JPH0441804B2

JPH0441804B2 -

Info

Publication number: JPH0441804B2
Application number: JP58137375A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Hamanishi
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1983-07-27
Filing date: 1983-07-27
Publication date: 1992-07-09
Also published as: JPS6028614A

Description

【発明の詳細な説明】

（発明の技術分野）本発明は一眼レフレツクスカメラ用レンズに装
着可能で汎用的に用いることができる合焦用リア
コンバージヨンレンズに関する。（発明の背景）一眼レフレツクスカメラにおいても、自動合焦
可能なレンズは既に種々商品化されているが、い
ずれもある特定のレンズの自動合焦のみが可能な
専用レンズであるため汎用性がなく、しかも高価
なものであつた。このため、対物レンズとカメラボデイとの間に
合焦専用のレンズ系を装着して汎用的に自動合焦
を可能とする合焦用コンバーターの構成が、例え
ば、特開昭54−28133号公報により提案されてい
るが、実用に耐えるものではなかつた。すなわ
ち、あらゆる対物レンズに装着可能とするために
は、大口径比対物レンズに対しても、またバツク
フオーカスが短い対物レンズに対しても装着可能
な小型なものであり、しかも優れた結像性能を維
持することが必要であり、これらを全て満たすコ
ンバーターの設計は極めて難しいことであつた。（発明の目的）本発明の目的は、種々の対物レンズに対して汎
用的に装着でき、特に、短いバツクフオーカスの
対物レンズにも装着可能で、コンパクトでありな
がら優れた結像性能を維持し得る合焦用リアコン
バージヨンレンズすなわち、リアフオーカスコン
バージヨンレンズを提供することにある。（発明の概要）本発明によるリアフオーカスコンバージヨンレ
ンズは、対物レンズとカメラボデイとの間に装着
され、該対物レンズとの合成系の焦点距離を該対
物レンズの焦点距離よりも拡大するためのリアコ
ンバージヨンレンズであつて、該対物レンズ及び
該カメラボデイに対して相対的に光軸上を移動可
能な正屈折力の前群と負屈折力の後群とを有し、
該両群の移動により無限遠から所定の近距離まで
の物体に合焦可能であり、該正屈折力の前群は最
も物体側に配置され物体側に凸面を向けた負メニ
スカスレンズと該負メニスカスレンズの像側に配
置された正レンズとを有し、無限遠合焦状態にお
ける焦点距離の拡大倍率を〓、無限遠から所定の
近距離まで合焦したときの合成バツクフオーカス
Bfの変化量を△Bf、該リアコンバージヨンレン
ズの焦点距離fR、該リアコンバージヨンレンズ
の最も物体側レンズ面頂点から前記対物レンズに
よる像点までの距離をdo、前記前群及び後群の
焦点距離をそれぞれf₁，f₂とするとき、 1.3＜〓＜2.5 ……(1) ０＜〓〓BBf／f_R〓＜0.2 ……(2) 0.4＜〓Bf／d₀・〓〓＜0.9 ……(3) −2.0＜f₂／f₁＜−0.31 ……(4) 0.6＜〓f₁／f_R〓＜1.8 ……(5) 0.3＜〓f₂／f_R〓＜0.6 ……(6) 0.67＜〓・d₀／f_R＜0.88 ……(7) の各条件を満足するものである。すなわち、本発明によるRFCは、本願と同一
の出願人による先願（特願昭57−32194号）に開
示したRFCと基本的には同様の構成を有しつつ、
特に、RFCを収斂性の前群と発散性の後群とに
分割して構成し、さらに収斂性の前群として、物
体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを最も物
体側に配置する構成としたことを特徴とするもの
である。以下、本発明によるリアフオーカスコンバージ
ヨンレンズ（以下RFCという）を図面に基づい
て説明する。第１図は対物レンズ１０と一眼レフカメラボデ
イ２０との間に本発明によるRFC３０を装着し
た状態の概略構成を示す断面図である。図中には
フイルム面２１に達する軸上物点からの周縁光線
を記した。一眼レフカメラボデイ２０は、揺動可
能な反射鏡２２、焦点板２３、コンデンサーレン
ズ２４、ペンタダハプリズム２５、接眼レンズ２
６を有している。反射鏡２２はフイルム面２１の
