JP2000147380A - ズームレンズ及びカメラ - Google Patents
ズームレンズ及びカメラInfo
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- JP2000147380A JP2000147380A JP10334943A JP33494398A JP2000147380A JP 2000147380 A JP2000147380 A JP 2000147380A JP 10334943 A JP10334943 A JP 10334943A JP 33494398 A JP33494398 A JP 33494398A JP 2000147380 A JP2000147380 A JP 2000147380A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 全体として４つのレンズ群を有し、少なくと
も１つのレンズ群に１つの回折光学素子を用いて変倍に
伴う色収差を良好に補正したコンパクトなズームレンズ
を得ること。 【解決手段】 物体側より負の屈折力を有する第１群と
正の屈折力を有する第２群と正の屈折力を有する第３
群、そして正の屈折力を有する第４群の４つのレンズ群
より構成し、第１群と第２群の間隔及び第２群と第３群
の間隔及び第３群と第４群の間隔を変化させることによ
り変倍させるズームレンズにおいて、第１群から第４群
のいずれかのレンズ群に回折光学素子を少なくとも１面
設けたこと。
も１つのレンズ群に１つの回折光学素子を用いて変倍に
伴う色収差を良好に補正したコンパクトなズームレンズ
を得ること。 【解決手段】 物体側より負の屈折力を有する第１群と
正の屈折力を有する第２群と正の屈折力を有する第３
群、そして正の屈折力を有する第４群の４つのレンズ群
より構成し、第１群と第２群の間隔及び第２群と第３群
の間隔及び第３群と第４群の間隔を変化させることによ
り変倍させるズームレンズにおいて、第１群から第４群
のいずれかのレンズ群に回折光学素子を少なくとも１面
設けたこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズ及びカ
メラに関するものであり、特にレンズ群の一部に回折光
学素子を用いることにより色収差の補正を良好に行った
電子スチルカメラ、ビデオカメラ、写真用カメラ等に使
用されるコンパクトなズームレンズ及びカメラに関す
る。
メラに関するものであり、特にレンズ群の一部に回折光
学素子を用いることにより色収差の補正を良好に行った
電子スチルカメラ、ビデオカメラ、写真用カメラ等に使
用されるコンパクトなズームレンズ及びカメラに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電子スチルカメラ、ビデオカ
メラ、写真用カメラ等の撮像装置では、その小型軽量化
に伴い撮像用のズームレンズの小型軽量化が強く要望さ
れてきている。また近年変倍機能を備えたズームレンズ
へのニーズはますます強くなり、変倍機能の重要性が増
している。一方、高画質への要求により撮像素子の高精
細化が進み、ズームレンズの光学性能への要求も高いも
のとなってきている。
メラ、写真用カメラ等の撮像装置では、その小型軽量化
に伴い撮像用のズームレンズの小型軽量化が強く要望さ
れてきている。また近年変倍機能を備えたズームレンズ
へのニーズはますます強くなり、変倍機能の重要性が増
している。一方、高画質への要求により撮像素子の高精
細化が進み、ズームレンズの光学性能への要求も高いも
のとなってきている。
【０００３】ズームレンズ系をコンパクト化するには各
レンズ群の屈折力を強くする必要がある。又、光学性能
を良好に維持するためにはレンズの枚数を増加させて収
差補正を良好に行う必要がある。
レンズ群の屈折力を強くする必要がある。又、光学性能
を良好に維持するためにはレンズの枚数を増加させて収
差補正を良好に行う必要がある。
【０００４】収差補正を良好に行う方法として非球面を
用いて行うのが有効であることが知られている。非球面
を用いることにより球面収差や像面湾曲、コマ収差等の
収差を補正することには効果がある。しかしながら色収
差の補正は難しい。特にレンズの枚数の少ないコンパク
トな３倍程度のズームレンズにおいては、レンズの枚数
が少ないが故に硝材の組み合わせに限界があり、色収差
を良好に補正するのが難しい。色収差のうち、２次スペ
クトルを取り除くことが特に難しい。最近のズームレン
ズはレンズ全長の短縮化を図りつつ色収差を含め諸収差
を良好に補正し、光学性能を良好に維持するのが大きな
課題となっている。
用いて行うのが有効であることが知られている。非球面
を用いることにより球面収差や像面湾曲、コマ収差等の
収差を補正することには効果がある。しかしながら色収
差の補正は難しい。特にレンズの枚数の少ないコンパク
トな３倍程度のズームレンズにおいては、レンズの枚数
が少ないが故に硝材の組み合わせに限界があり、色収差
を良好に補正するのが難しい。色収差のうち、２次スペ
クトルを取り除くことが特に難しい。最近のズームレン
