JP2010014867A - テレコンバータレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

テレコンバータレンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 光学全長が短く、しかもマスターレンズに装着したときの諸収差の変動が少なく、高い光学性能を有するテレコンバータレンズを得ること。
【解決手段】 マスターレンズの物体側に装着するテレコンバータレンズであって、物体側から像面側へ順に、正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群から構成され、該前群は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正の第1レンズと、物体側の面が凸でメニスカス形状の正の第2レンズから成り、該後群は、1つの正レンズと像面側の面が凹形状の負レンズから成り、該第1レンズの物体側と像面側の面の曲率半径R11、R12、該第2レンズの物体側と像面側の面の曲率半径R21、R22を各々適切に設定すること。
【選択図】 図1

Description

本発明は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、放送用カメラなどに用いられる撮影レンズ(マスターレンズ)の物体側に着脱可能に装着して、全系の焦点距離をマスターレンズの本来の焦点距離に比べて長い方へ変化させるテレコンバータレンズに関する。
一般にマスターレンズ(撮影レンズ)の焦点距離を望遠側に変移させる(長い方に変移させる)方法として、マスターレンズの物体側にアフォーカルレンズを着脱可能に装着するフロント方式のテレコンバータレンズが知られている。この方式は、焦点距離を変移させても、マスターレンズの望遠端でのFナンバーを犠牲にしない(変化させない)という利点がある。
近年、デジタルカメラ、ビデオカメラにおいては小型化及びCCDセンサ等の固体撮像素子の高画素化が進み、それらに用いる撮影レンズには小型で色収差が良好に補正された高い光学性能を有することが要求されている。
したがって、撮影レンズに装着するテレコンバータレンズにも同様に小型で高い光学性能を有することが要求されている。
このフロント方式のテレコンバータレンズとして、物体側より像側へ順に正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群より成るものが知られている。
フロントテレコンバータにおいて、正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群の各々を1枚のレンズにて構成した小型のテレコンバータレンズが知られている(例えば特許文献1)。
また、正の屈折力の前群を2枚の正レンズで構成し、後群を1枚又は2枚のレンズで構成した小型のテレコンバータレンズが知られている(例えば特許文献2、3)。
この他、前群を1枚の負レンズと1枚の正レンズより構成し、後群を正レンズと負レンズを有するように構成したテレコンバータレンズが知られている(特許文献4)。
特開昭55−32046号公報 特開平4−191717号公報 特開2005−331851号公報 特開平10−197792号公報
テレコンバータレンズは、光学全長(第1レンズ面から最終レンズ面までの長さ)が短く、全体が小型で、しかもマスターレンズに装着したとき、高い光学性能が維持できるようレンズ枚数が少なく、かつ収差変動が少ないことが要望される。
一般に、テレコンバータレンズをマスターレンズの物体側に装着し、全系の焦点距離を長い方へ変移させると、望遠側において球面収差、軸上色収差、倍率色収差等の諸収差が大きく変化してくる。
またマスターレンズがズームレンズの場合、ズーミングに伴う諸収差の変動を小さく抑えることも重要である。
テレコンバータレンズ全体の小型化を図りつつ、高い光学性能を維持するには、正の屈折力の前群と負の屈折力の後群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。例えば、全体を構成するレンズ枚数及び正の屈折力の前群を構成する各レンズのレンズ形状を適切に設定しないと、全系の小型化を図りつつ、良好なる光学性能を維持するのが困難になってくる。
本発明は、光学全長が短く、しかもマスターレンズに装着したときの諸収差の変動が少なく、高い光学性能を有するテレコンバータレンズの提供を目的とする。
本発明のテレコンバータレンズは、マスターレンズの物体側に装着するテレコンバータレンズであって、
物体側から像面側へ順に、正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群から構成され、
該前群は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正の第1レンズと、物体側の面が凸でメニスカス形状の正の第2レンズから成り、
該後群は、1つの正レンズと像面側の面が凹形状の負レンズから成り、
該第1レンズの物体側と像面側の面の曲率半径を各々R11、R12、該第2レンズの物体側と像面側の面の曲率半径を各々R21、R22とするとき
1.0 < (R11+R12)/(R12−R11)< 20.0
1.0 < (R21+R22)/(R22−R21)< 20.0
なる条件を満足することを特徴としている。
本発明によれば、光学全長が短く、しかもマスターレンズに装着したときの諸収差の変動が少なく、高い光学性能を有するテレコンバータレンズが得られる。
以下、本発明のテレコンバータレンズ(テレコンバータ)及びそれをマスターレンズ(主レンズ系)に装着したときの撮影系及び該撮影系を用いた撮像装置について説明する。尚、本発明のテレコンバータレンズは、カメラ本体と一体的に構成されたマスターレンズ、或いはカメラ本体に脱着可能な交換レンズいずれかの物体側に装着可能なレンズである。
本発明のテレコンバータレンズは、物体側から像面側へ順に、正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群から構成されている。そして前群は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正の第1レンズと、物体側の面が凸でメニスカス形状の正の第2レンズから成っている。又、後群は、1つの正レンズと像面側の面が凹形状の1つの負レンズから成っている。
図1(A)、(B)は、本発明の実施例1のテレコンバータレンズをマスターレンズMの物体側に装着したときの望遠端(長焦点距離端)と広角端(短焦点距離端)のズーム位置におけるレンズ断面図である。
図2、図3は、本発明の実施例1のテレコンバータレンズをマスターレンズMの物体側に装着したときの望遠端と広角端のズーム位置における収差図である。
図4は、本発明の実施例2のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
図5、図6は、本発明の実施例2のテレコンバータレンズをマスターレンズMの物体側に装着したときの望遠端と広角端のズーム位置における収差図である。
図7は、本発明の実施例3のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
図8、図9は、本発明の実施例3のテレコンバータレンズをマスターレンズMの物体側に装着したときの望遠端と広角端のズーム位置における収差図である。
図10は、本発明の実施例4のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
図11、図12は、本発明の実施例4のテレコンバータレンズをマスターレンズMの物体側に装着したときの望遠端と広角端のズーム位置における収差図である。
図13は、本発明の実施例5のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
図14、図15は、本発明の実施例5のテレコンバータレンズをマスターレンズMの物体側に装着したときの望遠端と広角端のズーム位置における収差図である。
図16は、本発明の実施例6のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
図17、図18は、本発明の実施例6のテレコンバータレンズをマスターレンズMの物体側に装着したときの望遠端と広角端のズーム位置における収差図である。
図19は、本発明の実施例7のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
図20、図21は、本発明の実施例7のテレコンバータレンズをマスターレンズMの物体側に装着したときの望遠端と広角端のズーム位置における収差図である。
図22は、本発明のテレコンバータレンズを有する撮像装置の説明図である。
レンズ断面図において、Tはテレコンバータレンズ、Mはマスターレンズである。
レンズ断面図において、左方が物体側で、右方が像側である。
収差図において、d、gはd線及びg線である。ΔM、ΔSはメリジオナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はg線によって表している。
fnoはFナンバーである。ωは半画角である。
各実施例のテレコンバータレンズTは、マスターレンズMの物体側に装着して全系の焦点距離をマスターレンズ単独のときの焦点距離に比べて拡大する方向へと変化させている。
各実施例のテレコンバータレンズTは略アフォーカル系を構成している。そして、物体側から数えて像側へ順に最も広い空気間隔を境にして、正の屈折力(焦点距離の逆数、光学的パワー)の前群LFと負の屈折力の後群LRより成っている。
前群LFと後群LRの主点間隔を前群LFと後群LRの焦点距離の和に略等しくしており、これにより全体としてアフォーカル系を構成している。
前群LFは、物体側の面が凸でメニスカス形状の正の第1レンズG1と、物体側の面が凸でメニスカス形状の正の第2レンズG2から成っている。
後群LRは、1つの正レンズG3と像面側の面が凹形状の負レンズG4から成っている。
マスターレンズMはズームレンズより成り、図1において、テレコンバータレンズTを装着したときに実用範囲となる広角端(W)と望遠端(T)でのレンズ断面図を示している。
ここで実用範囲とは、マスターレンズMの最大像高で光量が十分確保できるいわゆる「けられ」が少ない状態で使用できる範囲を指す。
またけられのない画面の中心部のみを使用することで、さらに広角側で使用することも可能である。

