JP2015166768A - リアコンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】互いに規格の異なる撮像レンズとカメラとをリアコンバータを介して組み合わせて使用する撮像システムについて良好な光学性能の維持を図りつつ、リアコンバータの小型化を図る。【解決手段】本技術に係るリアコンバータは、両面が凹面の負である第一レンズと、物体側、像面側とも物体側に凸の負である第二レンズと、両凸形状の正である第三レンズとが物体側より順に配置されていると共に、撮像レンズとカメラとの間に挿入されて使用されるものである。【選択図】図１

Description

本技術は、撮像レンズとカメラとの間に挿入されて使用されるリアコンバータについての技術分野に関する。

特開２００５−１０７２６１号公報 特開２００６−３４９９０４号公報 特開２００２−２８７０２５号公報

例えば上記特許文献１〜３に開示されるように、撮像レンズとカメラとの間に挿入されて使用されるリアコンバータが知られている。

上記特許文献１〜３では、拡大や縮小を行うためのリアコンバータが開示されているが、リアコンバータの用途としては、互いに規格の異なる撮像レンズとカメラとを組み合わせた使用を可能とする用途も望まれている。
例えば、業務用等のカラービデオカメラに関して、三つの撮像素子を有する三板式カメラの２／３インチ規格（２／３インチサイズの撮像素子を前提とした規格）に対応した撮像レンズを、同じ２／３インチ規格ではあるが単板式のカメラで使用したいという要望などがあり、これに対応するためのリアコンバータが望まれる。

ここで、例えば三板式カメラの規格においては、三板式カメラが色分解プリズムを備えていることから、当該規格に対応する撮像レンズとしては、カメラ側が色分解プリズムを備えていることを前提に設計されている。このため、そのような三板式カメラ用の撮像レンズを色分解プリズムを備えない単板式カメラに組み合わせて使用すると、本来あるべきはずの色分解プリズムが無くなることで球面収差をはじめとする種々の収差が発生してしまう。

このような球面収差の発生を抑制するためには、三板式カメラ用の撮像レンズと単板式カメラとの間に、三板式カメラが備えている色分解プリズムと同等のプリズムを挿入することも考えられるが、これによるとリアコンバータの全長が長くなってしまい、リアコンバータの小型化を図ることが困難となる。

このように、互いに規格の異なる撮像レンズとカメラとを組み合わせた使用を可能とするためのリアコンバータについては、撮像レンズとリアコンバータとカメラとが組み合わされた撮像システムについて良好な光学性能を維持しようとしたときに、小型化が困難となってしまう場合がある。

そこで、本技術では上記した問題点を克服し、互いに規格の異なる撮像レンズとカメラとをリアコンバータを介して組み合わせて使用する撮像システムについて良好な光学性能の維持を図りつつ、リアコンバータの小型化を図ることを目的とする。

第１に、本技術に係るリアコンバータは、両面が凹面の負である第一レンズと、物体側、像面側とも物体側に凸の負である第二レンズと、両凸形状の正である第三レンズとが物体側より順に配置され、撮像レンズとカメラとの間に挿入されて使用されるものである。

これにより、第一レンズの物体側の面と第三レンズの像面側の面での軸上周辺光線高の比率により、リアコンバータにおける総和として、正の球面収差を発生させることが可能とされる。

第２に、上記した本技術に係るリアコンバータは、三つの撮像素子を有する三板式カメラが有する色分解プリズムと組み合わされて使用されることを前提に設計されている前記撮像レンズと、単板式カメラである前記カメラとの間に挿入されて使用されるものであることが望ましい。
これにより、三板式カメラ用の撮像レンズと単板式カメラとが組み合わせて使用される場合に生じる球面収差をレンズ系のみで補正可能とされる。

第３に、上記した本技術に係るリアコンバータは、実質的にパワーを有していないことが望ましい。
これにより、撮像レンズとカメラとの間に挿入されて使用される際に像の拡大又は縮小が実質的に生じない。

第４に、上記した本技術に係るリアコンバータは、当該リアコンバータのｅ線に対する焦点距離をｆｅ、前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
Ｈ／｜ｆｅ｜＜０．０３
を満たすことが望ましい。
上記条件を満たすことで、リアコンバータのパワーは、同サイズ規格の範疇であっても有効領域サイズの異なる撮像素子が存在する点、及びプリズムを設けずレンズ系で収差補正を行う構成とするが故のパワーの変動公差を考慮した適切な値とされる。

第５に、上記した本技術に係るリアコンバータは、Ｈ／｜ｆｅ｜＜０．０１を満たすことが望ましい。
これにより、リアコンバータのパワーは、上記の同サイズ規格内での撮像素子の有効領域サイズの違いやパワー変動公差を考慮した値とされつつ、より小さな値となる。

