JP7208130B2 - コンバーターレンズ、交換レンズ、及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンバーターレンズ、交換レンズ、及び撮像装置に関する。

撮像装置とマスターレンズ含む交換レンズとの間に配置されることにより、全系の焦点距離を長くすることが可能なリアコンバーターレンズ（以下、コンバーターレンズという）が知られている。

特許文献１には、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群からなるコンバーターが記載されている。当該コンバーターレンズは、バックフォーカスが比較的短いマスターレンズとともに用いることが可能な構成を有する。

国際公開第２０１７／１３４９２８号

マスターレンズのバックフォーカスが短い場合、マスターレンズから射出された軸外光束の主光線の高さが比較的高い位置にコンバーターレンズが配置されることになる。このとき、コンバーターレンズの物体側の群の屈折力や、コンバーターレンズ全体の屈折力を適切に設定しないと、コンバーターレンズの像側の群の径が大きくなったり、像面湾曲や倍率色収差などの補正が困難になる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、小型で、マスターレンズの像側に配置されたときに高い光学性能を有するコンバーターレンズを提供することを目的とする。

本発明の一実施例に係るコンバーターレンズは、全体として負の屈折力を有し、マスターレンズの像側に配置されることで、全系の焦点距離を前記マスターレンズ単独の焦点距離よりも長くするコンバーターレンズであって、前記コンバーターレンズは５枚以上のレンズで構成され、前記５枚以上のレンズは、正の屈折力の前群、負の屈折力の後群から成り、前記前群は、最も物体側に配置されたレンズから像側に向かって順にレンズの屈折力を合成した場合に、合成屈折力が正に最大となるレンズ群であり、前記前群の焦点距離をｆ１、前記コンバーターレンズの焦点距離をＥＸＴ＿ｆ、前記マスターレンズの像側に配置されたときの前記コンバーターレンズの横倍率をβ、前記コンバーターレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＬ、前記マスターレンズの像側に配置されたときの前記コンバーターレンズの最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をｓｋとするとき、
０．１１＜ｆ１／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）≦０．２５７
１．００＜Ｌ／（ｓｋ×β）＜４．００
なる条件式を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、小型で、マスターレンズの像側に配置されたときに高い光学性能を有するコンバーターレンズを得ることができる。

実施例のマスターレンズと実施例１のコンバーターレンズの断面図である。 参考例１のコンバーターレンズの断面図である。 参考例１のコンバーターレンズをマスターレンズの像側に配置したときの無限遠物体に合焦時の収差図である。 実施例１のコンバーターレンズの断面図である。 実施例１のコンバーターレンズをマスターレンズの像側に配置したときの無限遠物体に合焦時の収差図である。 実施例２のコンバーターレンズの断面図である。 実施例２のコンバーターレンズをマスターレンズの像側に配置したときの無限遠物体に合焦時の収差図である。 実施例３のコンバーターレンズの断面図である。 実施例３のコンバーターレンズをマスターレンズの像側に配置したときの無限遠物体に合焦時の収差図である。 撮像システムの構成を示す図である。

以下、本発明の実施例に係るコンバーターレンズ及び撮像装置について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の実施例のコンバーターレンズＴＣＬは、交換レンズ等のマスターレンズＭＬの像側に配置されることにより、マスターレンズＭＬとコンバーターレンズＴＣＬからなる撮影光学系ＯＬ（全系）の焦点距離を、マスターレンズＭＬのみを撮影光学系とした場合よりも焦点距離を長くする。

なお、マスターレンズＭＬは、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、銀塩フィルムカメラ、ＴＶカメラなどの撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。

図１に示すマスターレンズＭＬ、および図２、４、６、８に示すコンバーターレンズＴＣＬの断面図において、左方が物体側（前方）であり、右方が像側（後方）である。開口絞りＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する。

撮像装置がデジタルビデオカメラやデジタルカメラなどである場合は、像面ＩＰは、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。撮像装置が銀塩フィルムカメラである場合は、像面ＩＰはフィルム面に相当する。

図３、５、７、９は、後述の参考例または各実施例のコンバーターレンズＴＣＬの収差図である。球面収差図において、実線はｄ線、二点鎖線はｇ線について示している。非点収差図において破線Ｍはメリディオナル像面における収差量、実線Ｓはサジタル像面における収差量を示している。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差はｇ線について示している。ωは半画角（度）であり、近軸計算による画角である。ＦｎｏはＦナンバーである。

マスターレンズＭＬのバックフォーカスが短い場合、マスターレンズＭＬから射出された軸外光束の主光線の高さが高い位置にコンバーターレンズＴＣＬが配置されることになる。このとき、コンバーターレンズＴＣＬの物体側の正の屈折力が弱いとコンバーターレンズＴＣＬの像側のレンズの径が大きくなってしまう。

