JP4200399B2

JP4200399B2 - Wide angle conversion lens

Info

Publication number: JP4200399B2
Application number: JP34164498A
Authority: JP
Inventors: 雄介南條
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: JP2000171709A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてビデオカメラ及び電子スチルカメラ用の撮影レンズ、特に、ズーム比が３倍を越え、５５°乃至６０°程度の広角端における画角を有すると共に、１００万画素以上の画素を有する撮像素子に対応した高性能レンズに適合する高性能の広角コンバージョンレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、特に電子スチルカメラにあっては、撮像素子として１００万画素を越えるものが用いられるという高画素化が進み、この高画素化に伴って撮像画面の寸法も大きくなり、高画素化と小型化の為に、高画素の電子スチルカメラ用の撮影レンズは、３倍程度のズーム比を有するものが多く用いられている。
【０００３】
しかし、動画を撮影するビデオカメラにおいては、１０倍以上のズーム比を有する撮影レンズを用いるのが一般的である。
【０００４】
従って、電子スチルカメラにおいても、ズーム比の高倍率化への要求が強くなり、小型、高性能で高倍率のズームレンズが実用化されるようになってきた。
【０００５】
このような電子スチルカメラ用の小型、高性能で高倍率のズームレンズは、ビデオカメラ用の同種のズームレンズと同様に、小型化と高倍率化を両立させるためには、広角端における画角が５５°乃至６０°程度にすると、バランスの良い設計が可能となる。
【０００６】
ところが、ズーム比の高倍率化によって、画角が狭くなると、手振れに起因する画質の劣化が起こり易くなるという問題があり、また、動画と違ってパーンニングなどの撮影手法が使えない静止画では、広角端の画角を広くしたいという要求も強い。
【０００７】
従って、高性能ズームレンズの画質を損なうことなく、その焦点距離範囲を広角側にシフトすることができる、高性能の広角コンバージョンレンズへの要求が強くなってきた。
【０００８】
ところで、従来の民生用ビデオカメラに用いられている広角コンバージョンレンズは、図７乃至図９に示す広角コンバージョンレンズの一例ａのように、一般的には、物体側から順にそれぞれ、負、負、正の屈折力を有する３枚のレンズＬ１、Ｌ２及びＬ３で構成されていた。
【０００９】
そして、上記広角コンバージョンレンズａは、主として、結像性能よりも、小型化と低コストを追求して設計されていた。
【００１０】
上記広角コンバージョンレンズａを、図７に示すように、ズームレンズの一例２を主レンズとして、これに装着して使用すると、ズームレンズ２の広角端においてメリディオナル像面湾曲が、ズームレンズ２単独の状態と比べて、アンダー側へと倒れると共に、樽型の歪曲収差が極端に増大してしまう。
【００１１】
また、倍率色収差がコンバージョンレンズａから発生し、その補正を行う為の設計の自由度もないため、画面周辺部において色の滲みが顕著になってしまう。
【００１２】
図５及び図６にそれぞれ、ズームレンズ２単独の広角端及び望遠端における像面非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示し、また、図８及び図９にそれぞれ、ズームレンズ２に広角コンバージョンレンズａを装着した時の、広角端及び望遠端における像面非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す。
【００１３】
尚、非点収差図において、サジタル像面湾曲は実線、メリディオナル像面湾曲は破線で示し、メリディオナル横収差図において、実線はｄ線、破線はｇ線、一点鎖線はＣ線におけるものを示す。
【００１４】
即ち、上記図５及び図６と、図８及び図９との対比で明らかなように、ズームレンズ２に広角コンバージョンレンズａを装着した時、非点収差は、サジタル像面においては良好であるが、メリディオナル像面においてはアンダー側に倒れて、画面周辺部における結像性能を劣化させる主原因となっている。
【００１５】
また、歪曲収差は、広角コンバージョンレンズａからもマイナス側に大きく発生するので、ズームレンズ２の広角端における歪曲に付加され、樽型の歪曲収差が極端に目立つようになっている。
【００１６】
