(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主レンズ系の像面側に着脱可能に装着される負の屈折力のリアコンバーターレンズであって、物体側から像側へ順に、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レンズ群より構成され、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、両レンズ面が凹面の第２１レンズ、両レンズ面が凸面の第２２レンズ、物体側のレンズ面が凹面であって、物体側のレンズ面の屈折力の絶対値が像面側のレンズ面の屈折力の絶対値よりも大きい負の屈折力の第２３レンズより構成され、前記第２１レンズと前記第２２レンズと前記第２３レンズが接合されており、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の光軸上の間隔をＢＤ２、前記リアコンバーターレンズの全系の焦点距離をＦｔｌとしたとき、
０．０９＜｜ＢＤ２／Ｆｔｌ｜＜０．２０
なる条件式を満足することを特徴とするリアコンバーターレンズ。
【請求項２】
前記第２レンズ群の焦点距離をＦ２としたとき、
０．２＜Ｆ２／Ｆｔｌ＜０．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のリアコンバーターレンズ。
【請求項３】
前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群は、それぞれ正レンズと負レンズを有することを特徴とする請求項１または２に記載のリアコンバーターレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカスレンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより構成され、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、像側に凸面を向けた正レンズと負レンズより構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリアコンバーターレンズ。
【請求項５】
前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、像側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカスレンズと、両レンズ面が凹面の負レンズより構成されていることを特徴とする請求項４に記載のリアコンバーターレンズ。
【請求項６】
前記第１レンズ群の焦点距離をＦ１、前記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、前記第３レンズ群の焦点距離をＦ３としたとき、
０．６＜｜Ｆ１／Ｆｔｌ｜＜１．０
０．２＜Ｆ２／Ｆｔｌ＜０．５
１．０＜｜Ｆ３／Ｆｔｌ｜＜２．０
なる条件式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項に記載のリアコンバーターレンズ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のリアコンバーターレンズを有することを特徴とする光学系。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のリアコンバーターレンズを有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ系の後方に着脱可能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リアコンバーターレンズ及びそれを用いた光学機器に関し、デジタルカメラ，ビデオカメラ，電子スチルカメラ，そして銀塩写真用カメラ等に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、一眼レフレックスカメラでは交換レンズ（主レンズ系）とカメラ本体の間に負の焦点距離(屈折力)のレンズ（リアコンバーターレンズ）を着脱自在に装着して全系の焦点距離を拡大することが広く実施されている。この方式は撮影レンズの焦点距離を容易に拡大でき、且つ、撮影レンズの物体側に装着するタイプのものよりレンズ系全体がコンパクトにできるという利点がある。しかしながら、この方式は全系の焦点距離の拡大倍率に比例して開放Ｆナンバーが大きくなる、即ちレンズ系全体の明るさを低減させる欠点がある。
【０００３】
また、多くの撮影レンズは普通単体で用いられるために、そのレンズ系のみの諸収差は良好に補正されているが、リアコンバーターレンズを装着した場合はその拡大倍率が大きくなるほど、それに比例して主レンズ系の残存収差が拡大される。この為、多くの場合リアコンバーターレンズを主レンズ系に装着すると画質を悪化させることになる。
【０００４】
例えばリアコンバーターレンズを主レンズ系に装着したときの拡大倍率が２倍であった場合は、横収差は２倍に拡大され画質が悪化してゆくことになる。また縦収差は拡大倍率の自乗倍つまり４倍に拡大されるが、リアコンバーターレンズの場合は主レンズ系のＦナンバーも２倍に拡大つまり暗くなるため、結局は縦収差も単位焦点深度当たり２倍に拡大されて悪化してゆくことになる。
【０００５】
そのため、リアコンバーターレンズを主レンズ系に装着した時の全系の諸収差を良好に維持するためには、リアコンバーターレンズ自体の諸収差を良好に補正しておく必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