ズはレンズ全長の短縮化を図りつつ色収差を含め諸収差
を良好に補正し、光学性能を良好に維持するのが大きな
課題となっている。
【０００５】一方、色収差を小さく押さえる一方法とし
ては近年、回折光学素子を撮像光学系に応用した提案が
なされている。そしてズームレンズに回折光学素子を用
いて高変倍化を狙ったものなどが提案されている。
ては近年、回折光学素子を撮像光学系に応用した提案が
なされている。そしてズームレンズに回折光学素子を用
いて高変倍化を狙ったものなどが提案されている。
【０００６】光学系の一部に回折作用を有する回折光学
素子を設けて諸収差を補正した光学系が、例えば特開平
4-213421号公報や特開平6-324262号公報、米国特許第5,
268,790 号等で提案されている。このうち、米国特許第
5,268,790 号では第２群と第３群に回折光学素子を用い
たズームレンズを提案している。
素子を設けて諸収差を補正した光学系が、例えば特開平
4-213421号公報や特開平6-324262号公報、米国特許第5,
268,790 号等で提案されている。このうち、米国特許第
5,268,790 号では第２群と第３群に回折光学素子を用い
たズームレンズを提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般にズームレンズで
は、各レンズ群内で発生する色収差を補正する為、各レ
ンズ群内に貼り合わせレンズを用いることが多い。そし
てレンズ群に対し、非球面を用いることによりレンズ群
のレンズ枚数を削減し、レンズ全長を短くする方法がと
られている。
は、各レンズ群内で発生する色収差を補正する為、各レ
ンズ群内に貼り合わせレンズを用いることが多い。そし
てレンズ群に対し、非球面を用いることによりレンズ群
のレンズ枚数を削減し、レンズ全長を短くする方法がと
られている。
【０００８】しかしながら、レンズ枚数を減らすと色収
差の補正をする要素が不十分になってきて、変倍に伴う
色収差の変動を良好に補正することが困難になってく
る。
差の補正をする要素が不十分になってきて、変倍に伴う
色収差の変動を良好に補正することが困難になってく
る。
【０００９】一般に正レンズに低分散ガラスを用いれ
ば、色収差を軽減することもできる。しかしながら一般
に低分散のガラスは屈折率が低く加工が難しいレンズ形
状になりやすい。この為、各レンズ群の屈折力を弱くす
ると、これに応じて他のレンズ群の屈折力も弱くしなけ
ればならず、前方レンズ群の径が大きくなり、結果とし
て前方レンズ群のレンズ肉厚を増す必要が生じてレンズ
全長が長大化してくる。
ば、色収差を軽減することもできる。しかしながら一般
に低分散のガラスは屈折率が低く加工が難しいレンズ形
状になりやすい。この為、各レンズ群の屈折力を弱くす
ると、これに応じて他のレンズ群の屈折力も弱くしなけ
ればならず、前方レンズ群の径が大きくなり、結果とし
て前方レンズ群のレンズ肉厚を増す必要が生じてレンズ
全長が長大化してくる。
【００１０】本発明は、４群タイプのズームレンズにお
いて、所定のレンズ群に回折光学素子を適切に設定する
ことにより、広角端から望遠端に至る全変倍範囲渡り良
好なる光学性能を有したレンズ枚数の少ない小型のズー
ムレンズ及びカメラの提供を目的とする。
いて、所定のレンズ群に回折光学素子を適切に設定する
ことにより、広角端から望遠端に至る全変倍範囲渡り良
好なる光学性能を有したレンズ枚数の少ない小型のズー
ムレンズ及びカメラの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、 (1-1) 物体側より負の屈折力を有する第１群と正の屈折
力を有する第２群と正の屈折力を有する第３群、そして
正の屈折力を有する第４群の４つのレンズ群より構成
し、第１群と第２群の間隔及び第２群と第３群の間隔及
び第３群と第４群の間隔を変化させることにより変倍さ
せるズームレンズにおいて、第１群から第４群のいずれ
かのレンズ群に回折光学素子を少なくとも１面設けたこ
とを特徴としている。
は、 (1-1) 物体側より負の屈折力を有する第１群と正の屈折
力を有する第２群と正の屈折力を有する第３群、そして
正の屈折力を有する第４群の４つのレンズ群より構成
し、第１群と第２群の間隔及び第２群と第３群の間隔及
び第３群と第４群の間隔を変化させることにより変倍さ
せるズームレンズにおいて、第１群から第４群のいずれ
かのレンズ群に回折光学素子を少なくとも１面設けたこ
とを特徴としている。
【００１２】(1-2) 長い共役点側から短い共役点側にか
けて負の屈折力を有する第１群と正の屈折力を有する第
２群と正の屈折力を有する第３群、そして正の屈折力を
有する第４群の４つのレンズ群より構成し、第１群と第
２群の間隔及び第２群と第３群の間隔及び第３群と第４
群の間隔を変化させることにより変倍させるズームレン
ズにおいて、第１群から第４群のいずれかのレンズ群に
回折光学素子を少なくとも１面設けたことを特徴として
いる。
けて負の屈折力を有する第１群と正の屈折力を有する第
２群と正の屈折力を有する第３群、そして正の屈折力を