広角コンバージョンレンズａ側で、上記メリディオナル像面における歪曲を補正するには、主光線の光線高が高い物体側の凹レンズで、周辺部の光束ほど発散作用が強くなるように補正すると効果的であるが、上記補正を行うために物体側の凹レンズの屈折力を強くすると、歪曲収差曲線が更にマイナス側に曲がることとなり、メリディオナル像面における湾曲と歪曲収差を同時に改善することは、広角コンバージョンレンズａのような、物体側から順に、負、負、正の屈折力を有する３枚のレンズ構成のものでは不可能であった。
【００１７】
尚、静止画像の評価は、プリントした画像を手にとって観察するのが最も厳しい画質評価となる。また、動画画像と比べて静止画像は、画像周辺部における画質の劣化と歪曲が目立つと、これがプリントした画像の印象を決定的に悪くする。
【００１８】
上記従来の広角コンバージョンレンズａでは、このような静止画像に対する要求を満たすことは、極めて困難であった。
【００１９】
従って、高画質を追求するスチルカメラでは、メリディオナル像面での湾曲と歪曲収差とを同時に改善して、コンバージョンレンズの使用することによっては、画角だけが変わり、画質の変化は察知できない程度にしなければならない。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、ズーム比が８乃至１０倍程度のズームレンズ付きで、１００万画素以上の画素数を有する撮像素子を使用した高性能の電子スチルカメラ最適な、広角端における像面湾曲と歪曲収差の劣化が殆どない高性能の広角コンバージョンレンズを提供することを課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明広角コンバージョンレンズは、撮影レンズの物体側に装着してレンズ全系の焦点距離を短縮する、略アフォーカル系の広角コンバージョンレンズにおいて、物体側から順に、曲率の強い凹面を像面側に向けた凹レンズの第１レンズと、凸レンズの第２レンズと、両凹レンズの第３レンズと両凸レンズの第４レンズとの接合レンズによって構成し、角倍率が約０．７５程度にすると共に、ｈｉを物体側からｉ番目の面の有効半径、ｒｉを物体側からｉ番目の面の曲率半径、ｎｉを第ｉレンズ（物体側からｉ番目のレンズ）のｄ線における屈折率、νｉを第ｉレンズ（物体側からｉ番目のレンズ）のアッベ数とすると、０．３＜｜ｈ２／ｒ２｜＜０．８、０．１５＜｜ｈ４／ｒ４｜＜０．４５、０．０１５＜ｎ４−ｎ３＜０．２、０．２５＜｜ｈ６／ｒ６｜＜０．８５、ν３＜ν４の各条件を満足するようにしたものである。
【００２２】
従って、主レンズであるズームレンズの広角端における像面湾曲、歪曲収差及び色収差を殆ど劣化させることなく、焦点距離範囲を広角側に遷移させることができる広角コンバージョンレンズを提供することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明広角コンバージョンレンズの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２４】
尚、以下の説明において、「ｓｉ」は物体側からｉ番目のレンズ面（第ｉ面）、「ｒｉ」は第ｉ面ｓｉの曲率半径、「ｄｉ」は第ｉ面ｓｉと第ｉ＋１面ｓｉ＋１面との間の光軸上の面間隔、「ｎｉ」は物体側からｉ番目のレンズ（第ｉレンズ）のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率、「νｉ」は第ｉレンズのアッベ数とする。
【００２５】
広角コンバージョンレンズ１は、撮影レンズであるズームレンズ２の物体側に装着してレンズ全系の焦点距離を短縮する、略アフォーカル系の広角コンバージョンレンズである。
【００２６】
また、広角コンバージョンレンズ１は、物体側から順に、曲率の強い凹面を像面側に向けた凹レンズの第１レンズＬ１と、凸レンズの第２レンズＬ２と、両凹レンズの第３レンズＬ３と両凸レンズの第４レンズＬ４との接合レンズによって構成される。
【００２７】
更に、広角コンバージョンレンズ１は、角倍率が約０．７５程度（広角コンバージョンレンズ１においては０．７２０９倍である。）とされると共に、ｈｉを物体側からｉ番目の面の有効半径、ｒｉを物体側からｉ番目の面の曲率半径、ｎｉを第ｉレンズ（物体側からｉ番目のレンズ）のｄ線における屈折率、νｉを第ｉレンズ（物体側からｉ番目のレンズ）のアッベ数とすると、
０．３＜｜ｈ２／ｒ２｜＜０．８（条件式１）
０．１５＜｜ｈ４／ｒ４｜＜０．４５（条件式２）
０．０１５＜ｎ４−ｎ３＜０．２（条件式３）
０．２５＜｜ｈ６／ｒ６｜＜０．８５（条件式４）
ν３＜ν４（条件式５）
の各条件を満足するようにしたものである。
【００２８】
以下に、上記各条件式について説明する。
【００２９】
