JP4200399B2 - 広角コンバージョンレンズ - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてビデオカメラ及び電子スチルカメラ用の撮影レンズ、特に、ズーム比が3倍を越え、55°乃至60°程度の広角端における画角を有すると共に、100万画素以上の画素を有する撮像素子に対応した高性能レンズに適合する高性能の広角コンバージョンレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、特に電子スチルカメラにあっては、撮像素子として100万画素を越えるものが用いられるという高画素化が進み、この高画素化に伴って撮像画面の寸法も大きくなり、高画素化と小型化の為に、高画素の電子スチルカメラ用の撮影レンズは、3倍程度のズーム比を有するものが多く用いられている。
【0003】
しかし、動画を撮影するビデオカメラにおいては、10倍以上のズーム比を有する撮影レンズを用いるのが一般的である。
【0004】
従って、電子スチルカメラにおいても、ズーム比の高倍率化への要求が強くなり、小型、高性能で高倍率のズームレンズが実用化されるようになってきた。
【0005】
このような電子スチルカメラ用の小型、高性能で高倍率のズームレンズは、ビデオカメラ用の同種のズームレンズと同様に、小型化と高倍率化を両立させるためには、広角端における画角が55°乃至60°程度にすると、バランスの良い設計が可能となる。
【0006】
ところが、ズーム比の高倍率化によって、画角が狭くなると、手振れに起因する画質の劣化が起こり易くなるという問題があり、また、動画と違ってパーンニングなどの撮影手法が使えない静止画では、広角端の画角を広くしたいという要求も強い。
【0007】
従って、高性能ズームレンズの画質を損なうことなく、その焦点距離範囲を広角側にシフトすることができる、高性能の広角コンバージョンレンズへの要求が強くなってきた。
【0008】
ところで、従来の民生用ビデオカメラに用いられている広角コンバージョンレンズは、図7乃至図9に示す広角コンバージョンレンズの一例aのように、一般的には、物体側から順にそれぞれ、負、負、正の屈折力を有する3枚のレンズL1、L2及びL3で構成されていた。
【0009】
そして、上記広角コンバージョンレンズaは、主として、結像性能よりも、小型化と低コストを追求して設計されていた。
【0010】
上記広角コンバージョンレンズaを、図7に示すように、ズームレンズの一例2を主レンズとして、これに装着して使用すると、ズームレンズ2の広角端においてメリディオナル像面湾曲が、ズームレンズ2単独の状態と比べて、アンダー側へと倒れると共に、樽型の歪曲収差が極端に増大してしまう。
【0011】
また、倍率色収差がコンバージョンレンズaから発生し、その補正を行う為の設計の自由度もないため、画面周辺部において色の滲みが顕著になってしまう。
【0012】
図5及び図6にそれぞれ、ズームレンズ2単独の広角端及び望遠端における像面非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示し、また、図8及び図9にそれぞれ、ズームレンズ2に広角コンバージョンレンズaを装着した時の、広角端及び望遠端における像面非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す。
【0013】
尚、非点収差図において、サジタル像面湾曲は実線、メリディオナル像面湾曲は破線で示し、メリディオナル横収差図において、実線はd線、破線はg線、一点鎖線はC線におけるものを示す。
【0014】
即ち、上記図5及び図6と、図8及び図9との対比で明らかなように、ズームレンズ2に広角コンバージョンレンズaを装着した時、非点収差は、サジタル像面においては良好であるが、メリディオナル像面においてはアンダー側に倒れて、画面周辺部における結像性能を劣化させる主原因となっている。
【0015】
また、歪曲収差は、広角コンバージョンレンズaからもマイナス側に大きく発生するので、ズームレンズ2の広角端における歪曲に付加され、樽型の歪曲収差が極端に目立つようになっている。
【0016】
広角コンバージョンレンズa側で、上記メリディオナル像面における歪曲を補正するには、主光線の光線高が高い物体側の凹レンズで、周辺部の光束ほど発散作用が強くなるように補正すると効果的であるが、上記補正を行うために物体側の凹レンズの屈折力を強くすると、歪曲収差曲線が更にマイナス側に曲がることとなり、メリディオナル像面における湾曲と歪曲収差を同時に改善することは、広角コンバージョンレンズaのような、物体側から順に、負、負、正の屈折力を有する3枚のレンズ構成のものでは不可能であった。
【0017】
尚、静止画像の評価は、プリントした画像を手にとって観察するのが最も厳しい画質評価となる。また、動画画像と比べて静止画像は、画像周辺部における画質の劣化と歪曲が目立つと、これがプリントした画像の印象を決定的に悪くする。
【0018】
上記従来の広角コンバージョンレンズaでは、このような静止画像に対する要求を満たすことは、極めて困難であった。
【0019】
