テレコンバータレンズ及びそれを有する撮像装置
【課題】 マスターレンズに装着しても全系の収差変動が小さく、良好な光学性能の画像が得られるテレコンバータレンズを得ること。
【解決手段】 マスターレンズの物体側に装着するテレコンバータレンズであって、
物体側から像側へ順に、光軸方向に最も広い空気間隔を境に、正の屈折力の前群と負の屈折力の後群より成り、
該前群は、負の屈折力の第１１レンズと正の屈折力の第１２レンズとを接合した、全体として正の屈折力の第１接合レンズ、正の屈折力の第１３レンズより成り、
該後群は、正の屈折力の第２１レンズと負の屈折力の第２２レンズとを接合した、全体として負の屈折力の第２接合レンズより成り、
該第１１レンズと第１２レンズの材料のアッベ数を各々ν１１、ν１２とするとき
３０＜ν１１＜５０
２５＜ν１２−ν１１
なる条件を満足すること。
【解決手段】 マスターレンズの物体側に装着するテレコンバータレンズであって、
物体側から像側へ順に、光軸方向に最も広い空気間隔を境に、正の屈折力の前群と負の屈折力の後群より成り、
該前群は、負の屈折力の第１１レンズと正の屈折力の第１２レンズとを接合した、全体として正の屈折力の第１接合レンズ、正の屈折力の第１３レンズより成り、
該後群は、正の屈折力の第２１レンズと負の屈折力の第２２レンズとを接合した、全体として負の屈折力の第２接合レンズより成り、
該第１１レンズと第１２レンズの材料のアッベ数を各々ν１１、ν１２とするとき
３０＜ν１１＜５０
２５＜ν１２−ν１１
なる条件を満足すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、放送用カメラなどに用いられる撮影レンズ（マスターレンズ）の物体側に着脱可能に装着して、全系の焦点距離をマスターレンズの本来の焦点距離に比べて長い方へ変化させるテレコンバータレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にマスターレンズ（撮影レンズ）の焦点距離を望遠側に変移させる（長い方に変移させる）方法として、マスターレンズの物体側にアフォーカルレンズを着脱可能に装着するフロント方式のテレコンバータレンズが知られている。この方式は、焦点距離を変移させても、マスターレンズのＦナンバーを犠牲にしない（変化させない）という利点がある。
【０００３】
近年、デジタルカメラ、ビデオカメラにおいてはＣＣＤセンサ等の固体撮像素子の高画素化が進み、それらに用いる撮影レンズには色収差を含めて高い光学性能を有することが要求されている。
【０００４】
したがって、撮影レンズに装着するテレコンバータレンズにも同様の高い光学性能が要求されている。
【０００５】
更にテレコンバータレンズには、よりアフォーカル倍率が高い（高倍率）ことが求められている。
【０００６】
このフロント方式のテレコンバータレンズとして、物体側より像側へ順に正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群より成るものが知られている。
【０００７】
このうち前群を１枚の負レンズと２枚の正レンズより構成し、後群を正レンズと負レンズを有するように構成したテレコンバータレンズが知られている（特許文献１〜３）。
【特許文献１】特開平１０−１９７７９２号公報
【特許文献２】特開２００１−２２８３９３号公報
【特許文献３】特開２００２−８２３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
テレコンバータレンズは、マスターレンズに装着したとき、高い光学性能を維持するため、収差変動か少ないことが要望される。
【０００９】
一般に、テレコンバータレンズをマスターレンズの物体側に装着し、全系の焦点距離を長い方へ変移させると、望遠側において球面収差、軸上色収差、倍率色収差等が大きく変化してくる。
【００１０】
尚、ここで望遠側とは単一焦点距離のマスターレンズのときは、拡大された焦点距離のことである。以下同じである。
【００１１】
特許文献１の実施例４に示されたテレコンバータレンズでは、正の屈折力の前群を、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズ、両凸レンズで構成して、正レンズを２枚に分割している。
【００１２】
しかしながら、２つの正レンズ間で構成される空気レンズの屈折力が極めて弱く、前群の正の屈折力を複数の正レンズで効果的に分担しているとは言い難い。
【００１３】
このような構成では前群の屈折力を強めた際の球面収差、像面湾曲が補正不足となる。
【００１４】
特許文献２に示されたテレコンバータレンズでは、正の屈折力の前群を、物体側から順に、正レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズで構成している。接合レンズの構成としては、順に負レンズ、正レンズとした場合に比べて正レンズの有効径が大きくなるため、接合レンズ全体として大型化しやすい。
【００１５】
特許文献３に示されたテレコンバータレンズでは、正の屈折力の前群を、物体側から順に負レンズと正レンズとの接合レンズと正レンズで構成しており、アフォーカル倍率が１．９以上を達成している。
【００１６】
しかしながらテレコンバータレンズを装着したときの全系でのｇ線の軸上色収差がマスターレンズ単体のときに比べ大きく悪化している。
【００１７】
本発明は、マスターレンズに装着したときの諸収差の変動が少なく、特にｇ線の軸上色収差を小さく、青にじみが少ない、高い光学性能を有するテレコンバータレンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のテレコンバータレンズは、マスターレンズの物体側に装着するテレコンバータレンズであって、
物体側から像側へ順に、光軸方向に最も広い空気間隔を境に、正の屈折力の前群と負の屈折力の後群より成り、
該前群は、負の屈折力の第１１レンズと正の屈折力の第１２レンズとを接合した、全体として正の屈折力の第１接合レンズ、正の屈折力の第１３レンズより成り、
該後群は、正の屈折力の第２１レンズと負の屈折力の第２２レンズとを接合した、全体として負の屈折力の第２接合レンズより成り、
該第１１レンズと第１２レンズの材料のアッベ数を各々ν１１、ν１２とするとき
３０＜ν１１＜５０
２５＜ν１２−ν１１
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、マスターレンズに装着しても全系の収差変動が小さく、良好な光学性能の画像が得られるテレコンバータレンズが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
【実施例１】
【００２１】
以下、本発明のテレコンバータレンズ及びそれをマスターレンズ（主レンズ系）に装着したときの撮影系及び該撮影系を用いた撮像装置について説明する。尚、本発明のテレコンバータレンズは、カメラ本体と一体的に構成されたマスターレンズ、或いはカメラ本体に脱着可能な交換レンズいずれかの物体側に装着可能なレンズである。
【００２２】
図１は、本発明の実施例１のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
【００２３】
図２は、本発明のテレコンバータレンズを着脱自在に装着する一例として選んだズーミング作用を有するマスターレンズＭの広角端におけるレンズ断面図である。
【００２４】
尚、マスターレンズＭは単一焦点距離の撮影レンズであっても良い。
【００２５】
図３は、本発明の実施例１のテレコンバータレンズをマスターレンズＭの物体側に装着したときの望遠端のズーム位置におけるレンズ断面図である。
【００２６】
図４、５は、本発明の実施例１のテレコンバータレンズをマスターレンズＭの物体側に装着したときの中間のズーム位置と望遠端のズーム位置における収差図である。
【００２７】
図６、図７は、マスターレンズＭのみの中間のズーム位置と望遠端のズーム位置における収差図である。
【００２８】
図８は、本発明の実施例２のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
【００２９】
