JP6413211B2 - リア型ワイドコンバータレンズ、該リア型ワイドコンバータレンズを有する撮像装置、リア型ワイドコンバータレンズの製造方法 - Google Patents

リア型ワイドコンバータレンズ、該リア型ワイドコンバータレンズを有する撮像装置、リア型ワイドコンバータレンズの製造方法 Download PDF

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本発明は、リア型ワイドコンバータレンズ、該リア型ワイドコンバータレンズを有する撮像装置、およびリア型ワイドコンバータレンズの製造方法に関する。
リア型ワイドコンバータレンズはレデューサとも称され、マスタレンズの光学系の口径を保存し、焦点距離を縮小する。これにより、マスタレンズにリア型ワイドコンバータレンズを装着した状態の光学系は、マスタレンズのみの光学系に比べてFナンバーがコンバータレンズの倍率分小さくなり、明るくなる。また、マスタレンズの画角が保存されるため、イメージサークルはリア型ワイドコンバータレンズの倍率分寸法が小さくなり、バックフォーカスが短くなる。従来、このようなリア型ワイドコンバータレンズが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開昭63−94215号公報
しかし、従来のリア型ワイドコンバータレンズは諸収差の補正が不十分であり、改善の余地がある。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、諸収差を良好に補正することができるリア型ワイドコンバータレンズ、該リア型ワイドコンバータレンズを有する撮像装置、およびリア型ワイドコンバータレンズの製造方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明に係るリア型ワイドコンバータレンズは、マスタレンズの像側に装着し、前記マスタレンズを含めた光学系の焦点距離を縮小させるためのリア型ワイドコンバータレンズであって、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、第1の正レンズ成分と、負レンズ成分と、第2の正レンズ成分とからなり、以下の条件式を同時に満足することを特徴とする。
ただし、前記レンズ成分とは、単レンズまたは接合レンズのことをいう。
0.692≦β
0.10<(−fn)/fc<0.90
−1.00<(rn2−rn1)/(rn2+rn1)<0.00
ただし、
β:前記マスタレンズの焦点距離に対する前記マスタレンズと前記リア型ワイドコンバータレンズとの合成焦点距離の比
fn:前記負レンズ成分の焦点距離
fc:前記リア型ワイドコンバータレンズの焦点距離
rn1:前記負レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径
rn2:前記負レンズ成分の最も像側の面の曲率半径
また、本発明に係るリア型ワイドコンバータレンズは、マスタレンズの像側に装着し、前記マスタレンズを含めた光学系の焦点距離を縮小させるためのリア型ワイドコンバータレンズであって、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、第1の正レンズ成分と、負レンズ成分と、第2の正レンズ成分とからなり、前記第2の正レンズ成分は、物体側から順に、物体側に凸面を有する正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合によりなる接合正レンズであり、以下の条件式を同時に満足することを特徴とする。
ただし、前記レンズ成分とは、単レンズまたは接合レンズのことをいう。
0.45<β
0.10<(−fn)/fc<0.90
ただし、
β:前記マスタレンズの焦点距離に対する前記マスタレンズと前記リア型ワイドコンバータレンズとの合成焦点距離の比
fn:前記負レンズ成分の焦点距離
fc:前記リア型ワイドコンバータレンズの焦点距離
また、本発明に係るリア型ワイドコンバータレンズは、マスタレンズの像側に装着し、前記マスタレンズを含めた光学系の焦点距離を縮小させるためのリア型ワイドコンバータレンズであって、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、第1の正レンズ成分と、負レンズ成分と、第2の正レンズ成分とからなり、前記第2の正レンズ成分は、正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、以下の条件式を同時に満足することを特徴とする。
ただし、前記レンズ成分とは、単レンズまたは接合レンズのことをいう。
0.45<β
0.10<(−fn)/fc<0.90
1.60<Np
0.00<Np−Nn
ただし、
β:前記マスタレンズの焦点距離に対する前記マスタレンズと前記リア型ワイドコンバータレンズとの合成焦点距離の比
fn:前記負レンズ成分の焦点距離
fc:前記リア型ワイドコンバータレンズの焦点距離
Np:前記第2の正レンズ成分中の前記正レンズのd線に対する屈折率
Nn:前記第2の正レンズ成分中の前記負レンズのd線に対する屈折率
また、本発明に係る撮像装置は、前記リア型ワイドコンバータレンズを有することを特徴とする。
本発明によれば、諸収差を良好に補正することができるリア型ワイドコンバータレンズ、該リア型ワイドコンバータレンズを有する撮像装置、およびリア型ワイドコンバータレンズの製造方法を提供することができる。
マスタレンズGmに第1実施例に係るコンバータレンズGcを装着した光学系のレンズ構成を示す図である。 マスタレンズGmに第1実施例に係るコンバータレンズGcを装着した光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。 マスタレンズGmに第2実施例に係るコンバータレンズGcを装着した光学系のレンズ構成を示す図である。 マスタレンズGmに第2実施例に係るコンバータレンズGcを装着した光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。 マスタレンズGmに第3実施例に係るコンバータレンズGcを装着した光学系のレンズ構成を示す図である。 マスタレンズGmに第3実施例に係るコンバータレンズGcを装着した光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。 コンバータレンズGcを備えたミラーレスカメラの構成を示す図である。 コンバータレンズGcの製造方法を示すフロー図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
