(57)【要約】【課題】  レンズ付きフイルムユニットに好適な低コストのワイドコンバージョンレンズを提供する。【解決手段】  ワイドコンバージョンレンズ１０は、像側に凹面を有する負レンズ１１と像側に凸面を有する正レンズ１２とを備え、ともに光学樹脂で形成されている。第４面１２ｂから射出瞳までの距離Ｅは１０ｍｍより小さく、負レンズ１１と正レンズ１２の焦点距離の比であるアフォーカル倍率をβは、  ０．７≦β≦０．８５を満たす。また、負レンズ１１に入射する光線の入射角をθ１，正レンズ１２を出射する該光線の出射角をθ２とし、  θ’＝Ｔａｎ-1（Ｔａｎ（θ１）・β）として求められる正レンズ１２から出射する光線の計算上の出射角θ’を用い、  Ｄ（％）＝［｛Ｔａｎ（θ’）−Ｔａｎ（θ２）｝／Ｔａｎ（θ’）］×１００として定義される歪曲収差Ｄが撮影画面の対角線上で１５％以上あることを満たす。【選択図】        図１
2005099364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側の負レンズ群と像側の正レンズ群とを備え、マスターレンズの焦点距離を短縮して撮影画角を広角にするワイドコンバージョンレンズにおいて、
アフォーカル倍率をβ、歪曲収差をＤ（％）、前記正レンズ群の最も像側の面から射出瞳までの距離をＥ（ｍｍ）としたときに、以下の条件を満足することを特徴とするワイドコンバージョンレンズ。
０．７≦β≦０．８５
Ｄ≧−１５
Ｅ＜１０
【請求項２】
前記負レンズ群は、像側に凹面を有する単一の負レンズからなり、前記正レンズ群は、像側に凸面を有する単一の正レンズからなることを特徴とする請求項１記載のワイドコンバージョンレンズ。
【請求項３】
前記負レンズ及び正レンズが光学樹脂からなることを特徴とする請求項２記載のワイドコンバージョンレンズ。
【請求項４】
前記負レンズは、像側の面が非球面であることを特徴とする請求項２又は３記載のワイドコンバージョンレンズ。
【請求項５】
前記正レンズは、像側の面が非球面であることを特徴とする請求項４記載のワイドコンバージョンレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影半画角が３０度ないし４０度の撮影レンズに適合し、撮影半画角を４５度ないし６５度に広げるワイドコンバージョンレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ用レンズアダプタとして、マスターレンズの焦点距離を短くして、より広範囲の撮影を可能にするワイドコンバージョンレンズが知られている。ワイドコンバージョンレンズは、物体側の負レンズ群と像側の正レンズ群とを備えたアフォーカル光学系からなり、主にマスターレンズの前方（物体側）に装着され、結像面の位置を変えることなく焦点距離を変更して撮影画角を広角化する。
【０００３】
従来のコンバージョンレンズには、下記特許文献１ないし８に示されるように、銀塩カメラ用、電子カメラ用、プロジェクタ用等、その用途に応じた様々な種類のものが知られている。いずれも、広い撮影画角を確保できるように、物体側の負レンズ群と像側の正レンズ群との焦点距離の比率（アフォーカル倍率）が適切に設定されている。ワイドコンバージョンレンズは、このアフォーカル倍率を小さくするほど、撮影画角を広くすることができる。従来のコンバージョンレンズでは、高屈折率の硝材を使用することで屈折面の曲率を小さくして必要な屈折力を確保しつつ諸収差の発生を抑制している。あるいは、レンズ枚数を増やすことで必要な屈折力を複数のレンズに分担させ、諸収差の発生を抑えている。
【０００４】
未露光の写真フイルムが予め内蔵され、簡易な撮影機構を備えたレンズ付きフイルムユニットが本出願人より製造・販売されている。レンズ付きフイルムユニットは、気軽に購入できる低価格性と、シャッタ操作と巻上げ操作を行うだけで写真撮影を楽しめる簡便性とを有する反面、撮影用途が限定されるという欠点を有していた。そこで、ユーザーが要望する様々な撮影用途に対応できる製品の１つとして、従来よりも広角の撮影レンズを備えたものがある（特許文献９参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２５３３１９号公報
