JP6819094B2 - 副光学系 - Google Patents

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Description

本発明は、副光学系に関する。
主光学系の物体側に配置されて、主光学系の単体の焦点距離に対して、主光学系との合成焦点距離(合成光学系の焦点距離、全系の焦点距離)を変換(長く又は短く)する副光学系(変換光学系、テレコンバータレンズ系又はワイドコンバータレンズ系)が知られている。
特許文献1には、全系の焦点距離を主光学系の焦点距離の0.82倍にするワイドコンバータレンズ系が開示されている。しかし、広角状態(半画角w=38.2°の状態)の主光学系にワイドコンバータレンズ系を取り付けたときに、歪曲収差が著しく増大してしまう。
特許文献2には、全系の焦点距離を主光学系の焦点距離の0.70倍にするワイドコンバータレンズ系が開示されている。しかし、ワイドコンバータレンズ系の長さ、さらにはこれに主光学系を組み合わせたレンズ全長が大きくなりすぎてしまう。
特許文献3のワイドコンバータレンズ系は、主光学系が対象としている像高(イメージサークルの半径)y=9.1の範囲までは光学性能が良好であり、特許文献4のワイドコンバータレンズ系は、主光学系が対象としている像高(イメージサークルの半径)y=4.0の範囲までは光学性能が良好である。しかし、特許文献3、4のワイドコンバータレンズ系は、例えばライカ判を包括する高いイメージサークルの主光学系に適用した場合に、大型化が避けられない。
特開2008−26779号公報 特開2000−241700号公報 特開2005−31354号公報 特開昭63−100414号公報
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、例えばライカ判を包括する高いイメージサークルの主光学系に適用した場合であっても、全系光学系の光学性能を高いレベルで維持するとともに、小型化を達成することができる副光学系を得ることを目的とする。
本実施形態の副光学系は、主光学系の物体側に配置される副光学系であり、負の第1光学要素と、第2光学要素と、第3光学要素と、正の第4光学要素とから構成されており、前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、前記第2光学要素と前記第3光学要素は、一方が正の光学要素で他方が負の光学要素から構成され、互いに接合されており、次の条件式(1)を満足することを特徴としている。
(1)−2.5<(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)<0
但し、
L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径、
である。
本実施形態の副光学系は、主光学系の物体側に配置される副光学系であり、負の第1光学要素と、第2光学要素と、第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、次の条件式(1”)を満足することを特徴としている。
(1”)−1.16≦(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)≦−0.70
但し、
L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径、
である。
本実施形態の副光学系は、主光学系の物体側に配置される副光学系であり、負の第1光学要素と、正の第2光学要素と、負の第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、次の条件式(1”)を満足することを特徴としている。
(1”)−1.16≦(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)≦−0.70
但し、
L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径、
である。
本実施形態の副光学系は、主光学系の物体側に配置される副光学系であり、負の第1光学要素と、正の第2光学要素と、負の第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、次の条件式(1)、(2)を満足することを特徴としている。
(1)−2.5<(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)<0
(2)d2/LD>0.37
但し、
L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径、
d2:前記第1光学要素と前記第2光学要素の間の光軸上の距離、
LD:前記第1光学要素から前記第4光学要素までの光軸上の距離、
である。
本実施形態の副光学系は、主光学系の物体側に配置される副光学系であり、負の第1光学要素と、正の第2光学要素と、負の第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、次の条件式(1)、(3)を満足することを特徴としている。
(1)−2.5<(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)<0
(3)νp>νn
但し、
L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径、
