JP4432002B2 - フロントテレコンバーター - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフロントテレコンバーターに関し、特に撮影レンズの焦点距離を拡大するためにその物体側に装着するテレコンバーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特開昭６３−２１０８１０号公報や特開平３−５９５０８号公報などには、ビデオカメラ用のフロントテレコンバーターが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６３−２１０８１０号公報に開示されたフロントテレコンバーターでは、レンズ枚数が比較的少なく単純な構成であるため、良好な結像性能を得ることが困難であるという不都合があった。
また、特開平３−５９５０８公報に開示されたフロントテレコンバーターでは、アフォーカル倍率が１．４６倍程度と低いため、実用的価値が低いという不都合があった。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、高いアフォーカル倍率を有し、収差発生の少ない、優れた結像性能を有するフロントテレコンバーターを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では、撮影レンズの物体側に着脱自在に装着されるようになった、アフォーカル倍率が１．５より大きいフロントテレコンバーターにおいて、
前記フロントテレコンバーターは、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ群ＧＦと、負の屈折力を有する負レンズ群ＧＲとを備え、
前記正レンズ群ＧＦは、接合正レンズを有し、
前記負レンズ群ＧＲは、負メニスカスレンズを有し、
前記接合正レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせからなり、
前記正レンズ群ＧＦの焦点距離をｆＦとし、前記フロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径をΦＲとし、前記負レンズ群ＧＲ中の前記負メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径をＲａとし、前記負レンズ群ＧＲ中の前記負メニスカスレンズの像側の面の曲率半径をＲｂとしたとき、
２．０＜ｆＦ／ΦＲ＜１０．０
−３．０＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）≦−１．４８０
の条件を満足することを特徴とするフロントテレコンバーターを提供する。
【０００６】
本発明の好ましい態様によれば、前記フロントテレコンバーターの最も物体側には、前記接合正レンズが配置され、
前記フロントテレコンバーターの最も物体側のレンズ面の有効径をΦＦとし、前記フロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径をΦＲとしたとき、
２．０＜ΦＦ／ΦＲ＜７．０
の条件を満足する。
【０００７】
また、本発明の別の好ましい態様によれば、前記正レンズ群ＧＦの焦点距離をｆＦとし、前記フロントテレコンバーターのアフォーカル倍率をＭとし、前記正レンズ群ＧＦと前記負レンズ群ＧＲとの軸上間隔をＤFRとしたとき、
３．０＜ｆＦ・Ｍ／ＤFR＜１２．０
の条件を満足する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、フロントテレコンバーターについて光学的に解説する。
本発明において、フロントコンバーターとは、対物レンズの物体側に装着されて、物体側から入射した平行光束を像側へ平行に射出する光学系をいう。この場合、フロントコンバーターのアフォーカル倍率Ｍは、軸上近軸光線の傾角の大きさに関し、射出側に対する入射側の比（｜θout ／θin｜：θout は射出側の軸上近軸光線の傾角であり、θinは入射側の軸上近軸光線の傾角である）を示す。なお、本発明は、アフォーカル倍率Ｍが１．０よりも大きいフロントコンバーター、いわゆる望遠化の機能を有するフロントテレコンバーターに関するものである。
【０００９】
具体的には、本発明のフロントテレコンバーターは、ガリレオ型光学系を構成している。すなわち、基本的には、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ群ＧＦと負の屈折力を有する負レンズ群ＧＲとを備え、正レンズ群ＧＦの像側焦点位置と負レンズ群ＧＲの物体側焦点位置とを一致させている。その結果、物体側から平行に入射した光線束は、本発明のフロントテレコンバーターを介した後、像側へ平行に射出される。そこで、テレコンバーターは、アフォーカルコンバーターとも呼ばれる。
【００１０】
したがって、本発明のフロントテレコンバーターのアフォーカル倍率Ｍは、正レンズ群ＧＦの焦点距離をｆＦとし、負レンズ群ＧＲの焦点距離をｆＲとすると、以下の式（ａ）で表される。
Ｍ＝ｆＦ／｜ｆＲ｜ （ａ）
なお、このアフォーカル倍率Ｍの物理的な意味は、上述したように、軸上近軸光線の傾角の大きさに関し、射出側に対する入射側の比（｜θout ／θin｜）である。したがって、Ｍ＝ｆＦ／｜ｆＲ｜＝｜θout ／θin｜の関係が成立する。
【００１１】
フロントテレコンバーターの全長を短くするには、このようなガリレオ型のアフォーカルコンバーターとすることが望ましい。また、ガリレオ型のアフォーカルコンバーターでは、装着した状態においても像の姿勢が不変であるため、カメラなどの撮影レンズに装着するのに好都合である。
なお、本発明のフロントテレコンバーターのような付加的な光学系では、それ自体において収差を十分に除去しておかないと、撮影レンズに装着した状態における合成光学系（フロントテレコンバーター＋撮影レンズ）での収差が劣化してしまい、結像性能が劣化してしまうので注意が必要である。
本発明は、このようなガリレオ型のアフォーカルコンバーターにおいて、収差発生の少ない、優れた結像性能を有するフロントテレコンバーターを見い出したものである。
【００１２】
以下、各条件式に沿って本発明をさらに詳細に説明する。
本発明においては、以下の条件式（１）を満足する。
２．０＜ｆＦ／ΦＲ＜１０．０ （１）
ここで、ｆＦは、正レンズ群ＧＦの焦点距離である。また、ΦＲは、フロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径である。
【００１３】
条件式（１）は、正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦとフロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径ΦＲとの比率について適切な範囲を示すものである。
条件式（１）の上限値を上回ると、正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦが大きくなりすぎて、その結果テレコンバーターの全長が著しく長くなるので不都合である。また、軸上色収差が過大となり、画質が著しく損なわれるので不都合である。さらに、一定以上の周辺光量を確保しようとすると、前玉径が著しく増大するので不都合である。本発明においては、アフォーカル倍率が１．５よりも大きいフロントテレコンバーターにおいてこの条件式（１）が効果的であることを見い出した。
【００１４】
一方、条件式（１）の下限値を下回ると、正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦが小さくなりすぎて、テレコンバーターで発生する球面収差が甚大となり、同様に画質が著しく損なわれるので不都合である。また、正レンズ群ＧＦを鏡筒に組み付ける際の偏芯感度が大きくなりすぎて、製造が困難になるので不都合である。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（１）の上限値を６．０とし、下限値を２．８とすることが好ましい。
【００１５】
また、本発明においては、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせからなる接合正レンズをフロントテレコンバーターの最も物体側に配置し、次の条件式（２）を満足することが望ましい。
２．０＜ΦＦ／ΦＲ＜７．０ （２）
ここで、ΦＦは、フロントテレコンバーターの最も物体側のレンズ面、すなわち最も物体側に配置された負メニスカスレンズの物体側のレンズ面の有効径である。また、ΦＲは、フロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径である。
【００１６】
条件式（２）は、最も物体側のレンズ面の有効径ΦＦと最も像側のレンズ面の有効径ΦＲとの比率について適切な範囲を示すものである。
この条件式（２）は、テレコンバーターを通る全光束の太さを規定するものであり、十分な画質を得るために必要な光束を選択的に通し且つ不要な光束をカットする意味合いから重要である。特に、画角の大きな撮影レンズや、ズームレンズのように画角の変化する撮影レンズに取り付けて使用する場合に、視野にケラレを発生させることなく周辺光量も十分に確保することができるように前玉径を十分に確保するための条件である。
【００１７】
