CN110716295A - 后置改焦镜及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种还能够应对F值小的光学系统的具有良好的光学性能的后置改焦镜及摄像装置。后置改焦镜从物体侧起依次包括正的第1透镜组(RG1)、负的第2透镜组(RG2)及正的第3透镜组(RG3)，第1透镜组(RG1)包括由凹面朝向像侧的负透镜(RL1a)和凸面朝向物体侧的正透镜(RL1b)接合而成的接合透镜，第2透镜组(RG2)包括由凹面朝向像侧的负透镜(RL2a)、凸面朝向两侧的正透镜(RL2b)及凹面朝向物体侧的负透镜(RL2c)接合而成的接合透镜，第3透镜组包括从物体侧起依次配置的凸面朝向物体侧的正透镜即第3透镜组第1透镜及负透镜即第3透镜组第2透镜。

Description

后置改焦镜及摄像装置
技术领域
本公开涉及一种后置改焦镜及具备后置改焦镜的摄像装置。
背景技术
已知有以能够装卸的方式安装于主镜头(master lens)的后置改焦镜(后置转换镜)。后置改焦镜具有负屈光力，其通过安装于主镜头将包括主镜头的整个系统的焦距放大至大于主镜头单体的焦距。后置改焦镜配置于主镜头与相机主体之间。例如，专利文献1～4中公开了一种在主镜头中安装有包括具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组及具有正屈光力的第3透镜组的3组结构的后置改焦镜的光学系统。
专利文献1：日本特开2017-062317号公报
专利文献2：日本特开2016-177042号公报
专利文献3：日本特开2002-267929号公报
专利文献4：日本特开2004-226648号公报
近年来，搭载于数码相机的成像元件的高性能化日益进步，随着成像元件的高性能化，主镜头的光学性能也得到提高。因此，对安装于主镜头的后置改焦镜也要求良好的光学性能。具体而言，要求即使在主镜头中安装有后置改焦镜的情况下各种像差的变化也少于主镜头单体的情况的光学性能。
通常，光学系统在减小F值时容易产生像差。因此，要求即使在减小F值的情况下尤其球面像差、像面弯曲及倍率色差等像差也得到抑制的后置改焦镜。
就专利文献1～4中记载的后置改焦镜而言，其光学性能不足以应对F值小的光学系统，需要进一步提高光学性能。
发明内容
本公开的目的在于，提供一种还能够应对F值小的光学系统的具有良好的光学性能的后置改焦镜及具备后置改焦镜的摄像装置。
用于解决上述问题的具体方法包括以下方式。
本公开的后置改焦镜是通过安装于主镜头的像侧而将包括主镜头的整个系统的焦距放大至大于主镜头单体的焦距的具有负屈光力的后置改焦镜，该后置改焦镜从物体侧起依次包括具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组及具有正屈光力的第3透镜组，第1透镜组包括由从物体侧起依次配置的凹面朝向像侧的负透镜和凸面朝向物体侧的正透镜接合而成的接合透镜，
第2透镜组包括由从物体侧起依次配置的凹面朝向像侧的负透镜、凸面朝向两侧的正透镜及凹面朝向物体侧的负透镜接合而成的接合透镜，第3透镜组包括从物体侧起依次配置的凸面朝向物体侧的正透镜即第3透镜组第1透镜和负透镜即第3透镜组第2透镜，
在将第1透镜组的焦距设为f1、
将第2透镜组的焦距设为f2、
将第3透镜组的焦距设为f3、
将后置改焦镜整体的焦距设为fC、
将第1透镜组的负透镜的色散系数设为v1并将第1透镜组的正透镜的色散系数设为v2时，
满足以下表示的条件式(1)、(2)、(3)及(4)，
-1.4＜f1/fC＜-0.8……(1)；
0.2＜f2/fC＜0.5……(2)；
-2.5＜f3/fC＜-0.7……(3)；
0＜v1-v2＜10……(4)。
而且，本公开的后置改焦镜优选，
在将第3透镜组第1透镜的焦距设为f31、
将第3透镜组第2透镜的焦距设为f32时，
满足以下表示的条件式(5)及(6)，
0.3＜f31/f3＜0.8……(5)；
-2.5＜f32/f3＜-0.6……(6)。
而且，本公开的后置改焦镜优选，第3透镜组第1透镜的至少一个面为非球面。
本公开的后置改焦镜优选，在条件式(1)中，
还满足以下表示的条件式(1-1)，
-1.3＜f1/fC＜-0.9……(1-1)。
本公开的后置改焦镜优选，在条件式(2)中，
还满足以下表示的条件式(2-1)，
0.25＜f2/fC＜0.4……(2-1)。
本公开的后置改焦镜优选，在条件式(3)中，
还满足以下表示的条件式(3-1)，
-2.2＜f3/fC＜-0.8……(3-1)。
本公开的后置改焦镜优选，在条件式(4)中，
还满足以下表示的条件式(4-1)，
3＜v1-v2＜8……(4-1)。
本公开的后置改焦镜优选，在条件式(5)中，
还满足以下表示的条件式(5-1)，
0.4＜f31/f3＜0.7……(5-1)。
本公开的后置改焦镜优选，在条件式(6)中，
还满足以下表示的条件式(6-1)，
-2.2＜f32/f3＜-0.7……(6-1)。
本公开的摄像装置具备上述记载的本公开的后置改焦镜。
另外，上述“包括～”表示，除了作为构成要件举出的部件以外，还可以包括实质上不具有光焦度的透镜、光圈、掩模、盖玻璃或滤光片等透镜以外的光学要件、透镜凸缘、镜筒、成像元件及手抖校正机构等机构部分等。
并且，各条件式中的色散系数以d线为基准波长。
并且，关于上述透镜的面形状及屈光力的符号，包括非球面的情况是在近轴区域考虑的。
发明效果
