JP4725156B2 - ワイドコンバータ - Google Patents
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Description
本発明は、デジタルカメラ等のマスターレンズに装着されるフロントコンバータに関し、特にワイドコンバータに関する。
ＣＣＤをはじめとする固体撮像素子を利用したいわゆるデジタルスチルカメラやビデオカメラが、従来のフィルムカメラにかわって普及を見せている。これら固体撮像素子用レンズは、従来のフィルムカメラのレンズに比べて、画面サイズが小さいため、マスターレンズの大きさが小さく、フロントコンバータを小型化しやすいという特徴をもっている。この特徴を利用して、マスターレンズの焦点距離を変化させるためのフロントワイドコンバータがいくつか提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
特開平８−４３７３２号公報
特開平７−１３０７４号公報
しかしながら、特許文献１に開示されたワイドコンバータは装着されるマスターレンズの画角が４０°前後の標準レンズに取り付けることを前提としており、８０°以上の画角を有するマスターレンズに装着すると、周辺結像性能が低下すると言う問題がある。また、ズームレンズに装着したときには、広角側では良好な結像性能が得られても、望遠側では色収差が増大するため良好な結像性能が得られないと言う問題がある。
また、特許文献２に開示されたワイドコンバータでは、ズームレンズに装着し望遠側にズーミングした際にも収差補正の良好なコンバータが提案されている。しかし、レンズ構成枚数が５枚とレンズ構成が複雑で、かつ負レンズの前群に正レンズを配置する構成のため、マスターレンズの画角が８０°以上の場合は前玉径が巨大化すると言う問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、広角端状態の画角が８０°以上のズームレンズに装着され、広角端状態における画角を１００°以上に拡大する小型で高性能なワイドコンバータを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとからなり、マスターレンズの物体側に装着され、マスターレンズの焦点距離をより短い焦点距離にし、以下の条件を満足することを特徴とするワイドコンバータを提供する。
０．２４＜ｄ５／Σｄ＜０．３２
但し、ｄ５は前記正メニスカスレンズの中心厚、Σｄは前記ワイドコンバータの光軸上の総厚である。
０．２４＜ｄ５／Σｄ＜０．３２
但し、ｄ５は前記正メニスカスレンズの中心厚、Σｄは前記ワイドコンバータの光軸上の総厚である。
また、本発明のワイドコンバータは、以下の条件を満足することが好ましい。
−０．３＜ＳＦ３＜０．３
但し、ＳＦ３は前記正メニスカスレンズの形状因子であり、形状因子は、レンズの物体側面の曲率半径をｒ１、像側面の曲率半径をｒ２として、
ＳＦ＝（ｒ２−ｒ１）／（ｒ２＋ｒ１）
で表されるものとする。
−０．３＜ＳＦ３＜０．３
但し、ＳＦ３は前記正メニスカスレンズの形状因子であり、形状因子は、レンズの物体側面の曲率半径をｒ１、像側面の曲率半径をｒ２として、
ＳＦ＝（ｒ２−ｒ１）／（ｒ２＋ｒ１）
で表されるものとする。
また、本発明のワイドコンバータは、以下の条件を満足することが好ましい。
ν３＜ν２
ν３＜ν４
但し、ν２は前記第２負メニスカスレンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数、ν３は前記正メニスカスレンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数、ν４は前記正レンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数である。
ν３＜ν２
ν３＜ν４
但し、ν２は前記第２負メニスカスレンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数、ν３は前記正メニスカスレンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数、ν４は前記正レンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数である。
また、本発明のワイドコンバータは、以下の条件を満足することが好ましい。
０．９＜ｒａ／ｒｂ＜１．１
０．８＜ｒｃ／ｒｄ＜１．４
但し、ｒａは前記第２負メニスカスレンズの像側面の曲率半径、ｒｂは前記正メニスカスレンズの物体側面の曲率半径、ｒｃは前記正メニスカスレンズの像側面の曲率半径、ｒｄは前記正レンズの物体側面の曲率半径である。
０．９＜ｒａ／ｒｂ＜１．１
０．８＜ｒｃ／ｒｄ＜１．４
但し、ｒａは前記第２負メニスカスレンズの像側面の曲率半径、ｒｂは前記正メニスカスレンズの物体側面の曲率半径、ｒｃは前記正メニスカスレンズの像側面の曲率半径、ｒｄは前記正レンズの物体側面の曲率半径である。
また、本発明のワイドコンバータは、以下の条件を満足することが好ましい。
−１．１＜ＳＦ１＋ＳＦ２＜−０．８
但し、ＳＦ１は前記第１負メニスカスレンズの形状因子、ＳＦ２は前記第２負メニスカスレンズの形状因子であり、形状因子は、レンズの物体側面の曲率半径をｒ１、像側面の曲率半径をｒ２として、
ＳＦ＝（ｒ２−ｒ１）／（ｒ２＋ｒ１）
で表されるものとする。
−１．１＜ＳＦ１＋ＳＦ２＜−０．８
但し、ＳＦ１は前記第１負メニスカスレンズの形状因子、ＳＦ２は前記第２負メニスカスレンズの形状因子であり、形状因子は、レンズの物体側面の曲率半径をｒ１、像側面の曲率半径をｒ２として、
ＳＦ＝（ｒ２−ｒ１）／（ｒ２＋ｒ１）
で表されるものとする。
