JP2526979B2 - リアコンバ―ジョンレンズ - Google Patents

リアコンバ―ジョンレンズ

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JP2526979B2 JP63080376A JP8037688A JP2526979B2 JP 2526979 B2 JP2526979 B2 JP 2526979B2 JP 63080376 A JP63080376 A JP 63080376A JP 8037688 A JP8037688 A JP 8037688A JP 2526979 B2 JP2526979 B2 JP 2526979B2
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特に小型カメラ、ビデオカメラ等に内蔵可
能な小型のリアコンバージョンレンズに関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来から主レンズの焦点距離を拡大するために、主レ
ンズの前方あるいは後方に装着するコンバージョンレン
ズが公知である。
このうち、主レンズの前方に装着する所謂フロントコ
ンバージョンレンズは、簡易に主レンズの焦点距離を拡
大し得る一方で、このフロントコンバージョンレンズ径
の大型化を招くので、コンパクトカメラ等に内蔵するこ
とが困難である。
一方、主レンズの後方に装着する所謂リアコンバージ
ョンレンズ(以下RCLと略称する)は、基本的に小型化
には有利な構成である。
そのため、例えば、特開昭60−214327号公報、特開昭
60−179712号公報、特開昭58−195817号公報及び特公昭
61−45207号公報等で数多く提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、このように開示されている技術は、数多く
の努力がなされているが、以下のような欠点を包含して
いる。
特開昭60−214327号公報では、レンズ4枚の構成であ
りながら、倍率が1.2倍と低いために、RCLとしての効果
が小さい。
また、特開昭60−179712号公報では、1.5〜2.0倍の倍
率を実現しているが、なお3〜4枚のレンズ構成を必要
としているために、コンパクトで簡素な構成という点で
は十分なものではなかった。
一方、特開昭58−195817号公報では、2枚のレンズ構
成を実現しているものの、倍率が1.15倍と低く、RCLと
しての効果が小さいものであった。
また、特公昭61−45207号公報等では、2枚のレンズ
構成で1.5倍の倍率を実現しているが、このRCLにより発
生する外方コマ収差の補正が不十分であり、満足ゆく性
能とは言い難かった。
したがって、本発明はこのような問題を全て解決し、
簡素でコンパクトな形状を維持し得る構成でありなが
ら、高倍率を確保でき、小型カメラ等に内蔵可能で高性
能なリアコンバージョンレンズ(RCL)を提供すること
を目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、第1図の原理図に示す如く、主レンズMLと
所定像面Iとの間に装着して、該主レンズとの合成焦点
距離Fを該主レンズの焦点距離fよりも拡大するリアコ
ンバージョンレンズにおいて、 物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群G
1と、負の屈折力を持つ第2レンズG2とを有する構成を
基本としている。
そして、この構成に基づいて、このリアコンバーンレ
ンズの焦点距離をfRCL、第1レンズ群G1の焦点距離を
f1、第1レンズ群G1の像側面の曲率半径をr2、第2レン
ズ群G1の物体側面の曲率半径をr3とすると、 0.5<f1/|fRCL|<0.6、fRCL<0 …(1) 1.2<r2/r3<1.4 …(2) を満足するように構成したものである。
〔作用〕
RCLを主レンズの後方に装着いて合成焦点距離を拡大
するためには、このRCLは全体として負の屈折力を持つ
ように構成される必要があり、またこの主レンズに装着
しても良好な結像性能を維持するには、このRCL自身も
良好に収差補正される必要がある。
しかし、一般に、主レンズの収差が良好に補正されて
いても、このRCLを装着すると、球面収差が補正過剰、
ペッツバール和が負の方向、像面弯曲及び歪曲収差が正
に発生し、さらに負のパワー(屈折力)を持つレンズ周
辺部ではコマ収差が発生する。
そのため、これらの収差を相殺するためにはRCL中に
少なくとも1枚の正レンズを有する構成が必要である。
しかも、スチールカメラ、ビデオカメラ等に内蔵可能に
するためには、コンパクトな構成が必要である。
そのため、極力少ない群で構成し、同時にRCLにおい
ても収差補正を図るには、このRCLを正の屈折力を持つ
レンズ群と負の屈折力を持つレンズ群とを有する構成に
しなければならない。このことから、RCLの構成は、凹
凸または凸凹タイプの組み合わせが考えられる。
このうち、前者の組み合わせは、負レンズ群と正レン
ズ群との間に形成される空気レンズが軸外光線に悪影響