νp:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記正の光学要素(ここでは前記第2光学要素)のアッベ数、
νn:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記負の光学要素(ここでは前記第3光学要素)のアッベ数、
である。
本実施形態の副光学系は、主光学系の物体側に配置される副光学系であり、負の第1光学要素と、第2光学要素と、第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、前記第2光学要素と前記第3光学要素は、一方が正の光学要素で他方が負の光学要素から構成されており、次の条件式(1)、(4)を満足することを特徴としている。
(1)−2.5<(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)<0
(4)ν1>νp>νn>ν4
但し、
L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径、
ν1:前記第1光学要素のアッベ数、
νp:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記正の光学要素のアッベ数、
νn:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記負の光学要素のアッベ数、
ν4:前記第4光学要素のアッベ数、
である。
本実施形態の副光学系は、主光学系の物体側に配置される副光学系であり、負の第1光学要素と、負の第2光学要素と、正の第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、次の条件式(1)を満足することを特徴としている。
(1)−2.5<(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)<0
但し、
L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径、
である。
本実施形態の副光学系は、次の条件式(2)を満足することが好ましい。
(2)d2/LD>0.37
但し、
d2:前記第1光学要素と前記第2光学要素の間の光軸上の距離、
LD:前記第1光学要素から前記第4光学要素までの光軸上の距離、
である。
本実施形態の副光学系は、次の条件式(3)を満足することが好ましい。
(3)νp>νn
但し、
νp:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記正の光学要素(ここでは前記第3光学要素)のアッベ数、
νn:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記負の光学要素(ここでは前記第2光学要素)のアッベ数、
である。
本実施形態の副光学系は、次の条件式(4)を満足することが好ましい。
(4)ν1>νp>νn>ν4
但し、
ν1:前記第1光学要素のアッベ数、
νp:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記正の光学要素(ここでは前記第3光学要素)のアッベ数、
νn:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記負の光学要素(ここでは前記第2光学要素)のアッベ数、
ν4:前記第4光学要素のアッベ数、
である。
前記第2光学要素と前記第3光学要素は、互いに接合されていてもよい。
前記副光学系は、前記主光学系の単体の焦点距離に対して、前記主光学系と前記副光学系の合成焦点距離を短く変換してもよい。
前記副光学系の単体の焦点距離は、略無限大であってもよい。
無限遠物体が前記主光学系と前記副光学系によって結像される結像点の位置は、無限遠物体が前記主光学系単体によって結像される結像点の位置と、略等しくてもよい。
本発明によれば、例えばライカ判を包括する高いイメージサークルの主光学系に適用した場合であっても、全系光学系の光学性能を高いレベルで維持するとともに、小型化を達成することができる副光学系が得られる。
マスターレンズ系の物体側に数値実施例1のワイドコンバータレンズ系を装着した全光学系のレンズ構成図である。 図2A〜図2Dは図1の構成における諸収差図である。 図3A〜図3Dは図1の構成における横収差図である。 マスターレンズ系の物体側に数値実施例2のワイドコンバータレンズ系を装着した全光学系のレンズ構成図である。 図5A〜図5Dは図4の構成における諸収差図である。 図6A〜図6Dは図4の構成における横収差図である。 マスターレンズ系の物体側に数値実施例3のワイドコンバータレンズ系を装着した全光学系のレンズ構成図である。 図8A〜図8Dは図7の構成における諸収差図である。 図9A〜図9Dは図7の構成における横収差図である。 マスターレンズ系の物体側に数値実施例4のワイドコンバータレンズ系を装着した全光学系のレンズ構成図である。 図11A〜図11Dは図10の構成における諸収差図である。 図12A〜図12Dは図10の構成における横収差図である。 マスターレンズ系の物体側に数値実施例5のワイドコンバータレンズ系を装着した全光学系のレンズ構成図である。 図14A〜図14Dは図13の構成における諸収差図である。 図15A〜図15Dは図13の構成における横収差図である。
本実施形態の副光学系(以下、変換光学系と呼ぶ。)は、主光学系の物体側に配置されて全系の焦点距離を変換するものである。数値実施例1−5では、マスターレンズ系(主光学系)MLの物体側に配置されて全系の焦点距離を短い方(広角側)に変化させるワイドコンバータレンズ系WLを例示している。このワイドコンバータレンズ系WLは、例えば、焦点距離が35mの単焦点レンズ系やその他のレンズ系に搭載して好適である。