従って、高画質を追求するスチルカメラでは、メリディオナル像面での湾曲と歪曲収差とを同時に改善して、コンバージョンレンズの使用することによっては、画角だけが変わり、画質の変化は察知できない程度にしなければならない。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、ズーム比が8乃至10倍程度のズームレンズ付きで、100万画素以上の画素数を有する撮像素子を使用した高性能の電子スチルカメラ最適な、広角端における像面湾曲と歪曲収差の劣化が殆どない高性能の広角コンバージョンレンズを提供することを課題とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明広角コンバージョンレンズは、撮影レンズの物体側に装着してレンズ全系の焦点距離を短縮する、略アフォーカル系の広角コンバージョンレンズにおいて、物体側から順に、曲率の強い凹面を像面側に向けた凹レンズの第1レンズと、凸レンズの第2レンズと、両凹レンズの第3レンズと両凸レンズの第4レンズとの接合レンズによって構成し、角倍率が約0.75程度にすると共に、hiを物体側からi番目の面の有効半径、riを物体側からi番目の面の曲率半径、niを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のd線における屈折率、νiを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のアッベ数とすると、0.3<|h2/r2|<0.8、0.15<|h4/r4|<0.45、0.015<n4−n3<0.2、0.25<|h6/r6|<0.85、ν3<ν4の各条件を満足するようにしたものである。
【0022】
従って、主レンズであるズームレンズの広角端における像面湾曲、歪曲収差及び色収差を殆ど劣化させることなく、焦点距離範囲を広角側に遷移させることができる広角コンバージョンレンズを提供することが可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明広角コンバージョンレンズの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【0024】
尚、以下の説明において、「si」は物体側からi番目のレンズ面(第i面)、「ri」は第i面siの曲率半径、「di」は第i面siと第i+1面si+1面との間の光軸上の面間隔、「ni」は物体側からi番目のレンズ(第iレンズ)のd線(波長587.6nm)における屈折率、「νi」は第iレンズのアッベ数とする。
【0025】
広角コンバージョンレンズ1は、撮影レンズであるズームレンズ2の物体側に装着してレンズ全系の焦点距離を短縮する、略アフォーカル系の広角コンバージョンレンズである。
【0026】
また、広角コンバージョンレンズ1は、物体側から順に、曲率の強い凹面を像面側に向けた凹レンズの第1レンズL1と、凸レンズの第2レンズL2と、両凹レンズの第3レンズL3と両凸レンズの第4レンズL4との接合レンズによって構成される。
【0027】
更に、広角コンバージョンレンズ1は、角倍率が約0.75程度(広角コンバージョンレンズ1においては0.7209倍である。)とされると共に、hiを物体側からi番目の面の有効半径、riを物体側からi番目の面の曲率半径、niを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のd線における屈折率、νiを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のアッベ数とすると、
0.3<|h2/r2|<0.8(条件式1)
0.15<|h4/r4|<0.45(条件式2)
0.015<n4−n3<0.2(条件式3)
0.25<|h6/r6|<0.85(条件式4)
ν3<ν4(条件式5)
の各条件を満足するようにしたものである。
【0028】
以下に、上記各条件式について説明する。
【0029】
条件式1は、広角端におけるメリディオナル像面の湾曲をオーバー側に補正するためのものである。
【0030】
即ち、h2/r2の絶対値を下限である0.3よりも大きくすることによって、主光線が第1レンズL1の曲率の大きい周縁部を通るようになり、主光線が第2面s2の法線と為す入射角が周辺部で急に大きくなって、広角端のメリディオナル像面湾曲をオーバー側に降ることができるようになる。
【0031】
しかしながら、広角端におけるメリディオナル像面湾曲の改善は、同時に、第1レンズL1から発生するマイナス側の歪曲収差を助長することとなるので、h2/r2の絶対値が上限値である0.8を越えないようにする必要がある。尚、h2/r2の絶対値が上限を超えると、第2レンズL2によって第1レンズL1から発生するマイナス側の歪曲収差を補正することが困難になる。
【0032】
条件式2は、条件式1によるメリディオナル像面湾曲の補正の副作用として第1レンズL1から発生するマイナス側の歪曲収差を補正するためのものである。
【0033】
即ち、第1レンズL1に隣接して第2レンズL2を配置し、第4面s4の曲率r4の絶対値を下限値である0.15より大きくすることで、第4面s4における主光線の偏角を大きくして歪曲収差を補正する。