条件式（２）の上限値を上回ると、最も物体側のレンズ面の有効径ΦＦが大きくなりすぎて、その結果正レンズ群ＧＦを通る光線高さが大きくなり、収差の発生が大きくなるので好ましくない。また、迷光が入り易くなってゴーストやフレアが発生しやすくなるので好ましくない。さらに、前玉径が増大して光学系の大型化を招くだけでなく、重量が増大するので好ましくない。
一方、条件式（２）の下限値を下回ると、最も物体側のレンズ面の有効径ΦＦが小さくなりすぎて、十分に周辺光量を得ることができなくなるので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（２）の上限値を６．０とし、下限値を２．５とすることが好ましい。
【００１８】
また、本発明では、さらに良好な結像性能を得るために、接合正レンズが物体側から順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせで構成されていることが好ましい。本発明のフロントテレコンバーターを撮影レンズの物体側に装着した場合、元のマスターレンズ（撮影レンズ）の色収差に対してテレコンバーターで発生する色収差が加わる。したがって、接合正レンズの上述の構成は、合成光学系（テレコンバーター＋撮影レンズ）における十分な軸上色消しのために特に重要である。さらに、接合正レンズを構成する両凸レンズにより、主光線よりも下側の光線のコマ収差を十分に補正することができるため、接合正レンズの上述の構成は良好な結像性能を得る上で重要な構成要件である。
【００１９】
本発明では、以上の接合正レンズの構成に加えて、以下の条件式（３）を満足することが好ましいことも見い出した。
３．０＜ｆＦ・Ｍ／ＤFR＜１２．０ （３）
ここで、ｆＦは、正レンズ群ＧＦの焦点距離である。また、Ｍは、フロントテレコンバーターのアフォーカル倍率であり、先に述べたようにＭ＞１．５が望ましい。さらに、ＤFRは、正レンズ群ＧＦと負レンズ群ＧＲとの軸上間隔（光軸に沿った空気間隔）である。
【００２０】
条件式（３）の上限値を上回ると、アフォーカル倍率Ｍに対応した焦点距離ｆＦが大きくなりすぎて、その結果フロントテレコンバーターの全長が大きくなるだけでなく、球面収差および軸上色収差が大きくなるので好ましくない。また、前玉径が増大する傾向となり、光学系の大型化を招くだけでなく、重量が増大するので好ましくない。
【００２１】
逆に、条件式（３）の下限値を下回ると、正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦが小さくなりすぎて、像面湾曲が大きくなるだけでなく、主光線よりも下側の光線でのコマ収差が大きくなり、画質が損なわれ易くなるので好ましくない。また、正レンズ群ＧＦと負レンズ群ＧＲとの軸上間隔ＤFRが大きくなる傾向となり、フロントテレコンバーターの全長が大きくなるので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（３）の上限値を９．０とし、下限値を５．０とすることが好ましい。このとき、アフォーカル倍率Ｍは、１．８＞Ｍであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明においては、負レンズ群ＧＲ中の負メニスカスレンズが、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
−３．０＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）＜−０．２ （４）
ここで、Ｒａは、負レンズ群ＧＲ中の負メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径である。また、Ｒｂは、負メニスカスレンズの像側の面の曲率半径である。なお、曲率半径とは、非球面の場合には近軸の曲率半径をいう。
【００２３】
条件式（４）は、負レンズ群ＧＲ中の負メニスカスレンズのシェイプファクター（形状因子）について適切な範囲を規定している。
条件式（４）の上限値を上回ると、負メニスカスレンズのシェイプファクターが大きくなりすぎて、球面収差が正側に大きくなり、良好な結像性能を得ることができなくなるので好ましくない。また、物体側の面がフラット面に近づきすぎて、面反射によるゴーストやフレアが発生しやすくなり、画質が損なわれ易くなるので好ましくない。
【００２４】
一方、条件式（４）の下限値を下回ると、負メニスカスレンズのシェイプファクターが小さくなりすぎて、その結果、球面収差が正側に大きくなり、良好な結像性能を得ることができなくなるので好ましくない。また、レンズ形状が製造困難化するので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（４）の上限値を−１．０とし、下限値を−２．０とすることが好ましい。
【００２５】
また、本発明において、さらに良好な結像性能を得るには、正レンズ群ＧＦが物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズを有し、以下の条件式（５）および（６）を満たすことが望ましい。
１．７＜Ｎ （５）
０．２＜（Ｒｄ＋Ｒｃ）／（Ｒｄ−Ｒｃ）＜５．０ （６）
ここで、Ｎは、負レンズ群ＧＲ中の負メニスカスレンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率である。また、Ｒｃは、正レンズ群ＧＦ中の正メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径である。また、Ｒｄは、正メニスカスレンズの像側の面の曲率半径である。
【００２６】
条件式（５）は、負レンズ群ＧＲ中の負メニスカスレンズの屈折率について適切な範囲を規定している。
条件式（５）の下限値を下回ると、負メニスカスレンズの屈折率Ｎが小さくなりすぎて、諸収差のうち特に像面湾曲が大きくなる傾向となり、画質が損なわれ易くなるので好ましくない。
【００２７】
条件式（６）は、正レンズ群ＧＦ中の正メニスカスレンズのシェイプファクターについて適切な範囲を規定している。
条件式（６）の上限値を上回ると、正メニスカスレンズのシェイプファクターが大きくなりすぎて、その結果、主光線よりも下側の光線でのコマ収差が大きくなるので好ましくない。また、レンズ形状が製造困難化するので好ましくない。
【００２８】
一方、条件式（６）の下限値を下回ると、正メニスカスレンズのシェイプファクターが小さくなりすぎて、球面収差が負側に大きくなるので好ましくない。また、物体側の面がフラット面に近づきすぎて、面反射によるゴーストやフレアが発生しやすくなり、画質が損なわれ易くなるので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（６）の上限値を４．０とし、下限値を１．０とすることが好ましい。
【００２９】
実際にテレコンバーターを構成する際に、更に良好な結像性能を得るには、正レンズ群ＧＦが物体側から順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとから構成され、負レンズ群ＧＲが物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズから構成されていることが好ましい。さらに、この構成において、アフォーカル倍率Ｍが以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
Ｍ＞１．８ （７）
【００３０】
正レンズ群ＧＦおよび負レンズ群ＧＲに関する上述の構成は、条件式（７）を満足するように設定する場合により効果的である。これは、アフォーカル倍率Ｍを大きくすると諸収差のうち軸上色収差の発生量が特に大きくなるが、正レンズ群ＧＦおよび負レンズ群ＧＲに関して上述の構成を採用することにより良好な色収差バランスを達成することができるからである。
【００３１】
接合レンズでは、正レンズのアッベ数を大きくして低分散とし、負レンズのアッベ数を小さくして高分散とすることによって、充分な軸上色消しを達成することができる。このとき、正レンズのアッベ数と負レンズのアッベ数との差Δνを３０以上とすることが望ましい。また、接合正レンズを構成する負メニスカスレンズの屈折率ｎｄは高屈折率であることが好ましく、ｄ線に対する屈折率で１．８以上であることが好ましい。また、諸収差の補正上、接合正レンズを構成する両凸レンズの中心厚を比較的厚く構成することが好ましい。より具体的には、両凸レンズの中心厚は、正レンズ群ＧＦと負レンズ群ＧＲとの軸上空気間隔ＤFRの０．７倍よりも大きいことが好ましい。
【００３２】
撮影レンズの物体側にフロントテレコンバーターを装着すると、元の撮影レンズの最短撮影距離が伸びてしまう性質がある。しかしながら、正レンズ群ＧＦおよび負レンズ群ＧＲのうちの少なくとも一方が光軸に沿って移動する機構を設けることにより、近距離フォーカシングが可能となるので好都合である。本発明においては、負レンズ群ＧＲを光軸に沿って移動可能な可動レンズ群として構成することにより、比較的簡素な構造をとることができ、且つ合焦（フォーカシング）に際して全長の変化しない内部合焦方式（内焦方式）を採用することができるので好都合である。
【００３３】