ワイドコンバータレンズ系(変換光学系)WLは、マスターレンズ系(主光学系)MLに着脱可能である。ワイドコンバータレンズ系WLは、光学系単体では略無限大の焦点距離を有している。ここで「略無限大」とは、マスターレンズ系MLの単体の焦点距離に比べて絶対値で1000倍以上であることを意味している(−1000倍〜無限遠〜+1000倍)。ワイドコンバータレンズ系WLは、いわゆる「アフォーカル光学系」であるが、完全なアフォーカル光学系でなくても実質的には問題がない。また完全なアフォーカル光学系を不完全なアフォーカル光学系に変更することは容易なので、これを「略アフォーカル光学系」と呼ぶことができる。
マスターレンズ系(主光学系)MLは、例えば特開2000−235145号公報の実施例4に記載されるようなものであり、単体で結像光学系として機能することができる。マスターレンズ系MLは、単体で収差補正がなされ、単体で無限遠ないし所定の近距離の被写体に合焦可能(フォーカシング可能)である。マスターレンズ系ML単体による無限遠の被写体(物体)に対する結像点の位置は、マスターレンズ系MLの物体側にワイドコンバータレンズ系WLを配置した状態による無限遠の被写体(物体)に対する結像点と略同じである。例えば、特開2000−235145号公報の実施例4のバックフォーカスfB=37.93は、後述する本願数値実施例1−5のバックフォーカスfBと略同じである。ここで「略同じ」とは、例えば、マスターレンズ系MLの球面収差の3倍以内と考えられるが、各結像点の位置がそれ以上変化しても、改めてフォーカスすればよく、特にオートフォーカス式カメラの場合は、数ミリ変化しても実用上問題ない。後述する本願数値実施例1−5のマスターレンズ系MLの半画角Wは、W=32.2°であるが、本実施形態のワイドコンバータレンズ系WLは、上記の画角と同等前後ないし同等より狭い画角のマスターレンズに適用可能である。
本実施形態のワイドコンバータレンズ系WLは、数値実施例1−4では、物体側から順に、負の第1レンズ(第1光学要素)WL1と、正の第2レンズ(第2光学要素)WL2と、負の第3レンズ(第3光学要素)WL3と、正の第4レンズ(第4光学要素)WL4とから構成されている。第2レンズWL2の像側の面と第3レンズWL3の物体側の面は、接合されている(この接合は必須の構成ではない)。第2レンズWL2の第1レンズWL1の側の面には凹面が設けられている。
本実施形態のワイドコンバータレンズ系WLは、数値実施例5では、物体側から順に、負の第1レンズ(第1光学要素)WL1’と、負の第2レンズ(第2光学要素)WL2’と、正の第3レンズ(第3光学要素)WL3’と、正の第4レンズ(第4光学要素)WL4’とから構成されている。第2レンズWL2’の像側の面と第3レンズWL3’の物体側の面は、接合されている(この接合は必須の構成ではない)。第2レンズWL2’の第1レンズWL1’の側の面には凹面が設けられている。
本実施形態のマスターレンズ系MLは、全数値実施例1−5を通じて、物体側から順に、負の第5レンズ(第5光学要素)ML5と、正の第6レンズ(第6光学要素)ML6と、負の第7レンズ(第7光学要素)ML7と、負の第8レンズ(第8光学要素)ML8と、正の第9レンズ(第9光学要素)ML9と、正の第10レンズ(第10光学要素)ML10とから構成されている。第6レンズML6の像側の面と第7レンズML7の物体側の面は、接合されている。第10レンズML10の物体側の面には、非球面が形成されている。
本実施形態のワイドコンバータレンズ系WLは、その単体の焦点距離が略無限大である。また、無限遠物体がマスターレンズ系MLとワイドコンバータレンズ系WLによって結像される結像点の位置は、無限遠物体がマスターレンズ系ML単体によって結像される結像点の位置と、略等しくなっている。ここで、「略等しい」とは、例えば、マスターレンズ系MLの球面収差の3倍以内と考えられるが、各結像点の位置がそれ以上変化しても、改めてフォーカスすればよく、特にオートフォーカス式カメラの場合は、数ミリ変化しても実用上問題ない。
本実施形態のワイドコンバータレンズ系WLは、例えばライカ判を包括する高いイメージサークルのマスター光学系MLに適用した場合であっても、マスター光学系MLひいてはこれにワイドコンバータレンズ系WLを組み合わせた全光学系の光学性能を高いレベルで維持するとともに、小型化を達成することができる。
より具体的に、本実施形態のワイドコンバータレンズ系WLは、マスターレンズ系MLが対象としている像高(イメージサークルの半径)y=21.6の範囲までに亘って優れた光学性能を得ることができる。
一般に、マスターレンズ系が対象としている像高(イメージサークルの半径)が大きくなると、マスターレンズ系及びこれに組み合わせて使用されるワイドコンバータレンズ系が大型化する傾向があるため、ワイドコンバータレンズ系をマスターレンズ系に出来るだけ接近させて、少しでも小型化を図ることが好ましい。
しかし、ワイドコンバータレンズ系をマスターレンズ系に接近させると、軸外光束がワイドコンバータレンズ系の第1レンズの中央寄りを通過するので、第1レンズによる歪曲収差の補正が困難になり、無理に歪曲収差を補正しようとすると、コマ収差と非点収差が増大してしまう。つまり、歪曲収差とコマ収差と非点収差の補正バランスが破綻してしまう。