有する第４群の４つのレンズ群より構成し、第１群と第
２群の間隔及び第２群と第３群の間隔及び第３群と第４
群の間隔を変化させることにより変倍させるズームレン
ズにおいて、第１群から第４群のいずれかのレンズ群に
回折光学素子を少なくとも１面設けたことを特徴として
いる。
【００１３】特に、構成(1-1)又は(1-2)において、 (1-2-1) 前記第１群を像面側に凸状の軌跡を有し、前記
第２群と第３群をいずれも物体側へ移動させて広角端か
ら望遠端への変倍を行っていること。 (1-2-2) 前記回折光学素子を前記第２群に設けたこと。 (1-2-3) 前記第１群と第３群は非球面を有すること。 (1-2-4) 前記回折光学素子は回折格子を基盤ガラス上に
積層して形成した積層型回折格子であること。 (1-2-5) 前記第１群は負レンズと正レンズの２枚のレン
ズより構成され、前記第２群は正レンズと負レンズの２
枚のレンズで構成され、前記第３群は１つの正レンズよ
り構成され、前記第４群は１つの正レンズより構成され
たこと。 (1-2-6) 前記第１群は両レンズ面が凹面の負レンズと物
体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズより成り、
前記第２群は両レンズ面が凸面の正レンズと物体側に凹
面を向けた負レンズより成り、前記第３群は物体側に凸
面を向けたメニスカス状の正レンズより成り、前記第４
群は物体側に凸面を向けた正レンズより成っていること
等を特徴としている。
第２群と第３群をいずれも物体側へ移動させて広角端か
ら望遠端への変倍を行っていること。 (1-2-2) 前記回折光学素子を前記第２群に設けたこと。 (1-2-3) 前記第１群と第３群は非球面を有すること。 (1-2-4) 前記回折光学素子は回折格子を基盤ガラス上に
積層して形成した積層型回折格子であること。 (1-2-5) 前記第１群は負レンズと正レンズの２枚のレン
ズより構成され、前記第２群は正レンズと負レンズの２
枚のレンズで構成され、前記第３群は１つの正レンズよ
り構成され、前記第４群は１つの正レンズより構成され
たこと。 (1-2-6) 前記第１群は両レンズ面が凹面の負レンズと物
体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズより成り、
前記第２群は両レンズ面が凸面の正レンズと物体側に凹
面を向けた負レンズより成り、前記第３群は物体側に凸
面を向けたメニスカス状の正レンズより成り、前記第４
群は物体側に凸面を向けた正レンズより成っていること
等を特徴としている。
【００１４】本発明のカメラは、 (2-1) 構成(1-1)又は(1-2)のズームレンズを有している
ことを特徴としている。
ことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の数値実施例１の広
角端のレンズ断面図、図２、図３は本発明の数値実施例
１の広角端と望遠端の収差図である。図４は本発明の数
値実施例２の広角端のレンズ断面図、図５、図６は本発
明の数値実施例２の広角端と望遠端の収差図である。図
７は本発明の数値実施例３の広角端のレンズ断面図、図
８、図９は本発明の数値実施例３の広角端と望遠端の収
差図である。図１０は本発明の数値実施例４の広角端の
レンズ断面図、図１１、図１２は本発明の数値実施例４
の広角端と望遠端の収差図である。
角端のレンズ断面図、図２、図３は本発明の数値実施例
１の広角端と望遠端の収差図である。図４は本発明の数
値実施例２の広角端のレンズ断面図、図５、図６は本発
明の数値実施例２の広角端と望遠端の収差図である。図
７は本発明の数値実施例３の広角端のレンズ断面図、図
８、図９は本発明の数値実施例３の広角端と望遠端の収
差図である。図１０は本発明の数値実施例４の広角端の
レンズ断面図、図１１、図１２は本発明の数値実施例４
の広角端と望遠端の収差図である。
【００１６】本実施形態は各数値実施例のズームレンズ
をカメラ本体（不図示）に固着又は着脱可能に装着して
カメラを構成している。
をカメラ本体（不図示）に固着又は着脱可能に装着して
カメラを構成している。
【００１７】図中、物体側より（又は長い共役点側から
短い共役点側へ）Ｌ１は負の屈折力の第１群、Ｌ２は正
の屈折力の第２群、Ｌ３は正の屈折力の第３群、Ｌ４は
正の屈折力の第４群である。矢印は広角側から望遠側へ
の変倍を行う際の各レンズ群の移動方向を示す。ＳＰは
絞り、Ｇはフィルター，色分解プリズム等のガラスブロ
ックである。
短い共役点側へ）Ｌ１は負の屈折力の第１群、Ｌ２は正
の屈折力の第２群、Ｌ３は正の屈折力の第３群、Ｌ４は
正の屈折力の第４群である。矢印は広角側から望遠側へ
の変倍を行う際の各レンズ群の移動方向を示す。ＳＰは
絞り、Ｇはフィルター，色分解プリズム等のガラスブロ
ックである。
【００１８】本実施形態では広角端から望遠端への変倍
に際して、第１群と第２群の間隔、第２群と第３群の間
隔、そして第３群と第４群の間隔が変化するように第
１，第２，第３群を光軸上移動させている。
に際して、第１群と第２群の間隔、第２群と第３群の間