マスターレンズMの構成は、次のとおりである。
図1のレンズ断面図において、L1は正の屈折力(光学パワー=焦点距離の逆数)の第1レンズ群、L2は負の屈折力の第2レンズ群、L3は正の屈折力の第3レンズ群、L4は正の屈折力の第4レンズ群である。SPは開口絞りであり、第3レンズ群L3の物体側に位置している。FPはフレア絞りであり、第3レンズ群L3の像側に配置されフレア光をカットしている。
Gは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。IPは像面であり、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系とし使用する際にはフィルム面に相当する。
望遠端から広角端へのズーミングに際して矢印のように、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2及び第3レンズ群L3は望遠端に比べて広角端で像側に位置するように移動する。また、第4レンズ群L4は物体側に凸の軌跡となるように移動する。
また第4レンズ群L4を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採
用している。 無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、第4レンズ群L4を前方に繰り出すことで行っている。
各実施例においてテレコンバータレンズは、前群LFの第1レンズG1の物体側と像面側の面の曲率半径を各々R11、R12とする。第2レンズG2の物体側と像面側の曲率半径を各々R21、R22とする。このとき
1.0 < (R11+R12)/(R12−R11)< 20.0 ・・・(1)
1.0 < (R21+R22)/(R22−R21)< 20.0 ・・・(2)
なる条件を満足している。
次に、条件式(1)および(2)の技術的意味について説明する。
条件式(1)は、前群LFの正レンズG1のレンズ形状に関するものである。
条件式(1)の値が1を超えると物体側に凸面を向けたメニスカス形状、1.0のときは物体側に凸面を向けた平凸レンズ形状、−1.0〜1.0の範囲の値を取るときには両凸形状となる。
前群LFの正レンズG1が、条件式(1)の下限を超えて像面側の面が平面もしくは像側に凸形状になると、軸外光束の射出角が大きくなりすぎる。この結果、正レンズG1で発生する像面湾曲や倍率色収差の高次成分が増大し、これらを後群LRで補正するのが困難になる。
また前群LFの主点間隔が像面側にシフトするため、前群LFと後群LRの空気間隔が拡大し、テレコンバータレンズTの光学全長(第1レンズ面から最終レンズ面までの距離)が増大するので良くない。
逆に前群LFの正レンズG1が、条件式(1)の上限を超えて物体側の面の曲率半径が小さくなりすぎると、正レンズG1の入射面で発生する球面収差が増大し、これを後群LRで補正するのが困難となる。この結果テレコンバータレンズTをマスターレンズMに装着したとき良好な光学特性を得るのが難しくなる。
条件式(2)は、前群LFの正レンズG2のレンズ形状に関するものである。
前群LFの正レンズG2が、条件式(2)の下限を超えて像面側の面が平面もしくは像側に凸形状になると、軸外光束の射出角が大きくなりすぎる。この結果、正レンズG2で発生する像面湾曲や倍率色収差の高次成分が増大し、これを後群LRで補正するのが困難になる。
また前群LFの主点間隔が像面側にシフトするため、前群LFと後群LRの空気間隔が拡大し、テレコンバータレンズTの光学全長が増大するので良くない。
逆に前群LFの正レンズG2が、条件式(2)の上限を超えて物体側の面の曲率半径が小さくなりすぎると、正レンズG2の入射面で発生する球面収差が増加し、これを後群LRで補正するのが困難となる。この結果、テレコンバータレンズTをマスターレンズMに装着したとき、良好な光学特性を得るのが難しくなる。
以上のように構成することによって軸上色収差、倍率色収差、球面収差、像面湾曲等の諸収差が良好に補正され、高画素のデジタルカメラ、ビデオカメラに対応可能な高性能かつ小型のテレコンバータレンズを実現している。
各実施例において更に好ましくは次の諸条件のうちの1以上を満足するのが良い。
第1レンズG1と第2レンズG2の材料のアッベ数を各々νd1、νd2とする。
後群LRの正レンズG3と負レンズG4の材料のアッベ数を各々νd3、νd4とする。
第1レンズG1と第2レンズG2の焦点距離を各々f1、f2とする。
後群LRの正レンズG3と負レンズG4の焦点距離を各々f3、f4とする。
前群LFと後群LRとの空気間隔をD、後群LRの最も物体側に位置するレンズ面頂点から最も像面側に位置するレンズ面頂点までの光軸に沿った距離をDRとする。
テレコンバータレンズTを構成する全てのレンズの光軸に沿った肉厚の合計をDglass、全ての空気間隔の光軸に沿った距離の合計をDairとする。
後群の正レンズG3の物体側の面(後群LRの最も物体側の面)の曲率半径をR31、後群の負レンズG4の像面側の面の曲率半径をR42とする。
第2レンズG2の像面側の面の曲率半径をR22とする。
このとき
55 < νd1 ・・・(3)
55 < νd2 ・・・(4)
0.05 < |f4/f3| < 0.80 ・・・(5)
0.1 < D/DR < 1.5 ・・・(6)
−8.0 < (R31+R42)/(R42−R31)<−0.5・・・(7)
0.2 < f1/f2 < 2.5 ・・・(8)
0.05 < Dair / Dglass < 0.70 ・・・(9)
5.0 < |νd3 − νd4| < 30.0 ・・・(10)
0.1 < R22/R31 < 3.0 ・・・(11)
なる条件のうち1以上を満足するのが良い。
次に前述した各条件式の技術的意味について説明する。
条件式(3)は、第1レンズG1の材料を規定するものである。
条件式(3)の下限を超えて第1レンズG1の材料のアッベ数νd1が小さくなりすぎると、第1レンズG1で発生する軸上色収差および倍率色収差が増大し、これを後群LRで補正するのが困難になる。
