CN114967080B - 转换器镜头、可互换镜头和图像拍摄装置 - Google Patents

转换器镜头、可互换镜头和图像拍摄装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及转换器镜头、可互换镜头和图像拍摄装置。根据本发明的示例性实施例的转换器镜头是具有负折光力并且增大整个系统的焦距的转换器镜头。转换器镜头包括具有正折光力的前组和具有负折光力的后组，并且前组是具有合成折光力的透镜单元，该合成折光力在通过从最接近被摄体的透镜向像侧依次合成各透镜的折光力来获得合成折光力的情况下具有最大正折光力。此时，前组的焦距、转换器镜头的焦距和转换器镜头被设置在主镜头的像侧时转换器镜头的横向倍率被适当地确定。

Description

转换器镜头、可互换镜头和图像拍摄装置
本申请是申请日为2020年2月27日、申请号为202010122238.7、发明名称为“转换器镜头、可互换镜头和图像拍摄装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及转换器镜头、可互换镜头和图像拍摄装置。
背景技术
附接在图像拍摄装置和包含主镜头的可互换镜头之间使得整个系统的焦距增大的后转换器镜头(以下，称为“转换器镜头”)是已知的。
WO17/134928讨论了从物侧到像侧依次由具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元和具有正折光力的第三透镜单元构成的转换器镜头。转换器镜头被配置，使得转换器镜头可以与具有相对短后焦距的主镜头一起使用。
在主镜头的后焦距短的情况下，转换器镜头被设置在从主镜头输出的轴外光线的主光线的高度相对高的位置处。此时，除非转换器镜头中的设置在物侧的透镜组的折光力和整个转换器镜头的折光力被适当地设定，否则转换器镜头中的设置在像侧的透镜组的直径增大并且/或者变得难以校正像场弯曲和倍率色差。
本发明旨在提供转换器镜头，该转换器镜头具有小的尺寸并且当转换器镜头被设置在主镜头的像侧时具有高的光学性能。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种转换器镜头，总体具有负折光力并且被设置在主镜头的像侧，使得整个系统的焦距变得比单独的主镜头的焦距长。转换器镜头包括五个或更多个透镜。所述五个或更多个透镜由具有正折光力的前组和具有负折光力的后组构成。前组是具有合成折光力的透镜单元，该合成折光力在通过从最接近被摄体的透镜到像侧依次合成各透镜的折光力来获得合成折光力的情况下具有最大正折光力。满足以下的条件式：
0.10<f1/(|EXT_f|×β)<0.36
这里，f1是前组的焦距，EXT_f是转换器镜头的焦距，β是转换器镜头被设置在主镜头的像侧时转换器镜头的横向倍率。
从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
附图说明
图1是示出根据示例性实施例的主镜头和根据第一示例性实施例的转换器镜头的截面图。
图2是示出根据第一示例性实施例的转换器镜头的截面图。
图3是根据第一示例性实施例的转换器镜头被设置在主镜头的像侧的情况下的无线远被摄体对焦时的像差图。
图4是示出根据第二示例性实施例的转换器镜头的截面图。
图5是根据第二示例性实施例的转换器镜头被设置在主镜头的像侧的情况下的无线远被摄体对焦时的像差图。
图6是示出根据第三示例性实施例的转换器镜头的截面图。
图7是根据第三示例性实施例的转换器镜头被设置在主镜头的像侧的情况下的无线远被摄体对焦时的像差图。
图8是示出根据第四示例性实施例的转换器镜头的截面图。
图9是根据第四示例性实施例的转换器镜头被设置在主镜头的像侧的情况下的无线远被摄体对焦时的像差图。
图10A和图10B分别示出图像拍摄系统的构成。
具体实施方式
以下将参照附图描述根据本发明的各示例性实施例的转换器镜头和图像拍摄装置。