そこで本実施形態では、歪曲収差とコマ収差と非点収差をバランス良く補正するために、ワイドコンバータレンズ系の第2レンズと第3レンズの形状を最適設定して、これらの2枚のレンズに積極的な収差補正の役割を受け持たせている。
条件式(1)は、第2レンズの第1レンズの側の面の曲率半径と、第3レンズの第4レンズの側の面の曲率半径との関係を規定している。別言すると、条件式(1)は、第2レンズと第3レンズを全体的に見たとき(1枚のレンズとみなしたとき)の形状因子(シェーピングファクタ)を規定している。条件式(1)を満足することで、歪曲収差とコマ収差と非点収差をバランス良く補正することができる。
条件式(1)の上限を超えると、第2レンズの第1レンズの側の面の曲率半径が、第3レンズの第4レンズの側の面の曲率半径と比べて緩くなりすぎる結果、歪曲収差の補正が不十分になってしまう。
条件式(1)の下限を超えると、第2レンズの第1レンズの側の面の曲率半径が、第3レンズの第4レンズの側の面の曲率半径と比べてきつくなりすぎる結果、コマ収差と非点収差の補正が不十分になってしまう。
条件式(2)は、第1レンズと第2レンズの間の光軸上の距離(第1レンズのマスターレンズ系側の面と第2レンズの物体側の面との間の空気間隔)と、第1レンズから第4レンズまでの光軸上の距離(ワイドコンバータレンズ系の光軸上の全長)との関係を規定している。条件式(2)を満足することで、歪曲収差とコマ収差と非点収差をバランス良く補正することができる。
条件式(2)の下限を超えると、ワイドコンバータレンズ系の光軸上の全長に対して第1レンズと第2レンズが接近しすぎる結果、歪曲収差の補正が困難になってしまう。また、第1レンズに歪曲収差の補正を負担させることもできるが、その場合、コマ収差と非点収差が大きく発生してしまう。
本実施形態のワイドコンバータレンズ系では、第2レンズと第3レンズの一方が正のパワーで他方が負のパワーを有している。条件式(3)はこの構成において、第2レンズと第3レンズのアッベ数の大小関係を規定している。条件式(3)を満足することで、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式(3)を満足しないと、倍率色収差の補正が困難になってしまう。
本実施形態のワイドコンバータレンズ系では、第1レンズが負のパワーを有し、第4レンズが正のパワーを有し、第2レンズと第3レンズの一方が正のパワーで他方が負のパワーを有している。条件式(4)はこの構成において、第1レンズと第2レンズと第3レンズと第4レンズのアッベ数の大小関係を規定している。条件式(4)を満足することで、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式(4)を満足しないと、倍率色収差の補正が困難になってしまう。
次に具体的な数値実施例1−5を示す。諸収差図及び横収差図並びに表中において、d線、g線、C線はそれぞれの波長に対する収差、Sはサジタル、Mはメリディオナル、FNO.はFナンバー、fは全系の焦点距離、Wは半画角(゜)、Yは像高、fB はバックフォーカス、LDはレンズ全長、fsはワイドコンバータレンズ系(変換光学系)単体の焦点距離、Rは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、Nは屈折率、νはアッベ数を示す。バックフォーカスはレンズ全系の最も像側の面から設計上の像面Iまでの距離である。長さの単位は[mm]である。
回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2] +A3y3+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+A12y12・・・
(但し、cは曲率(1/r)、yは光軸からの高さ、Kは円錐係数、A4、A6、A8、・・・・・は各次数の非球面係数、xはサグ量)
アッベ数νは次式で定義される。
ν=(nd-1)/(nF-nC)
nd:d線(587.56nm)に対する屈折率
nF:F線(486.13nm)に対する屈折率
nC:C線(656.27nm)に対する屈折率
[数値実施例1]
図1はマスターレンズ系(主光学系)の物体側に数値実施例1のワイドコンバータレンズ系(変換光学系)を装着した全光学系のレンズ構成図、図2A−図2Dはその諸収差図、図3A−図3Dはその横収差図である。表1は面データ、表2は各種データ、表3は非球面データである。
数値実施例1のワイドコンバータレンズ系WLは、マスターレンズ系MLの物体側に装着されて全系の焦点距離を短い方(広角側)に変化させる機能を持つ。ワイドコンバータレンズ系WLのこの機能は、後述する数値実施例2−5でも同様である。
ワイドコンバータレンズ系WL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からなる第1レンズ(第1光学要素)WL1と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズ(第2光学要素)WL2と、両凹負レンズからなる第3レンズ(第3光学要素)WL3と、両凸正レンズからなる第4レンズ(第4光学要素)WL4とから構成されている。第2レンズWL2の像側の面と第3レンズWL3の物体側の面は、接合されている。