本発明によれば、広角端状態の画角が８０°以上のズームレンズに装着され、広角端状態における画角を１００°以上に拡大する小型で高性能なワイドコンバータを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態に関し説明する。
本発明の実施の形態にかかるワイドコンバータは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとから構成され、後述する条件式を満足することによって、１００°以上の広い画角にわたって良好な収差補正を達成したものである。
また、最も物体側に２枚の負メニスカスレンズを配置することによって、前玉径を増大させることなく歪曲収差を最小に抑える構成としたことと、その像側に物体側に凸面を向けた比較的厚肉のメニスカス形状のレンズを配置したことである。このメニスカス形状のレンズの物体側の凸面の作用によって、最も物体側の２枚の負メニスカスレンズで発生する歪曲収差および倍率色収差を補正し、同時にメニスカス形状のレンズの像側の凹面の作用によって、正レンズで発生する軸上色収差を補正することによって、ズーム全域にわたる良好な収差補正を可能にしたものである。
本発明の実施の形態にかかるワイドコンバータでは、倍率色収差と歪曲収差を良好に補正するために、以下の条件式（１）、および（２）を満足することが望ましい。
（１） −０．３＜ＳＦ３＜０．３
（２） ０．２４＜ｄ５／Σｄ＜０．３２
但し、ｄ５はメニスカス形状のレンズの中心厚、Σｄは前記ワイドコンバータの光軸上の総厚、ＳＦ３は前記メニスカス形状のレンズの形状因子をそれぞれ表し、形状因子はレンズの物体側面の曲率半径をｒ１、像側面の曲率半径をｒ２として、
ＳＦ＝（ｒ２−ｒ１）／（ｒ２＋ｒ１）
で表されるものとする。
（１） −０．３＜ＳＦ３＜０．３
（２） ０．２４＜ｄ５／Σｄ＜０．３２
但し、ｄ５はメニスカス形状のレンズの中心厚、Σｄは前記ワイドコンバータの光軸上の総厚、ＳＦ３は前記メニスカス形状のレンズの形状因子をそれぞれ表し、形状因子はレンズの物体側面の曲率半径をｒ１、像側面の曲率半径をｒ２として、
ＳＦ＝（ｒ２−ｒ１）／（ｒ２＋ｒ１）
で表されるものとする。
条件式（１）の上限値を超えても下限値を超えても倍率色収差と歪曲収差の良好な補正が困難となる。
条件式（２）の下限値を超えると、メニスカス形状のレンズの物体側の面によって、この面の物体側の負メニスカスレンズで発生する歪曲収差および倍率色収差を補正する効果が減じ、またメニスカス形状のレンズの像側面によって、この面の像側の正レンズで発生する軸上色収差を補正する効果が減じるため、倍率色収差と軸上色収差を同時に補正することが困難となる。
条件式（２）の上限値を超えると、メニスカス形状のレンズの厚さが厚くなるため、ワイドコンバータ全体が巨大化するか、各レンズのパワーが過大となり収差補正が困難となる。
また、本発明の実施の形態にかかるワイドコンバータでは、良好な色収差補正のために以下の条件式（３）、および（４）を満足することが望ましい。
（３） ν３＜ν２
（４） ν３＜ν４
但し、ν２は第２負メニスカスレンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数、ν３はメニスカス形状のレンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数、ν４は正レンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数をそれぞれ表す。
（３） ν３＜ν２
（４） ν３＜ν４
但し、ν２は第２負メニスカスレンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数、ν３はメニスカス形状のレンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数、ν４は正レンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数をそれぞれ表す。
条件式（３）の範囲を外れると倍率色収差の補正が困難となり、条件式（４）の範囲を外れると軸上色収差の良好な補正が困難となる。
また、本発明の実施の形態にかかるワイドコンバータでは、歪曲収差およびコマ収差補正を良好に行うために、以下の条件式（５）、および（６）を満足することが望ましい。
（５） ０．９＜ｒａ／ｒｂ＜１．１
（６） ０．８＜ｒｃ／ｒｄ＜１．４
但し、ｒａは第２負メニスカスレンズの像側面の曲率半径、ｒｂはメニスカス形状のレンズの物体側面の曲率半径、ｒｃはメニスカス形状のレンズの像側面の曲率半径、ｒｄは正レンズの物体側面の曲率半径をそれぞれ表す。
（５） ０．９＜ｒａ／ｒｂ＜１．１
（６） ０．８＜ｒｃ／ｒｄ＜１．４
但し、ｒａは第２負メニスカスレンズの像側面の曲率半径、ｒｂはメニスカス形状のレンズの物体側面の曲率半径、ｒｃはメニスカス形状のレンズの像側面の曲率半径、ｒｄは正レンズの物体側面の曲率半径をそれぞれ表す。
条件式（５）、および（６）の上限値を超えても下限値を超えても、歪曲収差とコマ収差の補正が困難となる。
また、本発明の実施の形態にかかるワイドコンバータでは、歪曲収差を抑えながら広い画角における像面の平坦性を確保するには条件式（７）を満足することが望ましい。
（７） −１．１＜ＳＦ１＋ＳＦ２＜−０．８
但し、ＳＦ１は第１負メニスカスレンズの形状因子、ＳＦ２は第２負メニスカスレンズの形状因子をそれぞれ表し、形状因子は、レンズの物体側面の曲率半径をｒ１、像側面の曲率半径をｒ２として、ＳＦ＝（ｒ２−ｒ１）／（ｒ２＋ｒ１）で表されるものとする。
（７） −１．１＜ＳＦ１＋ＳＦ２＜−０．８
