JP2003215452A - ズームレンズ及びそれを有する光学機器 - Google Patents
ズームレンズ及びそれを有する光学機器Info
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- G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
- G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回折光学素子を利用し全変倍範囲において高
い光学性能を持ったズームレンズ及びそれを有する光学
機器を得ること。 【解決手段】 物体側より順に、ズーミングに際して固
定の正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、ズーミング際して
光軸上移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有する
ズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１が物体側に凸
状の貼合せ面を有し、この貼合せ面に回折格子によって
構成される回折光学部を設けられている。
い光学性能を持ったズームレンズ及びそれを有する光学
機器を得ること。 【解決手段】 物体側より順に、ズーミングに際して固
定の正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、ズーミング際して
光軸上移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有する
ズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１が物体側に凸
状の貼合せ面を有し、この貼合せ面に回折格子によって
構成される回折光学部を設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズ及びそ
れを有する光学機器に関し、高変倍比、大口径比を持ち
かつ良好な光学性能を維持しつつレンズ系全体の小型化
を図った特にビデオカメラ、電子スチルカメラ、銀塩写
真用カメラに好適なものである。
れを有する光学機器に関し、高変倍比、大口径比を持ち
かつ良好な光学性能を維持しつつレンズ系全体の小型化
を図った特にビデオカメラ、電子スチルカメラ、銀塩写
真用カメラに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、ホームビデオカメラ等の小型軽量
化に伴い、撮像用のズームレンズの小型化にも目覚しい
進歩が見られ、特にレンズ全長の短縮化や前玉径の小型
化、構成の簡略化に力が注がれている。
化に伴い、撮像用のズームレンズの小型化にも目覚しい
進歩が見られ、特にレンズ全長の短縮化や前玉径の小型
化、構成の簡略化に力が注がれている。
【０００３】これらの目的を達成する一つの手段とし
て、物体側の第１レンズ群以外のレンズ群を移動させて
フォーカス（焦点合わせ）を行う、所謂リアフォーカス
式のズームレンズが知られている。
て、物体側の第１レンズ群以外のレンズ群を移動させて
フォーカス（焦点合わせ）を行う、所謂リアフォーカス
式のズームレンズが知られている。
【０００４】一般にリアフォーカス式のズームレンズは
第１レンズ群を移動させてフォーカスを行うズームレン
ズに比べて第１レンズ群の有効径が小さくなり、レンズ
系全体の小型化が容易になり、また近接撮影、特に極至
近撮影が容易となり、さらに小型軽量のレンズ群を移動
させているので、レンズ群の駆動力が小さくて済み迅速
な焦点合わせが出来る等の特徴がある。
第１レンズ群を移動させてフォーカスを行うズームレン
ズに比べて第１レンズ群の有効径が小さくなり、レンズ
系全体の小型化が容易になり、また近接撮影、特に極至
近撮影が容易となり、さらに小型軽量のレンズ群を移動
させているので、レンズ群の駆動力が小さくて済み迅速
な焦点合わせが出来る等の特徴がある。
【０００５】このようなリアフォーカス式のズームレン
ズとして、例えば特開昭６２−２４２１３号公報や特開
昭６３−２４７３１６号公報では、物体側より順に、正
の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、
正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群
の４つのレンズ群を有し、第２レンズ群を移動させて変
倍を行い、第４レンズ群を移動させて変倍に伴なう像面
変動の補正とフォーカスを行っている。
ズとして、例えば特開昭６２−２４２１３号公報や特開
昭６３−２４７３１６号公報では、物体側より順に、正
の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、
正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群
の４つのレンズ群を有し、第２レンズ群を移動させて変
倍を行い、第４レンズ群を移動させて変倍に伴なう像面
変動の補正とフォーカスを行っている。
【０００６】また特開平８−５９１３号公報では、物体
側より順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の
第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力
の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群の５つのレ
ンズ群を有し、第２レンズ群を移動させて変倍を行い、
第４レンズ群を移動させて変倍に伴なう像面変動の補正
とフォーカスを行っている。
側より順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の
第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力
の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群の５つのレ
ンズ群を有し、第２レンズ群を移動させて変倍を行い、
第４レンズ群を移動させて変倍に伴なう像面変動の補正
とフォーカスを行っている。
【０００７】これらのズームレンズにおいては特に望遠
側では軸上色収差や倍率色収差が大きくなり、特にデジ
タルスチルカメラのような高画素で高画質が要求される
ものに利用しようとすると目立って来て問題となる。
側では軸上色収差や倍率色収差が大きくなり、特にデジ
タルスチルカメラのような高画素で高画質が要求される
ものに利用しようとすると目立って来て問題となる。
【０００８】この問題に対して特開２０００−２６７０
０５号公報では、物体側より順に、正、負、正、正の屈
折力の４群構成のズームレンズにおいて、第１レンズ群
に異常分散硝材のレンズを用いることで対応している。
０５号公報では、物体側より順に、正、負、正、正の屈
折力の４群構成のズームレンズにおいて、第１レンズ群
に異常分散硝材のレンズを用いることで対応している。
【０００９】一方、色収差の発生を抑制する方法として
近年、回折光学素子を撮像光学系に応用する提案がなさ
れている。
近年、回折光学素子を撮像光学系に応用する提案がなさ
れている。
【００１０】例えば特開平４−２１３４２１号公報、特
開平６−３２４２６２号公報では、単レンズに回折光学
素子を応用することで色収差の低減を図っている。
開平６−３２４２６２号公報では、単レンズに回折光学
素子を応用することで色収差の低減を図っている。
【００１１】またＵＳＰ５，２６８，７９０では、ズー
ムレンズの第２レンズ群または第３レンズ群に回折光学
素子を用いることを提案し、従来例に対してレンズ枚数
の削減やレンズ系の小型化を達成している。
ムレンズの第２レンズ群または第３レンズ群に回折光学
素子を用いることを提案し、従来例に対してレンズ枚数
の削減やレンズ系の小型化を達成している。
【００１２】また特開平１１−５２２３８号公報、特開
平１１−５２２４４号公報等では、第１レンズ群に回折
光学面を設けることで第１レンズ群のレンズ枚数の削減
を達成している。
平１１−５２２４４号公報等では、第１レンズ群に回折
光学面を設けることで第１レンズ群のレンズ枚数の削減
を達成している。
【００１３】更に特開平１１−３０５１２６号公報で
は、２枚のレンズの接合レンズ面（貼合せ面）に回折光
学面を設けて色収差低減を図っている。
は、２枚のレンズの接合レンズ面（貼合せ面）に回折光
学面を設けて色収差低減を図っている。
【００１４】また回折光学素子を撮影系に使用する場合
は可視範囲全域に渡って十分な回折効率を得る必要があ
る。一般に単層の回折格子では設計波長以外の波長では
回折効率が落ちて設計次数以外の不要回折光が色フレア
ーの要因となる。これを考慮して特開平９−１２７３２
２号公報では、回折光学素子を構成する各回折格子の３
種の異なる材料と２種の異なる格子厚を最適に選ぶこと
で可視範囲全域で高い回折効率を得ている。
は可視範囲全域に渡って十分な回折効率を得る必要があ
る。一般に単層の回折格子では設計波長以外の波長では
回折効率が落ちて設計次数以外の不要回折光が色フレア
