説明

ワイドコンバーターレンズ

【課題】 撮像レンズ(マスターレンズ)に装着したときに広角端の倍率色収差を良好なバランスに維持することができ、且つズーム全域において軸上色収差を良好なバランスに維持することが可能なワイドコンバーターレンズを提供することを目的とする。
【解決手段】 撮像レンズの拡大側に着脱可能なワイドコンバーターレンズであって、少なくとも2つの負の屈折力を有する光学素子と、少なくとも1つの正の屈折力を有する光学素子から構成されており、前記少なくとも2つの負の屈折力を有する光学素子の部分分散比の平均値をθgF_n、前記少なくとも2つの負の屈折力を有する光学素子のうち第1の光学素子の部分分散比をθgF、該第1の光学素子のアッベ数をνdとするとき、
θgF_n>0.58
θgF−(2.35×10−5×νd−4.11×10−3×νd+0.7204)>0
νd<30
を満足することを特徴とする。

【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像レンズ、特に変倍比が10倍以上で広角端での半画角ωが30°以上であるような撮像レンズに装着可能なワイドコンバーターレンズに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、撮像レンズ(マスターレンズ)の物体側に取り付けられ、全系の焦点面を一定位置に維持した状態で、撮影系全体の焦点距離を短い方へ変化させるワイドコンバーターレンズが多く提案されている。
【0003】
例えば、特許文献1では、物体側より順に負の屈折力の第1群と、正の屈折力の第2群より成り、全体として4枚のレンズによりアフォーカル系を構成し、焦点距離変換倍率が0.8倍程度であるワイドコンバーターレンズを提案している。
【0004】
特許文献2では、負の屈折力のレンズ2枚で構成される第1群と、負の屈折力のレンズと正の屈折力のレンズで構成される第2群により構成され、焦点距離変換倍率が0.65倍程度であるワイドコンバーターレンズを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−026779号公報
【特許文献2】特開2006−119346号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1では、撮像レンズ(マスターレンズ)にワイドコンバーターレンズを装着すると、望遠端の軸上色収差が基準波長に対してg線がアンダーとなっており、撮像レンズ単体の色消しバランスから変化してしまっている。
【0007】
また、特許文献2では、撮像レンズ(マスターレンズ)にワイドコンバーターレンズを装着すると、望遠端での軸上色収差が特許文献1と同様に基準波長に対してg線がアンダーとなり、C線はオーバーとなる。つまり、撮像レンズ単体の色消しバランスから変化してしまっている。
【0008】
すなわち、上述の特許文献1、2のようなワイドコンバーターレンズを撮像レンズ(マスターレンズ)に装着すると、ズーム中間域から望遠端における色収差、特に軸上色収差のバランスが崩れてしまうという課題があった。
【0009】
そこで本発明では、撮像レンズ(マスターレンズ)に装着したときに広角端の倍率色収差を良好なバランスに維持しつつ、撮像レンズのズーム全域において軸上色収差を良好なバランスに維持することが可能なワイドコンバーターレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、本発明のワイドコンバーターレンズは、撮像レンズの拡大側に着脱可能なワイドコンバーターレンズであって、少なくとも2つの負の屈折力を有する光学素子と、少なくとも1つの正の屈折力を有する光学素子から構成されており、前記少なくとも2つの負の屈折力を有する光学素子の部分分散比の平均値をθgF_n、前記少なくとも2つの負の屈折力を有する光学素子のうち第1の光学素子の部分分散比をθgF、該第1の光学素子のアッベ数をνdとするとき、
θgF_n>0.58
θgF−(2.35×10−5×νd−4.11×10−3×νd+0.7204)>0
νd<30
を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、撮像レンズ(マスターレンズ)に装着したときに広角端の倍率色収差を良好なバランスに維持することができ、かつズーム全域において軸上色収差を良好なバランスに維持することが可能なワイド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】
【0012】
【図1】数値実施例1のワイドコンバーターレンズのレンズ断面図
【図2】マスターレンズ1のレンズ断面図
【図3】数値実施例1のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態でのレンズ断面図
【図4】(a)数値実施例1のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での広角端での縦収差図、(b)数値実施例1のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での望遠端での縦収差図
【図5】数値実施例2のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態でのレンズ断面図
