JP2020173285A - リアアタッチメントレンズ、及びそれを用いた撮像光学系 - Google Patents

リアアタッチメントレンズ、及びそれを用いた撮像光学系 Download PDF

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Abstract

【課題】 バックフォーカスが短く、射出瞳位置までの距離が比較的長いマスターレンズとともに用いられた場合であっても、良好な光学性能が得られるリアアタッチメントレンズを得ること。【解決手段】 リアアタッチメントレンズをマスターレンズの像側に装着したとき全系の焦点距離を前記マスターレンズの焦点距離に比べて長い方へ変化させるリアアタッチメントレンズであって、前記リアアタッチメントレンズは最も像側に正レンズＬｒを有し、前記正レンズＬｒは像側に凸の形状を有し、前記リアアタッチメントレンズの焦点距離をｆｅ、前記リアアタッチメントレンズを前記マスターレンズに装着したときの前記リアアタッチメントレンズの結像倍率βｅ、前記リアアタッチメントレンズを前記マスターレンズに装着したときの前記リアアタッチメントレンズの最も像側のレンズ面から後側主点位置までの距離ｎｐ２などを設定したこと。【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像用のマスターレンズと撮像素子との間に着脱可能に装着され、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リアアタッチメントレンズに関するものである。
撮像用のマスターレンズと撮像素子との間に装着され、マスターレンズ単独の焦点距離に比べて全系の焦点距離を長い方へ変化させるリアアタッチメントレンズが知られている（特許文献１乃至３）。
マスターレンズ単独の焦点距離に比べて全系の焦点距離を長い方へ変化させるリアアタッチメントレンズは一般的には負の屈折力を有している。これによって形成される像を拡大し、結像倍率に応じてマスターレンズ単独の焦点距離に比べて全系の焦点距離を長い方へ変化させている。このとき、結像倍率に応じてＦ値（Ｆナンバー）が暗くなる特徴を持つ。
マスターレンズは単独で収差補正がなされていることから、その像側に装着されるリアアタッチメントレンズもまた単独で良好に収差補正される必要がある。特にリアアタッチメントレンズは諸収差のうち像面湾曲の補正と倍率色収差の補正を十分に行う必要がある。特許文献１では良好な像面特性を得る条件が開示されており、特許文献２では倍率色収差を良好に補正する方法が開示されている。
特許文献１と特許文献２は主に一眼レフシステム（撮像装置）であるため、マスターレンズのバックフォーカスが非常に長く確保されており、リアアタッチメントレンズは比較的弱い屈折力で構成することができる。このため、良好な収差を得やすいという特徴がある。この他、マスターレンズにはリアアタッチメントレンズの像側にクイックリターンミラーを配置するときには、長いバックフォーカスを有する必要がある。
一方、クイックリターンミラーを廃止したミラーレスカメラにおいては、マスターレンズのバックフォーカスは短くてよい。このため、ミラーレスカメラではバックフォーカスが短くても良好な収差が得られるリアアタッチメントレンズが求められている。
特許文献３ではミラーレスカメラ用に、バックフォーカスの短いマスターレンズに対応したリアアタッチメントレンズを開示している。
特開昭６３−１０６７１５号公報 特開２０１１−１２３３３６号公報 国際公開特許２０１７／１３４９２８
一般的に、リアアタッチメントレンズを装着するマスターレンズのバックフォーカスが短くなると、負の屈折力のリアアタッチメントレンズは像側に位置する必要がある。このため、同じ倍率を得るためにリアアタッチメントレンズの焦点距離は短くなる。一般にリアアタッチメントレンズの負の屈折力が大きくなると、ペッツバール和は負の方向に大きくなり像面特性が低下していく。このため、これを良好に補正することが必要になってくる。
また、マスターレンズのバックフォーカスが短くなると像面から射出瞳までの距離が短くなる。このため、像面から射出瞳までの距離が短いマスターレンズにおいては、リアアタッチメントレンズの結像倍率の増加が容易になる。しかしながら、リアアタッチメントレンズを使用することが有用である望遠レンズでは、像面から射出瞳までの距離が長いほうが高い光学性能を得る観点で有利である。
そこで、本発明は、バックフォーカスが短く、射出瞳位置までの距離が比較的長いマスターレンズとともに用いられた場合であっても、良好な光学性能が得られるリアアタッチメントレンズを得ることを目的とする。
本発明のリアアタッチメントレンズは、リアアタッチメントレンズをマスターレンズの像側に装着したとき全系の焦点距離は前記マスターレンズの焦点距離に比べて長い方へ変化し、
前記リアアタッチメントレンズは最も像側に正レンズＬｒを有し、前記正レンズＬｒは像側に凸の形状を有し、
前記リアアタッチメントレンズの焦点距離をｆｅ、前記リアアタッチメントレンズを前記マスターレンズに装着したときの前記リアアタッチメントレンズの結像倍率をβｅ、前記リアアタッチメントレンズを前記マスターレンズに装着したときの前記リアアタッチメントレンズの最も像側のレンズ面から後側主点位置までの距離をｎｐ２とするとき、
｜ｆｅ｜／（ｆｅ×（１−βｅ）＋ｎｐ２）＞９
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、バックフォーカスが短く、射出瞳位置までの距離が比較的長いマスターレンズとともに用いられた場合であっても、良好な光学性能が得られるリアアタッチメントレンズが得られる。
実施例１のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図 実施例１のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図 実施例２のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図 実施例２のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図 実施例３のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図 実施例３のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図 実施例４のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図 実施例４のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図 実施例５のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図 実施例５のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図 実施例６のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図 実施例６のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図 実施例７のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図 実施例７のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図 実施例８のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図 実施例８のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図 マスターレンズにリアアタッチメントレンズを装着したときの近軸屈折力配置の説明図 マスターレンズのレンズ断面図 マスターレンズの収差図 マスターレンズに実施例１のリアアタッチメントレンズを装着したときのレンズ断面図 マスターレンズの射出瞳とリアアタッチメントレンズとの関係を示す光路図 撮像装置（デジタルカメラ）の構成を示す概略図