ーの要因となる。これを考慮して特開平９−１２７３２
２号公報では、回折光学素子を構成する各回折格子の３
種の異なる材料と２種の異なる格子厚を最適に選ぶこと
で可視範囲全域で高い回折効率を得ている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】一般にズーム比が１０
倍程度の高変倍比のズームレンズにおいて、第１レンズ
群に回折光学面を導入して色収差を補正しようとした場
合、回折光学面に入射する光線角度が画角や焦点距離の
変化によって大きく変化するので回折効率が変化して不
要回折光が多くなってくる。特開平１１−５２２３８号
公報、特開平１１−５２２４４号公報の例では、像側に
凸状のレンズ面に回折光学面を設けているので軸上光線
と周辺光線で回折光学面に入る角度の差が大きくて回折
効率が十分に得られない。
倍程度の高変倍比のズームレンズにおいて、第１レンズ
群に回折光学面を導入して色収差を補正しようとした場
合、回折光学面に入射する光線角度が画角や焦点距離の
変化によって大きく変化するので回折効率が変化して不
要回折光が多くなってくる。特開平１１−５２２３８号
公報、特開平１１−５２２４４号公報の例では、像側に
凸状のレンズ面に回折光学面を設けているので軸上光線
と周辺光線で回折光学面に入る角度の差が大きくて回折
効率が十分に得られない。
【００１６】また可視範囲全域で高い回折効率を得るた
めには、回折光学素子を複数の回折格子で構成する必要
があり前後にレンズを有する貼合せレンズ面に回折光学
面を設定する必要がある。特開平１１−３０５１２６号
公報では回折格子を貼合わせレンズ面に設けてはいる
が、回折格子への入射条件が考慮されていない。
めには、回折光学素子を複数の回折格子で構成する必要
があり前後にレンズを有する貼合せレンズ面に回折光学
面を設定する必要がある。特開平１１−３０５１２６号
公報では回折格子を貼合わせレンズ面に設けてはいる
が、回折格子への入射条件が考慮されていない。
【００１７】本発明は、これらの従来技術を鑑み、全変
倍範囲において高い光学性能を持った新規な構成のズー
ムレンズ及びそれを有する光学機器を提供することを目
的とする。
倍範囲において高い光学性能を持った新規な構成のズー
ムレンズ及びそれを有する光学機器を提供することを目
的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のズーム
レンズは物体側より順に、ズーミングのために移動しな
い正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際して光軸
方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群を有するズー
ムレンズにおいて、該第１レンズ群は物体側に凸状の貼
合せ面を有し、該貼合せ面に回折格子により構成される
回折光学部が設けられていることを特徴としている。
レンズは物体側より順に、ズーミングのために移動しな
い正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際して光軸
方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群を有するズー
ムレンズにおいて、該第１レンズ群は物体側に凸状の貼
合せ面を有し、該貼合せ面に回折格子により構成される
回折光学部が設けられていることを特徴としている。
【００１９】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記回折光学部は互いに分散の異なる材料より成る複数
の回折格子の積層構造により構成されていることを特徴
としている。
前記回折光学部は互いに分散の異なる材料より成る複数
の回折格子の積層構造により構成されていることを特徴
としている。
【００２０】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて前記貼合せ面の曲率半径をＲＤ、第１レンズ群の
焦点距離をｆ１とするとき、 ０．５ ＜ ＲＤ／ｆ１ ＜ １．２ なる条件を満足することを特徴としている。
おいて前記貼合せ面の曲率半径をＲＤ、第１レンズ群の
焦点距離をｆ１とするとき、 ０．５ ＜ ＲＤ／ｆ１ ＜ １．２ なる条件を満足することを特徴としている。
【００２１】請求項４の発明は請求項１から３のいずれ
か１項の発明において前記貼合せ面は、物体側より順に
負レンズと正レンズから成る貼合せレンズの貼合せ面で
あることを特徴としている。
か１項の発明において前記貼合せ面は、物体側より順に
負レンズと正レンズから成る貼合せレンズの貼合せ面で
あることを特徴としている。
【００２２】請求項５の発明のズームレンズは物体側よ
り順に、正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際し
て光軸方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群を有す
るにおいて、該第１レンズ群は、物体側から順に、物体
側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズから成
る貼合せレンズを有し、該貼合せレンズの貼合せ面に回
折格子により構成される回折光学部が設けられており、
該貼合せ面の曲率半径をＲＤ、該第１レンズ群の焦点距
離をｆ１とするとき、 ０．５ ＜ ＲＤ／ｆ１ ＜ １．２ なる条件を満足することを特徴としている。
り順に、正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際し
て光軸方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群を有す
るにおいて、該第１レンズ群は、物体側から順に、物体
側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズから成
る貼合せレンズを有し、該貼合せレンズの貼合せ面に回
折格子により構成される回折光学部が設けられており、
該貼合せ面の曲率半径をＲＤ、該第１レンズ群の焦点距
離をｆ１とするとき、 ０．５ ＜ ＲＤ／ｆ１ ＜ １．２ なる条件を満足することを特徴としている。
【００２３】請求項６の発明は請求項１から５のいずれ
か１項に記載の発明においてｄ線の波長をλｄ、光軸か
らの距離をｈとして、前記回折光学部によって波面に与
えられる位相が、 φ（ｈ）＝（２π／λｄ）・（Ｃ2・ｈ2＋Ｃ4・ｈ4＋・
・Ｃ2・i・ｈ2・i） で表わされ、全系の望遠端での焦点距離をｆｔ、望遠端
でのＦナンバーをＦｎｏＴとするとき、 −０．０１ ＜ Ｃ2・（ｆｔ／ＦｎｏＴ）＜ ０ なる条件を満足することを特徴としている。
か１項に記載の発明においてｄ線の波長をλｄ、光軸か
らの距離をｈとして、前記回折光学部によって波面に与
えられる位相が、 φ（ｈ）＝（２π／λｄ）・（Ｃ2・ｈ2＋Ｃ4・ｈ4＋・
・Ｃ2・i・ｈ2・i） で表わされ、全系の望遠端での焦点距離をｆｔ、望遠端
でのＦナンバーをＦｎｏＴとするとき、 −０．０１ ＜ Ｃ2・（ｆｔ／ＦｎｏＴ）＜ ０ なる条件を満足することを特徴としている。
【００２４】請求項７の発明は請求項１から６のいずれ
か１項に記載の発明において前記第２レンズ群の像側
に、ズーミングのために移動しない第３レンズ群を有す
ることを特徴としている。
か１項に記載の発明において前記第２レンズ群の像側
に、ズーミングのために移動しない第３レンズ群を有す
ることを特徴としている。
【００２５】請求項８の発明は請求項１から６のいずれ
か１項に記載の発明において前記第２レンズ群の像側
に、ズーミングのために移動しない第３レンズ群と、ズ
ーミングに際して光軸方向に移動する正の屈折力の第４
レンズ群を有することを特徴としている。
か１項に記載の発明において前記第２レンズ群の像側
に、ズーミングのために移動しない第３レンズ群と、ズ
ーミングに際して光軸方向に移動する正の屈折力の第４
レンズ群を有することを特徴としている。
【００２６】請求項９の発明は請求項１から６のいずれ
か１項に記載の発明において前記第２レンズ群の像側
に、ズーミングのために移動しない第３レンズ群と、ズ
ーミングに際して光軸方向に移動する負の屈折力の第４
レンズ群を有することを特徴としている。
か１項に記載の発明において前記第２レンズ群の像側
に、ズーミングのために移動しない第３レンズ群と、ズ
ーミングに際して光軸方向に移動する負の屈折力の第４
レンズ群を有することを特徴としている。
【００２７】請求項１０の発明は請求項１から６のいず
れか１項に記載の発明において前記第２レンズ群の像側
に、ズーミングのために移動しない第３レンズ群と、ズ
ーミングに際して光軸方向に移動する負の屈折力の第４
レンズ群と、正の屈折力の第５レンズ群を有することを
特徴としている。
れか１項に記載の発明において前記第２レンズ群の像側
に、ズーミングのために移動しない第３レンズ群と、ズ
ーミングに際して光軸方向に移動する負の屈折力の第４
レンズ群と、正の屈折力の第５レンズ群を有することを
特徴としている。
【００２８】請求項１１の発明は請求項１から１０のい
