JP6818488B2 - コンバージョンレンズおよびそれを有する撮影光学系、光学機器 - Google Patents
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Description
本発明は、コンバージョンレンズに関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の光学機器に好適なものである。
負の屈折力を有するコンバージョンレンズをマスターレンズ（交換レンズ）と撮像装置本体の間に挿入することで、レンズ系全体の焦点距離を伸ばすことができる。コンバージョンレンズを挿入した際の画質の劣化を低減するためには、コンバージョンレンズ自体の収差を良好に補正しておく必要がある。
コンバージョンレンズ自体の倍率色収差を補正するためには適切な光学材料を選択することが重要である。広い波長範囲で倍率色収差を補正するには、分散が大きく部分分散比の小さい光学材料で形成された正レンズを用いれば良い。
特許文献１には、高分散であり負の異常部分分散性を示す光学ガラスが記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載された光学ガラスは、屈折率が比較的大きい。このような材料で形成された正レンズを用いる場合、倍率色収差を良好に補正できたとしても負のペッツバール和を補正することが困難であった。そのため、像面湾曲の補正が困難であった。
本発明の目的は、倍率色収差および像面湾曲が良好に補正されたコンバージョンレンズを提供することである。
本発明の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コンバージョンレンズにおいて、アッベ数をνｄ、ｇ線とＦ線に対する部分分散比をθｇＦ、ｄ線に対する屈折率をｎｄとしたとき、
３０≦νｄ≦４０
１．２３５＜ｎｄ−１４．３８７／νｄ≦１．２７６
０．４３００≦θｇＦ−２．９７９５／νｄ≦０．５０１０
なる条件式を満足する正レンズを有することを特徴とする。
３０≦νｄ≦４０
１．２３５＜ｎｄ−１４．３８７／νｄ≦１．２７６
０．４３００≦θｇＦ−２．９７９５／νｄ≦０．５０１０
なる条件式を満足する正レンズを有することを特徴とする。
本発明によれば、倍率色収差および像面湾曲が良好に補正されたコンバージョンレンズを実現することができる。
以下、本発明のコンバージョンレンズおよびそれを有する光学機器の実施例について説明する。各実施例のコンバージョンレンズは、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルムカメラなどの撮像装置に用いられる撮影レンズに装着して用いられる。
図１は、後述する実施例１のコンバージョンレンズ１をマスターレンズＭＬに装着した状態の断面図である。図１に示した断面図において、左側が物体側で、右側が像側である。なお、マスターレンズＭＬとは撮像装置本体に直接装着して用いることのできるレンズを言う。
図１に示すように、コンバージョンレンズ１はマスターレンズＭＬの像側に装着されるリアコンバージョンレンズである。コンバージョンレンズ１をマスターレンズＭＬの像側に装着することで、マスターレンズの焦点距離よりも焦点距離を長くことができる。図１はマスターレンズＭＬと、該マスターレンズの像側に装着されたコンバージョンレンズ１が一体となって構成された撮影光学系と見ることもできる。
なお、図１においてＳＰは開口絞りであり、ＩＰは像面である。マスターレンズＭＬおよびコンバージョンレンズ１がビデオカメラやデジタルカメラの撮像光学系として用いられる場合には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子が像面ＩＰに配置される。マスターレンズＭＬおよびコンバージョンレンズ１を銀塩フィルムカメラの撮像光学系として用いる際には、フィルムが像面ＩＰに配置される。また、ＦＰはフレアカット絞りである。
図２，４，６，８，１０の各図は実施例１から５のコンバージョンレンズの断面図である。また、図３，５，７，９，１１の各図は実施例１から５のコンバージョンレンズをマスターレンズＭＬの像側に装着した際の収差図である。収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）であり、近軸計算による画角である。球面収差図において、ｄ（実線）はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ（２点鎖線）はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｃ（１点鎖線）はＣ線（６５６．３ｎｍ）、Ｆ（破線）はＦ線（４８６．１ｎｍ）である。
また、非点収差図においてΔＳ（実線）はｄ線におけるサジタル像面、ΔＭ（破線）はｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図においてｇ（２点鎖線）はｇ線、Ｃ（１点鎖線）はＣ線、Ｆ（破線）はＦ線である。
各実施例のコンバージョンレンズは、倍率色収差および像面湾曲を良好に補正するために、以下の条件式（１）から（３）を全て満足する正レンズＧＰを少なくとも１つ有している。
３０≦νｄ≦４０ （１）
１．２２５≦ｎｄ−１４．３８７／νｄ≦１．２７６ （２）
０．４３００≦θｇＦ−２．９７９５／νｄ≦０．５０１０ （３）
３０≦νｄ≦４０ （１）
１．２２５≦ｎｄ−１４．３８７／νｄ≦１．２７６ （２）