リアコンバーターレンズは負の屈折力を持っており、それ自体が大きな負のペッツバール和を有しているため、主レンズ系に装着すると、多くの場合像面湾曲を悪化させる性質がある。
【０００７】
また、通常リアコンバーターレンズを交換レンズ（主レンズ系）に装着した時、撮影絞りは交換レンズが有しているため、交換レンズ内の絞りを用いる。このために、リアコンバーターレンズ内では、軸外光束の主光線が光軸と交差することがなく、光軸の上方と下方を通過する。この為、光軸外を通過することにより発生する諸収差を相殺することが困難なレンズ形態であるという性質がある。
【０００８】
特公昭６１−１３２０６号公報では、正，負，正の屈折力のレンズ群より成る３群構成の光学系で、球面収差、コマ収差等を小さく抑え良好な性能を有したリアコンバーターレンズを提案している。
【０００９】
しかし、同公報で開示されている光学系は全系がコンパクトであるが、構成する各レンズ群の屈折力が強いため、負のペッツバール和が残っていた。
【００１０】
一般にリアコンバーターレンズの各レンズ群の屈折力を強くすると、所定の拡大倍率は容易に得られるが、各レンズの収差に対する敏感度が高くなり、製造が難しくなってくる。
【００１１】
本発明は、諸収差を良好に補正した、中でも像面湾曲を良好に補正し、主レンズ系に装着したときでも、常に高い光学性能が得られるリアコンバーターレンズ及びそれを用いた光学機器の提供を目的とする。
【００１２】
この他、本発明は各レンズ群の収差に対する敏感度を軽減し、製造しやすく、高い光学性能を容易に維持することができるリアコンバーターレンズ及びそれを用いた光学機器の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のリアコンバーターレンズは、主レンズ系の像面側に着脱可能に装着される負の屈折力のリアコンバーターレンズであって、物体側から像側へ順に、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レンズ群より構成され、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、両レンズ面が凹面の第２１レンズ、両レンズ面が凸面の第２２レンズ、物体側のレンズ面が凹面であって、物体側のレンズ面の屈折力の絶対値が像面側のレンズ面の屈折力の絶対値よりも大きい負の屈折力の第２３レンズより構成され、前記第２１レンズと前記第２２レンズと前記第２３レンズが接合されており、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の光軸上の間隔をＢＤ２、前記リアコンバーターレンズの全系の焦点距離をＦｔｌとしたとき、
０．０９＜｜ＢＤ２／Ｆｔｌ｜＜０．２０
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００１５】
請求項２の発明は請求項１の発明において、前記第２レンズ群の焦点距離をＦ２としたとき、
０．２＜Ｆ２／Ｆｔｌ＜０．５
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００１６】
請求項３の発明は１又は２の発明において、前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群は、それぞれ正レンズと負レンズを有することを特徴としている。
【００１７】
請求項４の発明は請求項１乃至３のいずれか１項の発明において、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカスレンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより構成され、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、像側に凸面を向けた正レンズと負レンズより構成されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項５の発明は請求項４の発明において、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、像側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカスレンズと、両レンズ面が凹面の負レンズより構成されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項６の発明は請求項１乃至５のいずれか１項の発明において、前記第１レンズ群の焦点距離をＦ１、前記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、前記第３レンズ群の焦点距離をＦ３としたとき、
０．６＜｜Ｆ１／Ｆｔｌ｜＜１．０
０．２＜Ｆ２／Ｆｔｌ＜０．５
１．０＜｜Ｆ３／Ｆｔｌ｜＜２．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００２０】
請求項７の発明の光学系は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のリアコンバーターレンズを有することを特徴としている。
【００２１】
請求項８の発明の光学機器は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のリアコンバーターレンズを有することを特徴としている。
【００２２】
【発明を実施するための最良の形態】
図１は、主撮影レンズ(主レンズ系)の像面側に本発明の実施例１に係る数値実施例１のリアコンバーターレンズを着脱可能に装着した時のレンズ断面図である。主レンズ系としてここでは一例のみを挙げているが、主撮影レンズは後述する数値実施に限らずどのようなレンズ系であっても構わない。
