(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
撮影レンズの像側に装着し、その焦点距離を拡大するリアコンバージョンレンズであって、物体側から順に負レンズと正レンズの接合から成る第1レンズ群と、負レンズと正レンズの接合から成る第2レンズ群と、正レンズと負レンズの接合から成る負の屈折力を有する第3レンズ群と、負レンズから成る負の屈折力を有する第4レンズ群と、正レンズと負レンズと正レンズの接合から成る正の屈折力を有する第5レンズ群とから構成され、前記第2レンズ群の負レンズと前記第3レンズ群の負レンズのうち少なくとも1枚の負レンズは下記の条件式を満足することを特徴とするリアコンバージョンレンズ。
(1) 0.008<θgFn−0.64826+0.0018008×νdn
(2) 60<νdn
θgFn:前記第2レンズ群の負レンズと前記第3レンズ群の負レンズのうち少なくとも1枚の負レンズの部分分散比
νdn :前記第2レン群の負レンズと前記第3レンズ群の負レンズのうち少なくとも
1枚の負レンズのd線のアッベ数
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明のリアコンバージョンレンズは、第1の発明として、
図5、
図8及び
図11に示す本発明の実施例1から実施例3のリアコンバージョンレンズのレンズ構成図からわかるように、物体側から順に負レンズと正レンズの接合から成る第1レンズ群と、負レンズと正レンズの接合から成る第2レンズ群と、正レンズと負レンズの接合から成る負の屈折力の第3レンズ群と、負レンズから成る第4レンズ群と、少なくとも正レンズと負レンズの接合レンズ、および正レンズから成る正の屈折力の第5レンズ群とから構成されている。
【0016】
このような構成をとることにより、第1の発明であるリアコンバージョンレンズは、負の屈折力の第3レンズ群と負の屈折力の第4レンズ群のもつ負のペッツバール和を正の屈折力の第5レンズ群で補正することが可能であり、また第3レンズ群と第4レンズ群の持つ球面収差を比較的軸上光束の径の大きい第1レンズ群と第2レンズ群で効果的に補正することが可能であり、さらに第3レンズ群と第4レンズ群の持つ正の歪曲収差を像面に近い第5レンズ群で効果的に補正することが可能である。
【0017】
また本発明では、以下のことを考慮し条件式(1)と(2)を設定した。リアコンバージョンレンズで発生する倍率色収差の2次スペクトルを、第2レンズ群の負レンズと第3レンズ群の負レンズのうち少なくとも1枚の負レンズの部分分散比、アッベ数を制約することにより抑制した。ただし、この制約は負レンズの屈折率を下げるため、一般的なリアコンバージョンレンズのペッツバール和の負への偏移抑制手法である負レンズ硝材に高屈折率硝材を用いる手法が使用できない。そのため本発明では、さらに第3レンズ群と第4レンズ群の構成を以下のようにすることで、ペッツバール和の負への偏移を抑制した。すなわち、負の屈折力を有する第3レンズ群と、負レンズから成る第4レンズ群との軸上間隔が大きくなるように第3レンズ群の最も像側の負レンズの像側の面を像側に対し凹面に、第4レンズ群の最も物体側の負レンズの物体側の面を物体側に対し凹面にし、そのレンズ間隔を大きく広げることで、第3レンズ群および第4レンズ群の各群の負の屈折力を弱くしたまま、第3レンズ群と第4レンズ群の合成系の負の屈折力が確保できるようにし、ペッツバール和の負への偏移を抑制した。これにより倍率色収差の2次スペクトルの発生と、ペッツバール和の負への偏移を同時に抑制することを可能とした。
【0018】
さらに、以下のことを考慮し条件式(3)を設定した。本発明は、カメラ側のマウント部分の機構と干渉するリスクを避け、レンズ鏡筒の外径を小さくするため、前記第5レンズ群の焦点距離とリアコンバージョンレンズの焦点距離の比を規定し、ペッツバール和の負への偏移と正の歪曲収差を抑えつつ最も像側のレンズの有効径を制限することを可能とした。
【0019】
さらに、以下のことを考慮し条件式(4)を設定した。本発明は、前記第1レンズ群を構成する負レンズと正レンズの屈折率の比を規定することにより、リアコンバージョンレンズのペッツバール和を適正に保ち、色収差の発生を抑え良好な画質を得ることを可能とした。
【0020】
さらに、以下のことを考慮し条件式(5)を設定した。本発明ではリアコンバージョンレンズの拡大倍率範囲を規定することにより、良好な画質を得ることができる範囲を保証した。
【0021】
また、第1の発明のリアコンバージョンレンズは、以下に示す条件式(1)乃至(2)を満足することを特徴とする。
(1) 0.008<θgFn−0.64826+0.0018008×νdn
(2) 60<νdn
θgFn:前記第2レンズ群の負レンズと前記第3レンズ群の負レンズのうち少なくとも1枚の負レンズの部分分散比
νdn :前記第2レンズ群の負レンズと前記第3レンズ群の負レンズのうち少なくとも1枚の負レンズのd線のアッベ数
【0022】
条件式(1)はリアコンバージョンレンズで発生する倍率色収差の2次スペクトルを小さくして、リアコンバージョンレンズを主レンズに取り付けた時に良好な画質を得るための好ましい条件として、前記第2レンズ群の負レンズと前記第3レンズ群の負レンズのうち少なくとも1枚の負レンズの部分分散比について規定するものである。
