JP2017156423A - リアアタッチメントレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させる作用を有し、光学系の小型化とバックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントレンズを提供すること。
【解決手段】 交換レンズの像側に装着されることで、前記交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させるリアアタッチメントレンズであって、物体側から像側へ順に、負レンズ部、中間レンズ部、正レンズ部で構成され、中間レンズ部は１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成され、負レンズ部及び前記リアアタッチメントレンズの焦点距離、前記リアアタッチメントレンズの最も物体側の面から像側の面までの光軸上の距離、交換レンズに前記リアアタッチメントレンズを装着した際の空気換算のバックフォーカスを適切に設定することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リアアタッチメントレンズに関し、特に交換レンズに装着し、交換レンズの焦点距離を変位させる作用を有するリアアタッチメントレンズ及びそれを有する撮像装置に関するものである。

従来、撮影光学系（主レンズ系）と撮像素子の間に光学系を配置し、撮影光学系の焦点距離を変位させる手法が種々提案されている。例えば、特許文献１、２では、撮影光学系である交換レンズと撮像装置の間に変換光学系を挿入することで、交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させるリアアタッチメントレンズが提案されている。

特開平１１−１９４２６８号公報 特開平１１−２５８４９９号公報

近年、テレビカメラや映画用カメラ、写真用カメラ、ビデオカメラでは、機動性や操作性を重視した撮影形態に対して撮像システムの小型化が望まれており、それに装着するリアアタッチメントレンズに対しても小型化が求められている。また、交換レンズに対応したカメラにリアアタッチメントレンズを装着可能にするために、リアアタッチメントレンズ装着時のバックフォーカスを十分に確保する必要がある。

しかしながら、特許文献１、２に開示されているリアアタッチメントレンズは、光学系の小型化とバックフォーカスの確保の両立が不十分であり、更なる改善が求められる。

そこで、本発明は、各レンズの屈折力やレンズ構成、収差分担を適切に設定することにより、交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させる作用を有し、光学系の小型化とバックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントレンズの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のリアアタッチメントレンズは、
交換レンズの像側に装着されることで、前記交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させるリアアタッチメントレンズであって、物体側から像側へ順に、負レンズ部、中間レンズ部、正レンズ部で構成され、前記中間レンズ部は１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成され、前記負レンズ部及び前記リアアタッチメントレンズの焦点距離をそれぞれｆｎ、ｆ、前記リアアタッチメントレンズの最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離をＬ、前記交換レンズに前記リアアタッチメントレンズを装着した際の空気換算のバックフォーカスをＦＢとしたとき、
０．０１＜｜ｆｎ／ｆ｜＜０．２５
１．８＜ＦＢ／Ｌ＜３．５
を満たすことを特徴とする。

本発明は、交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させる作用を有し、光学系の小型化とバックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントレンズが得られる。

数値実施例１のレンズ断面図 交換レンズの広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図 交換レンズの広角端において無限遠合焦時の縦収差図 数値実施例１のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態のレンズ断面図 数値実施例１のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの縦収差図 数値実施例２のレンズ断面図 数値実施例２のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態のレンズ断面図 数値実施例２のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの縦収差図 数値実施例３のレンズ断面図 数値実施例３のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態のレンズ断面図 数値実施例３のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの縦収差図 数値実施例４のレンズ断面図 数値実施例４のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態のレンズ断面図 数値実施例４のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの縦収差図 負レンズ群の倍率色収差の１次の色収差補正と２次スペクトル残存に関する模式図 本発明の撮像装置の要部概略図

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。
まず、本発明のリアアタッチメントレンズの特徴について、各条件式に沿って説明する。本発明のリアアタッチメントレンズは、交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させる作用を有し、光学系の小型化とバックフォーカスの確保、高性能化を両立するために、各レンズの屈折力やレンズ構成を規定することを特徴とする。