さらに、本発明のフロントテレコンバーターは、撮影レンズのブレを検出するブレ検出手段と、ブレ検出手段からの信号とカメラの作動シークエンスの制御を行う制御手段からの信号とに基づいて適正なブレ補正量を定めるブレ制御装置と、ブレ補正量に基づき防振レンズ群を移動させる駆動機構とを組みあわせて、防振レンズシステムを構成することもできる。この場合、本発明においては、小型の負レンズ群ＧＲを光軸と直交する方向にシフトするように構成することが好ましい。また、負レンズ群ＧＲの負パワー（負屈折力）の絶対値は１２ｍｍよりも大きいことが望ましい。
また、本発明のフロントテレコンバーターを構成する各レンズに対して、非球面レンズ、回折光学素子、屈折率分布型レンズ等をさらに用いることにより、さらに良好な光学性能を得ることができることは言うまでもない。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
各実施例において、本発明のフロントテレコンバーターＦＣは、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ群ＧＦと、負の屈折力を有する負レンズ群ＧＲとから構成されている。一方、撮影ズームレンズＬは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
【００３５】
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｈとし、非球面の頂点における接平面から高さｈにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｈ）とし、近軸の曲率半径をｒとし、円錐定数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣn としたとき、以下の数式（ｂ）で表される。
【数１】
Ｓ（ｈ）＝（ｈ2 ／ｒ）／｛１＋（１−κ・ｈ2 ／ｒ2 ）1/2 ｝
＋Ｃ4 ・ｈ4 ＋Ｃ6 ・ｈ6 ＋Ｃ8 ・ｈ8 ＋Ｃ10・ｈ10 （ｂ）
各実施例において、非球面には面番号の右側に＊印を付している。
【００３６】
〔第１実施例〕
図１は、本発明の第１実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影ズームレンズとからなる合成光学系のレンズ構成、および望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍における撮影ズームレンズの各レンズ群の移動の様子を示す図である。
第１実施例のフロントテレコンバーターＦＣにおいて、正レンズ群ＧＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせからなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとから構成されている。また、負レンズ群ＧＲは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズから構成されている。
【００３７】
また、撮影ズームレンズＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、および両凹レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、像側の面が非球面状に形成された両凸レンズから構成されている。
【００３８】
なお、フロントテレコンバーターＦＣと撮影ズームレンズＬとの間の光路中には、保護ガラスＦ１が配置されている。また、撮影ズームレンズＬと像面との間の光路中には、フィルターとしての２つの平行平面板Ｆ２およびＦ３が配置されている。
図１に示すように、望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は固定である。なお、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の光路中には開口絞りＳが配置され、この開口絞りＳは変倍に際して第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
【００３９】
次の表（１）に、本発明の第１実施例の諸元の値を掲げる。表（１）において、Ｆは合成光学系の焦点距離を、ｆは撮影ズームレンズＬの焦点距離をそれぞれ表している。また、表（１）のレンズ諸元において、第１カラムは物体側からのレンズ面の面番号を、第２カラムのｒはレンズ面の曲率半径（非球面の場合には近軸の曲率半径）を、第３カラムのｄはレンズ面の間隔を、第４カラムのνはアッベ数を、第５カラムのＮ(d) はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を、第６カラムのＮ(g) はｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示している。
【００４０】
（表１）
（全体諸元）
Ｆ＝２３．３８〜３９．７５
ｆ＝１２．００２〜２０．４０３
（レンズ諸元）
ｒ ｄ ν Ｎ(d) Ｎ(g)
1 60.14000 2.60000 25.46 1.805180 1.847010 （ＧＦ）
2 41.56900 11.50000 64.20 1.516800 1.526670
3 -2246.40000 0.20000
4 27.64900 8.80000 64.20 1.516800 1.526670
5 63.62600 14.37523
6 86.89200 1.60000 54.67 1.729160 1.745710 （ＧＲ）
7 16.82800 4.70000
8 ∞ 1.00000 64.20 1.516800 1.526670 （Ｆ１）
9 ∞ (d9 =可変)
10 40.30582 1.30000 1.806100 1.837500 （Ｇ１）
11 9.97201 2.80000
12 -54.96217 1.10000 1.516800 1.526670
13 9.63700 3.20000 1.846660 1.894130
14 28.78133 (d14=可変)
15 ∞ 1.00000 （開口絞りＳ）
16 35.51097 2.00000 1.835000 1.859550 （Ｇ２）
17 -59.64727 0.15000
18 10.75338 5.90000 1.670030 1.687990
19 -15.70820 3.80000 1.846660 1.894130
20 8.29785 1.35000
21 -60.40256 1.90000 1.672700 1.699890
22 -25.83632 1.60000
23 13.54685 2.50000 1.702000 1.724320
24 188.86361 (d24=可変)
25 72.13020 1.90000 1.665470 1.680470 （Ｇ３）
26* -39.21486 1.00000
27 ∞ 3.42000 1.516800 1.526670 （Ｆ２）
28 ∞ 0.70000
29 ∞ 0.80000 1.516800 1.526670 （Ｆ３）
30 ∞ 1.71269
（非球面データ）
ｒ κ Ｃ4
26面 -39.21486 1.00000 2.28220×10-4
Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10
-1.07930×10-6 4.79260×10-8 0.00000
（変倍における可変間隔）
望遠端 広角端
Ｆ 39.75 23.38
ｆ 20.403 12.002
d9 5.00000 8.88000
d14 3.00209 9.87081
d24 19.88842 9.14023
（条件式対応値）
ｆＦ＝５６．３０３
ｆＲ＝−２８．９００
φＦ＝５３．４
φＲ＝１７．２
ＤFR＝１４．３７５
Δν＝３８．７４
ｎｄ＝１．８０５１８
（１）ｆＦ／ΦＲ＝３．２７３
（２）ΦＦ／ΦＲ＝３．１０５
（３）ｆＦ・Ｍ／ＤFR＝７．６３０
（４）（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）＝−１．４８０
（５）Ｎ＝１．７２９１６
（６）（Ｒｄ＋Ｒｃ）／（Ｒｄ−Ｒｃ）＝２．５３７
（７）Ｍ＝１．９４８
両凸レンズの中心厚＝１１．５
【００４１】
図２および図３は、第１実施例の諸収差図である。すなわち、図２は撮影ズームレンズの望遠端における合成光学系の諸収差図であり、図３は撮影ズームレンズの広角端における合成光学系の諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ｙは像高を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
各収差図から明らかなように、第１実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００４２】
〔第２実施例〕
図４は、本発明の第２実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影ズームレンズとからなる合成光学系のレンズ構成、および望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍における撮影ズームレンズの各レンズ群の移動の様子を示す図である。