第６に、上記した本技術に係るリアコンバータは、前記第一レンズの物体側の面の曲率半径をＲ１、前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
−１００＜Ｒ１／Ｈ＜−２５
を満たすことが望ましい。
これにより、三板式カメラ用の撮像レンズによって生じる球面収差を相殺するための球面収差がリアコンバータにより生じる。

第７に、上記した本技術に係るリアコンバータは、前記第一レンズの物体側の頂点から前記第三レンズの像面側の頂点までの距離をＬ、前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
Ｌ＞５×Ｈ
を満たすことが望ましい。
上記による全長Ｌの下限値「５×Ｈ」は、非点収差による結像性能劣化の限界値に対応した値である。

第８に、上記した本技術に係るリアコンバータは、前記第三レンズの像面側の頂点から像面までの空気換算距離であるバックフォーカスをＢＦ、前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
ＢＦ＞３×Ｈ
を満たすことが望ましい。
上記バックフォーカスＢＦの下限値「３×Ｈ」は、色分解プリズムを有さない単板式カメラ側の種々のマウント規格を考慮して設定した値である。

第９に、上記した本技術に係るリアコンバータは、三枚貼り合わせレンズで構成されていることが望ましい。
三枚貼り合わせレンズとされたことで、第一レンズ、第二レンズ、第三レンズの各レンズ間の離間距離が縮まる。
また、貼り合わせレンズとしたことにより、組立上の各レンズの位置決め公差管理が緩和され、空気との境界面で発生する面間ゴースト、フレアといった課題も軽減できる利点がある。

第１０に、上記した本技術に係るリアコンバータは、前記第一レンズのｄ線における屈折率をＮｄ１、前記第三レンズのｄ線における屈折率をＮｄ３としたときに、
｜Ｎｄ１−Ｎｄ３｜＜０．０５
を満たすことが望ましい。
両面が凹面の負である第一レンズと、物体側、像面側とも物体側に凸の負である第二レンズと、両凸形状の正である第三レンズとが物体側より順に配置された本技術のリアコンバータにおいて、上記のように第一レンズと第三レンズの屈折率がほぼ同等とされることで、第一レンズの像面側の面と第二レンズの物体側の面の組、及び第二レンズの像面側の面と第三レンズの物体側の面の組の二組にて（貼り合わせレンズの場合は貼り合わせの二面にて）、倍率色収差がほぼ相殺される。

本技術によれば、互いに規格の異なる撮像レンズとカメラとをリアコンバータを介して組み合わせて使用する撮像システムについて良好な光学性能の維持を図りつつ、リアコンバータの小型化を図ることができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

実施の形態のリアコンバータの概略断面図である。 実施例１としてのリアコンバータのレンズ構成について説明するための図である。 実施例１としてのリアコンバータを挿入した場合における球面収差、非点収差、歪曲収差（％）についての縦収差図である。 三板式カメラ用の撮像レンズを三板式カメラに組み合わせた場合における球面収差、非点収差、歪曲収差（％）についての縦収差図である。 実施例２としてのリアコンバータのレンズ構成について説明するための図である。 実施例２としてのリアコンバータを挿入した場合における球面収差、非点収差、歪曲収差（％）についての縦収差図である。

以下、実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．リアコンバータの構成＞
＜２．実施例＞
［2-1．実施例１］
［2-2．実施例２］
＜３．実施の形態のまとめ＞
＜４．変形例＞
＜５．本技術＞

＜１．リアコンバータの構成＞

以下、添付図面を参照して本技術に係る実施の形態としてのリアコンバータ１について説明する。
図１は、リアコンバータ１の概略断面図である。
なお、図１においては、紙面左側が物体側、紙面右側が像面側である。
リアコンバータ１は、略円筒形状の鏡筒２と、鏡筒２内において物体側より順に配置された第一レンズＬ１、第二レンズＬ２、第三レンズＬ３を備えている。

図示は省略したが、鏡筒２は、物体側の端部に撮像レンズ（マスターレンズ）を着脱自在に連結するための物体側連結部が、像面側の端部に当該リアコンバータ１をカメラに対して着脱自在に連結するための像面側連結部がそれぞれ形成されている。
リアコンバータ１は、物体側連結部に撮像レンズが連結され、且つ像面側連結部によりカメラと連結された状態で使用される。すなわち、撮像レンズとカメラとの間に挿入されて使用されるものである。

