JPH11119096A

JPH11119096A - 回折面を用いたフロントコンバーターレンズ

Info

Publication number: JPH11119096A
Application number: JP9285277A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ogata; 小方康司; Yuji Kamo; 加茂裕二
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 1999-04-30
Also published as: US6097547A

Abstract

(57)【要約】【課題】回折面を適用することで、性能良好で、安価
かつ軽量なフロントコンバーターレンズ。【解決手段】主レンズＭＬの被写体側に装着して焦点
距離を変換するフロントコンバーターレンズＣＬにおい
て、少なくとも２個のレンズ群を有しており、その少な
くとも２個の群は各々回折面ｒ₁、ｒ₄を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回折現象に基づく
レンズ作用を持った回折面を用いたフロントコンバータ
ーレンズに関するものであり、特に、主レンズの被写体
側に装着して全系の焦点距離を変換する光学系に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、主レンズ（一般的には、撮影
レンズ）の被写体側に装着して、全系の焦点距離を長く
したりあるいは短くするような光学系が利用されてき
た。焦点距離を長くする場合には、正レンズと負レンズ
を並べて略アフォーカルにする構成がよく使われる。ま
た、焦点距離を短くする場合には、逆に負レンズと正レ
ンズを並べて略アフォーカルにする構成が使われる。こ
れらはいわゆるアフォーカルフロントコンバーターレン
ズと呼ばれる光学系であり、例えば、カメラレンズの前
に取り付けるだけで焦点距離を変更できるので、非常に
便利なものである。

【０００３】しかしながら、良好な収差補正を達成する
ために数枚のガラスレンズを組み合わせて構成するの
で、重かったりコストが高かったりして、現状ではその
簡便さを十分に生かしているとは言い難い。

【０００４】アフォーカルフロントコンバーターレンズ
の先行例としては、特開平６−２８９２８９号のものが
ある。その公報の実施例４では、正パワーの被写体側レ
ンズ群及び負パワーの像側レンズ群を共にダブレットに
て構成し、１．３倍の倍率を得ている。各群共に色収差
補正がなされており、全てのレンズがガラス材にて構成
されているので、ペッツバール和も補正され良好な画質
が得られる。一方、実施例１では、２群２枚のレンズ構
成で、各レンズをプラスチックレンズとした実施例が示
されているが、通常利用されるプラスチック材料（例え
ば、アクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂）では十分な
色収差補正が困難なため、その実施例では非常に低分散
な特殊な材料を使用している。

【０００５】また、特開平４−１１６５１１号では、負
パワーの被写体側レンズ群及び正パワーの像側レンズ群
を配置して、被写体側レンズ群は２枚のガラスレンズ、
像側のレンズ群は１枚のガラスレンズにて構成し、０．
８倍のワイドコンバーターレンズを実現している。

【０００６】上記の何れの先行例も、ガラスレンズを用
いればコストアップや重量アップを招いてしまい好まし
くない。また、プラスチックレンズを用いれば上記問題
は改善されても、特殊な材料を必要とするため、生産性
やコストの面で好ましくない。あるいは、通常利用され
る樹脂材料では性能が不十分である。

【０００７】後記する本発明では、回折面を適用するこ
とで、性能良好で、安価かつ軽量なコンバーターレンズ
を提供することを目的としているので、ここで、回折面
のレンズ作用について説明する。従来のレンズが媒質の
界面における屈折作用に基づいているのに対し、光の回
折現象に従って作用するものが回折面のレンズ作用であ
る。一般的に、図１で示すような回折格子へ光が入射し
たとき、回折現象にて射出する光は以下の関係式を満た
す。ｓｉｎθ−ｓｉｎθ’＝ｍλ／ｄ・・・（ａ）ただし、θは入射角、θ’は射出角、λは光の波長、ｄ
は回折格子のピッチ、ｍは回折次数である。

【０００８】したがって、（ａ）式に沿ってリング状の
回折格子のピッチを設定しておくと、入射光を一点に集
めることができる。つまり、回折面にレンズ作用を持た
せることが可能となる。このとき、ｊ番目の格子のリン
グ半径をｒ_j、回折面の焦点距離をｆとすると、１次近
似において以下の式を満たす。

【０００９】ｒ_j ²＝２ｊλｆ・・・（ｂ）一方、回折格子の構成法としては、明暗のリングにて構
成する振幅変調型、屈折率あるいは寸法を変えて光路長
を変化させる位相変調型等が知られている。振幅変調型
では、複数の回折光が発生するため回折効率（入射光の
光量と１次回折光の光量の比）は最大でも６％程度であ
る。位相変調型においても最大で３４％程度である。し
かし、図２に示すように、断面形状を鋸歯状で構成して
おけば、回折効率を理論上１００％まで向上できる。実
際にはロスがあるが、それでも９５％以上の回折効率を
得ることができる。このような回折格子をキノフォーム
と称しており、鋸歯の深さｈは次式で与えられる。

【００１０】ｈ＝ｍλ／（ｎ−１）・・・（ｃ）ただし、ｍは回折次数、ｎは回折面を構成する基材の屈
折率である。

【００１１】（ｃ）式からも分かるように、１００％の
回折効率は只一つの波長においてのみ実現される。図３
は、設計波長を５５０ｎｍとしたときの波長と回折効率
の関係を示している。波長が設計値から離れるにつれ
て、回折効率は大きく低下して行く。回折効率が低下し
た場合、残りの光は不要な次数の光として存在するた
め、白色光で使用される光学系では、この不要次数光に
よるフレアの問題に注意する必要がある。

【００１２】次に、回折面の設計法について説明する。
回折面の設計法としてはいくつかの方法が知られている
が、本発明ではウルトラ・ハイ・インデックス法を用い
ており、この方法では、回折面が厚み０で屈折率が非常
に大きな屈折面と等価であることが知られている。この
とき、任意の波長における屈折率ｎ（λ）は以下の式に
て与えられる。

【００１３】ｎ（λ）＝１＋｛ｎ（λ₀）−１｝λ／λ₀ ・・・（ｄ）ただし、λは任意の波長、λ₀は基準波長、ｎ（λ₀）
はそのときの屈折率である。

【００１４】回折面をレンズとして用いるとき、重要な
特徴が２個ある。第１の特徴は、非球面作用であり、す
でに述べたように、回折格子のピッチを適切に設定して
おくと光を一点に集めることができる。第２の特徴は、
分散が非常に大きいことであり、（ｄ）式からいわゆる
アッベ数を求めると、−３．４５と言う値になる。符号
が負だから通常の硝子とは逆の分散であり、しかも数１
０倍の色収差が発生する。また、部分分散比が小さく、
異常分散性が強いことも分かる。

【００１５】このような回折面を自然光の下で使用する
光学系に適用した例として、「Hybrid diffractive-ref
ractive lenses and achromats」Appl.Opt.27.2960-297
1 が知られている。この例では、近軸理論に基づき、硝
子単レンズと回折面との組み合わせによる軸上色収差の
補正の計算結果が示されている。具体的には、凸平形状
のレンズにおいて、平面側を回折面で構成してアクロマ
ート化を実現し、このとき残存する２次スペクトルにつ
いても結果が示されている。さらに、ダブレットとの組
み合わせによるアポクロマート化の結果も示されてい
る。