如图1所示，根据本发明的示例性实施例的转换器镜头TCL被设置在诸如可互换镜头的主镜头ML的像侧，使得包含主镜头ML和转换器镜头TCL的图像拍摄光学系统OL(整个系统)的焦距变得比仅由主镜头ML构成的图像拍摄光学系统的焦距长。
主镜头ML是用于诸如数字视频照相机、数字照相机、卤化银胶片照相机或电视(TV)照相机的图像拍摄装置中的图像拍摄透镜系统。
在图1所示的主镜头ML和图2、图4、图6和图8所示的转换器镜头TCL的截面图中，左手侧是物侧(前方)，右手侧是像侧(后方)。孔径光阑SP确定(限制)全孔径f数的光通量(Fno)。
在图像拍摄装置是数字视频照相机或数字照相机的情况下，像面IP对应于诸如电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的图像传感器(光电转换元件)的图像拍摄表面。在图像拍摄装置是卤化银胶片照相机的情况下，像面IP对应于胶片表面。
图3、图5、图7和图9是示出根据以下描述的各示例性实施例的转换器镜头TCL的像差图。在各球面像差图中，实线表示d线，短划双点线表示g线。在各像散图中，虚线M表示子午像面上的像差量，实线S表示弧矢像面上的像差量。像差图中的每一个中的畸变(％)图(畸变像差图)示出关于d线的畸变像差量。像差图中的每一个中的色差图(倍率色差图)示出关于g线的色差量。并且，ω是半视角(度)并且是通过旁轴计算获得的视角。Fno表示f数。
在主镜头ML的后焦距短的情况下，转换器镜头TCL被设置在从主镜头ML输出的轴外光线的主光线的高度高的位置处。此时，如果转换器镜头TCL的物侧的正折光力弱，则转换器镜头TCL的像侧的透镜的直径增大。
因此，根据本发明的示例性实施例，转换器镜头TCL包含具有正折光力的前组FL和设置在前组FL的像侧的后组RL。这里的前组FL是具有合成折光力的透镜单元，该合成折光力在通过从物侧到像侧依次组合透镜的折光力来获得合成折光力的情况下具有最大正折光力。
并且，转换器镜头TCL被配置，使得满足以下的条件式(1)：
0.10<f1/(|EXT_f|×β)<0.36 (1)
在条件式(1)中，f1是前组FL的焦距，EXT_f是转换器镜头TCL的焦距，β是转换器镜头TCL被设置在主镜头ML的像侧时转换器镜头TCL的横向倍率。
条件式(1)表达通过用转换器镜头TCL被设置在主镜头ML的像侧时的转换器镜头TCL的横向倍率β将前组FL的焦距f1与转换器镜头TCL的焦距EXT_f的绝对值的比归一化所获得的值的希望的范围(以下，转换器镜头TCL被设置在主镜头ML的像侧时转换器镜头TCL的横向倍率β将被称为“转换器镜头TCL的横向倍率”)。前组FL的焦距f1与转换器镜头TCL的焦距EXT_f的绝对值的比的希望的值根据转换器镜头TCL的横向倍率β改变，使得在条件式(1)中，执行归一化，以消除对转换器镜头TCL的横向倍率β的依赖性。出于类似的原因，也在下面描述的条件式(2)、(3)和(4)中进行通过转换器镜头TCL的横向倍率β的归一化。
条件式(1)表示，与前组FL的焦距f1相比，转换器镜头TCL的焦距EXT_f的绝对值相对更大。这表明前组FL的折光力增大以使得主点更接近被摄体，使得转换器镜头TCL的整个系统的折光力与前组FL的折光力相比减小。
以这种方式，与转换器镜头TCL的像侧相比，正折光力在物侧被设定为更强，使得入射于转换器镜头TCL上的轴外光线的主光线的角度更接近平行于光轴的方向(向着望远方向)。这控制转换器镜头TCL的最大直径的增大。轴外光线的主光线的角度以这种方式被设定，使得允许增大包含于转换器镜头TCL中的正透镜的曲率。这使得易于减小正透镜的材料在d线处的折射率并且通过增大转换器镜头TCL的匹兹伐和(Petzval sum)的正成分使得趋于具有大的负成分的所述匹兹伐和更接近零。以这种方式，像场弯曲被校正。
防止转换器镜头TCL的整个系统的负折光力变得过强，从而防止设置在转换器镜头TCL的像侧的各透镜的折光力变得过强。以这种方式，成功地校正像场弯曲、像散和倍率色差。