【００２３】
また、図３、図５はそれぞれ、本発明の参考例１に係る数値実施例２、本発明の実施例２に係る数値実施例３のリアコンバーターレンズ単体のレンズ断面図を示している。
【００２４】
図２、図４、図６は数値実施例１，２，３のリアコンバーターレンズを主撮影レンズ系に装着したときの無限遠物体撮影時の収差図である。
【００２５】
リアコンバーターレンズＲＣＬは物体側から像側へ順に（以下単に「物体側から順に」ともいう。）空気間隔を境に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３で構成されている。
【００２６】
さらに前記第２レンズ群Ｌ２は、物体側より順に両レンズ面が凹面の負の屈折力を有する第２１レンズ、正の屈折力を有する両レンズ面が凸面の第２２レンズ群、物体側のレンズ面の屈折力の絶対値が像面側のレンズ面の屈折力の絶対値よりも大きい負の屈折力の第２３レンズより構成されている。
【００２７】
全系の屈折力配置及び第２レンズ群内の構成を前記のようにすることで、実施例１，２及び参考例１によるリアコンバーターレンズは、ペッツバール和が負の方向に増大するのを抑えつつ、リアコンバーターレンズ全体で必要な負の屈折力を無理なく発生させることを容易としている。これによって主撮影レンズに装着したときの全系の焦点距離を大きく拡大(拡大倍率２程度)しながらも特に像面湾曲の悪化を効果的に抑制している。
【００２８】
さらに、前記第２レンズ群と第３レンズ群は比較的大きな空気間隔を有し配置した構成になっている。
【００２９】
これにより第２レンズ群の負の屈折力と第３レンズ群の正の屈折力を極端に強くせずに、リアコンバーターレンズ全系の負の屈折力即ち拡大倍率の確保と収差補正のバランスを良好に維持することを容易としている。
【００３０】
ここで、この前記第２レンズ群と第３レンズ群間の空気間隔（光軸上の間隔）ＢＤ２と、リアコンバーターレンズ全系の焦点距離Ｆｔｌは
０．０９＜｜ＢＤ２／Ｆｔｌ｜＜０．２０・・・（１）
を満足するようにしている。
【００３１】
条件式（１）の下限を超えると、全系での負の屈折力を確保すること及び収差補正のために各レンズ群の屈折力を強くすることが必要となる。そのため、ペッツバール和の負の方向への増大を引き起こし、像面湾曲の補正が困難になるので望ましくない。また同時に各レンズの収差に対する敏感度も高くなり、製造上、安定した性能を得ることが困難になるため、やはり望ましくない。一方、条件式（１）の上限を超えると、全長が長くなると共に第３群の有効径が増大することになるため、光学系全体が大型化し望ましくない。
【００３２】
尚、条件式（１）の数値範囲は
０．０９  ＜  ｜  ＢＤ２／Ｆｔｌ  ｜  ＜  ０．１４  ・・・（１ａ）
とするのが更に好ましい。
【００３３】
以上説明したように、実施例１，２によれば、特にリアコンバーターレンズで増大しやすい像面湾曲が良好に補正され、他諸収差も良好に補正された高性能なリアコンバーターレンズが実現できる。
【００３４】
本発明の初期の目的とするリアコンバーターレンズは、以上の構成により達成されるが、更に高い光学性能を得るためには次の条件のうち少なくとも１つを満足すことが望ましい。
【００３５】
◎前記第２１レンズと第２２レンズ、そして第２３レンズは、互いに接合されていることである。
【００３６】
実施例１，２によるリアコンバーターレンズは、第２レンズ群内の３枚のレンズを第２２レンズの両レンズ面で接合させることで、より望ましい実施形態となる。第２レンズ群内の３枚のレンズを接合した形態にすると、第１レンズ群から入射した光束が第２レンズ群内を通過する際、各レンズの入射面及び射出面で強い屈折を起こしジグザクな径路を辿ることがなくなり、この結果球面収差やコマ収差の発生が少なくなる。
【００３７】
◎前記第２レンズ群の焦点距離をＦ２としたとき、
０．２  ＜  Ｆ２／Ｆｔｌ  ＜  ０．５  ・・・（２）
を満足することである。
【００３８】
条件式（２）の下限を超えると、リアコンバーターレンズ全系で所定の拡大倍率を得るための負の屈折力を確保することが難しくなると共に光学系全体の大型化を招き望ましくない。また条件式（２）の上限を超えると、ペッツバール和の負の方向の増大により像面湾曲の補正が困難となり望ましくない。
【００３９】
条件式（２）の数値範囲を
０．２３  ＜  Ｆ２／Ｆｔｌ  ＜０．４  ・・・（２ａ）
とするのが更に好ましい。
【００４０】
◎前記第１レンズ群及び第３レンズ群は、それぞれ正レンズと負レンズを有していることである。
【００４１】
正の屈折力を持つ第１レンズ群と第３レンズ群にそれぞれに少なくとも正レンズと負レンズが一枚ずつ配置されることで、各レンズ群での収差補正が容易になり高性能な光学系の実現が容易となる。
【００４２】
◎前記第１レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカスレンズ、両レンズ面が凸面のレンズ、前記第３レンズ群は物体側より順に、像側に凸面を向けた正レンズと負レンズより成ることである。
【００４３】
第１，第３レンズ群をこのように構成することにより拡大倍率を増加させても良好なる光学性能の確保が容易となる。
【００４４】
特に第３レンズ群の正レンズを像側に凸面を向けた正レンズとすることで、非点隔差を良好に補正することができ、高性能なリアコンバーターレンズを実現することが容易になる。
【００４５】
◎前記第１レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカスレンズ、両レンズ面が凸面の正レンズ、前記第３レンズ群は物体側より順に、像側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカスレンズ、両レンズ面が凹面の負の屈折力のレンズより成ることである。