本発明のリアアタッチメントレンズ及びそれを有する撮像装置は、交換レンズの像側に装着されることで、交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させるリアアタッチメントレンズであって、前記リアアタッチメントレンズは、物体側から順に負レンズ部、中間レンズ部、正レンズ部で構成され、前記中間レンズ部は１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成され、前記負レンズ部及びリアアタッチメントレンズの焦点距離をそれぞれｆｎ、ｆ、リアアタッチメントレンズの最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離をＬ、前記交換レンズにリアアタッチメントレンズを装着した際の空気換算のバックフォーカスをＦＢとしたとき、
０．０１＜｜ｆｎ／ｆ｜＜０．２５ ・・・（１）
１．８＜ＦＢ／Ｌ＜３．５ ・・・（２）
を満たしている。ここで、負レンズ部とは負レンズ１枚あるいは負の屈折力を有した接合レンズ、正レンズ部とは正レンズ１枚あるいは正の屈折力を有した接合レンズを示している。

本発明において、物体側から順に負レンズ部、中間レンズ部、正レンズ部で構成とすることによる光学的作用に関して説明する。最も物体側に負レンズ部、最も像側に正レンズ部を配置することにより、いわゆるレトロフォーカス型の配置となり、リアアタッチメントレンズの像側主点を像側に設定することが可能となる。その結果、リアアタッチメントレンズ装着時のバックフォーカスを長くすることに有利な構成となる。さらに、負レンズ部と正レンズ部の間に、１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成される中間レンズ部を配置することにより、負レンズ部及び正レンズ部で発生した色収差や球面収差を良好に補正することが可能となる。さらに、前述の（１）、（２）式を満たすことで、光学系の小型化とバックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントレンズを効果的に達成することが可能となる。（１）式は、負レンズ部及びリアアタッチメントレンズの焦点距離の比を規定している。（１）式を満たすことで、バックフォーカスの確保と高性能化の両立を達成している。（１）式の上限の条件が満たされないと、リアアタッチメントレンズの屈折力に対して負レンズ部の屈折力が弱くなるため、リアアタッチメントレンズ装着時のバックフォーカスが短くなり、バックフォーカスを十分に確保することが困難となる。（１）式の下限の条件が満たされないと、負レンズ部の屈折力が強くなるため、負レンズ部で発生する球面収差や像面湾曲が大きくなる。その結果、負レンズ部での収差の発生を中間レンズ部で補正しきれなくなり、高い光学性能を達成することが困難となる。更に好ましくは、（１）式は次の如く設定するのが良い。
０．０２＜｜ｆｎ／ｆ｜＜０．２２ ・・・（１ａ）

また、（２）式は、リアアタッチメントレンズの最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離と交換レンズにリアアタッチメントレンズを装着した際の空気換算のバックフォーカスの比を規定している。（２）式を満たすことで、バックフォーカスの確保とリアアタッチメントレンズの小型化、高い光学性能の両立を達成している。（２）式の上限の条件が満たされないと、リアアタッチメントレンズの全厚が短くなるため、負レンズ部や正レンズ部の屈折力が強くなり、ペッツバール和の補正が困難となる。その結果、像面湾曲が悪化し、高い光学性能を達成することが困難となる。（２）式の下限の条件が満たされないと、バックフォーカスの確保が困難となるため、交換レンズに対応したカメラにリアアタッチメントレンズを装着することができなくなる。更に好ましくは、（２）式は次の如く設定するのが良い。
２．０＜ＦＢ／Ｌ＜３．０ ・・・（２ａ）