本実施形態に係るリア型ワイドコンバータレンズは、マスタレンズの像側に装着し、前記マスタレンズを含めた光学系の焦点距離を縮小させるためのリア型ワイドコンバータレンズであり、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、第1の正レンズ成分と、負レンズ成分と、第2の正レンズ成分とから構成されている。なお、レンズ成分とは、単レンズまたは接合レンズのことをいう。また、以下の説明においては、本実施形態に係るリア型ワイドコンバータレンズを単に「コンバータレンズ」と略記する。
このように、本実施形態に係るコンバータレンズは、物体側から順に、第1の正レンズ成分と、負レンズ成分と、第2の正レンズ成分とから構成されており、正、負、正に代表されるトリプレット型、テッサー型、へリア型等の光学系を応用し、諸収差を良好に補正し、特に球面収差、コマ収差、非点収差、サジタルコマ収差、像面湾曲収差に関する性能向上を図ったものである。
本実施形態に係るコンバータレンズは、係る構成のもと、以下の条件式(1)、(2)を同時に満足することが望ましい。
(1)0.45<β
(2)0.10<(−fn)/fc<0.90
ただし、
β:前記マスタレンズの焦点距離に対する前記マスタレンズと前記コンバータレンズとの合成焦点距離の比
fn:前記負レンズ成分の焦点距離
fc:前記コンバータレンズの焦点距離
条件式(1)は、コンバータレンズの倍率、すなわちマスタレンズの焦点距離に対する、コンバータレンズを装着した状態のマスタレンズとコンバータレンズとの合成焦点距離の比を規定する条件式である。ここでコンバータレンズの倍率β(以下、「コンバータ倍率β」という。)の値は、次の計算により求められる値である。
(マスタレンズとコンバータレンズとの合成焦点距離)÷(マスタレンズの焦点距離)
例えば、後述する第1実施例では、マスタレンズにコンバータレンズを装着した状態の光学系の合成焦点距離は36.1mmであり、マスタレンズ単体の焦点距離は51.6mmである。したがって、コンバータ倍率βは、
36.1÷51.5=0.6996≒0.7
すなわち、0.7倍となる。
条件式(1)を満足することにより、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差を良好に補正することができる。
また、本発明の効果を確実にするために、条件式(1)は、
β<0.90
をさらに満足することが好ましい。このように条件式(1)の上限値を0.90に設定すると、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差をさらに良好に補正することができる。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式(1)の上限値を0.85に設定することが好ましい。また、本発明の効果を最大限に発揮させるために、条件式(1)の上限値を0.80に設定することがより好ましい。
また、条件式(1)の対応値が下限値を下回ると、コンバータレンズに縮小倍率が強力に掛かることとなり、コンバータ倍率βが低くなりすぎる。その結果、球面収差、コマ収差を良好に補正できず、好ましくない。さらに画角に関する諸収差、特に非点収差、像面湾曲についても良好に補正できず、好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするために、条件式(1)の下限値を0.50に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差を良好に補正することができる。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式(1)の下限値を0.55に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差をさらに良好に補正することができる。また、本発明の効果を最大限に発揮させるため、条件式(1)の下限値を0.60に設定することがより好ましい。
条件式(2)は、コンバータレンズの焦点距離に対する負レンズ成分の焦点距離の比を規定する条件式である。条件式(2)を満足することにより、コンバータレンズの小型化を実現している。
条件式(2)の対応値が上限値を上回ると、負レンズ成分の焦点距離が著しく大きくなり、全系が大型化し好ましくない。負レンズ成分の焦点距離が大きい状態のままコンバータレンズを小型化しようとすると、非点収差、像面湾曲を良好に補正できず、好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするために、条件式(2)の上限値を0.80に設定することが好ましい。これにより、非点収差、像面湾曲を良好に補正することができる。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式(2)の上限値を0.75に設定することが好ましい。これにより、非点収差、像面湾曲をさらに良好に補正することができる。また、本発明の効果を最大限に発揮させるために、条件式(2)の上限値を0.70に設定することがより好ましい。
また、条件式(2)の対応値が下限値を下回ると、負レンズ成分の焦点距離が著しく小さくなる。その結果、バックフォーカスが短くなり、球面収差、コマ収差を良好に補正できず、好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするために、条件式(2)の下限値を0.20に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式(2)の下限値を0.30に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差をさらに良好に補正することができる。また、本発明の効果を最大限に発揮させるため、条件式(2)の下限値を0.40に設定することがより好ましい。
また、本実施形態に係るコンバータレンズは、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3)−1.00<(rn2−rn1)/(rn2+rn1)<0.00
ただし、
rn1:前記負レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径