そこで、本発明では、コンバーターレンズＴＣＬを、正の屈折力の前群ＦＬと、前群ＦＬの像側に配置された後群ＲＬから構成している。ここで、前群ＦＬは、最も物体側に配置されたレンズから像側に向かって順にレンズの屈折力を合成した場合に、合成屈折力が正に最大となるレンズ群である。

さらに、以下の条件式（１）を満たすように構成している。
０．１０＜ｆ１／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）＜０．３６・・・（１）
さらに、
０．１０＜ｆ１／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）≦０．２５７・・・（１´）
を満足することが好ましい。

なお、前群ＦＬの焦点距離をｆ１、コンバーターレンズＴＣＬの焦点距離をＥＸＴ＿ｆ、マスターレンズＭＬの像側に配置されたときのコンバーターレンズＴＣＬの横倍率をβとする。

条件式（１）は、コンバーターレンズＴＣＬの焦点距離の絶対値に対する前群ＦＬの焦点距離の比を、マスターレンズＭＬの像側に配置されたときのコンバーターレンズＴＣＬの横倍率（以下、コンバーターレンズＴＣＬの横倍率という）で規格化した値の好適な範囲を示している。なお、コンバーターレンズＴＣＬの焦点距離の絶対値に対する前群ＦＬの焦点距離の比は、コンバーターレンズＴＣＬの横倍率に応じて好ましい値が異なるものであるため、この条件式ではコンバーターレンズＴＣＬの横倍率に対する依存性をキャンセルする目的で規格化を行っている。なお、後述する条件式（２）、（３）、（４）でも同様の理由により、コンバーターレンズＴＣＬの横倍率で規格化している。

条件式（１）は前群ＦＬの焦点距離に比べてコンバーターレンズＴＣＬの焦点距離の絶対値が比較的大きいことを示している。これは、前群ＦＬの屈折力を強めて主点を物体側に配することによって、前群ＦＬの屈折力に比べてコンバーターレンズＴＣＬ全系の屈折力を弱めていることを示している。

このようにコンバーターレンズＴＣＬの物体側における正の屈折力を像側に比べて強くすることによって、コンバーターレンズＴＣＬに入射した軸外光束の主光線の角度を光軸と平行な方向に（テレセントリックな方向に）近づけている。これにより、コンバーターレンズＴＣＬの最大径の増大を抑制することができる。さらに、軸外光束の主光線の角度をこのようにすることで、コンバーターレンズＴＣＬに含まれる正レンズの曲率を大きくすることが許容される。よって、正レンズの材料のｄ線における屈折率を小さくしやすくなり、ペッツバール和の負の成分が大きくなりやすいコンバーターレンズＴＣＬにおいて、ペッツバール和の正の成分を大きくしてゼロに近づけることが容易になる。これにより、像面湾曲を補正することができる。

また、コンバーターレンズＴＣＬの全体の負の屈折力を強めすぎないことによって、コンバーターレンズＴＣＬにおいて像側に配される各レンズの屈折力が強くなりすぎることを防いでいる。これにより、像面湾曲、非点収差、倍率色収差等を良好に補正することができる。

条件式（１）の下限値を下回って前群ＦＬの焦点距離が短くなり、前群ＦＬの屈折力が強くなると、軸上色収差やコマ収差の補正が困難になるため好ましくない。条件式（１）の上限値を上回って前群ＦＬの焦点距離が長くなり、前群ＦＬの屈折力が弱くなると、負の焦点距離を有するコンバーターレンズＴＣＬにおいてペッツバール和の絶対値を小さくすることが困難になり、像面湾曲や倍率色収差が大きくなるため好ましくない。

このように、本発明によれば、小型かつ高い光学性能を有するコンバーターレンズＴＣＬを得ることができる。特に、本発明のコンバーターレンズＴＣＬは、ミラーレス式のカメラと、該カメラに対して着脱可能でありバックフォーカスが比較的短い交換レンズとの間に配置されるコンバーター装置に好適である。

条件式（１）の数値範囲を以下のようにすることが好ましい。
０．１１＜ｆ１／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）＜０．３４・・・（１ａ）

条件式（１）の数値範囲を以下のようにすることがさらに好ましい。
０．１２＜ｆ１／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）＜０．３２・・・（１ｂ）

さらに、コンバーターレンズＴＣＬは５枚以上のレンズで構成されることが好ましい。バックフォーカスの短いレンズに対応するために、マスターレンズから射出された軸外光束の主光線の高さが比較的高い位置にコンバーターレンズが配置されることになる。このため、倍率色収差と像面湾曲を良好に補正するためにはレンズの構成枚数を５枚以上とすることが好ましい。