０．４３００≦θｇＦ−２．９７９５／νｄ≦０．５０１０ （３）
式（１）および（２）におけるνｄは、正レンズＧＰのアッベ数である。式（２）におけるｎｄは、正レンズＧＰのｄ線に対する屈折率である。式（３）におけるθｇＦは、正レンズＧＰのｇ線とＦ線に対する部分分散比である。
なお、フラウンホーファー線のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとするとき、アッベ数νｄは以下の式（４）で定義される値である。また、部分分散比θｇＦは以下の式（５）で定義される値である。
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ） （４）
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ） （５）
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ） （４）
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ） （５）
式（１）から（３）は、各実施例のコンバージョンレンズが高分散、低部分分散比、低屈折率である光学材料を用いて形成された正レンズＧＰを有することを表わしている。ここで、このような正レンズＧＰを用いて倍率色収差および像面湾曲を補正できる理由について図１２を用いて説明する。
図１２は負の屈折力の光学系Ｌ１における２色（Ｃ線、Ｆ線）の色消しおよび二次スペクトルの残存を説明する模式図である。光学系Ｌ１は開口絞りＳＰの光出射側に配置されており、負の屈折力φを有している。また、光学系Ｌ１は屈折力がφ１である負レンズＧ１と屈折力がφ２である正レンズＧ２で構成されている。このときφ１とφ２は以下の関係式（６）を満たす。
φ１＋φ２＝φ （６）
φ１＋φ２＝φ （６）
この２枚のレンズＧ１、Ｇ２のアッベ数をνｄ１、νｄ２とすると、２枚のレンズＧ１、Ｇ２で構成される薄肉密着系におけるＣ線とＦ線の色消し条件は、以下の式（７）で表わされる。
φ１／νｄ１＋φ２／νｄ２＝０ （７）
φ１／νｄ１＋φ２／νｄ２＝０ （７）
式（７）を満たす場合、図１２に示すように光学系Ｌ１におけるＣ線とＦ線の光線の結像位置は合致する。この時φ１＋φ２＝φであるため、φ１およびφ２は以下の式（８）、（９）で表される。
φ１＝φ・νｄ１／（νｄ１−νｄ２） （８）
φ２＝−φ・νｄ２／（νｄ１−νｄ２） （９）
φ１＝φ・νｄ１／（νｄ１−νｄ２） （８）
φ２＝−φ・νｄ２／（νｄ１−νｄ２） （９）
式（８）および（９）より、光学系Ｌ１における２色（Ｃ線、Ｆ線）の色消しでは負レンズであるＧ１のアッベ数νｄ１を相対的に大きくし、正レンズであるＧ２のアッベ数νｄ２を相対的に小さくする必要があることがわかる。
ここで、一般のガラス材料においては、アッベ数が小さいほどｇ線とＦ線に対する部分分散比が大きくなる傾向がある。すなわち、図１２において負レンズＧ１はｇ線とＦ線に対する部分分散比θｇＦ１が小さく、正レンズＧ２はｇ線とＦ線に対する部分分散比θｇＦ２が大きくなる。このため、ｇ線はＦ線およびＣ線の結像位置からずれた位置に結像することになる。このずれ量を倍率色収差の二次スペクトル量Δとすると、Δは以下の関係式（１０）を満たす。
Δ∝（θｇＦ１−θｇＦ２）／（νｄ１−νｄ２） （１０）
Δ∝（θｇＦ１−θｇＦ２）／（νｄ１−νｄ２） （１０）
式（１０）より、θｇＦ１とθｇＦ２が互いに近い値であれば倍率色収差の二次スペクトル量Δを低減できることがわかる。したがって、正レンズＧ２を部分分散比の小さな光学材料を用いて形成すれば良い。すなわち、正レンズＧ２を形成する材料として負の異常部分分散を示す材料を用いれば良い。なお、異常部分分散性とは、部分分散特性が通常のガラスとは異なる性質を言い、負の異常部分分散性とは短波長側での部分分散特性が通常のガラスよりも小さい性質を言う。
しかしながら、従来から用いられている高分散かつ負の異常部分分散を示す光学ガラスは、屈折率が大きい傾向がある。また、コンバージョンレンズは負の屈折力を有するため、一般にコンバージョンレンズのペッツバール和は負の値となる。したがって、このような既知の光学ガラスで形成された正レンズを用いる場合、コンバージョンレンズのペッツバール和を補正することが困難であった。
そこで各実施例のコンバージョンレンズでは、高分散かつ低部分分散比でありながら屈折率の比較的小さな正レンズＧＰを用いることによって、倍率色収差と像面湾曲を良好に補正している。
次に、式（１）から（３）の各条件式について説明する。
式（１）は、正レンズＧＰのアッベ数に関する。νｄの値が条件式（１）の上限値を超えるほどに正レンズＧＰの分散が小さい場合、正レンズＧＰを用いて一次の色収差を補正することが困難となる。また、νｄの値が下限値を下回るほどに正レンズＧＰの分散を大きくすると、正レンズＧＰの透過率が低下してしまったり、耐環境性が悪化してしまったりするため好ましくない。
一次の色消し効果をより大きくするためには、式（１）を次の式（１ａ）の範囲とするとことが好ましく、式（１ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
３１≦νｄ≦３９．５ （１ａ）
３２≦νｄ≦３８ （１ｂ）
３１≦νｄ≦３９．５ （１ａ）
３２≦νｄ≦３８ （１ｂ）