を与えるために、広い画角にわたる軸外の収差補正が困
難となる。しかも、この負レンズの発散作用によって、
この負レンズ群の後方に位置する正レンズの径が大きく
なる欠点が存在する。
したがって、本発明はRCLを基本的に凸凹タイプの2
群で構成したものである。
そして、この構成に基づいてRCLの収差を良好に補正
するには、前述の条件式(1)及び(2)を満足するよ
うに構成する必要がある。
そこで、以下に本発明の各条件式を詳述する。
条件式(1)はRCLの第1エンズ群G1の適切な焦点距
離を規定している。この条件式の上限を越えると、主レ
ンズを含めた全系のペッツバール和が大きな負の値を持
ち、球欠的(サジタル)像面における性能の劣下が著し
い。反対に、この条件式の下限を越えると、RCLで発生
する外方コマ収差の補正が困難となり好ましくない。
条件式(2)は球面収差と子午的(メリジオナル)像
面との最適なバランスをとるために、第1レンズ群G1
像側の曲率半径r2と、第2レンズ群G2の物体面の曲率半
径r3との適切な比を規定している。この条件式の上限を
越えると、球面収差は補正過剰となり、負の子午的像面
とのバランスをとることが困難となる。反対にこの条件
式の下限を越えると、球面収差が補正不足となり、正の
子午的像面とのバランスをとることが不可能となる。
さらに、十分な収差補正及びコンパクト化を達成する
には、以下の条件式を満足するように構成することが望
ましい。
0.70<d0/BfML<0.97 …(3) 0.05<D/|fRCL|<0.15 …(4) 1.73<n2 …(5) 0.018<d2/|fRCL|<0.028 …(6) 0.025<d1/|fRCL|<0.065 …(7) 12<ν−ν<20 …(8) 但し、 BfML:主レンズのバックフォーカス。
d0:リアコンバージョンレンズ(RCL)の物体側レンズ
面から主レンズの後側焦点位置までの距離。
fRCL:リアコンバージョンレンズ(RCL)の焦点距離。
D:リアコンバージョンレンズ(RCL)軸上厚。
n2:第2レンズ群G2の屈折率。
d2:リアコンバージョンレンズ(RCL)の第1レンズ群G
1の像側面と第2レンズ群G2の物体側面との軸上面間
隔。
d1:第1レンズ群G1の軸上厚。
ν:第1レンズ群G1のアッベ数。
ν:第2レンズ群G2のアッベ数。
条件式(3)は主レンズに対するRCLの装着位置を規
定している。この条件式の上限を越えると、RCLの小型
化には有利であるが、主レンズとRCLとの十分な空気間
隔を確保できず、このRCLの着脱が不可能となる。反対
に、この条件式の下限を越えると、RCLの径の大型化を
招き、しかも十分な倍率を確保することが困難となる。
条件式(4)はRCLの小型化のために、適切なRCLの軸
上厚を規定している。この条件式の上限を越えると、RC
Lの大型化を招き好ましくない。反対にこの条件式の下
限を越えると、軸外収差の補正が困難となる。
条件式(5)は主レンズを含めた全系のペッツバール
和を適切な値に維持するために第2レンズ群G2の屈折率
を規定しており、この条件の範囲を外れるとペッツバー
ル和の補正が困難となる。
条件(6)は軸外収差をバランス良く補正するため
に、RCLの第1レンズ群G1の像側面と第2レンズ群G2
物体側面との軸上面間隔を規定している。この条件式の
上限を越えると、負の像面湾曲を補正することが困難と
なる。反対にこの条件式の下限を越えると、正の像面湾
曲を補正することが困難となる。
条件式(7)は色収差を良好に補正するために、RCL
中の第1レンズ群G1の軸上厚を規定している。この条件
式の範囲を外れると、軸上及び倍率の色収差を同時に補
正することが困難となる。
条件式(8)は軸上色収差の補正のために、第1レン
ズ群G1のアッベ数と第2レンズ群G2のアッベ数との差を
規定している。この条件式の上限を越えると、色収差が
補正不足となり、反対にこの下限を越えると、色収差が
補正過剰となり好ましくない。
〔実施例〕
以下に、本願発明による実施例について説明する。本
発明によるRCLの第1〜4実施例はいずれも表1に示す
如く、本発明と同一出願人による特開昭60−177313に基
づく、トリプレットレンズを基準主レンズMLとして設計
されたものである。また、dは主レンズの最終面からRC
Lの第1面までの空気間隔、FはRCLと主レンズとの合成
焦点距離、βはRCLの倍率を示す。
この主レンズの最終面から1.000の位置に絞りS(ビ
ハインド絞り)が配置されている。
そして、この主レンズの収差図を第14図に示す。
以下に、本発明によるRCLの第5及び第6実施例はい
ずれも表6に示す如く、本発明と同一出願人による特開
昭60−176011に基づく、テッサー型レンズを基準主レン
ズMLとして設計されたものである。また、dは主レンズ
の最終面からRCLの第1面までの空気間隔、FはRCLとマ
スターレンズとの合成焦点距離、βはRCLの倍率を示
す。
この主レンズの最終面から0.720の位置に絞りS(ビ
ハインド絞り)が配置されている。
そして、この主レンズの収差図を第15図に示す。
第2図〜第5図は表1に示すトリプレット型の主レン
