(57)【要約】【課題】  マスターレンズの焦点距離の変換とバックフォーカス拡張機能を有し、良好な光学性能を達成したコンバータレンズを提供する。【解決手段】  撮像用のマスターレンズの像側に配置されるコンバータレンズは、５枚以上のレンズで構成され、非球面を含み、前記コンバータレンズに含まれる負レンズを構成する材料の中で最も小さなアッベ数をνｎｍｉｎとしたとき、    １０＜νｎｍｉｎ＜３５を満足することを特徴とする。【選択図】  図１
2018060094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像用のマスターレンズの像側に配置されるコンバータレンズであって、５枚以上のレンズで構成され、非球面を含み、前記コンバータレンズに含まれる負レンズを構成する材料の中で最も小さなアッベ数をνｎｍｉｎとしたとき、
１０＜νｎｍｉｎ＜３５
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】
最も物体側に負の屈折力を持つレンズを有し、前記レンズの焦点距離をｆ１、光軸上での前記コンバータレンズの最も物体側の面から物点までの距離をｘとしたとき、
−２．５＜ｆ１／ｘ＜―０．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のコンバータレンズ。
【請求項３】
前記コンバータレンズに含まれる負レンズのうち、最も小さなアッベ数の材料で構成された負レンズを除いた、残りの負レンズを構成する材料のアッベ数の平均値をνｎｒｍｎとしたとき、
１．５＜νｎｒｍｎ／νｎｍｉｎ＜３．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のコンバータレンズ。
【請求項４】
光軸上で前記コンバータレンズの最も物体側の面から物点までの距離をｘ、前記コンバータレンズの最も像側の面から前記コンバータレンズの像点までの距離をｙとしたとき、
１．３＜ｙ／ｘ＜  ３．０
を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコンバータレンズ。
【請求項５】
前記コンバータレンズを前記マスターレンズに装着したとき、前記マスターレンズと前記コンバータレンズの合成焦点距離が、前記マスターレンズの焦点距離よりも長くなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のコンバータレンズ。
【請求項６】
前記コンバータレンズを前記マスターレンズに取り付けたときの前記コンバータレンズの結像倍率をβとしたとき、
１．５＜β＜４．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のコンバータレンズ。
【請求項７】
前記コンバータレンズで最も物体側のレンズの物体側及び像側のレンズ面の曲率半径をそれぞれＲ１１、Ｒ１２としたとき
−５．０＜（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１）＜−１．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のコンバータレンズ。
【請求項８】
前記コンバータレンズに含まれる正レンズを構成する材料のアッベ数の平均値をνｐａｖｅ、前記コンバータレンズに含まれる負レンズを構成する材料のアッベ数の平均値をνｎａｖｅとしたとき、
０．７＜νｐａｖｅ／νｎａｖｅ＜１．３
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のコンバータレンズ。
【請求項９】
前記コンバータレンズの光軸上での全厚をｄ、光軸上での前記コンバータレンズの最も物体側の面から物点までの距離をｘ、としたとき、
０．４＜ｄ／ｘ＜１．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のコンバータレンズ。
【請求項１０】
前記コンバータレンズに含まれる正レンズを構成する材料のうち最も屈折率の小さいものをＮｐｍｉｎ、前記コンバータレンズに含まれる負レンズを構成する材料のうち最も屈折率の大きいものをＮｎｍａｘとしたとき、
０．６５＜Ｎｐｍｉｎ／Ｎｎｍａｘ＜０．９０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のコンバータレンズ。
【請求項１１】
最も物体側のレンズは像面側に凹の形状であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のコンバータレンズ。
【請求項１２】
前記コンバータレンズに含まれる負レンズにおいては、最も像側に配置された負レンズが最も小さいアッベ数を有する、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のコンバータレンズ。
【請求項１３】
正レンズと負レンズを含む接合レンズを、２つ以上有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のコンバータレンズ。
【請求項１４】
前記マスターレンズと色分解光学系を持つ撮像装置の間に配置されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のコンバータレンズ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のコンバータレンズと固体撮像素子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、マスターレンズ系の像側に着脱可能に取り付けられ、全系の焦点距離を変位させてイメージサイズ変換を行うと共に、所定のバックフォーカスを確保しながら、小型で良好な光学性能をもつリアコンバータレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、放送用テレビカメラ、映画用カメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、監視用カメラ、銀塩写真用カメラ等では、交換レンズと撮像装置の間に配し、交換レンズの焦点距離を長焦点化するコンバータレンズが知られている。また、異なるカメラフォーマットに対応することが可能となるコンバータレンズが知られている。（特許文献１、２）
特許文献１〜２では、色分解光学系を持つ２／３インチフォーマットカメラ専用レンズと撮像装置の間に配することで、スーパー３５ｍｍフォーマットカメラに取り付け可能となるコンバータレンズを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７００４３号公報