【図6】(a)数値実施例2のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での広角端での縦収差図、(b)数値実施例2のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での望遠端での縦収差図
【図7】数値実施例3のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態でのレンズ断面図
【図8】(a)数値実施例3のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での広角端での縦収差図、(b)数値実施例3のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での望遠端での縦収差図
【図9】数値実施例4のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態でのレンズ断面図
【図10】(a)数値実施例4のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での広角端での縦収差図、(b)数値実施例4のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での望遠端での縦収差図
【図11】数値実施例5のワイドコンバーターレンズにマスターレン2を装着した状態でのレンズ断面
【図12】(a)数値実施例5のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での広角端での縦収差図、(b)数値実施例5のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での望遠端での縦収差図
【図13】数値実施例6のワイドコンバーターレンズにマスターレン2を装着した状態でのレンズ断面
【図14】(a)数値実施例6のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での広角端での縦収差図、(b)数値実施例6のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での望遠端での縦収差図
【図15】数値実施例7のワイドコンバーターレンズにマスターレン2を装着した状態でのレンズ断面
【図16】(a)数値実施例7のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での広角端での縦収差図、(b)数値実施例7のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での望遠端での縦収差図
【図17】数値実施例8のワイドコンバーターレンズにマスターレン2を装着した状態でのレンズ断面
【図18】(a)数値実施例8のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での広角端での縦収差図、(b)数値実施例8のワイドコンバーターレンズにマスターレンズを装着した状態での望遠端での縦収差図
【図19】(a)マスターレンズの広角端での縦収差図、(b)マスターレンズの望遠端での縦収差図
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例1】
【0014】
図1は本発明の実施例1(数値実施例1)のワイドコンバーターレンズの断面図であり、このワイドコンバーターレンズは撮像レンズ(マスターレンズ)の拡大側(被写体側、物体側、拡大共役側)に対して着脱可能なレンズである。ここで、このワイドコンバーターレンズWGは、拡大側から縮小側(像面側、マスターレンズ側、縮小共役側)に向かって、負の屈折力の第1レンズユニットFGと、正の屈折力の第2レンズユニットRGとから構成されている。この第1レンズユニットと第2レンズユニットとは、ワイドコンバーターレンズ内で最も大きな空気間隔を挟んで配置されている。また、ここでこのワイドコンバーターレンズは、少なくとも2つの負の屈折力を有するレンズ(光学素子)と、少なくとも1つの正の屈折力を有するレンズ(光学素子)から構成されている。
【0015】
図2は、本発明の実施例のワイドコンバーターレンズを装着可能な撮像レンズ(マスターレンズ)のレンズ断面図であり、この撮像レンズ(マスターレンズ)の拡大側(被写体側、拡大共役側)に前述のワイドコンバーターレンズを装着可能な構成となっている。
【0016】
図3は、実施例1のワイドコンバーターレンズを光軸上で2.00mm隔ててマスターレンズの物体側に装着したときのレンズ断面図である。図4(a)、(b)は、実施例1のワイドコンバーターレンズをマスターレンズに装着したときの、広角端と望遠端における全系の縦収差図である。ここでの全系とは、撮像レンズにワイドコンバーターレンズを装着した状態での両者の合成光学系のことである。
【0017】
このワイドコンバーターレンズを構成するレンズユニットのうち第1レンズユニットFGは両凹形状の負の屈折力を有する素子(光学素子)で構成されている。また第2レンズユニットRGは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状であり負の屈折力を有する素子(光学素子)GNLと、両凸形状であり正の屈折力を有する素子(光学素子)とがこの順番で接合された接合正レンズから構成される。なお、第2レンズユニットRG中の接合正レンズを構成する素子のうち物体側の素子GNLは異常分散性を有する光学材料で形成されており、表1における光学材料(1)を使用している。