更なる本発明のリアアタッチメントレンズの態様として、負レンズ部は１枚の負レンズ、前記正レンズ部は１枚の正レンズで構成されることを特徴とする。

更なる本発明のリアアタッチメントレンズの態様として、リアアタッチメントレンズを構成する光学材料の屈折率を規定している。負レンズ部を構成する負レンズの屈折率をＮｎ、リアアタッチメントレンズを構成する負レンズの屈折率の平均値をＮａｖｅとしたとき、
１．８５＜Ｎｎ ・・・（３）
１．８０＜Ｎａｖｅ ・・・（４）
を満たしている。（３）式、（４）式を満たすことで、リアアタッチメントレンズの小型化と高い光学性能の両立を達成している。（３）式は負レンズ部を構成する負レンズの屈折率を規定しており、屈折力の強い負レンズ部に高屈折率の材料を用いることで、ペッツバール和の補正が有利になり、画面周辺部の像面湾曲の補正が可能となる。（３）式の下限の条件が満たされないと、ペッツバール和の補正が困難となり、高い光学性能を達成することが困難となる。また、負レンズ部を構成する負レンズの曲率が強くなり、球面収差を良好に補正できなくなる。（４）式はリアアタッチメントレンズを構成する負レンズの屈折率の平均値を規定している。（４）式の下限の条件が満たされないと、リアアタッチメントレンズを構成する負レンズの曲率が強くなり、レンズが厚肉化する。その結果、リアアタッチメントレンズの小型化が困難となる。更に好ましくは、（３）式、（４）式は次の如く設定するのが良い。
１．８８＜Ｎｎ＜２．２０ ・・・（３ａ）
１．８５＜Ｎａｖｅ＜２．１０ ・・・（４ａ）

更なる本発明のリアアタッチメントレンズの態様として、中間レンズ部に使用する光学材料のｄ線基準のアッベ数と部分分散比を規定している。中間レンズ部を構成する正レンズ及び負レンズのｄ線基準のアッベ数をそれぞれνｐ、νｎ、部分分散比をθｐ、θｎとしたとき、
−３．５×１０^-3＜（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）＜−１．０×１０^-3
・・・（５）
を満たしている。

ここで、本発明で用いている光学素子（レンズ）の材料のｄ線基準のアッベ数νｄと部分分散比θｇＦは以下の通りである。フラウンフォーファ線のｇ線（４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとすると、ｄ線基準のアッベ数νｄ、ｇ線とＦ線の部分分散比θｇＦは以下の通りである。
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ） ・・・（ア）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ） ・・・（イ）

現存する光学材料は、ｄ線基準のアッベ数νｄに対して部分分散比θｇＦは狭い範囲に存在する。また、アッベ数νｄが小さいほど部分分散比θｇＦが大きい、アッベ数νｄが大きいほど屈折率が低い傾向を持っている。ここで、屈折力φ１、φ２、アッベ数ν１、ν２の２枚のレンズ１、２で構成される薄肉密着系の色収差補正条件は、
φ１／ν１＋φ２／ν２＝Ｅ ・・・（ウ）
で表される。ここで、レンズ１、２の合成屈折力φは、
φ＝φ１＋φ２ ・・・（エ）
である。（ウ）式において、Ｅ＝０を満たすと、色収差においてＣ線とＦ線の結像位置が一致する。このとき、φ１、φ２は以下の式で表される。
φ１＝φ×ν１／（ν１−ν２） ・・・（オ）
φ２＝φ×ν２／（ν１−ν２） ・・・（カ）

図１５は像面と開口絞りの間にある負の屈折力のレンズ群ＬＮによる倍率色収差の１次の色収差補正と２次スペクトル残存に関する模式図である。図１５のような負レンズ群ＬＮの色収差補正では、正レンズ１にアッベ数ν１の小さい材料、負レンズ２にアッベ数ν２の大きい材料を用いる。したがって、正レンズ１は部分分散比θ１が大きく、負レンズ２は部分分散比θ２が小さい。Ｃ線とＦ線で１次の倍率色収差を補正すると、ｇ線の結像点が光軸に近づく方向にずれる。Ｃ線、Ｆ線に対するｇ線の倍率色収差のズレ量を２次スペクトル量ΔＹと定義すると、
ΔＹ＝（１／φ）×（θ１−θ２）／（ν１−ν２） ・・・（キ）
で表される。リアアタッチメントレンズで発生する倍率色収差の２次スペクトルを良好に補正するには、中間レンズ部で発生する２次スペクトル量ΔＹを小さくするような硝材を選択する必要がある。

（５）式の条件は、リアアタッチメントレンズで発生する倍率色収差を良好に補正するために規定している。（５）式の上限の条件が満たされないと、（５）式の分母が大きくなるため、中間レンズ部を構成する凹レンズにアッベ数νｎが大きい光学材料を用いることになる。現存する光学材料は、アッベ数が大きいほど屈折率が低い傾向を持っているため、（４）式を満たすことが困難となる。（５）式の下限の条件が満たされないと、（キ）式の分子の絶対値が大きくなり、リアアタッチメントレンズで発生する倍率色収差の２次スペクトルを良好に補正することが困難となる。更に好ましくは、（５）式は次の如く設定するのが良い。
−３．２×１０^-3＜（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）＜−１．２×１０^-3
・・・（５ａ）