条件式１は、広角端におけるメリディオナル像面の湾曲をオーバー側に補正するためのものである。
【００３０】
即ち、ｈ２／ｒ２の絶対値を下限である０．３よりも大きくすることによって、主光線が第１レンズＬ１の曲率の大きい周縁部を通るようになり、主光線が第２面ｓ２の法線と為す入射角が周辺部で急に大きくなって、広角端のメリディオナル像面湾曲をオーバー側に降ることができるようになる。
【００３１】
しかしながら、広角端におけるメリディオナル像面湾曲の改善は、同時に、第１レンズＬ１から発生するマイナス側の歪曲収差を助長することとなるので、ｈ２／ｒ２の絶対値が上限値である０．８を越えないようにする必要がある。尚、ｈ２／ｒ２の絶対値が上限を超えると、第２レンズＬ２によって第１レンズＬ１から発生するマイナス側の歪曲収差を補正することが困難になる。
【００３２】
条件式２は、条件式１によるメリディオナル像面湾曲の補正の副作用として第１レンズＬ１から発生するマイナス側の歪曲収差を補正するためのものである。
【００３３】
即ち、第１レンズＬ１に隣接して第２レンズＬ２を配置し、第４面ｓ４の曲率ｒ４の絶対値を下限値である０．１５より大きくすることで、第４面ｓ４における主光線の偏角を大きくして歪曲収差を補正する。
【００３４】
また、第４面ｓ４の曲率ｒ４の絶対値が上限値である０．４５を越えると、第１レンズにおけるメリディオナル像面湾曲の補正とのバランスが崩れ、像面湾曲と歪曲収差とを同時に改善する本発明の目的が達成できなくなってしまう。
【００３５】
尚、条件式２に規定された条件に加え、第２レンズＬ２のアッベ数を４０以下にすると、倍率色収差も同時に補正することができるようになる。
【００３６】
条件式３乃至条件式５は、主として望遠端における球面収差と軸上色収差の補正に関する条件を規定するものである。
【００３７】
即ち、第３レンズＬ３と第４レンズL4との接合面ｓ６に正の屈折力を持たせ、ｎ４−ｎ３の値とｈ６／ｒ６の絶対値とをそれぞれ、下限値である０．０１５と０．２５よりも大きくすることで、望遠端の球面収差がアンダー側に倒れるのを防いでいる。
【００３８】
また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のアッベ数が、広角端における倍率色収差を補正するために、ν２＜ν１となる構成上、これが望遠端における軸上色収差に関しては補正が不足となる。従って、条件式３と条件式４で規定する条件に、条件式５で規定する条件を加えることによって、光束が広がり、主光線の光線高が低くなったところで、バランス良く望遠端における軸上色収差を補正することができるようになる。
【００３９】
尚、条件式３及び条件式４で規定するｎ４−ｎ３の値とｈ６／ｒ６の絶対値は、それぞれの上限である０．２と０．８５とを越えると、望遠端における球面収差と軸上色収差とをバランス良く補正することが困難となる。
【００４０】
以下に本発明広角コンバージョンレンズ１の数値例を示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
尚、広角コンバージョンレンズ１を装着する主レンズであるズームレンズの２の関連数値及び広角コンバージョンレンズ１とズームレンズ２との合成光学系の関連数値としては、ズームレンズ２の焦点距離はｆ＝４．３１（広角端）及びｆ＝４１．８２（望遠端）、ズームレンズ２のＦ値はＦ１．８４（広角端）及びＦ２．２２（望遠端）、レンズ第７面ｓ７からズームレンズ２の入射瞳までの距離は２０．５７（広角端）及び１４５．８（望遠端）、ズームレンズ２の画角は５７．６°（広角端）及び６．０３°（望遠端）、上記合成光学系における画角は７６．０°（広角端）及び８．３６°（望遠端）である。
【００４３】
また、表３に条件式１乃至条件式４に係わる各値を示す。
【００４４】
【表２】

【００４５】
図３及び図４にそれぞれ、広角コンバージョンレンズ１とズームレンズ２との合成光学系の広角端及び望遠端における非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差とを示す。
【００４６】
また、図５及び図６に、ズームレンズ２単体の広角端及び望遠端における非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差とを示す。
【００４７】
尚、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値をそれぞれ示し、メリディオナル横収差図において、実線はｄ線、破線はｇ線、一点鎖線はＣ線における値を示す。
【００４８】