条件式(4)は、第2レンズG2の材料を規定するものである。
条件式(4)の下限を超えて第2レンズG2の材料のアッベ数νd2が小さくなりすぎると、第2レンズG2で発生する軸上色収差および倍率色収差が増大し、これを後群LRで補正するのが困難になる。
条件式(5)は後群LRの正レンズG3と負レンズG4の焦点距離の比に関する。
条件式(5)の下限を超えて後群LRの負レンズG4の焦点距離が小さくなりすぎると(屈折力が弱くなりすぎると)、負レンズG4で発生する倍率色収差と軸外の色フレアが増大し、これを正レンズG3で補正するのが困難になる。
逆に条件式(5)の上限を超えて後群LRの負レンズG4の焦点距離が大きくなりすぎると(屈折力が強くなりすぎると)、後群LRに十分な負の屈折力を付与するのができなくなる。この結果、前群LFと後群LRの空気間隔が拡大し、テレコンバータレンズTが大型化してくるので良くない。
条件式(6)は、前群LFと後群LRとの空気間隔Dと、後群LRの最も物体側に位置するレンズ面頂点から最も像面側に位置するレンズ面頂点までの光軸に沿った距離DRとの比に関する。
条件式(6)の下限を超えて、前群LFと後群LRとの空気間隔Dが小さくなり、前群LFと後群LRの主点間隔が短くなりすぎると、前群LFおよび後群LRの屈折力が強くなる。この結果、前群LFで発生する球面収差等の諸収差を後群LRで補正するのが困難となる。
逆に条件式(6)の上限を超えて、前群LFと後群LRとの空気間隔Dが大きくなりすぎると、テレコンバータレンズTの光学全長が増大してくるので良くない。
条件式(7)は後群LRの正レンズG3の物体側のレンズ面(入射面)の曲率半径R31と、後群LRの負レンズG4の像面側のレンズ面(射出面)の曲率半径R42に関する。
条件式(7)の下限を超えて後群LRの射出面の曲率半径R42が小さい、すなわち射出面の曲率がきつくなりすぎると、後群LRの射出面で発生する球面収差と非点収差の高次成分が増大してくる。このときの収差を、後群LRの他のレンズ面で補正するのが困難になる。
条件式(7)の上限を超えて後群LRの入射面が強い曲率の凹面になりすぎると、後群LRに入射する軸外光束の入射角が大きくなる。この結果、入射面R31で発生する球面収差と非点収差の高次成分が増大し、後群LRの他のレンズ面で補正するのが困難になる。
条件式(8)は第1レンズG1と第2レンズG2の焦点距離の比に関する。
条件式(8)は前群LFにおける2つの正レンズG1、G2の屈折力分担比を規定するものである。
条件式(8)の下限を超えて正レンズG1の屈折力が強くなりすぎると、正レンズG1で発生する高次の球面収差および非点収差が増加し、これを後群LRで補正するのが困難になる。
逆に条件式(8)の上限を超えて正レンズG2の屈折力が強くなりすぎると、正レンズG2で発生する高次の球面収差および非点収差が増加し、これを後群LRで補正するのが困難になる。
条件式(9)は、テレコンバータレンズTを構成する全てのレンズの光軸に沿った肉厚の合計Dglassと、全ての空気間隔の光軸に沿った距離の合計Dair との比に関する。
条件式(9)の下限を超えてテレコンバータレンズT内の空気間隔が小さくなりすぎると、テレコンバータレンズTの射出面での軸外光束の光線高さが高くなり、非点収差が増大するので良くない。
逆に条件式(9)の上限を超えてテレコンバータレンズT内の空気間隔が大きくなりすぎると、テレコンバータレンズTが大型化してくるので良くない。
条件式(10)は後群LRの正レンズG3と負レンズG4のアッベ数νd3、νd4の差に関する。
条件式(10)の下限を超えて後群LRの正レンズG3と負レンズG4の材料のアッベ数の差が小さくなりすぎると、前群LFで発生する軸上色収差および倍率色収差を十分に打ち消すことが困難になる。
逆に条件式(10)の上限を超えて後群LRの正レンズG3と負レンズG4の材料のアッベ数の差が大きくなりすぎると、負レンズG4の材料のアッベ数νd4が小さくなる。そうすると、負レンズG4で発生するオーバーの軸上色収差とアンダーの倍率色収差が増大するので良くない。
その結果、後群LRにおいて、前群LFで発生する軸上色収差および倍率色収差を打ち消す補正効果が過剰となり、良くない。
条件式(11)は、第2レンズG2の像面側の面(射出面)の曲率半径R22と、後群LRの最も物体側の面(入射面)の曲率半径R31との比に関し、前群LFと後群LRとの間の空気レンズの形状を規定するものである。
条件式(11)の下限を超えて前群LFの射出面の曲率がきつくなりすぎると、前群LFの第2レンズG2で発生する高次の球面収差が増大し、これを後群LRで補正するのが困難になる。
条件式(11)の上限を超えて後群LRの入射面の曲率が凸形状方向にきつくなりすぎると、後群LRの入射面で発生する高次の球面収差が増大する。又、それと共に、負の屈折力の後群LRの負レンズG4の射出面の曲率が凹形状方向にきつくなりすぎるので良くない。
その結果、後群LRの射出面で発生する球面収差と非点収差の高次成分が増大し、これを後群LRの他のレンズ面で補正するのが困難になる。
各実施例では、以上のように構成することによって球面収差、非点収差、軸上色収差、倍率色収差を良好に補正しながら、光学全長の短い小型のテレコンバータレンズを達成している。
各実施例のテレコンバータレンズにおいて、更に、好ましくは条件式(1)〜(11)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
1.3 <(R11+R12)/(R12−R11)< 10.0 ・・・(1a)
1.05 <(R21+R22)/(R22−R21)< 15.0 ・・・(2a)
60 < νd1 ・・・・(3a)
60 < νd2 ・・・・(4a)
0.08 < |f4/f3| < 0.60 ・・・・(5a)
0.15 < D/DR < 1.20 ・・・・(6a)
−7.0 <(R31+R42)/(R42−R31)< −0.7・・・・(7a)
0.25 < f1/f2 < 2.10 ・・・・(8a)
0.10 < Dair / Dglass < 0.60 ・・・・(9a)
5.0 < |νd3 − νd4| < 27.0 ・・・・(10a)