【0034】
また、第4面s4の曲率r4の絶対値が上限値である0.45を越えると、第1レンズにおけるメリディオナル像面湾曲の補正とのバランスが崩れ、像面湾曲と歪曲収差とを同時に改善する本発明の目的が達成できなくなってしまう。
【0035】
尚、条件式2に規定された条件に加え、第2レンズL2のアッベ数を40以下にすると、倍率色収差も同時に補正することができるようになる。
【0036】
条件式3乃至条件式5は、主として望遠端における球面収差と軸上色収差の補正に関する条件を規定するものである。
【0037】
即ち、第3レンズL3と第4レンズL4との接合面s6に正の屈折力を持たせ、n4−n3の値とh6/r6の絶対値とをそれぞれ、下限値である0.015と0.25よりも大きくすることで、望遠端の球面収差がアンダー側に倒れるのを防いでいる。
【0038】
また、第1レンズL1と第2レンズL2のアッベ数が、広角端における倍率色収差を補正するために、ν2<ν1となる構成上、これが望遠端における軸上色収差に関しては補正が不足となる。従って、条件式3と条件式4で規定する条件に、条件式5で規定する条件を加えることによって、光束が広がり、主光線の光線高が低くなったところで、バランス良く望遠端における軸上色収差を補正することができるようになる。
【0039】
尚、条件式3及び条件式4で規定するn4−n3の値とh6/r6の絶対値は、それぞれの上限である0.2と0.85とを越えると、望遠端における球面収差と軸上色収差とをバランス良く補正することが困難となる。
【0040】
以下に本発明広角コンバージョンレンズ1の数値例を示す。
【0041】
【表1】
【0042】
尚、広角コンバージョンレンズ1を装着する主レンズであるズームレンズの2の関連数値及び広角コンバージョンレンズ1とズームレンズ2との合成光学系の関連数値としては、ズームレンズ2の焦点距離はf=4.31(広角端)及びf=41.82(望遠端)、ズームレンズ2のF値はF1.84(広角端)及びF2.22(望遠端)、レンズ第7面s7からズームレンズ2の入射瞳までの距離は20.57(広角端)及び145.8(望遠端)、ズームレンズ2の画角は57.6°(広角端)及び6.03°(望遠端)、上記合成光学系における画角は76.0°(広角端)及び8.36°(望遠端)である。
【0043】
また、表3に条件式1乃至条件式4に係わる各値を示す。
【0044】
【表2】
【0045】
図3及び図4にそれぞれ、広角コンバージョンレンズ1とズームレンズ2との合成光学系の広角端及び望遠端における非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差とを示す。
【0046】
また、図5及び図6に、ズームレンズ2単体の広角端及び望遠端における非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差とを示す。
【0047】
尚、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値をそれぞれ示し、メリディオナル横収差図において、実線はd線、破線はg線、一点鎖線はC線における値を示す。
【0048】
このように、本発明広角コンバージョンレンズ1にあっては、図8及び図9に示す従来例の広角コンバージョンレンズaとの比較においては、従来例の持つ欠点が格段に解消されているのが明白であり、また、図5及び図6に示すズームレンズ2単体のみの使用時における各種収差との比較においても、ズームレンズ2の性能を殆ど損なうことなく、広角コンバージョンレンズ1の本来の目的である、画角の広角化が達成されていることが明らかである。
【0049】
尚、前記実施の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【0050】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように本発明広角コンバージョンレンズは、撮影レンズの物体側に装着してレンズ全系の焦点距離を短縮する、略アフォーカル系の広角コンバージョンレンズにおいて、物体側から順に、曲率の強い凹面を像面側に向けた凹レンズの第1レンズと、凸レンズの第2レンズと、両凹レンズの第3レンズと両凸レンズの第4レンズとの接合レンズによって構成し、角倍率が約0.75程度にすると共に、hiを物体側からi番目の面の有効半径、riを物体側からi番目の面の曲率半径、niを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のd線における屈折率、νiを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のアッベ数とすると、0.3<|h2/r2|<0.8、0.15<|h4/r4|<0.45、0.015<n4−n3<0.2、0.25<|h6/r6|<0.85、ν3<ν4の各条件を満足するようにしたので、主レンズであるズームレンズの広角端における像面湾曲、歪曲収差及び色収差を殆ど劣化させることなく、焦点距離範囲を広角側に遷移させることができる。
【0051】