露光時以外には通常点線の位置で斜設されてい
る。一眼レフカメラでは、この揺動反射鏡２２の
揺動空間を確保するために、一眼レフカメラボデ
イ２０のレンズマウント面２８とフイルム面２１
との距離、いわゆるフランジバツクMBはカメラ
ボデイに個有の値に定められている。そして対物
レンズの最後レンズ面とフイルム面との距離、す
なわちバツクフオーカスBf′は反射鏡２２の揺動
空間以上に十分長く設計されている。従つて、RFCを対物レンズに装着した状態で
も対物レンズとの合成系のバツクフオーカスBf
を反射鏡２２の揺動空間以上に確保しなければな
らないし、さらに、近距離物体への合焦のために
RFCを形成する負レンズ群の主点を像側へ移動
した場合でも十分なバツクフオーカスを維持する
ことが必要である。このように本発明によるRFCはリアコンバー
ジヨンレンズとしての条件をそのまま満足しなけ
ればならないと同時に、さらに、合焦機能をも十
分達成するために種々の条件を満たすことが必要
である。具体的には、汎用性を求めるため明るい
対物レンズはもとより暗い対物レンズを装着して
も合焦精度を良好に保つためにはRFCが担う拡
大倍率には上限があり、また、至近距離撮影時に
も十分なバツクフオーカスを確保し、かつRFC
の移動量をあまり大きくすることが望ましくない
ので、拡大倍率には下限も存在している。また、本発明によるRFCは、対物レンズとカ
メラボデイとの間の限られた空間を移動すること
によつて合焦を行なうので、この点からも制限を
受ける。すなわち、最至近距離の合焦時において、
RFCは最も像側へ光軸上を移動する。このとき
一眼レフレンズシステムとして成立するには、充
分なバツクフオーカスの長さが必要であるため、
RFCのレンズ系はできる限り、対物レンズ側へ
偏在させておかねばならない。一方、一般の一眼レフカメラ用対物レンズのバ
ツクフオーカスは、クイツクリターンミラーの揺
動空間を確保するために必要最小限の値が定めら
れており、レンズタイプによつてはこの範囲で極
めて短いバツクフオーカスの対物レンズも存在す
る。汎用性を満足するには、このような長さのバ
ツクフオーカスを有する対物レンズに装着可能に
することも必要であり、これらを考慮するなら
ば、RFCと対物レンズによる像点までの距離、
すなわちRFCの物点距離をあまり長くすること
ができず、RFCのレンズ配置の偏在のさせ方に
も限界がある。そして、移動することのない従来
の一般的リアコンバージヨンレンズと比較すれ
ば、斜光束と軸上物点からの光束とがそれぞれリ
アコンバージヨンレンズを切る位置の光軸からの
距離に差が少ないため、収差補正の自由度が少な
く、合焦の全範囲にわたつて諸収差を良好に補正
することは極めて難しい。また、RFCによつて合焦可能な領域をできる
限り広げるためにRFCとしてのレンズ長（RFC
の最前面から最終面までの長さ）を短くして、バ
ツクフオーカスを確保する方法もあるが、これ
も、収差補正上限界がある。すなわちRFCの中
に充分な空気間隔を作ることによつて収差補正の
自由度を確保することが困難となるからである。このため、本発明では、上述したごとく、
RFCの最も対物レンズ側に、物体側に凸面を向
けた負メニスカスレンズを配置することによつ
て、色消しの効率がよくなり、特に軸上の色収差
を容易に補正できること、さらに高次の色球面収
差の補正も容易であることを見い出した。そし
て、収斂性の前群と発散性の後群との空気間隔を
可能な範囲で広げることにより、中間画角におけ
る主光線の上側の光線の外向性コマ収差を補正で
きると共に、主光線の下側の光線の内向性コマ収
差をも補正可能となつた。また、RFCを光軸上で像側へ移動させ、有限
距離合焦をしたときの収差変動については、先の
出願に開示した正レンズが先行しているものより
も負レンズが先行する本発明のものの方が、小さ
い変動であり、安定した結像性を維持する点で有
利であることも見い出された。以下、上述した本発明による各条件について説
明する。 (1) 式の上限を超えると収差補正が困難となりレ
ンズ枚数が増加してしまう。また合成レンズ系
のＦナンバーが大きくなり過ぎ暗くなる。この
ため明るい対物レンズでしか、充分な測距精度
を得ることができなくなり汎用性を欠いてしま
う。下限を超えると所定の至近距離まで合焦し
ようとするとRFCの移動量が大きくなり過ぎ、
他方一眼レフレンズとしてのバツクフオーカス
を確保した状態で合焦すると、合焦可能な領域