【特許文献２】特開平９−２１９４７号公報
【特許文献３】特開２０００−１７１７０９号公報
【特許文献４】特開２０００−２４１７００号公報
【特許文献５】特開２００１−１０８８９８号公報
【特許文献６】特開２００１−２５５４６０号公報
【特許文献７】特開２００２−２１４５２９号公報
【特許文献８】特開２００２−２５８３９６号公報
【特許文献９】特開平１１−６５０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献９に記載のレンズ付きフイルムユニットは、撮影用途が広角撮影に限られてしまうという欠点がある。また、従来通りの標準撮影用レンズに装着可能なワイドコンバージョンレンズにより撮影用途を拡張しようとしても、上記各従来技術に示されるものでは、光学ガラスが使用されていること、レンズ枚数が多いことが要因となって製造コストが高く、重量やコンパクト性の点で難があることから、気軽に持ち歩くことのできるレンズ付きフイルムユニットに適していないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、アフォーカル倍率を極端に小さくすることなく広い撮影画角を確保でき、軽量さとコンパクト性に加えて低価格性を有し、レンズ付きフイルムユニットに好適な構成とすることができるワイドコンバージョン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】
【０００８】
本発明のワイドコンバージョンレンズは、物体側の負レンズ群と像側の正レンズ群とによるアフォーカル倍率βの大きさを０．７以上０．８５以下とし、マイナス側に１５％以上の歪曲収差を有し、最も像側の面から射出瞳までの距離を１０ｍｍより小さくしたものである。アフォーカル倍率が下限値より小さい場合、焦点距離を短縮する作用を確保するために物体側の負レンズ群のパワーが大きくなり、レンズ枚数を抑えたときに諸収差の補正が困難になる。一方、アフォーカル倍率が上限値より大きい場合、焦点距離を短縮する作用が小さくなり、本発明の目的を達することが不可能となる。また、負の歪曲収差の大きさに応じて像の結像位置が光軸に近づくことを利用し、歪曲収差による結像位置の変化分だけ広い範囲を撮影画面内に収めるようにすることで、特に対角方向に関して撮影範囲が大きく広がることを期待できる。このため、最大像高となる撮影画面対角線上における負の歪曲収差が１５％より小さくなると、撮影画角を広げる作用が得られなくなる。アフォーカル光学系の射出瞳をその像側最後面から１０ｍｍ以内の位置とすることは、レンズ付きフイルムユニットのように、１枚又は２枚の簡易な構成の撮影レンズに装着されることを前提としたときに、マスターレンズとの間隔が大きくなることによるアダプタレンズの大口径化を防ぐものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アフォーカル倍率を小さくすることなく、歪曲を残存させることにより、広い撮影画角を確保できるワイドコンバージョンレンズが実現できる。また、１枚の負レンズと１枚の正レンズで構成されるアフォーカル光学系に対して、屈折率が比較的小さい光学樹脂を使用でき、製造コストが従来に比べて大幅に低いワイドコンバージョンレンズを得ることができる。さらに、残存したマイナス側の歪曲により、画像の周辺部が樽型に歪み、魚眼レンズを使用した撮影と同様な視覚的効果のある撮影が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
[実施例１]
図１において、ワイドコンバージョンレンズ１０は、負レンズ１１と正レンズ１２とからなる。負レンズ１１は、物体側に凸の第１面１１ａと、像側に凹の第２面１１ｂとを有するメニスカス形状をしている。第２面１１ｂは、非球面に形成されている。正レンズ１２は、物体側に凹の第３面１２ａと、第３面１２ａよりも曲率が大きい像側に凸の第４面１２ｂとを有するメニスカス形状をしている。以下の表１に、ワイドコンバージョンレンズ１０のレンズデータを示す。