更なる本発明のリアアタッチメントレンズの態様として、負レンズ部を構成する負レンズの形状を規定している。負レンズ部を構成する負レンズの物体側の曲率半径をＲ１、像側の曲率半径をＲ２としたとき、
０．４＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜１．２ ・・・（６）
を満たしている。（６）式を満たすことで、バックフォーカスの確保と高性能化の両立を達成している。前述したように、リアアタッチメントレンズ装着時のバックフォーカスを長くするため、負レンズ部を構成する負レンズの屈折力は大きくする必要がある。一方、負レンズ部の最も物体側の面に対して光線は収斂で入射してくるため、負レンズの物体側の面を強い凹面で構成すると、球面収差の発生が大きくなる。（６）式の上限の条件が満たされないと、負レンズの物体側の面の曲率が弱くなるため、負レンズの屈折力が小さくなり、リアアタッチメントレンズ装着時のバックフォーカスの確保が困難となる。（６）式の下限の条件が満たされないと、負レンズの物体側の面の曲率が強くなるため、球面収差の補正が困難となり、高い光学性能を達成することが困難となる。更に好ましくは、（６）式は次の如く設定するのが良い。
０．５＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜１．０ ・・・（６ａ）

更なる本発明のリアアタッチメントレンズの態様として、リアアタッチメントレンズの拡大率を規定している。交換レンズにアタッチメントレンズが装着された状態におけるリアアタッチメントレンズの横倍率をβとしたとき、
１．２＜β＜１．５ ・・・（７）
を満たしている。（７）式の上限の条件が満たされないと、諸収差の拡大率が大きく、それを補正するためにレンズ枚数が増加し、リアアタッチメントレンズの小型化が困難となる。（７）式の下限の条件が満たされないと、リアアタッチメントレンズの拡大率が小さくなるため、交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させる作用が弱くなる。

さらに、本発明の撮像装置は、交換レンズと各実施例のリアアタッチメントレンズによって形成された像を受光する所定の有効撮像範囲を有する固体撮像素子を有することを特徴とする。

以下に本発明のズームレンズの具体的な構成について、実施例１〜４に対応する数値実施例１〜４のレンズ構成の特徴により説明する。

図１は、本発明の実施例１（数値実施例１）であるリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図２は、本発明の各実施例の撮像装置に装着される、一例としての交換レンズの広角端で無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。図３は、交換レンズの広角端で無限遠に合焦しているときの縦収差図である。また、焦点距離の値は、後述する数値実施例をｍｍ単位で表したときの値である。これは以下の数値実施例においても、全て同じである。

図２において、物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第１レンズ群（フォーカスレンズ群）Ｕ１を有している。さらに、広角端から望遠端への変倍に際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群（バリエータ）Ｕ２を有している。さらに、第２レンズ群Ｕ２の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、変倍に伴う像面変動を補正する正の屈折力の第３レンズ群（コンペンセータ）Ｕ３を有している。さらに、変倍に際して固定の結像作用をする正の屈折力の第４レンズ群（リレーレンズ群）Ｕ４を有している。第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３とで変倍系を構成している。ＳＰは開口絞りであり、第４レンズ群Ｕ４の物体側に配置されている。Ｐは色分解光学系や光学フィルタであり、ガラスブロックとして示している。Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。

縦収差図において、球面収差における直線と一点鎖線は各々ｅ線、ｇ線である。非点収差における点線と実線は各々メリディオナル像面，サジタル像面であり、倍率色収差における一点鎖線は各々ｇ線である。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。縦収差図では、球面収差は０．５ｍｍ、非点収差は０．５ｍｍ、歪曲は１０％、倍率色収差は０．１ｍｍのスケールで描かれている。また、交換レンズは、２／３インチフォーマット用の交換レンズで、イメージサークルは１１ｍｍである。