式（２）は、正レンズＧＰの屈折率とアッベ数の関係を規定した式である。式（２）の上限値を超えるほどに正レンズＧＰの屈折率が大きい場合、コンバージョンレンズの負のペッツバール和を補正することが困難となってしまう。その結果、像面湾曲の補正が困難となる。また、下限値を下回るほどに正レンズＧＰの屈折率が小さい場合、正レンズＧＰに色収差および像面湾曲を補正するのに十分な屈折力を与えるために必要な曲率が大きくなってしまい、コンバージョンレンズを小型に構成することが困難となる。
像面湾曲の補正とコンバージョンレンズの小型化を両立するためには、式（２）は次の式（２ａ）の範囲とすることが好ましく、式（２ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
１．２３５＜ｎｄ−１４．３８７／νｄ＜１．２７３ （２ａ）
１．２４５＜ｎｄ−１４．３８７／νｄ＜１．２７０ （２ｂ）
１．２３５＜ｎｄ−１４．３８７／νｄ＜１．２７３ （２ａ）
１．２４５＜ｎｄ−１４．３８７／νｄ＜１．２７０ （２ｂ）
式（３）は、正レンズＧＰの異常部分分散性に関する。式（３）の上限値を上回るほどに正レンズＧＰの負の異常部分分散性が小さくなると、正レンズＧＰによって軸上色収差の二次スペクトルを十分に補正することが困難となる。また、下限値を下回る程に負の異常部分分散性を強くする場合、式（１）および（２）を満たすガラス材料を製造することが困難となる。
一次と二次の色収差をバランスよく低減するためには、式（３）を次の式（３ａ）の範囲とするとことが好ましく、式（３ｂ）の範囲とするとことがより好ましい。
０．４６５０＜θｇＦ−２．９７９５／νｄ＜０．５００５ （３ａ）
０．４８００＜θｇＦ−２．９７９５／νｄ＜０．５０００ （３ｂ）
０．４６５０＜θｇＦ−２．９７９５／νｄ＜０．５００５ （３ａ）
０．４８００＜θｇＦ−２．９７９５／νｄ＜０．５０００ （３ｂ）
式（１）、（２）、（３）を満たす光学材料は、例えばＳｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５系の光学ガラスの原料にＺｒＯ２、アルカリ金属酸化物などを添加して熔解することで得ることができる。例えば、特許文献１に示されたＳｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５系の光学ガラスと、特開平６−１３５７３８号公報で示されたアルカリ金属を含む光学ガラスを調合および混合する。その後、白金ルツボを使用して溶融し、攪拌均質化した後、ブロック形状に成形し徐冷することで式（１）、（２）、（３）を満たす光学ガラスを得ることができる。
また、株式会社オハラ社製の商品名Ｓ−ＴＩＭ２７（ｎｄ＝１．６３９８０、νｄ＝３４．５、θｇＦ＝０．５９２２）と特許文献１の実施例６の光学ガラス（ｎｄ＝１．６９０７２、νｄ＝３６．２、θｇＦ＝０．５７７５）を２：３の割合で混合しても良い。この場合も、条件式（１）、（２）、（３）を満たすガラス材料（ｎｄ＝１．６７０３５、νｄ＝３５．５、θｇＦ＝０．５８３４）を得ることができる。
なお、正レンズＧＰはガラス材料を用いて形成されていることが好ましい。ガラス材料は樹脂等の有機材料と比較して製造が容易であるためである。また、樹脂等の成形と比較してガラス材料の成形では肉厚の制約が少ない。そのため、ガラス材料を用いて正レンズＧＰを形成することで正レンズＧＰの屈折力の設計自由度を高くすることができる。さらに、ガラス材料は湿度や温度の変化に対して優れた耐環境性を備えていると共に十分な硬度を有している。
さらに、各実施例のコンバージョンレンズは、次の条件式（１１）から（１５）のうち１つ以上を満足することが好ましい。
０．１５＜ｆＡ／｜ｆ｜＜０．７０ （１１）
−０．６＜ＨＲ／ＴＤ＜−０．０５ （１２）
−１．０＜（ｒｐａ＋ｒｐｂ）／（ｒｐａ−ｒｐｂ）＜１．０ （１３）
１．４８＜ｎＰ＜１．７５ （１４）
０．８＜ｎＰ／ｎＮ＜１．０ （１５）
０．１５＜ｆＡ／｜ｆ｜＜０．７０ （１１）
−０．６＜ＨＲ／ＴＤ＜−０．０５ （１２）
−１．０＜（ｒｐａ＋ｒｐｂ）／（ｒｐａ−ｒｐｂ）＜１．０ （１３）
１．４８＜ｎＰ＜１．７５ （１４）
０．８＜ｎＰ／ｎＮ＜１．０ （１５）
式（１１）におけるｆはコンバージョンレンズの全系の焦点距離である。ｆＡは、正レンズＧＰの光入射側の屈折面と光出射側の屈折面が共に空気に接しているときの正レンズＧＰの焦点距離である。
式（１２）におけるＨＲは後側主点位置である。ここで、後側主点位置とは、コンバージョンレンズの最も像側の屈折面から後側主点までの距離を言う。後側主点がコンバージョンレンズの最も像側の屈折面よりも物体側に位置する場合、ＨＲは負の値をとる。また、ＴＤはコンバージョンレンズの最も物体側の屈折面から最も像側の屈折面までの光軸上の距離である。
式（１３）におけるｒｐａは、正レンズＧＰの物体側の屈折面の曲率半径である。また、ｒｐｂは正レンズＧＰの像側の屈折面の曲率半径である。
式（１４）および式（１５）におけるｎＰは、コンバージョンレンズにおける全ての正レンズのｄ線に対する屈折率を平均した値である。
式（１５）におけるｎＮは、コンバージョンレンズにおける全ての負レンズのｄ線に対する屈折率を平均した値である。
式（１１）から（１５）について説明する。
式（１１）は、正レンズＧＰの焦点距離とコンバージョンレンズ全体の焦点距離の関係を規定した式である。正レンズＧＰの焦点距離が式（１１）の上限値を上回るほどに正レンズＧＰの屈折力が弱くなると、一次の色収差を十分に補正することが難しくなる。また、式（１１）の下限値を下回るほどに正レンズＧＰの屈折力が強くなると、一次の色収差の補正には有利になるが色の像面湾曲が生じるため好ましくない。