隔、そして第３群と第４群の間隔が変化するように第
１，第２，第３群を光軸上移動させている。
【００１９】特に第１群を像面側（長い共役点側）に凸
状の軌跡を有しつつ、又、第２群と第３群をいずれも物
体側（短い共役点側）へ移動させて広角端から望遠端へ
の変倍を行っている。これにより所定の変倍比化を効果
的に達成しつつレンズ系全体の小型化を図っている。
状の軌跡を有しつつ、又、第２群と第３群をいずれも物
体側（短い共役点側）へ移動させて広角端から望遠端へ
の変倍を行っている。これにより所定の変倍比化を効果
的に達成しつつレンズ系全体の小型化を図っている。
【００２０】本実施形態では、４つのレンズ群のうち少
なくとも１つのレンズ群に少なくとも１つの回折光学素
子を設けその位相を適切に設定し、これにより回折光学
素子を設けたレンズ群で発生する色収差を低減し、全変
倍範囲に渡り色収差を良好に補正している。
なくとも１つのレンズ群に少なくとも１つの回折光学素
子を設けその位相を適切に設定し、これにより回折光学
素子を設けたレンズ群で発生する色収差を低減し、全変
倍範囲に渡り色収差を良好に補正している。
【００２１】本実施形態の回折光学素子は回折の法則 nsinθ−n'sin θ'=m λ/d （上記式において入射側媒質の屈折率n 、出射側媒質の
屈折率n ’、光線入射角θ、光線出射角θ’、波長λ、
格子間隔ｄ）によって屈折反射させる光学素子である。
屈折率n ’、光線入射角θ、光線出射角θ’、波長λ、
格子間隔ｄ）によって屈折反射させる光学素子である。
【００２２】屈折光学素子の通常のガラスが
【００２３】
【数１】 で表される分散νを持つのに対して、回折光学素子は中
心波長をλ、使用波長域の波長差をΔλとすると、
心波長をλ、使用波長域の波長差をΔλとすると、
【００２４】
【数２】 の分散を持つ。（例えばd ，F ，C 線の波長をλd ，λ
F ，λC とすると、
F ，λC とすると、
【００２５】
【数３】 となる。）通常のガラスのアッベ数νが約２０〜９５で
あるのに対して回折光学素子のアッベ数はν＝−3.453
という値をもつ。つまり通常のガラスが正のアッベ数を
持つのに対して回折光学素子は負のアッベ数を持つこと
になる。また部分分散比についても通常のガラスとはか
け離れた値を持つ。
あるのに対して回折光学素子のアッベ数はν＝−3.453
という値をもつ。つまり通常のガラスが正のアッベ数を
持つのに対して回折光学素子は負のアッベ数を持つこと
になる。また部分分散比についても通常のガラスとはか
け離れた値を持つ。
【００２６】本実施形態ではこのような回折光学素子の
特性を利用することによって色補正を効率的に行ってい
る。
特性を利用することによって色補正を効率的に行ってい
る。
【００２７】回折光学素子の面は以下の位相方程式で表
すことができるものである。
すことができるものである。
【００２８】
【数４】 上記φ(h) は位相を表しており、h はレンズ光軸から径
方向の距離、λは基準波長である。つまり回折光学素子
面はレンズの基準面に位相を付加することにより表され
る。
方向の距離、λは基準波長である。つまり回折光学素子
面はレンズの基準面に位相を付加することにより表され
る。
【００２９】本発明のズームレンズの具体的なレンズ構
成としては、第１レンズ群を負レンズと正レンズの２枚
のレンズで構成してトータルとしてパワー（焦点距離）
は負のパワーを持つように構成する。また第２レンズ群
を正レンズと負レンズの２枚のレンズで構成し、合成パ
ワーは正のパワーを有するように構成する。また第３レ
ンズ群を正のパワーを持つ１枚の正レンズで構成し、第
４群を正のパワーを持つ１枚の正レンズで構成する。前
記第１群から第４群のいずれか１つのレンズ群に少なく
とも１枚の回折光学素子を設けて、全変倍範囲に渡り色
収差を良好に補正している。
成としては、第１レンズ群を負レンズと正レンズの２枚
のレンズで構成してトータルとしてパワー（焦点距離）
は負のパワーを持つように構成する。また第２レンズ群
を正レンズと負レンズの２枚のレンズで構成し、合成パ
ワーは正のパワーを有するように構成する。また第３レ
ンズ群を正のパワーを持つ１枚の正レンズで構成し、第
４群を正のパワーを持つ１枚の正レンズで構成する。前
記第１群から第４群のいずれか１つのレンズ群に少なく
とも１枚の回折光学素子を設けて、全変倍範囲に渡り色
収差を良好に補正している。
【００３０】更に具体的に説明すると、「前記第１群は
両レンズ面が凹面の負レンズと物体側に凸面を向けたメ
ニスカス状の正レンズより成り、前記第２群は両レンズ
面が凸面の正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズよ
り成り、前記第３群は物体側に凸面を向けたメニスカス
状の正レンズより成り、前記第４群は物体側に凸面を向
けた正レンズより成っていること」である。
両レンズ面が凹面の負レンズと物体側に凸面を向けたメ
ニスカス状の正レンズより成り、前記第２群は両レンズ
面が凸面の正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズよ
り成り、前記第３群は物体側に凸面を向けたメニスカス
状の正レンズより成り、前記第４群は物体側に凸面を向
けた正レンズより成っていること」である。
【００３１】４群ズームレンズに回折光学素子を使用し
た場合、最も効率的に回折光学素子のメリットを生かせ
るのは第２群の最初のレンズ面に使用した場合である。
この時、軸上の色消しに効果がある。
た場合、最も効率的に回折光学素子のメリットを生かせ
るのは第２群の最初のレンズ面に使用した場合である。
この時、軸上の色消しに効果がある。
【００３２】また倍率の色については回折光学素子を入
れることによりほぼ完璧に取り除くことができるが、特
に画角の大きくなるワイド側においては第２群のガラス
レンズで発生する色収差を回折光学素子でキャンセルす
ることにより色収差を小さく抑えている。
れることによりほぼ完璧に取り除くことができるが、特
に画角の大きくなるワイド側においては第２群のガラス
レンズで発生する色収差を回折光学素子でキャンセルす
ることにより色収差を小さく抑えている。
【００３３】また回折光学素子のピッチを変更すること
により非球面の効果を持たせている。特に、回折光学素
子の位相の高次項を最適化することによりワイド側のコ
マ収差及び球面収差についても補正効果を持たせてい
る。さらに回折光学素子を用いることにより、像面湾曲
を小さくし、これによって全体として良好な光学性能を
得ている。
により非球面の効果を持たせている。特に、回折光学素
子の位相の高次項を最適化することによりワイド側のコ
マ収差及び球面収差についても補正効果を持たせてい
る。さらに回折光学素子を用いることにより、像面湾曲
を小さくし、これによって全体として良好な光学性能を
得ている。
【００３４】前記回折光学素子は基盤ガラスの表面をブ
レーズド状に形成しても達成する事が可能であるが、第
１の回折格子と第２の回折格子を基盤のガラス上に形成
して回折光学素子を形成し、積層構造の回折格子として
も良く、これによれば設計次数の回折光以外の回折光を
減らし、より良好な光学性能を得ることが可能である。
レーズド状に形成しても達成する事が可能であるが、第
１の回折格子と第２の回折格子を基盤のガラス上に形成
して回折光学素子を形成し、積層構造の回折格子として
も良く、これによれば設計次数の回折光以外の回折光を
減らし、より良好な光学性能を得ることが可能である。
【００３５】ここまで述べてきた回折光学素子はホログ
ラフィック光学素子の制作手法であるリソグラフィック
手法で２値的に制作した光学素子であるバイナリーオプ
テックスで製作してもよい。またこれらの方法で作成し
た型によって成型によって製造してもよい。また光学面
にプラスチック等の膜を上記回折光学面として添付する
方法（いわゆるレプリカ非球面）で作成してもよい。
ラフィック光学素子の制作手法であるリソグラフィック
手法で２値的に制作した光学素子であるバイナリーオプ
テックスで製作してもよい。またこれらの方法で作成し
た型によって成型によって製造してもよい。また光学面
にプラスチック等の膜を上記回折光学面として添付する
方法（いわゆるレプリカ非球面）で作成してもよい。
【００３６】前述の各実施例における回折光学素子の回
折格子形状１０１は、例えば図１３に示すキノフォーム
形状が適用可能である。図１４は図１３に示す回折光学
素子の１次回折効率の波長依存特性を示している。実際
の回折格子の構成は、前述した基材１０２の表面に紫外
線硬化樹脂を塗布し、樹脂部に波長５３０ｎｍで１次回
折効率が１００％となるような格子厚ｄの格子１０３を
形成している。図１４で明らかなように設計次数での回
折効率は最適化した波長５３０ｎｍから離れるに従って
低下し、一方設計次数近傍の次数０次、２次回折光が増
大している。この設計次数以外の回折光の増加は、フレ
アとなり、光学系の解像度の低下につながる。
折格子形状１０１は、例えば図１３に示すキノフォーム
形状が適用可能である。図１４は図１３に示す回折光学
素子の１次回折効率の波長依存特性を示している。実際
の回折格子の構成は、前述した基材１０２の表面に紫外
線硬化樹脂を塗布し、樹脂部に波長５３０ｎｍで１次回
折効率が１００％となるような格子厚ｄの格子１０３を
形成している。図１４で明らかなように設計次数での回
折効率は最適化した波長５３０ｎｍから離れるに従って
低下し、一方設計次数近傍の次数０次、２次回折光が増
大している。この設計次数以外の回折光の増加は、フレ
アとなり、光学系の解像度の低下につながる。
【００３７】図１５に図１３の格子形状で前述の実施例
を作成した場合の空間周波数に対するＭＴＦ特性を示
す。この図で、低周波数領域のＭＴＦが所望の値より低
下していることがわかる。そこで図１６に示す積層型の
回折格子を本発明の実施例における回折光学素子部の格
子形状として用いても良い。
を作成した場合の空間周波数に対するＭＴＦ特性を示
す。この図で、低周波数領域のＭＴＦが所望の値より低
下していることがわかる。そこで図１６に示す積層型の
回折格子を本発明の実施例における回折光学素子部の格