さらに、本発明の実施例にかかるコンバーターレンズＴＣＬにおいて、後群ＲＬを、正の屈折力を有する第１部分群Ａと正の屈折力を有する第２部分群Ｂから構成することが好ましい。ここで、第２部分群Ｂは、後群ＲＬの最も像側に配置された、正の屈折力を有する接合レンズ（第１接合レンズ）または１枚の正レンズからなる。後群ＲＬの最も像側の位置、すなわち軸上光束の高さが低い位置に正の屈折力の接合レンズ（または１枚の正レンズ）を配置することによって、他の収差成分を増大させることなく像面湾曲を補正できる。

さらに、コンバーターレンズが、以下の条件式（２）～（７）のうち１以上を満足することが好ましい。
０．０３＜ｆａ／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）＜０．１５・・・（２）
０．１０＜ｆｂ／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）＜０．３５・・・（３）
１．００＜Ｌ／（ｓｋ×β）＜４．００・・・（４）
０．１０＜ｄ／ｓｋ＜０．６０・・・（５）
―０．２０＜｜ＥＸＴ＿ｆ｜×Σ｛１／Ｒｎ×（１／Ｎ’－１／Ｎ）｝＜０．２０・・・（６）
－３．０＜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）＜－０．１・・・（７）

なお、第１部分群Ａの焦点距離をｆａ、第２部分群Ｂの焦点距離をｆｂとする。コンバーターレンズＴＣＬの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＬ、マスターレンズＭＬの像側に配置されたときのコンバーターレンズＴＣＬの最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をｓｋとする。前群ＦＬの最も像側のレンズ面から後群ＲＬの最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をｄとする。コンバーターレンズＴＣＬの物体側からｎ番目のレンズ面の曲率半径をＲｎ、当該ｎ番目のレンズ面の光射出側の媒質の屈折率をＮ’、当該ｎ番目のレンズ面の光入射側の媒質の屈折率をＮとする。また、Ｒ１をコンバーターレンズＴＣＬの最も像側のレンズの物体側面の曲率半径とする。Ｒ２をコンバーターレンズＴＣＬの最も像側のレンズの像側面の曲率半径とする。

条件式（２）は、コンバーターレンズＴＣＬの焦点距離の絶対値に対する第１部分群Ａの焦点距離を、コンバーターレンズＴＣＬの横倍率で規格化した値の好適な範囲を示している。条件式（２）の下限値を下回って、コンバーターレンズＴＣＬの焦点距離の絶対値に比べて第１部分群Ａの焦点距離が短くなり、第１部分群Ａの屈折力が強くなると、軸上色収差、球面収差、コマ収差が大きくなるため好ましくない。条件式（２）の上限値を上回ってコンバーターレンズＴＣＬの焦点距離の絶対値が小さくなると、ペッツバール和の負の成分が大きくなって像面湾曲が大きくなるため好ましくない。

条件式（３）は、コンバーターレンズＴＣＬの焦点距離の絶対値に対する第２部分群Ｂの焦点距離を、コンバーターレンズＴＣＬの横倍率で規格化した値の好適な範囲を示している。条件式（３）の下限値を下回って、コンバーターレンズＴＣＬの焦点距離の絶対値に比べて第２部分群Ｂの焦点距離が短くなり、第２部分群Ｂの屈折力が強くなると、特に倍率色収差が大きくなるため好ましくない。条件式（３）の上限値を上回って第２部分群Ｂの焦点距離が長くなり、第２部分群Ｂの屈折力が弱くなると、像面湾曲を補正することが困難になるため好ましくない。

条件式（４）は、コンバーターレンズＴＣＬの最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離に対する、コンバーターレンズＴＣＬの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離を、コンバーターレンズＴＣＬの横倍率で規格化した値の好適な範囲を示している。条件式（４）の下限値を下回って距離Ｌが短くなると、スペース的に正レンズを厚くすることが困難になり、正レンズの曲率を大きくすることが困難になる。そのため、像面湾曲や倍率色収差が大きくなるため好ましくない。条件式（４）の上限値を上回って距離Ｌが長くなると、コンバーターレンズＴＣＬの長さが長くなって大型化するため好ましくない。

条件式（５）は、マスターレンズＭＬの像側に配置されたときのコンバーターレンズＴＣＬの最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離に対する、前群ＦＬの最も像側のレンズ面から後群ＲＬの最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離を規定している。距離ｄは、すなわち、前群ＦＬと後群ＲＬの光軸上の間隔を示している。条件式（５）の下限値を下回って前群ＦＬと後群ＲＬの光軸上の間隔が短くなると、前群ＦＬで屈折した軸外光束の主光線の高さが高い位置に後群ＲＬが配置されることになり、後群ＲＬの径が大型化するため好ましくない。条件式（５）の上限値を上回って前群ＦＬと後群ＲＬの光軸上の間隔が長くなると、軸上光束のマージナル光線の高さが低い位置に後群ＲＬの負レンズが配置されることとなる。このとき、所定の位置に結像するためには負レンズの屈折力を強くしなければならないが、負レンズの屈折力を強くするとペッツバール和の負の成分が大きくなり、像面湾曲が大きくなるため好ましくない。