図９、図１０は、本発明の実施例２のテレコンバータレンズをマスターレンズＭの物体側に装着したときの中間のズーム位置と望遠端のズーム位置における収差図である。
【００３０】
図１１は、本発明の実施例３のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
【００３１】
図１２、図１３は、本発明の実施例３のテレコンバータレンズをマスターレンズＭの物体側に装着したときの中間のズーム位置と望遠端のズーム位置における収差図である。
【００３２】
図１４は、本発明の実施例４のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
【００３３】
図１５、図１６は、本発明の実施例４のテレコンバータレンズをマスターレンズＭの物体側に装着したときの中間のズーム位置と望遠端のズーム位置における収差図である。
【００３４】
図１７は、本発明のテレコンバータレンズを有する撮像装置の説明図である。
【００３５】
レンズ断面図において、Ｔはテレコンバータレンズ、Ｍはマスターレンズである。
【００３６】
レンズ断面図において、左方が物体側で、右方が像側である。
【００３７】
収差図において、ΔＭはメリディオナル像面、ΔＳはサジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表わしている。
【００３８】
ｆｎｏはＦナンバーである。ωは半画角である。
【００３９】
各実施例のテレコンバータレンズＴは、マスターレンズＭの物体側に装着して全系の焦点距離をマスターレンズ単独のときの焦点距離に比べて拡大する方向へと変化させている。
【００４０】
各実施例のテレコンバータレンズＴはアフォーカル系を構成している。そして、物体側から数えて像側へ順に最も広い空気間隔を境にして、正の屈折力（焦点距離の逆数、光学的パワー）の前群ＬＦと負の屈折力の後群ＬＲより成っている。
【００４１】
図１、図１１、図１４に示した実施例１、３、４のテレコンバータの構成を説明する。
【００４２】
前群ＬＦは、物体側より像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力（以下「負」と略す）の第１１レンズ１１と物体側に凸面を向けた正の第１２レンズ１２とを接合した全体として正の屈折力の第１接合レンズ１Ｃを有する。更に、物体側に凸面を向けた正の第１３レンズ１３を有している。
【００４３】
後群ＬＲは、物体側より像側へ順に、正の第２１レンズ２１と負の第２２レンズ２２とを接合した全体として負の屈折力の第２接合レンズ２Ｃで構成されている。
【００４４】
図８に示した実施例２のテレコンバータの構成を説明する。実施例２のテレコンバータレンズＴは、後群ＬＲを物体側から像側へ順に負の第２１レンズ２１ａと正の第２２レンズ２２ａとを接合した第１接合レンズ２Ｃで構成した点が実施例１、２、３と異なる。
【００４５】
各実施例のテレコンバータレンズＴでは、前群ＬＦと後群ＬＲが共に正レンズと負レンズを少なくとも１枚ずつ有している。
【００４６】
本構成により、マスターレンズＭに装着したときの全系の軸上色収差と倍率色収差とをバランス良く補正している。
【００４７】
前群ＬＦの正の屈折力を、第１接合レンズ１Ｃとその後方の正の第１３レンズ１３とで分担することにより球面収差と像面湾曲を良好に補正している。
【００４８】
このような構成は特に前群ＬＦの屈折力を強めてアフォーカル倍率の高倍率化とコンパクト化を両立させる上で有効である。
【００４９】
さらに前群ＬＦを構成する第１接合レンズ１Ｃを物体側より像側へ順に、負の第１１レンズ１１と、正の第１２レンズ１２で構成している。これにより、逆の順番に構成した場合と比べて、正の第１２レンズ１２をマスターレンズＭ側に近づけることができ、レンズ系全体の有効径を小さくすることができる。
【００５０】
一般に正レンズはレンズ加工上ある程度の縁厚（コバ厚）を確保する必要がある。
【００５１】
縁厚を加工上必要な最小限の寸法としてレンズを極力薄肉化する場合、正レンズをマスターレンズＭに近づけるほど有効径を小さくすることができる。この分、中心肉厚も薄く出来、レンズの小型軽量化が可能となる。
【００５２】
なお負の第１１レンズ１１に関しては、正レンズと負レンズの順にした構成より有効径が大きくなるが、負の第１１レンズ１１は加工上の縁厚の制約がないため強度が維持できれば特に中心肉厚を気にする必要はない。
【００５３】
結果的に第１接合レンズ１Ｃ全体としては物体側より像側へ順に負レンズと、正レンズの順序とする方が逆の順序に構成した場合に比べて小型、軽量化が図れる。
【００５４】
なお図２に示したマスターレンズ部Ｍの望遠端の画角２ωは１２．１°である。
【００５５】
このような画角のマスターレンズＭに装着するテレコンバータレンズＴでは、図１に示すように後群ＬＲの第２の接合レンズ２Ｃの像側の面を凹形状にするのが良い。そしてテレコンバータレンズＴとマスターレンズＭとの間の空気レンズの形状をコンセントリックに近い形状とするのが好ましい。
【００５６】
このような構成では、後群ＬＲの第２接合レンズ２Ｃの像側のレンズ面において軸外光束の射出角が極端に大きくならないため、非点隔差、倍率色収差の高次成分の発生が低減されるというメリットがある。
【００５７】
図２のマスターレンズＭとして用いたズームレンズの構成は、次のとおりである。
【００５８】
図２のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力(光学パワー＝焦点距離の逆数)の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に位置している。
【００５９】
Ｇは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系とし使用する際にはフィルム面に相当する。
【００６０】
広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、第１レンズ群Ｌ１及び第３レンズ群は広角端に比べて望遠端で物体側に位置するように移動する。また第２レンズ群Ｌ２は像側に凸の軌跡となるように移動し、第４レンズ群Ｌ４は物体側に凸の軌跡となるように移動する。
【００６１】
また第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用している。第４レンズ群Ｌ４に関する実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。
【００６２】
又、望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印４ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を前方に繰り出すことで行っている。
【００６３】
各実施例では、負の第１１レンズ１１と正の第１２レンズ１２の材料のアッベ数を各々ν１１、ν１２とする。このとき
３０＜ν１１＜５０ （１）
２５＜ν１２−ν１１ （２）
なる条件を満足している。
【００６４】
条件式（１）は前群ＬＦの第１接合レンズ１Ｃを構成する負の第１１レンズ１１の材料のアッベ数を規定する式である。
【００６５】
一般に色消しが十分になされたテレコンバータレンズＴをマスターレンズＭに装着した場合、軸上色収差はマスターレンズＭの収差量にテレコンバータのアフォーカル倍率を乗じた量となる。
【００６６】
そのためテレコンバータレンズＴのアフォーカル倍率を高倍率化すると、マスターレンズＭ単体でとしては問題とならない軸上色収差が、テレコンバータレンズＴの装着時にはアフォーカル倍率分だけ大きくなり、色のにじみとして問題となる。
【００６７】
ガラスの材料の屈折率は、短波長側で単位波長あたりの屈折率変化が大きい。このため、一般的なＣ線とｆ線で軸上色収差が一致するような色消しを行ったマスターレンズにおいては、ｇ線の軸上色収差はプラス（オーバー）となる。
【００６８】
この残存軸上色収差は、マスターレンズＭ単体では通常は問題とならない程度に補正されている。
【００６９】
このマスターレンズＭにテレコンバータレンズＴを装着したとする。このとき、テレコンバータレンズＴ単体で発生する軸上色収差がゼロの理想的な色消しが行われたと仮定しても、全系のｇ線の軸上色収差はマスターレンズＭの残存軸上色収差にテレコンバータレンズＴのアフォーカル倍率を乗じた値となる。