【００１６】また、ＵＳＰ５，５４３，９６６において
は、シングレットへ回折面を適用してアクロマート化し
た例が示されている。この例では、いわゆるフィルムカ
メラへの応用であり、被写体側へ凸な正メニスカスレン
ズと絞りから構成される撮影光学系において、レンズの
像側面に回折面を配置して色収差補正を実現し、高性能
化を図ったものである。

【００１７】また、「Diffractive optics at Eastman
Kodak Company 」SPIE,Vol.2689,pp.228-254では、様々
な光学系への適用例が示されており、特に、レンズシャ
ッターカメラ用撮影ズームレンズへの応用例や、逆ガリ
レイ式ファインダーヘの応用例等が示されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術のこ
のような状況に鑑みてなされたものであり、その目的
は、主レンズの被写体側に装着して全系の焦点距離を変
換する光学系において、回折面を適用することで、性能
良好で、安価かつ軽量なコンバーターレンズを提供する
ことであり、特に、樹脂材料を用いたコンバーターレン
ズを提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の回折面を用いたフロントコンバーターレンズは、主
レンズの被写体側に装着して焦点距離を変換するフロン
トコンバーターレンズにおいて、少なくとも２個のレン
ズ群を有しており、その少なくとも２個の群は各々回折
面を有していることを特徴とするものである。

【００２０】以下、本発明において上記構成をとる理由
と作用について説明する。一般に、アフォーカルコンバ
ーターレンズは、正レンズ群と負レンズ群にて構成さ
れ、被写体側より正レンズ群と負レンズ群の順番で配置
した場合がテレコンバーターレンズであり、逆に、被写
体側より負レンズ群と正レンズ群の順番で配置した場合
がワイドコンバーターレンズである。何れにしても、主
レンズの被写体側に配置される訳であるから、そのレン
ズ径は巨大なものになり、ガラスで構成した場合には重
量も大変重いものとなってしまい、その簡便性を十分に
は生かしていなかった。これらの問題を改善しようとす
ると、従来の技術について説明したように、性能が低下
したり、生産性の悪い材料を用いることになってしまっ
ていた。

【００２１】このようなアフォーカルコンバーターレン
ズの設計においては、色収差の補正が重要である。特
に、テレコンバーターレンズのように焦点距離を長くす
る光学系においては、軸上色収差が悪化しやすく、画面
の中心から周辺まで全画面において劣化しやすい。しが
たって、色収差補正が重要であり、一般的には、各群を
ダブレットにて構成することが多い。また、ワイドコン
バーターレンズの場合は、画角が主レンズよりも大きく
なるから、歪曲収差や非点収差の発生が大きくなり、こ
れらの単色収差を補正するために負パワーを複数枚の負
レンズに分割して構成することが多い。さらに、倍率色
収差の補正も重要になってくる。

【００２２】本発明では、回折面を効果的に配置して、
色収差の補正を低コストで良好に達成しようとするもの
である。そのためには、コンバーターレンズを構成する
少なくとも２個の群に回折面を用いることが必要であ
る。

【００２３】従来の技術につても述べたように、回折面
は非常に強い異常分散性を有するため、通常のガラスレ
ンズと比較すると、色消しした場合の残存色収差が大き
くなる。一例として、図４に２次スペクトルの計算例を
示した。これは、焦点距離１００ｍｍのレンズにおい
て、Ｃ線とＦ線で色消しをした場合の２次スペクトルを
示すものである。ただし、計算は薄肉密着系として扱っ
ている。屈折面の方（系列１）はガラスのダブレットで
あり、ｎ_d＝１．６９６８０，ν_d＝５５．５２及びｎ
_d＝１．６８８９３，ν_d＝３１．０７のガラスレンズ
を組み合せている。一方、回折面の方（系列２）はｎ_d
＝１．４９２４１，ν_d＝５７．６６のアクリル樹脂と
回折面を組み合せている。図４より明らかなように、回
折面を用いると、ｇ線での残存色収差が大きくなること
が分る。

【００２４】このように、回折面は、それ単独では異常
分散性のために残存色収差が大きくなり、パワーを強く
できないのだが、正レンズと負レンズのそれぞれに用い
ると残存色収差が打ち消し合って良好な性能を得ること
ができる。したがって、本発明のコンバーターレンズに
おいては、正レンズ群と負レンズ群の各群に回折面が形
成されていることが重要である。

【００２５】このとき、各回折面のパワーは各群のパワ
ーと同符号であるが、その理由は薄肉密着系における色
消し条件を回折面に適用することで理解される。以下
に、簡単に説明する。

【００２６】一般に、ダブレットの色消し条件は以下の
ようになる。第１レンズの焦点距離をｆ₁、アッベ数を
ν₁とし、第２レンズの焦点距離をｆ₂、アッベ数をν
₂とすれば、薄肉密着系の合成焦点距離ｆを求める式、
及び、近軸色収差を補正する式は以下のようになる。

【００２７】１／ｆ＝１／ｆ₁＋１／ｆ₂ ・・・（ｅ）１／（ｆ₁×ν₁）＋１／（ｆ₂×ν₂）・・・（ｆ）両式より各レンズの焦点距離は以下のようになる。

【００２８】ｆ₁＝（１−ν₂／ν₁）×ｆ・・・（ｇ）ｆ₂＝（１−ν₁／ν₂）×ｆ・・・（ｈ）屈折系ではアッベ数が正値であるから、上記色消し条件
を満足するためには、正レンズと負レンズの組み合わせ
が必要となる。しかし、回折面はアッベ数が−３．４５
であるから、（ｇ）式と（ｈ）式よりｆ₁とｆ₂は同符
号となる。例えば、アクリル樹脂の基材に回折面を形成
したとき、各成分が持つパワーの割合は、基材が９４．
４％、回折面は５．６％となり、回折面は正パワーで大
変弱くなることが分る。したがって、回折面を利用すれ
ば、レンズ枚数を増やすことなく、さらにレンズの厚み
を増やすことなく、色収差の発生量を制御することが可
能となり、軽量化・低コスト化が可能となる。上記した
ように、本発明における回折面は正レンズ群においては
正パワーを有し、負レンズ群においては負パワーを有す
るものである。

【００２９】また、色収差補正のレンズ構成としては、
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、一方の群に回折面
Ｄを用い、もう一方の群は屈折系のダブレットにて構成
することも考えられる。図５（ａ）においては、コンバ
ーターレンズＣＬを正パワーのダブレットと回折面Ｄを
設けた負パワーの単レンズとから構成しており、図５
（ｂ）においては、回折面Ｄを設けた正パワーの単レン
ズと負パワーのダブレットとから構成している。しか
し、この構成で回折面Ｄにパワーを持たせると、前述し
たように回折面の異常分散性のために、むしろ残存色収
差が大きくなってしまい好ましくない。

【００３０】次に、回折面は下記条件式を満たすことが
望ましい。０．２＜｜φ_DOE(1)／φ_DOE(2)｜＜１．６・・・（１）ただし、φ_DOE(1)及びφ_DOE(2)は、第１レンズ群及び第
２レンズ群の回折面において、最大レンズ径に対する計
算径の比率が同じ位置における回折面が有するパワーで
ある。