が狭くなり、実用上いずれも不適当である。 (2) 式の条件を超えるとRFCの最前レンズ面頂
点から対物レンズによる像点までの距離d₀を大
きくする必要が生じ、RFCを装着可能な対物
レンズ数が少なくなり過ぎ汎用性がなくなるの
で不適当である。またf_Rが短くなつてRFCの屈
折力が強くなり過ぎるので非点収差、ペツバー
ル和の補正が困難となると共に、RFCの移動
によつて最至近距離に合焦したときの収差変動
が大きくなるのでやはり不適当である。 (3) 式の上限を超えると、RFCのレンズ長が短
くなり過ぎ、ペツバール和が負に過大になり収
差補正の自由度も欠落してしまう。また〓が小
くなり過ぎ、合焦できる撮影範囲が小さくなり
不適当である。下限を超えると、倍率が大きくなり過ぎるの
で非点収差の補正が困難となり、レンズ枚数も
増加する。しかもRFCのレンズ長も長くり過
ぎるので不適当である。 (4) 式はRFCの前群に対する後群の適正な屈折
力、配分を規定するものであり、上限を超える
と正屈折力の前群の屈折力が強くなり過ぎ、合
焦に充分なバツクフオーカスを確保しようとす
ることが困難となるので不適当である。下限を超えると、球面収差の補正が困難となる
ので不適当である。また、(5)式及び(6)式は上記(4)
式の条件を補足するものであり、これらの条件を
外れると、前群と後群との屈折力のバランスがく
ずれ、諸収差の補正が難しくなる。また、上記(7)
式はペツツバール和を良好に補正するために有効
な条件であり、特に合焦を可能とするリアコンバ
ージヨンレンズとして汎用性を保つために有効で
ある。この条件の下限を外れる場合には合焦のた
めに必要な移動空間を確保するのが難しくなり、
他方上限を超える場合にはリアコンバージヨンレ
ンズとしての負屈折力が強くなり過ぎるため収差
補正が困難となり、合焦による収差変動も大きく
なつてしまう。尚、(4)式の条件においては、さら
に −0.6＜f₂／f₁＜−0.31とすることが諸収差の補
正上により好ましい。以上のごとき本発明のRFCにおいては、さら
に、RFCの最前レンズ面頂点と対物レンズによ
る像点との距離d₀、及びカメラボデイの対物レン
ズマウント面とフイルム面との距離いわゆるフラ
ンジバツグMBとについて、 0.7＜〓d₀／MB〓＜0.9 の条件を満たすことが望ましい。ここで、一般的
な一眼レフレツクスカメラボデイではMB＝46.5
mmである。さらに、ペツツバール和を良好に補正するため
には、 0.4＜d₀／f_R＜0.7 の条件を満たすことが実用的である。また、具体的レンズ構成については、前群を物
体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズと両凸正レンズとで構成し、両レンズに
分離されていても接合されていてもよく、さらに
前群としての収斂性屈折力を分担させるために両
凸正レンズの像側にもう１個の正レンズを設けて
も良い。後群を物体側から順に、両凹負レンズと
物体側により曲率の強い面を向けた正レンズとで
構成し、これらの像側にはさらに後群としての発
散性屈折力を分担させるために貼合せ又は単一の
負レンズを設けることも可能である。（実施例）以下に本発明によるRFCの実施例を示す。各
実施例は表１に示す対物レンズを基準として設計
されたものである。この基準対物レンズは本願と
同一出願人による特開昭52−88020号公報に記載
されているものである。表１において、Ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄ
は各レンズの中心厚及び空気間隔、ｎは各レンズ
の屈折率、〓は各レンズのアツベ数を表わし、添
数字は物体側からの順序を表わすものとする。ま
た、本発明によるRFCの第１〜第８実施例の諸
元をそれぞれ表２〜表９に示す。但し、これらの
各表では表の左端に物体側からの順序を示しし、
d₀はRFCの最前レンズ面と対物レンズによる像
点との間隔を表わし、D₀は対物レンズの最前レ
ンズ面から物点までの距離、D₁は対物レンズと
RFCとの空気間隔、f₁はRFC前群G₁の焦点距離、
f₂はRFC後群G₂の焦点距離を表わすものとする。
また、BfはRFCと基準対物レンズとの合成系の
バツクフオーカスを表わし、△B_fはRFCによる
無限遠合焦時と至近距離合焦時とにおけるバツク
フオーカスの変化量を表わし、ＦはRFCと対物
レンズとの合成焦点距離、Ｍは合成系の撮影倍率
を表わす。