また、請求項2に記載した発明にあっては、ν2を第2レンズのアッベ数とすると、ν2<40の条件を満足するようにしたので、第2レンズによって、歪曲収差の補正に加えて、同時に、倍率色収差の補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2乃至図4と共に、本発明広角コンバージョンレンズの実施の形態を示すものであり、本図は、広角コンバージョンレンズのレンズ構成を概略的に示す図である。
【図2】本発明広角コンバージョンレンズを、ズームレンズの一例に装着した状態を概略的に示す図である。
【図3】図2に示す状態における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図4】図2に示す状態における望遠端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図5】図2に示すズームレンズ単独における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図6】図2に示すズームレンズの単独における望遠端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図7】図8及び図9と共に、従来の広角コンバージョンレンズの一例を示すものであり、場合を示すものであり、本図は従来の広角コンバージョンレンズの一例を図2に示すズームレンズに装着した状態を概略的に示す図である
【図8】図7に示す状態における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図9】図7に示す状態における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【符号の説明】
1…広角コンバージョンレンズ、2…撮影レンズ、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、L4…第4レンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてビデオカメラ及び電子スチルカメラ用の撮影レンズ、特に、ズーム比が3倍を越え、55°乃至60°程度の広角端における画角を有すると共に、100万画素以上の画素を有する撮像素子に対応した高性能レンズに適合する高性能の広角コンバージョンレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、特に電子スチルカメラにあっては、撮像素子として100万画素を越えるものが用いられるという高画素化が進み、この高画素化に伴って撮像画面の寸法も大きくなり、高画素化と小型化の為に、高画素の電子スチルカメラ用の撮影レンズは、3倍程度のズーム比を有するものが多く用いられている。
【0003】
しかし、動画を撮影するビデオカメラにおいては、10倍以上のズーム比を有する撮影レンズを用いるのが一般的である。
【0004】
従って、電子スチルカメラにおいても、ズーム比の高倍率化への要求が強くなり、小型、高性能で高倍率のズームレンズが実用化されるようになってきた。
【0005】
このような電子スチルカメラ用の小型、高性能で高倍率のズームレンズは、ビデオカメラ用の同種のズームレンズと同様に、小型化と高倍率化を両立させるためには、広角端における画角が55°乃至60°程度にすると、バランスの良い設計が可能となる。
【0006】
ところが、ズーム比の高倍率化によって、画角が狭くなると、手振れに起因する画質の劣化が起こり易くなるという問題があり、また、動画と違ってパーンニングなどの撮影手法が使えない静止画では、広角端の画角を広くしたいという要求も強い。
【0007】
従って、高性能ズームレンズの画質を損なうことなく、その焦点距離範囲を広角側にシフトすることができる、高性能の広角コンバージョンレンズへの要求が強くなってきた。
【0008】
ところで、従来の民生用ビデオカメラに用いられている広角コンバージョンレンズは、図7乃至図9に示す広角コンバージョンレンズの一例aのように、一般的には、物体側から順にそれぞれ、負、負、正の屈折力を有する3枚のレンズL1、L2及びL3で構成されていた。
【0009】
そして、上記広角コンバージョンレンズaは、主として、結像性能よりも、小型化と低コストを追求して設計されていた。
【0010】
上記広角コンバージョンレンズaを、図7に示すように、ズームレンズの一例2を主レンズとして、これに装着して使用すると、ズームレンズ2の広角端においてメリディオナル像面湾曲が、ズームレンズ2単独の状態と比べて、アンダー側へと倒れると共に、樽型の歪曲収差が極端に増大してしまう。
【0011】
また、倍率色収差がコンバージョンレンズaから発生し、その補正を行う為の設計の自由度もないため、画面周辺部において色の滲みが顕著になってしまう。
【0012】
図5及び図6にそれぞれ、ズームレンズ2単独の広角端及び望遠端における像面非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示し、また、図8及び図9にそれぞれ、ズームレンズ2に広角コンバージョンレンズaを装着した時の、広角端及び望遠端における像面非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す。