子形状として用いても良い。
【００３８】図１７はこの構成の回折光学素子の１次回
折効率の波長依存特性である。具体的な構成としては、
基材上に紫外線硬化樹脂（ｎｄ=1.499、νｄ=54)からな
る第１の回折格子１０４を形成し、その上に別の紫外線
硬化樹脂（ｎｄ=1.598、νｄ=28)からなる第２の回折格
子１０５を形成している。この材質の組み合わせでは、
第１の回折格子部の格子厚ｄ１はｄ１=13.8 μｍ、第２
の回折格子部の格子厚ｄ２はｄ=10.5 μｍとしている。
図１７からわかるように積層構造の回折格子にすること
で、設計次数の回折効率は、使用波長域全域で９５％以
上の高い回折効率を有している。
折効率の波長依存特性である。具体的な構成としては、
基材上に紫外線硬化樹脂（ｎｄ=1.499、νｄ=54)からな
る第１の回折格子１０４を形成し、その上に別の紫外線
硬化樹脂（ｎｄ=1.598、νｄ=28)からなる第２の回折格
子１０５を形成している。この材質の組み合わせでは、
第１の回折格子部の格子厚ｄ１はｄ１=13.8 μｍ、第２
の回折格子部の格子厚ｄ２はｄ=10.5 μｍとしている。
図１７からわかるように積層構造の回折格子にすること
で、設計次数の回折効率は、使用波長域全域で９５％以
上の高い回折効率を有している。
【００３９】図１８にこの場合の空間周波数に対するＭ
ＴＦ特性を示す。積層構造の回折格子を用いることで、
低周波数のＭＴＦは改善され、所望のＭＴＦ特性が得ら
れている。このように、本発明の実施例の回折光学素子
として積層構造の回折格子を用いることで、光学性能は
さらに改善される。
ＴＦ特性を示す。積層構造の回折格子を用いることで、
低周波数のＭＴＦは改善され、所望のＭＴＦ特性が得ら
れている。このように、本発明の実施例の回折光学素子
として積層構造の回折格子を用いることで、光学性能は
さらに改善される。
【００４０】なお前述の積層構造の回折光学素子とし
て、材質を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他
のプラスチック材なども使用できるし、基材によって
は、第１の回折格子部１０４を直接基材に形成してもよ
い。また各格子厚が異なる必要はなく、材料の組み合わ
せによっては図１９に示すように２つの格子厚を等しく
できる。この場合は、回折光学素子表面に格子形状が形
成されないので、防塵性に優れ、回折光学素子の組み立
て作業性が向上し、より安価な光学系を提供できる。
て、材質を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他
のプラスチック材なども使用できるし、基材によって
は、第１の回折格子部１０４を直接基材に形成してもよ
い。また各格子厚が異なる必要はなく、材料の組み合わ
せによっては図１９に示すように２つの格子厚を等しく
できる。この場合は、回折光学素子表面に格子形状が形
成されないので、防塵性に優れ、回折光学素子の組み立
て作業性が向上し、より安価な光学系を提供できる。
【００４１】次に本発明の数値実施例を記載する。
【００４２】数値実施例においてｒi は物体側より順に
第 i番目のレンズ曲率半径、diは物体側より順に第i 番
目のレンズ厚及び空気間隔、ｎ iとν i はそれぞれ物
体側より順に第i 番目のレンズの屈折率とアッベ数であ
る。
第 i番目のレンズ曲率半径、diは物体側より順に第i 番
目のレンズ厚及び空気間隔、ｎ iとν i はそれぞれ物
体側より順に第i 番目のレンズの屈折率とアッベ数であ
る。
【００４３】また本実施例において最も像面側の平板ガ
ラスは光学フィルター、フェーズプレート等を表す。
ラスは光学フィルター、フェーズプレート等を表す。
【００４４】また本実施例の非球面については回転対称
の非球面であり、基準曲率半径をｒ、レンズ光軸からの
径方向の距離をｈとしたとき、光軸方向の座標Ｚ(h) は
以下の式で表される。
の非球面であり、基準曲率半径をｒ、レンズ光軸からの
径方向の距離をｈとしたとき、光軸方向の座標Ｚ(h) は
以下の式で表される。
【００４５】
【数５】 回折光学素子面を表す位相方程式は前記（１）式の係数
を表記した。このとき回折の次数は１次であり、波長は
ｄ線である。
を表記した。このとき回折の次数は１次であり、波長は
ｄ線である。
【００４６】
【外１】
【００４７】
【外２】
【００４８】
【外３】
【００４９】
【外４】
【００５０】
【外５】
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば以上説明したように、４
群ズームレンズの第１群から第４群のいずれかの面に回
折光学素子を用いることにより、コンパクトでかつ低コ
ストであって、しかも全ズーム域全物体距離にわたって
良好な性能を維持したズームレンズ及びカメラを達成す
ることができる。
群ズームレンズの第１群から第４群のいずれかの面に回
折光学素子を用いることにより、コンパクトでかつ低コ
ストであって、しかも全ズーム域全物体距離にわたって
良好な性能を維持したズームレンズ及びカメラを達成す
ることができる。
