(57)【要約】【課題】  高いアフォーカル倍率を実現しつつ、比較的構成レンズ枚数が少なく、安価で軽量なコンバータレンズを提供すること。【解決手段】  正の屈折力の前群Ｌ１と負の屈折力の後群Ｌ２とから構成され、主レンズ系Ｍの前方に着脱可能なフロントコンバータレンズＣであって、前群Ｌ１が少なくとも２枚の正レンズを有すると共に、全てのレンズが間隔を隔てて配置され、後群Ｌ２は正レンズと負レンズを有するよう構成する。【選択図】  図１
2011090346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の屈折力の前群と、その後方に配置された負の屈折力の後群とから構成され、主レンズ系の前方に着脱可能なフロントコンバータレンズであって、前記前群は２枚の正レンズを有すると共に、全てのレンズが間隔を隔てて配置され、前記後群は正レンズと負レンズを有することを特徴とするフロントコンバータレンズ。
【請求項２】
最も物体側に配置された正レンズの像側の面が凸形状であることを特徴とする請求項１記載のフロントコンバータレンズ。
【請求項３】
最も物体側に配置された正レンズの像側の面の曲率半径をＲＩ、前群の最も像側に配置された正レンズの物体側の面の曲率半径をＲＯとするとき、
｜ＲＩ｜＞｜ＲＯ｜
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２記載のフロントコンバータレンズ。
【請求項４】
最も物体側に配置された正レンズの像側の面の曲率半径をＲＩ、前群の最も像側に配置された正レンズの物体側の面の曲率半径をＲＯとするとき、
５＜｜ＲＩ／ＲＯ｜
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のフロントコンバータレンズ。
【請求項５】
最も物体側に配置された正レンズの物体側の面が凸形状であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のフロントコンバータレンズ。
【請求項６】
前記前群の焦点距離と前記後群の焦点距離をそれぞれｆＰ，ｆＮとするとき、
１．５＜｜ｆＰ／ｆＮ｜＜３．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載のフロントコンバータレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、銀塩写真用カメラ等の撮影レンズ（主レンズ系）の前方（物体側）に装着してレンズ系全体の焦点距離を変位させるコンバータレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影レンズの前方に装着し全系の焦点距離を長焦点距離側に変化させるフロント方式のテレコンバータレンズ（テレコンバータ）が例えば特許文献１で提案されている。
【０００３】
テレコンバータは多くの場合、正の屈折力の前群と負の屈折力の後群の２つのレンズ群を両レンズ群の焦点距離の和だけ主点間隔を隔てて配置し、全系としてアフォーカル系を構成している。従って最も簡単なレンズ系としては特許文献１のように正レンズと負レンズを１枚づつ配置した構成とすることができる。しかしながら高い光学性能を得るためには、収差補正上、２枚のレンズのみの構成では困難である。
【０００４】
レンズ枚数を増やし収差補正したテレコンバータとして、特許文献２、特許文献３が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５５−３２０４６号公報
【特許文献２】特開平４−１９１７１７号公報
【特許文献３】特開平６−２８９２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に開示されたテレコンバータは、アフォーカル倍率が増大したときに１枚のレンズのみで構成された前群では諸収差の補正が困難となる問題を、前群を２枚の正メニスカスレンズにし、各レンズの屈折力を弱くすることで収差補正を図っている。但し、後群は負レンズ１枚のみで構成されており、色収差の補正が不十分である。
【０００７】
また、特許文献３に開示されたテレコンバータは、前群を低分散ガラスで形成した１枚の正レンズのみの構成として色収差の劣化を防いでいるが、アフォーカル倍率が１．３倍以下と低い。
【０００８】
しかし、これらの補正のために径の大きい前群の枚数を増やしすぎると重量及びコストの増加に大きな影響を及ぼす。
【０００９】
本発明は上述した従来例を鑑みなされたもので、高いアフォーカル倍率を実現しつつ、比較的構成レンズ枚数が少なく、安価で軽量なコンバータレンズ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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、正の屈折力の前群と、その後方に配置された負の屈折力の後群とから構成され、主レンズ系の前方に着脱可能なフロントコンバータレンズであって、前群が２枚の正レンズを有すると共に、全てのレンズが間隔を隔てて（接合レンズがない）配置され、後群は正レンズと負レンズを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高いアフォーカル倍率を実現しつつ、比較的構成レンズ枚数が少なく、安価で軽量なコンバータレンズが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１のテレコンバータと主レンズ系のレンズ断面図である。