第２実施例のフロントテレコンバーターＦＣにおいて、正レンズ群ＧＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせからなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとから構成されている。また、負レンズ群ＧＲは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズから構成されている。
【００４３】
また、撮影ズームレンズＬは、第１実施例と全く同じ構成を有する。
さらに、第１実施例と同様に、フロントテレコンバーターＦＣと撮影ズームレンズＬとの間の光路中には保護ガラスＦ１が配置され、撮影ズームレンズＬと像面との間の光路中には平行平面板Ｆ２およびＦ３が配置されている。
【００４４】
次の表（２）に、本発明の第２実施例の諸元の値を掲げる。表（２）において、Ｆは合成光学系の焦点距離を、ｆは撮影ズームレンズＬの焦点距離をそれぞれ表している。また、表（２）のレンズ諸元において、第１カラムは物体側からのレンズ面の面番号を、第２カラムのｒはレンズ面の曲率半径（非球面の場合には近軸の曲率半径）を、第３カラムのｄはレンズ面の間隔を、第４カラムのνはアッベ数を、第５カラムのＮ(d) はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を、第６カラムのＮ(g) はｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示している。
【００４５】
（表２）
（全体諸元）
Ｆ＝２３．４４〜３９．８５
ｆ＝１２．００２〜２０．４０３
（レンズ諸元）
ｒ ｄ ν Ｎ(d) Ｎ(g)
1 59.40527 2.50000 25.46 1.805180 1.847010 （ＧＦ）
2 42.11950 11.00000 64.20 1.516800 1.526670
3 -1164.15460 0.10000
4 27.02388 8.50000 64.20 1.516800 1.526670
5 56.02051 14.52084
6 82.42124 1.60000 49.22 1.743300 1.762140 （ＧＲ）
7 16.86499 3.20000
8 ∞ 1.00000 64.20 1.516800 1.526670 （Ｆ１）
9 ∞ (d9 =可変)
10 40.30582 1.30000 1.806100 1.837500 （Ｇ１）
11 9.97201 2.80000
12 -54.96217 1.10000 1.516800 1.526670
13 9.63700 3.20000 1.846660 1.894130
14 28.78133 (d14=可変)
15 ∞ 1.00000 （開口絞りＳ）
16 35.51097 2.00000 1.835000 1.859550 （Ｇ２）
17 -59.64727 0.15000
18 10.75338 5.90000 1.670030 1.687990
19 -15.70820 3.80000 1.846660 1.894130
20 8.29785 1.35000
21 -60.40256 1.90000 1.672700 1.699890
22 -25.83632 1.60000
23 13.54685 2.50000 1.702000 1.724320
24 188.86361 (d24=可変)
25 72.13020 1.90000 1.665470 1.680470 （Ｇ３）
26* -39.21486 1.00000
27 ∞ 3.42000 1.516800 1.526670 （Ｆ２）
28 ∞ 0.70000
29 ∞ 0.80000 1.516800 1.526670 （Ｆ３）
30 ∞ 1.71285
（非球面データ）
ｒ κ Ｃ4
26面 -39.21486 1.00000 2.28220×10-4
Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10
-1.07930×10-6 4.79260×10-8 0.00000
（変倍における可変間隔）
望遠端 広角端
Ｆ 39.85 23.44
ｆ 20.403 12.002
d9 7.80057 11.68007
d14 3.00209 9.87081
d24 19.88842 9.14023
（条件式対応値）
ｆＦ＝５６．３０８
ｆＲ＝−２８．８２６
φＦ＝５２
φＲ＝１６．５８
ＤFR＝１４．５２１
Δν＝３８．７４
ｎｄ＝１．８０５１８
（１）ｆＦ／ΦＲ＝３．３９６
（２）ΦＦ／ΦＲ＝３．１３６
（３）ｆＦ・Ｍ／ＤFR＝７．５７３
（４）（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）＝−１．５１５
（５）Ｎ＝１．７４３３０
（６）（Ｒｄ＋Ｒｃ）／（Ｒｄ−Ｒｃ）＝２．８６４
（７）Ｍ＝１．９５３
両凸レンズの中心厚＝１１．０
【００４６】
図５および図６は、第２実施例の諸収差図である。すなわち、図５は撮影ズームレンズの望遠端における合成光学系の諸収差図であり、図６は撮影ズームレンズの広角端における合成光学系の諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ｙは像高を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
各収差図から明らかなように、第２実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、たとえばデジタルスチルカメラの物体側に装着して望遠化の機能を果たすフロントテレコンバーターであって、高いアフォーカル倍率を有し、収差発生の少ない、優れた結像性能を有するフロントテレコンバーターを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影ズームレンズとからなる合成光学系のレンズ構成、および望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍における撮影ズームレンズの各レンズ群の移動の様子を示す図である。
【図２】第１実施例での撮影ズームレンズの望遠端における合成光学系の諸収差図である。
【図３】第１実施例での撮影ズームレンズの広角端における合成光学系の諸収差図である。
【図４】本発明の第２実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影ズームレンズとからなる合成光学系のレンズ構成、および望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍における撮影ズームレンズの各レンズ群の移動の様子を示す図である。
【図５】第２実施例での撮影ズームレンズの望遠端における合成光学系の諸収差図である。
【図６】第２実施例での撮影ズームレンズの広角端における合成光学系の諸収差図である。
【符号の説明】
ＦＣ フロントテレコンバーター
Ｌ 撮影ズームレンズ
ＧＦ 正レンズ群
ＧＲ 負レンズ群
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り
【発明の属する技術分野】
本発明はフロントテレコンバーターに関し、特に撮影レンズの焦点距離を拡大するためにその物体側に装着するテレコンバーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特開昭６３−２１０８１０号公報や特開平３−５９５０８号公報などには、ビデオカメラ用のフロントテレコンバーターが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６３−２１０８１０号公報に開示されたフロントテレコンバーターでは、レンズ枚数が比較的少なく単純な構成であるため、良好な結像性能を得ることが困難であるという不都合があった。
また、特開平３−５９５０８公報に開示されたフロントテレコンバーターでは、アフォーカル倍率が１．４６倍程度と低いため、実用的価値が低いという不都合があった。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、高いアフォーカル倍率を有し、収差発生の少ない、優れた結像性能を有するフロントテレコンバーターを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では、撮影レンズの物体側に着脱自在に装着されるようになった、アフォーカル倍率が１．５より大きいフロントテレコンバーターにおいて、
前記フロントテレコンバーターは、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ群ＧＦと、負の屈折力を有する負レンズ群ＧＲとを備え、
前記正レンズ群ＧＦは、接合正レンズを有し、
前記負レンズ群ＧＲは、負メニスカスレンズを有し、
前記接合正レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせからなり、
前記正レンズ群ＧＦの焦点距離をｆＦとし、前記フロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径をΦＲとし、前記負レンズ群ＧＲ中の前記負メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径をＲａとし、前記負レンズ群ＧＲ中の前記負メニスカスレンズの像側の面の曲率半径をＲｂとしたとき、