【表】

【表】上記の第１〜第８実施例のレンズ構成図をそれ
ぞれ順に第２図〜第９図に示す。第２図に示した
第１実施例のレンズ構成図には、表１の基準対物
レンズL₀のレンズ構成も示した。上記第１〜第８実施例のRFCをそれぞれ表１
に示した基準対物レンズに装着した場合の諸収差
図を順に、第１０図Ａ，Ｂ〜第１７図Ａ，Ｂに示
す。各図のＡは各RFCを装着した無限遠合焦時
の諸収差図を示し、各図Ｂは各RFCの装着して
RFCにより至近距離に合焦した時の諸収差図を
示す。そして、各収差図には球面収差Sph、非点
収差Ast、歪曲収差Dis、基準波長ｄ線（〓＝
58.7nm）に対するｇ線（〓＝435.8nm）の倍率色
収差Lat.Chr、コマ収差Comaを示した。上記の第１〜第８実施例は、いずれも前群G₁
及び後群G₂を一体的に像側へ移動することによ
つて近距離物体への合焦を行なう構成であるが、
第１８図に示すごとく前群G₁と後群G₂とを異な
る速度で移動させて合焦を行うように構成するこ
ともできる。この場合、近距離合焦による撮影倍
率をより高めることが可能であると共に、近距離
合焦時の収差変動を補正することも可能となる。そして、RFCの拡大倍率〓が比較的高倍率で
ある場合にはRFCの前群G₁と後群G₂との相対的
移動のみによつて十分合焦を行なうことができる
が、比較的低倍率で像面２１に対して対物レンズ
L₀自体の移動を加えて合焦を行なうこともでき
る。いま、対物レンズL₀とカメラボデイ２０との
間に本発明によるRFCを装着し、無限遠物体に
合焦した時の合成系の全長（対物レンズ最前面か
ら像面２１までの距離）をTL、第１９図に示す
ごとく有限距離物体に合焦した時の全長をTL′と
し、対物レンズL₀とRFCの前群G₁との間隔D₁が
〓D₁だけ変化してD₁からD₁＋〓D₁に、RFC前群
G₁とRFC後群G₂との間隔D₂が〓D₂だけ変化して
D₂からD₂＋〓D₂に、合成系のバツクフオーカス
B_fがB_f＋〓B_fになつたとすると、全長の変化量
〓TLは〓TL＝TL′−TL＝〓D₁＋〓D₂＋〓B_fと
表わされる。ここで、全長の変化量〓TLを合成系バツクフ
オーカスの変化量〓B_fで除した係数値〓は〓＝〓TL／〓B_f ＝〓D₁／〓B_f＋〓D₂／〓B_f＋１となる。そして、〓₁＝〓D₁／〓B_f 〓₂＝〓D₂／〓B_f と置けば、〓＝〓₁＋〓₂＋１ ……(7) となり、〓₁及び〓₂は対物レンズL₀とRFC前群
G₁との間隔変化量〓D₁及びRFC前群G₁と後群G₂
との間隔変化量〓D₂それぞれの合成系バツクフ
オーカスの変化量〓B_fに対する変化率である。上記(7)式により本発明のRFCに関する移動形
態について、合成系バツクフオーカスが変化しな
い場合を除いて即ち〓B_f≠０の場合の全てを表
わすことができる。例えば、〓＝０のときは対物
レンズが像面に対して固定され、RFCのみによ
つて合焦がなされることを意味する。但し、〓＝
０で〓₁＝−１、〓₂＝０の場合はRFCの前後群
G₁、G₂が一体となつて移動する合焦方式であり、
前述した第１〜第８実施例の合焦方式である。本発明においては、近距離合焦時にRFCの前
群G₁と後群G₂とを共に像側へ移動し、両群の間
隔を小さくするよう移動することが望ましい。そ