【図２】実施例１のテレコンバータを装着した系の諸収差図である。
【図３】実施例２のテレコンバータと主レンズ系のレンズ断面図である。
【図４】実施例２のテレコンバータを装着した系の諸収差図である。
【図５】実施例３のテレコンバータと主レンズ系のレンズ断面図である。
【図６】実施例３のテレコンバータを装着した系の諸収差図である。
【図７】主レンズ系のみの諸収差図である。
【図８】ビデオカメラの要部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を用いて本発明のコンバータレンズの実施例について説明する。本実施例で開示するコンバータレンズは、カメラの撮影レンズの前方に装着してレンズ系全体の焦点距離を長い方に変位させるテレコンバータである。
【００１４】
図１，３，５はそれぞれ数値実施例１〜３のテレコンバータを撮影レンズ（主レンズ系）の物体側（前方）に装着したときのレンズ断面図を示す。
【００１５】
図２，４，６はそれぞれ数値実施例１〜３のテレコンバータを主レンズ系に装着した状態での諸収差図であり、各数値実施例は共通の主レンズ系を用いている。図７は主レンズ系単独での諸収差図である。
【００１６】
各レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。Ｃはテレコンバータ、Ｍは撮影レンズである。テレコンバータＣは、物体側より順に、正の屈折力の前群Ｌ１と負の屈折力の後群Ｌ２とから構成されている。撮影レンズＭにおいて、ＳＰは開口絞り、Ｐは光学的ローパスフィルター、赤外カットフィルター、カバーガラス等の光路中に存在する平行平板に対応して設計上設けたガラスブロック、ＩはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の感光面が位置する像面である。
【００１７】
各収差図において、ｃ，ｄ，ｆ，ｇは各々ｃ線、ｄ線、ｆ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリジオナル像面、サジタル像面を表している。
【００１８】
本実施例のテレコンバータＣは、前群Ｌ１と後群Ｌ２の主点間隔を前群Ｌ１と後群Ｌ２の焦点距離の和に略等しくしており、これにより全体として略アフォーカル系を構成している。
【００１９】
そして、前群Ｌ１に２枚の正レンズを配置することにより、主に球面収差、非点収差を良好に補正している。また、後群Ｌ２に正レンズと負レンズを配置することにより、前群Ｌ１で発生した色収差を効果的に打ち消している。
【００２０】
本実施例のテレコンバータＣは、更に良好な収差補正を行うために、最も物体側に配置された正レンズの像側の面を凸形状としている。最も物体側に配置された正レンズの像側の面が凹形状であると、この正レンズは所望の屈折力を保つために物体側の面の曲率半径をより小さくする必要があり、画角の小さな望遠端においては、軸外入射光線とこの最も物体側に配置された正レンズの物体側の面とのなす角度が急になる。その結果、倍率色収差が大きくなってしまい、後群Ｌ２での補正が困難となる。このため、本実施例では、最も物体側に配置された正レンズの像側の面を凸形状とし、倍率色収差の発生を後群Ｌ２で補正可能な程度に抑制している。
【００２１】
また、有効径の大きなレンズである最も物体側に配置された正レンズは諸収差の発生量が大きいため、最も物体側に配置された正レンズには曲率半径を大きくし（屈折力を小さくし）諸収差の発生を軽減することが望まれる。このため、本実施例では、最も物体側に配置された正レンズの像側の面の曲率半径をＲＩ、前群の最も像側に配置された正レンズの物体側の面の曲率半径をＲＯするとき、
｜ＲＩ｜＞｜ＲＯ｜                  …（１）
なる条件を満足するように設定している。
更に、
５＜｜  ＲＩ  ／  ＲＯ  ｜          …（２）
なる条件を満足することが更に好ましく、本実施例のテレコンバータはこの条件を満足している。また、最も物体側に配置された正レンズの物体側の面が凸形状であれば、正の屈折力を保ったまま｜ＲＩ｜を大きくすることが可能となる。
更に、本実施例のテレコンバータは前群Ｌ１の焦点距離と後群Ｌ２の焦点距離をそれぞれｆＰ，ｆＮとするとき、
１．５＜｜ｆＰ／ｆＮ｜＜３．０      …（３）
なる条件を満足している。
【００２２】
条件式（３）はテレコンバータのアフォーカル倍率を規定する式である。条件式（３）の上限値を超えると、前群Ｌ１で発生する色収差が大きくなりすぎるため、後群Ｌ２のみの補正では不十分となり画質の劣化が大きくなってしまう。条件式（３）の下限値を超えると、前群Ｌ１での諸収差の発生量が少なくなるため、本実施例で提案するようなレンズ構成の必要性が低くなってしまう。条件式（３）の範囲は、
１．６＜｜ｆＰ／ｆＮ｜＜２．６      …（３ａ）
とするとなお良い。
【００２３】
次に数値実施例１〜３の数値データを示す。各数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目の面（第ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔、Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線を基準とした光学部材の屈折率、アッベ数を示す。主レンズ系（撮影レンズＭ）の数値データも合わせて示す。主レンズ系の数値データにおいて、最も像側の２つの平面は前述したように設計上設けたガラスブロックＧＢを構成する面である。そして、ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。