【0023】
条件式(1)の下限値を超え、前記負レンズの部分分散比が小さくなると、リアコンバージョンレンズで発生する倍率色収差の2次スペクトルを補正するのが難しくなる。
【0024】
尚、条件式(1)について、望ましくはその下限値を0.012に、また、さらには0.019とすることで、前述の効果をより確実にすることができる。
【0025】
条件式(2)はリアコンバージョンレンズで発生する軸上色収差および倍率色収差を小さくして、リアコンバージョンレンズを主レンズに取り付けた時に良好な画質を得るための好ましい条件として、前記第2レンズ群の負レンズと前記第3レンズ群の負レンズのうち少なくとも1枚の負レンズのアッベ数について規定するものである。
【0026】
条件式(2)の下限値を超え、前記負レンズのアッベ数が小さくなると、リアコンバージョンレンズで発生する軸上色収差および倍率色収差の補正が困難になる。
【0027】
尚、条件式(2)について、望ましくはその下限値を62.0に、またさらには65.0とすることで、前述の効果をより確実にすることができる。
【0028】
さらに、第2の発明であるリアコンバージョンレンズは、第1の発明であって、さらに以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(3) 0.5<|f5/f|<0.95
f5:前記第5レンズ群の焦点距離
f :前記リアコンバージョンレンズの焦点距離
【0029】
条件式(3)は最も像側のレンズの有効径を制限するための条件として、前記第5レンズ群の焦点距離とリアコンバージョンレンズの焦点距離の比について規定するものである。
【0030】
条件式(3)の下限値を超え、前記第5レンズ群の焦点距離が短くなると、強い正の屈折力によって軸外光束の射出角が緩くなるため、最も像側のレンズの有効径が大きくなってしまう。
【0031】
条件式(3)の上限値を超え、前記第5レンズ群の焦点距離が長くなると、負の屈折力を有する第3レンズ群と第4レンズ群で発生する負のペッツバール和と正の歪曲収差を正の屈折力を有する第5レンズ群によって補正することが困難になってしまう。
【0032】
尚、条件式(3)について、望ましくは下限値を0.55に、また、さらに上限値を0.9とすることで、前述の効果をより確実にすることができる。
【0033】
さらに、第3の発明であるリアコンバージョンレンズは、第1の発明又は第2の発明であって、さらに、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(4) 1.1<N11/N12<1.25
N11:前記第1レンズ群の負レンズの屈折率
N12:前記第1レンズ群の正レンズの屈折率
【0034】
条件式(4)はリアコンバージョンレンズのペッツバール和を適正に保ち、色収差の発生を抑えるための好ましい条件として、第1レンズ群の負レンズの屈折率と第1レンズ群の正レンズの屈折率の比に関して規定するものである。
【0035】
リアコンバージョンレンズは全体として負の屈折力を有するため、負のペッツバール和が出てしまい、また、オーバーの色収差が発生してしまう。負のペッツバール和の補正のためには負レンズに高屈折率硝材を用いて正レンズに低屈折率硝材を用いる必要がある。また、オーバーの色収差の補正のためには負レンズには低分散硝材を用いて正レンズに高分散硝材を用いる必要がある。
【0036】
条件式(4)の下限値を超え、前記第1レンズ群の負レンズの屈折率と前記第1レンズ群の正レンズの屈折率の比が小さくなると、リアコンバージョンレンズのペッツバール和が補正不足となり、像面湾曲、非点収差等の補正が困難になる。
【0037】
条件式(4)の上限値を超え、第1レンズ群の負レンズの屈折率が高くなり、第1レンズ群の正レンズの屈折率が低くなると、負レンズは高分散硝材、正レンズは低分散硝材しか選択できず、リアコンバージョンレンズの持つオーバーの色収差を増幅してしまう。
【0038】
尚、条件式(4)について、望ましくは下限値を1.14に、また、さらに上限値を1.23とすることで、前述の効果をより確実にすることができる。
【0039】
さらに、第4の発明であるリアコンバージョンレンズは、第1乃至第3のいずれかの発明であって、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(5) 1.80<β<2.20
β:前記リアコンバージョンレンズの拡大倍率
【0040】
条件式(5)はリアコンバージョンレンズの拡大倍率を規定したものである。
【0041】
条件式(5)の下限値を下回った場合、リアコンバージョンレンズとして十分な拡大倍率を確保できない。
【0042】
条件式(5)の上限値を上回った場合、リアコンバージョンレンズの負の屈折力が強くなり、収差補正が困難になる。
【0043】
尚、条件式(5)について、望ましくは下限値を1.90に、また、さらに上限値を2.10とすることで、前述の効果をより確実にすることができる。
【0044】