rn2:前記負レンズ成分の最も像側の面の曲率半径
条件式(3)は、コンバータレンズの負レンズ成分の形状因子の逆数を規定する条件式である。条件式(3)は、球面収差、コマ収差、および非点収差の補正に大きく関わっている。条件式(3)の対応値が−1.00を下回ると、負レンズ成分の形状が、物体側に平面を向けた平凹形状から両凹形状になる。また、0(零)は極値であり、条件式(3)の対応値が0(零)に限りなく近づいた場合、物体側の面の曲率と、像側の面の曲率とが極端に近い値を有する極度なメニスカス形状を示す。したがって、条件式(3)の範囲は、最適なメニスカス形状の範囲を示し、この最適な形状の範囲内であれば、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差の良好な補正を可能にする。
条件式(3)の対応値が上限値を上回ると、負レンズ成分の形状が、物体側に凸面を向けたメニスカス形状から物体側に凹面を向けたメニスカス形状に変移し、さらには両凹形状へと変移する。負レンズ成分の形状がこのような形状になると、球面収差、コマ収差が悪化し、好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を−0.10に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差を良好に補正することができる。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式(3)の上限値を−0.15に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差をさらに良好に補正することができる。また、本発明の効果を最大限に発揮させるために、条件式(3)の上限値を−0.20に設定することがより好ましい。
条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、負レンズ成分の形状が、物体側に平面を向けた平凹形状を越えて、両凹形状となる。負レンズ成分がこのような形状になると、非点収差、像面湾曲収差が悪化し、好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を−0.90に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差を良好に補正することができる。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式(3)の下限値を−0.80に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差をさらに良好に補正することができる。また、本発明の効果を最大限に発揮させるために、条件式(3)の下限値を−0.75に設定することがより好ましい。
また、本実施形態に係るコンバータレンズは、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
(4)0.00<(rp1−rn2)/(rp1+rn2)<1.00
ただし、
rp1:前記第2の正レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径
rn2:前記負レンズ成分の最も像側の面の曲率半径
条件式(4)は、コンバータレンズの像面側の正レンズ成分、すなわち第2の正レンズ成分と、その物体側に隣接して位置する負レンズ成分との間に形成される空気レンズの形状因子の逆数を規定する条件式である。空気レンズは、詳細には、第2の正レンズ成分の最も物体側のレンズ面と、該レンズ面と光軸方向に対向し、負レンズ成分の最も物体側のレンズ面とによって形成されている。該空気レンズは、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有することが理想である。したがって、条件式(4)は、空気レンズの好ましいメニスカス形状の範囲を規定するものである。
条件式(4)の下限値として設定されている0(零)は極値であり、0(零)をわずかに下回ると、空気レンズは像側に凸面を向けたメニスカス形状になる。条件式(4)の対応値がさらに負の方向に大きくなり、−1.00を下回ると、空気レンズは物体側に平面を向けた平凸形状を越えて両凸形状になる。また、上限値として設定されている1.00を上回ると物体側に凸面を向けた平凸形状を越えて両凸形状を示す。したがって、条件式(4)の範囲は、空気レンズの最適なメニスカス形状の範囲を示し、この最適な形状の範囲内であれば、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差の良好な補正が可能となる。
条件式(4)の対応値が上限値を上回ると、上述したように、空気レンズの形状が物体側に凸面を向けた平凸形状を越えて両凸形状となる。空気レンズがこのような形状になると、コマ収差、非点収差が悪化し好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするために、条件式(4)の上限値を0.90に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差を良好に補正することができる。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式(4)の上限値を0.85に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差をさらに良好に補正することができる。また、本発明の効果を最大限に発揮させるために、条件式(4)の上限値を0.80に設定することがより好ましい。
条件式(4)の対応値が下限値を上回ると、上述したように、空気レンズの形状が像側に凸面を向けたメニスカス形状となり、さらには物体側に平面を向けた平凸形状を越えて両凸形状となる。空気レンズがこのような形状になると、球面収差、コマ収差が悪化し、さらに非点収差、像面湾曲収差も悪化し好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を0.05に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差を良好に補正することができる。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式(4)の下限値を0.10に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲収差をさらに良好に補正することができる。また、本発明の効果を最大限に発揮させるため、条件式(4)の下限値を0.15に設定することがより好ましい。