【００２４】
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，Ｆを各々非球面係数としたとき
【００２５】
【数１】
2011090346.tif 000003
【００２６】
なる式で表している。なお「ｅ±Ｚ」は「×１０±Ｚ」を意味する。
【００２７】
また前述の各条件式と数値実施例の関係を表１に示す。
（数値実施例１）
1.64倍
R 1 =   50.964      D 1 =  9.00      N 1 = 1.487490      ν1 = 70.2
R 2 = -224.857      D 2 =  0.30
R 3 =   37.531      D 3 =  4.00      N 2 = 1.487490       ν2 = 70.2
R 4 =   54.080      D 4 = 15.00
R 5 = -243.690      D 5 =  2.00      N 3 = 1.846660      ν3 = 23.9
R 6 = -100.901      D 6 =  1.50      N 4 = 1.834000      ν4 = 37.2
R 7 =   36.891      D 7 =  3.80
（数値実施例２）
1.98倍
R 1 =   47.743      D 1 = 14.64      N 1 = 1.496999      ν 1 = 81.5
R 2 = -6539.459      D 2 =  0.98
R 3 =   39.131      D 3 =  5.62      N 2 = 1.496999      ν 2 = 81.5
R 4 =   65.714      D 4 = 18.33
R 5 =  829.088      D 5 =  3.01      N 3 = 2.003300      ν 3 = 28.3
R 6 =   21.205      D 6 =  4.92
R 7 =   26.029      D 7 =  4.01      N 4 = 1.922860      ν 4 = 18.9
R 8 =   40.003      D 8 =  3.80
（数値実施例３）
2.51倍
R 1 =   86.372      D 1 = 16.47      N 1 = 1.433870      ν1 = 95.1
R 2 = -361.663      D 2 = 10.00
R 3 =   52.557      D 3 =  8.28      N 2 = 1.433870      ν2 = 95.1
R 4 =  113.013      D 4 = 36.10
R 5 = -181.942      D 5 =  4.19      N 3 = 1.922860      ν3 = 18.9
R 6 =  -57.843      D 6 =  3.48      N 4 = 2.003300      ν4 = 28.3
R 7 =   52.764      D 7 =  3.80
（主レンズ系）
f = 46.728
R 1 =   45.439      D 1 =  1.05      N 1 = 1.846660      ν1 = 23.9
R 2 =   21.972      D 2 =  4.42      N 2 = 1.603112      ν2 = 60.6
R 3 = -175.910      D 3 =  0.17
R 4 =   18.527      D 4 =  2.68      N 3 = 1.772499      ν3 = 49.6
R 5 =   49.994      D 5 = 15.72
R 6 =   40.310      D 6 =  0.60      N 4 = 1.846660      ν4 = 23.9
R 7 =    6.119      D 7 =  2.00
R 8 =  -15.571      D 8 =  0.60      N 5 = 1.772499      ν5 = 49.6
R 9 =   15.571      D 9 =  1.70
R10 =   14.649      D10 =  2.27      N 6 = 1.846660      ν6 = 23.9
R11 =  -11.573      D11 =  0.07
R12 =  -10.432      D12 =  0.60      N 7 = 1.772499      ν7 = 49.6
R13 =   49.276      D13 =  0.65
R14 =    9.009      D14 =  2.13      N 8 = 1.693500      ν8 = 53.2
R15 =  146.263      D15 =  1.25
R16 =   ∞（絞り）  D16 =  2.62
R17 =   17.860      D17 =  0.60      N 9 = 1.846660      ν9 = 23.9