以下に、本件の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。
本発明のリアアタッチメントレンズは、マスターレンズ（主レンズ系）の像側に着脱可能に装着される。リアアタッチメントレンズをマスターレンズの像側に装着したとき全系の焦点距離はマスターレンズの焦点距離に比べて長い方へ変化する。
図１は実施例１のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図２は実施例１のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図である。リアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着することにより全系の焦点距離をマスターレンズの焦点距離に比べて１．４倍に拡大している。
図３は実施例２のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図４は実施例２のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図である。リアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着することにより全系の焦点距離をマスターレンズの焦点距離に比べて１．４倍に拡大している。
図５は実施例３のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図６は実施例３のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図である。リアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着することにより全系の焦点距離をマスターレンズの焦点距離に比べて２．０倍に拡大している。
図７は実施例４のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図８は実施例４のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図である。リアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着することにより全系の焦点距離をマスターレンズの焦点距離に比べて２．０倍に拡大している。
図９は実施例５のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図１０は実施例５のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図である。リアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着することにより全系の焦点距離をマスターレンズの焦点距離に比べて２．０倍に拡大している。
図１１は実施例６のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図１２は実施例６のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図である。リアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着することにより全系の焦点距離をマスターレンズの焦点距離に比べて２．０倍に拡大している。
図１３は実施例７のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図１４は実施例７のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図である。リアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着することにより全系の焦点距離をマスターレンズの焦点距離に比べて１．４倍に拡大している。
図１５は実施例８のリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図１６は実施例８のリアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着したときの収差図である。リアアタッチメントレンズをマスターレンズに装着することにより全系の焦点距離をマスターレンズの焦点距離に比べて２．０倍に拡大している。
図１７（Ａ）、（Ｂ）はマスターレンズにリアアタッチメントレンズを装着したときの模式的な光路図である。
図１８は各実施例のリアアタッチメントレンズを装着するマスターレンズのレンズ断面図である。
図１９は図１８のマスターレンズの収差図である。
図２０はマスターレンズに実施例１のリアアタッチメントレンズを装着したときのレンズ断面図である。
図２１（Ａ）、（Ｂ）は像面からマスターレンズの射出瞳位置までの距離が長いときと短いときの光路説明図である。
図２２は本発明の撮像装置の要部概略図である。
レンズ断面図において、ＭＬはマスターレンズ、ＥＬはリアアタッチメントレンズである。マスターレンズＭＬにおいて、Ｂｉは第ｉレンズ群である。矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングに際してのレンズ群の移動方向を示している。ｉｍｇは像面である。ＳＴＯは開口絞りである。ＬｒはリアアタッチメントレンズＥＬの最も像側の正レンズ、Ｌ１はリアアタッチメントレンズの最も物体側の正レンズである。
マスターレンズＭＬの収差図とマスターレンズＭＬにリアアタッチメントレンズＥＬを装着したときの収差図を示す収差図では、紙面左側からそれぞれ、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示している。
球面収差において、実線のｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、破線のｆはｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、一点鎖線のＣはＣ線（波長６５６．２７ｎｍ）、二点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８３ｎｍ）の収差を示している。横軸のスケールはデフォーカス量であり、−０．４〜＋０．４［ｍｍ］である。
非点収差図において、実線のＳがサジタル像面、点線のＭがメリジオナル像面の像面湾曲を示している。横軸は球面収差と同じである。
歪曲収差においては、横軸のスケールが−５〜＋５［％］で示されている。倍率色収差はｄ線からのずれを示しており、横軸のスケールは−０．０３〜＋０．０３［ｍｍ］である。
図１７の（Ａ）はマスターレンズ（主レンズ系）ＭＬのバックフォーカスが十分に長いときのリアアタッチメントレンズＥＬの模式図を表しており、外向矢印は正の屈折力のレンズ、内向き矢印は負の屈折力のレンズを表している。