【００３１】ここで、回折面をウルトラ・ハイ・インデ
ックス法で表したときのｄ線における屈折率をｎ、第１
面及び第２面の曲率半径をｒ₁、ｒ₂とすると、回折面
のパワーφ_DOEを以下の式で定義する。 φ_DOE＝（ｎ−１）（１／ｒ₁−１／ｒ₂）・・・（ｉ）また、光軸からの高さｙにおける曲率半径ｒは以下の式
で定義する。

【００３２】ｒ＝ｙ×［１＋｛ｄｆ（ｙ）／ｄｙ｝²］／｛ｄ²ｆ（ｙ）／ｄｙ²｝・・・（ｊ）ただし、光軸からの高さｙにおける面の形状をｆ（ｙ）
とし、ｄ／ｄｙは一階微分、ｄ²／ｄｙ²は２階微分で
ある。（ｊ）式より、球面の場合、ｒは常に近軸曲率半
径と一致する。

【００３３】上記（１）式は、正レンズ群と負レンズ群
に形成された２個の回折面において、最大レンズ径に対
する計算径の比率が同じ位置における回折面が有するパ
ワーに関する条件式であり、それらの差が小さいことを
示している。（１）式の範囲を越えて、正レンズ群と負
レンズ群に構成された回折面のパワーが異なると、回折
面の異常分散性の影響が大きくなり、良好な色収差補正
ができなくなる。

【００３４】また、各回折面のパワーは下記条件式を満
たすことが望ましい。０．００５＜φ_DOE／φ＜０．３・・・（２）ただし、φ_DOEは回折面のパワー、φは回折面を有する
群のパワーである。

【００３５】本発明の場合、回折面と群のパワーは同符
号であるため、（２）式の条件式は常に正値となる。
（２）式の下限の０．００５を越えると、色収差が補正
不足であり、一方、（２）式の上限０．３を越えると、
色収差が補正過剰になる。

【００３６】本発明においては、回折面の効果的な利用
によって色収差を良好に補正している。しかし、回折面
における非点収差の発生量が大きく、その結果、周辺像
面の特性を悪化させる原因となっている。回折面の影響
で悪化した像面特性を改善するために、非球面の利用が
有効である。非球面によって、特にメリジオナル像面の
補正が可能となる。このとき、各回折面において像面特
性の悪化が生じているため、少なくとも回折面と同数の
非球面を配置することが望ましい。非球面の具体例とし
ては、回折面自体が持っている非球面作用も利用でき
る。また、回折面基材表面を非球面とすることも可能で
ある。また、回折面と非球面を全く異なる面に設けても
よい。しかし、回折面で悪化した非点収差を非球面によ
りキャンセルする訳であるから、回折面と非球面はなる
べく接近した面であることが好ましい。

【００３７】本発明のコンバーターレンズは、正レンズ
群と負レンズ群を有しており、２個の群共に１枚の回折
型光学素子にて構成されることが望ましい。

【００３８】また、回折面を用いて色収差補正を効果的
に達成するためには、下記条件式を満たすことが望まし
い。 ν_d＞５０・・・（３）ただし、ν_dは回折型光学素子の基材のｄ線におけるア
ッベ数である。

【００３９】後述する実施例１に見られるような正レン
ズと負レンズの組み合わせでは、一般的には、色消しの
ためにアッベ数の大きな正レンズとアッベ数の小さな負
レンズを選択することになる。しかし、本発明の場合
は、回折面を利用して各群を色消しすることが目的であ
り、このとき（３）式の範囲を越えてｄ線におけるアッ
ベ数が５０以下の基材を用いると、（ｇ）と（ｈ）式か
ら分るように、回折面のパワーが強くなってしまう。こ
の影響は大きく、一方の群において（３）式を満たした
としても、（３）式を外れた群で発生する色収差が非常
に大きく、最早色収差の補正はできなくなってしまう。
特に、異常分散性にて生じた２次スペクトルは、いくら
屈折レンズを増やしても十分な補正はできない。したが
って、良好な性能を得るために（３）式の条件は重要で
ある。

【００４０】（３）式を満たす材料は多くあるが、製造
コストを考慮すると、樹脂材料を用いることが好まし
い。超精密加工にてキノフォーム形状に形成された金型
さえ作成すれば、従来から行われている射出成形を利用
して安く大量に製造することができる。

【００４１】プラスチックの中で（３）式を満たす材料
として、いわゆるアクリル系の材料を利用することがで
きる。アクリル系の樹脂はカメラ等のレンズにおいてご
く一般的に用いられているから、低コストで安定して生
産することができる。しかし、本発明のようにレンズ径
が大きく、さらに、正レンズと負レンズを組み合わせる
ような光学系においては、吸湿によってかなり複雑な変
化を生じてしまう。したがって、本発明のプラスチック
レンズとしては低吸湿な材料を用いることが望ましい。
また、現在実用化されている低吸湿なプラスチック材料
としては、ポリオレフィン系樹脂を用いることが好まし
い。

【００４２】また、レンズ群が複数のレンズによって構
成される場合、回折面を用いた色収差補正を効果的に実
現するためには、下記条件式を満たすことが望ましい。 Ψ_d＞５０・・・（４）ここで、１／Ψ_d＝（１／φ）Σ_i（φ_i／ν_di）ただし、φは回折面を有する群のパワー、φ_iはその群
を構成するレンズ及び回折型光学素子のパワー（回折面
のパワー除く。）、ν_diはその群を構成するレンズ及び
回折型光学素子のｄ線のアッベ数である。

【００４３】条件式（３）について説明したことと同様
に、レンズ群としての等価なアッべ数が大きくないと、
回折面のパワーが強くなって良好な色収差補正ができな
い。したがって、（４）式に示したように、回折面を除
いて、レンズ群を構成する各レンズのパワーとアッベ数
から計算される数値Ψ_dが（４）式を満たすことが望ま
しい。

【００４４】この場合においても、回折型光学素子は樹
脂材料にて構成することが好ましい。特にポリオレフィ
ン系樹脂のような低吸湿な樹脂材料を用いれば、湿度変
化に対して安定した光学系を大量生産することができ
る。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の回折面を用いたフ
ロントコンバーターレンズの実施例１〜７について説明
する。本発明によるレンズ系の回折面は、ウルトラ・ハ
イ・インデックス法を用いて設計しており、具体的に
は、回折面は厚みが０で波長がｄ線のときの屈折率が１
００１の屈折型レンズとして表現されている。ｄ線以外
の波長における屈折率は（ｄ）式にて計算される。した
がって、後記する数値データにおいても、以下に示すよ
うな通常の非球面式にて記載する。すなわち、光軸方向
をＺ軸、光軸と垂直な方向をＹ軸とすると、非球面は以
下の式にて表せられる。

【００４６】Ｚ＝ＣＹ²／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）Ｃ²Ｙ²｝］＋Ａ₄Ｙ⁴＋Ａ₆Ｙ⁶＋Ａ₈Ｙ⁸＋Ａ₁₀Ｙ¹⁰＋Ａ₁₂Ｙ¹²・・・（ｋ）ただし、Ｃは面頂における曲率（＝１／ｒ、ｒは曲率半
径）、Ｋは円錐係数、Ａ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀、Ａ₁₂は
それぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係
数である。