【００４６】
第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をＦ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をＦ２、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をＦ３としたとき、
０．６ ＜ ｜ Ｆ１／Ｆｔｌ ｜ ＜ １．０ ・・・（３）
０．２ ＜ Ｆ２／Ｆｔｌ ＜ ０．５ ・・・（２）
１．０ ＜ ｜ Ｆ３／Ｆｔｌ ｜ ＜ ２．０ ・・・（４）
を満足することである。
【００４７】
条件式（３）の上限値を超えると第２レンズ群に入射する光束の光軸からの高さが大きくなり、第２レンズ群以降のレンズ群が大型化し全系のコンパクト化が困難となり、
条件式（３）の下限値を超えると球面収差や非点隔差等の収差の悪化を招くと共に、各収差に対する敏感度も非常に高くなり製造上の安定性も悪くなり、望ましくない。
【００４８】
条件式（４）の上限値を超えると像面湾曲等の収差の補正が不足となり望ましくない。
【００４９】
条件式（４）の下限値を超えると逆に補正過剰となると共に、バックフォーカスが長くなり全系のコンパクト化が困難になるため望ましくない。
【００５０】
◎各レンズ群の負レンズの材質には比較的高屈折率（おおよそ１．７以上程度）の硝材を使用し、正レンズには比較的低屈折率（おおよそ１．６以下程度）の硝材を使用することが良い。
【００５１】
これによればペッツバール和が良好に補正でき、より好適な実施形態を得られる。
【００５２】
以下に、本発明による実施例１，２と参考例１のリアコンバーターレンズとそれを装着する主撮影レンズの実施例数値データを示す。これらの数値実施例において、ｉは物体側からの順番を示し、ｒｉは物体側から順に第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側から順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目との間のレンズ厚又は空気間隔、ｎｉとνｉはそれぞれ物体側から順に第ｉ番目の光学部材のｄ線における屈折率とアッベ数である。
【００５３】
主撮影レンズの数値実施例において最初と最終の２つのレンズ面はフェースプレートやフィルター等のガラスブロックである。又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
【００５４】
【外１】
0004695768.tif 000002
【００５５】
【外２】
0004695768.tif 000003
【００５６】
【外３】
0004695768.tif 000004
【００５７】
【外４】
0004695768.tif 000005
【００５８】
【表１】
0004695768.tif 000006
【００５９】
次に，本発明のリアコンバーターレンズを主撮影レンズとカメラ本体との間に装着した一眼レフカメラシステムの実施形態を、図７を用いて説明する。図７において，１０は一眼レフカメラ本体，１１は本発明のリアコンバーターレンズを主撮影レンズに装着した撮影光学系，１２は撮影光学系１１を通して得られる被写体象を記録するフィルムや撮像素子などの記録手段，１３は撮影光学系からの被写体像を観察するファインダー光学系，１４は撮影光学系からの被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。
【００６０】
このように本発明の撮影光学系を一眼レフカメラ交換レンズ等の光学機器に適用することにより、高い光学性能を有した焦点距離を長い方に拡大した焦点距離でありながらも非常にコンパクトな光学機器が実現できる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、諸収差を良好に補正した、中でも像面湾曲を良好に補正し、主レンズ系に装着したときでも、常に高い光学性能が得られるリアコンバーターレンズ及びそれを用いた光学機器を達成することができる。
【００６２】
この他本発明によれば、各レンズ群の収差に対する敏感度を軽減し、製造しやすく、高い光学性能を容易に維持することができるリアコンバーターレンズ及びそれを用いた光学機器を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 数値実施例１のリアコンバーターレンズを主撮影レンズに装着時の断面図
【図２】 数値実施例１のリアコンバーターレンズを主撮影レンズに装着時の収差図
【図３】 数値実施例２のリアコンバーターレンズの断面図
【図４】 数値実施例２のリアコンバーターレンズを主撮影レンズに装着時の収差図
【図５】 数値実施例３のリアコンバーターレンズの断面図
【図６】 数値実施例３のリアコンバーターレンズを主撮影レンズに装着時の収差図
【図７】 本発明の光学機器の実施形態の要部概略図
【符号の説明】
ＳＰ：絞り
ＩＰ：像面
ＭＬ：主撮影レンズ
ＲＣＬ：リアコンバーターレンズ
Ｓ：サジタル像面
Ｍ：メリジオナル像面
ｄ：ｄ線
１０：カメラ本体
１１：撮影光学系
１２：記録手段
１３：ファインダー光学系
１４：クイックリターンミラー
１５：ピント板
１６：ペンタプリズム
１７：接眼レンズ
【図１】
0004695768.tif 000007
【図２】
0004695768.tif 000008
【図３】
0004695768.tif 000009
【図４】
0004695768.tif 000010
【図５】
0004695768.tif 000011
【図６】
0004695768.tif 000012
【図７】
0004695768.tif 000013