条件式（６）は、コンバーターレンズＴＣＬの焦点距離とペッツバール和とを乗算した値の好適な範囲を示している。条件式（６）の下限値を下回ってペッツバール和が負の方向に大きくなった場合、正レンズはその材料の屈折率が低くなりアッベ数が大きくなり、負レンズはその材料の屈折率が高くなりアッベ数が小さくなる。これにより、軸上色収差や倍率色収差が大きくなるため好ましくない。条件式（６）の上限値を上回ると、像面湾曲が大きくなるため好ましくない。

条件式（７）は、コンバーターレンズＴＣＬの最も像側のレンズの形状因子の好適な範囲を示している。条件式（７）の下限値を下回って像側面のレンズの曲率の絶対値が小さくなってしまうと、非点収差が大きくなり好ましくない。条件式（７）の上限値を上回って像側面のレンズの曲率の絶対値が大きくなってしまうと、コバ厚を確保するためにレンズが大型化するので好ましくない。

条件式（２）～（７）の数値範囲を以下のようにすることが好ましい。
０．０４＜ｆａ／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）＜０．１２・・・（２ａ）
０．１１＜ｆｂ／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）＜０．３２・・・（３ａ）
１．２０＜Ｌ／（ｓｋ×β）＜３．５０・・・（４ａ）
０．１１＜ｄ／ｓｋ＜０．５０・・・（５ａ）
―０．１８＜｜ＥＸＴ＿ｆ｜×Σ｛１／Ｒｎ×（１／Ｎ’－１／Ｎ）｝＜０．１５・・（６ａ）
－２．５＜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）＜－０．１５・・・（７ａ）

条件式（２）～（７）の数値範囲を以下のようにすることがさらに好ましい。
０．０５＜ｆａ／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）＜０．１０・・・（２ｂ）
０．１２＜ｆｂ／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）＜０．３０・・・（３ｂ）
１．５０＜Ｌ／（ｓｋ×β）＜３．１０・・・（４ｂ）
１．５４６≦Ｌ／（ｓｋ×β）＜４．００・・・（４ｂ´）
０．１３＜ｄ／ｓｋ＜０．４７・・・（５ｂ）
―０．１６＜｜ＥＸＴ＿ｆ｜×Σ｛１／Ｒｎ×（１／Ｎ’－１／Ｎ）｝＜０．１０・・（６ｂ）
－２．１＜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）＜－０．２・・・（７ｂ）

上記条件式の少なくとも１つを満たすことで、コンバーターレンズＴＣＬを小型に構成しつつ、像面湾曲や非点収差等の諸収差を良好に補正することによって高い光学性能を得ることができる。

さらに、第１部分群Ａは、接合レンズ（第２接合レンズ）を有することが好ましい。第１部分群Ａにおいて、単レンズを多く配置する代わりに接合レンズを配置することにより、空気との境界面を減らして当該境界面における反射によって生じる不要光を低減することができる。

さらに、第１部分群Ａに含まれる接合レンズを構成する、少なくとも１枚の負レンズの屈折率が１．８０以上であることが好ましい。当該少なくとも１枚の負レンズの屈折率が１．８５以上であることが好ましく、１．９０以上であることがさらに好ましい。第１部分群Ａにおいて、高屈折率の負レンズを使用することによって、第１部分群Ａを構成する負レンズの曲率の増大を抑制している。これにより、他の収差成分を増大させることなく像面湾曲を補正することが容易となる。

前群ＦＬは、２枚以下のレンズからなることが好ましい。屈折力が強く曲率が大きくなりやすいレンズを有する前群ＦＬのレンズの枚数を少なくすることによって、レンズと空気の境界面を少なくして不要光の発生を抑制することができる。

前群ＦＬを構成するレンズの枚数よりも後群ＲＬを構成するレンズの枚数の方が多いことが好ましい。軸外光束の高い位置に配されるレンズの屈折力を弱めることにより、像面湾曲や非点収差を良好に補正することが容易になる。

次に、実施例のマスターレンズＭＬと、実施例のコンバーターレンズＴＣＬについて説明する。

［マスターレンズ］
本明細書において、マスターレンズＭＬの構成は、コンバーターレンズＴＣＬの実施例１～４に共通している。

図１は、無限遠物体に合焦時のマスターレンズＭＬの断面図である。マスターレンズＭＬは、Ｆナンバー２．９０、半画角は３．１６度、バックフォーカス３９ｍｍである。なお、例に挙げたマスターレンズＭＬは一例であり、像面に結像可能な光学系であればその他の光学系であっても構わない。