【特許文献２】特開２０１５−２２５２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、テレビカメラや映画用カメラ、写真用カメラ、ビデオカメラ等の撮像装置は、高画素・高感度が望まれている。高画素化を実現するためには画素ピッチを細かくする必要があるが、これは高感度化に反するものとなり、結果大きな撮像素子を搭載した撮像装置が要求されている。一方で、ユーザーとしては既存の交換レンズ資産を利用したいという要望がある。そのため、例えば２／３インチフォーマットの交換レンズを、より大きい撮像素子を有した撮像装置に用いたいというニーズが強い。この場合、交換レンズと撮像素子の間に、交換レンズの焦点距離を長焦点化させる光学系を配置し、交換レンズのイメージサイズを拡大させる必要がある。また、小さなセンサーサイズの交換レンズのフランジバックは、より大きいセンサーサイズの交換レンズのフランジバックに比べて一般に短くなっているため、バックフォーカスの拡張も同時に必要となる。また、コンバータレンズは、交換レンズと撮像装置の間に配置されるため、全長を長くしないように、可能な限り小型であることが望ましい。
【０００５】
しかしながら、特許文献１、特許文献２のコンバータレンズを交換レンズに装着した場合、交換レンズが対応するセンサーサイズの変換は可能なものの、装着後のバックフォーカスは元のバックフォーカスからほとんど変化しない、または減少しており、よりバックフォーカスの長いカメラシステムに対しては適用できない。一方、レンズ枚数も多く、コンバータレンズの長さも長くなっている。
【０００６】
そこで本発明は、バックフォーカスを拡大させながら異なるフォーマットの交換レンズと撮像装置を組み合わせて使用でき、且つ、小型化と高い光学性能を両立したコンバータレンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のコンバータレンズは、撮像用のマスターレンズの像側に配置されるコンバータレンズであって、５枚以上のレンズで構成され、非球面を含み、コンバータレンズの負レンズの中で最も小さなアッベ数をνｎｍｉｎとしたとき、
１０＜νｎｍｉｎ＜３５
を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マスターレンズの焦点距離を変位させると共に、マスターレンズのバックフォーカスを拡大する機能を有し、良好な光学性能を有したコンバータレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】数値実施例１の無限遠物体に合焦したときの（Ａ）レンズ断面図、（Ｂ）コンバータレンズのみのレンズ断面図
【図２】数値実施例１の無限遠物体に合焦したときの収差図
【図３】数値実施例２の無限遠物体に合焦したときの（Ａ）レンズ断面図、（Ｂ）コンバータレンズのみのレンズ断面図
【図４】数値実施例２の無限遠物体に合焦したときの収差図
【図５】数値実施例３の無限遠物体に合焦したときの（Ａ）レンズ断面図、（Ｂ）コンバータレンズのみのレンズ断面図
【図６】数値実施例３の無限遠物体に合焦したときの収差図
【図７】数値実施例４の無限遠物体に合焦したときの（Ａ）レンズ断面図、（Ｂ）コンバータレンズのみのレンズ断面図
【図８】数値実施例４の無限遠物体に合焦したときの収差図
【図９】数値実施例５の無限遠物体に合焦したときの（Ａ）レンズ断面図、（Ｂ）コンバータレンズのみのレンズ断面図
【図１０】数値実施例５の無限遠物体に合焦したときの収差図
【図１１】マスターレンズの無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図
【図１２】マスターレンズの無限遠物体に合焦したときの収差図
【図１３】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
本発明のコンバータレンズは、撮像用のマスターレンズの像側に配置されるコンバータレンズである。
【００１１】
図１（Ａ）は本発明の実施例１（数値実施例１）のコンバータレンズに撮影用のマスターレンズ光学系を取り付け無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。マスターレンズ光学系は複数のレンズ群からなるズームレンズであって、所定レンズ群の間隔を変化させることでズームを行っている。（Ｂ）は本発明の実施例１（数値実施例１）のコンバータレンズのみのレンズ断面図である。像面の位置はマスターレンズ光学系に取り付けたときの位置を空気換算間隔で示している。
【００１２】
図２は実施例１（数値実施例１）の収差図である。但し、収差図は無限遠に合焦しているときを図示している。また、焦点距離は数値実施例の値をｍｍ単位で表したときの値である。これは以下の各実施例において全て同じである。
【００１３】
図３、５、７、９はそれぞれ実施例２〜５（数値実施例２〜５）における、（Ａ）コンバータレンズに撮影用のマスターレンズ光学系を取り付け無限遠に合焦しているときのレンズ断面図、（Ｂ）コンバータレンズのみのレンズ断面図である。図４、６、８、１０は実施例２〜５（数値実施例２〜５）の無限遠に合焦しているときの各収差図である。図１１はマスターレンズの断面図であり、図１２はマスターレンズの収差図である。図１３は本発明の撮像装置の要部概略図である。
【００１４】
各レンズ断面図において、左方が被写体（物体）側（前方）で、且つ、撮像光学系側であり、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、ＭＳは撮影用のマスターレンズ光学系であり、ＣＶはマスターレンズ光学系と撮像面の間に配するコンバータレンズである。ＤＧは、色分解光学系、フィルタに相当するガラスブロックである。ＩＰは撮像面であり、光学系で形成された像を受光し、光電変換する固体撮像素子（光電変換素子）等の撮像面に相当している。
【００１５】
収差図において、実線はｅ線，二点鎖線はｇ線、一点鎖線はＣ線、間隔の長い点線はＦ線のメリディオナル光線である。間隔の短い点線はｅ線のサジタル光線である。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。
【００１６】
本発明のコンバータレンズは、撮像用のマスターレンズの像側に配置され、５枚以上のレンズで構成され、非球面を含み、コンバータレンズの負レンズの中で最も小さいアッベ数をνｎｍｉｎとしたとき、
１０＜νｎｍｉｎ＜３５  ・・・（１）
なる条件を満足している。
【００１７】
５枚以上のレンズで構成し、適切な収差分担を行うことで諸収差を良好に補正している。また、マスターレンズのバックフォーカス拡張には、コンバータレンズの主点を物体側に押し出すことが有効となる。このため、強いパワーの負レンズを物体寄りに配置する必要があるが、前記負レンズのレンズ面は曲率半径が小さくなるため、諸収差、特に球面収差、コマ収差の発生が大きくなる。非球面を導入することで、収差補正のために必要なレンズ枚数が少なくなり、小型化が可能となる。
【００１８】
条件式（１）は全ての負レンズの中で最も大きな分散を持つ負レンズのアッベ数を規定している。大きな分散をもつ硝材は一般に屈折率が高く、１次の色収差補正のため、正レンズにも分散が大きく、屈折率の高い硝材を選択可能となる。各レンズでの球面収差発生量を低減できるため、収差補正に必要なレンズ枚数が少なくなり、更には各レンズのレンズ面の曲率半径も緩くなるため全長（コンバータ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）の短縮も可能となる。また、バックフォーカス拡張のためにコンバータレンズの主点を物体側に押し出す構成では、コンバータレンズ中の像面側で軸外光線の高さが高くなり、かつ像面側では正のパワーが強くなる。従って、短波長領域の光線はアンダー側に寄る傾向がある。条件式（１）の範囲の硝材は一般に部分分散比が大きく、特に像面寄りの負レンズの硝材に使用することで、倍率色収差の２次の色収差補正を良好に行うことができる。