【００７０】
そのためマスターレンズＭ単体では問題とならなかった軸上での青色のにじみが、テレコンバータレンズＴの装着により肥大化する。
【００７１】
この肥大化はアフォーカル倍率に比例するため、高倍率のテレコンバータレンズＴを装着した場合ほど顕著に現われ、青フレアやパープルフリンジと呼ばれる画質劣化の要因となる。
【００７２】
各実施例では、テレコンバータレンズＴをマスターレンズに装着時、該テレコンバータレンズＴで発生するｇ線の軸上色収差をマスターレンズＭにおいてアンダー側に生じさせている。これにより、軸上での青色のにじみを低減させている。
【００７３】
条件式（１）の下限を超えてアッベ数が小さくなりすぎる場合、すなわち分散が大きすぎる場合は、前群ＬＦの第１接合レンズ１Ｃを構成する負の第１１レンズ１１で発生するｇ線の軸上色収差がオーバー側に大きくなる。
【００７４】
このため、軸上色収差と倍率色収差とを同時に良好に補正することが困難となる。
【００７５】
条件式（１）は、負の第１１レンズ１１で発生する軸上２次スペクトルを補正する観点からも重要である。軸上２次スペクトルを低減するには、アッベ数と部分分散比θg,Fの関係にて硝材を適切に選択する必要がある。
【００７６】
例えば縦軸に部分分散比θg,Fの値を取り、横軸にアッベ数νdを取るグラフを用いる。このとき(株)オハラ社製の商品名ＰＢＭ２（νd＝３６．２６、θg,F＝０．５８２８）の点と(株)オハラ社製の商品名ＮＳＬ７（νd＝６０．４９、θg,F＝０．５４３６）の点を結んだ線を基準線とする。
【００７７】
このグラフ上での光学ガラスの分布としては、アッベ数νdが３５程度より小さい高分散ガラスは基準線より上側に位置するものが多い。
【００７８】
そのため条件式（１）の下限を超えて負の第１１レンズ１１の材料のアッベ数が小さすぎる場合、ｇ線での軸上２次スペクトルもオーバー側に大きくなり、他の波長での軸上色収差を補正しながら、ｇ線の軸上色収差をアンダー側に生じさせることが困難となる。
【００７９】
また、上限を超えてアッベ数が大きすぎる場合は、正の第１２レンズ１２の材料とのアッベ数差が十分に取ることが出来なくなるため、第１接合レンズ１Cでの色消しが不十分となりよくない。
【００８０】
条件式（２）は前群ＬＦの第１接合レンズ１Ｃを構成する負の第１１レンズ１１と正の第１２レンズ１２の材料のアッベ数差を規定する式である。条件式（２）の下限を超えてアッベ数差が小さすぎる場合は、前群ＬＦ内での色消しにおいて補正不足となるため、前群ＬＦを第１接合レンズ１ｃとしても色収差の補正を行う効果が薄れるのでよくない。
【００８１】
なお条件式（１）は、第１接合レンズ１Cでの色消し効果と軸上色収差の２次スペクトルの補正効果を高めるためには、次の如くに設定すると良い。
【００８２】
３０＜ν１１＜４５ （１ａ）
さらに好ましくは、以下を満足するとなおよい。
【００８３】
３２＜ν１１＜４０ （１ｂ）
また条件式（２）は、第１接合レンズ１Cでの色収差の補正をより十分に行うためには、アッベ数差が大きいほど接合レンズ１Cでの色消し効果が高まる。このため、特に上限を定めていないが、現在知られている硝材のアッベ数の範囲からあえて設定すると、次の如くに設定するのが良い。
【００８４】
２８＜ν１２−ν１１＜６０ （２ａ）
更に好ましくは以下を満足するのが良い。
【００８５】
２８＜ν１２−ν１１＜４０ （２ｂ）
ΦFを前群ＬＦの屈折力とする。Φcを前群ＬＦの第１接合レンズ１Ｃの接合面の屈折力とする。
【００８６】
このとき、各実施例のテレコンバータレンズは以下の条件式を満足している。
【００８７】
０．２(1/mm)＜ΦF・ν１１＜０．６(1/mm) （３）
−１．０(1/mm)＜Φc／（１／ν１１−１／ν１２）＜−０．３(1/mm) （４）
条件式（３）は前群ＬＦの屈折力（パワー）と負の第１１レンズ１１の材料のアッベ数との関係を規定したものである。
【００８８】
条件式（３）の下限を超えて前群ＬＦの屈折力ΦＦが小さくなりすぎる場合、テレコンバータレンズが大型化してくるので良くない。
【００８９】
また条件式（３）の上限を超えて前群ＬＦの屈折力ΦＦが大きくなりすぎる場合、前群ＬＦで発生する諸収差が大きくなり、これを後群ＬＲで補正することが困難となる。
【００９０】
なお条件式（３）はコンパクト化の達成と光学性能のバランスを考えると、次の如くに設定すると良い。
【００９１】
０．２５(1/mm)＜ΦＦ・ν１１＜０．５(1/mm) （３ａ）
さらに好ましくは以下を満足するとよい。
【００９２】
０．３(1/mm)＜ΦＦ・ν１１＜０．４(1/mm) （３ｂ）
また条件式（３）に前群ＬＦの最も物体側の面頂点から最も像側の面頂点までの距離ｄFを考慮した条件式（６）を満足するとよい。
【００９３】
５．０＜ΦF・ｄF・ν１１＜１５．０ （６）
条件式（６）の下限を超えて前群ＬＦの屈折力ΦＦが小さくなりすぎる場合、テレコンバータレンズが大型化してくるので良くない。それに加えてｄFが小さくなりすぎ、前群ＬＦを構成するレンズに十分な肉厚を与えられないため必要な有効径が確保できない。
【００９４】
また条件式（６）の上限を超えて前群ＬＦの屈折力ΦＦが大きくなりすぎる場合、前群ＬＦで発生する諸収差が大きくなり、これを後群ＬＲで補正することが困難となる。それに加えてｄFが大きくなりすぎ、テレコンバータレンズの大型化を招き良くない。
【００９５】
なお条件式（６）はコンパクト化の達成と光学性能のバランスを考えると、次の如くに設定すると良い。
【００９６】
７．０＜ΦＦ・ｄF・ν１１＜１３．０ （６ａ）
さらに好ましくは以下を満足するとよい。
【００９７】
９．０＜ΦＦ・ｄF・ν１１＜１１．０ （６ｂ）
条件式（４）は前群ＬＦの第１接合レンズ１Ｃの接合面における、発散性のパワーと色分散の関係を規定する式である。第１接合レンズ１Ｃの接合面の屈折力パワーΦcは、以下の式で定義される。
【００９８】
Φc＝（ｎ２−ｎ１）／Ｒ１２
但し、ｎ１：第１接合レンズ１Ｃの負の第１１レンズ１１の材料の屈折率、
ｎ２：第１接合レンズ１Ｃの正の第１２レンズ１２の材料の屈折率、
Ｒ１２：第１接合レンズ１Ｃの接合面の曲率半径、
である。
【００９９】
各実施例ではｎ１＞ｎ２、またＲ１２＞０であり、屈折力Φcは負の値を取るため、第１接合レンズ１Ｃの接合面は負の屈折力を有する発散性の接合面である。
【０１００】
条件式（４）の下限を超えて屈折力Φcが小さくなりすぎる場合、第１接合レンズ１Cの接合面で十分な色消し作用を行うことが困難となり、軸上色収差と倍率色収差の両立が困難となりよくない。
【０１０１】
また条件式（４）の上限を超えて屈折力Φcが大きくなりすぎる場合、接合面での光線の発散力が強くなり高次の収差が発生し、非点隔差や倍率色収差が過多に発生して軸外性能が悪化するのでよくない。
【０１０２】
なお条件式（４）はさらに好ましくは以下の如く設定すると、軸上色収差と軸外性能が共に良好に補正される。
【０１０３】
−０．８５(1/mm)＜Φc／（１／ν１１−１／ν１２）＜−０．３(1/mm) （４ａ）
なお、さらに好ましくは以下を満足するとよい。
−０．６５(1/mm)＜Φc／（１／ν１１−１／ν１２）＜−０．３５(1/mm) （４ｂ）
また条件式（４）に第１接合レンズ１Ｃの屈折力φ1cを考慮した条件式（７）を満足するとよい。
−１．６＜（Φc／Φ1c）／（１／ν１１−１／ν１２）／1000＜−０．０１ （７）
条件式（７）の下限を超えて接合レンズ全体の屈折力Φ1cに対する接合面の屈折力Φcの比が小さくなりすぎる場合、第１接合レンズ１Cの接合面で十分な色消し作用を行うことが困難となり、軸上色収差と倍率色収差の両立が困難となりよくない。
【０１０４】
また条件式（７）の上限を超えて屈折力Φ1cに対する屈折力Φcの比が大きくなりすぎる場合、接合面での光線の発散力が強くなり高次の収差が発生し、非点隔差や倍率色収差が過多に発生して軸外性能が悪化するのでよくない。
【０１０５】
なお条件式（７）はさらに好ましくは以下の如く設定すると、軸上色収差と軸外性能が共に良好に補正される。
−１．３＜（Φc／Φ1c）／（１／ν１１−１／ν１２）／1000＜−０．０４（７ａ）