して、上記(7)式に基づく係数値〓について、本発
明においては、 −10＜〓≦０ ……(8) 〓₁＜０ ……(9) ０＜〓₂＜１ ……(10) の各条件を満たすことが適切であることが判明し
た。条件式(8)は、〓B_f＜０であるから、〓TL≧０
であり、基準対物レンズを積極的に物側へRFC
とは反対側へ連動してくり出すことを意味してい
る。このようにすることにより、最至近距離を短
くできる。条件式(9)は、〓B_f＜０であるから
RFCと対物レンズの間隔を広げることを示して
いる。このようにすることによりやはり積極的に
RFCによつて撮影倍率をかせぐことができる。
条件式(10)の上限を超えると非点収差が過大に負に
なり不適当である。下限を外れて〓₂が負になる
と、〓B_f＜０であるから、前後群の間隔が広が
ることになり、負に過大に発生する球面収差の補
正が困難となる。第２０図は本発明による第９実施例のレンズ構
成図であり、本実施例ではRFCの前群G₁が後群
G₂より早い速度で像側へ移動すると共に、同時
に対物レンズL₀が物体側へ移動することによつ
て近距離合焦がなされる。第２１図は第10実施例のレンズ構成図であり、
第２０図に示した第９実施例と同様にRFCの前
群G₁と後群G₂とが異なる速度で像側へ移動をす
ると共に対物レンズL₀が物体側へ移動すること
によつて近距離合焦がなされる。第２２図は第11実施例のレンズ構成図であり、
本実施例では、近距離合焦に際して対物レンズ
L₀は像面に対して固定され、RFCの前群G₁が後
群G₂よりも早い速度で像側へ移動する。上記第９、第10、第11実施例の諸元を表10、
11、12に示す。尚、これらの実施例は、順に前述
した第１、第４、第８実施例のRFCをそれぞれ
基礎とするものである。

【表】

【表】上記第９、第10、第11実施例による最至近距離
状態の諸収差図をそれぞれ第２３図、第２４図、
第２５図に示す。これらの実施例の無限遠合焦時
の諸収差図は、第１０図Ａ、第１３図Ａ、第１７
図Ａとそれぞれ同一であるから省略した。各収差図より、本発明によるRFCの各実施例
とも無限遠合焦時のみならず近距離合焦時におい
ても優れた結像性能を維持していることが明らか
である。また、第９、第10実施例では補助的に対
物レンズをも物体側へ移動させることによつて撮
影倍率Ｍ＝−0.15という高倍率においても実用上
十分な結像性能を維持していることが分る。そし
て、各実施例は、表１に示した基準対物レンズの
みならず、種々の対物レンズにも装着され得るも
のであり、同様に優れた結像性能を維持しつつ、
無限遠から所定の近距離までの合焦を簡単に行な
うことが可能である。尚、上記第９〜第10実施例では本発明における
収斂性の前群と発散性の後群とを相対的に移動さ
せて合焦しており、このような合焦方式によつ
て、球面収差と非点収差との両者の近距離変動を
補正し得るのであるが、例えばRFC中で最も像
側に位置する正レンズのみを異なる速さで移動さ
せることとすれば、本願と同一出願人による先願
（特願57−67061号）に開示した実施例のごとく球
面収差をあまり変化させることなく、非点収差を
主に補正することが可能である。上記各実施例について、本願発明による主な条
件についての対応値を以下の表13に示す。