このように、本発明広角コンバージョンレンズ１にあっては、図８及び図９に示す従来例の広角コンバージョンレンズａとの比較においては、従来例の持つ欠点が格段に解消されているのが明白であり、また、図５及び図６に示すズームレンズ２単体のみの使用時における各種収差との比較においても、ズームレンズ２の性能を殆ど損なうことなく、広角コンバージョンレンズ１の本来の目的である、画角の広角化が達成されていることが明らかである。
【００４９】
尚、前記実施の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００５０】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように本発明広角コンバージョンレンズは、撮影レンズの物体側に装着してレンズ全系の焦点距離を短縮する、略アフォーカル系の広角コンバージョンレンズにおいて、物体側から順に、曲率の強い凹面を像面側に向けた凹レンズの第１レンズと、凸レンズの第２レンズと、両凹レンズの第３レンズと両凸レンズの第４レンズとの接合レンズによって構成し、角倍率が約０．７５程度にすると共に、ｈｉを物体側からｉ番目の面の有効半径、ｒｉを物体側からｉ番目の面の曲率半径、ｎｉを第ｉレンズ（物体側からｉ番目のレンズ）のｄ線における屈折率、νｉを第ｉレンズ（物体側からｉ番目のレンズ）のアッベ数とすると、０．３＜｜ｈ２／ｒ２｜＜０．８、０．１５＜｜ｈ４／ｒ４｜＜０．４５、０．０１５＜ｎ４−ｎ３＜０．２、０．２５＜｜ｈ６／ｒ６｜＜０．８５、ν３＜ν４の各条件を満足するようにしたので、主レンズであるズームレンズの広角端における像面湾曲、歪曲収差及び色収差を殆ど劣化させることなく、焦点距離範囲を広角側に遷移させることができる。
【００５１】
また、請求項２に記載した発明にあっては、ν２を第２レンズのアッベ数とすると、ν２＜４０の条件を満足するようにしたので、第２レンズによって、歪曲収差の補正に加えて、同時に、倍率色収差の補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図４と共に、本発明広角コンバージョンレンズの実施の形態を示すものであり、本図は、広角コンバージョンレンズのレンズ構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明広角コンバージョンレンズを、ズームレンズの一例に装着した状態を概略的に示す図である。
【図３】図２に示す状態における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図４】図２に示す状態における望遠端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図５】図２に示すズームレンズ単独における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図６】図２に示すズームレンズの単独における望遠端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図７】図８及び図９と共に、従来の広角コンバージョンレンズの一例を示すものであり、場合を示すものであり、本図は従来の広角コンバージョンレンズの一例を図２に示すズームレンズに装着した状態を概略的に示す図である
【図８】図７に示す状態における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図９】図７に示す状態における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【符号の説明】
１…広角コンバージョンレンズ、２…撮影レンズ、Ｌ１…第１レンズ、Ｌ２…第２レンズ、Ｌ３…第３レンズ、Ｌ４…第４レンズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is mainly a photographing lens for a video camera and an electronic still camera, and particularly has a zoom ratio exceeding 3 times, a field angle at a wide angle end of about 55 ° to 60 °, and a pixel of 1 million pixels or more. The present invention relates to a high-performance wide-angle conversion lens suitable for a high-performance lens compatible with an image sensor.