如果前组FL的焦距f1减小到f1/(|EXT_f|×β)的值低于条件式(1)的下限值的程度并且前组FL的折光力增大，则变得难以校正轴上色差和彗差。因此，不希望f1/(|EXT_f|×β)的值低于条件式(1)的下限值。如果前组FL的焦距f1增大到f1/(|EXT_f|×β)的值超过条件式(1)的上限值的程度、前组FL的折光力减小，则变得难以减小具有负焦距的转换器镜头TCL的匹兹伐和的绝对值。因此，像场弯曲和倍率色差增大。因此，不希望f1/(|EXT_f|×β)的值超过条件式(1)的上限值。
如上所述，根据本发明的示例性实施例，获得具有小的尺寸并且具有高的光学性能的转换器镜头TCL。根据本发明的示例性实施例的转换器镜头TCL特别适用于被设置在无反光镜照相机和可附接到无反光镜照相机并且具有相对短的后焦距的可互换镜头之间的转换器装置中。
希望条件式(1)的数值范围如下：
0.11<f1/(|EXT_f|×β)<0.34 (1a)。
更希望条件式(1)的数值范围如下：
0.12<f1/(|EXT_f|×β)<0.32 (1b)。
并且，希望转换器镜头TCL包括五个或更多个透镜。为了与具有短后焦距的透镜兼容，转换器镜头TCL被设置在从主镜头输出的轴外光线的主光线的高度相对高的位置处。因此，为了成功地校正倍率色差和像场弯曲，希望透镜的数量为五个或更多个。
并且，希望根据本发明的示例性实施例的转换器镜头TCL的后组RL包括具有正折光力的第一子组A和具有正折光力的第二子组B。这里的第二子组B由具有正折光力并且被设置在后组RL中的最接近像面的位置处的单个正透镜或胶合透镜(第一胶合透镜)构成。具有正折光力的胶合透镜(或单个正透镜)被设置在后组中的最接近像面的位置即轴上光线的高度低的位置处，使得在不增大其它像差成分的情况下校正像场弯曲。
并且，希望转换器镜头TCL满足以下条件式(2)～(7)中的一个或更多个：
0.03<fa/(|EXT_f|×β)<0.15 (2)，
0.10<fb/(|EXT_f|×β)<0.35 (3)，
1.00<L/(sk×β)<4.00 (4)，
0.10<d/sk<0.60 (5)，
-0.20<|EXT_f|×Σ{1/Rn×(1/N’-1/N)}<0.20 (6)，和
-3.0<(R2+R1)/(R2-R1)<-0.1 (7)
在条件式(2)～(7)中，fa是第一子组A的焦距，并且fb是第二子组B的焦距。此外，L是转换器镜头TCL中的从最接近被摄体的透镜表面到最接近像面的透镜表面的光轴上的距离，并且sk是转换器镜头TCL被设置在主镜头ML的像侧时从转换器镜头TCL中的最接近像面的透镜表面到像面的光轴上的距离。此外，d是从前组FL中的最接近像面的透镜表面到后组RL中的最接近被摄体的透镜表面的光轴上的距离。Rn是从被摄体起转换器镜头TCL的第n透镜表面的曲率半径，N’是第n透镜表面的光出射侧的介质的折射率，并且，N是第n透镜表面的光入射侧的介质的折射率。此外，R1是转换器镜头TCL中的最接近像面的透镜的物侧表面的曲率半径。此外，R2是转换器镜头TCL中的最接近像面的透镜的像侧表面的曲率半径。
条件式(2)表达通过用转换器镜头TCL的横向倍率β将第一子组A的焦距fa与转换器镜头TCL的焦距EXT_f的绝对值的比归一化所获得的值的希望的范围。如果第一子组A的焦距fa与转换器镜头TCL的焦距EXT_f的绝对值相比变短到fa/(|EXT_f|×β)的值低于条件式(2)的下限值的程度、并且第一子组A的折光力增大，则轴上色差、球面像差和彗差增大。因此，不希望fa/(|EXT_f|×β)的值低于下限值。另一方面，如果转换器镜头TCL的焦距EXT_f的绝对值减小到fa/(|EXT_f|×β)的值超过条件式(2)的上限值的程度，则匹兹伐和的负成分增大并且像场弯曲增大。因此，不希望fa/(|EXT_f|×β)的值超过条件式(2)的上限值。