マスターレンズ系ML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からなる第5レンズ(第5光学要素)ML5と、両凸正レンズからなる第6レンズ(第6光学要素)ML6と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第7レンズ(第7光学要素)ML7と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第8レンズ(第8光学要素)ML8と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第9レンズ(第9光学要素)ML9と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第10レンズ(第10光学要素)ML10とから構成されている。第6レンズML6の像側の面と第7レンズML7の物体側の面は、接合されている。第10レンズML10の物体側の面には、非球面が形成されている。マスターレンズ系MLのこの構成は、後述する数値実施例2−5でも同様である。
(表1)
面データ
面番号 R d N ν
1 84.915 3.00 1.74320 49.3
2 47.598 17.48
3 -161.224 11.00 1.72047 34.7
4 -47.991 2.50 1.80000 29.8
5 903.940 0.15
6 75.676 9.80 1.72825 28.5
7 -290.179 10.36
8 146.963 1.50 1.51823 59.0
9 18.423 14.68
10 28.642 8.40 1.77250 49.6
11 -28.642 1.40 1.60342 38.0
12 -381.090 12.95
13 -17.426 1.38 1.80518 25.4
14 -150.390 0.42
15 -74.060 4.40 1.80400 46.6
16 -21.222 0.10
17* -216.808 3.10 1.66910 55.4
18 -35.520 -
*は回転対称非球面である。
(表2)
各種データ
FNO. 2.2
f 28.85
W 38.9
Y 21.64
fB 37.92
LD 140.54
fs -1.2E08(略無限大)
(表3)
非球面データ
面番号 K A4 A6 A8
17 0.000 -0.1172E-04 -0.5051E-08 -0.7061E-10
[数値実施例2]
図4はマスターレンズ系(主光学系)の物体側に数値実施例2のワイドコンバータレンズ系(変換光学系)を装着した全光学系のレンズ構成図、図5A−図5Dはその諸収差図、図6A−図6Dはその横収差図である。表4は面データ、表5は各種データ、表6は非球面データである。
数値実施例2のワイドコンバータレンズ系WLのレンズ構成は、以下の点を除いて、数値実施例1のワイドコンバータレンズ系WLのレンズ構成と同様である。
(1)第3レンズWL3が、両凹負レンズではなく、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
(表4)
面データ
面番号 R d N ν
1 99.894 3.00 1.74100 52.6
2 53.703 17.30
3 -135.513 11.00 1.72047 34.7
4 -48.287 2.50 1.80000 29.8
5 -3824.009 0.15
6 83.372 10.00 1.72151 29.2
7 -258.790 10.89
8 146.963 1.50 1.51823 59.0
9 18.423 14.68
10 28.642 8.40 1.77250 49.6
11 -28.642 1.40 1.60342 38.0
12 -381.090 12.95
13 -17.426 1.38 1.80518 25.4
14 -150.390 0.42
15 -74.060 4.40 1.80400 46.6
16 -21.222 0.10
17* -216.808 3.10 1.66910 55.4
18 -35.520 -
*は回転対称非球面である。
(表5)
各種データ
FNO. 2.2
f 28.86
W 39.4
Y 21.64
fB 37.92
LD 141.09
fs -1.5E08(略無限大)
(表6)
非球面データ
面番号 K A4 A6 A8
17 0.000 -0.1172E-04 -0.5051E-08 -0.7061E-10
[数値実施例3]
図7はマスターレンズ系(主光学系)の物体側に数値実施例3のワイドコンバータレンズ系(変換光学系)を装着した全光学系のレンズ構成図、図8A−図8Dはその諸収差図、図9A−図9Dはその横収差図である。表7は面データ、表8は各種データ、表9は非球面データである。
数値実施例3のワイドコンバータレンズ系WLのレンズ構成は、数値実施例2のワイドコンバータレンズ系WLのレンズ構成と同様である。
(表7)
面データ
面番号 R d N ν
1 96.034 3.00 1.77250 49.6
2 52.526 17.30
3 -147.140 11.00 1.72047 34.7
4 -50.415 2.50 1.80000 29.8
5 -2000.000 0.15
6 84.242 10.00 1.72825 28.5
7 -305.837 10.73
8 146.963 1.50 1.51823 59.0
9 18.423 14.68
10 28.642 8.40 1.77250 49.6
11 -28.642 1.40 1.60342 38.0
12 -381.090 12.95
13 -17.426 1.38 1.80518 25.4
14 -150.390 0.42
15 -74.060 4.40 1.80400 46.6
16 -21.222 0.10
17* -216.808 3.10 1.66910 55.4
18 -35.520 -
