンズが望遠端の場合をｚｏｏｍ３としている。ｚｏｏｍ３の組み合わせは、マスターレンズＭの望遠端の焦点距離を更に長くすることが可能となる。
【００９８】
【表１】
2006106538.tif 000014
【００９９】
図４〜８，１０〜１４，１６〜２０，２２〜２６，２８〜３２はそれぞれ、表１のｚｏｏｍ１〜ｚｏｏｍ５の各組み合わせの状態での数値実施例１〜５のコンバータレンズをマスターレンズに装着した状態での諸収差図である。
【０１００】
また、前述の各条件式と数値実施例の関係を表２に示す。
【０１０１】
（数値実施例１）
ｆ＝5.63〜 32.12  Ｆｎｏ＝ 2.86 〜 5.06  ２ω＝15.72゜〜76.46゜
R 1 =   86.466      D 1 =  2.00      N 1 = 1.603112      ν 1 = 60.6
R 2 =   43.785      D 2 = 14.00
R 3 = -589.317      D 3 =  3.00      N 2 = 1.603112      ν 2 = 60.6
R 4 =   75.047      D 4 =  2.00
R 5 =  115.595      D 5 =  3.50      N 3 = 1.922860      ν 3 = 18.9
R 6 =  215.141      D 6 =  可変
R 7 =   65.806      D 7 =  5.50      N 4 = 1.603112      ν 4 = 60.6
R 8 = -124.415      D 8 =  0.10
R 9 =   55.260      D 9 =  4.50      N 5 = 1.603112      ν 5 = 60.6
R10 = -828.380      D10 =  0.10
R11 =  573.631      D11 =  2.00      N 6 = 1.846660      ν 6 = 23.9
R12 =   75.519      D12 =  可変
R13 = -124.973      D13 =  1.50      N 7 = 1.603112      ν 7 = 60.6
R14 =  131.474      D14 =  可変
【０１０２】
【表２】
2006106538.tif 000015
【０１０３】
（マスターレンズ）
ｆm＝8.03〜 22.85  ＦNｏm＝ 2.86 〜 5.06  ２ω＝21.97°〜57.83゜
RM1 =   63.353      DM 1 =  1.60      NM 1 = 1.683430      νM 1 = 52.4
RM 2 =    5.800      DM 2 =  2.37
RM 3 =    9.820      DM 3 =  2.00      NM 2 = 1.761821      νM 2 = 26.5
RM 4 =   20.460      DM 4 =  可変
RM 5 =    絞り       DM 5 =  0.80
RM 6 =    5.974      DM 6 =  2.80      NM 3 = 1.802380      νM3 = 40.7
RM 7 =   58.781      DM 7 =  0.70      NM 4 = 1.805181      νM4 = 25.4
RM 8 =    5.189      DM 8 =  0.87
RM 9 =   18.702      DM 9 =  1.80      NM 5 = 1.603112      νM5 = 60.6
RM 10 =  -18.469     DM10 =  可変
RM 11 =   17.220     DM11 =  1.90      NM 6 = 1.487490      νM6 = 70.2
RM 12 = -136.717      DM12 =  可変
RM 13 =    ∞        DM13 =  0.38      NM 7 = 1.544270     νM 7 = 70.6
RM 14 =    ∞        DM14 =  0.80      NM 8 = 1.494000     νM 8 = 75.0
RM 15 =    ∞        DM15 =  0.40      NM 9 = 1.544270     νM 9 = 70.6
RM 16 =    ∞        DM16 =  0.38      NM10 = 1.544270    νM10 = 70.6
RM 17 =    ∞        DM17 =  0.50
RM 18 =    ∞        DM18 =  0.50      NM11 = 1.516330    νM11 = 64.1
RM 19 =    ∞
【０１０４】
【表３】
2006106538.tif 000016
【０１０５】
非球面係数
RM2
ｋ=-2.06688e+00
Ｂ=9.18231e-04 Ｃ=-6.44332e-06 Ｄ=6.14727e-08 
RM6
ｋ=-4.03021e-01
Ｂ=1.55298e-05 Ｃ=2.08342e-06 Ｄ=0.00000e+00
【０１０６】
（数値実施例２）
ｆ＝5.60〜 31.73  Ｆｎｏ＝ 2.86 〜 5.06  ２ω＝15.92゜〜76.7゜
R 1 =  101.088      D 1 =  2.00      N 1 = 1.563839      ν 1 = 60.7
R 2 =   50.765      D 2 = 10.50
R 3 = -350.721      D 3 =  3.00      N 2 = 1.651597      ν 2 = 58.5