条件式(3)表达通过用转换器镜头TCL的横向倍率β将第二子组B的焦距fb与转换器镜头TCL的焦距EXT_f的绝对值的比归一化所获得的值的希望的范围。如果第二子组B的焦距fb与转换器镜头TCL的焦距EXT_f的绝对值相比变短到fb/(|EXT_f|×β)的值低于条件式(3)的下限值的程度、并且第二子组B的折光力增大，则倍率色差特别增大。因此，不希望fb/(|EXT_f|×β)的值低于条件式(3)的下限值。另一方面，如果第二子组B的焦距fb增大到fb/(|EXT_f|×β)的值超过条件式(3)的上限值的程度、并且第二子组B的折光力减小，则变得难以校正像场弯曲。因此，不希望fb/(|EXT_f|×β)的值超过条件式(3)的上限值。
条件式(4)表达通过用转换器镜头TCL的横向倍率β将转换器镜头TCL中的从最接近被摄体的透镜表面到最接近像面的透镜表面的距离L与从转换器镜头TCL中的最接近像面的透镜表面到像面的光轴上的距离sk的比归一化所获得的值的希望的范围。如果距离L减小到L/(sk×β)的值低于条件式(4)的下限值的程度，则由于空间而变得难以增大正透镜的厚度。因此，还变得难以增大正透镜的曲率。因此，像场弯曲和倍率色差增大。因此，不希望L/(sk×β)的值低于条件式的下限。另一方面，如果距离L增大到L/(sk×β)的值超过条件式(4)的上限值的程度，则转换器镜头TCL的长度增大并且尺寸增大。因此，不希望L/(sk×β)的值超过条件式(4)的上限值。
条件式(5)限定从前组FL中的最接近像面的透镜表面到后组RL中的最接近被摄体的透镜表面的光轴上的距离d与转换器镜头TCL被设置在主镜头ML的像侧时从转换器镜头TCL中的最接近像面的透镜表面到像面的光轴上的距离sk的比。换句话说，距离d表示前组FL与后组RL之间的光轴上的间隔。如果前组FL与后组RL之间的光轴上的间隔减小到d/sk的值低于条件式(5)的下限值的程度，则后组RL需要被设置在在前组FL上折射的轴外光线的主光线的高度高的位置处，从而导致后组RL的直径的增大。因此，不希望d/sk的值低于条件式(5)的下限值。另一方面，如果前组FL与后组RL之间的光轴上的间隔增大到d/sk的值超过条件式(5)的上限值的程度，则后组RL的负透镜需要被设置在轴上光线的边缘光线的高度低的位置处。此时，负透镜的折光力需要增大以在预定的位置处形成图像，但是如果负透镜的折光力增大，则匹兹伐和的负成分增大并且像场弯曲增大。因此，不希望d/sk的值超过条件式(5)的下限值。
条件式(6)表达通过将转换器镜头TCL的焦距EXT_f乘以匹兹伐和获得的值的希望的范围。如果匹兹伐和沿负方向增大到|EXT_f|×Σ{1/Rn×(1/N’-1/N)}的值低于条件式(6)的下限值的程度，则正透镜的材料的折射率减小并且Abbe数增大，而负透镜的材料的折射率增大并且Abbe数减小。因此，轴上色差和倍率色差增大。因此，不希望|EXT_f|×Σ{1/Rn×(1/N’-1/N)}的值低于条件式(6)的下限值。另一方面，如果|EXT_f|×Σ{1/Rn×(1/N’-1/N)}的值超过条件式(6)的上限值，则像场弯曲增大。因此，不希望|EXT_f|×Σ{1/Rn×(1/N’-1/N)}的值超过条件式(6)的上限值。
条件式(7)表达转换器镜头TCL中的最接近像面的透镜的形状因子的希望的范围。如果像侧表面的透镜的曲率的绝对值减小到(R2+R1)/(R2-R1)的值低于条件式(7)的下限值的程度，则像散增大。因此，不希望(R2+R1)/(R2-R1)的值低于条件式(7)的下限值。另一方面，如果像侧表面的透镜的曲率的绝对值增大到(R2+R1)/(R2-R1)的值超过条件式(7)的上限值的程度，则透镜尺寸需要增大以保持边缘厚度。因此，不希望(R2+R1)/(R2-R1)的值超过条件式(7)的上限值。
希望条件式(2)～(7)的数值范围如下：
0.04<fa/(|EXT_f|×β)<0.12 (2a)，
0.11<fb/(|EXT_f|×β)<0.32 (3a)，
1.20<L/(sk×β)<3.50 (4a)，
0.11<d/sk<0.50 (5a)，
-0.18<|EXT_f|×Σ{1/Rn×(1/N’-1/N)}<0.15 (6a)，和
-2.5<(R2+R1)/(R2-R1)<-0.15 (7a)。