【表】（効果）このように、本発明によるRFCは、あらゆる
対物レンズに汎用的に装着でき、コンパクトであ
りながら無限遠から近距離まで優れた性能を有し
ている。そして自動合焦装置と組合せるならば、
あらゆる対物レンズに対してRFCの移動によつ
て合焦が可能であるため、合焦機構が共通となり
対物レンズを交換しても、合焦機構を何ら交換す
る必要がなく極めて便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、対物レンズと一眼レフカメラボデイ
の間に本発明によるリアフオーカスコンバージヨ
ンレンズを装着した状態の概略構成を示す断面
図、第２図は、本発明による第１実施例のレンズ
構成図で、無限遠合焦状態における基準対物レン
ズとリアフオーカスコンバージヨンレンズとの位
置関係を示し、第３図〜第９図はそれぞれ第２〜
第８実施例のレンズ構成図、第１０図Ａ，Ｂ〜第
１７図Ａ，Ｂはそれぞれ第１〜第８実施例の諸収
差図であり、各図のＡは無限遠合焦状態を、各図
Ｂは最至近距離合焦状態を示しており、第１８図
は対物レンズとカメラボデイとの間に本発明によ
るRFCの他の実施例を装着し、無限遠物体に合
焦したときの合成系の概略構成説明図、第１９図
は有限距離物体に合焦したときの概略構成説明
図、第２０図は、第９実施例のRFCを基準対物
レンズに装着した無限遠合焦状態のレンズ構成
図、第２１図は第10実施例のRFCを基準対物レ
ンズに装着した無限遠合焦状態のレンズ構成図、
第２２図は第11実施例のRFCを基準対物レンズ
に装着した無限遠合焦状態のレンズ構成図、第２
３図〜第２５図はそれぞれ第９、第10、第11実施
例の最至近距離合焦状態における諸収差図であ
る。（主要部分の符号の説明）、L₀……対物レン
ズ、RFC……リアフオーカスコンバージヨンレ
ンズ、G₁……前群、G₂……後群。

Claims

【特許請求の範囲】１対物レンズとカメラボデイとの間に装着さ
れ、該対物レンズとの合成系の焦点距離を該対物
レンズの焦点距離よりも拡大するためのリアコン
バージヨンレンズであつて、該対物レンズ及び該
カメラボデイに対して相対的に光軸上を移動可能
な正屈折力の前群と負屈折力の後群とを有し、該
両群の移動により無限遠から所定の近距離までの
物体に合焦可能であり、該正屈折力の前群は最も
物体側に配置され物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズと該負メニスカスレンズの像側に配置
された正レンズとを有し、無限遠合焦状態におけ
る焦点距離の拡大倍率を〓、無限遠から所定の近
距離まで合焦したときの合成バツクフオーカス
Bfの変化量を〓Bf、該リアコンバージヨンレン
ズの焦点距離をf_R、該リアコンバージヨンレンズ
の最も物体側レンズ面の頂点から前記対物レンズ
による像点までの距離をd₀、前記前群及び後群の
焦点距離をそれぞれf₁、f₂とするとき、 1.2＜〓＜2.5 ……(1) ０＜〓〓Bf／f_R〓＜0.2 ……(2) 0.4＜〓Bf／d₀・〓〓＜0.9 ……(3) −2.0＜f₂／f₁＜−0.31 ……(4) 0.6＜〓f₁／f_R〓＜1.8 ……(5) 0.3＜〓f₂／f_R〓＜0.6 ……(6) 0.67＜〓・d₀／f_R＜0.88 ……(7) の各条件を満足することを特徴とするリアフオー
カスコンバージヨンレンズ。