根据本公开，能够提供一种还能够应对F值小的光学系统的具有良好的光学性能的后置改焦镜及摄像装置。
附图说明
图1是表示本公开的一实施方式的后置改焦镜的结构例的剖视图。
图2是表示安装有后置改焦镜的主镜头的结构例的剖视图。
图3是表示在主镜头中安装有实施例1的后置改焦镜的状态下的透镜结构的剖视图。
图4是表示在主镜头中安装有实施例2的后置改焦镜的状态下的透镜结构的剖视图。
图5是表示在主镜头中安装有实施例3的后置改焦镜的状态下的透镜结构的剖视图。
图6是表示在主镜头中安装有实施例4的后置改焦镜的状态下的透镜结构的剖视图。
图7是表示在主镜头中安装有实施例5的后置改焦镜的状态下的透镜结构的剖视图。
图8是主镜头的各像差图。
图9是在主镜头中安装有实施例1的后置改焦镜的状态下的各像差图。
图10是在主镜头中安装有实施例2的后置改焦镜的状态下的各像差图。
图11是在主镜头中安装有实施例3的后置改焦镜的状态下的各像差图。
图12是在主镜头中安装有实施例4的后置改焦镜的状态下的各像差图。
图13是在主镜头中安装有实施例5的后置改焦镜的状态下的各像差图。
图14是本公开的一实施方式所涉及的摄像装置的概略结构图。
具体实施方式
以下，参考附图对本公开的后置改焦镜进行详细说明。图1是表示本公开的一实施方式所涉及的后置改焦镜RCL的透镜结构的一例的剖视图。图1所示的后置改焦镜RCL对应于后述的实施例1的后置改焦镜RCL。图2是表示安装有后置改焦镜RCL的主镜头ML的透镜结构的一例的剖视图。图3～图7是表示在图2所示的主镜头ML中分别安装有后置改焦镜RCL的后述的实施例1至5的状态的整体结构的剖视图。在图1至图7中，左侧为物体侧，右侧为像侧，所图示的孔径光圈St并不一定表示大小和/或形状，而表示光轴Z上的位置。
后置改焦镜RCL安装于主镜头ML的像侧。后置改焦镜RCL具有负屈光力，将在主镜头ML中安装有后置改焦镜RCL的光学系统的焦距放大至大于主镜头ML单体的焦距。
以下，有时将在主镜头ML中安装有后置改焦镜RCL的光学系统整体简称为合成光学系统。
后置改焦镜RCL沿光轴Z从物体侧起依次包括具有正屈光力的第1透镜组RG1、具有负屈光力的第2透镜组RG2及具有正屈光力的第3透镜组RG3。
如此，通过将第1透镜组RG1至第3透镜组RG3的3个透镜组设为正、负、正屈光力的配置，能够抑制因将后置改焦镜RCL安装于主镜头ML而产生的球面像差及像面弯曲的变化。
并且，在后置改焦镜RCL中，通过使第1透镜组RG1具有正屈光力，可获得如下效果。即，通过使第1透镜组RG1具有正屈光力，能够使后置改焦镜RCL的物体侧主点位置(也称为前侧主点位置)更靠像侧，其结果，能够缩短合成光学系统的后焦距。
后置改焦镜RCL在主镜头ML的像侧配置于主镜头ML的像点位置(像侧焦点位置)与后置改焦镜RCL的物点位置一致的位置。并且，决定后置改焦镜RCL的物体距离及成像距离，以获得目标放大倍率。
在此，物体距离设为从后置改焦镜RCL的物体侧主点位置至物点位置为止的距离。成像距离设为从后置改焦镜RCL的像侧主点位置(后侧主点位置)至主镜头ML的像通过后置改焦镜RCL再成像的成像位置(参考图3所示的像面Sim)为止的距离。在将物体距离设为a、将成像距离设为b、将安装有后置改焦镜RCL时的放大倍率设为M时，M＝b/a。
当固定后置改焦镜RCL的物点位置时，若后置改焦镜RCL的物体侧主点位置向像侧移动，则物体距离a变短，若使放大倍率M恒定，则成像距离b也变短。由此，能够缩短合成光学系统的后焦距。如此，若向像侧移动后置改焦镜RCL的物体侧主点位置，则能够缩短合成光学系统的后焦距。因此，能够实现适于无反式数码相机的规格。
第1透镜组RG1包括由从物体侧起依次配置的凹面朝向像侧的负透镜RL1a和凸面朝向物体侧的正透镜RL1b接合而成的接合透镜。
通过设为这种接合透镜，能够抑制因将后置改焦镜RCL安装于主镜头ML而产生的轴上色差的变化。并且，通过接合第1透镜组RG1中的2片透镜，能够抑制透镜面之间的重影的产生，进而能够减少透镜之间的相对位置误差的影响。
第2透镜组RG2包括由从物体侧起依次配置的凹面朝向像侧的负透镜RL2a、凸面朝向两侧的正透镜RL2b及凹面朝向物体侧的负透镜RL2c这3片透镜接合而成的接合透镜。
第2透镜组RG2包括从物体侧起依次接合负透镜RL2a、正透镜RL2b及负透镜RL2c而成的1组接合透镜。在具有负屈光力的第2透镜组RG2中，若为了确保充分的负屈光力而加强负屈光力，则趋向于因安装后置改焦镜RCL而产生的轴上色差的变化变大。然而，第2透镜组RG2由从物体侧起依次接合负透镜RL2a、正透镜RL2b及负透镜RL2c这3片而成的1组接合透镜构成，因此能够尽可能抑制因安装后置改焦镜RCL产生的轴上色差的变化。并且，通过将第2透镜组RG2设为接合透镜，能够抑制透镜面之间的重影的产生，进而能够减少透镜之间的相对位置误差的影响。
第3透镜组RG3包括从物体侧起依次配置的第3透镜组第1透镜RL3a和第3透镜组第2透镜RL3b。第3透镜组第1透镜RL3a为凸面朝向物体侧的正透镜，第3透镜组第2透镜RL3b为负透镜。在第3透镜组RG3中，通过将位于物体侧的第3透镜组第1透镜RL3a的物体侧的透镜面的形状设为凸面，能够抑制因将后置改焦镜RCL安装于主镜头ML而产生的球面像差的变化。
并且，在第3透镜组RG3中，通过将第3透镜组第2透镜RL3b设为负透镜，能够使后置改焦镜RCL的物体侧主点位置更靠像侧。由此，能够缩短将后置改焦镜RCL安装于主镜头ML之后的合成光学系统的后焦距。因此，能够实现适于无反式数码相机的规格。