なお、さらに好ましくは以下を満足するとよい。
−１．０＜（Φc／Φ1c）／（１／ν１１−１／ν１２）／1000＜−０．０８（７ｂ）
各実施例のテレコンバータレンズをマスターレンズに装着し、撮像装置として用いるときは、双方が次の条件式を満足することが良い。
【０１０６】
δsk(M)をマスターレンズ単体の長焦点距離で無限遠物体におけるｄ線に対するｇ線の軸上色収差とする。
【０１０７】
δsk(T)をマスターレンズＭにテレコンバータレンズＴを装着時の長焦点距離で無限遠物体におけるｄ線に対するｇ線の軸上色収差とする。
【０１０８】
βをテレコンバータレンズのアフォーカル倍率とする。
【０１０９】
但し、マスターレンズがズームレンズのときは軸上色収差は望遠端における値である。
【０１１０】
このとき、
０．４＜δsk(T)／（δsk(M)×β）＜１．０ （５）
を満足することである。
【０１１１】
条件式（５）はテレコンバータレンズＴによるｇ線の軸上色収差の補正効果を規定する式である。条件式（５）の下限を超えてマスターレンズＭにテレコンバータレンズＴを装着時のｇ線の軸上色収差が小さくなりすぎる場合、ｇ線以外の波長の軸上色収差が増大し軸上色収差のバランスを取ることが困難となりよくない。
【０１１２】
また条件式（５）の上限を超えてマスターレンズＭにテレコンバータレンズＴを装着時のｇ線の軸上色収差が大きくなりすぎる場合、軸上の青色にじみが顕著になるので良くない。
【０１１３】
なお条件式（５）はさらに好ましくは以下の如く設定すると、ｇ線とそれ以外の波長の軸上色収差がバランス良く補正されよい。
【０１１４】
０．５＜δsk(T)／（δsk(M)×β）＜０．９ （５ａ）
次に、本発明の実施例１〜４のテレコンバータレンズに各々対応する数値実施例１〜４とマスターレンズの数値実施例を示す。
【０１１５】
各数値実施例においてｉは物体側からの光学面の順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。またｋを離心率、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
【０１１６】
【数１】
【０１１７】
で表示される。
【０１１８】
但しＲは曲率半径である。また例えば「Ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。
【０１１９】
テレコンバータレンズの数値例におけるｆ、Ｆｎｏ、２ωはテレコンバータレンズをマスターレンズに装着したときの望遠端における値である。
【０１２０】
【表１】
【０１２１】
【表２】
【０１２２】
【表３】
【０１２３】
【表４】
【０１２４】
【表５】
【０１２５】
【表６】
【０１２６】
次に本発明のテレコンバータレンズをマスターレンズに装着し、撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例を図１７を用いて説明する。
【０１２７】
図１７において、２０はカメラ本体、２１は本発明のテレコンバータレンズをマスターレンズに装着した撮影光学系である。
【０１２８】
２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。
【０１２９】
２３は撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記憶するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。
【０１３０】
このように本発明の撮影光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】実施例１のテレコンバータレンズのレンズ断面図
【図２】マスターレンズのレンズ断面図
【図３】実施例１のテレコンバータレンズとマスターレンズの望遠端のズーム位置でのレンズ断面図
【図４】実施例１のテレコンバータレンズとマスターレンズの中間のズーム位置での収差図
【図５】実施例１のテレコンバータレンズとマスターレンズの望遠端での収差図
【図６】マスターレンズの中間のズーム位置における収差図
【図７】マスターレンズの望遠端のズーム位置における収差図
【図８】実施例２のテレコンバータレンズのレンズ断面図
【図９】実施例２のテレコンバータレンズとマスターレンズの中間のズーム位置での収差図
【図１０】実施例２のテレコンバータレンズとマスターレンズの望遠端での収差図
【図１１】実施例３のテレコンバータレンズのレンズ断面図
【図１２】実施例３のテレコンバータレンズとマスターレンズの中間のズーム位置での収差図
【図１３】実施例３のテレコンバータレンズとマスターレンズの望遠端での収差図
【図１４】実施例４のテレコンバータレンズのレンズ断面図
【図１５】実施例４のテレコンバータレンズとマスターレンズの中間のズーム位置での収差図
【図１６】実施例４のテレコンバータレンズとマスターレンズの望遠端での収差図
【図１７】本発明の撮像装置の概略図
【符号の説明】
【０１３２】
ＬＦ ： テレコンバータレンズの前群
ＬＲ ： テレコンバータレンズの後群
Ｔ ： テレコンバータレンズ
Ｍ ： マスターレンズ
Ｌ１ ： マスターレンズの第１レンズ群
Ｌ２ ： マスターレンズの第２レンズ群
Ｌ３ ： マスターレンズの第３レンズ群
Ｌ４ ： マスターレンズの第４レンズ群
ＳＰ ： 開口絞り
ｆｎｏ ： Ｆナンバー
ω ： 半画角
ΔＳ ： サジタル像面
ΔＭ ： メリディオナル像面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、放送用カメラなどに用いられる撮影レンズ（マスターレンズ）の物体側に着脱可能に装着して、全系の焦点距離をマスターレンズの本来の焦点距離に比べて長い方へ変化させるテレコンバータレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にマスターレンズ（撮影レンズ）の焦点距離を望遠側に変移させる（長い方に変移させる）方法として、マスターレンズの物体側にアフォーカルレンズを着脱可能に装着するフロント方式のテレコンバータレンズが知られている。この方式は、焦点距離を変移させても、マスターレンズのＦナンバーを犠牲にしない（変化させない）という利点がある。
【０００３】
近年、デジタルカメラ、ビデオカメラにおいてはＣＣＤセンサ等の固体撮像素子の高画素化が進み、それらに用いる撮影レンズには色収差を含めて高い光学性能を有することが要求されている。
【０００４】
したがって、撮影レンズに装着するテレコンバータレンズにも同様の高い光学性能が要求されている。
【０００５】
更にテレコンバータレンズには、よりアフォーカル倍率が高い（高倍率）ことが求められている。
【０００６】
このフロント方式のテレコンバータレンズとして、物体側より像側へ順に正の屈折力の前群と、負の屈折力の後群より成るものが知られている。
【０００７】
このうち前群を１枚の負レンズと２枚の正レンズより構成し、後群を正レンズと負レンズを有するように構成したテレコンバータレンズが知られている（特許文献１〜３）。
【特許文献１】特開平１０−１９７７９２号公報
【特許文献２】特開２００１−２２８３９３号公報
【特許文献３】特開２００２−８２３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
テレコンバータレンズは、マスターレンズに装着したとき、高い光学性能を維持するため、収差変動か少ないことが要望される。
【０００９】
一般に、テレコンバータレンズをマスターレンズの物体側に装着し、全系の焦点距離を長い方へ変移させると、望遠側において球面収差、軸上色収差、倍率色収差等が大きく変化してくる。
【００１０】
尚、ここで望遠側とは単一焦点距離のマスターレンズのときは、拡大された焦点距離のことである。以下同じである。
【００１１】
特許文献１の実施例４に示されたテレコンバータレンズでは、正の屈折力の前群を、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズ、両凸レンズで構成して、正レンズを２枚に分割している。
【００１２】