マスターレンズＭＬのバックフォーカスの十分に長い場合は、マスターレンズＭＬの結像点ＭＳからリアアタッチメントレンズＥＬまでの距離ｓが十分に長くできる。このため、同じリアアタッチメントレンズＥＬの結像倍率βを得るのに必要なリアアタッチメントレンズＥＬの焦点距離を長くできる（β＝１／（１＋ｓ／ｆｅ）であるため）。屈折力を弱くできると、ペッツバール和の補正が容易になり、良好な像面湾曲を得ることができる。
一方、マスターレンズＭＬのバックフォーカスが短くなり、マスターレンズＭＬの結像点からリアアタッチメントレンズＥＬまでの距離ｓが短くなる図１７の（Ｂ）の場合には、反対にリアアタッチメントレンズＥＬの屈折力が負の方向に強くなる。このため、ペッツバール和が大きく負に残存するため、良好な像面湾曲を得ることが困難になってくる。
ペッツバール和は簡易的に、各レンズの屈折力φｋと材料の屈折率Ｎｋを用いてΣ（φｋ／Ｎｋ）で表せるため、一般的には負レンズに高屈折率の材料、正レンズに低屈折率の材料を用いてペッツバール和を改善している。このとき、マスターレンズＭＬのバックフォーカスが短く、レンズを配置可能な光路長が短くなると補正に必要なレンズを配置するのが困難となり改善効果が不十分となるか、色収差の補正が困難になりやすい。
そこで各実施例のリアアタッチメントレンズでは図１７の（Ｂ）に示すように、リアアタッチメントレンズＥＬを物体側から像側へ順に負＋正の屈折力配置としている。そしてそれぞれの主点間隔を離し、後側主点までの距離を物体側に大きく移動させることでリアアタッチメントレンズＥＸの屈折力を弱く（焦点距離を長くする）している。これによってバックフォーカスが長いリアアタッチメントレンズに対してペッツバール和を補正が容易に補正している。
図１７の（Ｂ）の屈折力配置でリアアタッチメントレンズＥＬを構成するために、最も像側に正レンズＬｒを有し、Ｌｒはできるだけ像位置ｉｍｇに近づけている。
リアアタッチメントレンズＥＬは最も像側に正レンズＬｒを有し、正レンズＬｒは像側に凸の形状を有している。リアアタッチメントレンズＥＬの焦点距離をｆｅ、リアアタッチメントレンズＬＥをマスターレンズＭＬに装着したときのリアアタッチメントレンズＥＬの結像倍率をβｅとする。リアアタッチメントレンズＥＬをマスターレンズＭＬに装着したときの最終レンズ面から後側主点位置までの距離をｎｐ２とする。このとき、
｜ｆｅ｜／（ｆｅ×（１−βｅ）＋ｎｐ２）＞９ ・・・（１）
なる条件式を満足する。
条件式（１）の分母成分は近軸バックフォーカスと後側主点位置の和に相当し、おおよそのバックフォーカスを表している。条件式（１）の下限を超えると、ペッツバール和を低減することが困難になる。
また、このような屈折力配置をとることで、従来は負であったリアアタッチメントレンズＥＬの屈折力を弱い正にすることも容易であるため、焦点距離ｆｅは絶対値としている。
更に好ましくは条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
｜ｆｅ｜／（ｆｅ（１−βｅ）＋ｎｐ２）＞１８ ・・・（１ａ）
各実施例において好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
像側の正レンズＬｒの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１、正レンズＬｒの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２とする。正レンズＬｒの有効径をφｒとする。ここで焦点距離ｆｅをｆｅ（ｍｍ）、距離ｎｐ２をｎｐ２（ｍｍ）とする。リアアタッチメントレンズＥＬのレンズ厚（第１レンズ面から像面までの長さ）をＤｅとする。マスターレンズＭＬと、マスターレンズＭＬの像側に着脱可能に装着されるリアアタッチメントレンズＥＬと、を有する撮像光学系のときのバックフォーカスをＢＦとする。
撮像光学系と、撮像光学系によって形成される像を受光する撮像素子と、を有する撮像装置のときは正レンズＬｒの有効径をφｒ、マスターレンズＭＬにリアアタッチメントレンズＥＬを装着したときの最大像高をＹｉとする。リアアタッチメントレンズＥＬの最も物体側の正レンズの有効径をφ１とする。このとき次のうち１つ以上を満足するのが良い。
−５．００＜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜−０．８５ ・・・（２）
１．８＜φｒ／（ｆｅ×（１−βｅ）＋ｎｐ２）＜２０．０ ・・・（３）
−５＜１０００（ｍｍ）／（ｆｅ＋ｎｐ２）＜５ ・・・（４）
−４＜１０００（ｍｍ）／（ｆｅ×βｅ）＜４ ・・・（５）
｜ｆｅ／Ｄｅ｜＞２ ・・・（６）
｜ｆｅ／ＢＦ｜＞９ ・・・（７）
１．８＜φｒ／Ｙｉ＜２．２ ・・・（８）
１．８５＜φ１×βｅ／Ｙｉ＜３．００ ・・・（９）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
最も像側の正レンズＬｒのレンズ形状を条件式（２）の範囲に設定すると、正レンズＬｒ単体で主点の位置をより像側に移動することが容易となるため、適切な屈折力配置をとりやすくなる。条件式（２）の上限を超えると主点が物体側に位置しやすくなるとともに正レンズＬｒの厚さが増しやすいので好ましくない。条件式（２）の下限を超えると、像側のレンズ面の曲率が強くなりすぎて周辺光の上線でコマ収差が多く発生しやすいため、好ましくない。
各実施例では正レンズＬｒを像側に配置しているため、正レンズＬｒは周辺光を取り込むために有効径φｒが大きくなる。条件式（３）の下限を超えると像面から射出瞳までの距離が長いマスターレンズＭＬとの組み合わせで必要な周辺光量を確保するのが難しくなる。条件式（３）の上限を超えると正レンズＬｒの厚さが長くなりすぎるため好ましくない。また、有効径φｒはレンズユニットとカメラとを接続するマウント部材に収まる必要もあり、有効径φｒが比較的大きい本件の構成は、大口径のマウントで実施するのに好適である。
条件式（４）の分母は後側焦点位置を表し、条件式（４）を満たす数値範囲に設定するとリアアタッチメントレンズＥＬの屈折力を弱くすることができる為、ペッツバール和の低減が容易となる。条件式（４）の下限を超えると、ペッツバール和は負に残存しやすくなり、条件式（４）の上限を超えると過補正となり、ペッツバール和は正に残存しやすくなるので良くない。
リアアタッチメントレンズＥＬの結像倍率が増すと、結像倍率を稼ぐために負の屈折力を強くする必要があるが、条件式（５）の数値範囲に設定すると良好にペッツバール和が補正できる。条件式（５）の上限を超えるとペッツバール和は過補正になりやすくなり、また条件式（５）の下限を超えると補正不足になりやすくなるので良くない。
バックフォーカスが短いマスターレンズＭＬにリアアタッチメントレンズＥＬを装着するにはこれに比例して光路長を短くする必要がある。このため、レンズ厚Ｄｅが短くなりやすい。このため、リアアタッチメントレンズＥＬの焦点距離を条件式（５）の数値範囲に設定することで、ペッツバール和の補正が容易となる。条件式（６）の下限を超えると必要な長さのバックフォーカスの確保が難しくなるか、マスターレンズＭＬのバックフォーカスを長くしなければならないため好ましくない。
バックフォーカスＢＦを短くし、最も像側の正レンズＬｒをより像側に近づけることで焦点距離ｆｅを長くすることが容易となる。このため条件式（７）の数値範囲に設定すると、良好な像面湾曲が容易に得られる。条件式（７）の下限を超えるとペッツバール和が補正不足か、補正過剰となるため好ましくない。