【００１９】
条件式（１）の上限を超えると、負レンズの分散が過小となるため、倍率色収差の補正不足となり、更には必要なレンズ枚数が増え、大型化してしまう。条件式（１）の下限を超えると、負レンズが十分なパワーを持つことができず、軸上色収差と倍率色収差の双方を補正することが困難となる。
【００２０】
本発明のコンバータレンズにおいて、更に好ましくは、最も物体側に負レンズを有し、前記負レンズの焦点距離をｆ１、光軸上でコンバータレンズの第一面（最も物体側のレンズの物体側面）から物点までの距離ｘとしたとき
−２．５＜ｆ１／ｘ＜−０．５  ・・・（２）
なる条件を満足するのが良い。
【００２１】
条件式（２）において、前記コンバータレンズをマスターレンズに対して装着した場合、距離ｘはコンバータレンズ光学系の屈折力を持つレンズのうち最も物体側のレンズ面頂点から、マスターレンズ単独での像点までの空気換算距離に等しい。つまり、距離ｘはマスターレンズ単独での空気換算のバックフォーカスと、マスターレンズの最も像側のレンズ面からコンバータレンズの最も物体側のレンズ面までの空気換算距離との差に等しい。
【００２２】
条件式（２）を満たすことにより、マスターレンズにコンバータレンズを装着した際のバックフォーカス拡張に適した構成としている。条件式（２）の上限を超えると、最も物体側のレンズの負の屈折力が過小となり、バックフォーカスを十分に拡張することが困難となる。条件式（２）の下限を超えると、最も物体側のレンズの負の屈折力が過大となり、該レンズで発生した諸収差の補正が困難となる。
【００２３】
また、前記コンバータレンズにおいて、屈折力をもつ最も物体側のレンズよりも更に物体側や、屈折力をもつ最も像側のレンズよりも更に像側に、実質的に屈折力を持たないフィルタ等を追加しても良い。
【００２４】
本発明のコンバータレンズにおいて、更に好ましくは、コンバータレンズに含まれる負レンズを構成する材料のうち、最も小さなアッベ数の材料で構成された負レンズを除いた、残りの負レンズの材料のアッベ数平均値をνｎｒｍｎとしたとき、
１．５＜νｎｒｍｎ／νｎｍｉｎ＜３．５  ・・・（３）
なる条件を満足するのが良い。
【００２５】
条件式（３）を満たすことにより、諸収差を抑えながら軸上色収差と倍率色収差を良好に補正することができる。条件式（３）の上限を超えると、アッベ数が大きく、かつ屈折率の低い硝材を用いた負レンズを多く配置することとなり、低屈折率のレンズを多用することになるため球面収差の良好な補正が困難となる。条件式（３）の下限を超えると、コンバータレンズ中の負レンズのアッベ数の差を十分つけられず、軸上光線と軸外光線の高さの差が大きい像寄り位置で倍率色収差の補正に有効な硝材選択ができなくなり、軸上色収差と倍率色収差を共に良好に補正することが困難となる。
【００２６】
本発明のコンバータレンズにおいて、更に好ましくはコンバータレンズの最終面からコンバータレンズの像点までの距離をｙとしたとき、
１．３＜ｙ／ｘ＜３．０  ・・・（４）
なる条件を満足するのが良い。距離ｙはマスターレンズにコンバータレンズを装着したときの空気換算のバックフォーカスに等しい。
【００２７】
条件式（４）を満たすことにより、マスターレンズが対応するセンサーサイズの変換時に、十分なバックフォーカスを確保することが可能となる。条件式（４）の上限を超えると、マスターレンズのバックフォーカス拡張に必要なレンズ枚数が増え、小型化が困難となる。更には、コンバータレンズ内の特に負レンズのパワーが大きくなり、特に軸外諸収差を良好に補正することが困難となる。条件式（４）の下限を超えるとセンサーサイズ変換で必要となるバックフォーカスを十分に確保できない。
【００２８】
本発明のコンバータレンズにおいて、更に好ましくは、コンバータレンズをマスターレンズに装着したとき、前記マスターレンズと前記コンバータレンズの合成焦点距離が、前記マスターレンズの焦点距離よりも長くなることが望ましい。
【００２９】
前記マスターレンズと前記コンバータレンズの合成焦点距離が前記マスターレンズの焦点距離よりも短くなる場合には、前記マスターレンズのバックフォーカスを拡大しながら焦点距離を短縮することとなり、前記コンバータレンズ光学系内のレンズのパワーが大きくなりすぎるため発生する諸収差を良好に補正することが困難となる。
【００３０】
更に本発明のコンバータレンズの横倍率をβとしたとき、
１．５＜β＜４．５  ・・・（５）
なる条件を満足するのが良い。
【００３１】
条件式（５）を満たすことにより、マスターレンズのバックフォーカス拡張に適したレンズ構成とすることができる。条件式（５）の上限を超えると、バックフォーカス拡張と同時に横倍率も大きくするため、十分な周辺光量の確保のためには像面寄りのレンズ径が大きくなり、特にコマ収差・色収差を良好に補正することが困難となる。条件式（５）の下限を超えると、バックフォーカスの拡大と同時に横倍率が比較的小さな値となるため、前記コンバータレンズ光学系内のレンズのパワーが大きくなり、諸収差を良好に補正することが困難となる。
【００３２】
本発明のコンバータレンズにおいて、更に好ましくは、最も物体側に配置されたレンズの物体側及び像側のレンズ面の曲率半径をそれぞれＲ１１、Ｒ１２としたとき
−５．０＜（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１）＜−１．０  ・・・（６）
なる条件を満足するのが良い。
【００３３】
条件式（６）を満たすことにより、諸収差を抑制した上でコンパクトな構成とすることができる。条件式（６）の上限を超えると、最も物体側の面に入射する軸外光線の入射角がきつくなり過ぎ、軸外諸収差を抑制することが困難となる。条件式（６）の下限を超えると、最も物体側のレンズで負のパワーを大きくしにくくなり、バックフォーカスの拡大に不利な構成となるため好ましくない。
【００３４】
本発明のコンバータレンズにおいて、更に好ましくは、前記コンバータレンズに含まれる正レンズを構成する材料のアッベ数の平均値をνｐａｖｅ、前記コンバータレンズに含まれる負レンズを構成する材料のアッベ数の平均値をνｎａｖｅとしたとき、
０．７＜νｐａｖｅ／νｎａｖｅ＜１．３  ・・・（７）
なる条件を満足するのが良い。
【００３５】
条件式（７）を満たすことにより、色収差・像面湾曲の良好な補正が可能となる。条件式（７）の上限を超えると、特に物体寄りに配置された負レンズで発生する色収差が過大となり、良好な補正が難しくなる。条件式（７）の下限を超えると、正レンズでアッベ数の小さな硝材を使用することとなるが、このような硝材は一般に屈折率が高くペッツバール和の補正が困難となり、像面湾曲を良好に補正できない。
【００３６】
本発明のコンバータレンズにおいて、更に好ましくは、前記コンバータレンズの全厚（光軸上での最も物体側のレンズ面頂点から最も像側のレンズ面頂点までの距離）をｄとしたとき、
０．４＜ｄ／ｘ＜１．５  ・・・（８）
なる条件を満足するのが良い。
【００３７】