しかしながら、２つの正レンズ間で構成される空気レンズの屈折力が極めて弱く、前群の正の屈折力を複数の正レンズで効果的に分担しているとは言い難い。
【００１３】
このような構成では前群の屈折力を強めた際の球面収差、像面湾曲が補正不足となる。
【００１４】
特許文献２に示されたテレコンバータレンズでは、正の屈折力の前群を、物体側から順に、正レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズで構成している。接合レンズの構成としては、順に負レンズ、正レンズとした場合に比べて正レンズの有効径が大きくなるため、接合レンズ全体として大型化しやすい。
【００１５】
特許文献３に示されたテレコンバータレンズでは、正の屈折力の前群を、物体側から順に負レンズと正レンズとの接合レンズと正レンズで構成しており、アフォーカル倍率が１．９以上を達成している。
【００１６】
しかしながらテレコンバータレンズを装着したときの全系でのｇ線の軸上色収差がマスターレンズ単体のときに比べ大きく悪化している。
【００１７】
本発明は、マスターレンズに装着したときの諸収差の変動が少なく、特にｇ線の軸上色収差を小さく、青にじみが少ない、高い光学性能を有するテレコンバータレンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のテレコンバータレンズは、マスターレンズの物体側に装着するテレコンバータレンズであって、
物体側から像側へ順に、光軸方向に最も広い空気間隔を境に、正の屈折力の前群と負の屈折力の後群より成り、
該前群は、負の屈折力の第１１レンズと正の屈折力の第１２レンズとを接合した、全体として正の屈折力の第１接合レンズ、正の屈折力の第１３レンズより成り、
該後群は、正の屈折力の第２１レンズと負の屈折力の第２２レンズとを接合した、全体として負の屈折力の第２接合レンズより成り、
該第１１レンズと第１２レンズの材料のアッベ数を各々ν１１、ν１２とするとき
３０＜ν１１＜５０
２５＜ν１２−ν１１
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、マスターレンズに装着しても全系の収差変動が小さく、良好な光学性能の画像が得られるテレコンバータレンズが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
【実施例１】
【００２１】
以下、本発明のテレコンバータレンズ及びそれをマスターレンズ（主レンズ系）に装着したときの撮影系及び該撮影系を用いた撮像装置について説明する。尚、本発明のテレコンバータレンズは、カメラ本体と一体的に構成されたマスターレンズ、或いはカメラ本体に脱着可能な交換レンズいずれかの物体側に装着可能なレンズである。
【００２２】
図１は、本発明の実施例１のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
【００２３】
図２は、本発明のテレコンバータレンズを着脱自在に装着する一例として選んだズーミング作用を有するマスターレンズＭの広角端におけるレンズ断面図である。
【００２４】
尚、マスターレンズＭは単一焦点距離の撮影レンズであっても良い。
【００２５】
図３は、本発明の実施例１のテレコンバータレンズをマスターレンズＭの物体側に装着したときの望遠端のズーム位置におけるレンズ断面図である。
【００２６】
図４、５は、本発明の実施例１のテレコンバータレンズをマスターレンズＭの物体側に装着したときの中間のズーム位置と望遠端のズーム位置における収差図である。
【００２７】
図６、図７は、マスターレンズＭのみの中間のズーム位置と望遠端のズーム位置における収差図である。
【００２８】
図８は、本発明の実施例２のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
【００２９】
図９、図１０は、本発明の実施例２のテレコンバータレンズをマスターレンズＭの物体側に装着したときの中間のズーム位置と望遠端のズーム位置における収差図である。
【００３０】
図１１は、本発明の実施例３のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
【００３１】
図１２、図１３は、本発明の実施例３のテレコンバータレンズをマスターレンズＭの物体側に装着したときの中間のズーム位置と望遠端のズーム位置における収差図である。
【００３２】
図１４は、本発明の実施例４のテレコンバータレンズのレンズ断面図である。
【００３３】
図１５、図１６は、本発明の実施例４のテレコンバータレンズをマスターレンズＭの物体側に装着したときの中間のズーム位置と望遠端のズーム位置における収差図である。
【００３４】
図１７は、本発明のテレコンバータレンズを有する撮像装置の説明図である。
【００３５】
レンズ断面図において、Ｔはテレコンバータレンズ、Ｍはマスターレンズである。
【００３６】
レンズ断面図において、左方が物体側で、右方が像側である。
【００３７】
収差図において、ΔＭはメリディオナル像面、ΔＳはサジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表わしている。
【００３８】
ｆｎｏはＦナンバーである。ωは半画角である。
【００３９】
各実施例のテレコンバータレンズＴは、マスターレンズＭの物体側に装着して全系の焦点距離をマスターレンズ単独のときの焦点距離に比べて拡大する方向へと変化させている。
【００４０】
各実施例のテレコンバータレンズＴはアフォーカル系を構成している。そして、物体側から数えて像側へ順に最も広い空気間隔を境にして、正の屈折力（焦点距離の逆数、光学的パワー）の前群ＬＦと負の屈折力の後群ＬＲより成っている。
【００４１】
図１、図１１、図１４に示した実施例１、３、４のテレコンバータの構成を説明する。
【００４２】
前群ＬＦは、物体側より像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力（以下「負」と略す）の第１１レンズ１１と物体側に凸面を向けた正の第１２レンズ１２とを接合した全体として正の屈折力の第１接合レンズ１Ｃを有する。更に、物体側に凸面を向けた正の第１３レンズ１３を有している。
【００４３】
後群ＬＲは、物体側より像側へ順に、正の第２１レンズ２１と負の第２２レンズ２２とを接合した全体として負の屈折力の第２接合レンズ２Ｃで構成されている。
【００４４】
図８に示した実施例２のテレコンバータの構成を説明する。実施例２のテレコンバータレンズＴは、後群ＬＲを物体側から像側へ順に負の第２１レンズ２１ａと正の第２２レンズ２２ａとを接合した第１接合レンズ２Ｃで構成した点が実施例１、２、３と異なる。
【００４５】
各実施例のテレコンバータレンズＴでは、前群ＬＦと後群ＬＲが共に正レンズと負レンズを少なくとも１枚ずつ有している。
【００４６】
本構成により、マスターレンズＭに装着したときの全系の軸上色収差と倍率色収差とをバランス良く補正している。
【００４７】
前群ＬＦの正の屈折力を、第１接合レンズ１Ｃとその後方の正の第１３レンズ１３とで分担することにより球面収差と像面湾曲を良好に補正している。
【００４８】
このような構成は特に前群ＬＦの屈折力を強めてアフォーカル倍率の高倍率化とコンパクト化を両立させる上で有効である。
【００４９】
さらに前群ＬＦを構成する第１接合レンズ１Ｃを物体側より像側へ順に、負の第１１レンズ１１と、正の第１２レンズ１２で構成している。これにより、逆の順番に構成した場合と比べて、正の第１２レンズ１２をマスターレンズＭ側に近づけることができ、レンズ系全体の有効径を小さくすることができる。
【００５０】
一般に正レンズはレンズ加工上ある程度の縁厚（コバ厚）を確保する必要がある。
【００５１】
縁厚を加工上必要な最小限の寸法としてレンズを極力薄肉化する場合、正レンズをマスターレンズＭに近づけるほど有効径を小さくすることができる。この分、中心肉厚も薄く出来、レンズの小型軽量化が可能となる。
【００５２】
なお負の第１１レンズ１１に関しては、正レンズと負レンズの順にした構成より有効径が大きくなるが、負の第１１レンズ１１は加工上の縁厚の制約がないため強度が維持できれば特に中心肉厚を気にする必要はない。
【００５３】