0.2 < R22/R31 < 2.5 ・・・・(11a)
また、さらに好ましくは条件式(1a)〜(11a)の数値範囲を次の如く設定すると、先に述べた各条件式が意味する効果を最大限に得られる。
1.5<(R11+R12)/(R12−R11)< 6.0 ・・・・(1b)
1.1 <(R21+R22)/(R22−R21)< 10.0 ・・・・(2b)
63 < νd1 ・・・・(3b)
63 < νd2 ・・・・(4b)
0.1 < |f4/f3| < 0.5 ・・・・(5b)
0.2 < D/DR < 1.0 ・・・・(6b)
−6.0 <(R31+R42)/(R42−R31)< −0.9・・・・(7b)
0.3 < f1/f2 < 1.8 ・・・・(8b)
0.12 < Dair / Dglass < 0.50 ・・・・(9b)
5.0 < |νd3 − νd4| < 24.0 ・・・・(10b)
0.3 < R22/R31 < 2.0 ・・・・(11b)
次に図1に示した実施例1のテレコンバータレンズTのレンズ構成を説明する。
前群LFは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第1レンズG1と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第2レンズG2で構成されている。
前群LFをこのようなレンズ構成とすることにより、前群LFの正の屈折力を第1レンズG1と第2レンズG2とで分担させ、球面収差および非点収差を良好に補正する。又、それと共に、前群LFの屈折力を強めてテレコンバータレンズTの小型化を容易にしている。
また前群LFの第1レンズG1と第2レンズG2の両方を、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることにより、前群LFの主点位置をより物体側に配置している。
これにより、前群LFと後群LRの主点間隔をテレコンバータレンズT全体が略アフォーカル系となるように維持しながら、前群LFと後群LRの空気間隔を短縮することができ、テレコンバータレンズT全体の小型化を実現している。
図1に示したマスターレンズMは広角端の撮影画角2ωは24.4°である。望遠端の撮影画角2ωは17.7°のズームレンズである。
このような中望遠域のズームレンズであるマスターレンズMに装着するテレコンバータレンズTでは、前群LFの2つの正レンズG1、G2を物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることで、軸外光束の入射角を小さくすることができる。
これにより、前群LFで発生する像面湾曲や倍率色収差の高次成分を低減している。
後群LRは、物体側より像面側へ順に、正レンズG3と負レンズG4とを接合した負の屈折力の接合レンズで構成している。
このような構成により後群LRで発生する軸上色収差を抑えると共に、前群LFで発生した軸上色収差を効果的に打ち消している。
後群LRの最も像面側のレンズ面を凹形状にして、テレコンバータレンズTとマスターレンズMとの間の空気レンズ形状をコンセントリックに近い形状としている。
これにより、マスターレンズに装着するテレコンバータレンズとして、後群LRの像面側のレンズ面において軸外光束の射出角が極端に大きくならないようにし、非点収差、倍率色収差の高次成分の発生を低減している。
図13の実施例5および図16の実施例6テレコンバータレンズTのレンズ構成は実施例1と同様の構成である。
次に、図4の実施例2のテレコンバータレンズTのレンズ構成を説明する。
前群LFは、実施例1と同様に2つの物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状の第1、第2レンズG1、G2で構成している。
後群LRは、物体側より像面側へ順に、空気間隔をはさんだ正レンズG3と負レンズG4とで構成している。
このようなレンズ構成により後群LRで発生する軸上色収差と倍率色収差を抑えると共に、前群LFで発生した軸上色収差および倍率色収差を効果的に打ち消している。
後群LRの最も像面側のレンズ面を凹形状にして、テレコンバータレンズTとマスターレンズMとの間の空気レンズ形状をコンセントリックに近い形状としている。
これにより、マスターレンズMに装着するテレコンバータレンズTとして、後群LRの像面側のレンズ面において軸外光束の射出角が極端に大きくならないようにし、非点収差、倍率色収差の高次成分の発生を低減している。
図7の実施例3、図10の実施例4、図19の実施例7のテレコンバータレンズTは実施例2と同様のレンズ構成である。
次に、本発明の実施例1〜7に各々対応する数値実施例1〜7とマスターレンズMの数値例を示す。
各数値実施例において面番号iは物体側からの光学面の順序を示す。rは光学面の曲率半径、dは面間隔、ndとνdはそれぞれd線に対する光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。
バックフォーカス(BF)は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算した値である。レンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカス(BF)を加えた値と定義する。
長さの単位は、mmである。
またKを離心率、A4、A6、A8を非球面係数、光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてxとするとき、非球面形状は、
で表示される。
但しRは曲率半径である。また例えば「E−Z」の表示は「10−Z」を意味する。
また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表1に示す。
fは焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角を示す。
テレコンバータの数値例における各種データはマスターレンズに装着したときの望遠端における値である。