ずれか１項に記載の発明において前記回折光学部に入射
する光線の入射角度は、全ズーム域において±１５度の
範囲内であることを特徴としている。
ずれか１項に記載の発明において前記回折光学部に入射
する光線の入射角度は、全ズーム域において±１５度の
範囲内であることを特徴としている。
【００２９】請求項１２の発明は請求項１から１１のい
ずれか１項の発明において前記回折光学部は、３度から
１０度の入射角で入射する光線に対して回折効率が最も
高くなることを特徴としている。
ずれか１項の発明において前記回折光学部は、３度から
１０度の入射角で入射する光線に対して回折効率が最も
高くなることを特徴としている。
【００３０】請求項１３の発明は請求項１から１２のい
ずれか１項の発明において前記回折光学部は１以上の回
折格子で構成され、このうち１つの回折格子は中心部か
ら周辺部に行くに従って格子高さが変化する領域を有し
ていることを特徴としている。
ずれか１項の発明において前記回折光学部は１以上の回
折格子で構成され、このうち１つの回折格子は中心部か
ら周辺部に行くに従って格子高さが変化する領域を有し
ていることを特徴としている。
【００３１】請求項１４の発明は請求項１から１３のい
ずれか１項に記載の発明において前記第１レンズ群の焦
点距離をｆ１、全系の広角端と望遠端での焦点距離を各
々ｆｗ，ｆＴとするとき
ずれか１項に記載の発明において前記第１レンズ群の焦
点距離をｆ１、全系の広角端と望遠端での焦点距離を各
々ｆｗ，ｆＴとするとき
【００３２】
【数２】
【００３３】なる条件を満足することを特徴としてい
る。
る。
【００３４】請求項１５の発明は請求項１から１４のい
ずれか１項に記載の発明において前記第２レンズ群の像
側に、変倍のためには移動せず、像を安定化するために
光軸と垂直な方向の成分を持つように移動する第３レン
ズ群と、該第３レンズ群の更に像側に変倍にために光軸
方向に移動する少なくとも１つのレンズ群を有し、望遠
端でかつ無限遠物体に対する第３レンズ群の倍率をβ
３、第３レンズ群より像側の光学系の倍率をβｒとする
とき、 ０．５＜｜（１−β３）・βｒ｜＜３ なる条件を満足することを特徴としている。
ずれか１項に記載の発明において前記第２レンズ群の像
側に、変倍のためには移動せず、像を安定化するために
光軸と垂直な方向の成分を持つように移動する第３レン
ズ群と、該第３レンズ群の更に像側に変倍にために光軸
方向に移動する少なくとも１つのレンズ群を有し、望遠
端でかつ無限遠物体に対する第３レンズ群の倍率をβ
３、第３レンズ群より像側の光学系の倍率をβｒとする
とき、 ０．５＜｜（１−β３）・βｒ｜＜３ なる条件を満足することを特徴としている。
【００３５】請求項１６の発明のズームレンズは光電変
換素子上に像を形成するものであることを特徴としてい
る。
換素子上に像を形成するものであることを特徴としてい
る。
【００３６】請求項１７の発明の光学機器は請求項１乃
至１６のいずれか１項のズームレンズを有することを特
徴としている。
至１６のいずれか１項のズームレンズを有することを特
徴としている。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明のズー
ムレンズ及び光学機器の実施形態について説明する。
ムレンズ及び光学機器の実施形態について説明する。
【００３８】具体的には、図１は実施形態１に相当する
数値実施例１のズームレンズの要部断面図、図２、図
３、図４は数値実施例１のズームレンズの広角端、中
間、望遠端の各ズーム位置における収差図である。図５
は実施形態２に相当する数値実施例２のズームレンズの
要部断面図、図６、図７、図８は数値実施例２のズーム
レンズの広角端、中間、望遠端の各ズーム位置における
収差図である。図９は実施形態３に相当する数値実施例
３のズームレンズの要部断面図、図１０、図１１、図１
２は数値実施例３のズームレンズの広角端、中間、望遠
端の各ズーム位置における収差図である。図１３は実施
形態４に相当する本発明のズームレンズを用いた光学機
器の概略図である。 （実施形態１）図１に示したレンズ断面図において、Ｌ
１はズーミングのためには移動しない（固定の）正の屈
折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ
群、Ｌ２はズーミングに際して光軸方向に移動する負の
屈折力の第２レンズ群、Ｌ３はズーミングのためには移
動しない（固定の）正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は
ズーミング及びフォーカスの際に光軸方向に移動する正
の屈折力の第４レンズ群である。
数値実施例１のズームレンズの要部断面図、図２、図
３、図４は数値実施例１のズームレンズの広角端、中
間、望遠端の各ズーム位置における収差図である。図５
は実施形態２に相当する数値実施例２のズームレンズの
要部断面図、図６、図７、図８は数値実施例２のズーム
レンズの広角端、中間、望遠端の各ズーム位置における
収差図である。図９は実施形態３に相当する数値実施例
３のズームレンズの要部断面図、図１０、図１１、図１
２は数値実施例３のズームレンズの広角端、中間、望遠
端の各ズーム位置における収差図である。図１３は実施
形態４に相当する本発明のズームレンズを用いた光学機
器の概略図である。 （実施形態１）図１に示したレンズ断面図において、Ｌ
１はズーミングのためには移動しない（固定の）正の屈
折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ
群、Ｌ２はズーミングに際して光軸方向に移動する負の
屈折力の第２レンズ群、Ｌ３はズーミングのためには移
動しない（固定の）正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は
ズーミング及びフォーカスの際に光軸方向に移動する正
の屈折力の第４レンズ群である。
【００３９】ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３
の前方に配置されている。Ｇは色分解プリズムやフェイ
スプレートやフィルター等に対応するガラスブロックで
ある。ＩＰは像面であり、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮
像素子（光電変換素子）が配置される。ＦＰはフレアー
カット絞りである。
の前方に配置されている。Ｇは色分解プリズムやフェイ
スプレートやフィルター等に対応するガラスブロックで
ある。ＩＰは像面であり、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮
像素子（光電変換素子）が配置される。ＦＰはフレアー
カット絞りである。
【００４０】広角端から望遠端へのズーミングに際して
は、図１中の矢印に示すように第２レンズ群Ｌ２を像側
に移動させて主たる変倍を行うと共に、第４レンズ群Ｌ
４を物体側に凸状の軌跡で移動させて変倍に伴う像面位
置の変動を補正している。
は、図１中の矢印に示すように第２レンズ群Ｌ２を像側
に移動させて主たる変倍を行うと共に、第４レンズ群Ｌ
４を物体側に凸状の軌跡で移動させて変倍に伴う像面位
置の変動を補正している。
【００４１】また図１に示す第４レンズ群Ｌ４の実線の
曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠物体と近距離
物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端への
ズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を
示している。このように第４レンズ群Ｌ４を物体側に凸
状の軌跡を有するように移動させることにより、第３レ
ンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間の空間の有効利用を
図りレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠物体と近距離
物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端への
ズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を
示している。このように第４レンズ群Ｌ４を物体側に凸
状の軌跡を有するように移動させることにより、第３レ
ンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間の空間の有効利用を
図りレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
【００４２】本実施形態において、例えば望遠端におい
て無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、同図の
直線４ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を前方へ繰り出
すことによって行っている。
て無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、同図の