[0002]
[Prior art]
Recently, especially in an electronic still camera, an increase in the number of pixels has been progressing such that an image pickup device having more than 1 million pixels is used. With the increase in the number of pixels, the size of an image pickup screen has increased, and the number of pixels has increased. For this purpose, a photographic lens for a high-pixel electronic still camera is often used having a zoom ratio of about 3 times.
[0003]
However, in a video camera for shooting a moving image, it is common to use a shooting lens having a zoom ratio of 10 times or more.
[0004]
Therefore, even in an electronic still camera, there is a strong demand for a high zoom ratio, and a compact, high-performance, high-power zoom lens has come into practical use.
[0005]
A small, high-performance, high-power zoom lens for such an electronic still camera, like the same zoom lens for video cameras, has a field angle at the wide-angle end in order to achieve both compactness and high magnification. When the angle is about 55 ° to 60 °, a well-balanced design is possible.
[0006]
However, if the angle of view becomes narrower due to the higher zoom ratio, there is a problem that the image quality is likely to deteriorate due to camera shake, and unlike still images that cannot use shooting techniques such as panning, There is a strong demand to widen the angle of view at the wide-angle end.
[0007]
Therefore, there has been a strong demand for a high-performance wide-angle conversion lens that can shift the focal length range to the wide-angle side without impairing the image quality of the high-performance zoom lens.
[0008]
By the way, the wide-angle conversion lens used in the conventional consumer video camera is generally negative, negative, negative in order from the object side, as in the example a of the wide-angle conversion lens shown in FIGS. It consisted of three lenses L1, L2 and L3 having positive refractive power.
[0009]
The wide-angle conversion lens a has been designed mainly in pursuit of miniaturization and low cost rather than imaging performance.
[0010]
As shown in FIG. 7, when the zoom lens 2 is attached to the wide-angle conversion lens a as a main lens, as shown in FIG. 7, the meridional field curvature at the wide-angle end of the zoom lens 2 is the same as that of the zoom lens 2 alone. Compared with the state, the barrel falls to the under side and the barrel distortion is extremely increased.
[0011]
Further, lateral chromatic aberration is generated from the conversion lens a, and there is no degree of design freedom for correcting the same, so that color blur becomes prominent at the periphery of the screen.
[0012]
FIGS. 5 and 6 show the field astigmatism, distortion and meridional transverse aberration at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens 2 alone, respectively, and FIGS. 8 and 9 show the wide-angle conversion at the zoom lens 2, respectively. 2 shows image plane astigmatism, distortion, and meridional lateral aberration at the wide-angle end and the telephoto end when the lens a is attached.
[0013]
In the astigmatism diagram, sagittal field curvature is indicated by a solid line, and meridional field curvature is indicated by a broken line. In the meridional lateral aberration diagram, a solid line is indicated by d line, a broken line is indicated by g line, and a one-dot chain line is indicated by C line.
[0014]
That is, as is clear from the comparison between FIGS. 5 and 6 and FIGS. 8 and 9, the astigmatism is good in the sagittal image plane when the wide-angle conversion lens a is attached to the zoom lens 2. However, in the meridional image plane, it falls to the under side, which is the main cause of deteriorating the imaging performance in the peripheral portion of the screen.
[0015]
Further, since distortion is greatly generated on the minus side from the wide-angle conversion lens a, it is added to the distortion at the wide-angle end of the zoom lens 2 so that the barrel-shaped distortion becomes extremely conspicuous.
[0016]
In order to correct the distortion in the meridional image plane on the wide-angle conversion lens a side, it is effective to correct the divergence of the peripheral part with a concave lens on the object side having a high principal ray height so that the divergence action becomes stronger. However, when the refractive power of the concave lens on the object side is increased in order to perform the above correction, the distortion aberration curve is further bent to the minus side, and simultaneously improving the curvature and distortion on the meridional image plane is a wide-angle conversion lens a. Thus, it is impossible with a three-lens configuration having negative, negative, and positive refractive power in order from the object side.
[0017]
It should be noted that the evaluation of a still image is the strictest image quality evaluation when the printed image is observed by hand. In addition, when a still image is noticeably deteriorated and distorted in the peripheral portion of the image, the impression of the printed image is decisively worse than that of a moving image.