更希望条件式(2)～(7)的数值范围如下：
0.05<fa/(|EXT_f|×β)<0.10 (2b)，
0.12<fb/(|EXT_f|×β)<0.30 (3b)，
1.50<L/(sk×β)<3.10 (4b)，
0.13<d/sk<0.47 (5b)，
-0.16<|EXT_f|×Σ{1/Rn×(1/N’-1/N)}<0.10 (6b)，和
-2.1<(R2+R1)/(R2-R1)<-0.2 (7b)。
满足上述条件式中的至少一个使得能够减小转换器镜头TCL的尺寸并且通过适当地校正诸如像场弯曲和像散的各种像差实现高的光学性能。
希望第一子组A包括胶合透镜(第二胶合透镜)。作为大量的单个透镜的替代，胶合透镜被设置在第一子组A中以由此减少与空气的边界表面，使得减少由于边界表面上的反射产生的不必要的光。
此外，希望包含于第一子组A中的胶合透镜的至少一个负透镜的折射率为1.80或更高。希望至少一个负透镜的折射率为1.85或更高、更希望为1.90或更高。在第一子组A中使用具有高折射率的负透镜控制包含于第一子组A中的负透镜的曲率的增大。这使得易于在不增大其它像差成分的情况下校正像场弯曲。
希望前组FL由两个或更少的透镜构成。包含具有高的折光力并且趋于具有大的曲率的透镜的前组FL的透镜的数量减少，以由此减少透镜与空气之间的边界表面，使得不必要的光的产生受到控制。
希望后组RL的透镜的数量比前组FL的透镜的数量大。减小设置在轴外光线的主光线的高度高的位置处的透镜的折光力使得易于适当地校正像场弯曲和像散。
下面将描述根据示例性实施例的主镜头ML和根据示例性实施例的转换器镜头TCL。
[主镜头]
在本说明书中，主镜头ML的构成对转换器镜头TCL的第一到第四示例性实施例是共同的。
图1是示出无限远被摄体对焦时的主镜头ML的截面图。主镜头ML具有2.90的f数、3.16度的半视角和39mm的后焦距。作为例子描述的主镜头ML仅是例子，并且可以是能够在像面上形成图像的任何其他光学系统。
[转换器镜头]
下面将描述根据第一到第四示例性实施例的转换器镜头TCL。
下面将描述本发明的第一示例性实施例。图2是示出根据第一示例性实施例的转换器镜头TCL的截面图。图3是根据第一示例性实施例的转换器镜头TCL被设置在主镜头ML的像侧的情况下的、无限远被摄体对焦时的像差图。此时，横向倍率为1.400。
在根据第一示例性实施例的TCL中，前组FL由转换器镜头TCL中的最接近被摄体设置的正透镜构成。此外，后组RL由设置在前组FL的像侧的六个透镜构成。在后组RL中，第一子组A由通过将作为负透镜、正透镜和负透镜的三个透镜胶合在一起形成的胶合透镜(第二胶合透镜)和设置在该胶合透镜的像侧并且通过将正透镜和负透镜胶合在一起形成的胶合透镜(第二胶合透镜)构成。第二子组B由单个正透镜构成。
满足上述的条件式(1)～(7)实现具有小的尺寸和高的光学性能的转换器镜头TCL。第一子组A的胶合透镜减少由于表面反射产生的不必要的光，同时校正轴上色差和彗差对于各波长的波动。第二子组B校正像场弯曲。
下面将描述本发明的第二示例性实施例。图4是示出根据本示例性实施例的转换器镜头TCL的截面图。图5是根据第二示例性实施例的转换器镜头TCL被设置在主镜头ML的像侧的情况下的、无限远被摄体对焦时的像差图。此时，横向倍率为1.400。
在根据第二示例性实施例的转换器镜头TCL中，前组FL由转换器镜头TCL中的最接近被摄体设置的胶合透镜构成。胶合透镜由负透镜和被设置在该负透镜的像侧并且与该负透镜相邻的正透镜构成。此外，后组RL由与前组FL相比被设置为更接近图像的五个透镜构成。
在后组RL中，第一子组A由后组RL中的被设置为最接近被摄体的胶合透镜(第二胶合透镜)和被设置在胶合透镜的像侧并且与胶合透镜相邻的负透镜构成。第二子组B由通过将负透镜和正透镜胶合在一起形成的胶合透镜(第一胶合透镜)构成。