式（１１）は、次の式（１１ａ）の範囲とすることが好ましく、式（１１ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
０．２２＜ｆＡ／｜ｆ｜＜０．６２ （１１ａ）
０．２７＜ｆＡ／｜ｆ｜＜０．５８ （１１ｂ）
０．２２＜ｆＡ／｜ｆ｜＜０．６２ （１１ａ）
０．２７＜ｆＡ／｜ｆ｜＜０．５８ （１１ｂ）
式（１２）はコンバージョンレンズの全長に対する後側主点位置を規定した式である。式（１２）を満足するコンバージョンレンズに正レンズＧＰを設けることで、より像面を平坦にすることができる。式（１２）の上限値を超える程に後側主点が像面に近づくと軸上光束と軸外光束を分離することが難しくなるため、像面湾曲を補正することが困難となる。式（１２）の下限値を下回る場合、コンバージョンレンズを構成する個々のレンズの屈折力が大きくなってしまう結果、コンバージョンレンズを構成するレンズの各面において発生する収差が大きくなるため好ましくない。
式（１２）は、次の式（１２ａ）の範囲とすることが好ましく、式（１２ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
−０．５０＜ＨＲ／ＴＤ＜−０．１０ （１２ａ）
−０．４７＜ＨＲ／ＴＤ＜−０．１２ （１２ｂ）
−０．５０＜ＨＲ／ＴＤ＜−０．１０ （１２ａ）
−０．４７＜ＨＲ／ＴＤ＜−０．１２ （１２ｂ）
式（１３）は、正レンズＧＰのシェープファクタに関する。式（１３）の上限値を上回る場合、倍率色収差等の諸収差を十分に補正することが困難となる。特に、倍率色収差の二次スペクトルを良好に補正することが困難となる。式（１３）の下限値を下回る場合、色の像面湾曲が生じやすくなるため好ましくない。
さらに、シェープファクタの絶対値が大きくなることは、ｒａとｒｂの差が小さくなることを意味する。この場合、色収差および像面湾曲を補正するために十分な屈折力を正レンズＧＰに与えようとするとｒａおよびｒｂを共に小さくする必要があり、コンバージョンレンズを小型に構成することが困難となる。したがって、正レンズＧＰのシェープファクタの絶対値はある程度小さいことが好ましい。このため、式（１３）は次の式（１３ａ）の範囲とすることが好ましく、式（１３ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
−０．８５＜（ｒｐａ＋ｒｐｂ）／（ｒｐａ−ｒｐｂ）＜０．８５ （１３ａ）
−０．７０＜（ｒｐａ＋ｒｐｂ）／（ｒｐａ−ｒｐｂ）＜０．７５ （１３ｂ）
−０．８５＜（ｒｐａ＋ｒｐｂ）／（ｒｐａ−ｒｐｂ）＜０．８５ （１３ａ）
−０．７０＜（ｒｐａ＋ｒｐｂ）／（ｒｐａ−ｒｐｂ）＜０．７５ （１３ｂ）
式（１４）はコンバージョンレンズにおける正レンズの屈折率の平均値に関する。正レンズＧＰは上述したように、比較的小さな屈折率を有している。ここで、像面湾曲をより低減するためには、コンバージョンレンズを構成する正レンズＧＰ以外の正レンズの屈折率も比較的小さいことが好ましい。
そこで、式（１４）を満たすことで、像面湾曲を十分に低減しつつコンバージョンレンズの小型化を図ることができる。式（１４）の上限値を上回る場合、コンバージョンレンズにおける正レンズの屈折率が全体として大きくなりすぎるため、負のペッツバール和を補正することが困難となり、像面湾曲を低減することが難しくなる。
また、式（１４）の下限値を下回る場合、コンバージョンレンズにおける正レンズの屈折率が全体として小さくなりすぎるため、１次の軸上色収差を十分に低減するために必要な屈折力を得るために必要な曲率がきつくなりすぎてしまう。この場合、コンバージョンレンズが大型化してしまうため好ましくない。
式（１４）は、次の式（１４ａ）の範囲とすることが好ましく、式（１４ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
１．５２＜ｎＰ＜１．７２ （１４ａ）
１．５５＜ｎＰ＜１．６７ （１４ｂ）
１．５２＜ｎＰ＜１．７２ （１４ａ）
１．５５＜ｎＰ＜１．６７ （１４ｂ）
式（１５）はコンバージョンレンズにおける正レンズの屈折率の平均値と負レンズの屈折率の平均値の比に関する。式（１５）を満たすコンバージョンレンズに正レンズＧＰを設けることで、像面湾曲および軸上色収差をより低減することができる。
全体として負の屈折力を有するコンバージョンレンズにおいて像面湾曲を十分に低減するには、負レンズの屈折率が大きい方が有利である。式（１５）の上限値を上回る程にｎＮが小さくなる場合、コンバージョンレンズの負のペッツバール和を補正することが困難となる。この場合、像面湾曲の低減が困難となり、像面湾曲を十分に低減しようとするとコンバージョンレンズが大型化してしまう。また、式（１５）の下限値を下回る程にｎＮが大きくなる場合、像面湾曲の補正には有利だが負レンズのアッベ数が小さくなりすぎるため色収差の補正が困難となる。
式（１５）は、次の式（１５ａ）の範囲とすることが好ましく、式（１５ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
０．８５＜ｎＰ／ｎＮ＜０．９５ （１５ａ）
０．８７＜ｎＰ／ｎＮ＜０．９３ （１５ｂ）
０．８５＜ｎＰ／ｎＮ＜０．９５ （１５ａ）
０．８７＜ｎＰ／ｎＮ＜０．９３ （１５ｂ）
なお、本発明のコンバージョンレンズは式（１）から（３）を満たす正レンズＧＰを複数有していても良い。