次に、本発明の結像光学系に係る実施例のレンズ構成について説明する。尚、以下の説明ではレンズ構成を物体側から像側の順番で記載する。
【0045】
以下に、前述した本発明のリアコンバージョンレンズの各実施例の具体的な数値データを示す。
【0046】
[面データ]において、面番号は物体側から数えたレンズ面又は開口絞りの番号、rは各面の曲率半径、dは各面の間隔、ndはd線(波長λ=587.56nm)に対する屈折率、vdはd線に対するアッベ数を示している。なお、g線(波長λ=435.84nm)、F線(波長λ=486.13nm)、d線(波長λ=587.56nm)、及びC線(波長λ=656.27nm)に対する屈折率を、それぞれng、nF、nd、及びnCとしたとき、部分分散比θgFは次の式で表される。
θgF=(ng−nF)/(nF−nC)
【0047】
面番号の付した(絞り)は、その位置に開口絞りが位置していることを示している。平面又は開口絞りに対する曲率半径∞(無限大)を記入している。
【0048】
[各種データ]は、撮影距離が無限遠(INF)における値を示している。
【0049】
[可変間隔データ]は、撮影距離が無限遠(INF)における可変間隔及びBF(バックフォーカス)の値を示している。また、d1は、主レンズの最も像側の面とリアコンバージョンレンズの最も物体側の面の間隔である。
【0050】
尚、以下の全ての諸元値において、記載のしている焦点距離f、曲率半径r、レンズ面間隔d、そのほかの長さの単位は特記のない限りミリメートル(mm)を使用するが、光学系では比例拡大と比例縮小においても同等の光学性能が得られるので、これに限定されるものではない。
【0051】
尚、
図1に示すレンズ構成図は、主レンズに本発明の実施例1のリアコンバージョンレンズを装着した時の構成図である。さらに、
図5、
図8及び
図11は、各実施例のリアコンバージョンレンズのレンズ構成図である。また、
図1、
図4、
図5、
図8及び
図11において、Sは開口絞り、Iは像面、Fはフィルタ、中心を通る一点鎖線は光軸である。
【0052】
尚、本願発明の各実施例に用いる主レンズは、特開2008−145584号公報の実施例1に開示されている結像光学系としているが、主レンズはこれに限らない。
【0053】
実施例において色収差の評価を適切に行うために、特開2008−145584号公報の実施例1に既知の硝種をあてはめた。
【0054】
主レンズにおいてあてはめられているのは、株式会社オハラ(OHARA)、株式会社住田光学ガラス(SUMITA)の硝種である。
【0055】
以下に、各実施例に用いた主レンズの結像光学系の諸元値を示す。
主レンズ
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd 硝種
1 469.6730 6.2300 1.48749 70.20 S-FSL5(OHARA)
2 -105940.0000 0.5200
3 91.9260 18.4900 1.43387 95.10 K-CaFK95(SUMITA)
4 -15019.2810 1.9400
5 82.8680 17.1200 1.49700 81.50 S-FPL51(OHARA)
6 -583.6530 0.1000
7 -545.8800 4.4000 1.65412 39.70 S-NBH5(OHARA)
8 159.3730 1.4900
9 92.9750 5.0000 1.69680 55.50 S-LAL14(OHARA)
10 37.3600 14.8500 1.49700 81.50 S-FPL51(OHARA)
11 135.8090 14.8700
12 -1035.9160 3.9700 1.84666 23.80 S-NPH53(OHARA)
13 -101.5790 3.0000 1.77250 49.60 S-LAH66(OHARA)
14 63.7130 26.4800
15(絞り) ∞ 4.4400
16 124.2420 2.1000 1.65412 39.70 S-NBH5(OHARA)
17 41.6660 9.3800 1.77250 49.60 S-LAH66(OHARA)
18 -320.1080 2.7500
19 -392.9170 1.9000 1.69680 55.50 S-LAL14(OHARA)
20 63.9480 3.9300
21 -114.5970 4.0100 1.84666 23.80 S-NPH53(OHARA)
22 -40.9430 1.9000 1.54072 47.20 S-TIL2(OHARA)
23 81.9900 3.0300
24 104.8090 8.0100 1.72916 54.70 S-LAL18(OHARA)
25 -41.1240 2.0000 1.80518 25.40 S-TIH6(OHARA)
26 -347.9880 0.2000
27 72.3650 3.7300 1.80400 46.60 S-LAH65(OHARA)
28 518.3480 3.2700
29 ∞ 2.0000 1.51633 64.10 S-BSL7(OHARA)
30 ∞ (BF)
[各種データ]