直線４ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を前方へ繰り出
すことによって行っている。
【００４３】尚、広角端、望遠端とは変倍用レンズ群で
ある第２レンズ群Ｌ２が機構上光軸方向に移動可能な範
囲の両端に位置した時のズーム位置をいう。これは、後
述するその他のズームレンズの実施形態においても同様
である。
ある第２レンズ群Ｌ２が機構上光軸方向に移動可能な範
囲の両端に位置した時のズーム位置をいう。これは、後
述するその他のズームレンズの実施形態においても同様
である。
【００４４】本実施形態において、第１レンズ群Ｌ１と
第３レンズ群Ｌ３とをズーミング及びフォーカスの際に
固定としているが、必要に応じて移動させても良い。ま
た第３レンズ群Ｌ３を光軸と垂直な方向の成分を持つよ
うに移動させることで、手ブレ等に起因した撮影像のブ
レを安定化（防振）させることも可能である。
第３レンズ群Ｌ３とをズーミング及びフォーカスの際に
固定としているが、必要に応じて移動させても良い。ま
た第３レンズ群Ｌ３を光軸と垂直な方向の成分を持つよ
うに移動させることで、手ブレ等に起因した撮影像のブ
レを安定化（防振）させることも可能である。
【００４５】そして本実施形態では、第１レンズ群Ｌ１
を、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズＧ１と正レンズＧ２からなる貼合せレンズ、像
側に比べ物体側に強い屈折力の凸面を向けた正メニスカ
スレンズＧ３で構成している。そしてレンズＧ１とレン
ズＧ２の貼合わせ面に、光軸に対して回転対称な回折格
子で構成される回折光学部を設け、貼合せレンズを回折
光学素子としている。この回折光学部を設けた貼合せ面
の曲率を適切に設定することで、各画角に基づく光線の
回折光学部（回折光学面）への入射光線の角度が±１５
度の範囲内となるようにして変倍全域及び全画角に渡り
高い回折効率を維持している。
を、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズＧ１と正レンズＧ２からなる貼合せレンズ、像
側に比べ物体側に強い屈折力の凸面を向けた正メニスカ
スレンズＧ３で構成している。そしてレンズＧ１とレン
ズＧ２の貼合わせ面に、光軸に対して回転対称な回折格
子で構成される回折光学部を設け、貼合せレンズを回折
光学素子としている。この回折光学部を設けた貼合せ面
の曲率を適切に設定することで、各画角に基づく光線の
回折光学部（回折光学面）への入射光線の角度が±１５
度の範囲内となるようにして変倍全域及び全画角に渡り
高い回折効率を維持している。
【００４６】ここで、本実施形態で用いた回折光学素子
の構成について説明する。
の構成について説明する。
【００４７】図１４は回折光学素子１の回折光学部の一
部拡大断面図であり、基板（透明基板）２上に１つの層
よりなる回折格子３を設けている。図１５は、この回折
光学素子１の回折効率の特性を示す図である。図１５に
おいて横軸は波長を表し、縦軸は回折効率を表してい
る。なお、回折効率は全透過光束に対する回折光の光量
の割合であり、格子境界面での反射光などは説明が複雑
になるのでここでは考慮していない。
部拡大断面図であり、基板（透明基板）２上に１つの層
よりなる回折格子３を設けている。図１５は、この回折
光学素子１の回折効率の特性を示す図である。図１５に
おいて横軸は波長を表し、縦軸は回折効率を表してい
る。なお、回折効率は全透過光束に対する回折光の光量
の割合であり、格子境界面での反射光などは説明が複雑
になるのでここでは考慮していない。
【００４８】回折格子３の光学材料は、紫外線硬化樹脂
（屈折率ｎd＝１．５１３、アッベ数νd＝５１．０）を
用い、格子厚ｄ1を１．０３μｍと設定し、波長５３０
ｎｍ、＋１次の回折光の回折効率が最も高くなるように
している。すなわち設計次数が＋１次で、設計波長が波
長５３０ｎｍである。図１５中において＋１次の回折光
の回折効率は実線で示している。
（屈折率ｎd＝１．５１３、アッベ数νd＝５１．０）を
用い、格子厚ｄ1を１．０３μｍと設定し、波長５３０
ｎｍ、＋１次の回折光の回折効率が最も高くなるように
している。すなわち設計次数が＋１次で、設計波長が波
長５３０ｎｍである。図１５中において＋１次の回折光
の回折効率は実線で示している。
【００４９】さらに、図１５では設計次数近傍の回折次
数（＋１次±１次である０次と＋２次）の回折効率も併
記している。図から分かるように、設計次数での回折効
率は設計波長近傍で最も高くなり、それ以外の波長では
徐々に低くなる。
数（＋１次±１次である０次と＋２次）の回折効率も併
記している。図から分かるように、設計次数での回折効
率は設計波長近傍で最も高くなり、それ以外の波長では
徐々に低くなる。
【００５０】この設計次数での回折効率の低下分が他の
次数の回折光となり、フレアの要因となる。また、回折
光学素子を光学系中の複数箇所に使用した場合には、設
計波長以外の波長での回折効率の低下は透過率の低下に
もつながることになる。
次数の回折光となり、フレアの要因となる。また、回折
光学素子を光学系中の複数箇所に使用した場合には、設
計波長以外の波長での回折効率の低下は透過率の低下に
もつながることになる。
【００５１】次に、異なる材料よりなる複数の回折格子
を積層した積層型の回折光学素子について説明する。図
１６は積層型の回折光学素子の一部拡大断面図であり、
図１７は図１６に示す回折光学素子の＋１次の回折光の
回折効率の波長依存性を表す図である。図１６の回折光
学素子では、基板１０２上に紫外線硬化樹脂（屈折率ｎ
ｄ＝１．４９９、アッベ数νｄ＝５４）からなる第１の
回折格子１０４を形成し、その上に第２の回折格子１０
５（屈折率ｎｄ＝１．５９８、アッベ数νｄ＝２８）を
形成している。この材料の組み合わせにおいて、第１の
回折格子１０４の格子厚ｄ１はｄ１＝１３．８μｍ、第
２の回折格子１０５の格子厚ｄ２はｄ２＝１０．５μｍ
としている。
を積層した積層型の回折光学素子について説明する。図
１６は積層型の回折光学素子の一部拡大断面図であり、
図１７は図１６に示す回折光学素子の＋１次の回折光の
回折効率の波長依存性を表す図である。図１６の回折光
学素子では、基板１０２上に紫外線硬化樹脂（屈折率ｎ
ｄ＝１．４９９、アッベ数νｄ＝５４）からなる第１の
回折格子１０４を形成し、その上に第２の回折格子１０
５（屈折率ｎｄ＝１．５９８、アッベ数νｄ＝２８）を
形成している。この材料の組み合わせにおいて、第１の
回折格子１０４の格子厚ｄ１はｄ１＝１３．８μｍ、第
２の回折格子１０５の格子厚ｄ２はｄ２＝１０．５μｍ
としている。
【００５２】図１７からも分かるように、積層構造の回
折格子を備えた回折光学素子にすることで、設計次数の
回折光において使用波長全域（ここでは可視域）で９５
％以上という高い回折効率を得ている。
折格子を備えた回折光学素子にすることで、設計次数の
回折光において使用波長全域（ここでは可視域）で９５
％以上という高い回折効率を得ている。
【００５３】なお、前述の積層構造の回折光学素子とし
ては、回折格子を構成する材料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等も使用できる
し、基材によっては第１の層を直接基材に形成しても良
い。また各格子厚が必ずしも異なる必要はなく、材料の
組み合わせによっては２つの層１０４と１０５の格子厚
を等しくしても良い。この場合は表面に格子形状が形成
されないことになるので、防塵性に優れ、回折光学素子
の組立作業性を向上させることができる。更には２つの
回折格子１０４と１０５を必ずしも密着させる必要はな
く、空気層を隔てて２つの回折格子の層を配置しても良
い。
ては、回折格子を構成する材料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等も使用できる
し、基材によっては第１の層を直接基材に形成しても良
い。また各格子厚が必ずしも異なる必要はなく、材料の
組み合わせによっては２つの層１０４と１０５の格子厚
を等しくしても良い。この場合は表面に格子形状が形成
されないことになるので、防塵性に優れ、回折光学素子
の組立作業性を向上させることができる。更には２つの
回折格子１０４と１０５を必ずしも密着させる必要はな
く、空気層を隔てて２つの回折格子の層を配置しても良
い。
【００５４】本実施形態の場合、図１４や図１６の基板
２，１０２を貼合せレンズを構成する少なくとも一方の
レンズとし、そのレンズ面上に回折格子を設けている。
例えば、図１４に示すごとく回折格子が単層のときは一
方のレンズ面に回折格子を設ければよく、回折格子が２
層以上の多層のときは両方のレンズ面に回折格子を設け
て位置合わせをしながら周辺部（有効径外）で接着すれ
ばよい。 本実施形態において、回折光学部が設けられ
ている貼合せ面は球面であるが、回折格子が設けられる
ベース面を非球面にすれば、更に望遠端での球面収差や
コマ収差の補正が良好に行うこともできる。
２，１０２を貼合せレンズを構成する少なくとも一方の
レンズとし、そのレンズ面上に回折格子を設けている。
例えば、図１４に示すごとく回折格子が単層のときは一