なお、図１にはマスターレンズＭＬの像側の端部に装着するリアコンバージョンレンズを示しているが、本発明のコンバージョンレンズはこれに限定されない。フランジバックの異なる撮像装置間で同一のレンズを用いるために使用されるマウントアダプタ内に本発明のコンバージョンレンズを設けても良い。マウントアダプタ内にコンバージョンレンズを設けることでフランジバックの延長と焦点距離の伸長を同時に達成することができる。
さらに、本発明のコンバージョンレンズを交換レンズ内に内蔵しても良い。すなわち、コンバージョンレンズを光軸上から退避させるスペースを交換レンズ内に設けておき、コンバージョンレンズが光軸上に挿入されている状態と光軸上から退避している状態をとれるような構成とする。このように光軸上から退避可能に設けられたコンバージョンレンズを交換レンズに内蔵することによって、コンバージョンレンズを着脱する必要がなくなるため、容易に焦点距離を変更することができる。
次に、実施例１から５について説明する。
実施例１のコンバージョンレンズ１では、第６レンズが正レンズＧＰである。実施例２のコンバージョンレンズ２では、第６レンズが正レンズＧＰである。実施例３のコンバージョンレンズ３では、第２レンズ、第６レンズが正レンズＧＰである。実施例４のコンバージョンレンズ４では、第４レンズ、第６レンズが正レンズＧＰである。実施例５のコンバージョンレンズ５では、第４レンズ、第６レンズが正レンズＧＰである。
このように、各実施例のコンバージョンレンズは、式（１）から（３）を満たす正レンズＧＰを少なくとも１つ有することによって、色収差や像面湾曲を良好に補正している。
以下に、マスターレンズＭＬおよび実施例１から５のコンバージョンレンズに対応する数値実施例を示す。マスターレンズＭＬの断面図は図１に示した通りである。また、数値実施例１から５は実施例１から５のコンバージョンレンズに対応している。
各数値実施例の面データにおいて、ｒは各光学面の曲率半径、ｄ（ｍｍ）は第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を表わしている。ただし、ｍは光入射側から数えた面の番号である。また、ｎｄは各光学部材のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材のｄ線に対するアッベ数、θｇＦは光学部材のｇ線とＦ線に対する部分分散比を表わしている。
なお、各数値実施例において、ｄ、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバー、半画角（°）は全て各実施例のコンバージョンレンズに平行光線が入射した場合の値である。バックフォーカスＢＦは最終レンズ面から像面までの距離である。また、マスターレンズＭＬの数値実施例におけるレンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。実施例１から５に対応する数値実施例１から５におけるレンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離である。
［マスターレンズ］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 292.465 15.81 1.48749 70.45 0.5303
2 -517.524 29.13
3 145.749 21.85 1.43387 95.10 0.5373
4 -310.360 0.08
5 -309.759 4.30 1.65412 39.68 0.5737
6 260.211 26.17
7 90.793 15.28 1.43387 95.10 0.5373
8 529.656 0.25
9 67.742 6.00 1.48749 70.23 0.5300
10 52.993 29.99
11 807.025 6.60 1.80810 22.76 0.6307
12 -149.923 3.20 1.83400 37.16 0.5776
13 132.030 81.82
14(絞り) ∞ 3.43
15 365.029 6.38 1.65160 58.55 0.5425
16 -64.603 2.18 1.84666 23.78 0.6191
17 -140.611 4.43
18 88.023 4.87 1.84666 23.78 0.6191
19 -141.829 1.70 1.69680 55.53 0.5434
20 40.372 5.33
21 -141.777 1.70 1.83481 42.71 0.5642
22 95.226 3.39
23 99.547 5.56 1.80400 46.57 0.5572
24 -250.416 10.03
25 59.528 7.72 1.74951 35.33 0.5818
26 -105.426 2.00 1.80810 22.76 0.6307
27 107.015 4.26
28 ∞ 2.20 1.51633 64.14 0.5353
29 ∞ 22.09
30(FP) ∞ 44.00
像面 ∞
各種データ
焦点距離 392.18
Fナンバー 2.90
半画角（°） 3.16
像高 21.64
レンズ全長 371.76
BF 44.00
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 292.465 15.81 1.48749 70.45 0.5303
2 -517.524 29.13
3 145.749 21.85 1.43387 95.10 0.5373
4 -310.360 0.08
5 -309.759 4.30 1.65412 39.68 0.5737
6 260.211 26.17