【００１１】
【表１】
2005099364.tif 000003
【００１２】
なお、屈折率と分散は、ｄ線（５８７．６ｎｍ）に対するものである。また、表中の曲率半径の欄に示す「＊」は、該当する面が非球面であることを表すもので、非球面の式
Ｚ＝ｃｈ2 ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）ｃ2 ｈ2 ｝］
＋Ａｈ4 ＋Ｂｈ6 ＋Ｃｈ8 ＋Ｄｈ10
を満たすように形成される。以下に示す他の実施例についても同様である。なお、式中ｃは曲率半径の逆数（＝１／Ｒ）、ｈは光軸から高さを表す。また、非球面係数を表２に示す。
【００１３】
【表２】
2005099364.tif 000004
【００１４】
負レンズ１１の焦点距離ｆ１（ｍｍ）と、正レンズ１２の焦点距離ｆ２（ｍｍ）はそれぞれ、ｆ１＝−５７．０２、ｆ２＝８０．９６であり、アフォーカル倍率βは
β＝−（ｆ１／ｆ２）＝０．７０４
である。また、ワイドコンバージョンレンズ１０の最も像側の面である第４面１２ｂと射出瞳までの距離Ｅ（ｍｍ）は、表１よりＥ＝５である。なお、この射出瞳は、周知のようにアフォーカル系を透過して出射した光束が、その像側の空間で必ず通る領域を表し、マスターレンズの入射瞳と合致する。
【００１５】
本発明の特徴値である歪曲収差Ｄ（％）は、以下の式で定義される。
Ｄ（％）＝［｛Ｔａｎ（θ’）−Ｔａｎ（θ２）｝／Ｔａｎ（θ’）］×１００
なお、θ’は、
θ’＝Ｔａｎ-1（Ｔａｎ（θ１）・β）
で定義され、θ１はワイドコンバージョンレンズに入射する主光線と光軸とのなす角、θ２はワイドコンバージョンレンズを出射した該主光線と光軸とのなす角であり、θ２はマスターレンズの撮影半画角と等しくなる。θ’は、上式のように、θ１の正接にアフォーカル倍率を乗じることで、レンズを出射した光束の主光線と光軸との計算上におけるなす角を定義するものである。これらの特徴値は、後述する他の実施例についても同様に適用する。歪曲収差Ｄは、計算上の出射角θ’に対し、実際の出射角θ２との差分の比率として求められ、本実施例については、θ１＝６０（度）のとき，θ２＝３５．３７（度），θ’＝５０．６６（度）となり、歪曲収差Ｄを百分率で示し、Ｄ＝−４２である。
【００１６】
本実施例の収差図を図２に示す。なお、この収差図は、米Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｓｅｒｃｈ社製のＣｏｄｅＶ（商品名）を使用して、像面湾曲と歪曲収差について、理想レンズの焦点距離を３２ｍｍとして計算した結果を示したものである。図２（ａ）は、像面湾曲を子午像面（Ｔ）、球欠像面（Ｓ）について示しており、図２（ｂ）は歪曲収差を示している。また、本実施例を含む以下の実施例に共通するが、レンズ付きフイルムユニットのようにマスターレンズとして１枚あるいは２枚構成の撮影レンズを用いることを前提とし、この簡易な構成としたマスターレンズに残存するマイナス側の像面湾曲を打ち消すために、像高の高い周辺部でプラス側の像面湾曲を発生させている。
【００１７】
[実施例２] 
図３において、ワイドコンバージョンレンズ２０は、負レンズ２１と正レンズ２２とからなる。負レンズ２１は、物体側に凹の第１面２１ａと、第１面２１ａよりも曲率の大きい像側に凹の第２面２１ｂとを有する両凹形状をしている。第２面２１ｂは、非球面に形成されている。正レンズ２２は、物体側に凹の第３面２２ａと、第３面２２ａよりも曲率が大きい像側に凸の第４面２２ｂとを有するメニスカス形状をしている。第４面２２ｂは、非球面に形成されている。以下の表３及び表４に、ワイドコンバージョンレンズ２０のレンズデータ、非球面係数を示す。
【００１８】
【表３】
2005099364.tif 000005
【００１９】
【表４】