２．０＜ｆＦ／ΦＲ＜１０．０
−３．０＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）≦−１．４８０
の条件を満足することを特徴とするフロントテレコンバーターを提供する。
【０００６】
本発明の好ましい態様によれば、前記フロントテレコンバーターの最も物体側には、前記接合正レンズが配置され、
前記フロントテレコンバーターの最も物体側のレンズ面の有効径をΦＦとし、前記フロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径をΦＲとしたとき、
２．０＜ΦＦ／ΦＲ＜７．０
の条件を満足する。
【０００７】
また、本発明の別の好ましい態様によれば、前記正レンズ群ＧＦの焦点距離をｆＦとし、前記フロントテレコンバーターのアフォーカル倍率をＭとし、前記正レンズ群ＧＦと前記負レンズ群ＧＲとの軸上間隔をＤFRとしたとき、
３．０＜ｆＦ・Ｍ／ＤFR＜１２．０
の条件を満足する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、フロントテレコンバーターについて光学的に解説する。
本発明において、フロントコンバーターとは、対物レンズの物体側に装着されて、物体側から入射した平行光束を像側へ平行に射出する光学系をいう。この場合、フロントコンバーターのアフォーカル倍率Ｍは、軸上近軸光線の傾角の大きさに関し、射出側に対する入射側の比（｜θout ／θin｜：θout は射出側の軸上近軸光線の傾角であり、θinは入射側の軸上近軸光線の傾角である）を示す。なお、本発明は、アフォーカル倍率Ｍが１．０よりも大きいフロントコンバーター、いわゆる望遠化の機能を有するフロントテレコンバーターに関するものである。
【０００９】
具体的には、本発明のフロントテレコンバーターは、ガリレオ型光学系を構成している。すなわち、基本的には、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ群ＧＦと負の屈折力を有する負レンズ群ＧＲとを備え、正レンズ群ＧＦの像側焦点位置と負レンズ群ＧＲの物体側焦点位置とを一致させている。その結果、物体側から平行に入射した光線束は、本発明のフロントテレコンバーターを介した後、像側へ平行に射出される。そこで、テレコンバーターは、アフォーカルコンバーターとも呼ばれる。
【００１０】
したがって、本発明のフロントテレコンバーターのアフォーカル倍率Ｍは、正レンズ群ＧＦの焦点距離をｆＦとし、負レンズ群ＧＲの焦点距離をｆＲとすると、以下の式（ａ）で表される。
Ｍ＝ｆＦ／｜ｆＲ｜ （ａ）
なお、このアフォーカル倍率Ｍの物理的な意味は、上述したように、軸上近軸光線の傾角の大きさに関し、射出側に対する入射側の比（｜θout ／θin｜）である。したがって、Ｍ＝ｆＦ／｜ｆＲ｜＝｜θout ／θin｜の関係が成立する。
【００１１】
フロントテレコンバーターの全長を短くするには、このようなガリレオ型のアフォーカルコンバーターとすることが望ましい。また、ガリレオ型のアフォーカルコンバーターでは、装着した状態においても像の姿勢が不変であるため、カメラなどの撮影レンズに装着するのに好都合である。
なお、本発明のフロントテレコンバーターのような付加的な光学系では、それ自体において収差を十分に除去しておかないと、撮影レンズに装着した状態における合成光学系（フロントテレコンバーター＋撮影レンズ）での収差が劣化してしまい、結像性能が劣化してしまうので注意が必要である。
本発明は、このようなガリレオ型のアフォーカルコンバーターにおいて、収差発生の少ない、優れた結像性能を有するフロントテレコンバーターを見い出したものである。
【００１２】
以下、各条件式に沿って本発明をさらに詳細に説明する。
本発明においては、以下の条件式（１）を満足する。
２．０＜ｆＦ／ΦＲ＜１０．０ （１）
ここで、ｆＦは、正レンズ群ＧＦの焦点距離である。また、ΦＲは、フロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径である。
【００１３】
条件式（１）は、正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦとフロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径ΦＲとの比率について適切な範囲を示すものである。
条件式（１）の上限値を上回ると、正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦが大きくなりすぎて、その結果テレコンバーターの全長が著しく長くなるので不都合である。また、軸上色収差が過大となり、画質が著しく損なわれるので不都合である。さらに、一定以上の周辺光量を確保しようとすると、前玉径が著しく増大するので不都合である。本発明においては、アフォーカル倍率が１．５よりも大きいフロントテレコンバーターにおいてこの条件式（１）が効果的であることを見い出した。
【００１４】
一方、条件式（１）の下限値を下回ると、正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦが小さくなりすぎて、テレコンバーターで発生する球面収差が甚大となり、同様に画質が著しく損なわれるので不都合である。また、正レンズ群ＧＦを鏡筒に組み付ける際の偏芯感度が大きくなりすぎて、製造が困難になるので不都合である。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（１）の上限値を６．０とし、下限値を２．８とすることが好ましい。
【００１５】
また、本発明においては、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせからなる接合正レンズをフロントテレコンバーターの最も物体側に配置し、次の条件式（２）を満足することが望ましい。
２．０＜ΦＦ／ΦＲ＜７．０ （２）
ここで、ΦＦは、フロントテレコンバーターの最も物体側のレンズ面、すなわち最も物体側に配置された負メニスカスレンズの物体側のレンズ面の有効径である。また、ΦＲは、フロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径である。
【００１６】
条件式（２）は、最も物体側のレンズ面の有効径ΦＦと最も像側のレンズ面の有効径ΦＲとの比率について適切な範囲を示すものである。
この条件式（２）は、テレコンバーターを通る全光束の太さを規定するものであり、十分な画質を得るために必要な光束を選択的に通し且つ不要な光束をカットする意味合いから重要である。特に、画角の大きな撮影レンズや、ズームレンズのように画角の変化する撮影レンズに取り付けて使用する場合に、視野にケラレを発生させることなく周辺光量も十分に確保することができるように前玉径を十分に確保するための条件である。
【００１７】
条件式（２）の上限値を上回ると、最も物体側のレンズ面の有効径ΦＦが大きくなりすぎて、その結果正レンズ群ＧＦを通る光線高さが大きくなり、収差の発生が大きくなるので好ましくない。また、迷光が入り易くなってゴーストやフレアが発生しやすくなるので好ましくない。さらに、前玉径が増大して光学系の大型化を招くだけでなく、重量が増大するので好ましくない。
一方、条件式（２）の下限値を下回ると、最も物体側のレンズ面の有効径ΦＦが小さくなりすぎて、十分に周辺光量を得ることができなくなるので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（２）の上限値を６．０とし、下限値を２．５とすることが好ましい。
【００１８】
また、本発明では、さらに良好な結像性能を得るために、接合正レンズが物体側から順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせで構成されていることが好ましい。本発明のフロントテレコンバーターを撮影レンズの物体側に装着した場合、元のマスターレンズ（撮影レンズ）の色収差に対してテレコンバーターで発生する色収差が加わる。したがって、接合正レンズの上述の構成は、合成光学系（テレコンバーター＋撮影レンズ）における十分な軸上色消しのために特に重要である。さらに、接合正レンズを構成する両凸レンズにより、主光線よりも下側の光線のコマ収差を十分に補正することができるため、接合正レンズの上述の構成は良好な結像性能を得る上で重要な構成要件である。
【００１９】
本発明では、以上の接合正レンズの構成に加えて、以下の条件式（３）を満足することが好ましいことも見い出した。
３．０＜ｆＦ・Ｍ／ＤFR＜１２．０ （３）
ここで、ｆＦは、正レンズ群ＧＦの焦点距離である。また、Ｍは、フロントテレコンバーターのアフォーカル倍率であり、先に述べたようにＭ＞１．５が望ましい。さらに、ＤFRは、正レンズ群ＧＦと負レンズ群ＧＲとの軸上間隔（光軸に沿った空気間隔）である。
【００２０】
条件式（３）の上限値を上回ると、アフォーカル倍率Ｍに対応した焦点距離ｆＦが大きくなりすぎて、その結果フロントテレコンバーターの全長が大きくなるだけでなく、球面収差および軸上色収差が大きくなるので好ましくない。また、前玉径が増大する傾向となり、光学系の大型化を招くだけでなく、重量が増大するので好ましくない。