条件式（８）を満たすことにより、諸収差を抑制した上で小型化を達成できる。条件式（８）の上限を超えると、前記コンバータレンズの全長に対して光軸上でのコンバータレンズの第一面から物点までの距離ｘが小さくなることとなる。マスターレンズからの光束が収束に近づいた部分にコンバータレンズを配置することとなるため、特に物体側の負レンズで発生する色収差を十分に低減できなくなる。条件式（８）の下限を超えると、全長が短くなるため、使用できるレンズ枚数が少なくなり、特に色収差の低減が困難となるため好ましくない。
【００３８】
本発明のコンバータレンズにおいて、更に好ましくは、コンバータレンズに含まれる正レンズを構成する材料のうち、最も屈折率の小さいものをＮｐｍｉｎ、前記コンバータレンズに含まれる負レンズを構成する材料のうち、最も屈折率の大きいものをＮｎｍａｘとしたとき、
０．６５＜Ｎｐｍｉｎ／Ｎｎｍａｘ＜０．９０  ・・・（９）
なる条件を満足するのが良い。
【００３９】
コンバータレンズは、イメージサイズ変換のため全体として負の屈折力となりやすく、ペッツバール和が負に大きくなりやすい。このため、条件式（９）を満たすことでペッツバール和補正のための収差分担を行っている。
【００４０】
条件式（９）の上限を超えると、ペッツバール和が負に大きくなるため、像面湾曲を良好に補正することができない。条件式（９）の下限を超えると、特に最も物体側のレンズで高分散材料を使用する必要が生じ、該レンズで発生する色収差を良好に補正することが困難となる。
【００４１】
本発明のコンバータレンズにおいて、更に好ましくは、前記コンバータレンズの最も物体側のレンズは像面側に凹の形状となるのが良い。マスターレンズのバックフォーカス拡張のためには物体寄りで軸上及び軸外光線を発散させる必要があり、最も物体側のレンズの像面側を凹の形状として光線を発散させる機能を付与することで、バックフォーカスの拡張に適した構成としている。
【００４２】
本発明のコンバータレンズにおいて、更に好ましくは、コンバータレンズに含まれる負レンズのうちでは、最も像側の負レンズが最も小さいアッベ数を有するのが良い。軸上光線と軸外光線の高さが大きく異なる像面側に分散の大きいレンズを配置することで、倍率色収差を良好に補正できる構成としている。
【００４３】
本発明のコンバータレンズにおいて、更に好ましくは、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを接合した接合レンズを、２組以上有するのが良い。色収差補正に有効な接合レンズを２組有することで、軸上色収差、倍率色収差を共に良好に補正している。
【００４４】
更に好ましくは条件式（１）乃至（９）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１５＜νｎｍｉｎ＜３０  ・・・（１ａ）
−１．９＜ｆ１／ｘ＜−０．６  ・・・（２ａ）
１．７＜νｎｒｍｎ／νｎｍｉｎ＜３．２  ・・・（３ａ）
１．３＜ｙ／ｘ＜２．８  ・・・（４ａ）
１．５＜β＜３．０  ・・・（５ａ）
−４．５＜（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１）＜−１．１  ・・・（６ａ）
０．８＜νｐａｖｅ／νｎａｖｅ＜１．２  ・・・（７ａ）
０．５＜ｄ／ｘ＜１．３  ・・・（８ａ）
０．６８＜Ｎｐｍｉｎ／Ｎｎｍａｘ＜０．８２  ・・・（９ａ）
ここで、本実施例で用いている光学素子（レンズ）の材料のアッベ数νｄは次の通りである。フラウンフォーファ線の、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとする。アッベ数νｄは（ａ）式で定義される。
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）  ・・・（ａ）
本発明で用いるレンズ材料のアッべ数νｄは、それぞれ対象となるレンズの材料特性に関して（ａ）式で算出した値を採用する。
【００４５】
次に各実施例のマスターレンズ光学系の特徴について説明する。
第１レンズ面〜第１９レンズ面がズーミングに際し固定のレンズ群であり、第７レンズ面〜第１１レンズ面までがフォーカシングに際し光軸に沿って移動する。第２０レンズ面〜第２７レンズ面と第２８レンズ面〜第３８レンズ面の２つのレンズ群がズーミングに際し各々光軸に沿って移動する。第３９レンズ面〜第５５レンズ面がズーミングに際し固定のレンズ群であり、絞りは第３９レンズ面である。第５６レンズ面〜第５８レンズ面がカメラ内部のプリズム等に相当する。
【００４６】
次に各実施例のレンズ構成の特徴について説明する。
実施例１において、コンバータレンズは第５６レンズ面〜第６５レンズ面である。表１に示すように数値実施例１は条件式（１）〜（９）のいずれの条件式も満足しており、結像倍率は１．６０倍である。且つ、諸収差を良好に補正した高い光学性能を得ている。
【００４７】
実施例２において、コンバータレンズは第５６レンズ面〜第６５レンズ面である。表１に示すように数値実施例２は条件式（１）〜（９）のいずれの条件式も満足しており、結像倍率は１．６８倍である。且つ、諸収差を良好に補正した高い光学性能を得ている。
【００４８】
実施例３において、コンバータレンズは第５６レンズ面〜第６５レンズ面である。表１に示すように数値実施例３は条件式（１）〜（９）のいずれの条件式も満足しており、結像倍率は１．７０倍である。且つ、諸収差を良好に補正した高い光学性能を得ている。
【００４９】
実施例４において、コンバータレンズは第５６レンズ面〜第６５レンズ面である。表１に示すように数値実施例４は条件式（１）〜（９）のいずれの条件式も満足しており、結像倍率は１．７０倍である。且つ、諸収差を良好に補正した高い光学性能を得ている。
【００５０】
実施例５において、コンバータレンズは第５６レンズ面〜第６３レンズ面である。表１に示すように数値実施例５は条件式（１）〜（９）のいずれの条件式も満足しており、結像倍率は１．８０倍である。且つ、諸収差を良好に補正した高い光学性能を得ている。
【００５１】
各実施例の収差図においては、コンバータレンズの結像倍率に応じてスケールを変更している。
以上のように各実施例によれば、各レンズ群の屈折力配置や非球面配置等を適切に規定している。これにより、小型化で、且つ諸収差を良好に補正したコンバータレンズを得ている。
【００５２】
図１３は実施例１〜５のコンバータレンズとマスターレンズ光学系を撮影光学系として用いた撮像装置（カメラシステム）の要部概略図である。図１３において１０２は実施例１〜５のいずれかのコンバータレンズである。１０１はマスターレンズ光学系、１２４はカメラである。コンバータレンズ１０２はカメラ１２４に対して着脱可能となっており、マスターレンズ光学系１０１はコンバータレンズ１０２に着脱可能になっている。１２５はカメラ１２４にコンバータレンズ１０２とマスターレンズ光学系１０１を装着することで構成される撮像装置である。
【００５３】
マスターレンズ光学系１０１は第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺ、結像用の最終レンズ群Ｒを有している。
変倍部ＬＺは変倍のために光軸上を移動するレンズ群が含まれている。ＳＰは開口絞りである。１１４、１１５は各々第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。