2005099364.tif 000006
【００２０】
負レンズ２１の焦点距離ｆ１（ｍｍ）と、正レンズ２２の焦点距離ｆ２（ｍｍ）はそれぞれ、ｆ１＝−４５．３８、ｆ２＝５９．２６であり、アフォーカル倍率βは
β＝−（ｆ１／ｆ２）＝０．７６６
である。また、ワイドコンバージョンレンズ２０の最後面と射出瞳までの距離Ｅ（ｍｍ）は、表３よりＥ＝５である。歪曲収差Ｄ（％）は、θ１＝５６（度）のとき，θ２＝３３．６７（度），θ’＝４８．６３（度）となり、Ｄ＝−４１である。図４に、本実施例の収差図を示す。
【００２１】
[実施例３]
図５において、ワイドコンバージョンレンズ３０は、負レンズ３１と正レンズ３２とからなる。負レンズ３１は、曲率が小さい物体側に凸の第１面３１ａと、像側に凹の第２面３１ｂとを有するメニスカス形状をしている。第２面３１ｂは非球面に形成されている。正レンズ３２は、物体側に凹の第３面２２ａと、第３面２２ａよりも曲率が大きく像側に凸の第４面３２ｂとを有するメニスカス形状をしている。第４面３２ｂは非球面に形成されている。以下の表５及び表６に、ワイドコンバージョンレンズ３０のレンズデータ、非球面係数を示す。
【００２２】
【表５】
2005099364.tif 000007
【００２３】
【表６】
2005099364.tif 000008
【００２４】
負レンズ３１の焦点距離ｆ１（ｍｍ）と、正レンズ３２の焦点距離ｆ２（ｍｍ）はそれぞれ、ｆ１＝−５６．８、ｆ２＝７４．１７であり、アフォーカル倍率βは
β＝−（ｆ１／ｆ２）＝０．７６６
である。また、ワイドコンバージョンレンズ３０の最後面と射出瞳までの距離Ｅ（ｍｍ）は、表５よりＥ＝５である。歪曲収差Ｄ（％）は、θ１＝５６（度）のとき，θ２＝３３．１９（度），θ’＝４８．６３（度）となり、Ｄ＝−４２である。図６に、本実施例の収差図を示す。
【００２５】
[実施例４]
図７において、ワイドコンバージョンレンズ４０は、負レンズ４１と正レンズ４２とからなる。負レンズ４１は、物体側に凹の第１面４１ａと、第１面４１ａよりも曲率が大きく像側に凹の第２面４１ｂとを有する両凹形状をしている。第２面４１ｂは非球面に形成されている。正レンズ４２は、物体側に凸の第３面４２ａと、像側に凸の第４面４２ｂとを有する両凸形状をしている。第４面４２ｂは非球面に形成されている。以下の表７及び表８に、ワイドコンバージョンレンズ４０のレンズデータ、非球面係数を示す。
【００２６】
【表７】
2005099364.tif 000009
【００２７】
【表８】
2005099364.tif 000010
【００２８】
負レンズ４１の焦点距離ｆ１（ｍｍ）と、正レンズ４２の焦点距離ｆ２（ｍｍ）はそれぞれ、ｆ１＝−２９．５８、ｆ２＝３８．６３であり、アフォーカル倍率βは
β＝−（ｆ１／ｆ２）＝０．７６６
である。また、ワイドコンバージョンレンズ４０の最後面と射出瞳までの距離Ｅ（ｍｍ）は、表７よりＥ＝５である。歪曲収差Ｄ（％）は、θ１＝５６（度）のとき，θ２＝３５．１４（度），θ’＝４８．６２（度）となり、Ｄ＝−３８である。図８に、本実施例の収差図を示す。
【００２９】
[実施例５]
図９において、ワイドコンバージョンレンズ５０は、負レンズ５１と正レンズ５２とからなる。負レンズ５１は、曲率の小さい物体側に凸の第１面５１ａと、像側に凹の第２面５１ｂとを有するメニスカス形状をしている。第２面５１ｂは非球面に形成されている。正レンズ５２は、物体側に凹の第３面５２ａと、第３面５２ａよりも曲率が大きく像側に凸の第４面５２ｂとを有するメニスカス形状をしている。以下の表９及び表１０に、ワイドコンバージョンレンズ５０のレンズデータ、非球面係数を示す。
【００３０】
【表９】
2005099364.tif 000011
【００３１】
【表１０】
2005099364.tif 000012
【００３２】
負レンズ５１の焦点距離ｆ１（ｍｍ）と、正レンズ５２の焦点距離ｆ２（ｍｍ）はそれぞれ、ｆ１＝−８０．０、ｆ２＝９６．７２であり、アフォーカル倍率βは
β＝−（ｆ１／ｆ２）＝０．８２７