7 90.793 15.28 1.43387 95.10 0.5373
8 529.656 0.25
9 67.742 6.00 1.48749 70.23 0.5300
10 52.993 29.99
11 807.025 6.60 1.80810 22.76 0.6307
12 -149.923 3.20 1.83400 37.16 0.5776
13 132.030 81.82
14(絞り) ∞ 3.43
15 365.029 6.38 1.65160 58.55 0.5425
16 -64.603 2.18 1.84666 23.78 0.6191
17 -140.611 4.43
18 88.023 4.87 1.84666 23.78 0.6191
19 -141.829 1.70 1.69680 55.53 0.5434
20 40.372 5.33
21 -141.777 1.70 1.83481 42.71 0.5642
22 95.226 3.39
23 99.547 5.56 1.80400 46.57 0.5572
24 -250.416 10.03
25 59.528 7.72 1.74951 35.33 0.5818
26 -105.426 2.00 1.80810 22.76 0.6307
27 107.015 4.26
28 ∞ 2.20 1.51633 64.14 0.5353
29 ∞ 22.09
30(FP) ∞ 44.00
像面 ∞
各種データ
焦点距離 392.18
Fナンバー 2.90
半画角（°） 3.16
像高 21.64
レンズ全長 371.76
BF 44.00
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 177.640 1.35 1.88300 40.76 0.5667
2 46.738 5.56 1.59270 35.31 0.5933
3 -69.004 3.67
4 -84.346 1.45 1.72916 54.68 0.5444
5 35.851 8.45 1.61340 44.27 0.5633
6 -34.540 1.80 1.81600 46.62 0.5568
7 134.317 0.44
8 52.879 7.08 1.62606 39.09 0.5762
9 -170.746 1.60 1.89286 20.36 0.6393
10 297.753
各種データ
焦点距離 -112.81
倍率 1.40
レンズ全長 31.40
前側主点位置 16.69
後側主点位置 -4.10
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 177.640 1.35 1.88300 40.76 0.5667
2 46.738 5.56 1.59270 35.31 0.5933
3 -69.004 3.67
4 -84.346 1.45 1.72916 54.68 0.5444
5 35.851 8.45 1.61340 44.27 0.5633
6 -34.540 1.80 1.81600 46.62 0.5568
7 134.317 0.44
8 52.879 7.08 1.62606 39.09 0.5762
9 -170.746 1.60 1.89286 20.36 0.6393
10 297.753
各種データ
焦点距離 -112.81
倍率 1.40
レンズ全長 31.40
前側主点位置 16.69
後側主点位置 -4.10
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 209.265 1.35 1.88300 40.76 0.5667
2 44.272 5.67 1.59270 35.31 0.5933
3 -71.835 4.54
4 -89.518 1.45 1.74100 52.64 0.5467
5 41.920 7.93 1.61340 44.27 0.5633
6 -34.914 1.80 1.81600 46.62 0.5568
7 140.730 0.61
8 55.318 5.83 1.72439 32.05 0.5867
9 -258.601 1.60 1.95906 17.47 0.6598
10 231.783
各種データ
焦点距離 -115.76
倍率 1.40
レンズ全長 30.79
前側主点位置 15.68
後側主点位置 -4.75
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 209.265 1.35 1.88300 40.76 0.5667
2 44.272 5.67 1.59270 35.31 0.5933
3 -71.835 4.54
4 -89.518 1.45 1.74100 52.64 0.5467
5 41.920 7.93 1.61340 44.27 0.5633
6 -34.914 1.80 1.81600 46.62 0.5568
7 140.730 0.61
8 55.318 5.83 1.72439 32.05 0.5867
9 -258.601 1.60 1.95906 17.47 0.6598
10 231.783
各種データ
焦点距離 -115.76
倍率 1.40
レンズ全長 30.79
前側主点位置 15.68
後側主点位置 -4.75
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 482.904 1.35 1.85150 40.78 0.5695