また、本実施形態に係るコンバータレンズは、第2の正レンズ成分は、物体側から順に、物体側に凸面を有する正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合によりなる接合正レンズであることが望ましい。
このように、第2の正レンズ成分を接合レンズとすることにより、ペッツバールサムが最適になり、色収差の補正を良好に行うことができる。
また、本実施形態に係るコンバータレンズは、以下の条件式(5)、(6)を同時に満足することが望ましい。
(5)1.60<Np
(6)0.00<Np−Nn
ただし、
Np:前記第2の正レンズ成分中の前記正レンズのd線に対する屈折率
Nn:前記第2の正レンズ成分中の前記負レンズのd線に対する屈折率
条件式(5)は、像側に位置する第2の正レンズ成分中の、接合された正レンズの屈折率に関する条件式である。条件式(5)を満足しない場合には、本実施形態のような構成枚数が少ない光学系においては、球面収差、コマ収差が悪化し、好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするために、条件式(5)の下限値を1.63に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式(5)の下限値を1.65に設定することが好ましい。これにより、球面収差、コマ収差をさらに良好に補正することができる。また、本発明の効果を最大限に発揮させるため、条件式(5)の下限値を1.70に設定することがより好ましい。
条件式(6)は、第2の正レンズ成分中の接合された正レンズおよび負レンズの屈折率に関する条件式である。条件式(6)を満足しない場合、最適なペッツバールサムを設定できなくなり、また、非点収差、像面湾曲収差が悪化するので好ましくない。
また、本発明に係る撮像装置は、上述した構成のコンバータレンズを有することを特徴とする。これにより、高い光学性能を備えた撮像装置を実現することができる。
また、本発明に係るコンバータレンズの製造方法は、マスタレンズの像面側に装着し、前記マスタレンズを含めた光学系の焦点距離を縮小させるためのコンバータレンズの製造方法であって、全体として正の屈折力を有するように、物体側から順に、第1の正レンズ成分と負レンズ成分と第2の正レンズ成分とから構成し、以下の条件式(1)、(2)を同時に満足するように構成することを特徴とする。
(1)0.45<β
(2)0.10<(−fn)/fc<0.90
ただし、
β:マスタレンズの焦点距離に対するマスタレンズとコンバータレンズとの合成焦点距離の比
fn:前記負レンズ成分の焦点距離
fc:前記コンバータレンズの焦点距離
斯かるコンバータレンズの製造方法により、高い光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
(実施例)
以下、本実施形態に係る各実施例について図面を参照しつつ説明する。
(第1実施例)
図1は、マスタレンズGmに第1実施例に係るコンバータレンズGcを装着した状態の光学系全体の構成を示す図である。マスタレンズGmは、図1に示すように、光軸に沿って物体側から順に、Lm1〜Lm8の8枚のレンズからなる。開口絞りSはLm3とLm4との間に配置されている。なお、マスタレンズGmは、後述する各実施例において共通である。
本実施例に係るコンバータレンズGcは、マスタレンズGmの像側に位置している。コンバータレンズGcは、光軸に沿って物体側から順に、第1の正レンズ成分Gp1と、負レンズ成分Gnと、第2の正レンズ成分Gp2とから構成される。
第1の正レンズ成分Gp1は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLcp1から構成される。
負レンズ成分Gnは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズLcn1から構成される。
第2の正レンズ成分Gp2は、両凸形状の正レンズLcp2と両凹形状の負レンズLcn2との接合レンズから構成される。
第2の正レンズ成分Gp2の最も像側のレンズ面と像面Iとの間には、オプティカル・ローパス・フィルター相当のダミーガラスFLが配置されている。
以下の表1に、本実施例に係るコンバータレンズGcをマスタレンズに装着した状態の光学系全体の諸元値を掲げる。
表1中の[全体諸元]において、fは光学系全体の焦点距離、FNOはFナンバー、ωは半画角(単位:度)、Yは像高、TLはコンバータレンズGcをマスタレンズに装着した状態の光学系全長、BFはバックフォーカスをそれぞれ示している。なお、空気換算BFは、ダミーガラスFLを取り除いたときの、コンバータレンズGcの最も像側のレンズ面から像面Iまでの光軸上の距離を表している。
[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、rは各光学面の曲率半径、dは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離(面間隔)、ndはd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、(絞りS)は開口絞りS、像面は像面Iをそれぞれ示している。なお、曲率半径r=∞は、レンズ面においては平面を示し、開口絞りSにおいては開口を示す。また、空気の屈折率d=1.00000の記載は省略している。また、最終面(第26面)の面間隔は、像面Iまでの光軸上の距離である。
[レンズ群データ]には、各レンズ群の始面番号と焦点距離を示す。
[条件式対応値]には、各条件式の対応値をそれぞれ示す。
ここで、表1に記載されている焦点距離fや曲率半径r、およびその他長さの単位は一般に「mm」が使われる。しかしながら光学系は、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ため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表1の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。
(表1)第1実施例
[全体諸元]
f 36.106
FNO F1.015
ω 21.840
Y 14.25
TL 80.513
空気換算BF 6.803