方のレンズ面に回折格子を設ければよく、回折格子が２
層以上の多層のときは両方のレンズ面に回折格子を設け
て位置合わせをしながら周辺部（有効径外）で接着すれ
ばよい。 本実施形態において、回折光学部が設けられ
ている貼合せ面は球面であるが、回折格子が設けられる
ベース面を非球面にすれば、更に望遠端での球面収差や
コマ収差の補正が良好に行うこともできる。
【００５５】これらの回折光学部の構成については後述
する他の各実施形態においても同様である。
する他の各実施形態においても同様である。
【００５６】なお、上述のように回折光学部は少なくと
も１層の位相型回折格子によって構成されているので、
実際には所定の厚みを持つことになるが、幾何光学的に
は無視できる程度の厚みなので、厚みを無視する場合に
は回折光学面（回折面）と呼ぶこともある。 （実施形態２） 図５に示したレンズ断面図において、
Ｌ１はズーミングのためには移動しない（固定の）正の
屈折力の第１レンズ群、Ｌ２はズーミングに際して光軸
方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３はズー
ミングのためには移動しない（固定の）正の屈折力の第
３レンズ群、Ｌ４はズーミング及びフォーカスの際に光
軸方向に移動する負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５はズ
ーミングのためには移動しない（固定の）正の屈折力の
第５レンズ群である。
も１層の位相型回折格子によって構成されているので、
実際には所定の厚みを持つことになるが、幾何光学的に
は無視できる程度の厚みなので、厚みを無視する場合に
は回折光学面（回折面）と呼ぶこともある。 （実施形態２） 図５に示したレンズ断面図において、
Ｌ１はズーミングのためには移動しない（固定の）正の
屈折力の第１レンズ群、Ｌ２はズーミングに際して光軸
方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３はズー
ミングのためには移動しない（固定の）正の屈折力の第
３レンズ群、Ｌ４はズーミング及びフォーカスの際に光
軸方向に移動する負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５はズ
ーミングのためには移動しない（固定の）正の屈折力の
第５レンズ群である。
【００５７】ＳＰは開口絞り、Ｇはフェースプレート、
フィルター等に対応するガラスブロック、ＩＰは像面で
ある。
フィルター等に対応するガラスブロック、ＩＰは像面で
ある。
【００５８】広角端から望遠端へのズーミングに際して
は、図５中の矢印に示すように第２レンズ群Ｌ２を像側
に移動させて主たる変倍を行うと共に、第４レンズ群Ｌ
４を像側に凸状の軌跡で移動させて変倍に伴う像面位置
の変動を補正している。
は、図５中の矢印に示すように第２レンズ群Ｌ２を像側
に移動させて主たる変倍を行うと共に、第４レンズ群Ｌ
４を像側に凸状の軌跡で移動させて変倍に伴う像面位置
の変動を補正している。
【００５９】また図５に示す第４レンズ群Ｌ４の実線の
曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠物体と近距離
物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端への
ズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を
示している。このように第４レンズ群Ｌ４を像側に凸状
の軌跡を有するように移動させることにより、第４レン
ズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間の空間の有効利用を図
りレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠物体と近距離
物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端への
ズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を
示している。このように第４レンズ群Ｌ４を像側に凸状
の軌跡を有するように移動させることにより、第４レン
ズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間の空間の有効利用を図
りレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
【００６０】本実施形態において、例えば望遠端におい
て無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、同図の
直線４ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を後方へ繰り込
むことにより行っている。
て無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、同図の
直線４ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を後方へ繰り込
むことにより行っている。
【００６１】尚、本実施形態では、第１レンズ群、第３
レンズ群、そして第５レンズ群をズーミング及びフォー
カスの際に固定としているが、必要に応じて移動させて
も良い。また第３レンズ群Ｌ３を光軸と垂直な方向の成
分を持つように移動させることで、手ブレ等に起因した
撮影像のブレを安定化させることも可能である。
レンズ群、そして第５レンズ群をズーミング及びフォー
カスの際に固定としているが、必要に応じて移動させて
も良い。また第３レンズ群Ｌ３を光軸と垂直な方向の成
分を持つように移動させることで、手ブレ等に起因した
撮影像のブレを安定化させることも可能である。
【００６２】本実施形態では、このようなレンズ構成を
採用することで、広角側での第２レンズ群Ｌ２の移動に
対する焦点距離の変化を実施形態１に示したような正、
負、正、正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群ズー
ムレンズに比べて大きくすることができ、かつ前玉有効
径をより小さくすることができる。
採用することで、広角側での第２レンズ群Ｌ２の移動に
対する焦点距離の変化を実施形態１に示したような正、
負、正、正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群ズー
ムレンズに比べて大きくすることができ、かつ前玉有効
径をより小さくすることができる。
【００６３】本実施形態では、第１レンズ群Ｌ１を、物
体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズＧ１と正レンズＧ２からなる貼合せレンズ、像側に比
べて物体側に強い屈折力の凸面を有する正メニスカスレ
ンズＧ３で構成しており、レンズＧ１とレンズＧ２の貼
合せ面に光軸に対して回転対称な回折格子で構成される
回折光学部を設けている。そして、この回折光学部を設
けた貼合せ面の曲率を適切に設定することで、各画角に
基づく光線の回折光学部への入射光線の角度が±１５度
の範囲内となるようにして変倍全域及び全画角に渡り高
い回折効率を維持している。 （実施形態３）図９に示したレンズ断面図において、Ｌ
１はズーミングのためには移動しない（固定の）正の屈
折力の第１レンズ群、Ｌ２はズーミングに際して光軸方
向に移動する負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３はズーミ
ングのために移動しない（固定の）正の屈折力の第３レ
ンズ群、Ｌ４はズーミングに際して光軸方向に移動する
負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５はズーミングに際して
光軸方向に移動する正の屈折力の第５レンズ群である。
体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズＧ１と正レンズＧ２からなる貼合せレンズ、像側に比
べて物体側に強い屈折力の凸面を有する正メニスカスレ
ンズＧ３で構成しており、レンズＧ１とレンズＧ２の貼
合せ面に光軸に対して回転対称な回折格子で構成される
回折光学部を設けている。そして、この回折光学部を設
けた貼合せ面の曲率を適切に設定することで、各画角に
基づく光線の回折光学部への入射光線の角度が±１５度
の範囲内となるようにして変倍全域及び全画角に渡り高
い回折効率を維持している。 （実施形態３）図９に示したレンズ断面図において、Ｌ
１はズーミングのためには移動しない（固定の）正の屈
折力の第１レンズ群、Ｌ２はズーミングに際して光軸方
向に移動する負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３はズーミ
ングのために移動しない（固定の）正の屈折力の第３レ
ンズ群、Ｌ４はズーミングに際して光軸方向に移動する
負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５はズーミングに際して