满足上述的条件式(1)～(7)实现具有小的尺寸和高的光学性能的转换器镜头TCL。第一子组A中的胶合透镜减少由于表面反射产生的不必要的光，同时校正轴上色差和彗差对于各波长的波动。第二子组B的胶合透镜的正透镜校正像场弯曲，而与正透镜胶合的负透镜校正由正透镜导致的倍率色差。
以下将描述本发明的第三示例性实施例。图6是示出根据第三示例性实施例的转换器镜头TCL的截面图。图7是根据本示例性实施例的转换器镜头TCL被设置在主镜头ML的像侧的情况下的、无限远被摄体对焦时的像差图。此时，横向倍率为2.000。
在根据第三示例性实施例的转换器镜头TCL中，前组FL由转换器镜头TCL中的最接近被摄体设置的正透镜构成。后组RL由设置在前组FL的像侧的八个透镜构成。
在后组RL中，第一子组A由通过将作为负透镜、正透镜和负透镜的三个透镜胶合在一起形成的胶合透镜(第二胶合透镜)、单个正透镜、以及通过将作为负透镜、正透镜和负透镜的三个透镜胶合在一起形成的胶合透镜(第二胶合透镜)构成。第二子组B由单个正透镜构成。
满足上述的条件式(1)～(7)实现具有小的尺寸和高的光学性能的转换器镜头TCL。
第一子组A的物侧的胶合透镜减少由于表面反射产生的不必要的光，同时校正轴上色差和彗差对各波长的波动。第一子组A的两个胶合透镜之间的正透镜特别校正轴上色差。第一子组A中的像侧的胶合透镜减少由于表面反射产生的不必要的光，同时特别校正倍率色差。第二子组B的正透镜校正像场弯曲。
以下将描述本发明的第四示例性实施例。图8是示出根据本示例性实施例的转换器镜头TCL的截面图。图9是根据本示例性实施例的转换器镜头TCL被设置在主镜头ML的像侧的情况下的、无限远被摄体对焦时的像差图。此时，横向倍率为1.998。
在根据第四示例性实施例的转换器镜头TCL中，前组FL由转换器镜头TCL中的最接近被摄体设置的正透镜构成。后组RL由设置在前组FL的像侧的八个透镜构成。
在后组RL中，第一子组A由通过将作为负透镜、正透镜和负透镜的三个透镜胶合在一起形成的胶合透镜(第二胶合透镜)、通过将正透镜和负透镜胶合在一起形成的胶合透镜(第二胶合透镜)、以及单个正透镜构成。第二子组B由通过将负透镜和正透镜胶合在一起形成的胶合透镜(第一胶合透镜)构成。
满足上述的条件式(1)～(7)实现具有小的尺寸和高的光学性能的转换器镜头TCL。第一子组A的物侧的胶合透镜减少由于表面反射产生的不必要的光，同时校正轴上色差和彗差对各波长的波动。第一子组A中的像侧的胶合透镜减少由于表面反射产生的不必要的光，同时特别校正倍率色差。被设置在胶合透镜的像侧并且与胶合透镜相邻的正透镜校正像场弯曲。
第二子组B中的胶合透镜的正透镜校正像场弯曲，而由正透镜导致的倍率色差由与正透镜胶合的负透镜校正。
[数值示例性实施例]
以下将描述对应于主镜头ML的数值示例性实施例和对应于根据第一到第四示例性实施例的转换器镜头TCL的第一到第四数值示例性实施例。
在各数值示例性实施例中，表面号表示从物侧起的光学表面的次序。并且，r表示各光学表面的曲率半径(mm)，表面号i处的d表示第i光学表面与第(i+1)光学表面之间的间隔(mm)，nd是光学部件的材料在d线处的折射率，νd是作为基准的d线下光学部件的材料的Abbe数。材料的Abbe数νd由下式表达：
νd＝(Nd-1)/(NF-NC)
这里，Nd、NF和NC分别是弗朗霍夫(Fraunhofer)d线(587.56nm)、F线(486.13nm)和C线(656.27nm)的折射率。有效直径是由轴外光线通过范围确定的透镜上的直径。
BF表示后焦距。通过从最接近像面的表面到旁轴像面的光轴上的距离的空气换算长度表达数值示例性实施例中的主镜头ML的后焦距。通过从转换器镜头TCL中的最接近像面的表面到转换器镜头TCL被设置在主镜头ML的像侧时的旁轴像面的光轴上的距离的空气换算长度表达数值示例性实施例中的转换器镜头TCL的后焦距。
数值示例性实施例中的主镜头ML的透镜总长是后焦距与主镜头ML中从最接近被摄体的表面(第一透镜表面)到最接近像面的表面(最后透镜表面)的光轴上的距离的和。