[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 42.6270 4.5200 1.804000 46.57
2) 258.1500 0.1500
3) 26.8110 4.1500 1.903658 31.31
4) 37.7600 1.5100
5) 64.1440 1.2500 1.755200 27.53
6) 19.2000 6.8220
7> (絞りS) 9.6123
8) -18.8040 1.5500 1.755200 27.53
9) 154.1000 0.0100 1.514000 42.83
10) 154.1000 5.4000 1.834807 42.71
11) -38.0260 0.7100
12) -43.0290 3.5300 1.834807 42.71
13) -27.8400 0.1800
14) -151.4300 2.2600 1.816000 46.62
15) -57.0770 0.1000
16) 100.5480 2.3300 1.729157 54.68
17) -400.0000 3.0000

18) 26.9396 4.0000 1.755000 52.29
19) 43.7160 5.8436
20) 104.2756 1.5000 1.647690 33.79
21) 21.4450 2.6000
22) 36.9151 10.5000 1.883000 40.77
23) -27.1708 1.5000 1.717360 29.52
24) 133.3653 3.0000

25) 0.0000 2.0000 1.516800 64.12
26) 0.0000 2.4849
像面 ∞

[レンズ群データ]
始面 焦点距離
Gm 1 51.598
Gc 18 76.455

[条件式対応値]
(1) β=0.700
(2) (-fn)/fc=0.549
(3) (rn2-rn1) /(rn2+rn1)=-0.659
(4) (rp1-rn2) /(rp1+rn2)= 0.265
(5) Np=1.8830
(6) Np-Nn=0.1656
図2は、第1実施例に係るコンバータレンズGcをマスタレンズGmに取り付けた状態の光学系全体の無限遠合焦時における諸収差図である。
各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高をそれぞれ示す。またdはd線(λ=587.6nm)、gはg線(λ=435.8nm)の収差曲線をそれぞれ示す。また、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をそれぞれ示す。また、コマ収差図は、各像高におけるd線およびg線に対するメリディオナルコマ収差を示す。
なお、以降の実施例においても同様の記号を使用し、以降の説明を省略する。
各収差図より第1実施例に係るコンバータレンズGcを装着した光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
(第2実施例)
図3は、マスタレンズGmに第2実施例に係るコンバータレンズGcを装着した状態の光学系全体の構成を示す図である。マスタレンズGmは、第1実施例と共通である。
本実施例に係るコンバータレンズGcは、マスタレンズGmの像側に位置している。コンバータレンズGcは、光軸に沿って物体側から順に、第1の正レンズ成分Gp1と、負レンズ成分Gnと、第2の正レンズ成分Gp2とから構成される。
第1の正レンズ成分Gp1は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLcp1から構成される。
負レンズ成分Gnは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズLcn1から構成される。
第2の正レンズ成分Gp2は、両凸形状の正レンズLcp2と両凹形状の負レンズLcn2との接合レンズから構成される。
第2の正レンズ成分Gp2の最も像側のレンズ面と像面Iとの間には、オプティカル・ローパス・フィルター相当のダミーガラスFLが配置されている。
以下の表2に、本実施例に係るコンバータレンズGcをマスタレンズに装着した状態の光学系全体の諸元値を掲げる。
(表2)第2実施例
[全体諸元]
f 35.831
FNO F1.007
ω 22.115
Y 14.25
TL 80.278
空気換算BF 6.844