結果的に第１接合レンズ１Ｃ全体としては物体側より像側へ順に負レンズと、正レンズの順序とする方が逆の順序に構成した場合に比べて小型、軽量化が図れる。
【００５４】
なお図２に示したマスターレンズ部Ｍの望遠端の画角２ωは１２．１°である。
【００５５】
このような画角のマスターレンズＭに装着するテレコンバータレンズＴでは、図１に示すように後群ＬＲの第２の接合レンズ２Ｃの像側の面を凹形状にするのが良い。そしてテレコンバータレンズＴとマスターレンズＭとの間の空気レンズの形状をコンセントリックに近い形状とするのが好ましい。
【００５６】
このような構成では、後群ＬＲの第２接合レンズ２Ｃの像側のレンズ面において軸外光束の射出角が極端に大きくならないため、非点隔差、倍率色収差の高次成分の発生が低減されるというメリットがある。
【００５７】
図２のマスターレンズＭとして用いたズームレンズの構成は、次のとおりである。
【００５８】
図２のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力(光学パワー＝焦点距離の逆数)の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に位置している。
【００５９】
Ｇは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系とし使用する際にはフィルム面に相当する。
【００６０】
広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、第１レンズ群Ｌ１及び第３レンズ群は広角端に比べて望遠端で物体側に位置するように移動する。また第２レンズ群Ｌ２は像側に凸の軌跡となるように移動し、第４レンズ群Ｌ４は物体側に凸の軌跡となるように移動する。
【００６１】
また第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用している。第４レンズ群Ｌ４に関する実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。
【００６２】
又、望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印４ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を前方に繰り出すことで行っている。
【００６３】
各実施例では、負の第１１レンズ１１と正の第１２レンズ１２の材料のアッベ数を各々ν１１、ν１２とする。このとき
３０＜ν１１＜５０ （１）
２５＜ν１２−ν１１ （２）
なる条件を満足している。
【００６４】
条件式（１）は前群ＬＦの第１接合レンズ１Ｃを構成する負の第１１レンズ１１の材料のアッベ数を規定する式である。
【００６５】
一般に色消しが十分になされたテレコンバータレンズＴをマスターレンズＭに装着した場合、軸上色収差はマスターレンズＭの収差量にテレコンバータのアフォーカル倍率を乗じた量となる。
【００６６】
そのためテレコンバータレンズＴのアフォーカル倍率を高倍率化すると、マスターレンズＭ単体でとしては問題とならない軸上色収差が、テレコンバータレンズＴの装着時にはアフォーカル倍率分だけ大きくなり、色のにじみとして問題となる。
【００６７】
ガラスの材料の屈折率は、短波長側で単位波長あたりの屈折率変化が大きい。このため、一般的なＣ線とｆ線で軸上色収差が一致するような色消しを行ったマスターレンズにおいては、ｇ線の軸上色収差はプラス（オーバー）となる。
【００６８】
この残存軸上色収差は、マスターレンズＭ単体では通常は問題とならない程度に補正されている。
【００６９】
このマスターレンズＭにテレコンバータレンズＴを装着したとする。このとき、テレコンバータレンズＴ単体で発生する軸上色収差がゼロの理想的な色消しが行われたと仮定しても、全系のｇ線の軸上色収差はマスターレンズＭの残存軸上色収差にテレコンバータレンズＴのアフォーカル倍率を乗じた値となる。
【００７０】
そのためマスターレンズＭ単体では問題とならなかった軸上での青色のにじみが、テレコンバータレンズＴの装着により肥大化する。
【００７１】
この肥大化はアフォーカル倍率に比例するため、高倍率のテレコンバータレンズＴを装着した場合ほど顕著に現われ、青フレアやパープルフリンジと呼ばれる画質劣化の要因となる。
【００７２】
各実施例では、テレコンバータレンズＴをマスターレンズに装着時、該テレコンバータレンズＴで発生するｇ線の軸上色収差をマスターレンズＭにおいてアンダー側に生じさせている。これにより、軸上での青色のにじみを低減させている。
【００７３】
条件式（１）の下限を超えてアッベ数が小さくなりすぎる場合、すなわち分散が大きすぎる場合は、前群ＬＦの第１接合レンズ１Ｃを構成する負の第１１レンズ１１で発生するｇ線の軸上色収差がオーバー側に大きくなる。
【００７４】
このため、軸上色収差と倍率色収差とを同時に良好に補正することが困難となる。
【００７５】
条件式（１）は、負の第１１レンズ１１で発生する軸上２次スペクトルを補正する観点からも重要である。軸上２次スペクトルを低減するには、アッベ数と部分分散比θg,Fの関係にて硝材を適切に選択する必要がある。
【００７６】
例えば縦軸に部分分散比θg,Fの値を取り、横軸にアッベ数νdを取るグラフを用いる。このとき(株)オハラ社製の商品名ＰＢＭ２（νd＝３６．２６、θg,F＝０．５８２８）の点と(株)オハラ社製の商品名ＮＳＬ７（νd＝６０．４９、θg,F＝０．５４３６）の点を結んだ線を基準線とする。
【００７７】
このグラフ上での光学ガラスの分布としては、アッベ数νdが３５程度より小さい高分散ガラスは基準線より上側に位置するものが多い。
【００７８】
そのため条件式（１）の下限を超えて負の第１１レンズ１１の材料のアッベ数が小さすぎる場合、ｇ線での軸上２次スペクトルもオーバー側に大きくなり、他の波長での軸上色収差を補正しながら、ｇ線の軸上色収差をアンダー側に生じさせることが困難となる。
【００７９】
また、上限を超えてアッベ数が大きすぎる場合は、正の第１２レンズ１２の材料とのアッベ数差が十分に取ることが出来なくなるため、第１接合レンズ１Cでの色消しが不十分となりよくない。
【００８０】
条件式（２）は前群ＬＦの第１接合レンズ１Ｃを構成する負の第１１レンズ１１と正の第１２レンズ１２の材料のアッベ数差を規定する式である。条件式（２）の下限を超えてアッベ数差が小さすぎる場合は、前群ＬＦ内での色消しにおいて補正不足となるため、前群ＬＦを第１接合レンズ１ｃとしても色収差の補正を行う効果が薄れるのでよくない。
【００８１】
なお条件式（１）は、第１接合レンズ１Cでの色消し効果と軸上色収差の２次スペクトルの補正効果を高めるためには、次の如くに設定すると良い。
【００８２】
３０＜ν１１＜４５ （１ａ）
さらに好ましくは、以下を満足するとなおよい。
【００８３】
３２＜ν１１＜４０ （１ｂ）
また条件式（２）は、第１接合レンズ１Cでの色収差の補正をより十分に行うためには、アッベ数差が大きいほど接合レンズ１Cでの色消し効果が高まる。このため、特に上限を定めていないが、現在知られている硝材のアッベ数の範囲からあえて設定すると、次の如くに設定するのが良い。
【００８４】
２８＜ν１２−ν１１＜６０ （２ａ）
更に好ましくは以下を満足するのが良い。
【００８５】
２８＜ν１２−ν１１＜４０ （２ｂ）
ΦFを前群ＬＦの屈折力とする。Φcを前群ＬＦの第１接合レンズ１Ｃの接合面の屈折力とする。
【００８６】
このとき、各実施例のテレコンバータレンズは以下の条件式を満足している。
【００８７】
０．２(1/mm)＜ΦF・ν１１＜０．６(1/mm) （３）
−１．０(1/mm)＜Φc／（１／ν１１−１／ν１２）＜−０．３(1/mm) （４）
条件式（３）は前群ＬＦの屈折力（パワー）と負の第１１レンズ１１の材料のアッベ数との関係を規定したものである。
【００８８】
条件式（３）の下限を超えて前群ＬＦの屈折力ΦＦが小さくなりすぎる場合、テレコンバータレンズが大型化してくるので良くない。
【００８９】
また条件式（３）の上限を超えて前群ＬＦの屈折力ΦＦが大きくなりすぎる場合、前群ＬＦで発生する諸収差が大きくなり、これを後群ＬＲで補正することが困難となる。
【００９０】