主镜头ML与转换器镜头TCL之间的透镜间隔是从主镜头ML中的最接近像面的表面到转换器镜头TCL中的最接近被摄体的表面的光轴上的距离。通过空气换算长度规定主镜头ML与转换器镜头TCL之间的间隔。
前侧主点位置是从最接近被摄体的表面到前侧主点的距离，并且后侧主点位置是从最接近像面的表面到后侧主点的距离。前侧主点位置和后侧主点位置的各数值是旁轴量，并且，从物侧到像侧的方向被视作符号为正。
表1示出在第一到第四数值示例性实施例中用于上述条件式中的物理量，表2示出对应于条件式的值。
[主镜头]-对于根据第一到第四示例性实施例的转换器镜头是共同的
单位:mm
表面数据
各种类型的数据
单个透镜数据
/>
[转换器镜头]
[第一数值示例性实施例]
单位：mm
表面数据
各种类型的数据
单个透镜数据
根据第一数值示例性实施例的主镜头和转换器镜头之间的间隔：6.00[第二数值示例性实施例]
单位：mm
表面数据
各种类型的数据
单个透镜数据
根据第二数值示例性实施例的主镜头和转换器镜头之间的间隔：6.00[第三数值示例性实施例]
单位:mm
表面数据
各种类型的数据
单个透镜数据
根据第三数值示例性实施例的主镜头和转换器镜头之间的间隔:6.00[第四数值示例性实施例]
单位:mm
表面数据
/>
各种类型的数据
单个透镜数据
根据第四数值示例性实施例的主镜头和转换器镜头之间的间隔:6.00
[表1]
[表2]
[根据示例性实施例的图像拍摄装置]
图10A和图10B分别示出图像拍摄装置(数字照相机)10的构成。图10A是透视图，图10B是侧视图。图像拍摄装置10包括照相机主体13、主镜头ML、根据上述的第一到第四示例性实施例中的任一个的转换器镜头TCL和被配置为光电转换由主镜头ML和转换器镜头TCL形成的图像的光接收元件(图像传感器)12。诸如CCD传感器和CMOS传感器的图像传感器可以被用作光接收元件12。主镜头ML和转换器镜头TCL可以与照相机主体13一体化，或者可以分别被布置为可以附接到照相机主体13并且可以从照相机主体13拆卸。在主镜头ML和转换器镜头TCL与照相机主体13一体化的情况下，转换器镜头TCL以可插入并且可去除的方式被布置于光轴上。
[根据示例性实施例的可互换镜头]
本发明适用于在同一镜筒中包括主镜头ML和转换器镜头TCL并且可以附接到图像拍摄装置且可以从图像拍摄装置拆卸的可互换镜头。主镜头ML可以是固定焦距镜头或变焦镜头。在这种情况下，转换器镜头TCL以可插入并且可去除的方式被布置于光轴上。转换器镜头TCL基于用户指令通过操作部件或者用户界面被设置在光轴上或者光轴外。
虽然描述了本发明的各种示例性实施例，但是本发明不限于示例性实施例和例子，并且，在本发明的精神内，各种组合、修改和改变是可能的。
虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释以涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (13)

1.一种转换器镜头，所述转换器镜头总体具有负折光力并且被设置在主镜头的像侧，使得整个系统的焦距变得比单独的主镜头的焦距长，所述转换器镜头包括五个或更多个透镜，
其中，所述五个或更多个透镜由具有正折光力的前组和具有负折光力的后组构成，
其中，前组是具有合成折光力的透镜单元，该合成折光力在通过从最接近被摄体的透镜到像侧依次合成各透镜的折光力来获得该合成折光力的情况下具有最大正折光力，并且
其中，满足以下的条件式：
0.10<f1/(|EXT_f|×β)≤0.257
1.00<L/(sk×β)<4.00
其中，f1是前组的焦距，EXT_f是转换器镜头的焦距，β是转换器镜头被设置在主镜头的像侧时转换器镜头的横向倍率，L是从转换器镜头中的最接近被摄体的透镜表面到转换器镜头中的最接近像面的透镜表面的光轴上的距离，并且，sk是转换器镜头被设置在主镜头的像侧时从转换器镜头中的最接近像面的透镜表面到像面的光轴上的距离。
2.根据权利要求1所述的转换器镜头，
其中，后组包含第一子组和第二子组，以及