【００４７】また、回折面と厚みが０で接する面は回折
型光学素子の基材表面である。そして、実際の製造にお
いては、回折面の非球面形状と基材表面の形状との差及
び屈折率から位相変化を求め、この位相変化を回折格子
のピッチに換算して基材表面上に回折面を形成する。し
たがって、以下の各実施例において、最終的にレンズと
しての作用を成すのは基材の面である。また、回折面と
示したウルトラ・ハイ・インデックス屈折型レンズによ
る非球面は実際は存在しない。しかし、各実施例に対応
するレンズ断面図中には、数値データ中に回折面として
記載された面番も基材の面に表記してある。

【００４８】回折面の具体的な形状としては、例えば図
６に断面を示すようなものがある。図の（ａ）は、透明
部２１と不透明部２２が交互に配列され、不透明部２２
の厚みはほぼ０であるが、振幅変調型と呼ばれる回折面
である。図の（ｂ）は、屈折率の異なる高屈折率部２３
と低屈折率部２４を交互に配列して、屈折率差による位
相差にて回折作用を持たせたものである。図の（ｃ）
は、矩形状の凹凸を交互に配列して厚みの差による位相
差にて回折作用を持たせたものである。これは２レベル
のバイナリー素子でもある。図の（ｄ）は、表面を鋸歯
形状にしたものであり、キノフォームと呼ばれ、連続的
な厚みの差による位相差にて回折作用を持たせたもので
ある（図２）。図の（ｅ）と（ｆ）は、キノフォームを
４レベル及び８レベルで近似したバイナリー素子である
（図３）。このように回折面の形状にはいくつかの形式
があるが、本発明では、回折効率を高くして光量を有効
に利用したいため、図６（ｄ）のキノフォームや図６
（ｅ）や図６（ｆ）等の４レベル以上のバイナリー素子
を用いることが望ましい。

【００４９】本発明の実施例１〜７の数値データ及びそ
れを装着するマスターレンズの数値データは後記する
が、実施例１から実施例５までは、図７に示すマスター
レンズＭＬ１の被写体側に装着して焦点距離を変えるた
めのコンバーターレンズである。実施例１から実施例４
までは、マスターレンズＭＬ１に装着して焦点距離を長
くするためのテレコンバーターレンズであり、実施例５
のみは焦点距離を短くするワイドコンバーターレンズで
ある。図７（ａ）に広角端、同図（ｂ）に中間焦点距
離、同図（ｃ）に望遠端のレンズ断面図を示すマスター
レンズＭＬ１の焦点距離は、約２９〜１０６ｍｍのズー
ムレンズであるが、いわゆるライカ版用のレンズに換算
すると、約３１〜１２３ｍｍの焦点距離となる。ズーム
レンズタイプとしては、正・負・正・正の４群ズームタ
イプである。実施例１から実施例４までのテレコンバー
ターレンズは、上記マスターレンズＭＬ１の望遠端の位
置でその被写体側に装着され、変倍比は１．４倍であ
り、実施例５のワイドコンバーターレンズは、上記マス
ターレンズＭＬ１の広角端の位置でその被写体側に装着
され、変倍比は０．８倍である。

【００５０】図７に示すマスターレンズＭＬ１のレンズ
構成は、被写体側より、第１群Ｇ１は、被写体側に凸の
負メニスカスレンズと正メニスカスレンズの接合レンズ
からなり、第２群Ｇ２は、平凹レンズと両凹レンズと両
凸レンズからなり、第３群Ｇ３は、開口絞りと両凸レン
ズと被写体側に凸の正メニスカスレンズと像面側に凸の
負メニスカスレンズからなり、第４群Ｇ４は、両凸レン
ズと被写体側に凸の負メニスカスレンズからなる。そし
て、第３群Ｇ３の両凸レンズの被写体側の面と、第４群
Ｇ４の負メニスカスレンズの被写体側の面に非球面を用
いている。広角端から望遠端への変倍は、４群Ｇ１〜Ｇ
４共被写体側に移動させながら、第１群Ｇ１と第２群Ｇ
２の間隔を広げ、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔、及
び、第３群Ｇ３と第４群Ｇ４の間隔を狭めながら行う。

【００５１】図８に、実施例１のコンバーターレンズＣ
ＬをマスターレンズＭＬ１の望遠端の位置でその被写体
側に装着した状態の断面図を示すように、この実施例の
コンバーターレンズＣＬは、被写体側より順に、両凸正
レンズと両凹負レンズの２群２枚にて構成されている。
各レンズはポリオレフィン系樹脂にて形成されており、
また、各レンズの被写体側面が回折面となっている。ポ
リオレフィン系樹脂は低吸湿な樹脂材料であるから、少
なくとも使用環境の湿度変化によるレンズ系の変化を略
なくすことができる。また、樹脂材料であるから大量生
産にも適している。各回折面の基材表面形状は球面であ
る。そのため、収差補正のための非球面作用は回折面自
体の非球面作用を利用している。

【００５２】図示は省くが、実施例２のコンバーターレ
ンズＣＬも、実施例１と同様に、被写体側より順に、両
凸正レンズと両凹負レンズの２群２枚にて構成されてい
る。各レンズとも低吸湿のポリオレフィン系樹脂であ
る。各レンズの被写体側面が回折面であり、その基材表
面は何れも非球面となっており、また、各回折面も非球
面作用を有している。

【００５３】図９に、実施例３のコンバーターレンズＣ
ＬをマスターレンズＭＬ１の望遠端の位置でその被写体
側に装着した状態の断面図を示すように、この実施例の
コンバーターレンズＣＬも、実施例１と同様に、被写体
側より順に、両凸正レンズと両凹負レンズの２群２枚に
て構成されているが、各レンズ共にごく一般的なアクリ
ル系樹脂である。低吸湿材科と比較して、吸湿による変
化の欠点はあるが、生産性が良く、低コストで製造でき
る。本実施例では、正レンズ及び負レンズ共に像側の面
が回折面であり、その基材表面は球面である。そこで、
回折面と反対側の面を非球面として収差補正を行ってい
る。各回折面も非球面作用を有しているが、より良い収
差補正のためには、回折面の非球面作用とは別に、屈折
作用による非球面を用いた方が好ましい。

【００５４】図１０に、実施例４のコンバーターレンズ
ＣＬをマスターレンズＭＬ１の望遠端の位置でその被写
体側に装着した状態の断面図を示すように、この実施例
のコンバーターレンズＣＬは、被写体側より順に、被写
体側に凸の負メニスカスレンズと凸平正レンズからなる
正レンズ群、及び、両凹負レンズの３群３枚にて構成さ
れている。凸平正レンズの像側及び両凹負レンズの被写
体側の面を回折面として形成し、両凹負レンズの像側面
を非球面としている。各回折面も非球面作用を有してい
る。正レンズ群は、回折面の持つ非球面作用だけでは色
収差のバランスが十分ではないので、これを補うため正
レンズ群を２枚のレンズにて構成している。また、第１
レンズはガラスであり、第２レンズと第３レンズはアク
リル系樹脂である。