光軸方向に移動する正の屈折力の第５レンズ群である。
【００６４】ＳＰは絞り、Ｇはフェースプレート、フィ
ルター等に相当するガラスブロック、ＩＰは像面であ
る。
ルター等に相当するガラスブロック、ＩＰは像面であ
る。
【００６５】広角端から望遠端へのズーミングに際して
は、図９中の矢印に示すように第２レンズ群Ｌ２を像側
に、第４レンズ群Ｌ４を像側に凸状の軌跡で、そして第
５レンズ群Ｌ５を物体側に凸状の軌跡で移動させてい
る。
は、図９中の矢印に示すように第２レンズ群Ｌ２を像側
に、第４レンズ群Ｌ４を像側に凸状の軌跡で、そして第
５レンズ群Ｌ５を物体側に凸状の軌跡で移動させてい
る。
【００６６】また第５レンズ群Ｌ５を光軸方向に移動さ
せてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用して
いる。尚、本実施形態では第１レンズ群Ｌ１、第３レン
ズ群Ｌ３はズーミングに際して固定であるが必要に応じ
て移動させても良い。
せてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用して
いる。尚、本実施形態では第１レンズ群Ｌ１、第３レン
ズ群Ｌ３はズーミングに際して固定であるが必要に応じ
て移動させても良い。
【００６７】図９に示す第５レンズ群Ｌ５の実線の曲線
５ａと点線の曲線５ｂは、各々無限遠物体と近距離物体
にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズー
ミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示し
ている。
５ａと点線の曲線５ｂは、各々無限遠物体と近距離物体
にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズー
ミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示し
ている。
【００６８】本実施形態において、例えば望遠端におい
て無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、同図の
直線５ｃに示すように第５レンズ群Ｌ５を前方へ繰り出
すことにより行っている。
て無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、同図の
直線５ｃに示すように第５レンズ群Ｌ５を前方へ繰り出
すことにより行っている。
【００６９】尚、本実施形態では第１レンズ群、第３レ
ンズ群はズーミング及びフォーカスの際に固定としてい
るが、必要に応じて移動させても良い。また第３レンズ
群Ｌ３を光軸と垂直な方向の成分を持つように移動させ
ることで、手ブレ等に起因した撮影像のブレを安定化さ
せることも可能である。
ンズ群はズーミング及びフォーカスの際に固定としてい
るが、必要に応じて移動させても良い。また第３レンズ
群Ｌ３を光軸と垂直な方向の成分を持つように移動させ
ることで、手ブレ等に起因した撮影像のブレを安定化さ
せることも可能である。
【００７０】本実施形態では、このようなレンズ構成を
採用することで、広角側での第２レンズ群Ｌ２の移動に
対する焦点距離の変化を実施形態１に示したような正、
負、正、正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群ズー
ムレンズに比べて大きくすることができ、かつ前玉有効
径をより小さくすることができる。そしてズーミングに
際して３つのレンズ群を移動させることで、全ズーム領
域に渡って更に良好な光学性能を達成している。
採用することで、広角側での第２レンズ群Ｌ２の移動に
対する焦点距離の変化を実施形態１に示したような正、
負、正、正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群ズー
ムレンズに比べて大きくすることができ、かつ前玉有効
径をより小さくすることができる。そしてズーミングに
際して３つのレンズ群を移動させることで、全ズーム領
域に渡って更に良好な光学性能を達成している。
【００７１】本実施形態では、第１レンズ群Ｌ１を物体
側から順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ
１と正レンズＧ２からなる貼合せレンズ、像面側に比べ
て物体側に強い屈折力の凸面を有する正メニスカスレン
ズＧ３で構成しており、レンズＧ１とレンズＧ２の貼合
わせ面に光軸に対して回転対称な回折格子で構成される
回折光学素子を設けている。そして、この回折光学部を
設けた貼合せ面の曲率を適切に設定することで、各画角
に基づく光線の回折光学部への入射光線の角度が±１５
度の範囲内となるようにして変倍全域及び全画角に渡り
高い回折効率を維持している。 実施形態１〜３に示し
たズームレンズでは、第１レンズ群を負メニスカスレン
ズと正レンズの貼合せレンズと物体側に凸面を向けた正
メニスカスレンズで構成し、貼合せレンズの貼合せ面に
回折光学部を設け、それが透過波面に与える位相を適切
に設定することで、第１レンズ群で発生する色収差を低
減し、変倍全域に渡って色収差を良好に補正するように
している。
側から順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ
１と正レンズＧ２からなる貼合せレンズ、像面側に比べ
て物体側に強い屈折力の凸面を有する正メニスカスレン
ズＧ３で構成しており、レンズＧ１とレンズＧ２の貼合
わせ面に光軸に対して回転対称な回折格子で構成される
回折光学素子を設けている。そして、この回折光学部を
設けた貼合せ面の曲率を適切に設定することで、各画角
に基づく光線の回折光学部への入射光線の角度が±１５
度の範囲内となるようにして変倍全域及び全画角に渡り
高い回折効率を維持している。 実施形態１〜３に示し
たズームレンズでは、第１レンズ群を負メニスカスレン
ズと正レンズの貼合せレンズと物体側に凸面を向けた正
メニスカスレンズで構成し、貼合せレンズの貼合せ面に
回折光学部を設け、それが透過波面に与える位相を適切
に設定することで、第１レンズ群で発生する色収差を低
減し、変倍全域に渡って色収差を良好に補正するように
している。
【００７２】例えば、第１レンズ群を正レンズのみで構
成し、第１レンズ群中に回折光学素子を設けても、例え
ばｄ線とｇ線といった２波長のみの色収差を考えたとき
は色収差を抑えることができる。しかし、回折光学面は
大きな異常分散性を有しているため、特に望遠端ではそ
れ以外の波長に対する色収差いわゆる２次スペクトルが
大きくなってしまい、全可視波長範囲内で色収差を補正
することができない。
成し、第１レンズ群中に回折光学素子を設けても、例え
ばｄ線とｇ線といった２波長のみの色収差を考えたとき
は色収差を抑えることができる。しかし、回折光学面は
大きな異常分散性を有しているため、特に望遠端ではそ
れ以外の波長に対する色収差いわゆる２次スペクトルが
大きくなってしまい、全可視波長範囲内で色収差を補正
することができない。
【００７３】そこで本発明では、屈折系の色消し条件と
回折光学面の色消し条件を最適に組み合わせることで、
特に望遠端での２次スペクトルまで含めた色収差を良好
に補正して高い光学性能を得ている。
回折光学面の色消し条件を最適に組み合わせることで、
特に望遠端での２次スペクトルまで含めた色収差を良好
に補正して高い光学性能を得ている。
【００７４】第１レンズ群の色消し効果を回折光学面に
分担させるには、回折による光学的パワーが正の値を持
つことが望ましい。回折光学面の光学的パワーが負の値
になってしまうと、通常の屈折光学系と発生する色収差
の方向が同じになってしまい、回折光学面による色消し
効果が出ず、光学系全域で十分な色収差の補正が行えな
いからである。
分担させるには、回折による光学的パワーが正の値を持
つことが望ましい。回折光学面の光学的パワーが負の値
になってしまうと、通常の屈折光学系と発生する色収差
の方向が同じになってしまい、回折光学面による色消し
効果が出ず、光学系全域で十分な色収差の補正が行えな
いからである。
【００７５】また一般に、ズーム比１０倍程度以上の高
変倍比を有するズームレンズでは、第１レンズ群に入射
する光線の角度がズーム位置や画角によって大きく変化
する。回折光学面への入射光線の角度が変動すると、回
折効率が低下して色フレアーの原因となる。そこで、実
施形態１〜３で示したズームレンズでは、回折光学部を
設けるレンズ面の位置やその曲率半径を適切な値とし、
又各レンズ群を適切に設定することで全ズーム域、全画
角で高い回折効率が得られるようにしている。
変倍比を有するズームレンズでは、第１レンズ群に入射
する光線の角度がズーム位置や画角によって大きく変化
する。回折光学面への入射光線の角度が変動すると、回
折効率が低下して色フレアーの原因となる。そこで、実
施形態１〜３で示したズームレンズでは、回折光学部を
設けるレンズ面の位置やその曲率半径を適切な値とし、
又各レンズ群を適切に設定することで全ズーム域、全画
角で高い回折効率が得られるようにしている。
【００７６】図１９は、実施形態１（数値実施例１）の
回折光学面における光軸からの高さに対する入射角度の
変動を示すものである。横軸が光軸からの高さで縦軸が