【0018】
図2に示した撮像レンズ(ズームレンズ)であるマスターレンズMSは、変倍比が20倍、広角端状態での半画角ωが33.9°である。ここで挙げたマスターレンズMSは、拡大側から順に、正の屈折力の第1レンズユニット、負の屈折力の第2レンズユニット、正の屈折力の第3レンズユニット、正の屈折力の第4レンズユニットを備えている。本実施例においては、ズーミング中(変倍中)、第1、4レンズユニットは固定で、第2、3レンズユニットが移動するように構成されている。
【0019】
ここで、第4レンズユニットは、第4レンズユニット内の最も大きな空気間隔で隔てられる正の屈折力を有する第41レンズユニット(U41)と、正の屈折率を有する第42レンズユニット(U42)で構成されている。また、第3レンズユニットと第4レンズユニットとの間には絞りSPが配置されており、第4レンズユニットよりも撮像面IP側(縮小側)には、色分解プリズムや光学フィルターなどのガラスブロックDGが配置されている。
【0020】
このような変倍比が10倍以上で広角端状態での半画角ωが30°以上であるような撮像レンズでは全ズーム域に渡って良好な収差バランスが為されている。その為、撮像レンズに装着されるコンバーターレンズには、それ自体の収差が良好に補正されていることが求められる。
【0021】
次に本発明の特徴を各条件式とともに説明する。
【0022】
本実施例のワイドコンバーターレンズは、下記の条件式(1)を満足することを特徴としている。
θgF_n>0.580 ・・・ (1)
この条件式(1)は、各実施例におけるワイドコンバーターレンズWC中の負の屈折力を有する素子の部分分散比の平均値θgF_nの範囲を規定している。この条件式(1)で規定するように、負の屈折力を有する素子の部分分散比の平均値θgF_nを従来の値より高くすることで、全ズーム域で良好な色消しバランスを実現している。
【0023】
ここで、部分分散比θgFと後述するアッベ数νdは、以下の数式(7)、(8)によって定義される。
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC) ・・・ (7)
νd=(Nd−1)/(NF−NC) ・・・ (8)
この数式(7)、(8)中のNg,NF,Nd,NCはそれぞれ、g線(波長435.8nm),F線(波長486.1nm),d線(波長587.6nm),C線(波長656.3nm)の光に対する材料(光学材料)の屈折率である。また、条件式(1)で記載した部分分散比の平均値θgF_nは、ワイドコンバーター内に含まれる全ての(ワイドコンバーターを構成する全ての)負の光学素子の部分分散比θgFの平均を取った値である。
【0024】
ここで、θgF_nが条件式(1)の下限値を下回ると広角端での倍率色収差が補正不足となり、ズーム中間域から望遠端にかけての軸上色収差が補正過剰となり、色収差のバランスが悪化してしまう。ここで、更に好ましくは、
0.650>θgF_n>0.587 ・・・ (1a)
を満足すると良い。
【0025】
次に、本実施例のワイドコンバーターレンズは、ワイドコンバーターレンズを構成する負の屈折力の光学素子のうち、少なくとも1つの光学素子(第1の光学素子)が下記の条件式(2)、(3)を満足することを特徴としている。
θgF−(2.35×10−5×νd−4.11×10−3×νd+0.7204)>0 ・・・ (2)
νd<30 ・・・ (3)
【0026】
ここで、条件式(2)は、前述の少なくとも1つの光学素子(を構成する材料)のアッベ数νdと部分分散比θgFとの関係を規定しており、条件式(3)は、前述の少なくとも1つの光学素子(を構成する材料)のアッベ数νdを規定している。ここで、条件式(2)中のアッベ数νdと部分分散比θgFは、上記の数式(7),(8)によって定義される物理量である。条件式(2)を満足する光学材料を光学系中に屈折光学素子として用いることによって、g線〜C線の広い波長帯域にわたって色収差の良好な補正が可能となる。ここで、更に望ましくは、
0.200>θgF−(2.35×10−5×νd−4.11×10−3×νd+0.7204)>0.020 ・・・ (2a)
を満足すると尚良い。
【0027】
また、条件式(3)は、前述の少なくとも1つの光学素子(負の屈折力の光学素子)のアッベ数を規定しており、この条件式(3)を満たすことでさらに良好な色収差の補正効果が得られる。この負の屈折力を有する光学素子に分散の強い(大きい)光学材料を用いて、正の屈折力を有する光学素子の分散と離す(大きな差を持たせる)ことで、所謂1次の色収差補正効果を強くすることができる。つまり、条件式(3)の上限を超えると、正の屈折力を有するレンズで発生する所謂1次の色収差に対する補正が不十分となり、高性能化や小型化・軽量化などの上で不利となる。ここで、更に望ましくは、
16.5<νd<26.0 ・・・ (3a)
を満足すると尚良い。
【0028】