条件式（８）の下限を超えると像面から射出瞳までの距離が長いマスターレンズＭＬにリアアタッチメントレンズＥＬを付けた際に周辺光が蹴られやすくなるので好ましくない。条件式（８）の上限を超えると、レンズ厚が不要に厚くなるため好ましくない。
マスターレンズＭＬの像面から射出瞳までの距離が長い場合は図２１の（Ａ）に示すように最も物体側の正レンズＬ１の有効径を大きくとらないと周辺光が取り込めなくなる。反対にマスターレンズＭＬの像面から射出瞳までの距離が短い場合は図２１の（Ｂ）に示すように最も物体側の正レンズＬ１の有効径を小さくすることができる。このため条件式（９）の下限を超えると、像面から射出瞳までの距離が長いマスターレンズＭＬを取り付けた時に周辺光量が低下してしまうため好ましくない。上限を超えると正レンズＬ１が不要に厚くなり、必要な結像倍率を得ることが難しくなる。
更に好ましくは条件式（２）乃至（９）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−５．００＜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜−０．８７ ・・・（２ａ）
２．１＜φｒ／（ｆｅ×（１−βｅ）＋ｎｐ２）＜２０．０ ・・・（３ａ）
−３＜１０００（ｍｍ）／（ｆｅ＋ｎｐ２）＜３ ・・・（４ａ）
−２＜１０００（ｍｍ）／（ｆｅ×βｅ）＜２ ・・・（５ａ）
｜ｆｅ／Ｄｅ｜＞４．８ ・・・（６ａ）
｜ｆｅ／ＢＦ｜＞１８ ・・・（７ａ）
１．８５＜φｒ／Ｙｉ＜２．１０ ・・・（８ａ）
１．８２＜φ１×βｅ／Ｙｉ＜２．５０ ・・・（９ａ）
図２２は、撮像装置（デジタルカメラ）１０の構成を示す概略図である。図２２の（ａ）は斜視図であり、図２２の（ｂ）は側面図である。撮像装置１０は、カメラ本体１３と、マスターレンズＭＬと、上述した実施例１乃至８のいずれかと同様であるリアアタッチメントレンズＥＬを備える。更にマスターレンズＭＬおよびリアアタッチメントレンズＥＬと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）１２を備える。
受光素子１２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。マスターレンズＭＬおよびリアアタッチメントレンズＥＬは、カメラ本体１３に対して一体に構成されていても良いし、それぞれがカメラ本体１３に対して着脱可能に構成されていても良い。マスターレンズＭＬとリアアタッチメントレンズＥＬがカメラ本体１３と一体に構成されている場合、リアアタッチメントレンズＥＬは光軸上に挿脱可能に構成される。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
以下、実施例１乃至８のリアアタッチメントレンズＥＬの数値実施例及び本発明の実施例のリアアタッチメントレンズＥＬを装着したマスターレンズＭＬの数値実施例を表１に示している。
ｉを物体側から数えた順序を示す。各数値実施例において、Ｂｉは第ｉレンズ群を示し、Ｓｉは第ｉ面を示す。ＥＡｉは第ｉ面の有効径、Ｒｉは第ｉレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ番目と第（ｉ+１）番目の面間隔である。ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目と第（ｉ+１）番目の間の媒質のｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率およびｄ線を基準としたアッベ数である。面番号の左側にＳが付記されているレンズ面は、開口絞りの位置を示している。
面番号の右側に＊（アスタリスク）が付記されているレンズ面は、以下の関数に従った非球面形状であることを示し、数値実施例にその係数を示している。ｙはレンズ面の面頂点を基準としたときの径方向の座標、ｘはレンズ面の面頂点を基準としたときの光軸方向の座標を示す。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは非球面係数である。
ｘ＝（ｙ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ２／Ｒ２）｝１／２］＋
Ａｙ４＋Ｂｙ６＋Ｃｙ８＋Ｄｙ１０
リアアタッチメントレンズＥＬでは焦点距離ｆとＦ値Ｆは物体距離が無限のときの値が記載されている。レンズ全長はここでは第１レンズ面から結像位置までの距離を示している。ＢＦはバックフォーカスを示し、最も像側で屈折力を有するレンズ面から結像面までの距離であり、この間で平板などの屈折力を有さない素子がある場合はそれを除外して算出される空気換算長である。
リアアタッチメントレンズＥＬの数値実施例は、開始レンズ面に負の面間隔を記入しているが、これはマスターレンズＭＬの結像位置からリアアタッチメントレンズＥＬの第１レンズ面までの距離を示している。マスターレンズＭＬにリアアタッチメントレンズＥＬを取り付けるときは、数値実施例１のように続けて入力する。
数値実施例のマスターレンズＭＬは像面から射出瞳までの距離が−１０６ｍｍで設計されており、バックフォーカスＢＦの短いミラーレス用の撮像光学系の中では比較的長い値となっている。マスターレンズＭＬのバックフォーカスＢＦはリアアタッチメントレンズＥＬの性能と汎用性の観点から３５ｍｍとした。
リアアタッチメントレンズＥＬの実施例１乃至６はフルサイズセンサーに対応し、像面と射出瞳との間の距離が１００ｍｍの理想的な光学系に最適化されている。光学性能の確認は前述したマスターレンズＭＬに取り付けてもよいし、１００ｍｍの理想的な光学系に装着してもよい。マスターレンズＭＬのＦ値は初期でＦ２のレンズになっているが、リアアタッチメントレンズＥＬの対応Ｆ値によって、数値実施例に記載される絞り径までマスターレンズＭＬの絞りを絞って使用するのが好ましい。
リアアタッチメントレンズＥＬの実施例１乃至６はそれぞれ結像倍率、対応Ｆ値、マスターレンズの最小バックフォーカスを変えて作成したもので、実施例７、８ではさらに対応センサーサイズを小さくした場合の値を示している。実施例７、８ではセンサーサイズに合わせて５０ｍｍの理想的な光学系に最適化されているが、マスターレンズＭＬに取り付けても十分な光量が確保されている。
数値実施例１は面番号ｓ１〜ｓ２６がマスターレンズＭＬ、面番号ｓ２７〜ｓ３８がリアアタッチメントレンズＥＬとなっている。面番号ｓ１１は開口絞りである。面番号ｓ２７は設計上用いたダミー面である。
数値実施例１は倍率が１．４、マスターレンズＭＬの対応Ｆ値が２．８（マスターレンズＭＬと組み合わせたときのＦナンバーがＦ４．０）なので、面番号ｓの有効径をφ２３．０に絞って使用することを想定している。
マスターレンズＭＬの結像位置から−３３ｍｍの位置にリアアタッチメントレンズＥＬの第１レンズ面を配置することを想定しており、この時マスターレンズＭＬとのクリアランス（間隔）は２ｍｍである。
数値実施例２乃至８はリアアタッチメントレンズＥＬのみ示しており、数値実施例１の面番号ｓ１〜ｓ２６のマスターレンズＭＬを取り付けることを想定している。数値実施例２は倍率が２．０、マスターレンズＭＬの対応Ｆ値が２．０（マスターレンズＭＬと組み合わせたときのＦナンバーがＦ２．８）であり、大口径のマスターレンズＭＬに対応する。
大口径レンズに対応するとペッツバール和を低減しても周辺で像面湾曲が乱れることが多いので、非球面レンズを用いると補正が容易である。数値実施例２では面番号３に使用している。
また、数値実施例２では屈折力を反転し、弱い正の屈折力にしている。この場合は最終レンズ面から後側主点の距離ｎｐ２は符号が反転し、正の値を持つようになる。数値実施例３乃至８についても数値実施例２と同様に示している。