[数値実施例1]
面データ
面番号 r d nd νd
1 47.193 7.50 1.48749 70.2
2 156.757 0.20
3 45.803 6.20 1.48749 70.2
4 116.940 5.70
5 130.516 5.10 1.62299 58.2
6 1426.354 2.00 1.77250 49.6
7 31.401 8.71

各種データ
アフォーカル倍率 1.39
焦点距離 41.43
Fナンバー 4.56
画角(ω) 6.40
[数値実施例2]
面データ
面番号 r d nd νd
1 47.737 7.50 1.48749 70.2
2 152.286 0.20
3 44.476 6.20 1.48749 70.2
4 118.664 5.70
5 148.146 3.50 1.48749 70.2
6 1000.000 1.00
7 574.052 2.00 1.77250 49.6
8 32.273 8.71

各種データ
アフォーカル倍率 1.39
焦点距離 41.43
Fナンバー 4.56
画角(ω) 6.40
[数値実施例3]
面データ
面番号 r d nd νd
1 45.647 5.00 1.48749 70.2
2 73.968 0.20
3 33.245 6.50 1.48749 70.2
4 54.995 2.45
5 40.497 7.20 1.48749 70.2
6 3346.491 0.50
7 795.494 2.00 1.71300 53.9
8 23.850 8.71