【0013】
尚、非点収差図において、サジタル像面湾曲は実線、メリディオナル像面湾曲は破線で示し、メリディオナル横収差図において、実線はd線、破線はg線、一点鎖線はC線におけるものを示す。
【0014】
即ち、上記図5及び図6と、図8及び図9との対比で明らかなように、ズームレンズ2に広角コンバージョンレンズaを装着した時、非点収差は、サジタル像面においては良好であるが、メリディオナル像面においてはアンダー側に倒れて、画面周辺部における結像性能を劣化させる主原因となっている。
【0015】
また、歪曲収差は、広角コンバージョンレンズaからもマイナス側に大きく発生するので、ズームレンズ2の広角端における歪曲に付加され、樽型の歪曲収差が極端に目立つようになっている。
【0016】
広角コンバージョンレンズa側で、上記メリディオナル像面における歪曲を補正するには、主光線の光線高が高い物体側の凹レンズで、周辺部の光束ほど発散作用が強くなるように補正すると効果的であるが、上記補正を行うために物体側の凹レンズの屈折力を強くすると、歪曲収差曲線が更にマイナス側に曲がることとなり、メリディオナル像面における湾曲と歪曲収差を同時に改善することは、広角コンバージョンレンズaのような、物体側から順に、負、負、正の屈折力を有する3枚のレンズ構成のものでは不可能であった。
【0017】
尚、静止画像の評価は、プリントした画像を手にとって観察するのが最も厳しい画質評価となる。また、動画画像と比べて静止画像は、画像周辺部における画質の劣化と歪曲が目立つと、これがプリントした画像の印象を決定的に悪くする。
【0018】
上記従来の広角コンバージョンレンズaでは、このような静止画像に対する要求を満たすことは、極めて困難であった。
【0019】
従って、高画質を追求するスチルカメラでは、メリディオナル像面での湾曲と歪曲収差とを同時に改善して、コンバージョンレンズの使用することによっては、画角だけが変わり、画質の変化は察知できない程度にしなければならない。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、ズーム比が8乃至10倍程度のズームレンズ付きで、100万画素以上の画素数を有する撮像素子を使用した高性能の電子スチルカメラ最適な、広角端における像面湾曲と歪曲収差の劣化が殆どない高性能の広角コンバージョンレンズを提供することを課題とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明広角コンバージョンレンズは、撮影レンズの物体側に装着してレンズ全系の焦点距離を短縮する、略アフォーカル系の広角コンバージョンレンズにおいて、物体側から順に、曲率の強い凹面を像面側に向けた凹レンズの第1レンズと、凸レンズの第2レンズと、両凹レンズの第3レンズと両凸レンズの第4レンズとの接合レンズによって構成し、角倍率が約0.75程度にすると共に、hiを物体側からi番目の面の有効半径、riを物体側からi番目の面の曲率半径、niを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のd線における屈折率、νiを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のアッベ数とすると、0.3<|h2/r2|<0.8、0.15<|h4/r4|<0.45、0.015<n4−n3<0.2、0.25<|h6/r6|<0.85、ν3<ν4の各条件を満足するようにしたものである。
【0022】
従って、主レンズであるズームレンズの広角端における像面湾曲、歪曲収差及び色収差を殆ど劣化させることなく、焦点距離範囲を広角側に遷移させることができる広角コンバージョンレンズを提供することが可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明広角コンバージョンレンズの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【0024】
尚、以下の説明において、「si」は物体側からi番目のレンズ面(第i面)、「ri」は第i面siの曲率半径、「di」は第i面siと第i+1面si+1面との間の光軸上の面間隔、「ni」は物体側からi番目のレンズ(第iレンズ)のd線(波長587.6nm)における屈折率、「νi」は第iレンズのアッベ数とする。
【0025】
広角コンバージョンレンズ1は、撮影レンズであるズームレンズ2の物体側に装着してレンズ全系の焦点距離を短縮する、略アフォーカル系の広角コンバージョンレンズである。
【0026】
また、広角コンバージョンレンズ1は、物体側から順に、曲率の強い凹面を像面側に向けた凹レンズの第1レンズL1と、凸レンズの第2レンズL2と、両凹レンズの第3レンズL3と両凸レンズの第4レンズL4との接合レンズによって構成される。
【0027】