［コンバーターレンズ］
次に参考例１および実施例１～３のコンバーターレンズについて説明する。

［参考例１］
図２は、参考例１のコンバーターレンズＴＣＬの断面図である。図３は参考例１のコンバーターレンズＴＣＬをマスターレンズＭＬの像側に配置したときの無限遠物体に合焦時の収差図である。このとき、横倍率は１．４００である。

参考例１のコンバーターレンズＴＣＬにおいて、前群ＦＬはコンバーターレンズＴＣＬの最も物体側に配置された正レンズからなる。また、後群ＲＬは、前群ＦＬより像側に配置された６枚のレンズからなる。後群ＲＬにおいて、第１部分群Ａは、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚を接合した接合レンズ（第２接合レンズ）と、該接合レンズの像側に配置された、正レンズおよび負レンズを接合した接合レンズ（第２接合レンズ）からなる。第２部分群Ｂは１枚の正レンズからなる。

前述の条件式（１）～（７）を満たすことにより、コンバーターレンズＴＣＬを小型に構成しつつ高い光学性能を実現している。第１部分群Ａに含まれる接合レンズによって、面反射により生じる不要光を低減しつつ、軸上色収差やコマ収差の波長ごとのばらつきを補正している。第２部分群Ｂにより、像面湾曲を補正している。

［実施例１］
図４は、実施例１のコンバーターレンズＴＣＬの断面図である。図５は実施例１のコンバーターレンズＴＣＬをマスターレンズＭＬの像側に配置したときの無限遠物体に合焦時の収差図である。このとき、横倍率は１．４００である。

実施例１のコンバーターレンズＴＣＬにおいて、前群ＦＬはコンバーターレンズＴＣＬの最も物体側に配置された、接合レンズからなる。当該接合レンズは、負レンズと該負レンズの像側に隣接して配置された正レンズからなる。また、後群ＲＬは、前群ＦＬより像側に配置された５枚のレンズからなる。

後群ＲＬにおいて、第１部分群Ａは後群ＲＬの物体側に配置された接合レンズ（第２接合レンズ）と、該接合レンズの像側に隣接して配置された負レンズからなる。第２部分群Ｂは、負レンズおよび正レンズを接合した接合レンズ（第１接合レンズ）からなる。

前述の条件式（１）～（７）を満たすことにより、コンバーターレンズＴＣＬを小型に構成しつつ高い光学性能を実現している。第１部分群Ａの接合レンズによって、面反射により生じる不要光を低減しつつ、軸上色収差やコマ収差の波長ごとのばらつきを補正している。第２部分群Ｂの接合レンズの正レンズで像面湾曲を補正するとともに、当該正レンズで生じる倍率色収差を当該正レンズに接合している負レンズで補正している。

［実施例２］
図６は、実施例２のコンバーターレンズＴＣＬの断面図である。図７は実施例２のコンバーターレンズＴＣＬをマスターレンズＭＬの像側に配置したときの無限遠物体に合焦時の収差図である。このとき、横倍率は２．０００である。

実施例２のコンバーターレンズＴＣＬにおいて、前群ＦＬはコンバーターレンズＴＣＬの最も物体側に配置された正レンズからなる。後群ＲＬは、前群ＦＬより像側に配置された８枚のレンズからなる。

後群ＲＬにおいて、第１部分群Ａは、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚を接合した接合レンズ（第２接合レンズ）と、１枚の正レンズと、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚を接合した接合レンズ（第２接合レンズ）とからなる。第２部分群Ｂは１枚の正レンズからなる。

前述の条件式（１）～（７）を満たすことにより、コンバーターレンズＴＣＬを小型に構成しつつ高い光学性能を実現している。

第１部分群Ａの物体側の接合レンズによって、面反射により生じる不要光を低減しつつ、軸上色収差やコマ収差の波長ごとのばらつきを補正している。第１部分群Ａにおいて２つの接合レンズの間の間に配置された正レンズによって、特に軸上色収差を補正している。第１部分群Ａの像側の接合レンズによって、面反射により生じる不要光を低減しつつ、特に倍率色収差を補正している。第２部分群Ｂの正レンズで像面湾曲を補正している。

［実施例３］
図８は、実施例３のコンバーターレンズＴＣＬの断面図である。図９は実施例３のコンバーターレンズＴＣＬをマスターレンズＭＬの像側に配置したときの無限遠物体に合焦時の収差図である。このとき、横倍率は１．９９８である。

実施例３のコンバーターレンズＴＣＬにおいて、前群ＦＬはコンバーターレンズＴＣＬの最も物体側に配置された正レンズからなる。後群ＲＬは、前群ＦＬより像側に配置された８枚のレンズからなる。