【００５５】図１１に、実施例５のコンバーターレンズ
ＣＬをマスターレンズＭＬ１の広角端の位置でその被写
体側に装着した状態の断面図を示すように、この実施例
のコンバーターレンズＣＬは、被写体側より順に、被写
体側に凸の負メニスカスレンズと両凸レンズの２群２枚
にて構成されている。各レンズは低吸湿なポリオレフィ
ン系樹脂にて形成されており、また、各レンズの被写体
側面が回折面となっている。各回折面の基材表面形状は
球面であり、収差補正のための非球面作用は回折面自体
の非球面作用を利用している。

【００５６】実施例６から実施例７までは、図１２に示
すマスターレンズＭＬ２の被写体側に装着して焦点距離
を変えるためのコンバーターレンズである。実施例６は
マスターレンズＭＬ２に装着して焦点距離を長くするた
めのテレコンバーターレンズであり、実施例７は焦点距
離を短くするワイドコンバーターレンズである。図１２
（ａ）に広角端、同図（ｂ）に中間焦点距離、同図
（ｃ）に望遠端のレンズ断面図を示すマスターレンズＭ
Ｌ２の焦点距離は、約２９〜１０６ｍｍである。ズーム
レンズタイプとしては、負レンズ先行の負・負・正・負
・正の５群ズームタイプである。実施例６のテレコンバ
ーターレンズは、上記マスターレンズＭＬ２の望遠端の
位置でその被写体側に装着され、変倍比は１．４倍であ
り、実施例７のワイドコンバーターレンズは、上記マス
ターレンズＭＬ２の広角端の位置でその被写体側に装着
され、変倍比は０．８倍である。

【００５７】図１２に示すマスターレンズＭＬ２のレン
ズ構成は、被写体側より、第１群Ｇ１は、被写体側に凸
の負メニスカスレンズと両凹レンズと被写体側に凸の正
メニスカスレンズからなり、第２群Ｇ２は、被写体側に
凸の負メニスカスレンズ１枚からなり、第３群Ｇ３は、
被写体側に凸の負メニスカスレンズと両凸レンズの接合
レンズと凸平レンズからなり、第４群Ｇ４は、開口絞り
と像面側に凸の正メニスカスレンズと両凹レンズの接合
レンズからなり、第５群Ｇ５は、両凸レンズと両凹レン
ズからなる。そして、第５群Ｇ５の両凸レンズの像面側
の面に非球面を用いている。広角端から望遠端への変倍
は、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２共被写体側に凹の軌跡に沿
って移動し、望遠端では、第１群Ｇ１は広角端の位置よ
り像面側に、第２群Ｇ２は広角端の位置より被写体側に
位置する。第３群Ｇ３から第５群Ｇ５は被写体側に移動
しながら、第３群Ｇ１と第４群Ｇ４の間隔を広げ、第４
群Ｇ４と第５群Ｇ５の間隔を狭めながら変倍を行う。

【００５８】図１３に、実施例６のコンバーターレンズ
ＣＬをマスターレンズＭＬ２の望遠端の位置でその被写
体側に装着した状態の断面図を示すように、この実施例
のコンバーターレンズＣＬは、被写体側より順に、両凸
正レンズと両凹負レンズの２群２枚にて構成されてい
る。各レンズはガラス材料にて形成されており、各レン
ズの被写体側面が回折面となっている。各回折面の基材
表面形状は球面であり、収差補正のための非球面作用は
回折面自体の非球面作用を利用している。

【００５９】図１４に、実施例７のコンバーターレンズ
ＣＬをマスターレンズＭＬ２の広角端の位置でその被写
体側に装着した状態の断面図を示すように、この実施例
のコンバーターレンズＣＬは、被写体側より順に、２枚
の被写体側に凸の負メニスカスレンズからなる負レンズ
群と両凸正レンズからなる３群３枚にて構成されてい
る。第１負レンズはガラス材料であり、第２負レンズと
正レンズが低吸湿なポリオレフィン系樹脂にて形成され
ている。第２負レンズと正レンズの被写体側面が回折面
となっており、各回折面は非球面作用を有している。第
２負レンズと正レンズの像側面は非球面である。また、
回折面の基材表面形状は球面である。

【００６０】上記何れの実施例も、良好な性能を達成し
ている。また、以上の実施例に限らず、電子撮像素子を
用いる光学系等へも適用できる。この場合は、元々撮影
レンズが小さいので、コンバーターレンズにしても非常
に携帯性の良い光学系が実現でき、応用例として好まし
い。

【００６１】以下に、上記マスターレンズＭＬ１、ＭＬ
２、及び、実施例１〜７のコンバーターレンズＣＬの数
値データを示す。各データ中、ｆは焦点距離（コンバー
ターレンズＣＬにあっては、マスターレンズＭＬ１又は
ＭＬ２へ装着した状態での焦点距離）、Ｆ_NOはＦナンバ
ー、ｆ_Bはバックフォーカス、２ωは画角（コンバータ
ーレンズＣＬにあっては、マスターレンズＭＬ１又はＭ
Ｌ２へ装着した状態での画角）、ｒ₁、ｒ₂…は各レン
ズ面の曲率半径、ｄ₁、ｄ₂…は各レンズ面間の間隔、
ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…
はｄ線のアッベ数であり、また、非球面形状は前記
（ｋ）式にて表される。

【００６２】マスターレンズＭＬ１ｆ＝ 25.10 〜 49.98 〜 99.90 Ｆ_NO＝ 4.50 〜 5.10 〜 5.60 ｆ_B＝ 33.66 〜 46.66 〜 63.73 ２ω＝ 69.15°〜 38.18°〜 19.85° ｒ₁= 57.80900 ｄ₁= 2.000 ｎ_d1 =1.84666 ν_d1 =23.78 ｒ₂= 37.75400 ｄ₂= 5.900 ｎ_d2 =1.72916 ν_d2 =54.68 ｒ₃= 772.20100 ｄ₃= （可変）ｒ₄= ∞ ｄ₄= 1.200 ｎ_d3 =1.77250 ν_d3 =49.60 ｒ₅= 20.88600 ｄ₅= 6.600 ｒ₆= -62.16800 ｄ₆= 1.200 ｎ_d4 =1.77250 ν_d4 =49.60 ｒ₇= 28.92000 ｄ₇= 0.200 ｒ₈= 26.98400 ｄ₈= 2.900 ｎ_d5 =1.84666 ν_d5 =23.78 ｒ₉= -3780.74800 ｄ₉= （可変）ｒ₁₀= ∞（絞り）ｄ₁₀= 1.000 ｒ₁₁= 35.13300 （非球面）ｄ₁₁= 2.200 ｎ_d6 =1.51633 ν_d6 =64.14 ｒ₁₂= -148.92300 ｄ₁₂= 0.200 ｒ₁₃= 18.46400 ｄ₁₃= 2.400 ｎ_d7 =1.48749 ν_d7 =70.23 ｒ₁₄= 125.95200 ｄ₁₄= 1.600 ｒ₁₅= -20.68600 ｄ₁₅= 1.200 ｎ_d8 =1.84666 ν_d8 =23.78 ｒ₁₆= -61.41600 ｄ₁₆= （可変）ｒ₁₇= 25.45700 ｄ₁₇= 3.100 ｎ_d9 =1.65844 ν_d9 =50.88 ｒ₁₈= -54.97200 ｄ₁₈= 5.400 ｒ₁₉= 127.57000 （非球面）ｄ₁₉= 1.200 ｎ_d10=1.77250 ν_d10=49.60 ｒ₂₀= 25.26400 非球面係数第１１面Ｋ = 0 A₄ = 2.91810×10^-5 A₆ = 1.38890×10^-7 A₈ = 3.19220×10^-10 A₁₀= 1.54360×10^-12 第１９面Ｋ = 0 A₄ =-7.74820×10^-5 A₆ =-3.27320×10^-7 A₈ = 2.53770×10^-9 A₁₀=-2.14300×10^-11 。