更に、広角コンバージョンレンズ1は、角倍率が約0.75程度(広角コンバージョンレンズ1においては0.7209倍である。)とされると共に、hiを物体側からi番目の面の有効半径、riを物体側からi番目の面の曲率半径、niを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のd線における屈折率、νiを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のアッベ数とすると、
0.3<|h2/r2|<0.8(条件式1)
0.15<|h4/r4|<0.45(条件式2)
0.015<n4−n3<0.2(条件式3)
0.25<|h6/r6|<0.85(条件式4)
ν3<ν4(条件式5)
の各条件を満足するようにしたものである。
【0028】
以下に、上記各条件式について説明する。
【0029】
条件式1は、広角端におけるメリディオナル像面の湾曲をオーバー側に補正するためのものである。
【0030】
即ち、h2/r2の絶対値を下限である0.3よりも大きくすることによって、主光線が第1レンズL1の曲率の大きい周縁部を通るようになり、主光線が第2面s2の法線と為す入射角が周辺部で急に大きくなって、広角端のメリディオナル像面湾曲をオーバー側に降ることができるようになる。
【0031】
しかしながら、広角端におけるメリディオナル像面湾曲の改善は、同時に、第1レンズL1から発生するマイナス側の歪曲収差を助長することとなるので、h2/r2の絶対値が上限値である0.8を越えないようにする必要がある。尚、h2/r2の絶対値が上限を超えると、第2レンズL2によって第1レンズL1から発生するマイナス側の歪曲収差を補正することが困難になる。
【0032】
条件式2は、条件式1によるメリディオナル像面湾曲の補正の副作用として第1レンズL1から発生するマイナス側の歪曲収差を補正するためのものである。
【0033】
即ち、第1レンズL1に隣接して第2レンズL2を配置し、第4面s4の曲率r4の絶対値を下限値である0.15より大きくすることで、第4面s4における主光線の偏角を大きくして歪曲収差を補正する。
【0034】
また、第4面s4の曲率r4の絶対値が上限値である0.45を越えると、第1レンズにおけるメリディオナル像面湾曲の補正とのバランスが崩れ、像面湾曲と歪曲収差とを同時に改善する本発明の目的が達成できなくなってしまう。
【0035】
尚、条件式2に規定された条件に加え、第2レンズL2のアッベ数を40以下にすると、倍率色収差も同時に補正することができるようになる。
【0036】
条件式3乃至条件式5は、主として望遠端における球面収差と軸上色収差の補正に関する条件を規定するものである。
【0037】
即ち、第3レンズL3と第4レンズL4との接合面s6に正の屈折力を持たせ、n4−n3の値とh6/r6の絶対値とをそれぞれ、下限値である0.015と0.25よりも大きくすることで、望遠端の球面収差がアンダー側に倒れるのを防いでいる。
【0038】
また、第1レンズL1と第2レンズL2のアッベ数が、広角端における倍率色収差を補正するために、ν2<ν1となる構成上、これが望遠端における軸上色収差に関しては補正が不足となる。従って、条件式3と条件式4で規定する条件に、条件式5で規定する条件を加えることによって、光束が広がり、主光線の光線高が低くなったところで、バランス良く望遠端における軸上色収差を補正することができるようになる。
【0039】
尚、条件式3及び条件式4で規定するn4−n3の値とh6/r6の絶対値は、それぞれの上限である0.2と0.85とを越えると、望遠端における球面収差と軸上色収差とをバランス良く補正することが困難となる。
【0040】
以下に本発明広角コンバージョンレンズ1の数値例を示す。
【0041】
【表1】
【0042】
尚、広角コンバージョンレンズ1を装着する主レンズであるズームレンズの2の関連数値及び広角コンバージョンレンズ1とズームレンズ2との合成光学系の関連数値としては、ズームレンズ2の焦点距離はf=4.31(広角端)及びf=41.82(望遠端)、ズームレンズ2のF値はF1.84(広角端)及びF2.22(望遠端)、レンズ第7面s7からズームレンズ2の入射瞳までの距離は20.57(広角端)及び145.8(望遠端)、ズームレンズ2の画角は57.6°(広角端)及び6.03°(望遠端)、上記合成光学系における画角は76.0°(広角端)及び8.36°(望遠端)である。
【0043】
また、表3に条件式1乃至条件式4に係わる各値を示す。
【0044】
【表2】
【0045】
図3及び図4にそれぞれ、広角コンバージョンレンズ1とズームレンズ2との合成光学系の広角端及び望遠端における非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差とを示す。
【0046】
また、図5及び図6に、ズームレンズ2単体の広角端及び望遠端における非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差とを示す。
【0047】
尚、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値をそれぞれ示し、メリディオナル横収差図において、実線はd線、破線はg線、一点鎖線はC線における値を示す。
【0048】