（マスターレンズの数値実施例）
B S EA R d glass nd vd
OBJ 1E+30
1 1 52.60 89.7804 7.0000 SLAH96 1.76385 48.49
2 51.69 -430.9980 0.5000
3 46.32 48.3018 9.6000 SFPM3 1.53775 74.70
4 44.77 -136.5166 1.8000 SNBH56 1.85478 24.80
5 41.83 141.7310 4.0272
2 6 39.28 342.7978 5.0000 SNPH4 1.89286 20.36
7 38.15 -104.6205 1.5000 SBSL7 1.51633 64.14
8 32.92 30.4224 6.0000
9 32.90 -125.4496 1.5000 STIM8 1.59551 39.24
10 32.47 91.3223 14.1566
3 s11 32.84（絞り） 2.0000
12 33.11 -4e+010 4.0000 TAFD35 1.91082 35.25
13 33.17 -92.1494 2.3500
14 33.09 -39.9735 2.5000 STIH10 1.72825 28.46
15 34.03 -85.4438 13.2476
4 16 35.22 184.1552 4.6000 SLAH96 1.76385 48.49
17 35.17 -68.0760 0.5000
18 33.00 44.4430 7.4000 SFPM3 1.53775 74.70
19 32.37 -57.1397 1.5000 STIH6 1.80518 25.42
20 32.09 -159.1922 1.0000
5 21 30.91 301.3443 1.5000 SNBH52 1.67300 38.15
22 29.87 31.5275 18.2616
23 34.00 -30.8186 1.5000 SNSL36 1.51742 52.43
24 37.76 -130.0211 0.5000
25 39.73 1275.4399 6.5000 TAFD35 1.91082 35.25
26 40.64 -49.8300 35.0000
Ext
IMG