【００５４】
１１６〜１１８は駆動機構１１４、１１５および開口絞りＳＰを電動駆動するモータ（駆動手段）である。１１９〜１２１は、第１レンズ群Ｆや変倍部ＬＺの光軸上の位置や、開口絞りＳＰの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。カメラ１２４において、１０９はカメラ１２４内の光学フィルタに相当するガラスブロック、１１０はマスターレンズ光学系１０１とコンバータレンズ１０２によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。
【００５５】
また、１１１、１２２はカメラ１２４、コンバータレンズ１０２及びマスターレンズ光学系１０１の各種の駆動を制御するＣＰＵである。このように本発明のコンバータレンズをカメラに適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
【００５６】
尚、図１３ではコンバータレンズを着脱可能な構成としたが撮像装置内部に配置しても同様の効果が得られるため構わない。また、本発明のコンバータレンズはマスターレンズと色分解光学系を有する撮像装置の間に配置されるようにしても本発明の効果を享受することができる。
【００５７】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００５８】
以下に本発明の実施例に対応する数値実施例を示す。各数値実施例においていずれも、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間隔、ｎｄｉ、νｄｉは第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の光学部材（光学媒体）の屈折率とアッベ数である。ＢＦは空気換算のバックフォーカスである。最後の３つの面は、フィルタ等のガラスブロックである。
【００５９】
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を円錐常数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。また、「ｅ−Ｚ」は「×１０−Ｚ」を意味する。
【数１】
2018060094.tif 000003
【００６０】
＜マスターレンズ＞
単位 mm
面データ
面番号i      ri       di     ndi        vdi      有効径
1*     17634.271    4.70   1.69680    55.5      183.19
2        109.899   46.92                        152.38
3       -201.325    4.50   1.69680    55.5      151.93
4       1829.577    0.15                        155.00
5        283.523   12.64   1.80518    25.4      158.03
6       2167.464    5.15                        157.76
7      -2805.896   18.49   1.48749    70.2      157.47
8       -196.467    0.20                        157.29
9      -1000.469    4.40   1.80518    25.4      149.49
10        603.998   16.55   1.48749    70.2      146.78
11       -307.782   32.56                        146.03
12        315.156   17.48   1.48749    70.2      155.94
13       -596.320    0.15                        156.09
14        191.137    4.40   1.80518    25.4      155.18
15        118.065    0.39                        149.21
16        119.291   35.44   1.48749    70.2      149.24
17       -534.941    0.15                        148.58
18*       200.940   12.13   1.62041    60.3      141.59
19        826.607  (可変)                        140.30
20        129.425    1.50   1.88300    40.8       52.29
21         64.705    6.90                         48.69
22       -200.592    1.50   1.72916    54.7       47.84
23         41.776   10.46   1.84666    23.8       43.43
24       -106.134    1.50   1.72916    54.7       42.53
25         86.715    6.25                         41.00
26        -81.264    1.50   1.88300    40.8       40.91
27        227.627  (可変)                         41.93
28        600.754    6.75   1.62041    60.3       51.99
29       -114.148    0.15                         52.85
30        117.668   11.71   1.48749    70.2       53.85
31        -75.558    0.09                         53.66
32        -76.874    1.60   1.80518    25.4       53.57
33       -134.820    0.15                         53.89
34         86.226    1.60   1.80518    25.4       52.65
35         48.805   10.30   1.48749    70.2       50.88
36       2324.271    0.15                         50.18
37         94.553    6.65   1.62041    60.3       49.18