【００２１】
逆に、条件式（３）の下限値を下回ると、正レンズ群ＧＦの焦点距離ｆＦが小さくなりすぎて、像面湾曲が大きくなるだけでなく、主光線よりも下側の光線でのコマ収差が大きくなり、画質が損なわれ易くなるので好ましくない。また、正レンズ群ＧＦと負レンズ群ＧＲとの軸上間隔ＤFRが大きくなる傾向となり、フロントテレコンバーターの全長が大きくなるので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（３）の上限値を９．０とし、下限値を５．０とすることが好ましい。このとき、アフォーカル倍率Ｍは、１．８＞Ｍであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明においては、負レンズ群ＧＲ中の負メニスカスレンズが、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
−３．０＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）＜−０．２ （４）
ここで、Ｒａは、負レンズ群ＧＲ中の負メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径である。また、Ｒｂは、負メニスカスレンズの像側の面の曲率半径である。なお、曲率半径とは、非球面の場合には近軸の曲率半径をいう。
【００２３】
条件式（４）は、負レンズ群ＧＲ中の負メニスカスレンズのシェイプファクター（形状因子）について適切な範囲を規定している。
条件式（４）の上限値を上回ると、負メニスカスレンズのシェイプファクターが大きくなりすぎて、球面収差が正側に大きくなり、良好な結像性能を得ることができなくなるので好ましくない。また、物体側の面がフラット面に近づきすぎて、面反射によるゴーストやフレアが発生しやすくなり、画質が損なわれ易くなるので好ましくない。
【００２４】
一方、条件式（４）の下限値を下回ると、負メニスカスレンズのシェイプファクターが小さくなりすぎて、その結果、球面収差が正側に大きくなり、良好な結像性能を得ることができなくなるので好ましくない。また、レンズ形状が製造困難化するので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（４）の上限値を−１．０とし、下限値を−２．０とすることが好ましい。
【００２５】
また、本発明において、さらに良好な結像性能を得るには、正レンズ群ＧＦが物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズを有し、以下の条件式（５）および（６）を満たすことが望ましい。
１．７＜Ｎ （５）
０．２＜（Ｒｄ＋Ｒｃ）／（Ｒｄ−Ｒｃ）＜５．０ （６）
ここで、Ｎは、負レンズ群ＧＲ中の負メニスカスレンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率である。また、Ｒｃは、正レンズ群ＧＦ中の正メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径である。また、Ｒｄは、正メニスカスレンズの像側の面の曲率半径である。
【００２６】
条件式（５）は、負レンズ群ＧＲ中の負メニスカスレンズの屈折率について適切な範囲を規定している。
条件式（５）の下限値を下回ると、負メニスカスレンズの屈折率Ｎが小さくなりすぎて、諸収差のうち特に像面湾曲が大きくなる傾向となり、画質が損なわれ易くなるので好ましくない。
【００２７】
条件式（６）は、正レンズ群ＧＦ中の正メニスカスレンズのシェイプファクターについて適切な範囲を規定している。
条件式（６）の上限値を上回ると、正メニスカスレンズのシェイプファクターが大きくなりすぎて、その結果、主光線よりも下側の光線でのコマ収差が大きくなるので好ましくない。また、レンズ形状が製造困難化するので好ましくない。
【００２８】
一方、条件式（６）の下限値を下回ると、正メニスカスレンズのシェイプファクターが小さくなりすぎて、球面収差が負側に大きくなるので好ましくない。また、物体側の面がフラット面に近づきすぎて、面反射によるゴーストやフレアが発生しやすくなり、画質が損なわれ易くなるので好ましくない。
なお、本発明の効果をさらに十分に発揮するには、条件式（６）の上限値を４．０とし、下限値を１．０とすることが好ましい。
【００２９】
実際にテレコンバーターを構成する際に、更に良好な結像性能を得るには、正レンズ群ＧＦが物体側から順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとから構成され、負レンズ群ＧＲが物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズから構成されていることが好ましい。さらに、この構成において、アフォーカル倍率Ｍが以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
Ｍ＞１．８ （７）
【００３０】
正レンズ群ＧＦおよび負レンズ群ＧＲに関する上述の構成は、条件式（７）を満足するように設定する場合により効果的である。これは、アフォーカル倍率Ｍを大きくすると諸収差のうち軸上色収差の発生量が特に大きくなるが、正レンズ群ＧＦおよび負レンズ群ＧＲに関して上述の構成を採用することにより良好な色収差バランスを達成することができるからである。
【００３１】
接合レンズでは、正レンズのアッベ数を大きくして低分散とし、負レンズのアッベ数を小さくして高分散とすることによって、充分な軸上色消しを達成することができる。このとき、正レンズのアッベ数と負レンズのアッベ数との差Δνを３０以上とすることが望ましい。また、接合正レンズを構成する負メニスカスレンズの屈折率ｎｄは高屈折率であることが好ましく、ｄ線に対する屈折率で１．８以上であることが好ましい。また、諸収差の補正上、接合正レンズを構成する両凸レンズの中心厚を比較的厚く構成することが好ましい。より具体的には、両凸レンズの中心厚は、正レンズ群ＧＦと負レンズ群ＧＲとの軸上空気間隔ＤFRの０．７倍よりも大きいことが好ましい。
【００３２】
撮影レンズの物体側にフロントテレコンバーターを装着すると、元の撮影レンズの最短撮影距離が伸びてしまう性質がある。しかしながら、正レンズ群ＧＦおよび負レンズ群ＧＲのうちの少なくとも一方が光軸に沿って移動する機構を設けることにより、近距離フォーカシングが可能となるので好都合である。本発明においては、負レンズ群ＧＲを光軸に沿って移動可能な可動レンズ群として構成することにより、比較的簡素な構造をとることができ、且つ合焦（フォーカシング）に際して全長の変化しない内部合焦方式（内焦方式）を採用することができるので好都合である。
【００３３】
さらに、本発明のフロントテレコンバーターは、撮影レンズのブレを検出するブレ検出手段と、ブレ検出手段からの信号とカメラの作動シークエンスの制御を行う制御手段からの信号とに基づいて適正なブレ補正量を定めるブレ制御装置と、ブレ補正量に基づき防振レンズ群を移動させる駆動機構とを組みあわせて、防振レンズシステムを構成することもできる。この場合、本発明においては、小型の負レンズ群ＧＲを光軸と直交する方向にシフトするように構成することが好ましい。また、負レンズ群ＧＲの負パワー（負屈折力）の絶対値は１２ｍｍよりも大きいことが望ましい。
また、本発明のフロントテレコンバーターを構成する各レンズに対して、非球面レンズ、回折光学素子、屈折率分布型レンズ等をさらに用いることにより、さらに良好な光学性能を得ることができることは言うまでもない。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
各実施例において、本発明のフロントテレコンバーターＦＣは、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ群ＧＦと、負の屈折力を有する負レンズ群ＧＲとから構成されている。一方、撮影ズームレンズＬは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
【００３５】
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｈとし、非球面の頂点における接平面から高さｈにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｈ）とし、近軸の曲率半径をｒとし、円錐定数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣn としたとき、以下の数式（ｂ）で表される。
【数１】
Ｓ（ｈ）＝（ｈ2 ／ｒ）／｛１＋（１−κ・ｈ2 ／ｒ2 ）1/2 ｝
＋Ｃ4 ・ｈ4 ＋Ｃ6 ・ｈ6 ＋Ｃ8 ・ｈ8 ＋Ｃ10・ｈ10 （ｂ）
各実施例において、非球面には面番号の右側に＊印を付している。
【００３６】
〔第１実施例〕
図１は、本発明の第１実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影ズームレンズとからなる合成光学系のレンズ構成、および望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍における撮影ズームレンズの各レンズ群の移動の様子を示す図である。