[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 42.6270 4.5200 1.804000 46.57
2) 258.1500 0.1500
3) 26.8110 4.1500 1.903658 31.31
4) 37.7600 1.5100
5) 64.1440 1.2500 1.755200 27.53
6) 19.2000 6.8220
7> (絞りS) 9.6123
8) -18.8040 1.5500 1.755200 27.53
9) 154.1000 0.0100 1.514000 42.83
10) 154.1000 5.4000 1.834807 42.71
11) -38.0260 0.7100
12) -43.0290 3.5300 1.834807 42.71
13) -27.8400 0.1800
14) -151.4300 2.2600 1.816000 46.62
15) -57.0770 0.1000
16) 100.5480 2.3300 1.729157 54.68
17) -400.0000 3.5000

18) 26.2143 4.0000 1.755000 52.29
19) 41.2582 5.5683
20) 87.3650 1.5000 1.647690 33.79
21) 21.4210 2.6000
22) 36.8996 10.0000 1.883000 40.77
23) -29.7186 1.5000 1.717360 29.52
24) 133.4243 3.0000

25) 0.0000 2.0000 1.516800 64.12
26) 0.0000 2.5251
像面 ∞

[レンズ群データ]
始面 焦点距離
Gm 1 51.598
Gc 18 74.152

[条件式対応値]
(1) β=0.694
(2) (-fn)/fc=0.596
(3) (rn2-rn1) /(rn2+rn1)=-0.606
(4) (rp1-rn2) /(rp1+rn2)= 0.265
(5) Np=1.8830
(6) Np-Nn=0.1656
図4は、第2実施例に係るコンバータレンズGcをマスタレンズGmに取り付けた状態の光学系全体の無限遠合焦時における諸収差図である。各収差図より第2実施例に係るコンバータレンズGcを装着した光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
(第3実施例)
図5は、マスタレンズGmに第3実施例に係るコンバータレンズGcを装着した状態の光学系全体の構成を示す図である。マスタレンズGmは、第1実施例と共通である。
本実施例に係るコンバータレンズGcは、マスタレンズGmの像側に位置している。コンバータレンズGcは、光軸に沿って物体側から順に、第1の正レンズ成分Gp1と、負レンズ成分Gnと、第2の正レンズ成分Gp2とから構成される。
第1の正レンズ成分Gp1は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLcp1から構成される。
負レンズ成分Gnは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズLcn1から構成される。
第2の正レンズ成分Gp2は、両凸形状の正レンズLcp2と両凹形状の負レンズLcn2との接合レンズから構成される。
第2の正レンズ成分Gp2の最も像側のレンズ面と像面Iとの間には、オプティカル・ローパス・フィルター相当のダミーガラスFLが配置されている。
以下の表3に、本実施例に係るコンバータレンズGcをマスタレンズに装着した状態の光学系全体の諸元値を掲げる。
(表3)第3実施例
[全体諸元]
f 35.686
FNO F1.003
ω 22.079
Y 14.25
TL 79.558
空気換算BF 8.763