38      -6865.358  (可変)                         47.86
39(絞り)    ∞       3.42                         29.98
40        -46.195    1.50   1.77250    49.6       29.29
41         36.572    7.11   1.78472    25.7       28.98
42        -43.549    1.50   1.77250    49.6       28.89
43         69.864    5.93                         28.57
44        -41.024   19.74   1.77250    49.6       28.98
45        -41.228    8.40                         37.08
46       -195.562    4.78   1.62041    60.3       37.58
47        -59.391    0.20                         37.84
48        277.984    1.80   1.88300    40.8       36.81
49         37.998    7.73   1.48749    70.2       35.68
50        -82.491    0.20                         35.71
51         81.354    8.17   1.48749    70.2       34.96
52        -31.106    1.80   1.83400    37.2       34.70
53       -201.103    0.20                         35.02
54        180.091    6.65   1.48749    70.2       34.93
55        -40.373    2.00                         34.74
56          ∞      33.00   1.60859    46.4       60.00
57          ∞      13.20   1.51633    64.2       60.00
58          ∞      12.00                         60.00
像面        ∞   
【００６１】
非球面データ
第1面
K = 1.68492e+004  A 4= 2.64785e-008  A 6=-1.47610e-012  A 8= 8.96960e-017  A10=-3.30657e-021  
第18面
K =-1.44619e-001  A 4=-7.46282e-009  A 6=-2.04300e-013  A 8= 1.70939e-017  A10=-3.75331e-021  
焦点距離       6.70  
Fナンバー      1.50  
半画角        39.38  
像高           5.50  
レンズ全長   589.19  
BF            46.17  
d19            3.93  
d27          173.49  
d38            1.30  
d58           15.00  
入射瞳位置   107.96  
射出瞳位置   331.64  
前側主点位置 114.80  
後側主点位置   8.30  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     120.59       216.39       131.11         72.76
2   20     -30.00        29.61        13.82         -6.54
3   28      50.00        39.16        11.50        -15.21
4   39      40.05       127.33        45.82         13.33
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -158.05
2       3   -258.94
3       5    400.19
4       7    430.89
5       9   -462.89
6      10    419.32
7      12    424.19
8      14   -390.58
9      16    203.02
10      18    423.07
11      20   -147.30
12      22    -47.09
13      23     36.24
14      24    -64.95
15      26    -67.27
16      28    154.56
17      30     95.98
18      32   -222.86
19      34   -141.09
20      35    101.76
21      37    149.80
22      40    -26.09
23      41     26.13
24      42    -34.36
25      44    258.69
26      46    135.12
27      48    -49.73
28      49     54.33
29      51     47.13
30      52    -44.05
31      54     68.10
32      56      0.00
33      57      0.00
【００６２】
＜数値実施例１＞
単位 mm
面データ
面番号i      ri       di     ndi        vdi      有効径
56*       135.282    1.50   1.43875    94.7       30.10
57         23.086   10.00                         27.89
58        -34.727    1.20   1.72916    54.7       27.90
59         53.329    6.86   1.59270    35.3       29.60
60        -88.568    1.31                         30.78
61         60.819    5.30   1.51742    52.4       33.05
62        -90.837    0.30                         32.99
63         55.279    7.10   1.48749    70.2       32.71