本実施の形態の場合、リアコンバータ１に連結される撮像レンズは、三つの撮像素子を有する三板式カメラが有する色分解プリズムと組み合わされて使用されることを前提に設計されている撮像レンズである（以下「三板式カメラ用の撮像レンズ」と表記する）。より具体的には、三板式カメラ用の撮像レンズのうち、２／３インチサイズの撮像素子を前提とした規格（以下「２／３インチ規格」と表記）に対応した撮像レンズである。
また、リアコンバータ１と連結されるカメラは、同じく２／３インチ規格に対応した単板式カメラである。
なお、物体側連結部に連結される撮像レンズはマスターレンズであるため、像面側に収束光を出射する。すなわち、リアコンバータ１には物体側から収束光が入射する。

図１において、第一レンズＬ１は、両面が凹面、すなわち物体側の面が像面側に凸で像面側の面が物体側に凸とされた負のレンズ（負の屈折力を有するレンズ）とされている。
第二レンズＬ２は、物体側の面、像面側の面が共に物体側に凸の負のレンズとされている。
第三レンズＬ３は、両凸形状、すなわち物体側の面が物体側に凸で像面側の面が像面側に凸とされた正のレンズ（正の屈折力を有するレンズ）とされている。

上記の第一レンズＬ１、第二レンズＬ２、第三レンズＬ３の組み合わせにより、所望の球面収差を発生させることが可能とされる。
具体的に、リアコンバータ１においては、最も物体側に配置された第一レンズＬ１の物体側の面を物体側に凹（像面側に凸）の形状にして発散作用を持たせることで、正の球面収差を発生させ、最も像面側に位置する第三レンズＬ３の像面側の面を像面側に凸の形状にして収束作用を持たせることで、負の球面収差を発生させている。
さらに、他の面、すなわち第一レンズＬ１の像面側の面及び第二レンズＬ２の各面及び第三レンズＬ３の物体側の面が何れも物体側に凸の形状とされていることで、これらの面での収差の発生量が抑えられている。
これにより、第一レンズＬ１の物体側の面と第三レンズＬ３の像面側の面での軸上周辺光線高の比率により、リアコンバータ１における総和として、正の球面収差を発生させることが可能とされる。
従って、三板式カメラが有する色分解プリズムと同等のプリズムを設けずとも、所望の球面収差を発生させることが可能とされる。すなわち、三板式カメラ用の撮像レンズと単板式カメラとの間に挿入されて使用される場合において、単板式カメラに色分解プリズムが無いことに起因した球面収差の発生を抑えることができ、良好な光学性能の維持を図ることができる。

また、リアコンバータ１においては、共に負のレンズである第一レンズＬ１及び第二レンズＬ２による発散作用と、正のレンズである第三レンズＬ３による収束作用との相殺により、リアコンバータ１が実質的にパワーを有さないようにすることが可能とされる。
例えば、本例のように撮像レンズとカメラの双方が同じ撮像素子サイズの規格に対応したものである場合には、リアコンバータ１の挿入によって像が不必要に拡大又は縮小されることは望ましくなく、従ってこの場合にはリアコンバータ１が実質的にパワーを有していないことが望ましい。

この際、同サイズ規格の範疇であっても有効領域サイズが若干異なる撮像素子が存在する点、さらには、プリズムを設けずレンズ系で収差補正を行う構成とするが故のパワーの変動公差を考慮すると、リアコンバータ１のパワー（焦点距離の逆数）に関しては、以下の［式１］を満たすように設定されることが望ましい。

Ｈ／｜ｆｅ｜＜０．０３ …［式１］

ただし、ｆｅはリアコンバータ１のｅ線に対する焦点距離、Ｈは撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高である。

上記条件を満たすことで、リアコンバータ１のパワーは、同サイズ規格の範疇であっても有効領域サイズの異なる撮像素子が存在する点、及びプリズムを設けずレンズ系で収差補正を行う構成とするが故のパワーの変動公差を考慮した適切な値とされる。
従って、像の拡大／縮小の抑制を図りつつ、リアコンバータ１の対応幅を広げることができる。

より好ましくは、リアコンバータ１のパワーは、以下の［式２］を満たすことが望ましい。

Ｈ／｜ｆｅ｜＜０．０１ …［式２］

これにより、リアコンバータ１のパワーは、上記の同サイズ規格内での撮像素子の有効領域サイズの違いやパワー変動公差を考慮した値とされつつ、より小さな値となる。従って、リアコンバータ１の対応幅を或る程度確保しつつ、像の拡大／縮小のさらなる抑制を図ったリアコンバータ１を実現できる。

また、第一レンズＬ１の物体側の面形状は、リアコンバータ１において発生させる球面収差量を決定づける上で重要である。
この点に鑑み、本実施の形態では第一レンズＬ１の物体側の面形状に関して以下の［式３］を満たすようにしている。