【００６３】マスターレンズＭＬ２ｆ＝ 29.00 〜 55.50 〜106.11 Ｆ_NO＝ 4.60 〜 5.20 〜 5.90 ｆ_B＝ 38.86 〜 58.08 〜 89.48 ２ω＝ 73.36°〜 42.53°〜 23.01° ｒ₁= 134.74200 ｄ₁= 2.200 ｎ_d1 =1.74320 ν_d1 =49.34 ｒ₂= 27.08200 ｄ₂= 7.000 ｒ₃= -435.77500 ｄ₃= 1.900 ｎ_d2 =1.75700 ν_d2 =47.82 ｒ₄= 48.32800 ｄ₄= 0.150 ｒ₅= 36.75000 ｄ₅= 4.500 ｎ_d3 =1.84666 ν_d3 =23.78 ｒ₆= 131.81700 ｄ₆= （可変）ｒ₇= 62.21600 ｄ₇= 2.000 ｎ_d4 =1.48749 ν_d4 =70.23 ｒ₈= 44.14600 ｄ₈= （可変）ｒ₉= 45.52900 ｄ₉= 1.500 ｎ_d5 =1.84666 ν_d5 =23.78 ｒ₁₀= 21.55000 ｄ₁₀= 6.500 ｎ_d6 =1.71300 ν_d6 =53.87 ｒ₁₁= -97.30900 ｄ₁₁= 0.150 ｒ₁₂= 25.21300 ｄ₁₂= 4.850 ｎ_d7 =1.48749 ν_d7 =70.23 ｒ₁₃= ∞ ｄ₁₃= （可変）ｒ₁₄= ∞（絞り）ｄ₁₄= 1.000 ｒ₁₅= -95.67700 ｄ₁₅= 3.500 ｎ_d8 =1.80518 ν_d8 =25.42 ｒ₁₆= -17.36600 ｄ₁₆= 1.400 ｎ_d9 =1.76200 ν_d9 =40.10 ｒ₁₇= 39.84800 ｄ₁₇= （可変）ｒ₁₈= 88.51600 ｄ₁₈= 4.000 ｎ_d10=1.53996 ν_d10=59.45 ｒ₁₉= -39.40200 （非球面）ｄ₁₉= 0.150 ｒ₂₀= -97.54200 ｄ₂₀= 1.600 ｎ_d11=1.80518 ν_d11=25.42 ｒ₂₁= 215.60000 非球面係数第１９面Ｋ = 0 A₄ = 1.86700×10^-5 A₆ = 9.98130×10^-9 A₈ = 5.88780×10^-10 A₁₀=-3.50960×10^-12 A₁₂= 1.54810×10^-16 。

【００６４】実施例１ｆ＝138.80 Ｆ_NO＝ 5.60 ｆ_B＝ 63.77 ２ω＝ 13.61° ｒ₁= 48.97222 （回折面）ｄ₁= 0.000 ｎ_d1 =1001 ν_d1 =-3.45 ｒ₂= 48.97447 ｄ₂= 12.500 ｎ_d2 =1.52542 ν_d2 =55.78 ｒ₃= -183.11500 ｄ₃= 12.000 ｒ₄= -75.10988 （回折面）ｄ₄= 0.000 ｎ_d3 =1001 ν_d3 =-3.45 ｒ₅= -75.11731 ｄ₅= 2.500 ｎ_d4 =1.52542 ν_d4 =55.78 ｒ₆= 46.29700 ｄ₆= 5.000 ｒ₇= （マスターレンズＭＬ１）非球面係数第１面Ｋ = 0 A₄ =-8.87656×10^-11 A₆ = 3.81353×10^-13 A₈ =-3.08442×10^-16 A₁₀= 2.00542×10^-20 第４面Ｋ = 0 A₄ = 5.44182×10^-10 A₆ =-3.33951×10^-12 A₈ = 8.50127×10^-15 A₁₀=-6.55812×10^-18 。

【００６５】実施例２ｆ＝138.80 Ｆ_NO＝ 5.60 ｆ_B＝ 63.77 ２ω＝ 13.60° ｒ₁= 45.93695 （回折面）ｄ₁= 0.000 ｎ_d1 =1001 ν_d1 =-3.45 ｒ₂= 45.93794 （非球面）ｄ₂= 12.500 ｎ_d2 =1.52542 ν_d2 =55.78 ｒ₃= -167.88300 ｄ₃= 11.400 ｒ₄= -69.67337 （回折面）ｄ₄= 0.000 ｎ_d3 =1001 ν_d3 =-3.45 ｒ₅= -69.67520 （非球面）ｄ₅= 2.500 ｎ_d4 =1.52542 ν_d4 =55.78 ｒ₆= 42.41400 ｄ₆= 5.000 ｒ₇= （マスターレンズＭＬ１）非球面係数第１面Ｋ = 0 A₄ =-7.68319×10^-7 A₆ = 1.29762×10^-10 A₈ =-6.75618×10^-13 A₁₀=-2.03618×10^-16 第２面Ｋ = 0 A₄ =-7.68665×10^-7 A₆ = 1.29766×10^-10 A₈ =-6.75976×10^-13 A₁₀=-2.03376×10^-16 第４面Ｋ = 0 A₄ = 3.21381×10^-6 A₆ =-6.06373×10^-9 A₈ = 2.24033×10^-11 A₁₀=-2.14149×10^-14 第５面Ｋ = 0 A₄ = 3.21513×10^-6 A₆ =-6.06518×10^-9 A₈ = 2.24105×10^-11 A₁₀=-2.14232×10^-14 。

【００６６】実施例３ｆ＝139.17 Ｆ_NO＝ 5.60 ｆ_B＝ 63.78 ２ω＝ 13.57° ｒ₁= 51.35300 （非球面）ｄ₁= 12.500 ｎ_d1 =1.49241 ν_d1 =57.66 ｒ₂= -121.21363 ｄ₂= 0.000 ｎ_d2 =1001 ν_d2 =-3.45 ｒ₃= -121.19629 （回折面）ｄ₃= 13.000 ｒ₄= -61.62500 （非球面）ｄ₄= 2.500 ｎ_d3 =1.49241 ν_d3 =57.66 ｒ₅= 46.97098 ｄ₅= 0.000 ｎ_d4 =1001 ν_d4 =-3.45 ｒ₆= 46.96780 （回折面）ｄ₆= 5.000 ｒ₇= （マスターレンズＭＬ１）非球面係数第１面Ｋ = 0 A₄ =-7.83793×10^-7 A₆ = 9.17195×10^-11 A₈ =-7.31972×10^-13 A₁₀=-1.76287×10^-16 第３面Ｋ = 0 A₄ = 7.94643×10^-11 A₆ = 5.22479×10^-14 A₈ =-5.88702×10^-17 A₁₀=-3.67373×10^-20 第４面Ｋ = 0 A₄ = 3.38623×10^-6 A₆ =-5.31456×10^-9 A₈ = 1.88300×10^-11 A₁₀=-1.56544×10^-14 第６面Ｋ = 0 A₄ = 3.32817×10^-10 A₆ =-1.56849×10^-12 A₈ = 6.37440×10^-15 A₁₀=-2.11766×10^-18 。