第１実施例のフロントテレコンバーターＦＣにおいて、正レンズ群ＧＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせからなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとから構成されている。また、負レンズ群ＧＲは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズから構成されている。
【００３７】
また、撮影ズームレンズＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、および両凹レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、像側の面が非球面状に形成された両凸レンズから構成されている。
【００３８】
なお、フロントテレコンバーターＦＣと撮影ズームレンズＬとの間の光路中には、保護ガラスＦ１が配置されている。また、撮影ズームレンズＬと像面との間の光路中には、フィルターとしての２つの平行平面板Ｆ２およびＦ３が配置されている。
図１に示すように、望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は固定である。なお、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の光路中には開口絞りＳが配置され、この開口絞りＳは変倍に際して第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
【００３９】
次の表（１）に、本発明の第１実施例の諸元の値を掲げる。表（１）において、Ｆは合成光学系の焦点距離を、ｆは撮影ズームレンズＬの焦点距離をそれぞれ表している。また、表（１）のレンズ諸元において、第１カラムは物体側からのレンズ面の面番号を、第２カラムのｒはレンズ面の曲率半径（非球面の場合には近軸の曲率半径）を、第３カラムのｄはレンズ面の間隔を、第４カラムのνはアッベ数を、第５カラムのＮ(d) はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を、第６カラムのＮ(g) はｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示している。
【００４０】
（表１）
（全体諸元）
Ｆ＝２３．３８〜３９．７５
ｆ＝１２．００２〜２０．４０３
（レンズ諸元）
ｒ ｄ ν Ｎ(d) Ｎ(g)
1 60.14000 2.60000 25.46 1.805180 1.847010 （ＧＦ）
2 41.56900 11.50000 64.20 1.516800 1.526670
3 -2246.40000 0.20000
4 27.64900 8.80000 64.20 1.516800 1.526670
5 63.62600 14.37523
6 86.89200 1.60000 54.67 1.729160 1.745710 （ＧＲ）
7 16.82800 4.70000
8 ∞ 1.00000 64.20 1.516800 1.526670 （Ｆ１）
9 ∞ (d9 =可変)
10 40.30582 1.30000 1.806100 1.837500 （Ｇ１）
11 9.97201 2.80000
12 -54.96217 1.10000 1.516800 1.526670
13 9.63700 3.20000 1.846660 1.894130
14 28.78133 (d14=可変)
15 ∞ 1.00000 （開口絞りＳ）
16 35.51097 2.00000 1.835000 1.859550 （Ｇ２）
17 -59.64727 0.15000
18 10.75338 5.90000 1.670030 1.687990
19 -15.70820 3.80000 1.846660 1.894130
20 8.29785 1.35000
21 -60.40256 1.90000 1.672700 1.699890
22 -25.83632 1.60000
23 13.54685 2.50000 1.702000 1.724320
24 188.86361 (d24=可変)
25 72.13020 1.90000 1.665470 1.680470 （Ｇ３）
26* -39.21486 1.00000
27 ∞ 3.42000 1.516800 1.526670 （Ｆ２）
28 ∞ 0.70000
29 ∞ 0.80000 1.516800 1.526670 （Ｆ３）
30 ∞ 1.71269
（非球面データ）
ｒ κ Ｃ4
26面 -39.21486 1.00000 2.28220×10-4
Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10
-1.07930×10-6 4.79260×10-8 0.00000
（変倍における可変間隔）
望遠端 広角端
Ｆ 39.75 23.38
ｆ 20.403 12.002
d9 5.00000 8.88000
d14 3.00209 9.87081
d24 19.88842 9.14023
（条件式対応値）
ｆＦ＝５６．３０３
ｆＲ＝−２８．９００
φＦ＝５３．４
φＲ＝１７．２
ＤFR＝１４．３７５
Δν＝３８．７４
ｎｄ＝１．８０５１８
（１）ｆＦ／ΦＲ＝３．２７３
（２）ΦＦ／ΦＲ＝３．１０５
（３）ｆＦ・Ｍ／ＤFR＝７．６３０
（４）（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）＝−１．４８０
（５）Ｎ＝１．７２９１６
（６）（Ｒｄ＋Ｒｃ）／（Ｒｄ−Ｒｃ）＝２．５３７
（７）Ｍ＝１．９４８
両凸レンズの中心厚＝１１．５
【００４１】
図２および図３は、第１実施例の諸収差図である。すなわち、図２は撮影ズームレンズの望遠端における合成光学系の諸収差図であり、図３は撮影ズームレンズの広角端における合成光学系の諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ｙは像高を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
各収差図から明らかなように、第１実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００４２】
〔第２実施例〕
図４は、本発明の第２実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影ズームレンズとからなる合成光学系のレンズ構成、および望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍における撮影ズームレンズの各レンズ群の移動の様子を示す図である。
第２実施例のフロントテレコンバーターＦＣにおいて、正レンズ群ＧＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせからなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとから構成されている。また、負レンズ群ＧＲは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズから構成されている。
【００４３】
また、撮影ズームレンズＬは、第１実施例と全く同じ構成を有する。
さらに、第１実施例と同様に、フロントテレコンバーターＦＣと撮影ズームレンズＬとの間の光路中には保護ガラスＦ１が配置され、撮影ズームレンズＬと像面との間の光路中には平行平面板Ｆ２およびＦ３が配置されている。
【００４４】
次の表（２）に、本発明の第２実施例の諸元の値を掲げる。表（２）において、Ｆは合成光学系の焦点距離を、ｆは撮影ズームレンズＬの焦点距離をそれぞれ表している。また、表（２）のレンズ諸元において、第１カラムは物体側からのレンズ面の面番号を、第２カラムのｒはレンズ面の曲率半径（非球面の場合には近軸の曲率半径）を、第３カラムのｄはレンズ面の間隔を、第４カラムのνはアッベ数を、第５カラムのＮ(d) はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を、第６カラムのＮ(g) はｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示している。
【００４５】
（表２）
（全体諸元）
Ｆ＝２３．４４〜３９．８５
ｆ＝１２．００２〜２０．４０３
（レンズ諸元）
ｒ ｄ ν Ｎ(d) Ｎ(g)
1 59.40527 2.50000 25.46 1.805180 1.847010 （ＧＦ）
2 42.11950 11.00000 64.20 1.516800 1.526670
3 -1164.15460 0.10000
4 27.02388 8.50000 64.20 1.516800 1.526670
5 56.02051 14.52084
6 82.42124 1.60000 49.22 1.743300 1.762140 （ＧＲ）
7 16.86499 3.20000
8 ∞ 1.00000 64.20 1.516800 1.526670 （Ｆ１）
9 ∞ (d9 =可変)
10 40.30582 1.30000 1.806100 1.837500 （Ｇ１）