其中，第二子组由后组中的最接近像面的第一胶合透镜或后组中的最接近像面的正透镜构成，第一胶合透镜包含正透镜和负透镜并且总体具有正折光力。
3.根据权利要求2所述的转换器镜头，其中，满足以下的条件式：
0.03<-fa/(|EXT_f|×β)<0.15
其中，fa是第一子组的焦距。
4.根据权利要求2所述的转换器镜头，其中，第一子组包括第二胶合透镜，第二胶合透镜包含正透镜和负透镜。
5.根据权利要求4所述的转换器镜头，其中，第二胶合透镜的至少一个负透镜关于d线具有1.80或更高的折射率。
6.根据权利要求2所述的转换器镜头，其中，满足以下的条件式：
0.10<fb/(|EXT_f|×β)<0.35
其中，fb是第二子组的焦距。
7.根据权利要求1所述的转换器镜头，其中，满足以下的条件式：
0.10<d/sk<0.60
其中，d是从前组中的最接近像面的透镜表面到后组中的最接近被摄体的透镜表面的光轴上的距离，并且，sk是转换器镜头被设置在主镜头的像侧时从转换器镜头中的最接近像面的透镜表面到像面的光轴上的距离。
8.根据权利要求1所述的转换器镜头，其中，满足以下的条件式：
-0.20<|EXT_f|×Σ{(1/N’-1/N)/Rn}<0.20
其中，Rn是从被摄体起的转换器镜头的第n透镜表面的曲率半径，N’是第n透镜表面的光出射侧的介质的折射率，并且，N是第n透镜表面的光入射侧的介质的折射率。
9.根据权利要求1所述的转换器镜头，其中，满足以下的条件式：
-3.0<(R2+R1)/(R2-R1)<-0.1
其中，R1是转换器镜头中的最接近像面的透镜的物侧表面的曲率半径，并且，R2是转换器镜头中的最接近像面的透镜的像侧表面的曲率半径。
10.根据权利要求1所述的转换器镜头，其中，前组由两个或更少的透镜构成。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的转换器镜头，其中，后组的透镜的数量比前组的透镜的数量多。
12.一种包括主镜头和转换器镜头的可互换镜头，转换器镜头总体具有负折光力并且被设置在光路中使得整个系统的焦距变得比单独的主镜头的焦距长，
其中，转换器镜头包含五个或更多个透镜，
其中，所述五个或更多个透镜由具有正折光力的前组和具有负折光力的后组构成，
其中，前组是具有合成折光力的透镜单元，该合成折光力在通过从最接近被摄体的透镜到像侧依次合成各透镜的折光力来获得该合成折光力的情况下具有最大正折光力，并且
其中，满足以下的条件式：
0.10<f1/(|EXT_f|×β)≤0.257
1.00<L/(sk×β)<4.00
其中，f1是前组的焦距，EXT_f是转换器镜头的焦距，β是转换器镜头被设置在主镜头的像侧时转换器镜头的横向倍率，L是从转换器镜头中的最接近被摄体的透镜表面到转换器镜头中的最接近像面的透镜表面的光轴上的距离，并且，sk是转换器镜头被设置在主镜头的像侧时从转换器镜头中的最接近像面的透镜表面到像面的光轴上的距离。
13.一种包括主镜头、转换器镜头和图像传感器的图像拍摄装置，转换器镜头总体具有负折光力并且处于光路中使得整个系统的焦距变得比单独的主镜头的焦距长，
其中，转换器镜头包含五个或更多个透镜，
其中，所述五个或更多个透镜由具有正折光力的前组和具有负折光力的后组构成，
其中，前组是具有合成折光力的透镜单元，该合成折光力在通过从最接近被摄体的透镜到像侧依次合成各透镜的折光力来获得该合成折光力的情况下具有最大正折光力，以及
其中，满足以下的条件式：
0.10<f1/(|EXT_f|×β)≤0.257
1.00<L/(sk×β)<4.00
其中，f1是前组的焦距，EXT_f是转换器镜头的焦距，β是转换器镜头被设置在主镜头的像侧时转换器镜头的横向倍率，L是从转换器镜头中的最接近被摄体的透镜表面到转换器镜头中的最接近像面的透镜表面的光轴上的距离，并且，sk是转换器镜头被设置在主镜头的像侧时从转换器镜头中的最接近像面的透镜表面到像面的光轴上的距离。
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