并且，后置改焦镜RCL构成为满足以下各条件式。
首先，在将第1透镜组RG1的焦距设为f1、将第2透镜组RG2的焦距设为f2、将第3透镜组RG3的焦距设为f3、将后置改焦镜RCL整体的焦距设为fC时，后置改焦镜RCL构成为满足条件式(1)至(3)。
-1.4＜f1/fC＜-0.8……(1)
0.2＜f2/fC＜0.5……(2)
-2.5＜f3/fC＜-0.7……(3)
条件式(1)是适于在实现适于无反式数码相机的较短的后焦距的同时还能够应对F值小的光学系统的具有良好的光学性能的后置改焦镜RCL的条件。另外，在此所说的“F值小”表示F值为3以下。
第1透镜组RG1的焦距f1越长(正屈光力越弱)，后置改焦镜RCL的物体侧主点位置越向物体侧移位。
通过不使f1/fC的值成为条件式(1)的下限以下，可抑制后置改焦镜RCL的物体侧主点位置过于靠近物体侧。当固定后置改焦镜RCL的物点位置时，若后置改焦镜RCL的物体侧主点位置向物体侧移动，则物体距离a变长，若使放大倍率M恒定，则成像距离b变长。其结果，合成光学系统的后焦距也变长。因此，通过不使f1/fC的值成为条件式(1)的下限以下，能够抑制合成光学系统的后焦距过于变长，从而抑制合成光学系统整体的镜头长度变长。
另外，即使在f1/fC的值为条件式(1)的下限以下的情况下，只要缩小放大倍率M，则也能够缩短合成光学系统的后焦距。然而，在该情况下有可能无法获得目标放大倍率M。因此，f1/fC的值需要大于条件式(1)的下限。
并且，通过不使f1/fC的值成为条件式(1)的下限以下，可抑制球面像差的增大，因此有利于校正球面像差。
另一方面，通过不使f1/fC的值成为条件式(1)的上限以上，能够抑制后置改焦镜RCL的物体侧主点位置过于靠近像侧。如上所述，当固定后置改焦镜RCL的物点位置时，若后置改焦镜RCL的物体侧主点位置向像侧移动，则物体距离a变短，若使放大倍率M恒定，则成像距离b也变短，后焦距也变短。因此，通过不使f1/fC的值成为条件式(1)的上限以上，可抑制合成光学系统的后焦距过于变短。由此，能够确保在无反式数码相机中也需要的合成光学系统的后焦距。
并且，通过不使f1/fC的值成为条件式(1)的上限以上，可抑制像面弯曲的增大，因此有利于校正像面弯曲。
并且，在条件式(1)中，若还满足下述条件式(1-1)，则可获得更良好的光学性能。
-1.3＜f1/fC＜-0.9……(1-1)。
条件式(2)也是适于在实现适于无反式数码相机的较短的后焦距的同时还能够应对F值小的光学系统的具有良好的光学性能的后置改焦镜RCL的条件。
通过不使f2/fC的值成为条件式(2)的下限以下，能够抑制后置改焦镜RCL的物体侧主点位置过于靠近像侧。若使后置改焦镜RCL整体的屈光力恒定(fC恒定)，则第2透镜组RG2的焦距f2越短(负屈光力越强)，第1透镜组RG1的正屈光力越变强。如上所述，第1透镜组RG1的正屈光力越强，后置改焦镜RCL的物体侧主点位置越向像侧移位。并且，当固定后置改焦镜RCL的物点位置时，若后置改焦镜RCL的物体侧主点位置向像侧移动，则物体距离a变短，若使放大倍率M恒定，则成像距离b也变短，后焦距也变短。因此，通过不使f2/fC的值成为条件式(2)的下限以下，可抑制合成光学系统的后焦距过于变短。由此，能够确保在无反式数码相机中也需要的合成光学系统的后焦距。
并且，通过不使f2/fC的值成为条件式(2)的下限以下，可抑制球面像差的增大，从而有利于校正球面像差。
另一方面，在与上述的不使f2/fC的值成为条件式(2)的下限以下的情况的说明相同的前提条件下，通过不使f2/fC的值成为条件式(2)的上限以上，能够抑制后置改焦镜RCL的物体侧主点位置过于靠近物体侧。由此，能够抑制合成光学系统的后焦距过于变长，从而抑制合成光学系统整体的镜头长度变长。
另外，即使在f2/fC的值为条件式(2)的上限以上的情况下，只要缩小放大倍率M，则也能够缩短合成光学系统的后焦距。然而，在该情况下有可能无法获得目标放大倍率M。因此，f2/fC的值需要小于条件式(2)的上限。
并且，通过不使f2/fC的值成为条件式(2)的上限以上，可抑制像面弯曲的增大，因此有利于校正像面弯曲。
并且，在条件式(2)中，若还满足下述条件式(2-1)，则可获得更良好的光学性能。
0.25＜f2/fC＜0.4……(2-1)
条件式(3)也是适于在实现适于无反式数码相机的较短的后焦距的同时还能够应对F值小的光学系统的具有良好的光学性能的后置改焦镜RCL的条件。
通过不使f3/fC的值成为条件式(3)的下限以下，能够抑制后置改焦镜RCL的物体侧主点位置过于靠近像侧。若使后置改焦镜RCL整体的屈光力恒定(fC恒定)，则第3透镜组RG3的焦距f3越长(正屈光力越弱)，第1透镜组RG1的正屈光力越变强。如上所述，第1透镜组RG1的正屈光力越强，后置改焦镜RCL的物体侧主点位置越向像侧移位。并且，当固定后置改焦镜RCL的物点位置时，若后置改焦镜RCL的物体侧主点位置向像侧移动，则物体距离a变短，若使放大倍率M恒定，则成像距离b也变短，后焦距也变短。因此，通过不使f3/fC的值成为条件式(3)的下限以下，可抑制合成光学系统的后焦距过于变短。由此，能够确保在无反式数码相机中也需要的合成光学系统的后焦距。
并且，通过不使f3/fC的值成为条件式(3)的下限以下，可抑制畸变像差的增大，因此有利于校正畸变像差。