−１００＜Ｒ１／Ｈ＜−２５ …［式３］

だだし、Ｒ１は第一レンズＬ１の物体側の面の曲率半径である。

これにより、三板式カメラ用の撮像レンズによって生じる球面収差を相殺するための球面収差がリアコンバータ１により生じる。
従って、三板式カメラ用の撮像レンズと単板式カメラとの間に挿入されて使用される場合において、三板式カメラ用の撮像レンズにより生じる球面収差を適正に補正できる。

ここで、本実施の形態のリアコンバータ１によれば、プリズムを設けずとも三板式カメラ用の撮像レンズで生じた球面収差の補正が可能とされ、良好な光学性能の維持が図られるが、プリズムが省略可能とされたことで、リアコンバータ１の全長はプリズム使用時に比べ短くすることができる。
例として、三板式の２／３インチ規格のＢ４マウントレンズには、プリズムの長さに関する規格があり、標準ガラス長として４６．２±０．５ｍｍが定められている。２／３インチ規格のＢ４マウントレンズの最大像高は、撮像素子の有効領域の対角長の半分で５．５ｍｍであり、標準ガラス長との比率は８．４である。

しかしながら、リアコンバータ１を過度に短縮化すると、第一レンズＬ１の物体側の面と第三レンズＬ３の像面側の面以外の面での非点収差が発生し、結像性能の劣化を招く。
よって、第一レンズＬ１の物体側の頂点から第三レンズＬ３の像面側の頂点までの距離であるリアコンバータ１の全長Ｌは、以下の［式４］を満たすことが望ましい。

５×Ｈ＜Ｌ …［式４］

上記による全長Ｌの下限値「５×Ｈ」は、非点収差による結像性能劣化の限界値に対応した値である。
従って、上記条件を満たすことで、良好な結像性能を維持しつつ全長Ｌの短縮化による小型化の図られたリアコンバータ１を実現できる。

なお、上記［式４］については、全長Ｌの上限値を設けて「５×Ｈ＜Ｌ＜６．２×Ｈ」としてもよい。この上限値は、プリズムを使用した場合との比較で長所となり得る値である。

さらに、本例のようにレンズ系を用いる場合は、バックフォーカスの設定も重要な要素である。プリズムを設けて球面収差の発生を抑える構成を採用した場合は、三板式カメラの規格に対応した撮影レンズと単板式カメラとの間であればプリズムの位置を自由に設定できるが、本例のようにレンズ系で構成する場合には、設計仕様に予め盛り込んでおく必要がある。単板式カメラ側の種々のマウント規格を考慮すると、第三レンズＬ３の像面側の頂点から像面までの空気換算距離であるバックフォーカスＢＦが、以下の［式５］を満たす構成とする。

ＢＦ＞３×Ｈ …［式５］

これにより、単板式カメラのマウント規格に対応できる比較的長いバックフォーカスを確保できる。

また、収差の抑制の観点から、第一レンズＬ１の屈折率、第三レンズＬ３の屈折率は以下の［式６］を満たすように設定することが望ましい。

｜Ｎｄ１−Ｎｄ３｜＜０．０５ …［式６］

ただし、Ｎｄ１は第一レンズＬ１のｄ線における屈折率、Ｎｄ３は第三レンズＬ３のｄ線における屈折率である。

両面が凹面の負である第一レンズＬ１と、物体側、像面側とも物体側に凸の負である第二レンズＬ２と、両凸形状の正である第三レンズＬ３とが物体側より順に配置された本実施の形態のリアコンバータ１において、上記のように第一レンズＬ１と第三レンズＬ３の屈折率がほぼ同等とされることで、第一レンズＬ１の像面側の面と第二レンズＬ２の物体側の面の組、及び第二レンズＬ２の像面側の面と第三レンズＬ３の物体側の面の組の二組にて、倍率色収差がほぼ相殺される。すなわち、総和として倍率色収差を抑えることができる。

＜２．実施例＞
［2-1．実施例１］

図２は、実施例１としてのリアコンバータ１のレンズ構成について説明するための図である。
なお、図２（及び後述する図５）においては、リアコンバータ１が単板式カメラと連結された場合を想定して、第一レンズＬ１、第二レンズＬ２、第三レンズＬ３と共に、単板式カメラ側に備えられた各種のフィルタ類ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４も併せて示している。これらフィルタ類ｆ１〜ｆ４は、物体側から同順に配置されている。
また、図２（及び図５）においては、リアコンバータ１における撮像レンズのマウント面Ｓ０、及び単板式カメラが有する撮像素子の撮像面（像面）Ｓ１３も併せて示しており、これらマウント面Ｓ０から撮像面Ｓ１３までの間に配置される各面に符号「Ｓ」による面番号を付している。面番号は、物体側より昇順とされ、各レンズＬ及び最も像面側に配置されたフィルタ類ｆ４については物体側、像面側の各面に面番号を付し（Ｓ１〜Ｓ６，Ｓ１１，Ｓ１２）、フィルタ類ｆ１〜ｆ３については貼り合わせであるため互いに接する面を共通の一面として扱って面番号を付している（Ｓ８，Ｓ９）。