[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 42.6270 4.5200 1.804000 46.57
2) 258.1500 0.1500
3) 26.8110 4.1500 1.903658 31.31
4) 37.7600 1.5100
5) 64.1440 1.2500 1.755200 27.53
6) 19.2000 6.8220
7> (絞りS) 9.6123
8) -18.8040 1.5500 1.755200 27.53
9) 154.1000 0.0100 1.514000 42.83
10) 154.1000 5.4000 1.834807 42.71
11) -38.0260 0.7100
12) -43.0290 3.5300 1.834807 42.71
13) -27.8400 0.1800
14) -151.4300 2.2600 1.816000 46.62
15) -57.0770 0.1000
16) 100.5480 2.3300 1.729157 54.68
17) -400.0000 3.0000

18) 24.9233 7.0300 1.755000 52.29
19) 36.8536 2.0000
20) 82.8755 1.5000 1.647690 33.79
21) 20.6838 3.0000
22) 40.9677 8.0000 1.883000 40.77
23) -34.9131 1.5000 1.717360 29.52
24) 188.3767 3.6272

25) 0.0000 2.0000 1.516800 64.12
26) 0.0000 3.8168
像面 ∞

[レンズ群データ]
始面 焦点距離
Gm 1 51.598
Gc 18 82.803

[条件式対応値]
(1) β=0.692
(2) (-fn)/fc=0.519
(3) (rn2-rn1) /(rn2+rn1)=-0.601
(4) (rp1-rn2) /(rp1+rn2)= 0.329
(5) Np=1.8830
(6) Np-Nn=0.1656
図6は、第3実施例に係るコンバータレンズGcをマスタレンズGmに取り付けた状態の光学系全体の無限遠合焦時における諸収差図である。各収差図より第3実施例に係るコンバータレンズGcを装着した光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
ここで、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。
本発明のコンバータレンズGcにおいて、何れかのレンズ成分を、防振レンズ群として光軸に直交する方向の成分を含むように移動させ、または光軸を含む面内方向へ回転移動(揺動)させることで、手ブレによって生じる像ブレを補正する構成とすることもできる。特に、正のレンズ成分を防振レンズ群とすることが好ましい。
また、本発明のコンバータレンズGcを構成するレンズのレンズ面は、球面または平面としても良く、あるいは非球面としても良い。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、レンズ加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防止することができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、またはガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも良い。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)あるいはプラスチックレンズとしても良い。
また、本発明のコンバータレンズGcを構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの光学性能を達成することができる。
次に、本発明のコンバータレンズGcを備えた撮像装置について説明する。
図7は、本発明に係るコンバータレンズGcを備えたカメラの構成を示す図である。カメラ1は、図7に示すように撮影レンズ2を備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。撮影レンズ2は、上述のコンバータレンズGcが装着されたマスタレンズGmである。カメラ1において、不図示の物体(被写体)からの光は、撮影レンズ2で集光されて、不図示の光学ローパスフィルタを介して撮像部3の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部3に設けられた光電変換素子により被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ1に設けられた電子ビューファインダ4に表示される。これにより撮影者は、電子ビューファインダ4を介して被写体を観察することができる。
撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部3により光電変換された画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ1による被写体の撮影を行うことができる。
以上の構成により、本発明に係るコンバータレンズGcを備えたカメラ1は、高い光学性能を実現することができる。なお、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに本発明に係るコンバータレンズGcを装着した場合でも、上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。
次に、本発明のコンバータレンズGcの製造方法について説明する。
図8は、本発明に係るコンバータレンズGcの製造方法の概略を示す図である。本発明に係るコンバータレンズGcの製造方法は、マスタレンズの像面側に装着し、前記マスタレンズを含めた光学系の焦点距離を縮小させるためのコンバータレンズの製造方法であって、図8に示すように、以下の各ステップS1〜S2を含むものである。
ステップS1:全体として正の屈折力を有するように、物体側から順に、第1の正レンズ成分と負レンズ成分と第2の正レンズ成分とを配置する。
ステップS2:次の条件式(1)および(2)を同時に満足するようにする。
(1)0.45<β
(2)0.10<(−fn)/fc<0.90
ただし、
β:マスタレンズの焦点距離に対するマスタレンズとコンバータレンズとの合成焦点距離の比
fn:前記負レンズ成分の焦点距離
fc:前記コンバータレンズの焦点距離
斯かる本発明に係るコンバータレンズの製造方法によれば、高い光学性能を備えたコンバータレンズを製造することができる。
Gm マスタレンズ
Gc コンバータレンズ
Gp1 第1正レンズ成分
Gn 負レンズ成分
Gp2 第2正レンズ成分
Lcp1 正レンズ
Lcn1 負レンズ
Lcp2 正レンズ
Lcn2 負レンズ
S 開口絞り
I 像面
1 カメラ
2 撮影レンズ
3 撮像部
4 電子ビューファインダ