【００６７】実施例４ｆ＝138.80 Ｆ_NO＝ 5.60 ｆ_B＝ 63.73 ２ω＝ 13.64° ｒ₁= 46.21400 ｄ₁= 3.000 ｎ_d1 =1.60342 ν_d1 =38.03 ｒ₂= 35.05100 ｄ₂= 1.000 ｒ₃= 37.11600 ｄ₃= 14.000 ｎ_d2 =1.49241 ν_d2 =57.66 ｒ₄= ∞ ｄ₄= 0.000 ｎ_d3 =1001 ν_d3 =-3.45 ｒ₅=-950524.00000（回折面）ｄ₅= 15.500 ｒ₆= -991.22897 （回折面）ｄ₆= 0.000 ｎ_d4 =1001 ν_d4 =-3.45 ｒ₇= -992.57900 ｄ₇= 2.500 ｎ_d5 =1.49241 ν_d5 =57.66 ｒ₈= 40.17600 （非球面）ｄ₈= 5.000 ｒ₉= （マスターレンズＭＬ１）非球面係数第５面Ｋ = 0 A₄ =-5.72378×10^-11 A₆ = 4.40443×10^-13 A₈ =-8.92423×10^-16 A₁₀= 4.62250×10^-19 第６面Ｋ = 0 A₄ =-1.42685×10^-9 A₆ = 1.02511×10^-11 A₈ =-3.00125×10^-14 A₁₀= 2.74082×10^-17 第８面Ｋ = 0 A₄ =-3.20639×10^-6 A₆ = 2.18276×10^-8 A₈ =-6.39040×10^-11 A₁₀= 4.16156×10^-14 。

【００６８】実施例５ｆ＝ 20.08 Ｆ_NO＝ 5.60 ｆ_B＝ 33.68 ２ω＝ 84.73° ｒ₁= 133.65720 （回折面）ｄ₁= 0.000 ｎ_d1 =1001 ν_d1 =-3.45 ｒ₂= 133.63096 ｄ₂= 2.800 ｎ_d2 =1.52542 ν_d2 =55.78 ｒ₃= 38.13600 ｄ₃= 21.000 ｒ₄= 101.18667 （回折面）ｄ₄= 0.000 ｎ_d3 =1001 ν_d3 =-3.45 ｒ₅= 101.19986 ｄ₅= 8.100 ｎ_d4 =1.52542 ν_d4 =55.78 ｒ₆= -203.54400 ｄ₆= 5.000 ｒ₇= （マスターレンズＭＬ１）第１面Ｋ = 0 A₄ = 2.94845×10^-10 A₆ =-2.17110×10^-13 A₈ = 0 A₁₀= 0 第４面Ｋ = 0 A₄ =-3.61321×10^-10 A₆ = 9.12805×10^-13 A₈ = 0 A₁₀= 0 。

【００６９】実施例６ｆ＝148.91 Ｆ_NO＝ 5.90 ｆ_B＝ 89.48 ２ω＝ 15.96° ｒ₁= 49.93954 （回折面）ｄ₁= 0.000 ｎ_d1 =1001 ν_d1 =-3.45 ｒ₂= 49.94160 ｄ₂= 12.000 ｎ_d2 =1.51633 ν_d2 =64.14 ｒ₃= -160.51100 ｄ₃= 13.200 ｒ₄= -69.59669 （回折面）ｄ₄= 0.000 ｎ_d3 =1001 ν_d3 =-3.45 ｒ₅= -69.60258 ｄ₅= 2.500 ｎ_d4 =1.51633 ν_d4 =64.14 ｒ₆= 46.97700 ｄ₆= 5.000 ｒ₇= （マスターレンズＭＬ２）第１面Ｋ = 0 A₄ = 1.01360×10^-10 A₆ =-7.97915×10^-14 A₈ =-8.89760×10^-17 A₁₀= 0 第４面Ｋ = 0 A₄ =-8.17487×10^-11 A₆ =-1.61210×10^-12 A₈ = 1.00196×10^-14 A₁₀= 0 。

【００７０】実施例７ｆ＝ 23.19 Ｆ_NO＝ 4.60 ｆ_B＝ 38.84 ２ω＝ 89.07° ｒ₁= 57.68300 ｄ₁= 2.800 ｎ_d1 =1.51633 ν_d1 =64.14 ｒ₂= 34.66500 ｄ₂= 15.000 ｒ₃= 114.88169 （回折面）ｄ₃= 0.000 ｎ_d2 =1001 ν_d2 =-3.45 ｒ₄= 114.86714 ｄ₄= 2.800 ｎ_d3 =1.52542 ν_d3 =55.78 ｒ₅= 37.36600 （非球面）ｄ₅= 10.000 ｒ₆= 43.36718 （回折面）ｄ₆= 0.000 ｎ_d4 =1001 ν_d4 =-3.45 ｒ₇= 43.36879 ｄ₇= 13.000 ｎ_d5 =1.52542 ν_d5 =55.78 ｒ₈= -675.71800 （非球面）ｄ₈= 2.000 ｒ₉= （マスターレンズＭＬ２）非球面係数第３面Ｋ = 0 A₄ = 1.88749×10^-10 A₆ =-2.00330×10^-13 A₈ = 0 A₁₀= 0 第５面Ｋ = 0 A₄ =-1.64493×10^-6 A₆ =-1.08718×10^-10 A₈ = 0 A₁₀= 0 第６面Ｋ = 0 A₄ =-3.02474×10^-10 A₆ = 7.24058×10^-13 A₈ = 0 A₁₀= 0 第８面Ｋ = 0 A₄ =-1.78937×10^-6 A₆ =-1.57904×10^-9 A₈ = 0 A₁₀= 0 。

【００７１】なお、マスターレンズＭＬ１及び実施例１
〜７における１２次の非球面係数の値は全てＡ₁₂＝０で
ある。上記実施例１のコンバーターレンズＣＬをマスタ
ーレンズＭＬ１の望遠端の位置でその被写体側に装着し
た状態の収差図を図１５に示す。図中、ＳＡは球面収
差、ＡＳは非点収差、ＤＴは歪曲収差、ＣＣは倍率色収
差である。

【００７２】以下に、上記実施例１〜７の条件式（１）
〜（４）に関する数値を示す。各表中、Ｇ１ＦＬはコ
ンバーターレンズの第１群の焦点距離、Ｇ２ＦＬはコ
ンバーターレンズの第２群の焦点距離、Ｙ_maxは最大レ
ンズ径、Ｙ（比率）＝計算径／Ｙ_maxである。