無限 中間 至近
焦点距離 100.15 100.04 95.86
Fナンバー 2.00 2.00 2.80
画角 12.19 12.20 12.72
像高 21.63 21.63 21.63
レンズ全長 118.44 118.44 118.44
BF 35.00 35.00 35.00
物体距離(OBJ)1e+015 4845.07 231.23
d 5 4.027 4.327 15.154
d10 14.157 13.856 3.030
d15 13.248 12.780 2.905
d20 1.000 1.467 11.343
d26 35.000 35.000 35.376

絞り径(F2) 32.8 32.8 27.2
絞り径(F2.8) 23.0 23.0 19.4

群データ
群 始面 終面 焦点距離
B1 1 5 70.9504
B2 6 10 -44.4358
B3 11 15 1954.0227
B4 16 20 36.5660
B5 21 26 -137.5262

（数値実施例１） （マスターレンズ）+（リアアタッチメントレンズ）
f= 140.08 F= 4.00 angle= 8.78 Y= 21.635
B S EA R d glass nd vd
OBJ 1E+30
1 1 52.60 89.7804 7.0000 SLAH96 1.76385 48.49
2 51.69 -430.9980 0.5000
3 46.32 48.3018 9.6000 SFPM3 1.53775 74.70
4 44.77 -136.5166 1.8000 SNBH56 1.85478 24.80
5 41.83 141.7310 4.0272
2 6 39.28 342.7978 5.0000 SNPH4 1.89286 20.36
7 38.15 -104.6205 1.5000 SBSL7 1.51633 64.14
8 32.92 30.4224 6.0000
9 32.90 -125.4496 1.5000 STIM8 1.59551 39.24
10 32.47 91.3223 14.1566
3 s11 23.00 1e+018 2.0000
12 33.11 -4e+010 4.0000 TAFD35 1.91082 35.25
13 33.17 -92.1494 2.3500
14 33.09 -39.9735 2.5000 STIH10 1.72825 28.46
15 34.03 -85.4438 13.2476
4 16 35.22 184.1552 4.6000 SLAH96 1.76385 48.49
17 35.17 -68.0760 0.5000
18 33.00 44.4430 7.4000 SFPM3 1.53775 74.70
19 32.37 -57.1397 1.5000 STIH6 1.80518 25.42
20 32.09 -159.1922 1.0000
5 21 30.91 301.3443 1.5000 SNBH52 1.67300 38.15
22 29.87 31.5275 18.2616
23 34.00 -30.8186 1.5000 SNSL36 1.51742 52.43
24 37.76 -130.0211 0.5000
25 39.73 1275.4399 6.5000 TAFD35 1.91082 35.25
26 40.64 -49.8300 35.0000
6 27 60.00 1e+018 -33.0000
28 29.62 232.6593 4.5000 STIM28 1.68893 31.07
29 29.57 -51.6795 4.1500
30 27.76 -37.9548 1.2000 SLAH65VS 1.80400 46.53
31 28.56 26.1818 6.6000 SNBH5 1.65412 39.68
32 29.15 579.4296 5.6000
33 29.89 -32.2186 1.2000 TAFD45 1.95375 32.32
34 33.22 -590.9164 0.3000
35 34.81 338.0844 9.4000 SNSL36 1.51742 52.43
36 37.48 -32.9619 0.3000
37 40.66 -211.2193 7.6500 SBSL7 1.51633 64.14
38 41.83 -38.7354 12.2814
Img


（数値実施例２） （リアアタッチメントレンズ）
f= 139.80 F= 2.80 angle= 8.80 Y= 21.635
B S EA R d glass nd vd
6 1 60.00 ∞ -34.0000
2 30.02 115.9877 3.6000 LTIM28 1.68948 31.02
3* 29.86 -160.8553 3.6500
4 28.67 -129.2898 1.0000 TAFD30 1.88300 40.80
5 28.24 22.9193 7.7000 STIM28 1.68893 31.07
6 28.52 -325.2307 8.0000
7 28.93 -23.4773 1.2000 TAFD55 2.00100 29.13
8 32.88 -112.2037 2.3000
9 35.94 -118.3406 8.4000 SFSL5 1.48749 70.24
10 38.42 -29.0088 0.2000
11 42.26 -124.1290 6.6000 TAFD30 1.88300 40.80
12 43.56 -43.0690 10.7705
Img

Aspherical surface 3
r = -1.60855e+002
K = 0.00000e+000
A = -2.16358e-006
B = 1.24978e-009
C = -9.69077e-012
D = 2.00404e-014