なお条件式（３）はコンパクト化の達成と光学性能のバランスを考えると、次の如くに設定すると良い。
【００９１】
０．２５(1/mm)＜ΦＦ・ν１１＜０．５(1/mm) （３ａ）
さらに好ましくは以下を満足するとよい。
【００９２】
０．３(1/mm)＜ΦＦ・ν１１＜０．４(1/mm) （３ｂ）
また条件式（３）に前群ＬＦの最も物体側の面頂点から最も像側の面頂点までの距離ｄFを考慮した条件式（６）を満足するとよい。
【００９３】
５．０＜ΦF・ｄF・ν１１＜１５．０ （６）
条件式（６）の下限を超えて前群ＬＦの屈折力ΦＦが小さくなりすぎる場合、テレコンバータレンズが大型化してくるので良くない。それに加えてｄFが小さくなりすぎ、前群ＬＦを構成するレンズに十分な肉厚を与えられないため必要な有効径が確保できない。
【００９４】
また条件式（６）の上限を超えて前群ＬＦの屈折力ΦＦが大きくなりすぎる場合、前群ＬＦで発生する諸収差が大きくなり、これを後群ＬＲで補正することが困難となる。それに加えてｄFが大きくなりすぎ、テレコンバータレンズの大型化を招き良くない。
【００９５】
なお条件式（６）はコンパクト化の達成と光学性能のバランスを考えると、次の如くに設定すると良い。
【００９６】
７．０＜ΦＦ・ｄF・ν１１＜１３．０ （６ａ）
さらに好ましくは以下を満足するとよい。
【００９７】
９．０＜ΦＦ・ｄF・ν１１＜１１．０ （６ｂ）
条件式（４）は前群ＬＦの第１接合レンズ１Ｃの接合面における、発散性のパワーと色分散の関係を規定する式である。第１接合レンズ１Ｃの接合面の屈折力パワーΦcは、以下の式で定義される。
【００９８】
Φc＝（ｎ２−ｎ１）／Ｒ１２
但し、ｎ１：第１接合レンズ１Ｃの負の第１１レンズ１１の材料の屈折率、
ｎ２：第１接合レンズ１Ｃの正の第１２レンズ１２の材料の屈折率、
Ｒ１２：第１接合レンズ１Ｃの接合面の曲率半径、
である。
【００９９】
各実施例ではｎ１＞ｎ２、またＲ１２＞０であり、屈折力Φcは負の値を取るため、第１接合レンズ１Ｃの接合面は負の屈折力を有する発散性の接合面である。
【０１００】
条件式（４）の下限を超えて屈折力Φcが小さくなりすぎる場合、第１接合レンズ１Cの接合面で十分な色消し作用を行うことが困難となり、軸上色収差と倍率色収差の両立が困難となりよくない。
【０１０１】
また条件式（４）の上限を超えて屈折力Φcが大きくなりすぎる場合、接合面での光線の発散力が強くなり高次の収差が発生し、非点隔差や倍率色収差が過多に発生して軸外性能が悪化するのでよくない。
【０１０２】
なお条件式（４）はさらに好ましくは以下の如く設定すると、軸上色収差と軸外性能が共に良好に補正される。
【０１０３】
−０．８５(1/mm)＜Φc／（１／ν１１−１／ν１２）＜−０．３(1/mm) （４ａ）
なお、さらに好ましくは以下を満足するとよい。
−０．６５(1/mm)＜Φc／（１／ν１１−１／ν１２）＜−０．３５(1/mm) （４ｂ）
また条件式（４）に第１接合レンズ１Ｃの屈折力φ1cを考慮した条件式（７）を満足するとよい。
−１．６＜（Φc／Φ1c）／（１／ν１１−１／ν１２）／1000＜−０．０１ （７）
条件式（７）の下限を超えて接合レンズ全体の屈折力Φ1cに対する接合面の屈折力Φcの比が小さくなりすぎる場合、第１接合レンズ１Cの接合面で十分な色消し作用を行うことが困難となり、軸上色収差と倍率色収差の両立が困難となりよくない。
【０１０４】
また条件式（７）の上限を超えて屈折力Φ1cに対する屈折力Φcの比が大きくなりすぎる場合、接合面での光線の発散力が強くなり高次の収差が発生し、非点隔差や倍率色収差が過多に発生して軸外性能が悪化するのでよくない。
【０１０５】
なお条件式（７）はさらに好ましくは以下の如く設定すると、軸上色収差と軸外性能が共に良好に補正される。
−１．３＜（Φc／Φ1c）／（１／ν１１−１／ν１２）／1000＜−０．０４（７ａ）
なお、さらに好ましくは以下を満足するとよい。
−１．０＜（Φc／Φ1c）／（１／ν１１−１／ν１２）／1000＜−０．０８（７ｂ）
各実施例のテレコンバータレンズをマスターレンズに装着し、撮像装置として用いるときは、双方が次の条件式を満足することが良い。
【０１０６】
δsk(M)をマスターレンズ単体の長焦点距離で無限遠物体におけるｄ線に対するｇ線の軸上色収差とする。
【０１０７】
δsk(T)をマスターレンズＭにテレコンバータレンズＴを装着時の長焦点距離で無限遠物体におけるｄ線に対するｇ線の軸上色収差とする。
【０１０８】
βをテレコンバータレンズのアフォーカル倍率とする。
【０１０９】
但し、マスターレンズがズームレンズのときは軸上色収差は望遠端における値である。
【０１１０】
このとき、
０．４＜δsk(T)／（δsk(M)×β）＜１．０ （５）
を満足することである。
【０１１１】
条件式（５）はテレコンバータレンズＴによるｇ線の軸上色収差の補正効果を規定する式である。条件式（５）の下限を超えてマスターレンズＭにテレコンバータレンズＴを装着時のｇ線の軸上色収差が小さくなりすぎる場合、ｇ線以外の波長の軸上色収差が増大し軸上色収差のバランスを取ることが困難となりよくない。
【０１１２】
また条件式（５）の上限を超えてマスターレンズＭにテレコンバータレンズＴを装着時のｇ線の軸上色収差が大きくなりすぎる場合、軸上の青色にじみが顕著になるので良くない。
【０１１３】
なお条件式（５）はさらに好ましくは以下の如く設定すると、ｇ線とそれ以外の波長の軸上色収差がバランス良く補正されよい。
【０１１４】
０．５＜δsk(T)／（δsk(M)×β）＜０．９ （５ａ）
次に、本発明の実施例１〜４のテレコンバータレンズに各々対応する数値実施例１〜４とマスターレンズの数値実施例を示す。
【０１１５】
各数値実施例においてｉは物体側からの光学面の順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。またｋを離心率、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
【０１１６】
【数１】
【０１１７】
で表示される。
【０１１８】
但しＲは曲率半径である。また例えば「Ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。
【０１１９】
テレコンバータレンズの数値例におけるｆ、Ｆｎｏ、２ωはテレコンバータレンズをマスターレンズに装着したときの望遠端における値である。
【０１２０】
【表１】
【０１２１】
【表２】
【０１２２】
【表３】
【０１２３】
【表４】
【０１２４】
【表５】
【０１２５】
【表６】
【０１２６】
次に本発明のテレコンバータレンズをマスターレンズに装着し、撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例を図１７を用いて説明する。
【０１２７】
図１７において、２０はカメラ本体、２１は本発明のテレコンバータレンズをマスターレンズに装着した撮影光学系である。
【０１２８】
２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。
【０１２９】
２３は撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記憶するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。
【０１３０】
このように本発明の撮影光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】実施例１のテレコンバータレンズのレンズ断面図
【図２】マスターレンズのレンズ断面図
【図３】実施例１のテレコンバータレンズとマスターレンズの望遠端のズーム位置でのレンズ断面図
【図４】実施例１のテレコンバータレンズとマスターレンズの中間のズーム位置での収差図
【図５】実施例１のテレコンバータレンズとマスターレンズの望遠端での収差図
【図６】マスターレンズの中間のズーム位置における収差図
【図７】マスターレンズの望遠端のズーム位置における収差図
【図８】実施例２のテレコンバータレンズのレンズ断面図
【図９】実施例２のテレコンバータレンズとマスターレンズの中間のズーム位置での収差図