後群ＲＬにおいて、第１部分群Ａは、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚を接合した接合レンズ（第２接合レンズ）と、正レンズおよび負レンズを接合した接合レンズ（第２接合レンズ）と、１枚の正レンズとからなる。第２部分群Ｂは、負レンズおよび正レンズを接合した接合レンズ（第１接合レンズ）からなる。

前述の条件式（１）～（７）を満たすことにより、コンバーターレンズＴＣＬを小型に構成しつつ高い光学性能を実現している。第１部分群Ａの物体側の接合レンズによって、面反射により生じる不要光を低減しつつ、軸上色収差やコマ収差の波長ごとのばらつきを補正している。第１部分群Ａの像側の接合レンズによって、面反射により生じる不要光を低減しつつ、特に倍率色収差を補正している。当該接合レンズの像側に隣接して配置された正レンズによって、像面湾曲を補正している。

第２部分群Ｂの接合レンズの正レンズで像面湾曲を補正するとともに、当該正レンズで生じる倍率色収差を当該正レンズに接合している負レンズで補正している。

［数値実施例］
前述のマスターレンズＭＬの数値実施例と、参考例１、実施例１～３のコンバーターレンズＴＣＬのそれぞれに対応する数値実施例１～４を示す。

また、参考例及び各数値実施例において、面番号は、物体側からの光学面の順序を示す。ｒは光学面の曲率半径（ｍｍ）、面番号ｉにおけるｄは、第ｉ番目の光学面と第ｉ＋１番目の光学面の間隔（ｍｍ）、ｎｄはｄ線における光学部材の材料の屈折率、νｄはｄ線を基準とした光学部材の材料のアッベ数である。ある材料のアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．５６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）における屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。有効径は、軸外光線の通過範囲によって定まるレンズ上の径のことをいう。

ＢＦはバックフォーカスを示す。なお、マスターレンズＭＬの数値実施例におけるバックフォーカスは、最も像側の面から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。コンバーターレンズＴＣＬの数値実施例におけるバックフォーカスは、マスターレンズＭＬの像側に配置されたときの、コンバーターレンズＴＣＬの最も像側の面から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。

マスターレンズＭＬの数値実施例におけるレンズ全長は、マスターレンズＭＬの最も物体側の面（第１レンズ面）からマスターレンズＭＬの最も像側の面（最終レンズ面）までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。

マスターレンズＭＬとコンバーターレンズＴＣＬのレンズ間隔は、マスターレンズＭＬの最も像側の面からコンバーターレンズＴＣＬの最も物体側の面までの光軸上の距離である。マスターレンズＭＬとコンバーターレンズＴＣＬの間隔は、空気換算長で表している。

前側主点位置は最も物体側の面から前側主点までの距離であり、後側主点位置は最も像側の面から後側主点までの距離である。なお、前側主点位置および後側主点位置についての各数値は近軸量であり、符号は物体側から像側の向きを正とする。

数値参考例１及び数値実施例１～３のそれぞれにおける、前述の各条件式に用いられている物理量を［表１］に示し、前述の各条件式に対応する値を［表２］に示す。

［マスターレンズ］－コンバーターレンズの数値実施例１～４共通－
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 147.291 15.31 1.59522 67.7 135.17
2 497.553 135.95 133.90
3 93.917 15.46 1.43700 95.1 73.31
4 -169.659 1.50 1.80610 33.3 70.94
5 85.058 2.78 66.85
6 81.980 11.17 1.43700 95.1 67.06
7 ∞ 30.12 66.17
8 64.700 7.23 1.89286 20.4 54.51
9 117.746 0.20 52.05
10 53.244 2.00 1.83400 37.2 49.56
11 34.348 8.98 1.43700 95.1 45.88
12 71.295 7.95 43.85
13(絞り) ∞ 5.00 41.52
14 -424.241 1.60 1.61800 63.4 36.89
15 56.377 38.46 35.12
16 192.506 1.40 1.89286 20.4 32.02
17 120.766 4.96 1.51742 52.4 32.17
18 -71.885 1.00 32.51
19 61.529 4.26 1.80610 33.3 32.60
20 -244.681 1.20 1.53775 74.7 32.24
21 29.916 6.46 30.47
22 -88.814 1.20 1.72916 54.7 30.63
23 62.251 2.54 31.75
24 94.888 4.00 1.65412 39.7 33.60
25 -343.957 6.25 34.34
26 45.503 9.29 1.64769 33.8 40.49
27 -81.900 1.70 1.80810 22.8 40.30
28 81.305 6.55 40.02
29 64.484 5.47 1.56732 42.8 42.70
30 294.428 39.00 42.59
像面 ∞