另一方面，在与上述的不使f3/fC的值成为条件式(3)的下限以下的情况的说明相同的前提条件下，通过不使f3/fC的值成为条件式(3)的上限以上，可抑制后置改焦镜RCL的物体侧主点位置及物点位置过于靠近物体侧。由此，能够抑制合成光学系统的后焦距过于变长，从而抑制合成光学系统整体的镜头长度变长。
另外，即使在f3/fC的值为条件式(3)的上限以上的情况下，只要缩小放大倍率M，则也能够缩短合成光学系统的后焦距。然而，在该情况下有可能无法获得目标放大倍率M。因此，f3/fC的值需要小于条件式(3)的上限。
并且，通过不使f3/fC的值成为条件式(3)的上限以上，可抑制像面弯曲的增大，因此有利于校正像面弯曲。
并且，在条件式(3)中，若还满足下述条件式(3-1)，则可获得更良好的光学性能。
-2.2＜f3/fC＜-0.8……(3-1)
下述条件式(4)也是适于还能够应对F值小的光学系统的具有良好的光学性能的后置改焦镜RCL的条件。条件式(4)尤其是用于抑制因将后置改焦镜RCL安装于主镜头ML而产生的倍率色差的变化的条件。
在将第1透镜组RG1的负透镜RL1a的色散系数设为v1、将第1透镜组RG1的正透镜RL1b的色散系数设为v2时，优选满足条件式(4)。
0＜v1-v2＜10……(4)
通过不使v1-v2的值成为条件式(4)的上限以上，能够抑制因安装后置改焦镜RCL而产生的倍率色差的变化。并且，通过不使v1-v2的值成为条件式(4)的下限以下，能够抑制轴上色差的增大，有利于校正轴上色差。
另外，在条件式(4)中，若还满足条件式(4-1)，则能够在进一步抑制倍率色差的变化的同时平衡性良好地校正倍率色差及轴上色差。
3＜v1-v2＜8……(4-1)
若还满足如下所示的各种条件式，则能够实现在具有适于无反式数码相机的较短的后焦距的同时还能够应对F值小的光学系统的具有更良好的光学性能的后置改焦镜RCL。
首先，在将第3透镜组第1透镜RL3a的焦距设为f31、将第3透镜组第2透镜RL3b的焦距设为f32时，优选满足下述条件式(5)及(6)。
0.3＜f31/f3＜0.8……(5)
-2.5＜f32/f3＜-0.6……(6)
通过不使f31/f3的值成为条件式(5)的下限以下，可抑制后置改焦镜RCL的物体侧主点位置过于靠近像侧。若使后置改焦镜RCL整体的屈光力恒定，则越使第3透镜组第1透镜RL3a的焦距f31变长(越使正屈光力变弱)，第1透镜组RG1的正屈光力越变弱。因此，在与上述条件式(3)的说明相同的前提条件下，通过不使f31/f3的值成为条件式(5)的下限以下，可抑制合成光学系统的后焦距过于变短。由此，能够确保在无反式数码相机中也需要的合成光学系统的后焦距。
并且，通过不使f31/f3的值成为条件式(5)的下限以下，可抑制像面弯曲的增大，因此有利于校正像面弯曲。
另一方面，在与上述的不使f31/f3的值成为条件式(5)的下限以下的情况的说明相同的前提条件下，通过不使f31/f3的值成为条件式(5)的上限以上，能够抑制后置改焦镜RCL的物体侧主点位置过于靠近物体侧。由此，能够抑制合成光学系统的后焦距过于变长，从而抑制合成光学系统整体的镜头长度变长。
另外，即使在f31/f3的值为条件式(5)的上限以上的情况下，只要缩小放大倍率M，则也能够缩短合成光学系统的后焦距。然而，在该情况下有可能无法获得目标放大倍率M。因此，f31/f3的值需要小于条件式(5)的上限。
并且，通过不使f31/f3的值成为条件式(5)的上限以上，可抑制球面像差的增大，因此有利于校正球面像差。
通过不使f32/f3的值成为条件式(6)的上限以上，可抑制后置改焦镜RCL的物体侧主点位置过于靠近像侧。越使第3透镜组第2透镜RL3b的焦距f32变短(越使负屈光力变强)，第3透镜组RG3的正屈光力越变弱。若使后置改焦镜RCL整体的屈光力恒定，则第3透镜组RG3的正屈光力越弱，第1透镜组RG1的正屈光力越变强。在该情况下，后置改焦镜RCL的物体侧主点位置靠近像侧，后焦距变短。因此，在与上述条件式(3)的说明相同的前提条件下，通过不使f32/f3的值成为条件式(6)的上限以上，可抑制合成光学系统的后焦距过于变短。由此，能够确保在无反式数码相机中也需要的合成光学系统的后焦距。
并且，通过不使f32/f3的值成为条件式(6)的上限以上，可抑制像面弯曲的增大，因此有利于校正像面弯曲。
另一方面，通过不使f32/f3的值成为条件式(6)的下限以下，可抑制后置改焦镜RCL的物体侧主点位置过于靠近物体侧。由此，能够抑制合成光学系统的后焦距过于变长，从而抑制合成光学系统整体的镜头长度变长。
另外，即使在f32/f3的值为条件式(6)的下限以下的情况下，只要缩小放大倍率M，则也能够缩短合成光学系统的后焦距。然而，在该情况下有可能无法获得目标放大倍率M。因此，f32/f3的值需要大于条件式(6)的下限。
并且，通过不使f32/f3的值成为条件式(6)的下限以下，可抑制球面像差的增大，因此有利于校正球面像差。
并且，在条件式(5)中，若还满足下述条件式(5-1)，则可获得更良好的光学性能。并且，在条件式(6)中，若还满足下述条件式(6-1)，则可获得更良好的光学性能。
0.4＜f31/f3＜0.7……(5-1)
-2.2＜f32/f3＜-0.7……(6-1)
并且，优选第3透镜组第1透镜RL3a的至少一个透镜面由非球面构成。由此，能够同时校正球面像差、像面弯曲及畸变像差。
并且，在本例子中，第3透镜组RG3包括均未接合的单透镜。通过由单透镜构成，提高设计上的自由度。另外，第3透镜组RG3可以由至少一个接合透镜构成。