また、条件式(2)、(3)で規定した少なくとも1つの光学素子(第1の光学素子、異常分散性を有する光学素子)は、実施例1においては第2レンズユニット内の正レンズの拡大側(物体側)の面に接合されているが、それに限定されるものではない。例えば、第2レンズユニット内の正レンズの縮小側の面に接合しても構わないし、また第1レンズユニットを構成する負レンズの縮小側の面に接合しても構わない。いずれにしても、この少なくとも1つの光学素子(異常分散性を有する光学素子)は、隣接する光学素子と接合されていることが望ましい。
【0029】
尚、本実施例のワイドコンバーターレンズの少なくとも1つの負の光学素子は、この条件式(2)、(3)を満足する光学材料で構成される負の屈折力の光学素子(第1の光学素子)と、これらの条件式を満足しない負の屈折力の光学素子(第2の光学素子)とを含んでいる。前述の条件式(1)は、これらの第1の光学素子を構成する光学材料の部分分散比と第2の光学素子を構成する光学材料の部分分散比との平均値である。
【0030】
このように、本発明のワイドコンバーターレンズは、異常分散性の強い(大きい)光学材料で形成した屈折光学素子(第1の光学素子)を含み、ワイドコンバーターレンズWC自体の色消しの関係を規定したことを特徴としている。それにより、ワイドコンバーターレンズWCをマスターレンズMSに装着したときに、色収差が装着前後で変化することを抑制することが可能となる。尚、ここで屈折光学素子とは屈折作用でパワーが生じる、例えば屈折レンズ等を意味し、回折作用でパワーが生じる回折光学素子を含んでいない。
【0031】
また前述の光学素子を構成する光学材料は、光学系を使用する状態では固体であるが、製造時などの光学系を使用する前での状態は、どのような状態であっても良い。例えば、製造時には液体材料であっても、それを硬化させて固体材料としたものでも良く、具体的には樹脂材料で紫外線等を照射することにより硬化する材料であっても良い。特に、条件式(2)、(3)で規定した少なくとも1つの光学素子(第1の光学素子、異常分散性を有する光学素子)は、このような樹脂材料で構成することが望ましい。
【0032】
次に、本実施例のワイドコンバーターレンズは、下記の条件式(4)を満足すると更に望ましい。
10<ABS[(r1+r2)/(r1−r2)] ・・・ (4)
この条件式(4)は、前述の少なくとも1つの光学素子(条件式(2)、(3)を満足する負の屈折力の光学素子)の形状因子(シェイプファクター)を規定している。この条件式(4)の下限値を下回ると、極端に曲率半径の小さいメニスカス形状となるため、軸外光線がレンズ面に入射する或いは射出する角度が大きくなり高次収差が発生するため、基準波長や色収差の補正が困難となる。ここで、更に望ましくは、
20<ABS[(r1+r2)/(r1−r2)]<80 ・・・ (4a)
を満足すると尚良い。
【0033】
更に、本実施例のワイドコンバーターレンズは、下記の条件式(5)を満足すると良い。
0.7<β<0.9 ・・・ (5)
この条件式(5)は、ワイドコンバーターレンズWCの焦点距離変換倍率βを規定するものである。ここでいう焦点距離変換倍率βとは、撮像レンズ(マスターレンズ)単体の焦点距離(ワイド端での焦点距離)を、撮像レンズ(ワイド端状態)にワイドコンバーターレンズを装着した状態での合成焦点距離で割った値である。この条件式(5)の下限を下回ると縮小率が大きくなりすぎて良好なる収差補正が困難となる。又上限値を越えるとワイドコンバーターレンズとしてワイド化の効果が十分に得られない。ここで、更に望ましくは、
0.77<β<0.85 ・・・ (5a)
を満足すると尚良い。
【0034】
更に、本実施例のワイドコンバーターレンズは、下記の条件式(6)を満足すると良い。
15<ABS[φp/φn_max]<150 ・・・ (6)
この条件式(6)は、ワイドコンバーターレンズWC中の正の屈折力を有する素子の屈折力の平均値φpと、負の屈折力を有する素子のうち最も部分分散比θgFが高い素子の屈折力φn_maxの関係を規定したものである。
【0035】
条件式(6)が下限値を下回ると、色収差を補正する素子の屈折力が所望の条件よりも強くなってしまい、望遠端でのg線の軸上色収差が補正不足、つまりオーバーになり過ぎてしまうため好ましくない。反対に条件式(6)が上限値を上回ると、素子の屈折力が所望の条件に対して弱すぎて、望遠端でのg線の軸上色収差が過補正、つまりアンダーとなり、こちらも好ましくない。ここで、更に望ましくは、
17.5<ABS[φp/φn_max]<45.0 ・・・ (6a)
を満足すると尚良い。
【0036】
前述したように、本発明のワイドコンバーターレンズは、上記の条件式(1)〜(3)を満足することを特徴としているが、条件式(4)〜(6)を満足すると更に好ましいワイドコンバーターレンズとなる。これらの条件式(1)〜(6)と、本実施例1〜8との関係は表2に示した通りである。
【0037】
本実施例のワイドコンバーターレンズは、構成枚数の少ないコンパクトなワイドコンバーターレンズであり、良好な色収差補正に加えて小型化・軽量化が達成されていることが特徴として挙げられる。
【0038】
更に、本実施例では異常分散性を有する光学材料で形成される負の屈折力の素子(第1の光学素子)GNLが、倍率色収差の補正に有利な位置に配置されていることも特徴に挙げられる。効果的な該光学材料の配置は、レンズの近軸配置を解析することで判断できる。その解析の主な基準となるのは、レンズ中で軸上光束と軸外光束の光軸からの光路高さの比である。本特許に記載のワイドコンバーターレンズでは、マスターレンズに装着したときの広角端における近軸追跡における軸上光束の光路高さと軸外光束の光路高さの積が適切な箇所にGNLが配置されており、良好な色収差バランスが達成されている。又、本実施例中のGNLで使用されている光学材料(1)は部分分散比θgFが0.689と非常に高いため、広角端での倍率色収差とズーム中間域から望遠端にかけての軸上色収差が効果的に補正されている。