である。また、ワイドコンバージョンレンズ５０の最後面と射出瞳までの距離Ｅ（ｍｍ）は、表９よりＥ＝５である。歪曲収差Ｄ（％）は、θ１＝４７（度）のとき，θ２＝３３．６３（度），θ’＝４１．５７（度）となり、Ｄ＝−２５である。図１０に、本実施例の収差図を示す。
【００３３】
[実施例６]
図１１において、ワイドコンバージョンレンズ６０は、負レンズ６１と正レンズ６２とからなる。負レンズ６１は、曲率が小さい物体側に凹の第１面６１ａと、像側に凹の第２面６１ｂとを有する両凹形状をしている。第２面６１ｂは、非球面に形成されている。正レンズ６２は、物体側に凹の第３面６２ａと、第３面６２ａよりも曲率が大きい像側に凸の第４面６２ｂとを有するメニスカス形状をしている。以下の表１１及び表１２に、ワイドコンバージョンレンズ６０のレンズデータ、非球面係数を示す。
【００３４】
【表１１】
2005099364.tif 000013
【００３５】
【表１２】
2005099364.tif 000014
【００３６】
負レンズ６１の焦点距離ｆ１（ｍｍ）と、正レンズ６２の焦点距離ｆ２（ｍｍ）はそれぞれ、ｆ１＝−７６．１７、ｆ２＝９２．１１であり、アフォーカル倍率βは
β＝−（ｆ１／ｆ２）＝０．８２７
である。また、ワイドコンバージョンレンズ６０の最後面と射出瞳までの距離Ｅ（ｍｍ）は、表１１よりＥ＝５である。歪曲収差Ｄ（％）は、θ１＝４７（度）のとき，θ２＝３３．２９（度），θ’＝４１．５７（度）となり、Ｄ＝−２６である。図１２に、本実施例の収差図を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施例のワイドコンバージョンレンズの構成図である。
【図２】第１実施例の像面湾曲と歪曲収差を示す収差図である。
【図３】第２実施例のワイドコンバージョンレンズの構成図である。
【図４】第２実施例の像面湾曲と歪曲収差を示す収差図である。
【図５】第３実施例のワイドコンバージョンレンズの構成図である。
【図６】第３実施例の像面湾曲と歪曲収差を示す収差図である。
【図７】第４実施例のワイドコンバージョンレンズの構成図である。
【図８】第４実施例の像面湾曲と歪曲収差を示す収差図である。
【図９】第５実施例のワイドコンバージョンレンズの構成図である。
【図１０】第５実施例の像面湾曲と歪曲収差を示す収差図である。
【図１１】第６実施例のワイドコンバージョンレンズの構成図である。
【図１２】第６実施例の像面湾曲と歪曲収差を示す収差図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０，２０，３０，４０，５０，６０  ワイドコンバージョンレンズ
１１，２１，３１，４１，５１，６１  負レンズ
１２，２２，３２，４２，５２，６２  正レンズ
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ  第１面
１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ，６１ｂ  第２面
１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ  第３面
１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ，６２ｂ  第４面
【図１】
2005099364.tif 000015
【図２】
2005099364.tif 000016
【図３】
2005099364.tif 000017
【図４】
2005099364.tif 000018
【図５】
2005099364.tif 000019
【図６】
2005099364.tif 000020
【図７】
2005099364.tif 000021
【図８】
2005099364.tif 000022
【図９】
2005099364.tif 000023
【図１０】
2005099364.tif 000024
【図１１】
2005099364.tif 000025
【図１２】
2005099364.tif 000026