接着，对安装有后置改焦镜RCL的主镜头ML的结构例和后置改焦镜RCL的数值实施例进行说明。
首先，对主镜头ML进行说明。图2是作为一例示出的主镜头ML的剖视图。主镜头ML包括从物体侧起依次配置的透镜L1a～L1s这19片透镜。主镜头ML可以是变焦镜头。另外，在图2中，示出了在主镜头ML与像面Sim之间配置有设想成如低通滤光片或屏蔽特定的波长区域的各种滤光片的平行平面板状的光学部件PP的例子。
将与以主镜头ML单体的结构对应的具体的透镜数据示于表1，将与规格相关的数据示于表2。
在表1中示出的透镜数据中，Si栏中示出了对光学系统以将最靠物体侧的光学要件的物体侧的面作为第1个而随着朝向像侧依次增加的方式标注符号的第i个面的编号。在近轴曲率半径Ri栏中示出从物体侧起第i个面的曲率半径的值(mm(毫米))。关于面间隔Di的栏，也同样地示出从物体侧起第i个面Si与第i+1个面Si+1之间的光轴上的间隔(mm(毫米))。在Ndj栏中示出从物体侧起第j个光学要件的相对于d线(波长587.6nm(纳米))的折射率的值。在vdj栏中示出从物体侧起第j个光学要件的相对于d线的色散系数的值。并且，关于曲率半径的符号，将面形状凸向物体侧的情况设为正，将凸向像侧的情况设为负。表1中一并示出了孔径光圈St和光学部件PP，在相当于孔径光圈St的面的面编号栏中与面编号一并记载了(St)这一术语。
在表2示出整个系统的焦距f、整个系统的后焦距Bf、F值、对焦于无限远物体的状态下的最大视角2ω的值。另外，在表2等本说明书中，FNo.表示F值。另外，该后焦距Bf表示空气换算的值。在透镜数据中，作为角度的单位使用了度(°)，作为长度的单位使用了mm(毫米)，但光学系统既可以放大比例使用也可以缩小比例使用，因此也能够使用其他适当的单位。
[表1]
主镜头·透镜数据
Figure BDA0002123469660000131
[表2]
主镜头·规格(d线)
f 194.02
Bf 31.15
FNo. 2.06
2ω 9.0
将主镜头ML单体的各像差图示于图8。另外，从图8的左侧起依次示出球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在表示球面像差、像散及畸变像差的各像差图中示出以d线(波长587.6nm(纳米))为基准波长的像差。在球面像差图中，分别以实线、长虚线及短虚线示出关于d线(波长587.6nm(纳米))、C线(波长656.3nm(纳米))及F线(波长486.1nm(纳米))的像差。在像散图中，分别以实线及短虚线示出弧矢方向及子午方向的像差。在倍率色差图中，分别以长虚线及短虚线示出关于C线(波长656.3nm(纳米))及F线(波长486.1nm(纳米))的像差。另外，各像差图的ω表示半视角。并且，图8所示的像差图均为物体距离无限远时的像差图。
图3～图7中示出表示在图2所示的主镜头ML中分别安装有与实施例1至实施例5对应的各后置改焦镜RCL的合成光学系统的整体结构的剖视图。在图3～图7中，主镜头ML均相同。与图2相同地，在图3～7所示的合成光学系统中，也示出了配置有光学部件PP的例子。将后置改焦镜RCL的数值实施例示于以下表3～17。下述表3～17所示的透镜数据是在主镜头ML中安装有各实施例1至实施例5的后置改焦镜RCL的状态的数据。
关于表中的记号的含义，就表3～17而言，也与以表1、2为例进行说明的含义基本相同。与实施例1～5的后置改焦镜RCL相关的透镜数据与在表3、6、9、12及15中用粗线框示出的面编号35～45对应。
并且，关于整个系统的焦距f，在表2中表示主镜头ML单体的焦距，在表4、7、10、13及16中表示组合后置改焦镜RCL和主镜头ML而成的合成光学系统的合成焦距。关于整个系统的后焦距Bf，在表2中表示主镜头单体的后焦距，在表4、7、10、13及16中表示组合后置改焦镜RCL和主镜头ML而成的合成光学系统的后焦距。
并且，图9～图13所示的像差图表示在主镜头ML中分别安装有各实施例1至实施例5所涉及的后置改焦镜RCL的合成光学系统的像差图。关于图9～图13所示的像差图中的记号的含义，与在图8中进行说明的含义基本相同。并且，图9～图13所示的像差图均为物体距离无限远时的像差图。
在表5、8、11、14及17的透镜数据中，在非球面的面编号上标注了*记号，作为非球面的曲率半径示出了近轴曲率半径的数值。在与表5、8、11、14及17的非球面系数相关的数据中示出非球面的面编号和与这些非球面相关的非球面系数。在表5、8、11、14及17中，非球面系数的数值的“E±n”(n：整数)表示“×10±n”。非球面系数为由下述式表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、5、……)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑Am·hm
其中，设为
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂至与非球面顶点相切且与光轴垂直的平面的垂线的长度)；
h：高度(距光轴的距离)；
C：近轴曲率半径的倒数；
KA、Am：非球面系数(m＝3、4、5……)。
将在主镜头ML中安装有实施例1的后置改焦镜RCL的合成光学系统的透镜数据示于表3，将与规格相关的数据示于表4，将与非球面系数相关的数据示于表5。