【実施例2】
【0039】
図5は、本発明の実施例2のワイドコンバーターレンズをマスターレンズの物体側に装着したときのレンズ断面図である。図6(a)、(b)は、実施例2のワイドコンバーターレンズを光軸上で2.00mm隔ててマスターレンズに装着したときの広角端と望遠端のズーム位置における縦収差図である。
【0040】
この実施例2は、実施例1と類似のレンズ構成において、異常分散性を有する光学材料として表1における光学材料(2)を使用している。光学材料(2)はアッベ数が17.4と非常に低く高分散であるため、所謂1次の色消し効果が弱い屈折力でも充分に得られることから、従来の光学材料に対して軸上色収差の改善や、小型化・軽量化の面で有利となる。
【0041】
また、数値実施例2は広角端での良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
【実施例3】
【0042】
図7は、本発明の実施例3のワイドコンバーターレンズを光軸上で2.00mm隔ててマスターレンズの物体側に装着したときのレンズ断面図である。図8(a)、(b)は、実施例3のワイドコンバーターレンズをマスターレンズに装着したときの広角端と望遠端のズーム位置における縦収差図である。
【0043】
実施例3は、実施例1〜2と類似のレンズ構成において、異常分散性を有する光学材料として表1における光学材料(3)を使用している。光学材料(3)はアッベ数が25.0であり光学材料(2)と比べると分散が低いが、広角端のg線の倍率色収差量に対しては他の実施例と比較しても充分な補正能力を確保できている。且つ、倍率色収差の高次のうねり成分の発生は比較的抑制されており、高次収差成分を抑制したい場合に効果的である。
【0044】
また、数値実施例3は広角端での良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
【実施例4】
【0045】
図9は、本発明の実施例4のワイドコンバーターレンズを光軸上で8.00 mm隔ててマスターレンズの物体側に装着したときのレンズ断面図である。図10(a)、(b)は、実施例4のワイドコンバーターレンズをマスターレンズに装着したときの広角端と望遠端のズーム位置における縦収差図である。
【0046】
実施例4は、実施例1〜3と類似のレンズ構成において、第1レンズユニットFGが物体側に凸面を向けたメニスカス形状の2つの負の屈折力の光学素子で構成されており、この隣接する2つの光学素子が接合されている。この隣接する2つの光学素子のうち像面側の光学素子(第1の光学素子)が異常分散性の強い光学材料で構成されている。このことにより、第1レンズユニットFGの負の屈折力を有する素子の物体側の面における、光束の屈折は抑制される。軸外光束の光軸からの光路高さが高い面での収差発生を抑制し、光路高さが低い面で屈折させることで、軸外収差、特に歪曲や像面歪曲などの収差が良好に抑制されている。なお、本実施例中のGNLは異常分散性を有する光学材料で形成されており、表1における光学材料(1)を使用している。
【0047】
また、この数値実施例4は広角端での良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
【実施例5】
【0048】
図11は、本発明の実施例5のワイドコンバーターレンズを光軸上で7.95 mm隔ててマスターレンズの物体側に装着したときのレンズ断面図である。図12(a)、(b)は、実施例5のワイドコンバーターレンズをマスターレンズに装着したときの広角端と望遠端のズーム位置における縦収差図である。
【0049】
実施例5は、実施例1〜4と類似のレンズ構成において、異常分散性の強い光学材料で構成された負の屈折力の光学素子(第1の光学素子)GNLが、第2レンズユニットも最も像面側(縮小側)に配置されている点が特徴である。この負の屈折力を有する光学素子GNLは像側に凸面を向けたメニスカス形状で配置されている。また本実施例のワイドコンバーターレンズは、1枚の負の屈折力を有する素子と非常に薄い負の屈折力を有する素子と正の屈折力を有する素子の接合正レンズから構成される構成枚数の少ないコンパクトなワイドコンバーターレンズであり軽量化が達成されている。なお、本実施例中のGNLは異常分散性を有する光学材料で形成されており、表1における光学材料(1)を使用している。
【0050】
また、数値実施例5は広角端での良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
【実施例6】
【0051】
図13は、本発明の実施例6のワイドコンバーターレンズを光軸上で3.48 mm隔ててマスターレンズの物体側に装着したときのレンズ断面図である。図14(a)、(b)は、実施例6のワイドコンバーターレンズをマスターレンズに装着したときの広角端と望遠端のズーム位置における縦収差図である。
【0052】