[0018]
In the conventional wide-angle conversion lens a, it is extremely difficult to satisfy such a demand for a still image.
[0019]
Therefore, in a still camera that pursues high image quality, the curvature and distortion of the meridional image plane are improved at the same time. By using a conversion lens, only the angle of view changes, and changes in image quality cannot be detected. There must be.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, the present invention is suitable for a high-performance electronic still camera having a zoom lens with a zoom ratio of about 8 to 10 times and using an image sensor having a pixel number of 1 million pixels or more, at the wide-angle end. It is an object of the present invention to provide a high-performance wide-angle conversion lens with almost no deterioration of field curvature and distortion.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the wide-angle conversion lens of the present invention is a substantially afocal wide-angle conversion lens that is attached to the object side of the photographing lens to shorten the focal length of the entire lens system. A concave lens having a strong concave surface facing the image surface side, a second lens of a convex lens, a cemented lens of a third lens of a biconcave lens and a fourth lens of a biconvex lens, and an angular magnification of about 0 .About 75, hi is the effective radius of the i-th surface from the object side, ri is the radius of curvature of the i-th surface from the object side, ni is the d-line of the i-th lens (i-th lens from the object side) Is the Abbe number of the i-th lens (i-th lens from the object side), 0.3 <| h2 / r2 | <0.8, 0.15 <| h4 / r4 | <0. 45, 0.015 <n -n3 <0.2,0.25 <| h6 / r6 | <0.85, is obtained so as to satisfy the conditions of .nu.3 <.nu.4.
[0022]
Therefore, it is possible to provide a wide-angle conversion lens that can shift the focal length range to the wide-angle side without substantially deteriorating the curvature of field, distortion, and chromatic aberration at the wide-angle end of the zoom lens that is the main lens. .
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the wide-angle conversion lens of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0024]
In the following description, “si” is the i-th lens surface (i-th surface) from the object side, “ri” is the radius of curvature of the i-th surface si, and “di” is the i-th surface si and the i + 1-th surface si + 1. The distance between surfaces on the optical axis, “ni” is the refractive index at the d-line (wavelength 587.6 nm) of the i-th lens (i-th lens) from the object side, and “νi” is the Abbe of the i-th lens. It is a number.
[0025]
The wide-angle conversion lens 1 is a substantially afocal wide-angle conversion lens that is attached to the object side of a zoom lens 2 that is a photographing lens and reduces the focal length of the entire lens system.
[0026]
The wide-angle conversion lens 1 includes, in order from the object side, a first lens L1 that is a concave lens with a concave surface having a strong curvature facing the image surface side, a second lens L2 that is a convex lens, a third lens L3 that is a biconcave lens, and a biconvex lens. The fourth lens L4 is a cemented lens.
[0027]
Further, the wide-angle conversion lens 1 has an angular magnification of about 0.75 (0.7209 times in the wide-angle conversion lens 1), and hi is an effective radius of the i-th surface from the object side, ri Is the radius of curvature of the i-th surface from the object side, ni is the refractive index at the d-line of the i-th lens (i-th lens from the object side), and νi is the Abbe number of the i-th lens (i-th lens from the object side). Then,
0.3 <| h2 / r2 | <0.8 (conditional expression 1)
0.15 <| h4 / r4 | <0.45 (conditional expression 2)
0.015 <n4-n3 <0.2 (conditional expression 3)
0.25 <| h6 / r6 | <0.85 (conditional expression 4)
ν3 <ν4 (conditional expression 5)
These conditions are satisfied.
[0028]
Below, each said conditional expression is demonstrated.
[0029]
Conditional expression 1 is for correcting the curvature of the meridional image plane at the wide angle end to the over side.
[0030]
That is, by making the absolute value of h2 / r2 larger than the lower limit of 0.3, the chief ray passes through the peripheral portion having a large curvature of the first lens L1, and the chief ray becomes a method of the second surface s2. The incident angle formed by the line suddenly increases at the periphery, and the meridional field curvature at the wide angle end can be lowered to the over side.