并且，将在主镜头ML中安装有实施例1的后置改焦镜RCL的状态下的各像差图示于图9。
[表3]
实施例1·透镜数据
Figure BDA0002123469660000161
[表4]
实施例1·规格(d线)
f 271.54
Bf 14.45
FNo. 2.88
2ω 6.8
[表5]
实施例1·非球面系数
Si *42 *43
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A3 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A4 -4.0069027E-06 -2.9797401E-05
A5 -4.0116511E-06 5.0678274E-06
A6 1.9322476E-06 -1.4104856E-06
A7 -3.0556474E-07 2.5633878E-07
A8 1.5084145E-08 -2.0298979E-08
A9 5.3417505E-10 -2.9461048E-10
A10 -2.9150133E-11 9.2188992E-11
A11 -3.4316109E-12 3.0094687E-12
A12 2.7309242E-14 -3.1391599E-13
A13 1.0843229E-14 -2.6925527E-14
A14 3.4115327E-16 3.5621021E-16
A15 -4.2858995E-17 1.7401064E-16
A16 7.6873928E-19 -6.1116557E-18
A17 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A18 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A19 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A20 0.0000000E+00 0.0000000E+00
将在主镜头ML中安装有实施例2的后置改焦镜RCL的合成光学系统的透镜数据示于表6，将与规格相关的数据示于表7，将与非球面系数相关的数据示于表8。
并且，将在主镜头ML中安装有实施例2的后置改焦镜RCL的状态下的各像差图示于图10。
[表6]
实施例2·透镜数据
Figure BDA0002123469660000181
[表7]
实施例2·规格(d线)
f 271.53
Bf 14.35
FNo. 2.88
2ω 6.6
[表8]
实施例2·非球面系数
Si *42 *43
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A3 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A4 1.2333252E-05 -3.1119594E-06
A5 -5.8919290E-06 -1.8935455E-06
A6 1.0518027E-06 -2.3941012E-08
A7 -7.4611206E-08 4.6643329E-08
A8 -6.0908137E-10 -2.7619026E-09
A9 2.0202664E-10 -1.9558951E-10
A10 9.0322454E-12 5.4766720E-12
A11 -2.5972863E-13 1.1429756E-12
A12 -4.5926328E-14 4.7917912E-14
A13 -2.3090940E-15 -2.1781658E-15
A14 9.2336688E-18 -4.2333194E-16
A15 1.5179032E-17 -1.9302431E-17
A16 -9.9739286E-20 2.1632128E-18
A17 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A18 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A19 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A20 0.0000000E+00 0.0000000E+00
将在主镜头ML中安装有实施例3的后置改焦镜RCL的合成光学系统的透镜数据示于表9，将与规格相关的数据示于表10，将与非球面系数相关的数据示于表11。
并且，将在主镜头ML中安装有实施例3的后置改焦镜RCL的状态下的各像差图示于图11。
[表9]
实施例3·透镜数据
Figure BDA0002123469660000201
[表10]
实施例3·规格(d线)
f 271.48
Bf 14.65
FNo. 2.88
2ω 6.6
[表11]
实施例3·非球面系数
Si *43
KA 1.0000000E+00
A3 0.0000000E+00
A4 -3.8959022E-05
A5 1.0378129E-05
A6 -1.4194112E-06
A7 6.2080412E-08
A8 1.8549226E-09
A9 -2.0049916E-10
A10 1.6342794E-11
A11 -8.6694797E-13
A12 -7.1811330E-14