R 4 =   53.919      D 4 =  5.00
R 5 =  286.366      D 5 =  3.50      N 3 = 1.922860      ν 3 = 18.9
R 6 = -1760.018      D 6 =  可変
R 7 =  119.356      D 7 =  5.00      N 4 = 1.658441      ν 4 = 50.9
R 8 = -118.734      D 8 =  0.10
R 9 =   55.313      D 9 =  7.00      N 5 = 1.603112      ν 5 = 60.6
R10 = -202.074      D10 =  0.20
R11 =  220.220      D11 =  2.00      N 6 = 1.922860      ν 6 = 18.9
R12 =   80.000      D12 =  可変
R13 =  -49.994      D13 =  1.50      N 7 = 1.487490      ν 7 = 70.2
R14 = -466.484      D14 =  可変
【０１０７】
【表４】
2006106538.tif 000017
【０１０８】
非球面係数
R4
ｋ=-4.59384e-01
Ｂ=-4.92969e-07 Ｃ=-6.91713e-11 Ｄ=-3.08187e-13
マスターレンズのデータは数値実施例１と同じ
【０１０９】
（数値実施例３）
ｆ＝5.60〜 31.58  Ｆｎｏ＝ 2.86 〜 5.06  ２ω＝15.98゜〜76.8゜
R 1 =   80.227      D 1 =  2.00      N 1 = 1.568832      ν 1 = 56.4
R 2 =   51.877      D 2 = 11.50
R 3 = -177.766      D 3 =  3.00      N 2 = 1.603112      ν 2 = 60.6
R 4 =   51.038      D 4 =  5.50
R 5 =  303.870      D 5 =  3.50      N 3 = 1.922860      ν 3 = 18.9
R 6 = 2150.796      D 6 =  可変
R 7 =  226.082      D 7 =  4.00      N 4 = 1.670029      ν 4 = 47.2
R 8 =  -96.174      D 8 =  0.10
R 9 =   46.169      D 9 =  7.00      N 5 = 1.603112      ν 5 = 60.6
R10 = -187.282      D10 =  0.10
R11 =  161.158      D11 =  2.00      N 6 = 1.922860      ν 6 = 18.9
R12 =   73.239      D12 =  可変
R13 =  -67.359      D13 =  1.50      N 7 = 1.487490      ν 7 = 70.2
R14 =  149.296      D14 =  可変
【０１１０】
【表５】
2006106538.tif 000018
【０１１１】
非球面係数
R4
ｋ=2.35813e-02
Ｂ=-3.20823e-07 Ｃ=-1.09681e-09 Ｄ=5.80903e-13 
マスターレンズのデータは数値実施例１と同じ
【０１１２】
（数値実施例４）
ｆ＝5.62〜 31.98  Ｆｎｏ＝ 2.86 〜 5.06  ２ω＝15.78゜〜76.56゜
R 1 =  109.688      D 1 =  2.00      N 1 = 1.571351      ν 1 = 53.0
R 2 =   51.029      D 2 = 12.50
R 3 = -140.197      D 3 =  3.00      N 2 = 1.603112      ν 2 = 60.6
R 4 =   91.030      D 4 =  3.00
R 5 =  309.291      D 5 =  3.50      N 3 = 1.922860      ν 3 = 18.9
R 6 = -57421.716      D 6 =  可変
R 7 =  101.143      D 7 =  5.00      N 4 = 1.651597      ν 4 = 58.5
R 8 =  -71.798      D 8 =  0.10
R 9 =   46.181      D 9 =  4.00      N 5 = 1.603112      ν 5 = 60.6
R10 =  210.398      D10 =  0.70
R11 =  872.995      D11 =  2.00      N 6 = 1.846660      ν 6 = 23.9
R12 =   89.005      D12 =  可変
R13 = -1273.641      D13 =  1.50      N 7 = 1.516330      ν 7 = 64.1
R14 =   53.836      D14 =  可変
【０１１３】
【表６】
2006106538.tif 000019
【０１１４】
非球面係数
R13
ｋ=1.06117e+04
Ｂ=-1.76055e-06 Ｃ=-2.02794e-08 Ｄ=-4.31509e-11
マスターレンズのデータは数値実施例１と同じ
【０１１５】
（数値実施例５）
ｆ＝5.62〜 31.98  Ｆｎｏ＝ 2.86 〜 5.06  ２ω＝15.78゜〜76.56゜