図２に示されるように、実施例１としてのリアコンバータ１においては、第一レンズＬ１の像面側の面（Ｓ２）と第二レンズＬ２の物体側の面（Ｓ３）、及び第二レンズＬ２の像面側の面（Ｓ４）と第三レンズＬ３の物体側の面（Ｓ５）がそれぞれ所要の間隔を空けて離間されている。
本例において、第一レンズＬ１、第二レンズＬ２、及び第三レンズＬ３はガラス製レンズとされている。

以下に、実施例１としてのリアコンバータ１及び想定する単板式カメラの数値データを示す。

面番号 曲率半径 間隔 硝種
Ｓ０: INFINITY 10.300
Ｓ１: -235.490 2.000 Nd=1.581 Vd=40.9
Ｓ２: 38.804 0.200
Ｓ３: 38.668 23.949 Nd=1.805 Vd=39.6
Ｓ４: 20.000 0.796
Ｓ５: 20.169 4.343 Nd=1.581 Vd=40.9
Ｓ６: -98.280 12.676
Ｓ７: INFINITY 1.630 Nd=1.517 Vd=64.2
Ｓ８: INFINITY 1.600 Nd=1.544 Vd=73.5
Ｓ９: INFINITY 0.400 Nd=1.564 Vd=51.3
Ｓ１０: INFINITY 3.000
Ｓ１１: INFINITY 0.700 Nd=1.517 Vd=64.2
Ｓ１２: INFINITY 1.000
Ｓ１３: INFINITY

なお、上記数値データにおいて、「曲率半径」は正の値が物体側に凸、負の値が物体側に凹の形状を表し、INFINITYは平面を表す。
「間隔」は空気間隔、又はレンズＬ若しくはフィルタ類ｆの厚みを表している。
「硝種」はｄ線における屈折率、アッベ数をそれぞれＮｄ、Ｖｄで記載している。
マウント面Ｓ０は、Ｂ４マウントを想定したものである。
また、仕様は、最大像高Ｈ＝５．５ｍｍ、Ｆ値＝１．４７である。この場合の「曲率半径」及び「間隔」の単位は「ｍｍ」である。

上記による実施例１としてのリアコンバータ１においては、
Ｈ／｜ｆｅ｜ ＝０．００４１
Ｒ１／Ｈ ＝−４２．８２（-235.490/5.5）
Ｌ ＝５．６９×Ｈ
ＢＦ ＝３．５５×Ｈ
｜Ｎｄ１−Ｎｄ３｜＝０
となる。この点より、実施例１としてのリアコンバータ１は、先の［式１］〜［式６］の条件を満たしていることが分かる。

図３は、三板式カメラ用の撮像レンズと単板式カメラとの間に実施例１のリアコンバータ１を挿入した場合における球面収差、非点収差、歪曲収差（％）についての縦収差図である。なお、縦軸は、球面収差については瞳最大径に対する割合、非点収差と歪曲収差についてはそれぞれ像高である。
図４には、比較として、三板式カメラ用の撮像レンズを三板式カメラに組み合わせた場合における同縦収差図を示す。
なお、図３及び図４において、球面収差については、「λ１」が波長＝６５６．３ｎｍ、「λ２」が波長＝５８７．６ｎｍ、「λ３」が波長＝５４６．１ｎｍ、「λ４」が４８６．１ｎｍ、「λ５」が波長＝４３５．８ｎｍに対する特性をそれぞれ示している。また、非点収差について、「Ｓ」はサジタル面方向の特性、「Ｔ」はタンジェンシャル面方向（メリディオナル面方向）の特性をそれぞれ表す。

これら図３，図４の対比より、実施例１のリアコンバータ１によれば、球面収差、非点収差、歪曲収差のそれぞれに関して、三板式カメラ用の撮像レンズを三板式カメラに組み合わせた場合とほぼ同等の光学性能を維持できることが分かる。

［2-2．実施例２］

図５は、実施例２としてのリアコンバータ１のレンズ構成について説明するための図である。
実施例２のリアコンバータ１は、第一レンズＬ１と第二レンズＬ２、及び第二レンズＬ２と第三レンズＬ３をそれぞれ貼り合わせた三枚貼り合わせレンズで構成され、第一レンズＬ１の像面側の面（Ｓ２）と第二レンズＬ２の物体側の面（Ｓ３）、及び第二レンズＬ２の像面側の面（Ｓ４）と第三レンズＬ３の物体側の面（Ｓ５）がそれぞれ密着している。