2 38.273 5.92 1.66565 35.64 0.5824
3 -69.295 3.20
4 -102.349 1.45 1.74100 52.64 0.5467
5 29.739 8.27 1.61340 44.27 0.5633
6 -37.020 2.07 1.81600 46.62 0.5568
7 115.814 0.34
8 47.074 7.53 1.70771 31.16 0.5958
9 -43.685 1.60 1.80810 22.76 0.6307
10 216.777
各種データ
焦点距離 -119.94
倍率 1.40
レンズ全長 31.73
前側主点位置 15.66
後側主点位置 -5.30
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 482.904 1.35 1.85150 40.78 0.5695
2 38.273 5.92 1.66565 35.64 0.5824
3 -69.295 3.20
4 -102.349 1.45 1.74100 52.64 0.5467
5 29.739 8.27 1.61340 44.27 0.5633
6 -37.020 2.07 1.81600 46.62 0.5568
7 115.814 0.34
8 47.074 7.53 1.70771 31.16 0.5958
9 -43.685 1.60 1.80810 22.76 0.6307
10 216.777
各種データ
焦点距離 -119.94
倍率 1.40
レンズ全長 31.73
前側主点位置 15.66
後側主点位置 -5.30
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 105.676 1.00 1.81600 46.62 0.5568
2 19.338 10.47 1.57501 41.50 0.5767
3 -44.883 1.82
4 -41.944 1.00 1.75500 52.32 0.5475
5 31.901 5.93 1.62606 39.09 0.5762
6 -48.054 9.81
7 -42.612 1.40 2.00069 25.46 0.6133
8 147.729 9.19 1.63980 36.20 0.5778
9 -23.907 0.25
10 -39.269 1.20 1.59282 68.63 0.5446
11 53.292 0.25
12 38.605 11.66 1.48749 70.23 0.5300
13 -27.088 1.70 1.59282 68.63 0.5446
14 -325.325
各種データ
焦点距離 -71.69
倍率 1.75
レンズ全長 55.68
前側主点位置 13.17
後側主点位置 -25.82
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 105.676 1.00 1.81600 46.62 0.5568
2 19.338 10.47 1.57501 41.50 0.5767
3 -44.883 1.82
4 -41.944 1.00 1.75500 52.32 0.5475
5 31.901 5.93 1.62606 39.09 0.5762
6 -48.054 9.81
7 -42.612 1.40 2.00069 25.46 0.6133
8 147.729 9.19 1.63980 36.20 0.5778
9 -23.907 0.25
10 -39.269 1.20 1.59282 68.63 0.5446
11 53.292 0.25
12 38.605 11.66 1.48749 70.23 0.5300
13 -27.088 1.70 1.59282 68.63 0.5446
14 -325.325
各種データ
焦点距離 -71.69
倍率 1.75
レンズ全長 55.68
前側主点位置 13.17
後側主点位置 -25.82
［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 106.109 1.00 1.81600 46.62 0.5568
2 20.128 10.04 1.54814 45.79 0.5686
3 -45.667 1.62
4 -47.041 1.00 1.75500 52.32 0.5475
5 24.452 6.39 1.66565 35.64 0.5824
6 -61.410 12.01
7 -50.454 1.40 2.00069 25.46 0.6133
8 104.651 8.89 1.65460 37.95 0.5675
9 -24.422 0.25
10 -38.120 1.20 1.59282 68.63 0.5446
11 53.263 0.25
12 38.981 10.44 1.48749 70.23 0.5300
13 -30.520 1.70 1.59282 68.63 0.5446
14 -455.010 (可変)
像面 ∞
各種データ
焦点距離 -71.77
倍率 2.00
レンズ全長 56.20
前側主点位置 13.13
後側主点位置 -26.40
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 106.109 1.00 1.81600 46.62 0.5568
2 20.128 10.04 1.54814 45.79 0.5686
3 -45.667 1.62