【図１０】実施例２のテレコンバータレンズとマスターレンズの望遠端での収差図
【図１１】実施例３のテレコンバータレンズのレンズ断面図
【図１２】実施例３のテレコンバータレンズとマスターレンズの中間のズーム位置での収差図
【図１３】実施例３のテレコンバータレンズとマスターレンズの望遠端での収差図
【図１４】実施例４のテレコンバータレンズのレンズ断面図
【図１５】実施例４のテレコンバータレンズとマスターレンズの中間のズーム位置での収差図
【図１６】実施例４のテレコンバータレンズとマスターレンズの望遠端での収差図
【図１７】本発明の撮像装置の概略図
【符号の説明】
【０１３２】
ＬＦ ： テレコンバータレンズの前群
ＬＲ ： テレコンバータレンズの後群
Ｔ ： テレコンバータレンズ
Ｍ ： マスターレンズ
Ｌ１ ： マスターレンズの第１レンズ群
Ｌ２ ： マスターレンズの第２レンズ群
Ｌ３ ： マスターレンズの第３レンズ群
Ｌ４ ： マスターレンズの第４レンズ群
ＳＰ ： 開口絞り
ｆｎｏ ： Ｆナンバー
ω ： 半画角
ΔＳ ： サジタル像面
ΔＭ ： メリディオナル像面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスターレンズの物体側に装着するテレコンバータレンズであって、
物体側から像側へ順に、光軸方向に最も広い空気間隔を境に、正の屈折力の前群と負の屈折力の後群より成り、
該前群は、負の屈折力の第１１レンズと正の屈折力の第１２レンズとを接合した、全体として正の屈折力の第１接合レンズ、正の屈折力の第１３レンズより成り、
該後群は、正の屈折力の第２１レンズと負の屈折力の第２２レンズとを接合した、全体として負の屈折力の第２接合レンズより成り、
該第１１レンズと第１２レンズの材料のアッベ数を各々ν１１、ν１２とするとき
３０＜ν１１＜５０
２５＜ν１２−ν１１
なる条件を満足することを特徴とするテレコンバータレンズ。
【請求項２】
前記前群の屈折力をΦFとするとき、
０．２(1/mm)＜ΦF・ν１１＜０．６(1/mm)
なる条件を満足することを特徴とする請求項１のテレコンバータレンズ。
【請求項３】
前記前群の屈折力をΦF、前記前群の最も物体側の面頂点から最も像側の面頂点までの距離をｄFとするとき、
５．０＜ΦF・ｄF・ν１１＜１５．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２のテレコンバータレンズ。
【請求項４】
前記第１接合レンズの接合面のパワーをΦcとするとき、
−１．０(1/mm)＜Φc／（１／ν１１−１／ν１２）＜−０．３(1/mm)
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３いずれかのテレコンバータレンズ。
【請求項５】
前記第１接合レンズの接合面のパワーをΦc、前記第１接合レンズの屈折力をφ1cとするとき、
−１．６＜（Φc／Φ1c）／（１／ν１１−１／ν１２）／１０００＜−０．０１
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４いずれかのテレコンバータレンズ。
【請求項６】
マスターレンズと、該マスターレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有する撮像装置の該マスターレンズの物体側に装着可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項のテレコンバータレンズ。
【請求項７】
マスターレンズと、該マスターレンズの物体側に装着可能な請求項１から６のいずれか１項のテレコンバータレンズと、該テレコンバータレンズと該マスターレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記マスターレンズと、該マスターレンズに前記テレコンバータレンズを装着した全系における無限遠物体に対するｄ線とｇ線の軸上色収差の差を各々δsk(M)、δsk(T)とし、該テレコンバータレンズのアフォーカル倍率をβとするとき、
０．４＜δsk(T)／（δsk(M)×β）＜１．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項７の撮像装置。
ただしマスターレンズがズームレンズの場合、該軸上色収差は、望遠端での値である。
【請求項１】
マスターレンズの物体側に装着するテレコンバータレンズであって、
物体側から像側へ順に、光軸方向に最も広い空気間隔を境に、正の屈折力の前群と負の屈折力の後群より成り、
該前群は、負の屈折力の第１１レンズと正の屈折力の第１２レンズとを接合した、全体として正の屈折力の第１接合レンズ、正の屈折力の第１３レンズより成り、
該後群は、正の屈折力の第２１レンズと負の屈折力の第２２レンズとを接合した、全体として負の屈折力の第２接合レンズより成り、
該第１１レンズと第１２レンズの材料のアッベ数を各々ν１１、ν１２とするとき
３０＜ν１１＜５０
２５＜ν１２−ν１１
なる条件を満足することを特徴とするテレコンバータレンズ。
【請求項２】
前記前群の屈折力をΦFとするとき、
０．２(1/mm)＜ΦF・ν１１＜０．６(1/mm)
なる条件を満足することを特徴とする請求項１のテレコンバータレンズ。
【請求項３】
前記前群の屈折力をΦF、前記前群の最も物体側の面頂点から最も像側の面頂点までの距離をｄFとするとき、
５．０＜ΦF・ｄF・ν１１＜１５．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２のテレコンバータレンズ。
【請求項４】
前記第１接合レンズの接合面のパワーをΦcとするとき、
−１．０(1/mm)＜Φc／（１／ν１１−１／ν１２）＜−０．３(1/mm)
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３いずれかのテレコンバータレンズ。
【請求項５】
前記第１接合レンズの接合面のパワーをΦc、前記第１接合レンズの屈折力をφ1cとするとき、
−１．６＜（Φc／Φ1c）／（１／ν１１−１／ν１２）／１０００＜−０．０１
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４いずれかのテレコンバータレンズ。
【請求項６】
マスターレンズと、該マスターレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有する撮像装置の該マスターレンズの物体側に装着可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項のテレコンバータレンズ。
【請求項７】
マスターレンズと、該マスターレンズの物体側に装着可能な請求項１から６のいずれか１項のテレコンバータレンズと、該テレコンバータレンズと該マスターレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記マスターレンズと、該マスターレンズに前記テレコンバータレンズを装着した全系における無限遠物体に対するｄ線とｇ線の軸上色収差の差を各々δsk(M)、δsk(T)とし、該テレコンバータレンズのアフォーカル倍率をβとするとき、
０．４＜δsk(T)／（δsk(M)×β）＜１．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項７の撮像装置。
ただしマスターレンズがズームレンズの場合、該軸上色収差は、望遠端での値である。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−７０４３３（Ｐ２００８−７０４３３Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４６６３２（Ｐ２００６−２４６６３２）
【出願日】平成１８年９月１２日（２００６．９．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１２日（２００６．９．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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