【００７３】

【００７４】

【００７５】

【００７６】

【００７７】

【００７８】

【００７９】

【００８０】以上の本発明の回折面を用いたフロントコ
ンバーターレンズは、例えば次のように構成することが
できる。〔１〕主レンズの被写体側に装着して焦点距離を変換
するフロントコンバーターレンズにおいて、少なくとも
２個のレンズ群を有しており、その少なくとも２個の群
は各々回折面を有していることを特徴とする回折面を用
いたフロントコンバーターレンズ。

【００８１】〔２〕上記〔１〕において、少なくとも
２個の群は異符号のパワーを有することを特徴とする回
折面を用いたフロントコンバーターレンズ。

【００８２】〔３〕上記〔１〕において、各回折面の
パワーは群全体のパワーと同符号であることを特徴とす
る回折面を用いたフロントコンバーターレンズ。

【００８３】〔４〕上記〔３〕において、下記条件式
を満たすことを特徴とする回折面を用いたフロントコン
バーターレンズ。０．２＜｜φ_DOE(1)／φ_DOE(2)｜＜１．６・・・（１）ただし、φ_DOE(1)及びφ_DOE(2)は、第１レンズ群及び第
２レンズ群の回折面において、最大レンズ径に対する計
算径の比率が同じ位置における回折面が有するパワーで
ある。

【００８４】〔５〕上記〔３〕において、下記条件式
を満たすことを特徴とする回折面を用いたフロントコン
バーターレンズ。０．００５＜φ_DOE／φ＜０．３・・・（２）ただし、φ_DOEは回折面のパワー、φは回折面を有する
群のパワーである。

【００８５】〔６〕上記〔１〕において、前記の各群
は非球面作用を有していることを特徴とする回折面を用
いたフロントコンバーターレンズ。

【００８６】〔７〕上記〔６〕において、非球面作用
を有する面は少なくとも回折面と同数であることを特徴
とする回折面を用いたフロントコンバーターレンズ。

【００８７】〔８〕上記〔７〕において、回折面は非
球面作用を有することを特徴とする回折面を用いたフロ
ントコンバーターレンズ。

【００８８】

〔９〕上記〔７〕において、回折面の基
材表面は非球面であることを特徴とする回折面を用いた
フロントコンバーターレンズ。

【００８９】〔１０〕上記〔７〕において、回折面と
非球面は異なる面であることを特徴とする回折面を用い
たフロントコンバーターレンズ。

【００９０】〔１１〕上記〔１０〕において、回折面
と非球面は互いに隣接していることを特徴とする回折面
を用いたフロントコンバーターレンズ。

【００９１】〔１２〕上記〔１〕から〔１０〕の何れ
かにおいて、前記の各群は１枚の回折型光学素子にて構
成されていることを特徴とする回折面を用いたフロント
コンバーターレンズ。

【００９２】〔１３〕上記〔１２〕において、下記条
件式を満たすことを特徴とする回折面を用いたフロント
コンバーターレンズ。 ν_d＞５０・・・（３）ただし、ν_dは回折型光学素子の基材のｄ線におけるア
ッベ数である。

【００９３】〔１４〕上記〔１〕から〔１０〕の何れ
かにおいて、下記条件式を満足することを特徴とする回
折面を用いたフロントコンバーターレンズ。 Ψ_d＞５０・・・（４）ここで、１／Ψ_d＝（１／φ）Σ_i（φ_i／ν_di）ただし、φは回折面を有する群のパワー、φ_iはその群
を構成するレンズ及び回折型光学素子のパワー（回折面
のパワー除く。）、ν_diはその群を構成するレンズ及び
回折型光学素子のｄ線のアッベ数である。

【００９４】〔１５〕上記〔１３〕又は〔１４〕にお
いて、回折型光学素子は樹脂材料からなることを特徴と
する回折面を用いたフロントコンバーターレンズ。

【００９５】〔１６〕上記〔１５〕において、回折型
光学素子はアクリル系樹脂からなることを特徴とする回
折面を用いたフロントコンバーターレンズ。

【００９６】〔１７〕上記〔１５〕において、回折型
光学素子は低吸湿の樹脂材科からなることを特徴とする
回折面を用いたフロントコンバーターレンズ。

【００９７】〔１８〕上記〔１７〕において、回折型
光学素子はポリオレフィン系樹脂からなることを特徴と
する回折面を用いたフロントコンバーターレンズ。

【００９８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の回折面を用いたフロントコンバーターレンズによっ
て、性能良好で、安価かつ軽量なコンバーターレンズを
提供することができる。特に、樹脂材料を用いること
で、より安価で軽量なコンバーターレンズを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回折現象を説明するための図である。

【図２】キノフォームの断面形状を示す図である。

【図３】設計波長を５００ｎｍにしたとき波長と回折効
率の関係を示す図である。

【図４】屈折系と回折系の２次スペクトルの計算例を示
す図である。

【図５】一方の群に回折面を、他方の群に屈折系ダブレ
ットを用いる好ましくない構成例を示す図である。

【図６】本発明において用いる回折面の具体的な形状を
例示する断面図である。

【図７】本発明のフロントコンバーターレンズを装着す
る第１のマスターレンズの断面図である。

【図８】本発明の実施例１のフロントコンバーターレン
ズを第１のマスターレンズの望遠端の位置に装着した状
態の断面図である。

【図９】本発明の実施例３のフロントコンバーターレン
ズを第１のマスターレンズの望遠端の位置に装着した状
態の断面図である。

【図１０】本発明の実施例４のフロントコンバーターレ
ンズを第１のマスターレンズの望遠端の位置に装着した
状態の断面図である。

【図１１】本発明の実施例５のフロントコンバーターレ
ンズを第１のマスターレンズの広角端の位置に装着した
状態の断面図である。

【図１２】本発明のフロントコンバーターレンズを装着
する第２のマスターレンズの断面図である。

【図１３】本発明の実施例６のフロントコンバーターレ
ンズを第２のマスターレンズの望遠端の位置に装着した
状態の断面図である。

【図１４】本発明の実施例７のフロントコンバーターレ
ンズを第２のマスターレンズの広角端の位置に装着した
状態の断面図である。

【図１５】実施例１のコフロントンバーターレンズを第
１のマスターレンズに装着した状態の収差図である。

【符号の説明】

ＣＬ…コンバーターレンズＭＬ…マスターレンズＤ …回折面Ｇ１…マスターレンズの第１群Ｇ２…マスターレンズの第２群Ｇ３…マスターレンズの第３群Ｇ４…マスターレンズの第４群Ｇ５…マスターレンズの第５群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主レンズの被写体側に装着して焦点距離
を変換するフロントコンバーターレンズにおいて、少な
くとも２個のレンズ群を有しており、その少なくとも２
個の群は各々回折面を有していることを特徴とする回折
面を用いたフロントコンバーターレンズ。
【請求項２】請求項１において、各回折面のパワーは
群全体のパワーと同符号であることを特徴とする回折面
を用いたフロントコンバーターレンズ。
【請求項３】請求項１において、前記の各群は非球面
作用を有していることを特徴とする回折面を用いたフロ
ントコンバーターレンズ。