4 -47.041 1.00 1.75500 52.32 0.5475
5 24.452 6.39 1.66565 35.64 0.5824
6 -61.410 12.01
7 -50.454 1.40 2.00069 25.46 0.6133
8 104.651 8.89 1.65460 37.95 0.5675
9 -24.422 0.25
10 -38.120 1.20 1.59282 68.63 0.5446
11 53.263 0.25
12 38.981 10.44 1.48749 70.23 0.5300
13 -30.520 1.70 1.59282 68.63 0.5446
14 -455.010 (可変)
像面 ∞
各種データ
焦点距離 -71.77
倍率 2.00
レンズ全長 56.20
前側主点位置 13.13
後側主点位置 -26.40
各数値実施例における種々の数値を表１にまとめて示す。
［光学機器］
図１３は、本発明の一実施形態としての光学機器としての撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００の概略図である。本実施形態の撮像装置１００は、カメラ本体７０と、上述した実施例１から５のいずれかと同様であるコンバージョンレンズを含む撮影光学系７１と、撮影光学系７１によって形成される像を光電変換する受光素子（撮像素子）７２を備える。
図１３は、本発明の一実施形態としての光学機器としての撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００の概略図である。本実施形態の撮像装置１００は、カメラ本体７０と、上述した実施例１から５のいずれかと同様であるコンバージョンレンズを含む撮影光学系７１と、撮影光学系７１によって形成される像を光電変換する受光素子（撮像素子）７２を備える。
本実施形態の撮像装置１００は、実施例１から５のいずれかと同様であるコンバージョンレンズを含む撮影光学系７１を有するため、倍率色収差および像面湾曲が良好に補正された高品位な画像を得ることができる。なお、受光素子７２としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いることができる。
なお、上述した各実施例のコンバージョンレンズは、図１３に示したデジタルスチルカメラに限らず、銀塩フィルム用カメラやビデオカメラ、望遠鏡等の種々の光学機器に適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
１，２，３，４，５ コンバージョンレンズ
ＧＰ 正レンズ
ＧＰ 正レンズ
Claims (10)
- 全体として負の屈折力を有するコンバージョンレンズであって、
アッベ数をνｄ、ｇ線とＦ線に対する部分分散比をθｇＦ、ｄ線に対する屈折率をｎｄとしたとき、
３０≦νｄ≦４０
１．２３５＜ｎｄ−１４．３８７／νｄ≦１．２７６
０．４３００≦θｇＦ−２．９７９５／νｄ≦０．５０１０
なる条件式を満足する正レンズを有することを特徴とするコンバージョンレンズ。 - 前記コンバージョンレンズの焦点距離をｆ、前記正レンズの焦点距離をｆＡとしたとき、
０．１５＜ｆＡ／｜ｆ｜＜０．７
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のコンバージョンレンズ。 - 前記コンバージョンレンズの後側主点位置をＨＲ、前記コンバージョンレンズの最も物体側の屈折面から最も像側の屈折面までの距離をＴＤとしたとき、
−０．６＜ＨＲ／ＴＤ＜−０．０５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のコンバージョンレンズ。 - 前記正レンズの物体側の屈折面の曲率半径をｒｐａ、像側の屈折面の曲率半径をｒｐｂとしたとき、
−１．０＜（ｒｐａ＋ｒｐｂ）／（ｒｐａ−ｒｐｂ）＜１．０
なる条件式を満たす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ジョンレンズ。 - 前記コンバージョンレンズにおける全ての正レンズの屈折率を平均した値をｎＰとしたとき、
１．４８＜ｎＰ＜１．７５
なる条件式を満たす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ジョンレンズ。 - 前記コンバージョンレンズにおける全ての負レンズの屈折率を平均した値をｎＮ、前記コンバージョンレンズにおける全ての正レンズの屈折率を平均した値をｎＰとしたとき、
０．８＜ｎＰ／ｎＮ＜１．０
なる条件を満たす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ジョンレンズ。 - 前記正レンズはガラス材料を用いて形成されてい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ジョンレンズ。
- マスターレンズと、該マスターレンズの像側に装着された請求項１乃至７のいずれか１項に記載のコンバージョンレンズにより構成されることを特徴とする撮影光学系。
- 光軸上から退避可能に設けられた請求項１乃至７のいずれか１項に記載のコンバージョンレンズを有することを特徴とする撮影光学系。
- 請求項８または９に記載の撮影光学系と、該光学系によって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする光学機器。
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