図４は、本実施例のリアアタッチメントレンズが交換レンズの像側に装着された状態のレンズ断面図である。図４において、ＭＬは交換レンズ、ＣＶはリアアタッチメントレンズである。Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図５は、本実施例のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの縦収差図である。本実施例のリアアタッチメントレンズは、交換レンズの最も像側の面である第５５面から像側に１２ｍｍの位置に配置されている。次に、本実施例におけるリアアタッチメントレンズについて説明する。リアアタッチメントレンズは、物体側から順に両凹レンズの第１レンズＧ１、像側に凹のメニスカス凸レンズの第２レンズＧ２と物体側に凸のメニスカス凹レンズの第３レンズＧ３との接合レンズ、両凸レンズの第４レンズＧ４で構成されている。本実施例の負レンズ部は第１レンズＧ１、中間レンズ部は第２レンズＧ２、第３レンズＧ３、正レンズ部は第４レンズＧ４に対応する。本実施例のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着することで、交換レンズのイメージサークルを１．３倍に拡大させている。

以下に本発明の実施例に対応する数値実施例を示す。各数値実施例においていずれも、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄｉ、νｄｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。ＢＦは空気換算のバックフォーカスである。最後の３つの面は、フィルタ等のガラスブロックである。

非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐常数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。また、「ｅ−Ｚ」は「×１０^-Z」を意味する。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（７）の条件式を満足しており、交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させる作用を有し、光学系の小型化とバックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントレンズを達成している。しかしながら、本発明のズームレンズは、（１）、（２）式を満足することは必須であるが、（３）〜（７）式については満足していなくても構わない。但し、（３）〜（７）式について少なくとも１つでも満足していれば更に良い効果を奏することができる。これは他の実施例についても同様である。

図１６は交換レンズ及び各実施例のリアアタッチメントレンズを撮影光学系として用いた撮像装置（テレビカメラシステム）の概略図である。図１６において１０１は交換レンズ、１０２は実施例１〜４のいずれかのリアアタッチメントレンズである。１２４はカメラである。交換レンズ１０１はリアアタッチメントレンズ１０２に対して、リアアタッチメントレンズ１０２はカメラ１２４に対して着脱可能となっている。１２５はカメラ１２４に交換レンズ１０１及びリアアタッチメントレンズ１０２を装着することで構成される撮像装置である。交換レンズ１０１は第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺ、結像用の第４レンズ群Ｒを有している。第１レンズ群Ｆは合焦用レンズ群が含まれている。変倍部ＬＺはズーミングのために光軸上を移動する第２レンズ群と、ズーミングに伴う像面変動を補正するために光軸上を移動する第３レンズ群が含まれている。ＳＰは開口絞りである。１１４、１１５は各々第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。１１６、１１７、１１８は駆動機構１１４、１１５及び開口絞りＳＰを電動駆動するモータ（駆動手段）である。１１９、１２０、１２１は、第１レンズ群Ｆや変倍部ＬＺの光軸上の位置や、開口絞りＳＰの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。リアアタッチメントレンズ１０２は光学系ＣＶを有している。カメラ１２４において、１０９はカメラ１２４内の光学フィルタに相当するガラスブロック、１１０は交換レンズ１０１とリアアタッチメントレンズ１０２で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。また、１１１、１２２はカメラ１２４及び交換レンズ１０１の各種の駆動を制御するＣＰＵである。

図６は、本発明の実施例２（数値実施例２）であるリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図７は、本実施例のリアアタッチメントレンズが交換レンズの像側に装着された状態のレンズ断面図である。図７において、ＭＬは交換レンズ、ＣＶはリアアタッチメントレンズである。Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図８は、本実施例のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの縦収差図である。本実施例のリアアタッチメントレンズは、交換レンズの最も像側の面である第５５面から像側に１２ｍｍの位置に配置されている。次に、本実施例におけるリアアタッチメントレンズについて説明する。リアアタッチメントレンズは、物体側から順に両凹レンズの第１レンズＧ１、両凹レンズの第２レンズＧ２と両凸レンズの第３レンズＧ３との接合レンズ、物体側に凸のメニスカス凹レンズの第４レンズＧ４と両凸レンズの第５レンズＧ５との接合レンズで構成されている。本実施例の負レンズ部は第１レンズＧ１、中間レンズ部は第２レンズＧ２と第３レンズＧ３、正レンズ部は第４レンズＧ４と第５レンズＧ５に対応する。本実施例のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着することで、交換レンズのイメージサークルを１．４５倍に拡大させている。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（７）の条件式を満足しており、交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させる作用を有し、光学系の小型化とバックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントレンズを達成している。