R 1 =  149.989      D 1 =  2.00      N 1 = 1.603112      ν 1 = 60.6
R 2 =   57.354      D 2 = 12.50
R 3 = -117.029      D 3 =  3.00      N 2 = 1.603112      ν 2 = 60.6
R 4 =   75.293      D 4 =  1.50
R 5 =   95.418      D 5 =  3.50      N 3 = 1.846660      ν 3 = 23.9
R 6 =  327.038      D 6 =  可変
R 7 =  151.414      D 7 =  6.00      N 4 = 1.603112      ν 4 = 60.6
R 8 =  -74.935      D 8 =  0.50
R 9 =   61.909      D 9 =  7.00      N 5 = 1.603112      ν 5 = 60.6
R10 = -142.249      D10 =  0.20
R11 = -201.553      D11 =  2.00      N 6 = 1.846660      ν 6 = 23.9
R12 =  149.954      D12 =  可変
R13 =  -50.568      D13 =  1.50      N 7 = 1.603112      ν 7 = 60.6
R14 = -175.995      D14 =  可変
【０１１６】
【表７】
2006106538.tif 000020
【０１１７】
非球面係数
R3
ｋ=4.11111e-01
Ｂ=6.90442e-07 Ｃ=6.82468e-10 Ｄ=-1.15147e-12 Ｅ=4.36825e-16
R11
ｋ=6.20342e+00
Ｂ=-4.72320e-07 Ｃ=-1.30507e-10 Ｄ=6.15168e-13 
マスターレンズのデータは数値実施例１と同じ
【０１１８】
【表８】
2006106538.tif 000021
【０１１９】
以上説明した本実施例のコンバータレンズによれば、マスターレンズへの着脱を行わずとも、テレコンバータレンズとワイドコンバータの機能を両立させることができる。また、色収差、球面収差、像面湾曲等の諸収差が良好に補正されているので、高画素のデジタルスチルカメラやビデオカメラ等に対応可能な、高性能かつ小型な可変倍率コンバータレンズの提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明のコンバータレンズの基本構成図である。
【図２】マスターレンズの構成図である。
【図３】数値実施例１のコンバータレンズをマスターレンズに装着した状態でのレンズ断面図である。
【図４】数値実施例１のｚｏｏｍ１の組み合わせでの収差図である。
【図５】数値実施例１のｚｏｏｍ２の組み合わせでの収差図である。
【図６】数値実施例１のｚｏｏｍ３の組み合わせでの収差図である。
【図７】数値実施例１のｚｏｏｍ４の組み合わせでの収差図である。
【図８】数値実施例１のｚｏｏｍ５の組み合わせでの収差図である。
【図９】数値実施例２のコンバータレンズをマスターレンズに装着した状態でのレンズ断面図である。
【図１０】数値実施例２のｚｏｏｍ１の組み合わせでの収差図である。
【図１１】数値実施例２のｚｏｏｍ２の組み合わせでの収差図である。
【図１２】数値実施例２のｚｏｏｍ３の組み合わせでの収差図である。
【図１３】数値実施例２のｚｏｏｍ４の組み合わせでの収差図である。
【図１４】数値実施例２のｚｏｏｍ５の組み合わせでの収差図である。
【図１５】数値実施例３のコンバータレンズをマスターレンズに装着した状態でのレンズ断面図である。
【図１６】数値実施例３のｚｏｏｍ１の組み合わせでの収差図である。
【図１７】数値実施例３のｚｏｏｍ２の組み合わせでの収差図である。
【図１８】数値実施例３のｚｏｏｍ３の組み合わせでの収差図である。
【図１９】数値実施例３のｚｏｏｍ４の組み合わせでの収差図である。
【図２０】数値実施例３のｚｏｏｍ５の組み合わせでの収差図である。
【図２１】数値実施例４のコンバータレンズをマスターレンズに装着した状態でのレンズ断面図である。
【図２２】数値実施例４のｚｏｏｍ１の組み合わせでの収差図である。
【図２３】数値実施例４のｚｏｏｍ２の組み合わせでの収差図である。
【図２４】数値実施例４のｚｏｏｍ３の組み合わせでの収差図である。
【図２５】数値実施例４のｚｏｏｍ４の組み合わせでの収差図である。
【図２６】数値実施例４のｚｏｏｍ５の組み合わせでの収差図である。
【図２７】数値実施例５のコンバータレンズをマスターレンズに装着した状態でのレンズ断面図である。
【図２８】数値実施例５のｚｏｏｍ１の組み合わせでの収差図である。
【図２９】数値実施例５のｚｏｏｍ２の組み合わせでの収差図である。
【図３０】数値実施例５のｚｏｏｍ３の組み合わせでの収差図である。
【図３１】数値実施例５のｚｏｏｍ４の組み合わせでの収差図である。
【図３２】数値実施例５のｚｏｏｍ５の組み合わせでの収差図である。
【符号の説明】
【０１２１】
Ｃ  コンバータレンズ
Ｍ  マスターレンズ
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ３  第３レンズ群
ＩＰ  結像面
Ｇ  ガラスブロック
△Ｍ  メリディオナル像面
△Ｓ  サジタル像面
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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