実施例２のリアコンバータ１及び想定する単板式カメラの数値データを以下に示す。
なお、本例においても第一レンズＬ１、第二レンズＬ２、及び第三レンズＬ３はガラス製レンズとされ、この場合も仕様は最大像高Ｈ＝５．５ｍｍ、Ｆ値＝１．４７であり、マウント面Ｓ０はＢ４マウントを想定している。
想定する単板式カメラの数値データは実施例１で示したものと同じである。

面番号 曲率半径 間隔 硝種
Ｓ０: INFINITY 10.300
Ｓ１: -230.536 2.000 Nd=1.581 Vd=40.9
Ｓ２: 37.875 0.000
Ｓ３: 37.875 19.300 Nd=1.805 Vd=39.6
Ｓ４: 22.430 0.000
Ｓ５: 22.430 9.750 Nd=1.581 Vd=40.9
Ｓ６: -102.792 12.676
Ｓ７: INFINITY 1.630 Nd=1.517 Vd=64.2
Ｓ８: INFINITY 1.600 Nd=1.544 Vd=73.5
Ｓ９: INFINITY 0.400 Nd=1.564 Vd=51.3
Ｓ１０: INFINITY 3.000
Ｓ１１: INFINITY 0.700 Nd=1.517 Vd=64.2
Ｓ１２: INFINITY 1.000
Ｓ１３: INFINITY

上記実施例２としてのリアコンバータ１においては、
Ｈ／｜ｆｅ｜ ＝０．００３０
Ｒ１／Ｈ ＝−４１．９１（-230.536/5.5）
Ｌ ＝５．６５×Ｈ
ＢＦ ＝３．５５×Ｈ
｜Ｎｄ１−Ｎｄ３｜＝０
であり、従って実施例２としてのリアコンバータ１としても、先の［式１］〜［式６］の条件を満たしている。

図６は、三板式カメラ用の撮像レンズと単板式カメラとの間に実施例２のリアコンバータ１を挿入した場合における球面収差、非点収差、歪曲収差（％）についての縦収差図を先の図３及び図４と同様に示している。

先の図４との対比により、実施例２のリアコンバータ１によっても、球面収差、非点収差、歪曲収差のそれぞれに関して、三板式カメラ用の撮像レンズを三板式カメラに組み合わせた場合とほぼ同等の光学性能を維持できることが分かる。

＜３．実施の形態のまとめ＞

上記のように本実施の形態のリアコンバータ１は、両面が凹面の負である第一レンズＬ１と、物体側、像面側とも物体側に凸の負である第二レンズＬ２と、両凸形状の正である第三レンズＬ３とが物体側より順に配置され、撮像レンズとカメラとの間に挿入されて使用されるものである。

これにより、第一レンズＬ１の物体側の面と第三レンズＬ３の像面側の面での軸上周辺光線高の比率により、リアコンバータ１における総和として、正の球面収差を発生させることが可能とされる。
従って、互いに規格の異なる撮像レンズとカメラとを組み合わせて使用する際に生じる虞のある球面収差の補正がレンズ系のみで可能（少なくとも三枚のレンズで可能）となり、撮像レンズとカメラをリアコンバータ１を介して組み合わせて使用する撮像システムについて、本来の設計仕様である三板式プリズム装着時からの良好な光学特性の維持を図りつつ、三板式プリズムと同等のガラスブロックを装着した場合に比べリアコンバータ１の小型化を図ることができる。

また、本実施の形態のリアコンバータ１は、三つの撮像素子を有する三板式カメラが有する色分解プリズムと組み合わされて使用されることを前提に設計されている撮像レンズと、単板式カメラとの間に挿入されて使用されるものである。
これにより、三板式カメラ用の撮像レンズと単板式カメラとが組み合わせて使用される場合に生じる球面収差をレンズ系のみで補正可能となり、撮像システムの良好な光学特性の維持を図りつつ、リアコンバータ１の小型化を図ることができる。

さらに、本実施の形態のリアコンバータ１は、実質的にパワーを有していない。
これにより、撮像レンズとカメラとの間に挿入されて使用される際に像の拡大又は縮小が実質的に生じない。
従って、所定サイズの撮像素子の使用を前提とした規格に適正に対応できる。

本実施の形態のリアコンバータ１は、当該リアコンバータ１のｅ線に対する焦点距離をｆｅ、撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
Ｈ／｜ｆｅ｜＜０．０３
を満たしている。
上記条件を満たすことで、リアコンバータ１のパワーは、同サイズ規格の範疇であっても有効領域サイズの異なる撮像素子が存在する点、及びプリズムを設けずレンズ系で収差補正を行う構成とするが故のパワーの変動公差を考慮した適切な値とされる。
従って、像の拡大／縮小の抑制を図りつつ、リアコンバータ１の対応幅を広げることができる。