INF
焦点距離 194.93
Fナンバー 2.05
全画角2ω 12.70
像高Y 21.63
レンズ全長 231.33
[可変間隔データ]
INF
BF 60.2233
【実施例1】
【0056】
図5は、本発明の実施例1のリアコンバージョンレンズのレンズ構成図である。本発明の実施例1のリアコンバージョンレンズは、物体より順に、第1レンズ群と第2レンズ群と第3レンズ群と第4レンズ群と第5レンズ群とからなり、第1レンズ群は全体で負の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第1レンズと両凸形状の正の屈折力を有する第2レンズを貼り合わせた接合レンズから成り、第2レンズ群は全体で正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第3レンズと両凸形状の正の屈折力を有する第4レンズを貼り合わせた接合レンズから成り、第3レンズ群は全体で負の屈折力を有しており、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第5レンズと両凹形状の負の屈折力を有する第6レンズを貼り合わせた接合レンズから成り、第4レンズ群は全体で負の屈折力を有しており、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第7レンズから成り、第5レンズ群は全体で正の屈折力を有しており、両凸形状の正の屈折力を有する第8レンズと両凹形状の負の屈折力を有する第9レンズと両凸形状の正の屈折力を有する第10レンズを貼り合わせた接合レンズから成る。
【0057】
続いて、以下に実施例1に係るリアコンバージョンレンズの諸元値を示す。
数値実施例1
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 ∞ (d1)
2 78.5500 0.8000 1.83481 42.72
3 22.3000 5.7500 1.58144 40.89
4 -1000.0000 0.1500
5 70.7900 1.0000 1.59282 68.63
6 21.6000 6.9500 1.53172 48.84
7 -95.3600 0.9600
8 -194.3000 2.1000 1.58144 40.89
9 -57.4400 1.0000 1.59282 68.63
10 31.5000 10.0500
11 -30.5000 0.8000 1.90043 37.37
12 -173.7600 0.1500
13 42.9500 8.1500 1.58144 40.89
14 -26.6500 1.0000 1.88100 40.14
15 52.3800 10.0500 1.53172 48.84
16 -26.2300 (BF)
[各種データ]
INF
焦点距離 386.96
Fナンバー 4.07
全画角2ω 6.39
像高Y 21.63
レンズ全長 276.36
リアコンバージョン
レンズの焦点距離 -81.87
[可変間隔データ]
INF
d1 13.7230
BF 42.6128
【実施例2】
【0058】
図8は、本発明の実施例2のリアコンバージョンレンズのレンズ構成図である。本発明の実施例2のリアコンバージョンレンズは、物体より順に、第1レンズ群と第2レンズ群と第3レンズ群と第4レンズ群と第5レンズ群とからなり、第1レンズ群は全体で正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第1レンズと両凸形状の正の屈折力を有する第2レンズを貼り合わせた接合レンズから成り、第2レンズ群は全体で負の屈折力を有しており、両凹形状の負の屈折力を有する第3レンズと物体側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカス形状の第4レンズを貼り合わせた接合レンズから成り、第3レンズ群は全体で負の屈折力を有しており、両凸形状の正の屈折力を有する第5レンズと両凹形状の負の屈折力を有する第6レンズを貼り合わせた接合レンズから成り、第4レンズ群は全体で負の屈折力を有しており、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第7レンズから成り、第5レンズ群は全体で正の屈折力を有しており、両凸形状の正の屈折力を有する第8レンズと両凹形状の負の屈折力を有する第9レンズと両凸形状の正の屈折力を有する第10レンズを貼り合わせた接合レンズから成る。
【0059】
続いて、以下に実施例2に係るリアコンバージョンレンズの諸元値を示す。
数値実施例2
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 ∞ (d1)
2 62.5220 0.8000 1.88100 40.14
3 21.4110 6.4330 1.58144 40.89
4 -102.1820 0.4640
5 -565.1590 1.0000 1.59282 68.63
6 26.8000 4.7870 1.54072 47.20
7 80.1920 0.1500