図13において、略アフォーカル系を構成するワイドコンバーターレンズWCのうちFGは負の屈折力を有する第1負レンズユニット、RGは正の屈折力を有する第2正レンズユニットである。この第1負レンズユニットFGは、物体側から順に、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズと、像側に凸のメニスカス形状の負レンズとから構成されており、いずれのレンズも単レンズ(接合されていないレンズ)である。
【0053】
また、第2正レンズユニットRGは、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状であり負の屈折力を有する素子GNLと、両凸形状であり正の屈折力を有する素子とから構成されており、この両者が接合された接合正レンズで構成される。なお、本実施例中のGNLは異常分散性を有する光学材料で形成されており、表1における光学材料(1)を使用している。
【0054】
本実施例のように第1負レンズユニットを2枚の負の屈折力を有する素子で構成することで、最も物体側にある負の屈折力の有する素子の屈折力を分担することが可能となる。それにより、最も物体側の負の屈折力を有する素子の曲率を緩くすることができるため、歪曲や像面湾曲、さらには倍率色収差などの軸外収差が有利に補正できる。
【0055】
また、数値実施例6は広角端での良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
【実施例7】
【0056】
図15は、本発明の実施例7のワイドコンバーターレンズを光軸上で3.48 mm隔ててマスターレンズの物体側に装着したときのレンズ断面図である。図16(a)、(b)は、実施例7のワイドコンバーターレンズをマスターレンズに装着したときの広角端と望遠端のズーム位置における縦収差図である。
【0057】
実施例7は、実施例6と類似のレンズ構成において、第1レンズユニットFG中に共に像側に凸面を向けたメニスカス形状である2枚の負の屈折力を有する素子が接合された接合負レンズが配置されることを特徴とする。この2つの負の屈折力の素子(光学素子)のうち物体側(拡大側)の素子GNLは、異常分散性を有する(異常分散性の強い)光学材料(1)で形成されており、物体に近い位置に配置されることで倍率色収差の効果的な補正が可能となる。ここで、異常分散性を有する光学材料で構成された光学素子GNLは、最も物体側から2枚の負レンズで構成される第1レンズユニットFGのいずれか一方のレンズに接合されていれば良い。すなわち、最も物体側の負レンズの像面側にこの光学素子GNLを接合しても構わない。
【0058】
また、数値実施例7は広角端での良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
【実施例8】
【0059】
図17は、本発明の実施例8のワイドコンバーターレンズを光軸上で6.70mm隔ててマスターレンズの物体側に装着したときのレンズ断面図である。図18(a)、(b)は、実施例8ワイドコンバーターレンズをマスターレンズに装着したときの広角端と望遠端のズーム位置における縦収差図である。
【0060】
実施例8は、実施例6〜7と類似のレンズ構成において、その焦点距離変換倍率が0.717倍とマスターレンズの画角を大きく拡大できることを特徴とする。
【0061】
本実施例のように第1負レンズユニットFGを、物体側から順に、物体側に凸のメニスカス負レンズと、像側に凸のメニスカス負レンズ(2枚の負レンズ)により構成すれば、最も物体側にある負の屈折力の有する素子の屈折力を分担することが可能となる。それにより、最も物体側の負の屈折力を有する素子の曲率を緩くすることができるため、歪曲などの軸外収差が有利に補正できる。また、ここでは第1負レンズユニットFGを構成する2つの負レンズは、いずれのレンズも単レンズ(接合されていないレンズ)となっているが、これらに対して別のレンズを接合しても構わない。
【0062】
なお、本実施例中の異常分散性を有する光学素子GNLは、表1における光学材料(1)を使用しており、第2レンズユニットRGの最も物体側に配置されており、第2レンズユニット中の正レンズの物体側の面に接合されている。
【0063】
また、数値実施例8は広角端での良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
【0064】
このように、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、更に構成枚数を増やすことで更に収差を良好に補正することや、焦点距離変換倍率を小さくすることが可能である。
【0065】
以下に、上記各実施例のワイドコンバーターレンズWCおよびマスターレンズMSの数値データを示す。各データ中、rは各レンズ面の曲率半径、dは各レンズ面の面間隔、ndは各レンズのd線に対する屈折率、νdは各レンズのアッベ数である。
【0066】
なお、非球面形状は、光軸方向の座標をx、光軸と垂直方向の座標をy、基準の曲率半径をR、円錐常数をk、n次の非球面係数をAnとして、以下の式で表される。但し、「e−x」は「×10−x」を意味している。尚、非球面を有するレンズ面には各表中の面番号の左側に*印を付している。
x=(y/r)/{1+(1−k・y/r0.5}+A2・y+A3・y+A4・y+A5・y+A6・y+A7・y+A8・y+A9・y+A10・y10+A11・y11+A12・y12
【0067】
(数値実施例1)