R18 =    7.660      D18 =  0.45
R19 =   14.925      D19 =  1.34      N10 = 1.603112      ν10 = 60.6
R20 = -247.566      D20 =  5.54
R21 =   11.668      D21 =  2.74      N11 = 1.712995      ν11 = 53.9
R22 =   -9.023      D22 =  0.50      N12 = 1.846660      ν12 = 23.9
R23 =  -46.321      D23 =  3.32
R24 =    ∞         D24 =  2.40      N13 = 1.516330      ν13 = 64.1
R25 =    ∞
R14(非球面)
K=-1.86050e-01
B=-1.18491e-04  C=-6.43582e-07  D=6.57163e-11  E=-1.34365e-12
【００２８】
【表１】
2011090346.tif 000004
【００２９】
次に本発明のコンバータレンズを撮影光学系の前方に装着可能な撮像装置の実施例について図８を用いて説明する。
【００３０】
図８において、１０はビデオカメラ本体、１１は撮影光学系、１２は撮影光学系１１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）、１３は撮像素子１２よって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリ、１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダー、１５は本発明のコンバータレンズである。上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子１２上に形成された被写体像が表示される。
【００３１】
本発明のコンバータレンズを、このようなビデオカメラ等の撮像装置の撮影光学系の前方に着脱可能に構成することにより、光学系全体の焦点距離を変位させることが可能になる。
【符号の説明】
【００３２】
Ｃ  テレコンバータ
Ｍ  撮影レンズ（主レンズ系）
Ｌ１  前群
Ｌ２  後群
ＳＰ  開口絞り
Ｐ  ガラスブロック
Ｉ  像面
ｄ  ｄ線
ｇ  ｇ線
ｃ  ｃ線
ｆ  ｆ線
ΔＭ  ｄ線メリディオナル
ΔＳ  ｄ線サジタル
【図１】
2011090346.tif 000005
【図２】
2011090346.tif 000006
【図３】
2011090346.tif 000007
【図４】
2011090346.tif 000008
【図５】
2011090346.tif 000009
【図６】
2011090346.tif 000010
【図７】
2011090346.tif 000011
【図８】
2011090346.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月11日(2011.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群とから構成され、主レンズ系の前方に着脱可能なフロントコンバータレンズであって、
前記前群は、物体側から順に、両側の面が凸形状の第１正レンズと、該第１正レンズに対して間隔を隔てて配置された第２正レンズより構成されており、
前記後群は正レンズと負レンズより構成されており、
前記第１正レンズの像側の面の曲率半径をＲＩ、前記第２正レンズの物体側の面の曲率半径をＲＯとするとき、
５＜｜ＲＩ／ＲＯ｜
なる条件を満足することを特徴とするフロントコンバータレンズ。
【請求項２】
前記前群の焦点距離と前記後群の焦点距離をそれぞれｆＰ，ｆＮとするとき、
１．５＜｜ｆＰ／ｆＮ｜＜３．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のフロントコンバータレンズ。
【請求項３】
前記後群が、物体側から順に、第２正レンズと、該第２正レンズと接合された両凹の第２負レンズとを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフロントコンバータレンズ。
【請求項４】
前記後群が、物体側から順に、第２負レンズと、該第２負レンズに対して隔てて配置され、物体側に凸のメニスカス形状の第２正レンズとを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフロントコンバータレンズ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明のコンバータレンズは、物体側から順に、正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群とから構成され、主レンズ系の前方に着脱可能なフロントコンバータレンズであって、前記前群は、物体側から順に、両側の面が凸形状の第１正レンズと、該第１正レンズに対して間隔を隔てて配置された第２正レンズより構成されており、前記後群は正レンズと負レンズより構成されており、前記第１正レンズの像側の面の曲率半径をＲＩ、前記第２正レンズの物体側の面の曲率半径をＲＯとするとき、
５＜｜ＲＩ／ＲＯ｜
なる条件を満足することを特徴としている。