64        -48.704    1.20   2.00100    29.1       32.31
65       -104.920   20.52                         32.47
66          ∞      40.00   1.60859    46.4       40.00
67          ∞      10.00   1.51633    64.2       40.00
68          ∞      10.00                         40.00
像面        ∞   
非球面データ
第56面
K = 0.00000e+000  A 4= 4.26669e-006  A 6= 2.05581e-010  A 8= 1.01230e-012  
焦点距離      10.72  
Fナンバー      2.40  
半画角        39.38  
像高           8.80  
レンズ全長   642.31  
BF            61.93  
入射瞳位置    107.96  
射出瞳位置   4223.64  
前側主点位置  118.70  
後側主点位置   -0.72  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
32      56    -63.55
33      58    -28.55
34      59     56.81
35      61     70.94
36      63     54.15
37      64    -91.06
38      66      0.00
39      67      0.00
【００６３】
＜数値実施例２＞
単位 mm
面データ
面番号i      ri       di     ndi        vdi      有効径
56        165.815    1.50   1.49700    81.5       30.52
57         32.689    3.79                         28.74
58        184.285    1.20   1.95375    32.3       28.84
59         24.349    7.57   1.78472    25.7       28.71
60*       -88.512    2.48                         28.80
61        -57.891    8.24   1.61405    55.0       28.33
62        -22.581    1.20   1.95375    32.3       28.20
63       -847.965    0.30                         29.44
64         60.632    5.35   1.57135    53.0       30.67
65        -51.023   16.00                         30.72
66          ∞      45.00   1.60859    46.4       40.00
67          ∞       5.00   1.51633    64.2       40.00
68          ∞      10.00                         40.00
像面        ∞   
非球面データ
第60面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.98949e-006  A 6=-1.83412e-009  A 8=-3.62132e-012  
焦点距離      11.26  
Fナンバー      2.52  
半画角        26.04  
像高           5.50  
レンズ全長   634.45  
BF            57.21  
入射瞳位置   107.96  
射出瞳位置  -344.61  
前側主点位置 118.86  
後側主点位置  -1.26  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
32      56    -81.99
33      58    -29.31
34      59     24.85
35      61     55.13
36      62    -24.16
37      64     49.13
38      66      0.00
39      67      0.00
【００６４】
＜数値実施例３＞
単位 mm
面データ
面番号i      ri       di     ndi        vdi      有効径
56        125.661    1.50   1.72916    54.7       30.40
57         27.772    5.49                         28.73
58       -243.713    1.20   1.81600    46.6       28.97
59         30.698    7.63   1.76182    26.5       29.56
60       -820.991    0.30                         30.12
61        241.663    6.55   1.80518    25.4       30.79
62        -34.812    1.20   1.95906    17.5       30.32
63       -159.688    0.88                         29.91
64         41.434    5.83   1.51742    52.4       30.42
65*       200.041   15.00                         29.96
66          ∞      50.00   1.60859    46.4       40.00
67          ∞       5.00   1.51633    64.2       40.00
68          ∞      16.97                         40.00
像面        ∞   
非球面データ
第65面
K = 0.00000e+000  A 4=-3.20182e-006  A 6= 7.57491e-010  A 8=-4.01062e-012  
焦点距離      11.39  
Fナンバー      2.55  
半画角        39.38  
像高           9.35  
レンズ全長   642.47  
BF            66.28  
入射瞳位置   107.96  
射出瞳位置  -493.73  
前側主点位置 119.09  
後側主点位置   5.58  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