【図１】 本発明の数値実施例１の広角端のレンズ断面
図
図
【図２】 本発明の数値実施例１の広角端の収差図
【図３】 本発明の数値実施例１の望遠端の収差図
【図４】 本発明の数値実施例２の広角端のレンズ断面
図
図
【図５】 本発明の数値実施例２の広角端の収差図
【図６】 本発明の数値実施例２の望遠端の収差図
【図７】 本発明の数値実施例３の広角端のレンズ断面
図
図
【図８】 本発明の数値実施例３の広角端の収差図
【図９】 本発明の数値実施例３の望遠端の収差図
【図１０】 本発明の数値実施例４の広角端のレンズ断
面図
面図
【図１１】 本発明の数値実施例４の広角端の収差図
【図１２】 本発明の数値実施例４の望遠端の収差図
【図１３】 本発明に係る回折光学素子の説明図
【図１４】 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性
の説明図
の説明図
【図１５】 本発明に係る回折光学素子のＭＴＦ特性図
【図１６】 本発明に係る回折光学素子の説明図
【図１７】 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性
の説明図
の説明図
【図１８】 本発明に係る回折光学素子のＭＴＦ特性図
【図１９】 本発明に係る回折光学素子の説明図
Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｌ４ 第４群 ＳＰ 絞り Ｇ ガラスブロック １０１ 回折光学素子 １０３，１０４，１０５回折格子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA02 KA03 NA14 PA06 PA17 PB06 QA03 QA05 QA19 QA21 QA25 QA33 QA41 QA46 RA05 RA12 RA13 RA36 RA42 RA43 RA46 SA24 SA26 SA29 SA32 SA62 SA63 SA64 SA75 SB03 SB13 SB22 SB32
Claims (9)
- 【請求項１】 物体側より負の屈折力を有する第１群と
正の屈折力を有する第２群と正の屈折力を有する第３
群、そして正の屈折力を有する第４群の４つのレンズ群
より構成し、第１群と第２群の間隔及び第２群と第３群
の間隔及び第３群と第４群の間隔を変化させることによ
り変倍させるズームレンズにおいて、第１群から第４群
のいずれかのレンズ群に回折光学素子を少なくとも１面
設けたことを特徴とするズームレンズ。 - 【請求項２】 長い共役点側から短い共役点側にかけて
負の屈折力を有する第１群と正の屈折力を有する第２群
と正の屈折力を有する第３群、そして正の屈折力を有す
る第４群の４つのレンズ群より構成し、第１群と第２群
の間隔及び第２群と第３群の間隔及び第３群と第４群の
間隔を変化させることにより変倍させるズームレンズに
おいて、第１群から第４群のいずれかのレンズ群に回折
光学素子を少なくとも１面設けたことを特徴とするズー
ムレンズ。 - 【請求項３】 前記第１群を像面側に凸状の軌跡を有
し、前記第２群と第３群をいずれも物体側へ移動させて
広角端から望遠端への変倍を行っていることを特徴とす
る請求項１又は２のズームレンズ。 - 【請求項４】 前記回折光学素子を前記第２群に設けた
ことを特徴とする請求項１，２又は３のズームレンズ。 - 【請求項５】 前記第１群と第３群は非球面を有するこ
とを特徴とする請求項１, ２，３又は４のズームレン
ズ。 - 【請求項６】 前記回折光学素子は回折格子を基盤ガラ
ス上に積層して形成した積層型回折格子であることを特
徴とする請求項１, ２, ３，４又は５のズームレンズ。 - 【請求項７】 前記第１群は負レンズと正レンズの２枚
のレンズより構成され、前記第２群は正レンズと負レン
ズの２枚のレンズで構成され、前記第３群は１つの正レ
ンズより構成され、前記第４群は１つの正レンズより構
成されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１
項のズームレンズ。 - 【請求項８】 前記第１群は両レンズ面が凹面の負レン
ズと物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズより
成り、前記第２群は両レンズ面が凸面の正レンズと物体
側に凹面を向けた負レンズより成り、前記第３群は物体
側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズより成り、前
記第４群は物体側に凸面を向けた正レンズより成ってい
ることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項のズ
ームレンズ。 - 【請求項９】 請求項１から８のいずれか１項のズーム