（数値実施例３） （リアアタッチメントレンズ）
f= 200.25 F= 5.72 angle= 6.17 Y= 21.635
B S EA R d glass nd vd
6 1 60.00 1e+018 -33.0000
2 23.18 308.4763 1.0000 SLAH89 1.85150 40.78
3 22.89 18.0290 7.2000 SNBH8 1.72047 34.71
4 23.00 -54.3214 7.5000
5 21.57 -30.5683 1.2000 SLAH65VS 1.80400 46.53
6 22.89 24.3680 9.4000 SNBH5 1.65412 39.68
7 23.77 -19.5554 1.0000
8 23.26 -19.3709 1.2000 TAFD45 1.95375 32.32
9 26.55 58.7309 8.5000 STIM2 1.62004 36.26
10 28.40 -24.7449 0.3000
11 29.30 -46.1174 1.5000 SLAM2 1.74400 44.79
12 31.60 172.0800 8.0000
13 40.24 800.0000 12.5000 SBSL7 1.51633 64.14
14 42.26 -28.7639 10.7751
img
数値実施例１の面番号ｓ１〜ｓ２６のマスターレンズＭＬをつけることが想定されています。


（数値実施例４） （リアアタッチメントレンズ）
f= 200.17 F= 4.00 angle= 6.17 Y= 21.635
B S EA R d glass nd vd
6 1 60.00 1e+018 -31.0000
2 22.62 61.7715 3.1500 SNBH56 1.85478 24.80
3 22.24 -848.1440 2.5000
4 21.05 96.5357 1.0000 SLAH58 1.88300 40.76
5 19.90 16.3502 0.9500
6 20.86 18.0000 8.8000 STIM25 1.67270 32.10
7 20.55 -21.6503 1.0000 TAFD45 1.95375 32.32
8 20.83 65.0179 2.5000
9 21.22 -71.2082 1.0000 SLAH58 1.88300 40.76
10 22.81 28.3480 11.0000 STIM8 1.59551 39.24
11 25.47 -20.0000 1.5000 TAFD45 1.95375 32.32
12 30.67 423.6680 1.2000
13 33.32 1073.8356 9.8000 STIL6 1.53172 48.84
14 36.30 -26.6847 0.2000
15 40.75 -96.2909 11.0000 SBSL7 1.51633 64.14
16 42.95 -27.9384 10.6865
img
数値実施例１の面番号ｓ１〜ｓ２６のマスターレンズＭＬをつけることが想定されています。


（数値実施例５） （リアアタッチメントレンズ）
f= 200.20 F= 4.00 angle= 6.17 Y= 21.635
B S EA R d glass nd vd
6 1 21.70 1e+018 -32.0000
2 22.80 81.5499 3.2000 STIM5 1.60342 38.03
3 22.54 -159.2407 0.7500
4 22.03 105.8002 1.0000 SLAH58 1.88300 40.76
5 20.79 14.3718 9.2000 STIM25 1.67270 32.10
6 20.66 -31.2980 1.0000 SLAH58 1.88300 40.76
7 20.81 85.1104 8.8000
8 22.76 -38.2927 1.0000 SLAH58 1.88300 40.76
9 24.38 84.3201 10.5000 STIM8 1.59551 39.24
10 26.62 -18.0000 1.2000 TAFD45 1.95375 32.32
11 31.78 -132.5183 2.6000
12 32.61 -45.0059 6.0000 SLAL12 1.67790 55.34
13 35.72 -27.6032 0.2000
14 41.93 -514.9956 10.8000 SBAL42 1.58313 59.37
15 43.50 -31.5822 10.6679
img
数値実施例１の面番号ｓ１〜ｓ２６のマスターレンズＭＬをつけることが想定されています。


（数値実施例６） （リアアタッチメントレンズ）
f= 200.17 F= 4.00 angle= 6.17 Y= 21.635
B S EA R d glass nd vd
6 1 60.00 1e+018 -32.0000
2 23.09 65.1772 3.2000 STIM28 1.68893 31.07
3 22.87 -74.4145 3.2000
4 21.12 -70.2712 1.0000 TAFD32 1.87070 40.73
5 20.44 16.7212 6.0000 STIM28 1.68893 31.07
6 20.49 729.0121 2.4000
7 20.54 -38.2802 1.0000 TAFD37 1.90043 37.37
8 21.88 27.9778 9.0000 STIM2 1.62004 36.26
9 23.19 -18.0000 0.8000
10 23.13 -16.6181 1.5000 TAFD55 2.00100 29.13
11 28.18 3765.6048 0.8000
12 29.22 -324.5649 10.0000 STIM8 1.59551 39.24
13 33.26 -23.7687 7.6000
14 42.46 -107.3812 10.0000 SBSL7 1.51633 64.14
15 44.03 -30.0000 14.5496
img
数値実施例１の面番号ｓ１〜ｓ２６のマスターレンズＭＬをつけることが想定されています。


（数値実施例７） （リアアタッチメントレンズ）
f= 140.05 F= 4.00 angle= 5.57 Y= 13.650
B S EA R d glass nd vd
6 1 60.00 1e+018 -22.0000
2 18.22 117.3822 3.5000 STIM28 1.68893 31.07
3 18.17 -27.6401 2.1500
4 17.09 -20.7062 1.0000 SLAH65V 1.80400 46.58
5 17.71 15.5408 4.3000 SNBH5 1.65412 39.68
6 18.10 -1362.5945 3.0000
7 18.49 -21.3503 1.0000 TAFD55 2.00100 29.13
8 20.61 1e+004 0.2000
9 22.08 90.9319 6.0000 SNSL36 1.51742 52.43
10 23.32 -19.8251 0.2000
11 24.49 -44.2778 4.2000 SLAL54 1.65100 56.16
12 25.63 -23.4041 10.7795
img
数値実施例１の面番号ｓ１〜ｓ２６のマスターレンズＭＬをつけることが想定されています。