このように、本発明広角コンバージョンレンズ1にあっては、図8及び図9に示す従来例の広角コンバージョンレンズaとの比較においては、従来例の持つ欠点が格段に解消されているのが明白であり、また、図5及び図6に示すズームレンズ2単体のみの使用時における各種収差との比較においても、ズームレンズ2の性能を殆ど損なうことなく、広角コンバージョンレンズ1の本来の目的である、画角の広角化が達成されていることが明らかである。
【0049】
尚、前記実施の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【0050】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように本発明広角コンバージョンレンズは、撮影レンズの物体側に装着してレンズ全系の焦点距離を短縮する、略アフォーカル系の広角コンバージョンレンズにおいて、物体側から順に、曲率の強い凹面を像面側に向けた凹レンズの第1レンズと、凸レンズの第2レンズと、両凹レンズの第3レンズと両凸レンズの第4レンズとの接合レンズによって構成し、角倍率が約0.75程度にすると共に、hiを物体側からi番目の面の有効半径、riを物体側からi番目の面の曲率半径、niを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のd線における屈折率、νiを第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のアッベ数とすると、0.3<|h2/r2|<0.8、0.15<|h4/r4|<0.45、0.015<n4−n3<0.2、0.25<|h6/r6|<0.85、ν3<ν4の各条件を満足するようにしたので、主レンズであるズームレンズの広角端における像面湾曲、歪曲収差及び色収差を殆ど劣化させることなく、焦点距離範囲を広角側に遷移させることができる。
【0051】
また、請求項2に記載した発明にあっては、ν2を第2レンズのアッベ数とすると、ν2<40の条件を満足するようにしたので、第2レンズによって、歪曲収差の補正に加えて、同時に、倍率色収差の補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2乃至図4と共に、本発明広角コンバージョンレンズの実施の形態を示すものであり、本図は、広角コンバージョンレンズのレンズ構成を概略的に示す図である。
【図2】本発明広角コンバージョンレンズを、ズームレンズの一例に装着した状態を概略的に示す図である。
【図3】図2に示す状態における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図4】図2に示す状態における望遠端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図5】図2に示すズームレンズ単独における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図6】図2に示すズームレンズの単独における望遠端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図7】図8及び図9と共に、従来の広角コンバージョンレンズの一例を示すものであり、場合を示すものであり、本図は従来の広角コンバージョンレンズの一例を図2に示すズームレンズに装着した状態を概略的に示す図である
【図8】図7に示す状態における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【図9】図7に示す状態における広角端での非点収差、歪曲収差及びメリディオナル横収差を示す図である。
【符号の説明】
1…広角コンバージョンレンズ、2…撮影レンズ、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、L4…第4レンズ
Claims (2)
- 撮影レンズの物体側に装着してレンズ全系の焦点距離を短縮する、略アフォーカル系の広角コンバージョンレンズにおいて、
物体側から順に、曲率の強い凹面を像面側に向けた凹レンズの第1レンズと、凸レンズの第2レンズと、両凹レンズの第3レンズと両凸レンズの第4レンズとの接合レンズによって構成され、
角倍率が約0.75程度とされると共に、
以下の各条件を満足するようにされた
ことを特徴とする広角コンバージョンレンズ。
0.3<|h2/r2|<0.8
0.15<|h4/r4|<0.45
0.015<n4−n3<0.2
0.25<|h6/r6|<0.85
ν3<ν4
但し、
hi:物体側からi番目の面の有効半径、
ri:物体側からi番目の面の曲率半径、
ni:第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のd線における屈折率、
νi:第iレンズ(物体側からi番目のレンズ)のアッベ数、
とする。 - 以下の条件を満足するようにされた
ことを特徴とする請求項1に記載の広角コンバージョンレンズ。
ν2<40
但し、
ν2:第2レンズのアッベ数、
とする。
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