8 33.1100 3.7580 1.58144 40.89
9 -131.8760 1.0000 1.49700 81.61
10 21.6270 8.9490
11 -31.8580 0.8000 2.00100 29.13
12 930.0710 0.1500
13 41.8500 11.0000 1.69895 30.05
14 -23.6420 1.0000 2.00100 29.13
15 54.8090 10.1000 1.61293 36.96
16 -25.9690 (BF)
[各種データ]
INF
焦点距離 386.95
Fナンバー 4.07
全画角2ω 6.37
像高Y 21.63
レンズ全長 279.04
リアコンバージョン
レンズの焦点距離 -87.63
[可変間隔データ]
INF
d1 13.7230
BF 43.8141
【実施例3】
【0060】
図11は、本発明の実施例3のリアコンバージョンレンズのレンズ構成図である。本発明の実施例3のリアコンバージョンレンズは、物体より順に、第1レンズ群と第2レンズ群と第3レンズ群と第4レンズ群と第5レンズ群とからなり、第1レンズ群は全体で正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第1レンズと両凸形状の正の屈折力を有する第2レンズを貼り合わせた接合レンズから成り、第2レンズ群は全体で負の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第3レンズと物体側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカス形状の第4レンズを貼り合わせた接合レンズから成り、第3レンズ群は全体で負の屈折力を有しており、両凸形状の正の屈折力を有する第5レンズと両凹形状の負の屈折力を有する第6レンズを貼り合わせた接合レンズから成り、第4レンズ群は全体で負の屈折力を有しており、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第7レンズから成り、第5レンズ群は全体で正の屈折力を有しており、両凸形状の正の屈折力を有する第8レンズと両凹形状の負の屈折力を有する第9レンズと両凸形状の正の屈折力を有する第10レンズを貼り合わせた接合レンズから成る。
【0061】
続いて、以下に実施例3に係るリアコンバージョンレンズの諸元値を示す。
数値実施例3
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 ∞ (d1)
2 84.9780 0.8000 2.00100 29.13
3 26.1800 5.3960 1.63980 34.57
4 -263.6580 0.1500
5 75.1280 1.0000 1.59282 68.63
6 20.1110 5.0600 1.60342 38.01
7 40.9740 2.0200
8 77.1540 3.9500 1.64769 33.84
9 -35.1950 1.0000 1.59282 68.63
10 53.6140 11.3160
11 -33.9980 0.8000 2.00100 29.13
12 -868.7470 0.1500
13 48.0510 7.8070 1.60342 38.01
14 -26.1000 1.0000 1.88100 40.14
15 57.6440 9.4500 1.53172 48.84
16 -26.9010 (BF)
[各種データ]
INF
焦点距離 386.95
Fナンバー 4.07
全画角2ω 6.37
像高Y 21.63
レンズ全長 274.55
リアコンバージョン
レンズの焦点距離 -74.27
[可変間隔データ]
INF
d1 13.7230
BF 39.8157
【0062】
また、これらの各実施例における条件式の対応値の一覧を示す。
尚、条件式(1)と(2)については、第3レンズと第6レンズの両方場合の値を示す。
【0063】
[条件式対応値]
条件式/実施例 1
第3レンズ 第6レンズ
(1) 0.008<θgFn-0.64826+0.0018008×νdn 0.0194 0.019
(2) 60<νdn 68.63 68.63
(3) 0.5<|f5/f|<0.95 0.76
(4) 1.1<N11/N12<1.25 1.16
(5) 1.80<β<2.20 1.99
条件式/実施例 2
第3レンズ 第6レンズ
(1) 0.008<θgFn-0.64826+0.0018008×νdn 0.0194 0.0375
(2) 60<νdn 68.63 81.61
(3) 0.5<|f5/f|<0.95 0.57
(4) 1.1<N11/N12<1.25 1.19
(5) 1.80<β<2.20 1.99
条件式/実施例 3
第3レンズ 第6レンズ
(1) 0.008<θgFn-0.64826+0.0018008×νdn 0.0194 0.0194
(2) 60<νdn 68.63 68.63
(3) 0.5<|f5/f|<0.95 0.85
(4) 1.1<N11/N12<1.25 1.22
(5) 1.80<β<2.20 1.99