図９は、本発明の実施例３（数値実施例３）であるリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図１０は、本実施例のリアアタッチメントレンズが交換レンズの像側に装着された状態のレンズ断面図である。図１１において、ＭＬは交換レンズ、ＣＶはリアアタッチメントレンズである。Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図１１は、本実施例のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの縦収差図である。本実施例のリアアタッチメントレンズは、交換レンズの最も像側の面である第５５面から像側に１２ｍｍの位置に配置されている。次に、本実施例におけるリアアタッチメントレンズについて説明する。リアアタッチメントレンズは、物体側から順に両凹レンズの第１レンズＧ１、物体側に凸のメニスカス凹レンズの第２レンズＧ２と両凸レンズの第３レンズＧ３との接合レンズ、両凸レンズの第４レンズＧ４で構成されている。本実施例の負レンズ部は第１レンズＧ１、中間レンズ部は第２レンズＧ２と第３レンズＧ３、正レンズ部は第４レンズＧ４に対応する。本実施例のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着することで、交換レンズのイメージサークルを１．２５倍に拡大させている。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（７）の条件式を満足しており、交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させる作用を有し、光学系の小型化とバックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントレンズを達成している。

図１２は、本発明の実施例４（数値実施例４）であるリアアタッチメントレンズのレンズ断面図である。図１３は、本実施例のリアアタッチメントレンズが交換レンズの像側に装着された状態のレンズ断面図である。図１３において、ＭＬは交換レンズ、ＣＶはリアアタッチメントレンズである。Ｉは撮像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。図１４は、本実施例のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着した状態で、交換レンズが広角端で無限遠に合焦しているときの縦収差図である。本実施例のリアアタッチメントレンズは、交換レンズの最も像側の面である第５５面から像側に１２ｍｍの位置に配置されている。次に、本実施例におけるリアアタッチメントレンズについて説明する。リアアタッチメントレンズは、物体側から順に両凹レンズの第１レンズＧ１、両凸レンズの第２レンズＧ２と像側に凸のメニスカス凹レンズの第３レンズＧ３との接合レンズ、像側に凹のメニスカス凸レンズの第４レンズＧ４で構成されている。本実施例の負レンズ部は第１レンズＧ１、中間レンズ部は第２レンズＧ２と第３レンズＧ３、正レンズ部は第４レンズＧ４に対応する。本実施例のリアアタッチメントレンズを交換レンズに装着することで、交換レンズのイメージサークルを１．３５倍に拡大させている。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（７）の条件式を満足しており、交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させる作用を有し、光学系の小型化とバックフォーカスの確保、高性能化を両立したリアアタッチメントレンズを達成している。