或いは、本実施の形態のリアコンバータ１は、
Ｈ／｜ｆｅ｜＜０．０１
を満たしている。
これにより、リアコンバータ１のパワーは、上記の同サイズ規格内での撮像素子の有効領域サイズの違いやパワー変動公差を考慮した値とされつつ、より小さな値となる。
従って、リアコンバータ１の対応幅を或る程度確保しつつ、像の拡大／縮小のさらなる抑制を図ったリアコンバータ１を実現できる。

また、本実施の形態のリアコンバータ１は、第一レンズＬ１の物体側の面の曲率半径をＲ１、撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
−１００＜Ｒ１／Ｈ＜−２５
を満たしている。
これにより、三板式カメラ用の撮像レンズによって生じる球面収差を相殺するための球面収差がリアコンバータ１により生じる。
従って、三板式カメラ用の撮像レンズと単板式カメラとの間に挿入されて使用される場合において、球面収差の発生を適正に抑えることができる。

さらに、本実施の形態のリアコンバータ１は、第一レンズＬ１の物体側の頂点から第三レンズＬ３の像面側の頂点までの距離をＬ、撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
Ｌ＞５×Ｈ
を満たしている。
上記による全長Ｌの下限値「５×Ｈ」は、非点収差による結像性能劣化の限界値に対応した値である。
従って、良好な結像性能を維持しつつ全長Ｌの短縮化による小型化が図られたリアコンバータ１を実現できる。

さらにまた、本実施の形態のリアコンバータ１は、第三レンズＬ３の像面側の頂点から像面までの空気換算距離であるバックフォーカスをＢＦ、撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
ＢＦ＞３×Ｈ
を満たしている。
上記バックフォーカスＢＦの下限値「３×Ｈ」は、色分解プリズムを有さない単板式カメラ側の種々のマウント規格を考慮して設定した値である。
従って、単板式カメラのマウント規格に対応できる比較的長いバックフォーカスを確保できる。

また、本実施の形態のリアコンバータ１は、三枚貼り合わせレンズで構成されている。
三枚貼り合わせレンズとされたことで、第一レンズＬ１、第二レンズＬ２、第三レンズＬ３の各レンズＬ間の離間距離が縮まる。
従って、全長Ｌの短縮化、すなわちリアコンバータ１の小型化を図ることができる。
また、貼り合わせレンズとしたことにより、組立上の各レンズＬの位置決め公差管理が緩和され、また、空気との境界面で発生する面間ゴースト、フレアなどといった光学性能の低下も軽減できる利点がある。さらに、３枚貼り合わせレンズとすることで、各レンズＬの収差に対する敏感度を軽減することができ、製造し易く、高い光学性能を容易に維持することのできるリアコンバータ１を実現できる。

さらに、本実施の形態のリアコンバータ１は、第一レンズＬ１のｄ線における屈折率をＮｄ１、第三レンズＬ３のｄ線における屈折率をＮｄ３としたときに、
｜Ｎｄ１−Ｎｄ３｜＜０．０５
を満たしている。
前述のように、両面が凹面の負である第一レンズＬ１と、物体側、像面側とも物体側に凸の負である第二レンズＬ２と、両凸形状の正である第三レンズＬ３とが物体側より順に配置された本実施の形態のリアコンバータ１において、上記のように第一レンズＬ１と第三レンズＬ３の屈折率がほぼ同等とされることで、第一レンズＬ１の像面側の面と第二レンズＬ２の物体側の面の組、及び第二レンズＬ２の像面側の面と第三レンズＬ３の物体側の面の組の二組にて、倍率色収差がほぼ相殺される。
従って、色倍率収差の抑制が図られたリアコンバータ１を実現できる。

＜４．変形例＞

以上、本技術に係る実施の形態を説明したが、本技術は上記で例示した具体例に限定されるべきものではない。
例えば、上記で例示した各レンズＬの面形状や材料、鏡筒２の形状等についてはあくまで一例に過ぎず、本技術の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。
また、本技術は、撮像素子を備えたビデオカメラのみでなく、スチルカメラ、或いはフィルムカメラなどにも適用可能であり、また動画／静止画の別やカラー／モノクロの別などを問わずカメラ一般に広く好適に適用可能なものである。

また、レンズの貼り合わせの例として、実施例２では、第一レンズＬ１と第二レンズＬ２、及び第二レンズＬ２と第三レンズＬ３の双方を貼り合わせた例を示したが、第一レンズＬ１〜第三レンズＬ３のうち第一レンズＬ１と第二レンズＬ２のみ、又は第二レンズＬ２と第三レンズＬ３のみを貼り合わせた構成とすることもできる。