入射角度である。斜線部の中の領域が入射光線の分布範
囲である。
回折光学面における光軸からの高さに対する入射角度の
変動を示すものである。横軸が光軸からの高さで縦軸が
入射角度である。斜線部の中の領域が入射光線の分布範
囲である。
【００７７】図１９において、入射角０度の光線に対し
て回折効率が最大となるように回折格子の形状を設定し
た場合には、回折光学面の高さ１９付近では設定した入
射角に対して＋２０度程度の差がある光線が入射するこ
とになる。これに対し、回折光学面への入射角度が約９
度の光線に対して回折効率が最大となるように回折格子
の形状を設定した場合には、設定した入射角に対して±
１１度程度の範囲に入射角の変動を抑制することができ
る。回折効率の低下を考慮すると、回折光学面での入射
角の変動は±１５度以内であることが望ましい。
て回折効率が最大となるように回折格子の形状を設定し
た場合には、回折光学面の高さ１９付近では設定した入
射角に対して＋２０度程度の差がある光線が入射するこ
とになる。これに対し、回折光学面への入射角度が約９
度の光線に対して回折効率が最大となるように回折格子
の形状を設定した場合には、設定した入射角に対して±
１１度程度の範囲に入射角の変動を抑制することができ
る。回折効率の低下を考慮すると、回折光学面での入射
角の変動は±１５度以内であることが望ましい。
【００７８】そこで実施形態１〜３では、波長５９０ｎ
ｍ、所望の次数、そして３度から１０度の間の所定の入
射角で入射する光線に対して回折効率が最も高くなるよ
うに、回折光学部を構成する回折格子の形状を最適化し
ている。これにより、ズーム全域に渡って必要十分な回
折効率を得ている。
ｍ、所望の次数、そして３度から１０度の間の所定の入
射角で入射する光線に対して回折効率が最も高くなるよ
うに、回折光学部を構成する回折格子の形状を最適化し
ている。これにより、ズーム全域に渡って必要十分な回
折効率を得ている。
【００７９】更に、回折光学部の領域を分割して、例え
ば中心領域と周辺領域で回折光学面への想定入射角を変
えて領域ごとに回折格子形状を最適化すると、回折光学
面への入射角の変動による回折効率の低下を更に抑制す
ることができる。特に実施形態１〜３で示したズームレ
ンズの場合には、周辺領域での格子厚を中心領域より薄
く設定するのが好ましい。
ば中心領域と周辺領域で回折光学面への想定入射角を変
えて領域ごとに回折格子形状を最適化すると、回折光学
面への入射角の変動による回折効率の低下を更に抑制す
ることができる。特に実施形態１〜３で示したズームレ
ンズの場合には、周辺領域での格子厚を中心領域より薄
く設定するのが好ましい。
【００８０】以上の各実施形態から明らかなように、本
発明のズームレンズは、物体側より順に、ズーミングの
ためには移動しない正の屈折力の第１レンズ群と、ズー
ミングに際して光軸方向に移動する負の屈折力の第２レ
ンズ群とを有することを基本構成としている。
発明のズームレンズは、物体側より順に、ズーミングの
ためには移動しない正の屈折力の第１レンズ群と、ズー
ミングに際して光軸方向に移動する負の屈折力の第２レ
ンズ群とを有することを基本構成としている。
【００８１】そして、本発明は大別して第１発明と第２
発明を有している。このうち第１発明では、第１レンズ
群が物体側に凸状の貼合せ面を有し、この貼合せ面に回
折格子を有する回折光学部が設けられていることを特徴
としている。
発明を有している。このうち第１発明では、第１レンズ
群が物体側に凸状の貼合せ面を有し、この貼合せ面に回
折格子を有する回折光学部が設けられていることを特徴
としている。
【００８２】又、第２発明では、第１レンズ群が、物体
側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
と正レンズからなる貼合せレンズを有し、この貼合せレ
ンズの貼合せ面に回折格子を有する回折光学部が設けら
れていることを特徴としている。同時に、貼合せ面の曲
率半径をＲＤ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とすると
き、 ０．５ ＜ ＲＤ／ｆ１ ＜ １．２ ・・・（１） なる条件を満足することを特徴としている。
側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
と正レンズからなる貼合せレンズを有し、この貼合せレ
ンズの貼合せ面に回折格子を有する回折光学部が設けら
れていることを特徴としている。同時に、貼合せ面の曲
率半径をＲＤ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とすると
き、 ０．５ ＜ ＲＤ／ｆ１ ＜ １．２ ・・・（１） なる条件を満足することを特徴としている。
【００８３】尚、第１発明においては、次の条件のうち
１以上を満足させるのが良い。
１以上を満足させるのが良い。
【００８４】（ア−１）回折光学部が互いに分散の異な
る材料より成る複数の回折格子の積層構造により構成さ
れていることである。
る材料より成る複数の回折格子の積層構造により構成さ
れていることである。
【００８５】（ア−２）回折光学部が設けられた貼合せ
面の曲率半径をＲＤ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１と
するとき、 ０．５ ＜ ＲＤ／ｆ１ ＜ １．２ ・・・（１） なる条件を満足することである。
面の曲率半径をＲＤ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１と
するとき、 ０．５ ＜ ＲＤ／ｆ１ ＜ １．２ ・・・（１） なる条件を満足することである。
【００８６】（ア−３）回折光学部が設けられた貼合せ
面は、物体側より順に負レンズと正レンズから成る貼合
せレンズの貼合せ面であることである。
面は、物体側より順に負レンズと正レンズから成る貼合
せレンズの貼合せ面であることである。
【００８７】又、第１、第２発明においては、次の条件
のうちの１以上を満足させるのが良い。
のうちの１以上を満足させるのが良い。
【００８８】（イ−１）ｄ線の波長をλｄ、光軸からの
距離をｈとして、回折光学部によって波面に与える位相
が φ（ｈ）＝（２π／λｄ）・（Ｃ2・ｈ2＋Ｃ4・ｈ4＋・
・Ｃ2・i・ｈ2・i） で表わされ、全系の望遠端での焦点距離をｆｔ、望遠端
でのＦナンバーをＦｎｏＴとするとき、 −０．０１ ＜ Ｃ2・（ｆｔ／ＦｎｏＴ）＜ ０ ・・・（２） なる条件を満足することである。
距離をｈとして、回折光学部によって波面に与える位相
が φ（ｈ）＝（２π／λｄ）・（Ｃ2・ｈ2＋Ｃ4・ｈ4＋・
・Ｃ2・i・ｈ2・i） で表わされ、全系の望遠端での焦点距離をｆｔ、望遠端
でのＦナンバーをＦｎｏＴとするとき、 −０．０１ ＜ Ｃ2・（ｆｔ／ＦｎｏＴ）＜ ０ ・・・（２） なる条件を満足することである。
【００８９】（イ−２）実施形態１〜３のように、第２
レンズ群の像側に、ズーミングのために移動しない第３
レンズ群を配置することである。
レンズ群の像側に、ズーミングのために移動しない第３
レンズ群を配置することである。
【００９０】（イ−３）実施形態１のように、第２レン
ズ群の像側に、ズーミングのためには移動しない第３レ
ンズ群と、ズーミングのために光軸方向に移動する正の
屈折力の第４レンズ群を配置することである。
ズ群の像側に、ズーミングのためには移動しない第３レ
ンズ群と、ズーミングのために光軸方向に移動する正の
屈折力の第４レンズ群を配置することである。
【００９１】（イ−４）実施形態１，２のように、第２
レンズ群の像側に、ズーミングのためには移動しない第
３レンズ群と、ズーミングに際して光軸方向に移動する
負の屈折力の第４レンズ群が配置されていることであ
る。
レンズ群の像側に、ズーミングのためには移動しない第
３レンズ群と、ズーミングに際して光軸方向に移動する
負の屈折力の第４レンズ群が配置されていることであ
る。
【００９２】（イ−５）実施形態１，２のように、第２
レンズ群の像側に、ズーミングのためには移動しない第
３レンズ群と、ズーミングに際して光軸方向に移動する
負の屈折力の第４レンズ群と、正の屈折力の第５レンズ
群を配置することである。
レンズ群の像側に、ズーミングのためには移動しない第
３レンズ群と、ズーミングに際して光軸方向に移動する
負の屈折力の第４レンズ群と、正の屈折力の第５レンズ
群を配置することである。
【００９３】（イ−６）回折光学部は１以上の回折格子
より成り、このうち１つの回折格子は中心部から周辺部
に行くに従って格子高さが変化する領域を有しているこ
とである。
より成り、このうち１つの回折格子は中心部から周辺部
に行くに従って格子高さが変化する領域を有しているこ
とである。
【００９４】（イ−８）回折光学部の各位置に入射する
光線の入射角度は、全ズーム域において±１５度の範囲
内であることである。
光線の入射角度は、全ズーム域において±１５度の範囲
内であることである。
【００９５】ここで回折光学部への光線の入射角度と
は、回折格子が設けられているレンズ面に対する入射角
度、回折格子の格子面への入射角度、又は前述した回折
光学面への入射角度をいう。
は、回折格子が設けられているレンズ面に対する入射角