以上、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。

＜交換レンズ＞
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi 有効径
1* 17634.271 4.70 1.69680 55.5 183.19
2 109.899 46.92 152.38
3 -201.325 4.50 1.69680 55.5 151.93
4 1829.577 0.15 155.00
5 283.523 12.64 1.80518 25.4 158.03
6 2167.464 5.15 157.76
7 -2805.896 18.49 1.48749 70.2 157.47
8 -196.467 0.20 157.29
9 -1000.469 4.40 1.80518 25.4 149.49
10 603.998 16.55 1.48749 70.2 146.78
11 -307.782 32.56 146.03
12 315.156 17.48 1.48749 70.2 155.94
13 -596.320 0.15 156.09
14 191.137 4.40 1.80518 25.4 155.18
15 118.065 0.39 149.21
16 119.291 35.44 1.48749 70.2 149.24
17 -534.941 0.15 148.58
18* 200.940 12.13 1.62041 60.3 141.59
19 826.607 (可変) 140.30
20 129.425 1.50 1.88300 40.8 52.29
21 64.705 6.90 48.69
22 -200.592 1.50 1.72916 54.7 47.84
23 41.776 10.46 1.84666 23.8 43.43
24 -106.134 1.50 1.72916 54.7 42.53
25 86.715 6.25 41.00
26 -81.264 1.50 1.88300 40.8 40.91
27 227.627 (可変) 41.93
28 600.754 6.75 1.62041 60.3 51.99
29 -114.148 0.15 52.85
30 117.668 11.71 1.48749 70.2 53.85
31 -75.558 0.09 53.66
32 -76.874 1.60 1.80518 25.4 53.57
33 -134.820 0.15 53.89
34 86.226 1.60 1.80518 25.4 52.65
35 48.805 10.30 1.48749 70.2 50.88
36 2324.271 0.15 50.18
37 94.553 6.65 1.62041 60.3 49.18
38 -6865.358 (可変) 47.86
39(絞り) ∞ 3.42 29.98
40 -46.195 1.50 1.77250 49.6 29.29
41 36.572 7.11 1.78472 25.7 28.98
42 -43.549 1.50 1.77250 49.6 28.89
43 69.864 5.93 28.57
44 -41.024 19.74 1.77250 49.6 28.98
45 -41.228 8.40 37.08
46 -195.562 4.78 1.62041 60.3 37.58
47 -59.391 0.20 37.84
48 277.984 1.80 1.88300 40.8 36.81
49 37.998 7.73 1.48749 70.2 35.68
50 -82.491 0.20 35.71
51 81.354 8.17 1.48749 70.2 34.96
52 -31.106 1.80 1.83400 37.2 34.70
53 -201.103 0.20 35.02
54 180.091 6.65 1.48749 70.2 34.93
55 -40.373 5.00 34.74
56 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
57 ∞ 13.20 1.51633 64.2 40.00
58 ∞ 12.00 40.00
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 1.68492e+004 A 4= 2.64785e-008 A 6=-1.47610e-012 A 8= 8.96960e-017 A10=-3.30657e-021

第18面
K =-1.44619e-001 A 4=-7.46282e-009 A 6=-2.04300e-013 A 8= 1.70939e-017 A10=-3.75331e-021

各種データ

焦点距離 6.70
Fナンバー 1.50
半画角 39.38
像高 5.50
レンズ全長 606.22
BF 12.00

d19 3.93
d27 173.49
d38 1.30

入射瞳位置 107.96
射出瞳位置 328.64
前側主点位置 114.80
後側主点位置 5.30

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 120.59 216.39 131.11 72.76
2 20 -30.00 29.61 13.82 -6.54
3 28 50.00 39.16 11.50 -15.21
4 39 40.05 130.33 45.82 10.33

＜数値実施例１＞
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi θgFi 有効径
56 -167.926 1.00 2.00100 29.1 0.5997 29.33
57 35.739 3.28 28.55
58 44.339 4.31 1.85478 24.8 0.6122 30.34
59 3403.677 1.00 1.76385 48.5 0.5587 30.26
60 56.959 0.27 30.12
61 42.310 6.33 1.56732 42.8 0.5730 30.50
62 -67.068 40.00 30.38
像面 ∞

各種データ

焦点距離 8.71
Fナンバー 1.95
半画角 39.38
像高 7.15
BF 40.00

＜数値実施例２＞
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi θgFi 有効径
56 -239.002 1.00 2.04976 27.1 0.6050 29.31
57 53.833 2.93 28.67
58 -133.585 1.00 1.88300 40.8 0.5667 28.71
59 66.207 5.54 1.85478 24.8 0.6122 29.42
60 -140.988 0.11 30.08
61 70.000 1.00 1.69680 55.5 0.5433 30.64
62 61.235 5.07 1.62588 35.7 0.5893 30.56
63 -83.708 45.93 30.49
像面 ∞

各種データ

焦点距離 9.72
Fナンバー 2.17
半画角 39.38
像高 7.97
BF 45.93

＜数値実施例３＞
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi θgFi 有効径
56 -140.000 1.00 1.88300 40.8 0.5667 29.41
57 39.842 2.99 28.64
58 440.499 1.00 1.95375 32.3 0.5898 28.85
59 134.952 2.42 1.85478 24.8 0.6122 29.09
60 -812.792 1.45 29.35
61 38.985 7.48 1.53172 48.8 0.5630 30.76
62 -71.689 38.18 30.46
像面 ∞