11 9.97201 2.80000
12 -54.96217 1.10000 1.516800 1.526670
13 9.63700 3.20000 1.846660 1.894130
14 28.78133 (d14=可変)
15 ∞ 1.00000 （開口絞りＳ）
16 35.51097 2.00000 1.835000 1.859550 （Ｇ２）
17 -59.64727 0.15000
18 10.75338 5.90000 1.670030 1.687990
19 -15.70820 3.80000 1.846660 1.894130
20 8.29785 1.35000
21 -60.40256 1.90000 1.672700 1.699890
22 -25.83632 1.60000
23 13.54685 2.50000 1.702000 1.724320
24 188.86361 (d24=可変)
25 72.13020 1.90000 1.665470 1.680470 （Ｇ３）
26* -39.21486 1.00000
27 ∞ 3.42000 1.516800 1.526670 （Ｆ２）
28 ∞ 0.70000
29 ∞ 0.80000 1.516800 1.526670 （Ｆ３）
30 ∞ 1.71285
（非球面データ）
ｒ κ Ｃ4
26面 -39.21486 1.00000 2.28220×10-4
Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10
-1.07930×10-6 4.79260×10-8 0.00000
（変倍における可変間隔）
望遠端 広角端
Ｆ 39.85 23.44
ｆ 20.403 12.002
d9 7.80057 11.68007
d14 3.00209 9.87081
d24 19.88842 9.14023
（条件式対応値）
ｆＦ＝５６．３０８
ｆＲ＝−２８．８２６
φＦ＝５２
φＲ＝１６．５８
ＤFR＝１４．５２１
Δν＝３８．７４
ｎｄ＝１．８０５１８
（１）ｆＦ／ΦＲ＝３．３９６
（２）ΦＦ／ΦＲ＝３．１３６
（３）ｆＦ・Ｍ／ＤFR＝７．５７３
（４）（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）＝−１．５１５
（５）Ｎ＝１．７４３３０
（６）（Ｒｄ＋Ｒｃ）／（Ｒｄ−Ｒｃ）＝２．８６４
（７）Ｍ＝１．９５３
両凸レンズの中心厚＝１１．０
【００４６】
図５および図６は、第２実施例の諸収差図である。すなわち、図５は撮影ズームレンズの望遠端における合成光学系の諸収差図であり、図６は撮影ズームレンズの広角端における合成光学系の諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ｙは像高を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
各収差図から明らかなように、第２実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、たとえばデジタルスチルカメラの物体側に装着して望遠化の機能を果たすフロントテレコンバーターであって、高いアフォーカル倍率を有し、収差発生の少ない、優れた結像性能を有するフロントテレコンバーターを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影ズームレンズとからなる合成光学系のレンズ構成、および望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍における撮影ズームレンズの各レンズ群の移動の様子を示す図である。
【図２】第１実施例での撮影ズームレンズの望遠端における合成光学系の諸収差図である。
【図３】第１実施例での撮影ズームレンズの広角端における合成光学系の諸収差図である。
【図４】本発明の第２実施例にかかるフロントテレコンバーターと撮影ズームレンズとからなる合成光学系のレンズ構成、および望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍における撮影ズームレンズの各レンズ群の移動の様子を示す図である。
【図５】第２実施例での撮影ズームレンズの望遠端における合成光学系の諸収差図である。
【図６】第２実施例での撮影ズームレンズの広角端における合成光学系の諸収差図である。
【符号の説明】
ＦＣ フロントテレコンバーター
Ｌ 撮影ズームレンズ
ＧＦ 正レンズ群
ＧＲ 負レンズ群
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り
Claims (9)
- 撮影レンズの物体側に着脱自在に装着されるようになった、アフォーカル倍率が１．５より大きいフロントテレコンバーターにおいて、
前記フロントテレコンバーターは、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ群ＧＦと、負の屈折力を有する負レンズ群ＧＲとを備え、
前記正レンズ群ＧＦは、接合正レンズを有し、
前記負レンズ群ＧＲは、負メニスカスレンズを有し、
前記接合正レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせからなり、
前記正レンズ群ＧＦの焦点距離をｆＦとし、前記フロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径をΦＲとし、前記負レンズ群ＧＲ中の前記負メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径をＲａとし、前記負レンズ群ＧＲ中の前記負メニスカスレンズの像側の面の曲率半径をＲｂとしたとき、
２．０＜ｆＦ／ΦＲ＜１０．０
−３．０＜（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）≦−１．４８０
の条件を満足することを特徴とするフロントテレコンバーター。 - 前記フロントテレコンバーターの最も物体側には、前記接合正レンズが配置され、
前記フロントテレコンバーターの最も物体側のレンズ面の有効径をΦＦとし、前記フロントテレコンバーターの最も像側のレンズ面の有効径をΦＲとしたとき、
２．０＜ΦＦ／ΦＲ＜７．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のフロントテレコンバーター。 - 前記正レンズ群ＧＦの焦点距離をｆＦとし、前記フロントテレコンバーターのアフォーカル倍率をＭとし、前記正レンズ群ＧＦと前記負レンズ群ＧＲとの軸上間隔をＤFRとしたとき、
３．０＜ｆＦ・Ｍ／ＤFR＜１２．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のフロントテレコンバーター。 - 前記正レンズ群ＧＦは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズを有し、
前記負レンズ群ＧＲ中の前記負メニスカスレンズのｄ線に対する屈折率をＮとし、前記正レンズ群ＧＦ中の前記正メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径をＲｃとし、前記正メニスカスレンズの像側の面の曲率半径をＲｄとしたとき、
１．７＜Ｎ
０．２＜（Ｒｄ＋Ｒｃ）／（Ｒｄ−Ｒｃ）＜５．０
の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項に記載のフロントテレコンバーター。 - 前記正レンズ群ＧＦは、物体側から順に、前記接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとから構成され、
前記負レンズ群ＧＲは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズから構成され、
前記フロントテレコンバーターのアフォーカル倍率Ｍは、
Ｍ＞１．８
の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項に記載のフロントテレコンバーター。 - 前記接合正レンズの前記両凸レンズのアッベ数と、前記接合正レンズの前記負メニスカスレンズのアッベ数との差Δνは、３０以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のフロントテレコンバーター。
- 前記接合正レンズの前記負メニスカスレンズのｄ線に対する屈折率は、１．８以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のフロントテレコンバーター。
- 前記接合正レンズの前記両凸レンズの中心厚は、前記正レンズ群ＧＦと前記負レンズ群ＧＲとの軸上空気間隔ＤFRの０．７倍よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のフロントテレコンバーター。
- 前記負レンズ群ＧＲは、光軸と直交する方向にシフトする構成であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のフロントテレコンバーター。
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