*は回転対称非球面である。
(表8)
各種データ
FNO. 2.2
f 28.89
W 39.1
Y 21.64
fB 37.92
LD 140.93
fs -1.1E08(略無限大)
(表9)
非球面データ
面番号 K A4 A6 A8
17 0.000 -0.1172E-04 -0.5051E-08 -0.7061E-10
[数値実施例4]
図10はマスターレンズ系(主光学系)の物体側に数値実施例4のワイドコンバータレンズ系(変換光学系)を装着した全光学系のレンズ構成図、図11A−図11Dはその諸収差図、図12A−図12Dはその横収差図である。表10は面データ、表11は各種データ、表12は非球面データである。
数値実施例4のワイドコンバータレンズ系WLのレンズ構成は、数値実施例2、3のワイドコンバータレンズ系WLのレンズ構成と同様である。
(表10)
面データ
面番号 R d N ν
1 108.168 3.00 1.88300 40.8
2 58.773 18.04
3 -137.016 9.97 1.72047 34.7
4 -50.153 2.50 1.80000 29.8
5 -4538.934 0.15
6 77.210 10.03 1.76182 26.5
7 -380.206 10.32
8 146.963 1.50 1.51823 59.0
9 18.423 14.68
10 28.642 8.40 1.77250 49.6
11 -28.642 1.40 1.60342 38.0
12 -381.090 12.95
13 -17.426 1.38 1.80518 25.4
14 -150.390 0.42
15 -74.060 4.40 1.80400 46.6
16 -21.222 0.10
17* -216.808 3.10 1.66910 55.4
18 -35.520 -
*は回転対称非球面である。
(表11)
各種データ
FNO. 2.2
f 28.84
W 39.5
Y 21.64
fB 37.78
LD 140.11
fs 7.0E03(略無限大)
(表12)
非球面データ
面番号 K A4 A6 A8
17 0.000 -0.1172E-04 -0.5051E-08 -0.7061E-10
[数値実施例5]
図13はマスターレンズ系(主光学系)の物体側に数値実施例5のワイドコンバータレンズ系(変換光学系)を装着した全光学系のレンズ構成図、図14A−図14Dはその諸収差図、図15A−図15Dはその横収差図である。表13は面データ、表14は各種データ、表15は非球面データである。
数値実施例5のワイドコンバータレンズ系WLのレンズ構成は、数値実施例1−4のワイドコンバータレンズ系WLのレンズ構成と全体的に異なっており、具体的には以下の通りである。
(1)ワイドコンバータレンズ系WL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からなる第1レンズ(第1光学要素)WL1’と、両凹負レンズからなる第2レンズ(第2光学要素)WL2’と、両凸正レンズからなる第3レンズ(第3光学要素)WL3’と、両凸正レンズからなる第4レンズ(第4光学要素)WL4’とから構成されている。第2レンズWL2’の像側の面と第3レンズWL3’の物体側の面は、接合されている。
(表13)
面データ
面番号 R d N ν
1 102.742 3.00 1.61272 58.7
2 50.378 18.50
3 -94.613 2.50 1.80000 29.8
4 105.194 7.65 1.72047 34.7
5 -257.096 0.15
6 93.227 7.65 1.69895 30.1
7 -222.838 10.73
8 146.963 1.50 1.51823 59.0
9 18.423 14.68
10 28.642 8.40 1.77250 49.6
11 -28.642 1.40 1.60342 38.0
12 -381.090 12.95
13 -17.426 1.38 1.80518 25.4
14 -150.390 0.42
15 -74.060 4.40 1.80400 46.6
16 -21.222 0.10
17* -216.808 3.10 1.66910 55.4
18 -35.520 -
*は回転対称非球面である。
(表14)
各種データ
FNO. 2.2
f 28.81
W 39.6
Y 21.64
fB 38.02
LD 136.53
fs -1.0E04(略無限大)
(表15)
非球面データ
面番号 K A4 A6 A8
17 0.000 -0.1172E-04 -0.5051E-08 -0.7061E-10
各数値実施例の各条件式に対する値を表16に示す。
(表16)
実施例1 実施例2 実施例3
条件式(1) -0.70 -1.00 -1.16
条件式(2) 0.398 0.394 0.394
条件式(3)
νp 34.7 34.7 34.7
νn 29.5 29.8 29.8
条件式(4)
ν1 49.3 52.6 49.6
νp 34.7 34.7 34.7
νn 29.5 29.8 29.8
ν4 28.5 29.2 28.5
実施例4 実施例5
条件式(1) -1.06 -2.16
条件式(2) 0.413 0.469
条件式(3)
νp 25.7 34.7
νn 27.5 29.8
条件式(4)
ν1 40.8 58.7
νp 25.7 34.7
νn 27.5 29.8
ν4 64.1 30.1
表16から明らかなように、数値実施例1〜数値実施例5は、条件式(1)を満足しており、諸収差図及び横収差図から明らかなように、諸収差及び横収差は比較的よく補正されている。