但し、ＳＦ１は第１負メニスカスレンズの形状因子、ＳＦ２は第２負メニスカスレンズの形状因子をそれぞれ表し、形状因子は、レンズの物体側面の曲率半径をｒ１、像側面の曲率半径をｒ２として、ＳＦ＝（ｒ２−ｒ１）／（ｒ２＋ｒ１）で表されるものとする。
条件式（７）の下限値を超えると、歪曲収差の良好な補正が困難となる。条件式（７）の上限値を超えると、像面湾曲が大きくなり像面の平坦性に問題が生じる。
（実施例）
次に本発明の実施の形態にかかる各実施例について添付図面に基づいて説明する。
次に本発明の実施の形態にかかる各実施例について添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズに装着した状態におけるレンズ構成を示す。
図１は、本発明の第１実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズに装着した状態におけるレンズ構成を示す。
図１において、ワイドコンバータは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ４とから構成されている。ワイドコンバータはマスターレンズＭの像面Ｉに対して固定されており、ワイドコンバータとマスターレンズＭの間の間隔が可変に構成されている。なお、ワイドコンバータがマスターレンズＭの最も物体側のレンズと一体に動くようにしてもよい。
以下の表１に第１実施例のワイドコンバータの諸元の値を示す。表中、「全体諸元」のｆは焦点距離、２Ａは画角（単位：度）、ｍはコンバーター倍率をそれぞれ示す。「レンズデータ」の第１カラムは物体側からのレンズ面番号、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、νｄはｄ線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数、ｎｄはｄ線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率をそれぞれ表す。「可変間隔データ」には、焦点距離ｆと、マスターレンズＭにワイドコンバータを装着した際のマスターレンズＭの可変間隔の値をそれぞれ示す。ここでＤ０は、正レンズＬ４の像面側からマスターレンズＭの最も物体側のレンズ面までの距離を表す。［条件式対応値］は各条件式対応値をそれぞれ示す。
なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄその他の長さ等は、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とする。
（表１）
「全体諸元」
f=4.71-15.57
2A=104.32-40.58
m=0.75
「レンズデータ」
r d νd nd
1) 71.3285 4.0000 49.61 1.772500 L1
2) 31.1312 11.0000 1.000000
3) 88.1732 3.0000 49.61 1.772500 L2
4) 33.3000 6.0000 1.000000
5) 32.6911 11.0000 22.76 1.808090 L3
6) 32.8863 9.0000 65.47 1.603000 L4
7) -167.0206 (D0) 1.000000
「可変間隔データ」
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 4.70991 8.57879 15.56950
D0 3.20000 10.27332 3.30281
D1 15.89963 0.34444 0.30000
D2 11.00000 11.00000 2.57862
D3 8.75192 17.12933 32.22837
D4 1.26829 1.37275 1.71005
Bf 0.99000 0.99000 0.99000
「条件式対応値」
1) SF3 0.003
2) d5/Σd 0.250
3) ν2 49.610
ν3 22.760
4) ν4 65.470
5) ra/rb 1.019
6) rc/rd 1.000
7) SF1+SF2 -0.844
「全体諸元」
f=4.71-15.57
2A=104.32-40.58
m=0.75
「レンズデータ」
r d νd nd
1) 71.3285 4.0000 49.61 1.772500 L1
2) 31.1312 11.0000 1.000000
3) 88.1732 3.0000 49.61 1.772500 L2
4) 33.3000 6.0000 1.000000
5) 32.6911 11.0000 22.76 1.808090 L3
6) 32.8863 9.0000 65.47 1.603000 L4
7) -167.0206 (D0) 1.000000
「可変間隔データ」
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 4.70991 8.57879 15.56950
D0 3.20000 10.27332 3.30281
D1 15.89963 0.34444 0.30000
D2 11.00000 11.00000 2.57862
D3 8.75192 17.12933 32.22837
D4 1.26829 1.37275 1.71005
Bf 0.99000 0.99000 0.99000
「条件式対応値」
1) SF3 0.003
2) d5/Σd 0.250
3) ν2 49.610
ν3 22.760
4) ν4 65.470
5) ra/rb 1.019
6) rc/rd 1.000
7) SF1+SF2 -0.844