ズMLにそれぞれ第1実施例〜第4実施例のRCLを装着し
た状態の全体的な光学系の構成図である。また、第6図
及び第7図は表6に示すテッサー型の主レンズMLにそれ
ぞれ第5実施例、第6実施例のRCLを装着した状態の全
体的な光学系の構成図である。
したがって、各実施例におけるRCLは、明らかにコン
パクトな形状を維持しているために、スチールカメラ、
ビデオカメラ等に内蔵することができる。
また、第1〜第4実施例のRCLを表1に示したトリプ
レット型主レンズMLに装着した状態の収差図をそれぞれ
第8図〜第11図に示している。
さらに、第5及び第6実施例のRCLを表6に示したテ
ッサー型主レンズMLに装着した状態の収差図をそれぞれ
第12図、第13図に示している。
また、表1に示すトリプレット型の主レンズMLの収差図
と表6に示すテッサー型の主レンズMLの収差図をそれぞ
れ第14図、第15図に示している。
尚、各収差図において、dはd線(λ=587.6nm)、
gはg線(λ=435.8nm)による収差図であり、Yは像
高、Hは入射高、Aは入射角、FNはFナンバーを示して
いる。また、非点収差図において、破線を子午的(メリ
ジオナル)像面、実線を球欠的(サジタル)像面を示し
ている。
これらの収差図から明らかに、コンパクトな形状を維
持できる構成で、極めてバランス良く収差補正がなされ
ていることが分かる。
尚、本発明のRCLを装着した時の合焦方式は主レンズM
Lを物体側へ繰り出す方式や、主レンズMLとRCとを一体
に繰り出す合焦方式や、RCLのみを光軸に沿って移動さ
せる合焦方式をとることも可能である。
また、本発明の各実施例におけるRCLMLは正負の2枚
のレンズで構成されているが、本発明のRCLの少なくと
も一つの群を貼り合わせレンズで構成しても有効であ
る。
さらに、本発明はRCLを少なくとも1枚のプラスチッ
クレンズを有する構成としても有効である。
したがって、本発明は言うまでもなく、この実施例に
限るものではない。
〔発明の効果〕
本発明によれば、簡素かつコンパクトな形状と十分な
倍率を維持しながら、極めて良好な結像性能を有し、小
型カメラ等に内臓可能なリアコンバージョンレンズを実
現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は主レンズMLにRCLを装着した状態の原理図、第
2図〜第5図は表1に示すトリプレット型の主レンズML
にそれぞれ第1実施例〜第4実施例のRCLを装着した状
態の全体的な光学系の構成図、第6図及び第7図は表6
に示すテッサー型の主レンズLMにそれぞれ第5実施例、
第6実施例のRCLを装着した状態の全体的な光学系の構
成図、第8図〜第11図はそれぞれ第1〜第4実施例のRC
Lを表1に示した主レンズMLに装着した状態における収
差図、第12図及び第13図はそれぞれ第5実施例、第6実
施例のRCLを表6に示した主レンズMLに装着した状態に
おける収差図、第14図は表1に示すトリプレット型の主
レンズMLの収差図、第15図は表6に示すテッサー型の主
レンズMLの収差図を示している。 〔主要部分の説明〕 G1……第1レンズ群(RCL) G2……第2レンズ群(RCL) RCL……リアコンバージョンレンズ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主レンズと該主レンズの像面との間に装着
    して、該主レンズとの合成焦点距離を該主レンズの焦点
    距離よりも拡大するリアコンバージョンレンズにおい
    て、 該リアコンバージョンレンズは、物体側から順に、正の
    屈折力を持つ第1レンズ成分G1と、負の屈折力を持つ第
    2レンズ成分G2とからなり、前記リアコンバージョンレ
    ンズの焦点距離をfRCL、前記第1レンズ成分G1の焦点距
    離をf1、前記第1レンズ成分G1の像側面の曲率半径を
    r2、前記第2レンズ成分G2の物体側面の曲率半径をr3
    前記主レンズのバックフォーカスをBfML、前記リアコン
    バージョンレンズの物体側レンズ面から前記主レンズの
    後側焦点位置までの距離をd0、前記リアコンバージョン
    レンズの軸上厚をD、前記第2レンズ成分G2の屈折率を
    n2、前記リアコンバージョンレンズの前記第1レンズ成
    分G1の像側面と第2レンズ成分G2の物体側面との軸上間
    隔をd2、前記第1レンズ成分G1の軸上厚をd1、前記第1
    レンズ成分G1のアッベ数をν、前記第2レンズ成分G2
    のアッベ数をνとすると、 0.5<f1/|fRCL|<0.6、fRCL<0 (1) 1.2<r2/r3<1.4 (2) 0.70<d0/BfML<0.97 (3) 0.05<D/|fRCL|<0.15 (4) 1.73<n2 (5) 0.018<d2/|fRCL|<0.028 (6) 0.025<d1/|fRCL|<0.065 (7) 12<ν−ν<20 (8) を満足するように構成することを特徴とするリアコンバ
    ージョンレンズ。
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