32      56    -49.00
33      58    -33.18
34      59     38.65
35      61     37.85
36      62    -46.02
37      64     99.29
【００６５】
＜数値実施例４＞
単位 mm
面データ
面番号i      ri       di     ndi        vdi      有効径
56         46.272    1.50   1.72916    54.7       29.67
57         23.564    8.67                         27.59
58        -56.801    1.20   1.72916    54.7       27.78
59         34.535    5.76   1.66680    33.0       29.96
60       -191.106    0.51                         30.85
61         36.410    8.02   1.57501    41.5       33.41
62        290.319    3.48                         33.12
63       -137.020    4.75   1.51742    52.4       33.05
64        -36.559    1.20   1.95906    17.5       32.97
65*       -51.958    5.00                         33.52
66          ∞      50.00   1.60859    46.4       40.00
67          ∞       5.00   1.51633    64.2       40.00
68          ∞      18.00                         40.00
像面        ∞   
非球面データ
第65面
K = 0.00000e+000  A 4=-6.84842e-008  A 6= 1.01061e-009  A 8=-9.64313e-013  
焦点距離      11.39  
Fナンバー      2.55  
半画角        39.38  
像高           9.35  
レンズ全長   638.02  
BF            57.32  
入射瞳位置   107.96  
射出瞳位置  -457.07  
前側主点位置 119.07  
後側主点位置   6.61  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
32      56    -67.45
33      58    -29.16
34      59     44.01
35      61     71.17
36      63     94.41
37      64   -131.99
38      66      0.00
39      67      0.00
【００６６】
＜数値実施例５＞
単位 mm
面データ
面番号i      ri       di     ndi        vdi      有効径
56         74.485    1.50   1.88300    40.8       30.45
57         28.399    5.84                         28.77
58*      -156.952    1.20   1.81600    46.6       29.15
59         27.006    8.00   1.76182    26.5       28.91
60       -146.338    0.30                         28.88
61*        40.645    8.59   1.51742    52.4       29.31
62        -62.330    1.20   1.92286    18.9       28.59
63       -225.947   15.00                         28.28
64          ∞      55.00   1.60859    46.4       40.00
65          ∞       5.00   1.51633    64.2       40.00
66          ∞      15.49                         40.00
像面        ∞   
非球面データ
第58面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.25840e-006  A 6= 1.36667e-008  A 8=-1.60684e-011  
第61面
K = 0.00000e+000  A 4= 9.34020e-006  A 6=-1.80054e-008  A 8= 2.46498e-011  
焦点距離      12.06  
Fナンバー      2.70  
半画角        39.38  
像高           9.90  
レンズ全長   640.15  
BF            67.91  
入射瞳位置   107.96  
射出瞳位置  -289.18  
前側主点位置 119.54  
後側主点位置   3.43  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
32      56    -52.48
33      58    -28.01
34      59     30.27
35      61     48.72
36      62    -92.46
37      64      0.00
38      65      0.00
【００６７】
【表１】
2018060094.tif 000004
【符号の説明】
【００６８】
ＭＳ   ：  マスターレンズ
ＣＶ  ：  コンバータレンズ
ＤＧ  ：  ガラスブロック
【図１】
2018060094.tif 000005
【図２】
2018060094.tif 000006
【図３】
2018060094.tif 000007
【図４】
2018060094.tif 000008
【図５】
2018060094.tif 000009
【図６】
2018060094.tif 000010
【図７】
2018060094.tif 000011
【図８】
2018060094.tif 000012
【図９】
2018060094.tif 000013
【図１０】
2018060094.tif 000014
【図１１】
2018060094.tif 000015
【図１２】
2018060094.tif 000016
【図１３】
2018060094.tif 000017