図２は、本第１実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズＭに装着した状態での諸収差図を示し、（ａ）はマスターレンズＭが広角端状態における諸収差図、（ｂ）はマスターレンズＭが中間焦点距離状態における諸収差図、（ｃ）はマスターレンズＭが望遠端状態における諸収差図をそれぞれ示す。
また、各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、ｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）、ＣはＣ線（波長λ＝６５６．３ｎｍ）、ＦはＦ線（波長λ＝４８６．１ｎｍ）をそれぞれ示す。球面収差図において破線はサインコンデションを、非点収差図において実線はサジタル像面、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。コマ収差図は各像高Ｙにおけるコマ収差をそれぞれ示す。なお、これらの記号は以降の他の実施例においても同様とし説明を省略する。
図９（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示すマスターレンズＭのみの諸収差図と比較して、本第１実施例にかかるワイドコンバータを装着しても広い画角に亘って諸収差が良好に補正され優れた結像性能を有していることが明らかである。
（第２実施例）
図３は、本発明の第２実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズに装着した状態におけるレンズ構成を示す。
図３は、本発明の第２実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズに装着した状態におけるレンズ構成を示す。
図３において、ワイドコンバータは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ４とから構成されている。ワイドコンバータはマスターレンズＭの像面Ｉに対して固定されており、ワイドコンバータとマスターレンズＭの間の間隔が可変に構成されている。なお、ワイドコンバータがマスターレンズＭの最も物体側のレンズと一体に動くようにしてもよい。
以下の表２に第２実施例のワイドコンバータの諸元の値を示す。
（表２）
「全体諸元」
f=4.71-15.59
2A=104.50-40.56
m=0.75
「レンズデータ」
r d νd nd
1) 68.0000 4.0000 49.61 1.772500 L1
2) 30.0000 11.0000 1.000000
3) 99.0320 3.0000 49.61 1.772500 L2
4) 29.3844 2.4000 1.000000
5) 29.3245 11.6000 30.24 1.585180 L3
6) 50.6734 0.2000 1.000000
7) 38.7416 7.2000 65.47 1.603000 L4
8) -175.9427 (D0) 1.000000
「可変間隔データ」
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠短状態
ｆ 4.71148 8.58396 15.58338
D0 3.20000 10.27332 3.30281
D1 15.89963 0.34444 0.30000
D2 11.00000 11.00000 2.57862
D3 8.75422 17.13688 32.25242
D4 1.26599 1.36520 1.68600
Bf 0.99000 0.99000 0.99000
「条件式対応値」
1) SF3 0.267
2) d5/Σd 0.294
3) ν2 49.610
ν3 30.240
4) ν4 65.470
5) ra/rb 1.002
6) rc/rd 1.308
7) SF1+SF2 -0.930
「全体諸元」
f=4.71-15.59
2A=104.50-40.56
m=0.75
「レンズデータ」
r d νd nd
1) 68.0000 4.0000 49.61 1.772500 L1
2) 30.0000 11.0000 1.000000
3) 99.0320 3.0000 49.61 1.772500 L2
4) 29.3844 2.4000 1.000000
5) 29.3245 11.6000 30.24 1.585180 L3
6) 50.6734 0.2000 1.000000
7) 38.7416 7.2000 65.47 1.603000 L4
8) -175.9427 (D0) 1.000000
「可変間隔データ」
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠短状態
ｆ 4.71148 8.58396 15.58338
D0 3.20000 10.27332 3.30281
D1 15.89963 0.34444 0.30000
D2 11.00000 11.00000 2.57862
D3 8.75422 17.13688 32.25242
D4 1.26599 1.36520 1.68600
Bf 0.99000 0.99000 0.99000
「条件式対応値」
1) SF3 0.267
2) d5/Σd 0.294
3) ν2 49.610
ν3 30.240
4) ν4 65.470
5) ra/rb 1.002
6) rc/rd 1.308
7) SF1+SF2 -0.930
図４は、本第２実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズＭに装着した状態での諸収差図を示し、（ａ）はマスターレンズＭが広角端状態における諸収差図、（ｂ）はマスターレンズＭが中間焦点距離状態における諸収差図、（ｃ）はマスターレンズＭが望遠端状態における諸収差図をそれぞれ示す。