各種データ
ズーム比 1.00

焦点距離 392.00
Fナンバー 2.90
半画角（度） 3.16※近軸追跡値
像高 21.64
レンズ全長 379.01
BF 39.00

入射瞳位置 655.94
射出瞳位置 -130.05
前側主点位置 138.96
後側主点位置-353.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 345.87
2 3 140.85
3 5 -70.10
4 6 187.60
5 8 151.14
6 10 -121.91
7 11 141.23
8 14 -80.42
9 16 -366.32
10 17 87.86
11 19 61.37
12 20 -49.50
13 22 -50.03
14 24 114.11
15 26 46.50
16 27 -50.26
17 29 144.30

［コンバーターレンズ］
［数値参考例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 3.59 1.85478 24.8 28.54
2 -69.633 5.16 28.62
3 -52.206 1.50 1.77250 49.6 27.19
4 45.801 7.17 1.59270 35.3 27.58
5 -50.952 1.50 2.05090 26.9 28.06
6 -944.570 1.76 28.89
7 -294.724 9.34 1.51823 58.9 29.61
8 -22.495 1.60 1.95375 32.3 30.86
9 -117.544 2.43 35.02
10 -91.468 7.75 1.68893 31.1 36.93
11 -30.784 38.96

各種データ
焦点距離 -184.66
前側主点位置 -19.75
後側主点位置 -62.84
横倍率 1.400

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 81.46
2 3 -31.37
3 4 41.85
4 5 -51.29
5 7 46.45
6 8 -29.41
7 10 64.02

マスターレンズと数値参考例１のコンバーターレンズとの間隔 6.00

［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 364.337 1.50 1.90043 37.4 27.74
2 75.135 4.30 1.85478 24.8 27.78
3 -108.452 3.59 27.84
4 -81.339 1.50 1.90043 37.4 27.26
5 45.855 8.57 1.62004 36.3 27.59
6 -31.329 3.00 28.19
7 -24.851 1.50 2.05090 26.9 27.49
8 -202.363 5.73 30.08
9 -99.050 1.70 1.90043 37.4 34.57
10 252.137 11.91 1.67300 38.3 37.10
11 -29.905 39.89

各種データ
焦点距離 -379.68
前側主点位置 -75.48
後側主点位置-141.87
横倍率 1.400

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -105.38
2 2 52.49
3 4 -32.39
4 5 31.35
5 7 -27.08
6 9 -78.80
7 10 40.41

マスターレンズと数値実施例１のコンバーターレンズとの間隔 6.00

［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 129.729 4.11 1.80518 25.5 23.16
2 -70.855 3.87 22.88
3 -50.389 1.20 1.90043 37.4 21.15
4 16.267 9.39 1.66565 35.6 20.95
5 -37.744 1.20 1.88300 40.8 21.79
6 37.362 0.62 22.96
7 33.200 5.13 1.72047 34.7 24.64
8 -186.032 4.97 25.25
9 -80.738 1.50 1.90043 37.4 26.76
10 32.305 10.07 1.67300 38.3 28.82
11 -40.348 1.60 2.05090 26.9 30.86
12 ∞ 1.32 33.70
13 536.519 12.33 1.54814 45.8 36.13
14 -26.517 38.95

各種データ
焦点距離 -111.67
前側主点位置 -22.84
後側主点位置 -98.58
横倍率 2.000

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 57.44
2 3 -13.54
3 4 18.35
4 5 -21.11
5 7 39.49
6 9 -25.46
7 10 28.23
8 11 -38.39
9 13 46.46

マスターレンズと数値実施例２のコンバーターレンズとの間隔 6.00

［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -178.894 3.17 1.85478 24.8 22.37
2 -38.477 2.62 22.46
3 -37.475 1.20 1.72916 54.7 21.18
4 16.000 11.24 1.64769 33.8 21.15
5 -19.159 1.20 2.05090 26.9 21.48
6 145.017 0.50 23.08
7 40.045 6.79 1.59551 39.2 24.93
8 -61.657 1.30 1.84666 23.8 25.78
9 78.421 7.00 26.81
10 -140.740 5.46 1.65412 39.7 31.23
11 -45.342 3.50 33.16
12 -90.306 1.30 1.59282 68.6 35.57
13 55.686 13.17 1.51742 52.4 38.57
14 -34.900 40.32

各種データ
焦点距離 -212.13
前側主点位置 -72.96
後側主点位置-192.79
横倍率 1.998

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 56.76
2 3 -15.23
3 4 15.40
4 5 -16.04
5 7 41.81
6 8 -40.60
7 10 100.00
8 12 -57.91
9 13 43.63