面データ
面番号 r d nd vd
1 -423.641 2.80 1.75500 52.3
2 195.315 35.10
3 300.156 0.50 1.63555 22.7
4 280.120 11.53 1.51742 52.4
5 -209.003

【0068】
(数値実施例2)

面データ
面番号 r d nd vd
1 -423.492 2.80 1.75500 52.3
2 206.980 38.08
3 300.002 0.50 1.94087 17.4
4 280.120 11.53 1.51742 52.4
5 -210.994

【0069】
(数値実施例3)

面データ
面番号 r d nd vd
1 -423.592 2.80 1.75500 52.3
2 199.795 36.15
3 300.112 0.50 1.78000 25.0
4 280.002 11.53 1.51742 52.4
5 -209.941

【0070】
(数値実施例4)

面データ
面番号 r d nd vd
1 563.779 5.65 1.74320 49.3
2 130.407 0.50 1.63555 22.7
3 125.123 53.94
4 174.496 12.00 1.51742 52.4
5 -722.670

【0071】
(数値実施例5)

面データ
面番号 r d nd vd
1 587.214 2.70 1.75500 52.3
2 134.533 52.26
3 181.548 11.52 1.51742 52.4
4 -620.001 0.50 1.63555 22.7
5 -726.557

【0072】
(数値実施例6)

面データ
面番号 r d nd vd
1 350.249 2.70 1.78800 47.4
2 98.686 33.00
3 -82.372 2.40 1.51633 64.1
4 -111.794 0.15
5 190.125 0.50 1.63555 22.7
6 185.086 16.04 1.50137 56.4
7 -138.605

【0073】
(数値実施例7)

面データ
面番号 r d nd vd
1 1493.110 3.70 1.77250 49.6
2 134.933 36.83
3 -97.046 0.20 1.63555 22.7
4 -98.971 3.40 1.51633 64.1
5 -123.407 0.15
6 266.802 15.86 1.57250 57.7
7 -178.083

【0074】
(数値実施例8)

面データ
面番号 r d nd vd
1 472.330 2.70 1.81600 46.6
2 113.980 54.05
3 -86.511 2.40 1.51633 64.1
4 -117.685 0.44
5 334.547 0.30 1.63555 22.7
6 326.151 20.00 1.50137 56.4
7 -128.255

【0075】
(マスターレンズ)

面データ
面番号 r d nd vd
1 -246.922 1.80 1.74950 35.3
2 232.273 6.64
3 465.881 1.80 1.80518 25.4
4 122.384 13.88 1.60300 65.4
5 -157.716 7.49
6 121.536 7.47 1.49700 81.5
7 4916.806 0.15
8 105.098 6.38 1.60300 65.4
9 482.600 0.15
10 69.519 5.86 1.72916 54.7
11 158.452 (可変)
12* 228.519 0.70 1.88300 40.8
13 16.094 5.93
14 -123.222 6.59 1.80518 25.4
15 -15.129 0.70 1.75500 52.3
16 30.692 0.68
17 23.413 5.61 1.60342 38.0
18 -39.635 0.88
19 -24.853 0.70 1.83481 42.7
20 -134.691 (可変)
21 -28.312 0.70 1.74320 49.3
22 46.740 2.80 1.84666 23.8
23 -2634.956 (可変)
24(絞り) ∞ 1.30
25 360.024 4.38 1.65844 50.9
26 -34.891 0.15
27 93.089 2.20 1.51633 64.1
28 -3728.151 0.15
29 89.504 6.00 1.51633 64.1
30 -32.080 1.80 1.83400 37.2
31 -210.910 35.20
32 50.755 5.88 1.51633 64.1
33 -53.480 1.67
34 -77.656 1.80 1.83481 42.7
35 28.900 6.25 1.51742 52.4
36 -88.443 4.17
37 86.742 6.93 1.48749 70.2
38 -30.504 1.80 1.83400 37.2
39 -143.178 0.18
40 52.448 4.90 1.51823 58.9
41 -70.716 4.50
42 ∞ 30.00 1.60342 38.0
43 ∞ 16.20 1.51633 64.2
44 ∞ (可変)
像面 ∞