[0031]
However, the improvement of the meridional field curvature at the wide angle end simultaneously promotes the negative distortion generated from the first lens L1, and therefore the absolute value of h2 / r2 is set to an upper limit of 0.8. It is necessary not to exceed it. If the absolute value of h2 / r2 exceeds the upper limit, it becomes difficult to correct the negative distortion generated by the second lens L2 from the first lens L1.
[0032]
Conditional expression 2 is for correcting a negative distortion occurring from the first lens L1 as a side effect of the correction of the meridional field curvature according to the conditional expression 1.
[0033]
In other words, the second lens L2 is disposed adjacent to the first lens L1, and the absolute value of the curvature r4 of the fourth surface s4 is made larger than the lower limit value of 0.15, whereby the principal ray on the fourth surface s4. Distortion is corrected by increasing the declination.
[0034]
If the absolute value of the curvature r4 of the fourth surface s4 exceeds the upper limit of 0.45, the balance with the correction of the meridional field curvature in the first lens is lost, and the field curvature and distortion are simultaneously improved. The purpose of the present invention cannot be achieved.
[0035]
In addition to the conditions defined in conditional expression 2, if the Abbe number of the second lens L2 is set to 40 or less, the lateral chromatic aberration can be corrected simultaneously.
[0036]
Conditional expressions 3 to 5 mainly define conditions relating to correction of spherical aberration and axial chromatic aberration at the telephoto end.
[0037]
That is, the cemented surface s6 between the third lens L3 and the fourth lens L4 is given a positive refractive power, and the values of n4-n3 and the absolute value of h6 / r6 are lower limits of 0.015 and 0, respectively. By making it larger than .25, the spherical aberration at the telephoto end is prevented from falling to the under side.
[0038]
Further, since the Abbe number of the first lens L1 and the second lens L2 corrects the lateral chromatic aberration at the wide-angle end, ν2 <ν1, and this is insufficient to correct the axial chromatic aberration at the telephoto end. Therefore, by adding the condition defined by Conditional Expression 5 to the condition defined by Conditional Expression 3 and Conditional Expression 4, when the luminous flux spreads and the ray height of the principal ray becomes low, the axial chromatic aberration at the telephoto end is well balanced. Can be corrected.
[0039]
If the values of n4-n3 and h6 / r6 defined by conditional expressions 3 and 4 exceed the upper limits of 0.2 and 0.85, the spherical aberration and the axis at the telephoto end It becomes difficult to correct the upper chromatic aberration in a balanced manner.
[0040]
A numerical example of the wide angle conversion lens 1 of the present invention will be shown below.
[0041]
[Table 1]

[0042]
Note that the focal length of the zoom lens 2 is f = 4 as the related numerical value of 2 of the zoom lens which is the main lens to which the wide-angle conversion lens 1 is attached and the related numerical value of the composite optical system of the wide-angle conversion lens 1 and the zoom lens 2. .31 (wide-angle end) and f = 41.82 (telephoto end), the F value of the zoom lens 2 is F1.84 (wide-angle end) and F2.22 (telephoto end), and from the lens seventh surface s7 to the zoom lens 2 The distance to the entrance pupil is 20.57 (wide angle end) and 145.8 (telephoto end), and the field angle of the zoom lens 2 is 57.6 ° (wide angle end) and 6.03 ° (telephoto end). The angle of view in the system is 76.0 ° (wide angle end) and 8.36 ° (telephoto end).
[0043]
Table 3 shows values related to conditional expressions 1 to 4.
[0044]
[Table 2]

[0045]
3 and 4 show astigmatism, distortion, and meridional lateral aberration at the wide-angle end and the telephoto end of the combined optical system of the wide-angle conversion lens 1 and the zoom lens 2, respectively.
[0046]
5 and 6 show astigmatism, distortion, and meridional lateral aberration at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens 2 alone.
[0047]
In the astigmatism diagram, the solid line indicates the value on the sagittal image plane, and the broken line indicates the value on the meridional image plane. In the meridional lateral aberration diagram, the solid line indicates the value on the d line, the broken line indicates the value on the g line, and the alternate long and short dash line indicates the value on the C line. .