図９（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示すマスターレンズＭのみの諸収差図と比較して、本第２実施例にかかるワイドコンバータを装着しても広い画角に亘って諸収差が良好に補正され優れた結像性能を有していることが明らかである。
（第３実施例）
図５は、本発明の第３実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズに装着した状態におけるレンズ構成を示す。
図５は、本発明の第３実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズに装着した状態におけるレンズ構成を示す。
図３において、ワイドコンバータは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ４とから構成されている。ワイドコンバータはマスターレンズＭの像面Ｉに対して固定されており、ワイドコンバータとマスターレンズＭの間の間隔が可変に構成されている。なお、ワイドコンバータがマスターレンズＭの最も物体側のレンズと一体に動くようにしてもよい。
以下の表３に第３実施例のワイドコンバータの諸元の値を示す。
（表３）
「全体諸元」
f=4.71-15.59
2A=104.66-40.52
m=0.75
「レンズデータ」
r d νd nd
1) 79.9145 5.0000 49.61 1.772500 L1
2) 35.5270 12.6000 1.000000
3) 96.7537 4.0000 49.61 1.772500 L2
4) 37.1712 8.0000 1.000000
5) 36.7350 13.6000 23.78 1.846660 L3
6) 35.1358 9.4000 61.18 1.589130 L4
7) -188.8260 (D0) 1.000000
「可変間隔データ」
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 4.70991 8.58462 15.59142
D0 3.30000 10.37332 3.40281
D1 15.89963 0.34444 0.30000
D2 11.00000 11.00000 2.57862
D3 8.75769 17.14827 32.28880
D4 1.26252 1.35381 1.64962
Bf 0.99000 0.99000 0.99000
「条件式対応値」
1) SF3 -0.022
2) d5/Σd 0.259
3) ν2 49.610
ν3 23.780
4) ν4 61.180
5) ra/rb 1.012
6) rc/rd 1.000
7) SF1+SF2 -0.829
「全体諸元」
f=4.71-15.59
2A=104.66-40.52
m=0.75
「レンズデータ」
r d νd nd
1) 79.9145 5.0000 49.61 1.772500 L1
2) 35.5270 12.6000 1.000000
3) 96.7537 4.0000 49.61 1.772500 L2
4) 37.1712 8.0000 1.000000
5) 36.7350 13.6000 23.78 1.846660 L3
6) 35.1358 9.4000 61.18 1.589130 L4
7) -188.8260 (D0) 1.000000
「可変間隔データ」
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 4.70991 8.58462 15.59142
D0 3.30000 10.37332 3.40281
D1 15.89963 0.34444 0.30000
D2 11.00000 11.00000 2.57862
D3 8.75769 17.14827 32.28880
D4 1.26252 1.35381 1.64962
Bf 0.99000 0.99000 0.99000
「条件式対応値」
1) SF3 -0.022
2) d5/Σd 0.259
3) ν2 49.610
ν3 23.780
4) ν4 61.180
5) ra/rb 1.012
6) rc/rd 1.000
7) SF1+SF2 -0.829
図６は、本第３実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズＭに装着した状態での諸収差図を示し、（ａ）はマスターレンズＭが広角端状態における諸収差図、（ｂ）はマスターレンズＭが中間焦点距離状態における諸収差図、（ｃ）はマスターレンズＭが望遠端状態における諸収差図をそれぞれ示す。
図９（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示すマスターレンズＭのみの諸収差図と比較して、本第３実施例にかかるワイドコンバータを装着しても広い画角に亘って諸収差が良好に補正され優れた結像性能を有していることが明らかである。
（第４実施例）
図７は、本発明の第４実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズに装着した状態におけるレンズ構成を示す。
図７は、本発明の第４実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズに装着した状態におけるレンズ構成を示す。