非球面データ
第12面
K = 8.58860e+000 A4= 7.05382e-006 A6=-1.80303e-008 A8= 7.49637e-011 A10=-8.01854e-013 A12= 5.80206e-015
A3=-4.50041e-007 A5= 1.66019e-008 A7=-8.87373e-010 A9= 1.99340e-011 A11=-1.17115e-013
【0076】
【数1】

【0077】
【表1】

【0078】
【表2】

【符号の説明】
【0079】
WC ワイドコンバーターレンズ
FG ワイドコンバーターレンズの負の第1レンズ群
RG ワイドコンバーターレンズの正の第2レンズ群
U1 マスターレンズの正の第1レンズ群
U2 マスターレンズの負の第2レンズ群
U3 マスターレンズの負の第3レンズ群
U4 マスターレンズの正の第4レンズ群
U41 マスターレンズの正の第41レンズ群
U42 マスターレンズの正の第42レンズ群
GNL 異常分散性を有する光学材料

【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮像レンズの拡大側に着脱可能なワイドコンバーターレンズであって、
少なくとも2つの負の屈折力を有する光学素子と、少なくとも1つの正の屈折力を有する光学素子から構成されており、
前記少なくとも2つの負の屈折力を有する光学素子の部分分散比の平均値をθgF_n、前記少なくとも2つの負の屈折力を有する光学素子のうち第1の光学素子の部分分散比をθgF、該第1の光学素子のアッベ数をνdとするとき、
θgF_n>0.58
θgF−(2.35×10−5×νd−4.11×10−3×νd+0.7204)>0νd<30
を満足することを特徴とするワイドコンバーターレンズ。
【請求項2】
前記第1の光学素子の拡大側の面の曲率半径をr1、前記第1の光学素子の縮小側の面の曲率半径をr2とするとき、
10<ABS[(r1+r2)/(r1−r2)]
を満足することを特徴とする請求項1記載のワイドコンバーターレンズ。
【請求項3】
前記ワイドコンバーターレンズによる焦点距離変換倍率βが、
0.7<β<0.9
を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載のワイドコンバーターレンズ。
【請求項4】
前記ワイドコンバーターレンズが、該ワイドコンバーターレンズ内で最も大きな空気間隔を挟んで、拡大側に負の屈折力の第1レンズユニットと、縮小側に正の屈折力の第2レンズユニットとから構成されていることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載のワイドコンバーターレンズ。
【請求項5】
前記第1の光学素子が、前記第1レンズユニットの最も縮小側に配置されており、該第1の光学素子は隣接する光学素子に接合されていることを特徴とする請求項4記載のワイドコンバーターレンズ。
【請求項6】
前記第1の光学素子が、前記第2レンズユニットの最も拡大側に配置されており、該第1の光学素子は隣接する光学素子に接合されていることを特徴とする請求項4記載のワイドコンバーターレンズ。
【請求項7】
前記第1の光学素子が、前記第2レンズユニットの最も縮小側に配置されており、該第1の光学素子は隣接する光学素子に接合されていることを特徴とする請求項4記載のワイドコンバーターレンズ。
【請求項8】
前記ワイドコンバーターレンズが、該ワイドコンバーターレンズ内で最も大きな空気間隔を挟んで配置された2つの負の屈折力の光学素子と該2つの負の屈折力の光学素子に対して接合された光学素子で構成される負の屈折力の第1レンズユニットと、該第1レンズユニットよりも縮小側に配置された正の屈折力の第2レンズユニットとから構成されていることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載のワイドコンバーターレンズ。
【請求項9】
前記2つの負の屈折力の光学素子のうちの一方に前記第1の光学素子が接合されていることを特徴とする請求項8記載のワイドコンバーターレンズ。
【請求項10】
前記2つの負の屈折力の光学素子は共に単レンズであり、前記第1の光学素子は前記第2レンズユニットに含まれていることを特徴とする請求項8記載のワイドコンバーターレンズ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【公開番号】特開2013−37182(P2013−37182A)
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−172970(P2011−172970)
【出願日】平成23年8月8日(2011.8.8)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】