Claims (8)

  1. マスタレンズの像側に装着し、前記マスタレンズを含めた光学系の焦点距離を縮小させるためのリア型ワイドコンバータレンズであって、
    全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、第1の正レンズ成分と、負レンズ成分と、第2の正レンズ成分とからなり、
    以下の条件式を同時に満足することを特徴とするリア型ワイドコンバータレンズ。
    ただし、前記レンズ成分とは、単レンズまたは接合レンズのことをいう。
    0.692≦β
    0.10<(−fn)/fc<0.90
    −1.00<(rn2−rn1)/(rn2+rn1)<0.00
    ただし、
    β:前記マスタレンズの焦点距離に対する前記マスタレンズと前記リア型ワイドコンバータレンズとの合成焦点距離の比
    fn:前記負レンズ成分の焦点距離
    fc:前記リア型ワイドコンバータレンズの焦点距離
    rn1:前記負レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径
    rn2:前記負レンズ成分の最も像側の面の曲率半径
  2. 前記第2の正レンズ成分は、物体側から順に、物体側に凸面を有する正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合によりなる接合正レンズであることを特徴とする請求項1に記載のリア型ワイドコンバータレンズ。
  3. マスタレンズの像側に装着し、前記マスタレンズを含めた光学系の焦点距離を縮小させるためのリア型ワイドコンバータレンズであって、
    全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、第1の正レンズ成分と、負レンズ成分と、第2の正レンズ成分とからなり、
    前記第2の正レンズ成分は、物体側から順に、物体側に凸面を有する正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合によりなる接合正レンズであり、
    以下の条件式を同時に満足することを特徴とするリア型ワイドコンバータレンズ。
    ただし、前記レンズ成分とは、単レンズまたは接合レンズのことをいう。
    0.45<β
    0.10<(−fn)/fc<0.90
    ただし、
    β:前記マスタレンズの焦点距離に対する前記マスタレンズと前記リア型ワイドコンバータレンズとの合成焦点距離の比
    fn:前記負レンズ成分の焦点距離
    fc:前記リア型ワイドコンバータレンズの焦点距離
  4. 前記第2の正レンズ成分は、物体側から順に、正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、
    以下の条件式を同時に満足することを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載のリア型ワイドコンバータレンズ。
    1.60<Np
    0.00<Np−Nn
    ただし、
    Np:前記第2の正レンズ成分中の前記正レンズのd線に対する屈折率
    Nn:前記第2の正レンズ成分中の前記負レンズのd線に対する屈折率
  5. マスタレンズの像側に装着し、前記マスタレンズを含めた光学系の焦点距離を縮小させるためのリア型ワイドコンバータレンズであって、
    全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、第1の正レンズ成分と、負レンズ成分と、第2の正レンズ成分とからなり、
    前記第2の正レンズ成分は、正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、
    以下の条件式を同時に満足することを特徴とするリア型ワイドコンバータレンズ。
    ただし、前記レンズ成分とは、単レンズまたは接合レンズのことをいう。
    0.45<β
    0.10<(−fn)/fc<0.90
    1.60<Np
    0.00<Np−Nn
    ただし、
    β:前記マスタレンズの焦点距離に対する前記マスタレンズと前記リア型ワイドコンバータレンズとの合成焦点距離の比
    fn:前記負レンズ成分の焦点距離
    fc:前記リア型ワイドコンバータレンズの焦点距離
    Np:前記第2の正レンズ成分中の前記正レンズのd線に対する屈折率
    Nn:前記第2の正レンズ成分中の前記負レンズのd線に対する屈折率
  6. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載のリア型ワイドコンバータレンズ。
    0.00<(rp1−rn2)/(rp1+rn2)<1.00
    ただし、
    rp1:前記第2の正レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径
    rn2:前記負レンズ成分の最も像側の面の曲率半径
  7. 前記第1の正レンズ成分は単レンズであり、前記負レンズ成分は単レンズであり、前記第2の正レンズ成分は接合レンズであることを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載のリア型ワイドコンバータレンズ。
  8. 請求項1からの何れか一項に記載のリア型ワイドコンバータレンズを備えた撮像装置。
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