図７において、ワイドコンバータは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ４とから構成されている。ワイドコンバータはマスターレンズＭの像面Ｉに対して固定されており、ワイドコンバータとマスターレンズＭの間の間隔が可変に構成されている。なお、ワイドコンバータがマスターレンズＭの最も物体側のレンズと一体に動くようにしてもよい。
以下の表４に第４実施例のワイドコンバータの諸元の値を示す。
（表４）
「全体諸元」
f=4.71-15.58
2A=106.15-40.56
m=0.75
「レンズデータ」
r d νd nd
1) 81.1272 4.6000 49.61 1.772500 L1
2) 34.3463 12.0000 1.000000
3) 87.1922 3.6000 49.61 1.772500 L2
4) 34.4078 6.4000 1.000000
5) 34.4777 12.6000 22.76 1.808090 L3
6) 33.0749 10.0000 61.18 1.589130 L4
7) -153.3901 (D0) 1.000000
「可変間隔データ」
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 4.71022 8.58508 15.59208
D0 3.40000 10.47332 3.50281
D1 15.89963 0.34444 0.30000
D2 11.00000 11.00000 2.57862
D3 8.75759 17.14796 32.28782
D4 1.26262 1.35412 1.65060
Bf 0.99000 0.99000 0.99000
「条件式対応値」
1) SF3 -0.021
2) d5/Σd 0.256
3) ν2 49.610
ν3 22.760
4) ν4 61.180
5) ra/rb 0.998
6) rc/rd 1.000
7) SF1+SF2 -0.839
「全体諸元」
f=4.71-15.58
2A=106.15-40.56
m=0.75
「レンズデータ」
r d νd nd
1) 81.1272 4.6000 49.61 1.772500 L1
2) 34.3463 12.0000 1.000000
3) 87.1922 3.6000 49.61 1.772500 L2
4) 34.4078 6.4000 1.000000
5) 34.4777 12.6000 22.76 1.808090 L3
6) 33.0749 10.0000 61.18 1.589130 L4
7) -153.3901 (D0) 1.000000
「可変間隔データ」
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 4.71022 8.58508 15.59208
D0 3.40000 10.47332 3.50281
D1 15.89963 0.34444 0.30000
D2 11.00000 11.00000 2.57862
D3 8.75759 17.14796 32.28782
D4 1.26262 1.35412 1.65060
Bf 0.99000 0.99000 0.99000
「条件式対応値」
1) SF3 -0.021
2) d5/Σd 0.256
3) ν2 49.610
ν3 22.760
4) ν4 61.180
5) ra/rb 0.998
6) rc/rd 1.000
7) SF1+SF2 -0.839
図８は、本第４実施例にかかるワイドコンバータをマスターレンズＭに装着した状態での諸収差図を示し、（ａ）はマスターレンズＭが広角端状態における諸収差図、（ｂ）はマスターレンズＭが中間焦点距離状態における諸収差図、（ｃ）はマスターレンズＭが望遠端状態における諸収差図をそれぞれ示す。
図８（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示すマスターレンズＭのみの諸収差図と比較して、本第１実施例にかかるワイドコンバータを装着しても広い画角に亘って諸収差が良好に補正され優れた結像性能を有していることが明らかである。
次に、本実施の形態にかかる各実施例のワイドコンバータを装着するマスターレンズＭの諸特性について説明する。なお、上記実施例のワイドコンバータを装着するマスターレンズＭはこれに限られるものではない。
図１、図３、図５、および図７に示されるように、マスターレンズＭは、物体側より順に、負メニスカスレンズ、両凹形状の負レンズ、正メニスカスレンズからなる全体として負屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、両凸形状の正レンズと、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズと、負メニスカスレンズと両凸形状の正レンズとの接合レンズからなる全体として正屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズからなる全体として正屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間にはフレアを効果的にカットするための所謂フレアストッパーＦＳ、第２レンズ群の物体側には第２レンズ群と一体に移動する開口絞りＳ、像面Ｉ近くの２枚の平行平板は、所謂オプチカルローパスフィルターＯＬＰＦと撮像素子のカバーガラスＣＧである。フォーカスは第３レンズ群Ｇ３を物体側に移動させることによって行う。
なお、マスターレンズＭにおいて非球面は以下の式で表される。
x＝(h2/R)/(1+(1-K×h2/R2)1/2) +C4×h4+C6×h6+C8×h8+C10×h10
ここで、光軸方向の面の深さをｘ、光軸と垂直方向の高さをｈ、基準球面の曲率半径をＲ、円錐係数をＫ、ｎ次の非球面係数をＣｎで表す。非球面は、以下の表５中のレンズデータにおいて最も左の欄に「＊」で示す。