さらに、本技術のリアコンバータにおいては、第一レンズ〜第三レンズに加えてパワー（屈折力）を有さないレンズ等の他の光学要素が配置されてもよい。この場合において、本技術のリアコンバータのレンズ構成は、第一レンズ〜第三レンズの実質的に３枚のレンズ構成にされる。

なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

＜５．本技術＞

なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
両面が凹面の負である第一レンズと、
物体側、像面側とも物体側に凸の負である第二レンズと、
両凸形状の正である第三レンズとが物体側より順に配置され、
撮像レンズとカメラとの間に挿入されて使用される
リアコンバータ。
（２）
三つの撮像素子を有する三板式カメラが有する色分解プリズムと組み合わされて使用されることを前提に設計されている前記撮像レンズと、単板式カメラである前記カメラとの間に挿入されて使用される
前記（１）に記載のリアコンバータ。
（３）
実質的にパワーを有していない
前記（１）又は（２）に記載のリアコンバータ。
（４）
当該リアコンバータのｅ線に対する焦点距離をｆｅ、
前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
Ｈ／｜ｆｅ｜＜０．０３
を満たす
前記（１）乃至（３）何れかに記載のリアコンバータ。
（５）
Ｈ／｜ｆｅ｜＜０．０１
を満たす
前記（４）に記載のリアコンバータ。
（６）
前記第一レンズの物体側の面の曲率半径をＲ１、
前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
−１００＜Ｒ１／Ｈ＜−２５
を満たす
前記（１）乃至（５）何れかに記載のリアコンバータ。
（７）
前記第一レンズの物体側の頂点から前記第三レンズの像面側の頂点までの距離をＬ、
前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
Ｌ＞５×Ｈ
を満たす
前記（１）乃至（６）何れかに記載のリアコンバータ。
（８）
前記第三レンズの像面側の頂点から像面までの空気換算距離であるバックフォーカスをＢＦ、
前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
ＢＦ＞３×Ｈ
を満たす
前記（１）乃至（７）何れかに記載のリアコンバータ。
（９）
三枚貼り合わせレンズで構成された
前記（１）乃至（８）何れかに記載のリアコンバータ。
（１０）
前記第一レンズのｄ線における屈折率をＮｄ１
前記第三レンズのｄ線における屈折率をＮｄ３としたときに、
｜Ｎｄ１−Ｎｄ３｜＜０．０５
を満たす
前記（１）乃至（９）何れかに記載のリアコンバータ。
（１１）
実質的にパワーを有さない光学要素が配置されている
前記（１）乃至（１０）何れかに記載のリアコンバータ。

１…リアコンバータ、２…鏡筒、Ｌ１…第一レンズ、Ｌ２…第二レンズ、Ｌ３…第三レンズ

Claims (10)

1. 両面が凹面の負である第一レンズと、
   物体側、像面側とも物体側に凸の負である第二レンズと、
   両凸形状の正である第三レンズとが物体側より順に配置され、
   撮像レンズとカメラとの間に挿入されて使用される
   リアコンバータ。
2. 三つの撮像素子を有する三板式カメラが有する色分解プリズムと組み合わされて使用されることを前提に設計されている前記撮像レンズと、単板式カメラである前記カメラとの間に挿入されて使用される
   請求項１に記載のリアコンバータ。
3. 実質的にパワーを有していない
   請求項１に記載のリアコンバータ。
4. 当該リアコンバータのｅ線に対する焦点距離をｆｅ、
   前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
   Ｈ／｜ｆｅ｜＜０．０３
   を満たす
   請求項１に記載のリアコンバータ。
5. Ｈ／｜ｆｅ｜＜０．０１
   を満たす
   請求項４に記載のリアコンバータ。
6. 前記第一レンズの物体側の面の曲率半径をＲ１、
   前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
   −１００＜Ｒ１／Ｈ＜−２５
   を満たす
   請求項１に記載のリアコンバータ。
7. 前記第一レンズの物体側の頂点から前記第三レンズの像面側の頂点までの距離をＬ、
   前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
   Ｌ＞５×Ｈ
   を満たす
   請求項１に記載のリアコンバータ。
8. 前記第三レンズの像面側の頂点から像面までの空気換算距離であるバックフォーカスをＢＦ、
   前記撮影レンズと組み合わされたときの全光学系の最大像高をＨとしたときに、
   ＢＦ＞３×Ｈ
   を満たす
   請求項１に記載のリアコンバータ。
9. 三枚貼り合わせレンズで構成された
   請求項１に記載のリアコンバータ。
10. 前記第一レンズのｄ線における屈折率をＮｄ１
    前記第三レンズのｄ線における屈折率をＮｄ３としたときに、
    ｜Ｎｄ１−Ｎｄ３｜＜０．０５
    を満たす
    請求項１に記載のリアコンバータ。

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