マスターレンズと数値実施例３のコンバーターレンズとの間隔 6.00

［撮像装置の実施例］
図１０は、撮像装置（デジタルカメラ）１０の構成を示す図である。図１０（ａ）は斜視図であり、図１０（ｂ）は側面図である。撮像装置１０は、カメラ本体１３と、マスターレンズＭＬと、上述した実施例１乃至４のいずれかと同様であるコンバーターレンズＴＣＬと、マスターレンズＭＬおよびコンバーターレンズＴＣＬとによって形成される像を光電変換する受光素子（撮像素子）１２を備える。受光素子１２としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いることができる。マスターレンズＭＬおよびコンバーターレンズＴＣＬは、カメラ本体１３に対して一体に構成されていても良いし、それぞれがカメラ本体１３に対して着脱可能に構成されていても良い。マスターレンズＭＬとコンバーターレンズＴＣＬがカメラ本体１３と一体に構成されている場合、コンバーターレンズＴＣＬは光軸上に挿脱可能に構成される。

［交換レンズの実施例］
本発明は、マスターレンズＭＬとコンバーターレンズＴＣＬが同一の鏡筒内に構成され、撮像装置に対して着脱可能な交換レンズにも適用されうる。当該マスターレンズＭＬは、単焦点レンズでもよいしズームレンズでもよい。この場合、コンバーターレンズＴＣＬは光軸上に挿脱可能に構成される。操作部材やユーザインターフェースを介してユーザから指示されることに応じて、コンバーターレンズＴＣＬが光軸上または光軸外に配置される。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。

ＴＣＬ コンバーターレンズ
ＦＬ 前群
ＲＬ 後群
ＭＬ マスターレンズ

Claims (13)

1. 全体として負の屈折力を有し、マスターレンズの像側に配置されることで、全系の焦点距離を前記マスターレンズ単独の焦点距離よりも長くするコンバーターレンズであって、
   前記コンバーターレンズは５枚以上のレンズで構成され、
   前記５枚以上のレンズは、正の屈折力の前群、負の屈折力の後群から成り、
   前記前群は、最も物体側に配置されたレンズから像側に向かって順にレンズの屈折力を合成した場合に、合成屈折力が正に最大となるレンズ群であり、
   前記前群の焦点距離をｆ１、前記コンバーターレンズの焦点距離をＥＸＴ＿ｆ、前記マスターレンズの像側に配置されたときの前記コンバーターレンズの横倍率をβ、前記コンバーターレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＬ、前記マスターレンズの像側に配置されたときの前記コンバーターレンズの最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をｓｋとするとき、
   ０．１１＜ｆ１／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）≦０．２５７
   １．００＜Ｌ／（ｓｋ×β）＜４．００
   なる条件式を満たすことを特徴とするコンバーターレンズ。
2. 前記後群は、第１部分群と第２部分群とからなり、
   前記第２部分群は、前記後群の最も像側に配置された、正レンズおよび負レンズ含み全体として正の屈折力の第１接合レンズ、または前記後群の最も像側に配置された正レンズからなることを特徴とする請求項１に記載のコンバーターレンズ。
3. 前記第１部分群は正レンズおよび負レンズ含む第２接合レンズを有することを特徴とする請求項２に記載のコンバーターレンズ。
4. 前記第２接合レンズに含まれる少なくとも１枚の負レンズのｄ線に対する屈折率は１．８０以上であることを特徴とする請求項３に記載のコンバーターレンズ。
5. 前記第２部分群の焦点距離をｆｂとするとき、
   ０．１０＜ｆｂ／（｜ＥＸＴ＿ｆ｜×β）＜０．３５
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のコンバーターレンズ。
6. 前記前群の最も像側のレンズ面から前記後群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をｄ、前記マスターレンズの像側に配置されたときの前記コンバーターレンズの最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をｓｋとするとき、
   ０．１０＜ｄ／ｓｋ＜０．６０
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載コンバーターレンズ。
7. 前記コンバーターレンズの物体側からｎ番目のレンズ面の曲率半径をＲｎ、前記ｎ番目のレンズ面の光射出側の媒質の屈折率をＮ’、前記ｎ番目のレンズ面の光入射側の媒質の屈折率をＮとするとき、
   ―０．２０＜｜ＥＸＴ＿ｆ｜×Σ｛（１／Ｎ’－１／Ｎ）／Ｒｎ｝＜０．２０
   なる条件式を満たすレンズ面を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のコンバーターレンズ。
8. 前記コンバーターレンズの最も像側の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とするとき、
   －３．０＜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）＜－０．１
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のコンバーターレンズ。
9. 前記前群は、２枚以下のレンズからなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のコンバーターレンズ。
10. 前記前群を構成するレンズの枚数よりも、前記後群を構成するレンズの枚数の方が多いことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のコンバーターレンズ。
11. １．５４６≦Ｌ／（ｓｋ×β）＜４．００
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のコンバーターレンズ。
12. マスターレンズと、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のコンバーターレンズとを有することを特徴とする交換レンズ。
13. マスターレンズと、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のコンバーターレンズと、前記マスターレンズと前記コンバーターレンズによって形成される像を受光する撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。

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