ここで、光軸方向の面の深さをｘ、光軸と垂直方向の高さをｈ、基準球面の曲率半径をＲ、円錐係数をＫ、ｎ次の非球面係数をＣｎで表す。非球面は、以下の表５中のレンズデータにおいて最も左の欄に「＊」で示す。
以下の表５にマスターレンズの諸元の値を示す。表中、「全体諸元」のｆは焦点距離、Ｂｆはバックフォーカス、ＦＮｏはＦナンバー、２Ａは画角（単位：度）、ｙは像高をそれぞれ示す。「レンズデータ」の第１カラムは物体側からのレンズ面番号、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、νｄはｄ線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数、ｎｄはｄ線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率をそれぞれ表す。なお、曲率半径ｒにおいて「∞」は平面を表す。「可変間隔データ」には、焦点距離ｆと、可変間隔の値をそれぞれ示す。
（表５）
「全体諸元」
f=6.28-21.00
Bf=0.99
FNo=2.68-5.14
2A=87.29-30.34
y=5.70
「レンズデータ」
r d νd nd
1) 33.2600 2.2000 45.53 1.754000
* 2) 8.2752 6.4000 1.000000
3) -36.5301 1.3000 81.61 1.497000
4) 16.3217 2.2000 1.000000
5) 21.4070 2.7000 32.35 1.850260
6) 372.1116 (D1) 1.000000
7) ∞ (D2) 1.000000 （ＦＳ）
8> ∞ 0.5000 1.000000 （開口絞りＳ）
* 9) 10.2651 2.6000 59.10 1.583320
10) -74.0767 0.6000 1.000000
11) 11.2830 3.0000 50.88 1.658440
12) -13.8170 0.9000 39.59 1.804400
13) 7.5054 0.9000 1.000000
14) 30.6648 0.9000 37.95 1.723420
15) 8.3512 2.6000 81.61 1.497000
16) -19.1954 (D3) 1.000000
*17) 15.4428 3.9000 57.44 1.606020
18) -51.2130 1.0000 23.78 1.846660
19) 452.1588 (D4) 1.000000
20) ∞ 1.7200 64.20 1.516800 （ＯＬＰＦ）
21) ∞ 0.7640 1.000000
22) ∞ 0.5000 64.20 1.516800 （ＣＧ）
23) ∞ (Bf) 1.000000
「非球面係数」
面 K C 4 C 6 C 8 C10
( 1) 2 0.3333 1.41260E-05 2.17950E-07 5.15730E-11 1.61800E-12
( 2) 9 0.3833 1.69550E-06 1.45000E-07 5.86320E-09 -4.19770E-11
( 3)17 1.2219 -4.70030E-06 -1.53280E-07 1.02090E-08 -9.81410E-11
「可変間隔データ」
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 6.28000 11.50000 21.00000
D1 15.89963 0.34444 0.30000
D2 11.00000 11.00000 2.57862
D3 8.79701 17.27888 32.71522
D4 1.22320 1.22320 1.22320
Bf 0.99000 0.99000 0.99000
「全体諸元」
f=6.28-21.00
Bf=0.99
FNo=2.68-5.14
2A=87.29-30.34
y=5.70
「レンズデータ」
r d νd nd
1) 33.2600 2.2000 45.53 1.754000
* 2) 8.2752 6.4000 1.000000
3) -36.5301 1.3000 81.61 1.497000
4) 16.3217 2.2000 1.000000
5) 21.4070 2.7000 32.35 1.850260
6) 372.1116 (D1) 1.000000
7) ∞ (D2) 1.000000 （ＦＳ）
8> ∞ 0.5000 1.000000 （開口絞りＳ）
* 9) 10.2651 2.6000 59.10 1.583320
10) -74.0767 0.6000 1.000000
11) 11.2830 3.0000 50.88 1.658440
12) -13.8170 0.9000 39.59 1.804400
13) 7.5054 0.9000 1.000000
14) 30.6648 0.9000 37.95 1.723420
15) 8.3512 2.6000 81.61 1.497000
16) -19.1954 (D3) 1.000000
*17) 15.4428 3.9000 57.44 1.606020
18) -51.2130 1.0000 23.78 1.846660
19) 452.1588 (D4) 1.000000
20) ∞ 1.7200 64.20 1.516800 （ＯＬＰＦ）
21) ∞ 0.7640 1.000000
22) ∞ 0.5000 64.20 1.516800 （ＣＧ）
23) ∞ (Bf) 1.000000
「非球面係数」
面 K C 4 C 6 C 8 C10