以上の数値実施例1〜数値実施例5では、全系の焦点距離を短い方(広角側)に変化させるワイドコンバータレンズ系を例示して説明した。しかし、本実施形態の変換光学系は、全系の焦点距離を長い方(望遠側)に変化させるテレコンバータレンズ系に適用することも可能である。この場合、第1レンズと第2レンズと第3レンズと第4レンズを、マスターレンズ系(主光学系)から物体側に向けて順に配置すればよい(数値実施例1−数値実施例5と逆の並び順にすればよい)。
ML マスターレンズ系(主光学系)
WL ワイドコンバータレンズ系(副光学系、変換光学系)
WL1 負の第1レンズ(第1光学要素)
WL2 正の第2レンズ(第2光学要素)
WL3 負の第3レンズ(第3光学要素)
WL4 正の第4レンズ(第4光学要素)
WL1’ 負の第1レンズ(第1光学要素)
WL2’ 負の第2レンズ(第2光学要素)
WL3’ 正の第3レンズ(第3光学要素)
WL4’ 正の第4レンズ(第4光学要素)
I 設計上の像面

Claims (14)

  1. 主光学系の物体側に配置される副光学系であり、
    負の第1光学要素と、第2光学要素と、第3光学要素と、正の第4光学要素とから構成されており、
    前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、
    前記第2光学要素と前記第3光学要素は、一方が正の光学要素で他方が負の光学要素から構成され、互いに接合されており、
    次の条件式(1)を満足することを特徴とする副光学系。
    (1)−2.5<(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)<0
    但し、
    L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
    L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径。
  2. 主光学系の物体側に配置される副光学系であり、
    負の第1光学要素と、第2光学要素と、第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、
    前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、
    次の条件式(1”)を満足することを特徴とする副光学系。
    (1”)−1.16≦(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)≦−0.70
    但し、
    L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
    L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径。
  3. 主光学系の物体側に配置される副光学系であり、
    負の第1光学要素と、正の第2光学要素と、負の第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、
    前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、
    次の条件式(1”)を満足することを特徴とする副光学系。
    (1”)−1.16≦(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)≦−0.70
    但し、
    L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
    L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径。
  4. 主光学系の物体側に配置される副光学系であり、
    負の第1光学要素と、正の第2光学要素と、負の第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、
    前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、
    次の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とする副光学系。
    (1)−2.5<(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)<0
    (2)d2/LD>0.37
    但し、
    L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
    L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径、
    d2:前記第1光学要素と前記第2光学要素の間の光軸上の距離、
    LD:前記第1光学要素から前記第4光学要素までの光軸上の距離。
  5. 主光学系の物体側に配置される副光学系であり、
    負の第1光学要素と、正の第2光学要素と、負の第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、
    前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、
    次の条件式(1)、(3)を満足することを特徴とする副光学系。