（数値実施例８） （リアアタッチメントレンズ）
f= 199.91 F= 5.60 angle= 3.91 Y= 13.650
B S EA R d glass nd vd
6 1 60.00 1e+018 -22.0000
2 15.13 56.8990 2.8000 STIM28 1.68893 31.07
3 14.88 -44.8911 2.7000
4 13.53 -35.1499 0.7000 TAFD37 1.90043 37.37
5 13.26 9.8306 5.0000 STIH18 1.72151 29.23
6 13.56 262.0958 1.8000
7 13.64 -17.1933 0.7000 TAFD45 1.95375 32.32
8 15.42 25.3307 6.2000 STIM35 1.69895 30.13
9 17.31 -16.2429 3.2000
10 19.02 -25.3265 1.0000 TAFD45 1.95375 32.32
11 21.14 97.0709 6.0000 SBSL7 1.51633 64.14
12 23.69 -27.9646 0.3000
13 26.56 369.1436 9.0000 SFSL5 1.48749 70.24
14 28.27 -20.0000 10.5000
img
数値実施例１の面番号ｓ１〜ｓ２６のマスターレンズＭＬをつけることが想定されています。


各実施例における条件式の値
ＭＬ マスターレンズ
ＥＬ リアアタッチメントレンズ
Ｌｒ 正レンズ
Ｌ１ 第１正レンズ

Claims (10)

  1. リアアタッチメントレンズをマスターレンズの像側に配置されたとき全系の焦点距離を前記マスターレンズの焦点距離に比べて長い方へ変化させるリアアタッチメントレンズであって、
    前記リアアタッチメントレンズは最も像側に正レンズＬｒを有し、前記正レンズＬｒは像側に凸の形状を有し、
    前記リアアタッチメントレンズの焦点距離をｆｅ、前記リアアタッチメントレンズを前記マスターレンズに装着したときの前記リアアタッチメントレンズの結像倍率をβｅ、前記リアアタッチメントレンズを前記マスターレンズに装着したときの前記リアアタッチメントレンズの最も像側のレンズ面から後側主点位置までの距離をｎｐ２とするとき、
    ｜ｆｅ｜／（ｆｅ×（１−βｅ）＋ｎｐ２）＞９
    なる条件式を満足することを特徴とするリアアタッチメントレンズ。
  2. 前記正レンズＬｒの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１、前記正レンズＬｒの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２とするとき、
    −５．００＜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜−０．８５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のリアアタッチメントレンズ。
  3. 前記正レンズＬｒの有効径をφｒとするとき、
    １．８＜φｒ／（ｆｅ×（１−βｅ）＋ｎｐ２）＜２０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のリアアタッチメントレンズ。
  4. 前記焦点距離ｆｅをｆｅ（ｍｍ）、前記距離ｎｐ２をｎｐ２（ｍｍ）とするとき、
    −５＜１０００（ｍｍ）／（ｆｅ＋ｎｐ２）＜５
    なる条件式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項に記載のリアアタッチメントレンズ。
  5. 前記焦点距離ｆｅをｆｅ（ｍｍ）、前記距離ｎｐ２をｎｐ２（ｍｍ）とするとき、
    −４＜１０００（ｍｍ）／（ｆｅ×βｅ）＜４
    なる条件式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項に記載のリアアタッチメントレンズ。
  6. 前記リアアタッチメントレンズのレンズ厚をＤｅとするとき、
    ｜ｆｅ／Ｄｅ｜＞２
    なる条件式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項に記載のリアアタッチメントレンズ。
  7. マスターレンズと、前記マスターレンズの像側に着脱可能に装着されるリアアタッチメントレンズと、を有する撮像光学系であって、
    前記リアアタッチメントレンズを前記マスターレンズの像側に装着したとき全系の焦点距離は前記マスターレンズの焦点距離に比べて長い方へ変化し、
    前記リアアタッチメントレンズは最も像側に正レンズＬｒを有し、前記正レンズＬｒは像側に凸の形状を有し、
    前記リアアタッチメントレンズの焦点距離をｆｅ、前記リアアタッチメントレンズを前記マスターレンズに装着したときのバックフォーカスをＢＦとするとき、
    ｜ｆｅ／ＢＦ｜＞９
    なる条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
  8. マスターレンズと、
    請求項１乃至６のいずれか１項に記載のリアアタッチメントレンズと、
    該リアアタッチメントレンズ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撮像装置。
  9. 請求項７又は８に記載の撮像光学系と、該撮像光学系によって形成される像を受光する撮像素子と、を有する撮像装置であって、
    前記正レンズＬｒの有効径をφｒ、前記マスターレンズに前記リアアタッチメントレンズを装着してたときの最大像高をＹｉとするとき、
    １．８＜φｒ／Ｙｉ＜２．２
    なる条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
  10. 前記リアアタッチメントレンズの最も物体側の正レンズＬｒの有効径をφ１、前記リアアタッチメントレンズを前記マスターレンズに装着したときの前記リアアタッチメントレンズの結像倍率をβｅとするとき、
    １．８５＜φ１×βｅ／Ｙｉ＜３．００
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
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