( 1) 2 0.3333 1.41260E-05 2.17950E-07 5.15730E-11 1.61800E-12
( 2) 9 0.3833 1.69550E-06 1.45000E-07 5.86320E-09 -4.19770E-11
( 3)17 1.2219 -4.70030E-06 -1.53280E-07 1.02090E-08 -9.81410E-11
「可変間隔データ」
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 6.28000 11.50000 21.00000
D1 15.89963 0.34444 0.30000
D2 11.00000 11.00000 2.57862
D3 8.79701 17.27888 32.71522
D4 1.22320 1.22320 1.22320
Bf 0.99000 0.99000 0.99000
図９は、マスターレンズＭのみの諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態における諸収差図、（ｂ）は中間焦点距離状態における諸収差図、（ｃ）は望遠端状態における諸収差図をそれぞれ示す。
このように本発明によれば、広角端状態の画角が８０°以上のズームレンズに装着され、広角端状態の画角を１００°以上に拡大する小型で高性能なワイドコンバータが得られる。
なお、本発明の実施例として、４群構成のレンズ系を示したが、該４群を含む５群およびそれ以上の群構成のレンズ系も本発明の効果を内在した同等のレンズ系であることは言うまでもない。また、各レンズ群内の構成においても、実施例の構成に付加レンズを加えただけのレンズ群も本発明の効果を内在した同等のレンズ群であることは言うまでもない。
また、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
Ｌｉ レンズ
Ｇｉ レンズ群
ＦＳ フレアストッパー
Ｓ 開口絞り
Ｍ マスターレンズ
ＯＬＰＦ オプチカルローパスフィルタ
ＣＧ カバーガラス
Ｉ 像面
Ｇｉ レンズ群
ＦＳ フレアストッパー
Ｓ 開口絞り
Ｍ マスターレンズ
ＯＬＰＦ オプチカルローパスフィルタ
ＣＧ カバーガラス
Ｉ 像面
Claims (5)
- 物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとからなり、マスターレンズの物体側に装着され、マスターレンズの焦点距離をより短い焦点距離にし、以下の条件を満足することを特徴とするワイドコンバータ。
０．２４＜ｄ５／Σｄ＜０．３２
但し、
ｄ５：前記正メニスカスレンズの中心厚、
Σｄ：前記ワイドコンバータの光軸上の総厚。 - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のワイドコンバータ。
−０．３＜ＳＦ３＜０．３
但し、
ＳＦ３：前記正メニスカスレンズの形状因子、
形状因子は、レンズの物体側面の曲率半径をｒ１、像側面の曲率半径をｒ２として、
ＳＦ＝（ｒ２−ｒ１）／（ｒ２＋ｒ１） - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のワイドコンバータ。
ν３＜ν２
ν３＜ν４
但し、
ν２：前記第２負メニスカスレンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数、
ν３：前記正メニスカスレンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数、
ν４：前記正レンズのｄ線(波長λ＝587.6nm)におけるアッベ数。 - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のワイドコンバータ。
０．９＜ｒａ／ｒｂ＜１．１
０．８＜ｒｃ／ｒｄ＜１．４
但し、
ｒａ：前記第２負メニスカスレンズの像側面の曲率半径、
ｒｂ：前記正メニスカスレンズの物体側面の曲率半径、
ｒｃ：前記正メニスカスレンズの像側面の曲率半径、
ｒｄ：前記正レンズの物体側面の曲率半径。 - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のワイドコンバータ。
−１．１＜ＳＦ１＋ＳＦ２＜−０．８
但し、
ＳＦ１：前記第１負メニスカスレンズの形状因子、
ＳＦ２：前記第２負メニスカスレンズの形状因子、
形状因子は、レンズの物体側面の曲率半径をｒ１、像側面の曲率半径をｒ２として、
ＳＦ＝（ｒ２−ｒ１）／（ｒ２＋ｒ１）
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| JPH0843732A (ja) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Canon Inc | ワイドコンバーターレンズ |
-
2005
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0713074A (ja) * | 1993-06-22 | 1995-01-17 | Olympus Optical Co Ltd | ワイドコンバータレンズ |
| JPH0843732A (ja) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Canon Inc | ワイドコンバーターレンズ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2006276220A (ja) | 2006-10-12 |
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