各種データ

焦点距離 8.38
Fナンバー 1.87
半画角 39.38
像高 6.88
BF 38.18

＜数値実施例４＞
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi θgFi 有効径
56 -2322.801 1.20 2.04976 27.1 0.6050 29.01
57 52.701 3.73 28.23
58 342.004 9.56 1.62588 35.7 0.5893 28.39
59 -23.528 1.20 1.59522 67.7 0.5442 28.45
60 -251.836 0.20 28.36
61 38.419 2.91 1.60342 38.0 0.5835 28.06
62 79.967 38.00 27.55
像面 ∞

各種データ

焦点距離 9.05
Fナンバー 2.02
半画角 39.38
像高 7.42
BF 38.00

ＣＶ リアアタッチメントレンズ
Ｉ 像面
Ｇ１ 第１レンズ（負レンズ部）
Ｇ２ 第２レンズ（中間レンズ部）
Ｇ３ 第３レンズ（中間レンズ部）
Ｇ４ 第４レンズ（正レンズ部）
Ｇ５ 第５レンズ（正レンズ部）

Claims (8)

1. 交換レンズの像側に装着されることで、前記交換レンズの焦点距離を拡大側に変位させるリアアタッチメントレンズにおいて、物体側から像側へ順に、負レンズ部、中間レンズ部、正レンズ部で構成され、前記中間レンズ部は１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成され、前記負レンズ部及び前記リアアタッチメントレンズの焦点距離をそれぞれｆｎ、ｆ、前記リアアタッチメントレンズの最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離をＬ、前記交換レンズに前記リアアタッチメントレンズを装着した際の空気換算のバックフォーカスをＦＢとしたとき、
   ０．０１＜｜ｆｎ／ｆ｜＜０．２５
   １．８＜ＦＢ／Ｌ＜３．５
   なる条件式を満たすことを特徴とするリアアタッチメントレンズ。
2. 前記負レンズ部は１枚の負レンズあるいは負の屈折力を有した接合レンズで構成され、前記正レンズ部は１枚の正レンズあるいは正の屈折力を有した接合レンズで構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のリアアタッチメントレンズ。
3. 前記負レンズ部は１枚の負レンズで構成され、前記正レンズ部は１枚の正レンズで構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のリアアタッチメントレンズ。
4. 前記負レンズ部を構成する負レンズの屈折率をＮｎ、前記リアアタッチメントレンズを構成する負レンズの屈折率の平均値をＮａｖｅとしたとき、
   １．８５＜Ｎｎ
   １．８０＜Ｎａｖｅ
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリアアタッチメントレンズ。
5. 前記中間レンズ部を構成する正レンズ及び負レンズのｄ線基準のアッベ数をそれぞれνｐ、νｎ、部分分散比をθｐ、θｎとしたとき、
   −３．５×１０^-3＜（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）＜−１．０×１０^-3
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリアアタッチメントレンズ。
   但し、部分分散比θはｇ線における屈折率をＮｇ、Ｆ線における屈折率をＮＦ、Ｃ線における屈折率をＮＣとしたとき、
   θ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
   で表され、ｄ線基準のアッベ数νｄは、ｄ線における屈折率をＮｄ、Ｃ線における屈折率をＮＣ、Ｆ線における屈折率をＮＦとしたとき、
   νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
   で表される。
6. 前記負レンズ部を構成する負レンズの物体側の曲率半径をＲ１、像側の曲率半径をＲ２としたとき、
   ０．４＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜１．２
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のリアアタッチメントレンズ。
7. 前記交換レンズに前記リアアタッチメントレンズが装着された状態における前記リアアタッチメントレンズの横倍率をβとしたとき、
   １．２＜β＜１．５
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のリアアタッチメントレンズ。
8. 前記交換レンズと請求項１乃至７のいずれか１項に記載の前記リアアタッチメントレンズと、前記交換レンズ及び前記リアアタッチメント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。

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