[0048]
Thus, in the wide-angle conversion lens 1 of the present invention, it is apparent that the disadvantages of the conventional example are remarkably eliminated in comparison with the conventional wide-angle conversion lens a shown in FIGS. In addition, in comparison with various aberrations when only the zoom lens 2 shown in FIGS. 5 and 6 is used, it is the original purpose of the wide-angle conversion lens 1 without substantially impairing the performance of the zoom lens 2. It is clear that a wide angle of view has been achieved.
[0049]
It should be noted that the specific shapes and structures of the respective parts shown in the above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is thereby limited. It should not be interpreted in a limited way.
[0050]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the wide-angle conversion lens of the present invention is a substantially afocal wide-angle conversion lens that is attached to the object side of the photographing lens to shorten the focal length of the entire lens system. A concave lens having a strong concave surface facing the image surface side, a second lens of a convex lens, a cemented lens of a third lens of a biconcave lens and a fourth lens of a biconvex lens, and having an angular magnification of It is about 0.75, hi is the effective radius of the i-th surface from the object side, ri is the radius of curvature of the i-th surface from the object side, and ni is the i-th lens (i-th lens from the object side). If the refractive index at the d-line, νi is the Abbe number of the i-th lens (i-th lens from the object side), 0.3 <| h2 / r2 | <0.8, 0.15 <| h4 / r4 | < 0.45, 0 Since each condition of 015 <n4-n3 <0.2, 0.25 <| h6 / r6 | <0.85, and ν3 <ν4 is satisfied, the image plane at the wide-angle end of the zoom lens as the main lens The focal length range can be shifted to the wide angle side with almost no deterioration of curvature, distortion, and chromatic aberration.
[0051]
In the invention described in claim 2, since the condition of ν2 <40 is satisfied when ν2 is the Abbe number of the second lens, in addition to correcting distortion by the second lens. At the same time, the lateral chromatic aberration can be corrected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of a wide-angle conversion lens of the present invention together with FIGS. 2 to 4, and FIG. 1 is a diagram schematically showing a lens configuration of a wide-angle conversion lens.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a state in which the wide-angle conversion lens of the present invention is attached to an example of a zoom lens.
3 is a diagram showing astigmatism, distortion, and meridional lateral aberration at the wide-angle end in the state shown in FIG. 2;
4 is a diagram showing astigmatism, distortion, and meridional lateral aberration at the telephoto end in the state shown in FIG. 2;
5 is a diagram showing astigmatism, distortion, and meridional lateral aberration at the wide angle end in the zoom lens alone shown in FIG. 2; FIG.
6 is a diagram showing astigmatism, distortion, and meridional lateral aberration at the telephoto end of the zoom lens shown in FIG. 2 alone.
FIG. 7 shows an example of a conventional wide-angle conversion lens together with FIGS. 8 and 9, and shows a case. FIG. 7 shows an example of a conventional wide-angle conversion lens mounted on the zoom lens shown in FIG. FIG. 8 is a diagram showing astigmatism, distortion, and meridional transverse aberration at the wide angle end in the state shown in FIG. 7;
9 is a diagram showing astigmatism, distortion, and meridional transverse aberration at the wide-angle end in the state shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wide angle conversion lens, 2 ... Shooting lens, L1 ... 1st lens, L2 ... 2nd lens, L3 ... 3rd lens, L4 ... 4th lens

Claims

In an afocal wide-angle conversion lens that is attached to the object side of the photographic lens to shorten the focal length of the entire lens system,
In order from the object side, a concave lens having a concave surface with a strong curvature facing the image surface side, a second lens of a convex lens, a third lens of a biconcave lens, and a fourth lens of a biconvex lens. ,
While the angular magnification is about 0.75,
A wide-angle conversion lens characterized by satisfying the following conditions.
0.3 <| h2 / r2 | <0.8
0.15 <| h4 / r4 | <0.45
0.015 <n4-n3 <0.2
0.25 <| h6 / r6 | <0.85
ν3 <ν4
However,
hi: effective radius of the i-th surface from the object side,
ri: radius of curvature of the i-th surface from the object side,
ni: the refractive index at the d-line of the i-th lens (i-th lens from the object side),
νi: Abbe number of the i-th lens (i-th lens from the object side),
And

2. The wide-angle conversion lens according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
ν2 <40
However,
ν2: Abbe number of the second lens,
And