各種データ
アフォーカル倍率 1.39
焦点距離 41.43
Fナンバー 4.56
画角(ω) 6.40
[数値実施例4]
面データ
面番号 r d nd νd
1 40.001 7.50 1.48749 70.2
2 97.050 0.20
3 39.339 4.80 1.48749 70.2
4 51.886 2.84
5 47.188 7.00 1.48749 70.2
6 -451.419 0.50
7 -551.640 2.00 1.71300 53.9
8 26.367 8.71

各種データ
アフォーカル倍率 1.39
焦点距離 41.43
Fナンバー 4.56
画角(ω) 6.40
[数値実施例5]
面データ
面番号 r d nd νd
1 41.196 9.80 1.48749 70.2
2 154.033 0.20
3 39.899 7.50 1.48749 70.2
4 111.122 3.98
5 130.411 5.25 1.62299 58.2
6 -218.491 2.00 1.77250 49.6
7 26.070 8.71

各種データ
アフォーカル倍率 1.50
焦点距離 44.81
Fナンバー 4.56
画角(ω) 5.92
[数値実施例6]
面データ
面番号 r d nd νd
1 43.954 9.20 1.48749 70.2
2 142.651 0.20
3 39.900 10.30 1.48749 70.2
4 610.253 4.50
5 1277.383 5.70 1.60311 60.6
6 -150.815 2.00 1.78800 47.4
7 27.055 8.71

各種データ
アフォーカル倍率 1.60
焦点距離 47.70
Fナンバー 4.56
画角(ω) 5.57
[数値実施例7]
面データ
面番号 r d nd νd
1 36.463 7.50 1.48749 70.2
2 80.438 0.20
3 44.264 4.00 1.48749 70.2
4 58.922 2.50
5 37.309 4.50 1.77250 49.6
6 51.581 2.30
7 89.358 2.00 1.78590 44.2
8 24.347 8.71