    (1)−2.5<(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)<0
    (3)νp>νn
    但し、
    L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
    L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径、
    νp:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記正の光学要素(ここでは前記第2光学要素)のアッベ数、
    νn:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記負の光学要素(ここでは前記第3光学要素)のアッベ数。
  6. 主光学系の物体側に配置される副光学系であり、
    負の第1光学要素と、第2光学要素と、第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、
    前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、
    前記第2光学要素と前記第3光学要素は、一方が正の光学要素で他方が負の光学要素から構成されており、
    次の条件式(1)、(4)を満足することを特徴とする副光学系。
    (1)−2.5<(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)<0
    (4)ν1>νp>νn>ν4
    但し、
    L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
    L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径、
    ν1:前記第1光学要素のアッベ数、
    νp:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記正の光学要素のアッベ数、
    νn:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記負の光学要素のアッベ数、
    ν4:前記第4光学要素のアッベ数。
  7. 主光学系の物体側に配置される副光学系であり、
    負の第1光学要素と、負の第2光学要素と、正の第3光学要素と、正の第4光学要素とを、物体側から前記主光学系に向けて順に配置して構成されており、
    前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面に凹面が設けられており、
    次の条件式(1)を満足することを特徴とする副光学系。
    (1)−2.5<(L2Ra+L3Rb)/(L2Ra−L3Rb)<0
    但し、
    L2Ra:前記第2光学要素の前記第1光学要素の側の面の曲率半径、
    L3Rb:前記第3光学要素の前記第4光学要素の側の面の曲率半径。
  8. 請求項7に記載の副光学系において、
    次の条件式(2)を満足する副光学系。
    (2)d2/LD>0.37
    但し、
    d2:前記第1光学要素と前記第2光学要素の間の光軸上の距離、
    LD:前記第1光学要素から前記第4光学要素までの光軸上の距離。
  9. 請求項7又は請求項8に記載の副光学系において、
    次の条件式(3)を満足する副光学系。
    (3)νp>νn
    但し、
    νp:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記正の光学要素(ここでは前記第3光学要素)のアッベ数、
    νn:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記負の光学要素(ここでは前記第2光学要素)のアッベ数。
  10. 請求項7から請求項9のいずれかに記載の副光学系において、
    次の条件式(4)を満足する副光学系。
    (4)ν1>νp>νn>ν4
    但し、
    ν1:前記第1光学要素のアッベ数、
    νp:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記正の光学要素(ここでは前記第3光学要素)のアッベ数、
    νn:前記第2光学要素と前記第3光学要素のうち前記負の光学要素(ここでは前記第2光学要素)のアッベ数、
    ν4:前記第4光学要素のアッベ数。
  11. 請求項7から請求項10のいずれかに記載の副光学系において、
    前記第2光学要素と前記第3光学要素は、互いに接合されている副光学系。
  12. 請求項1から請求項11のいずれかに記載の副光学系において、
    前記副光学系は、前記主光学系の単体の焦点距離に対して、前記主光学系と前記副光学系の合成焦点距離を短く変換する副光学系。
  13. 請求項1から請求項12のいずれかに記載の副光学系において、
    前記副光学系の単体の焦点距離は、略無限大である副光学系。
  14. 請求項1から請求項13のいずれかに記載の副光学系において、
    無限遠物体が前記主光学系と前記副光学系によって結像される結像点の位置は、無限遠物体が前記主光学系単体によって結像される結像点の位置と、略等しいことを特徴とする副光学系。
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