レンズを有していることを特徴とするカメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10334943A JP2000147380A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | ズームレンズ及びカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10334943A JP2000147380A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | ズームレンズ及びカメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000147380A true JP2000147380A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18282978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10334943A Pending JP2000147380A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | ズームレンズ及びカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000147380A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002090624A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-03-27 | Olympus Optical Co Ltd | 電子撮像装置 |
| JP2003084199A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-19 | Olympus Optical Co Ltd | 変倍結像光学系及びそれを有する電子撮像装置 |
| JP2006065026A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 |
| JP2007206331A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 |
| JP2012252253A (ja) * | 2011-06-06 | 2012-12-20 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| WO2013128856A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 株式会社ニコン | ズーム光学系 |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP10334943A patent/JP2000147380A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002090624A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-03-27 | Olympus Optical Co Ltd | 電子撮像装置 |
| JP4540261B2 (ja) * | 2000-07-10 | 2010-09-08 | オリンパス株式会社 | 電子撮像装置 |
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| JP2006065026A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 |
| JP4659412B2 (ja) * | 2004-08-27 | 2011-03-30 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 |
| JP2007206331A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 |
| JP2012252253A (ja) * | 2011-06-06 | 2012-12-20 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| WO2013128856A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 株式会社ニコン | ズーム光学系 |
| CN104040405A (zh) * | 2012-02-29 | 2014-09-10 | 株式会社尼康 | 变焦光学系统 |
| JPWO2013128856A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2015-07-30 | 株式会社ニコン | ズーム光学系 |
| US9535240B2 (en) | 2012-02-29 | 2017-01-03 | Nikon Corporation | Zoom optical system |
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