各種データ
アフォーカル倍率 1.39
焦点距離 41.43
Fナンバー 4.56
画角(ω) 6.40
<マスターレンズ>
面データ
面番号 r d nd νd
1 27.364 1.20 1.84666 23.9
2 20.088 4.00 1.77250 49.6
3 66.608 (可変)
4 21.154 0.95 1.88300 40.8
5 7.854 2.52
6 17.211 0.90 1.88300 40.8
7 8.731 3.14
8 -24.403 0.80 1.80400 46.6
9 166.576 0.20
10 16.917 1.80 1.92286 18.9
11 94.775 (可変)
12(絞り) ∞ 1.50
13* 12.089 2.20 1.58313 59.4
14* -21.698 0.20
15 6.003 2.40 1.48749 70.2
16 13.648 0.70 2.00069 25.5
17 5.537 1.46
18 -19.438 1.20 1.48749 70.2
19 -10.131 0.50
20 ∞ (可変)
21 15.301 2.00 1.48749 70.2
22 109.326 (可変)
23 ∞ 1.10 1.51633 64.1
24 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第13面
K = 1.43178e+000 A 4=-2.01411e-004 A 6=-1.69744e-006
A 8= 2.82246e-008
第14面
K =-6.18021e-001 A 4= 1.13642e-004 A 6=-6.70660e-007
A 8= 5.94851e-008

各種データ
ズーム比 1.39
広角 望遠
焦点距離 21.45 29.89
Fナンバー 4.01 4.57
画角 12.22 8.84
像高 4.65 4.65
レンズ全長 67.84 76.99
BF 13.20 10.32

d 3 15.31 20.58
d11 2.73 2.08
d20 8.93 16.35
d22 11.88 8.99
d24 0.60 0.60

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 59.97
2 4 -8.99
3 12 13.91
4 21 36.24
次に本発明のテレコンバータレンズをマスターレンズに装着し、撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)の実施例を図22を用いて説明する。
図22において、20はカメラ本体、21は本発明のテレコンバータレンズをマスターレンズに装着した撮影光学系である。
22はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系21によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。
23は撮像素子22によって光電変換された被写体像に対応する情報を記憶するメモリである。24は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子22上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。
このように本発明の撮影光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
本発明の数値実施例1のテレコンバータをマスターレンズの広角端および望遠端に装着した際のレンズ断面図 本発明の数値実施例1のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の望遠端での全系の収差図 本発明の数値実施例1のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の広角端での全系の収差図 本発明の数値実施例2のテレコンバータのレンズ断面図 本発明の数値実施例2のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の望遠端での全系の収差図 本発明の数値実施例2のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の広角端での全系の収差図 本発明の数値実施例3のテレコンバータのレンズ断面図 本発明の数値実施例3のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の望遠端での全系の収差図 本発明の数値実施例3のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の広角端での全系の収差図 本発明の数値実施例4のテレコンバータのレンズ断面図 本発明の数値実施例4のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の望遠端での全系の収差図 本発明の数値実施例4のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の広角端での全系の収差図 本発明の数値実施例5のテレコンバータのレンズ断面図 本発明の数値実施例5のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の望遠端での全系の収差図 本発明の数値実施例5のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の広角端での全系の収差図 本発明の数値実施例6のテレコンバータのレンズ断面図 本発明の数値実施例6のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の望遠端での全系の収差図 本発明の数値実施例6のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の広角端での全系の収差図 本発明の数値実施例7のテレコンバータのレンズ断面図 本発明の数値実施例7のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の望遠端での全系の収差図 本発明の数値実施例7のテレコンバータをマスターレンズに装着した際の広角端での全系の収差図 本発明の撮像装置の概略図
符号の説明
T テレコンバータレンズ部
M マスターレンズ部
G ガラスブロック
IP 像面
LF 前群
LR 後群
d d線
g g線
ΔM メリディオナル像面
ΔS サジタル像面
IP 結像面
SP 絞り
ω 半画角
Fno Fナンバー
G1 第1レンズ
G2 第2レンズ
G3 第3レンズ
G4 第4レンズ
L1 マスターレンズの第1レンズ群
L2 マスターレンズの第2レンズ群
L3 マスターレンズの第3レンズ群
L4 マスターレンズの第4レンズ群

Claims (11)