A13 -4.8216586E-16
A14 3.8289371E-16
A15 2.8750218E-17
A16 -2.5260257E-18
A17 1.0988381E-19
A18 2.2652451E-21
A19 -1.2822138E-21
A20 5.2444561E-23
将在主镜头ML中安装有实施例4的后置改焦镜RCL的合成光学系统的透镜数据示于表12，将与规格相关的数据示于表13，将与非球面系数相关的数据示于表14。
并且，将在主镜头ML中安装有实施例4的后置改焦镜RCL的状态下的各像差图示于图12。
[表12]
实施例4·透镜数据
Figure BDA0002123469660000221
[表13]
实施例4·规格(d线)
f 271.48
Bf 14.75
FNo. 2.88
2ω 6.6
[表14]
实施例4·非球面系数
Si *43
KA 1.0000000E+00
A3 0.0000000E+00
A4 -3.5340765E-05
A5 8.2154504E-06
A6 -1.0427966E-06
A7 2.7433445E-08
A8 2.7829712E-09
A9 -9.6110078E-11
A10 1.3854354E-11
A11 -1.3487955E-12
A12 -9.0777602E-14
A13 7.4084542E-16
A14 6.0397489E-16
A15 3.2593624E-17
A16 -3.0053185E-18
A17 0.0000000E+00
A18 0.0000000E+00
A19 0.0000000E+00
A20 0.0000000E+00
将在主镜头ML中安装有实施例5的后置改焦镜RCL的合成光学系统的透镜数据示于表15，将与规格相关的数据示于表16，将与非球面系数相关的数据示于表17。
并且，将在主镜头ML中安装有实施例5的后置改焦镜RCL的状态下的各像差图示于图13。
[表15]
实施例5·透镜数据
Figure BDA0002123469660000241
[表16]
实施例5·规格(d线)
f 271.47
Bf 14.69
FNo. 2.88
2ω 6.2
[表17]
实施例5·非球面系数
Si *42 *43
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A3 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A4 5.9161925E-05 2.0977908E-05
A5 -2.3068714E-05 -8.5216364E-06
A6 2.8135068E-06 2.5546949E-07
A7 -6.9970679E-08 6.2381017E-08
A8 -7.6524667E-09 -9.6310210E-10
A9 1.3791045E-10 -4.3072196E-10
A10 1.3435518E-11 1.1455466E-11
A11 9.7022210E-13 -2.7409124E-14
A12 6.1635607E-15 1.9706263E-14
A13 -3.4220413E-15 2.1078544E-15
A14 -2.1127098E-16 8.5524653E-17
A15 4.5807621E-18 -4.5480433E-18
A16 3.1396109E-19 -5.8830243E-19
A17 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A18 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A19 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A20 0.0000000E+00 0.0000000E+00
将与实施例1～5的后置改焦镜RCL的条件式(1)～(6)对应的值示于表18。另外，所有实施例均以d线为基准波长，下述表18所示的值为该基准波长下的值。
[表18]
式编号 条件式 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
(1) f1/fC -1.101 -1.185 -1.087 -1.233 -1.064
(2) f2/fC 0.320 0.348 0.292 0.387 0.312
(3) f3/fC -1.101 -1.254 -0.932 -1.817 -1.071
(4) v1-v2 5.400 5.4 7.0 7.0 7.1
(5) f31/f3 0.614 0.493 0.656 0.524 0.652
(6) f32/f3 -1.477 -0.890 -1.880 -1.029 -1.738
由以上数据可知，实施例1～5的后置改焦镜RCL均具有良好的光学性能。
另外，在恶劣的环境下使用时，优选后置改焦镜RCL涂布有保护用多层膜涂层。而且，除了保护用涂层以外，还可以涂布用于减少使用时的重影光等的防反射涂层。
并且，在图2等所示的例子中，示出了在透镜系统与像面Sim之间配置有设想成低通滤光片或如屏蔽特定的波长区域的各种滤光片的平行平面板状的光学部件PP的例子。可以不限定于此而在各透镜之间配置这些各种滤光片来代替在透镜系统与像面Sim之间配置这些各种滤光片等。并且，例如可以在任一透镜的透镜面涂布具有与各种滤光片相同的作用的涂层。