  1. マスターレンズの物体側に装着するテレコンバータレンズであって、
    物体側から像面側へ順に、正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群から構成され、
    該前群は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正の第1レンズと、物体側の面が凸でメニスカス形状の正の第2レンズから成り、
    該後群は、1つの正レンズと像面側の面が凹形状の負レンズから成り、
    該第1レンズの物体側と像面側の面の曲率半径を各々R11、R12、該第2レンズの物体側と像面側の面の曲率半径を各々R21、R22とするとき
    1.0 < (R11+R12)/(R12−R11)< 20.0
    1.0 < (R21+R22)/(R22−R21)< 20.0
    なる条件を満足することを特徴とするテレコンバータレンズ。
  2. 前記第1レンズの材料のアッベ数をνd1とするとき、
    55 < νd1
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載のテレコンバータレンズ。
  3. 前記第2レンズの材料のアッベ数をνd2とするとき、
    55 < νd2
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載のテレコンバータレンズ。
  4. 前記後群の正レンズと負レンズの焦点距離を各々f3、f4とするとき、
    0.05 < |f4/f3| < 0.80
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のテレコンバータレンズ。
  5. 前記前群と前記後群との空気間隔をD、前記後群の最も物体側に位置するレンズ面頂点から最も像面側に位置するレンズ面頂点までの光軸に沿った距離をDRとするとき、
    0.1 < D/DR < 1.5
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のテレコンバータレンズ。
  6. 前記後群の正レンズの物体側の面の曲率半径をR31、前記後群の負レンズの像面側の面の曲率半径をR42とするとき、
    −8.0 < (R31+R42)/(R42−R31)< −0.5
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のテレコンバータレンズ。
  7. 前記第1レンズと前記第2レンズの焦点距離を各々f1、f2とするとき、
    0.2 < f1/f2 < 2.5
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のテレコンバータレンズ。
  8. 前記テレコンバータレンズを構成する全てのレンズの光軸に沿った肉厚の合計をDglass、全ての空気間隔の光軸に沿った距離の合計をDairとするとき、
    0.05 < Dair / Dglass < 0.70
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のテレコンバータレンズ。
  9. 前記後群の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々νd3、νd4とするとき、
    5.0 < |νd3 − νd4| < 30.0
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のテレコンバータレンズ。
  10. 前記第2レンズの像面側の面の曲率半径をR22、前記後群の最も物体側の面の曲率半径をR31とするとき、
    0.1 < R22/R31 < 3.0
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のテレコンバータレンズ。
  11. マスターレンズと、該マスターレンズの物体側に装着可能な請求項1乃至10のいずれか1項のテレコンバータレンズと、該テレコンバータレンズと該マスターレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013164454A (ja) * 2012-02-09 2013-08-22 Canon Inc テレサイドコンバーターレンズ及びそれを有する撮像装置
CN114967080A (zh) * 2019-02-27 2022-08-30 佳能株式会社 转换器镜头、可互换镜头和图像拍摄装置
CN116149022A (zh) * 2023-03-02 2023-05-23 广州长步道光学科技有限公司 一种反摄远型工业镜头

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11675173B2 (en) * 2019-09-30 2023-06-13 Fujifilm Corporation Extender lens, optical system, and imaging apparatus

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61167918A (ja) * 1985-01-21 1986-07-29 Canon Inc 変倍フアインダ−
JPS6287924A (ja) * 1985-10-14 1987-04-22 Canon Inc テレコンバ−タ−レンズ
JPH01288822A (ja) * 1988-05-16 1989-11-21 Canon Inc テレコンバーターレンズ
JPH04191717A (ja) * 1990-11-27 1992-07-10 Konica Corp フロントテレコンバーター
JP2000292696A (ja) * 1999-04-12 2000-10-20 Enplas Corp 撮像装置及びアタッチメントレンズ
JP2005331851A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Canon Inc フロントコンバータレンズ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61167918A (ja) * 1985-01-21 1986-07-29 Canon Inc 変倍フアインダ−
JPS6287924A (ja) * 1985-10-14 1987-04-22 Canon Inc テレコンバ−タ−レンズ
JPH01288822A (ja) * 1988-05-16 1989-11-21 Canon Inc テレコンバーターレンズ
JPH04191717A (ja) * 1990-11-27 1992-07-10 Konica Corp フロントテレコンバーター
JP2000292696A (ja) * 1999-04-12 2000-10-20 Enplas Corp 撮像装置及びアタッチメントレンズ
JP2005331851A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Canon Inc フロントコンバータレンズ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013164454A (ja) * 2012-02-09 2013-08-22 Canon Inc テレサイドコンバーターレンズ及びそれを有する撮像装置
CN114967080A (zh) * 2019-02-27 2022-08-30 佳能株式会社 转换器镜头、可互换镜头和图像拍摄装置
CN114967080B (zh) * 2019-02-27 2024-03-29 佳能株式会社 转换器镜头、可互换镜头和图像拍摄装置
US12196931B2 (en) 2019-02-27 2025-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Converter lens, interchangeable lens, and image capturing apparatus
CN116149022A (zh) * 2023-03-02 2023-05-23 广州长步道光学科技有限公司 一种反摄远型工业镜头

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