接着，对本公开的一实施方式所涉及的摄像装置10进行说明。在图14中示出使用本发明的一实施方式的后置改焦镜RCL的摄像装置10的概略结构图。该摄像装置10为在主镜头ML的像侧以拆卸自如的方式安装有后置改焦镜RCL的无反式数码相机。另外，在图14中示意地示出了主镜头ML和后置改焦镜RCL。
图14所示的摄像装置10具备包括后置改焦镜RCL及主镜头ML的合成光学系统即成像镜头、具有配置于成像镜头的像侧的低通滤光片等的功能的滤光片6、配置于滤光片6的像侧的成像元件7及信号处理电路8。并且，摄像装置10具备用于进行主镜头ML的对焦的对焦控制部(未图示)。
后置改焦镜RCL构成为能够相对于主镜头ML装卸。成像元件7将由成像镜头形成的光学像转换为电信号，例如，作为成像元件7能够使用CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等。成像元件7以其成像面与成像镜头的像面对齐的方式配置。通过成像镜头拍摄的像成像于成像元件7的成像面上，通过信号处理电路8对与该像相关的来自成像元件7的输出信号进行运算处理，将像显示于显示装置9。另外，通过未图示的对焦控制部进行对焦操作。
根据本公开的一实施方式所涉及的摄像装置10，由组合本公开的实施方式所涉及的后置改焦镜RCL和主镜头ML而成的合成光学系统形成的光学像成像于成像元件7。成像元件7设成输出与通过合成光学系统成像的光学像对应的摄像信号。因此即使在低照度的摄影条件下也能够获取良好的摄影图像，并且能够获得球面像差等少的摄影图像。
以上，举出实施方式及实施例对本公开进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率及色散系数等的值并不限定于上述各数值实施例中示出的值，能够采用其他值。
并且，作为安装有本公开的后置改焦镜RCL的摄像装置10，以无反式数码相机为例进行了说明，但摄像装置并不限定于此。例如，也能够在视频摄像机、单反式相机、胶卷相机、电影摄影机、广播用摄像机等摄像装置中适用本公开的后置改焦镜。
符号说明
6-滤光片，7-成像元件，8-信号处理电路，9-显示装置，10-摄像装置，L1a～L1p-透镜，ML-主镜头，PP-光学部件，RCL-后置改焦镜，RG1-第1透镜组，RG2-第2透镜组，RG3-第3透镜组，RL1a～RL3b-透镜，Sim-像面，St-孔径光圈，Z-光轴。

Claims (10)

1.一种后置改焦镜，其是通过安装于主镜头的像侧而将包括所述主镜头的整个系统的焦距放大至大于所述主镜头单体的焦距的具有负屈光力的后置改焦镜，
所述后置改焦镜从物体侧起依次包括具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组及具有正屈光力的第3透镜组，
所述第1透镜组包括从物体侧起依次由凹面朝向像侧的负透镜和凸面朝向物体侧的正透镜接合而成的接合透镜，
所述第2透镜组包括从物体侧起依次由凹面朝向像侧的负透镜、双凸形状的正透镜及凹面朝向物体侧的负透镜接合而成的接合透镜，
所述第3透镜组从物体侧起依次包括凸面朝向物体侧的正透镜即第3透镜组第1透镜和负透镜即第3透镜组第2透镜，
在将所述第1透镜组的焦距设为f1、
将所述第2透镜组的焦距设为f2、
将所述第3透镜组的焦距设为f3、
将所述后置改焦镜整体的焦距设为fC、
将所述第1透镜组的所述负透镜的色散系数设为v1并将所述第1透镜组的所述正透镜的色散系数设为v2时，
满足以下表示的条件式(1)、(2)、(3)及(4)，
-1.4＜f1/fC＜-0.8 ……(1)；
0.2＜f2/fC＜0.5 ……(2)；
-2.5＜f3/fC＜-0.7 ……(3)；
0＜v1-v2＜10 ……(4)。
2.根据权利要求1所述的后置改焦镜，其中，
在将所述第3透镜组第1透镜的焦距设为f31、
将所述第3透镜组第2透镜的焦距设为f32时，
满足以下表示的条件式(5)及(6)，
0.3＜f31/f3＜0.8 ……(5)；
-2.5＜f32/f3＜-0.6 ……(6)。
3.根据权利要求2所述的后置改焦镜，其中，
所述第3透镜组第1透镜的至少一个面为非球面。
4.根据权利要求1所述的后置改焦镜，其中，
该后置改焦镜还满足以下表示的条件式(1-1)，
-1.3＜f1/fC＜-0.9 ……(1-1)。
5.根据权利要求1所述的后置改焦镜，其中，
该后置改焦镜还满足以下表示的条件式(2-1)，
0.25＜f2/fC＜0.4 ……(2-1)。
6.根据权利要求1所述的后置改焦镜，其中，
该后置改焦镜满足以下表示的条件式(3-1)，
-2.2＜f3/fC＜-0.8 ……(3-1)。
7.根据权利要求1所述的后置改焦镜，其中，
该后置改焦镜还满足以下表示的条件式(4-1)，
3＜v1-v2＜8 ……(4-1)。
8.根据权利要求2所述的后置改焦镜，其中，
该后置改焦镜还满足以下表示的条件式(5-1)，
0.4＜f31/f3＜0.7 ……(5-1)。
9.根据权利要求2所述的后置改焦镜，其中，
该后置改焦镜还满足以下表示的条件式(6-1)，
-2.2＜f32/f3＜-0.7 ……(6-1)。
10.一种摄像装置，其具备权利要求1至9中任一项所述的后置改焦镜。
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