度、回折格子の格子面への入射角度、又は前述した回折
光学面への入射角度をいう。
【００９６】（イ−９）回折光学部の最も回折効率が高
くなる回折次数において、波長５９０ｎｍの光の最も回
折効率が高くなる回折光学部への入射角度は３度から１
０度の範囲内であることである。
くなる回折次数において、波長５９０ｎｍの光の最も回
折効率が高くなる回折光学部への入射角度は３度から１
０度の範囲内であることである。
【００９７】（イ−１０）第１レンズ群の焦点距離をｆ
１、全系の広角端と望遠端での焦点距離を各々ｆｗ，ｆ
Ｔとするとき
１、全系の広角端と望遠端での焦点距離を各々ｆｗ，ｆ
Ｔとするとき
【００９８】
【数３】
【００９９】なる条件を満足することである。
【０１００】（イ−１１）第２レンズ群の像側に、ズー
ミングのためには移動せず、像安定化のために光軸と垂
直な方向の成分を持つように移動する第３レンズ群と、
ズーミング際して光軸方向に移動する少なくとも１つの
レンズ群を配置し、望遠端でかつ無限遠物体に対する第
３レンズ群の倍率をβ３、第３レンズ群より像側の光学
系の倍率をβｒとするとき、 ０．５＜｜（１−β３）・βｒ｜＜３・・・（４） なる条件を満足することである。 （イ−１２）第３レ
ンズ群を光軸と垂直な方向の成分を持つように移動させ
て像を変位させ、手ブレ等に起因した撮影像のブレを安
定化させることである。 次に前述の各条件式の技術的
意味について説明する。
ミングのためには移動せず、像安定化のために光軸と垂
直な方向の成分を持つように移動する第３レンズ群と、
ズーミング際して光軸方向に移動する少なくとも１つの
レンズ群を配置し、望遠端でかつ無限遠物体に対する第
３レンズ群の倍率をβ３、第３レンズ群より像側の光学
系の倍率をβｒとするとき、 ０．５＜｜（１−β３）・βｒ｜＜３・・・（４） なる条件を満足することである。 （イ−１２）第３レ
ンズ群を光軸と垂直な方向の成分を持つように移動させ
て像を変位させ、手ブレ等に起因した撮影像のブレを安
定化させることである。 次に前述の各条件式の技術的
意味について説明する。
【０１０１】条件式（１）は、第１レンズ群内の貼合わ
せ面に回折光学部（回折光学面）を導入しつつ、回折光
学部に対する入射角の変動を低減する為のものである。
ここで「回折光学部に対する入射角」とは、回折光学部
を幾何光学的に回折光学面とみなしたときの入射角を想
定しており、後述の各実施形態の数値実施例においては
回折光学部がが設けられている光学面（レンズ面）への
入射角を意味している。
せ面に回折光学部（回折光学面）を導入しつつ、回折光
学部に対する入射角の変動を低減する為のものである。
ここで「回折光学部に対する入射角」とは、回折光学部
を幾何光学的に回折光学面とみなしたときの入射角を想
定しており、後述の各実施形態の数値実施例においては
回折光学部がが設けられている光学面（レンズ面）への
入射角を意味している。
【０１０２】条件式（１）の下限を超えて回折光学面
（貼合せ面）の曲率が強く（大きく）なり過ぎると、特
に望遠端の軸上光線に対する入射角が大きくなりすぎて
回折効率が低下してしまうので良くない。逆に上限を超
えて曲率が弱く（小さく）なり過ぎると、広角側の周辺
で入射角が大きくなって良くない。
（貼合せ面）の曲率が強く（大きく）なり過ぎると、特
に望遠端の軸上光線に対する入射角が大きくなりすぎて
回折効率が低下してしまうので良くない。逆に上限を超
えて曲率が弱く（小さく）なり過ぎると、広角側の周辺
で入射角が大きくなって良くない。
【０１０３】更に好ましくは条件式（１）の数値範囲を
次の如く設定するのが良い。
次の如く設定するのが良い。
【０１０４】
０．６＜ ＲＤ／ｆ１ ＜１．０ ・・・（１ａ）
条件式（２）は回折光学部が与える波面への位相を適切
に設定する、ひいては回折光学部を構成する回折格子の
形状を適切に設定するためのものである。
に設定する、ひいては回折光学部を構成する回折格子の
形状を適切に設定するためのものである。
【０１０５】条件式（２）の下限を超えると回折光学部
での色収差補正が大きくなり過ぎて２次スペクトルの色
収差補正が過剰になるので良くない。逆に上限を超える
と２次スペクトルの色収差が補正不足になってしまう。
での色収差補正が大きくなり過ぎて２次スペクトルの色
収差補正が過剰になるので良くない。逆に上限を超える
と２次スペクトルの色収差が補正不足になってしまう。
【０１０６】更に好ましくは条件式（２）の数値範囲を
次の如く設定するのが良い。
次の如く設定するのが良い。
【０１０７】
−０．００５ ＜ Ｃ２・（ｆｔ／ＦｎｏＴ）＜ ０ ・・・（２ａ）
条件式（３）は第１レンズ群の屈折力に関するものであ
り、変倍に伴なう収差変動を少なくしつつ、所望の変倍
比を効果的に得るためのものである。下限値を超えて第
１レンズ群の屈折力が強くなりすぎると、小型化には有
利になるが望遠端で発生する球面収差やコマ収差の補正
が困難になる。逆に上限値を超えると、ズーミング時の
第２レンズ群の移動量が大きくなり過ぎてレンズ全長が
長くなってしまう。
り、変倍に伴なう収差変動を少なくしつつ、所望の変倍
比を効果的に得るためのものである。下限値を超えて第
１レンズ群の屈折力が強くなりすぎると、小型化には有
利になるが望遠端で発生する球面収差やコマ収差の補正
が困難になる。逆に上限値を超えると、ズーミング時の
第２レンズ群の移動量が大きくなり過ぎてレンズ全長が
長くなってしまう。
【０１０８】更に好ましくは条件式（３）の数値範囲を
次の如く設定するのが良い。
次の如く設定するのが良い。
【０１０９】
【数４】
【０１１０】条件式（４）は第３レンズ群の結像倍率に
関するものである。条件式（４）の下限を超えると、防
振時に必要な第３レンズ群の移動量が大きくなって良く
ない。逆に上限を超えると第３レンズ群の敏感度が大き
くなり過ぎて防振時の制御が困難になるので良くない。
更に好ましくは条件式（４）の数値範囲を次の如く設定
するのが良い。
関するものである。条件式（４）の下限を超えると、防
振時に必要な第３レンズ群の移動量が大きくなって良く
ない。逆に上限を超えると第３レンズ群の敏感度が大き
くなり過ぎて防振時の制御が困難になるので良くない。
更に好ましくは条件式（４）の数値範囲を次の如く設定
するのが良い。
【０１１１】
０．８＜｜（１−β３）・βｒ｜＜２．０ ・・・（４ａ）
以下に実施形態１〜３のズームレンズの数値データにそ
れぞれ相当する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例
において、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番目のレンズ厚または空気間隔、Ｎｉ
とνｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数であ
る。ｆ，Ｆｎｏ，２ωはそれぞれ無限遠物体に焦点を合
わせたときの全系の焦点距離、Ｆナンバー、画角を表わ
している。
れぞれ相当する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例
において、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番目のレンズ厚または空気間隔、Ｎｉ
とνｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数であ
る。ｆ，Ｆｎｏ，２ωはそれぞれ無限遠物体に焦点を合
わせたときの全系の焦点距離、Ｆナンバー、画角を表わ
している。
【０１１２】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、Ｒを近軸曲率半径、ｋ
を離心率、Ｂ，Ｃ，Ｄを各々非球面係数としたとき
方向にＨ軸、光の進行方向を正、Ｒを近軸曲率半径、ｋ
を離心率、Ｂ，Ｃ，Ｄを各々非球面係数としたとき
【０１１３】
【数５】
【０１１４】なる式で表わしている。
【０１１５】回折光学面（回折面）は前述の位相関数、
φ（ｈ）＝（２π／λｄ）・（Ｃ2・ｈ2＋Ｃ4・ｈ4＋・
・Ｃ2・i・ｈ2・i） の位相係数を与えることで表している。
・Ｃ2・i・ｈ2・i） の位相係数を与えることで表している。
【０１１６】また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１
０-z」を意味する。
０-z」を意味する。
【０１１７】そして、前述の各条件式と数値実施例にお
ける諸数値との関係を表−１に示す。
ける諸数値との関係を表−１に示す。
【０１１８】
【外１】
【０１１９】
【外２】
【０１２０】
【外３】
【０１２１】
【表１】
【０１２２】（実施形態４）次に実施形態１〜３に示し
たようなズームレンズを撮影光学系として用いたビデオ
カメラ（光学機器）の実施形態を図１３を用いて説明す
る。
たようなズームレンズを撮影光学系として用いたビデオ
カメラ（光学機器）の実施形態を図１３を用いて説明す
る。
【０１２３】図１３において、１０はビデオカメラ本
体、１１は実施形態１〜３で説明したいずれかのズーム
レンズによって構成された撮影光学系、１２は撮影光学
系１１によって被写体像を受光するＣＣＤ，ＣＭＯＳ等
の固体撮像素子（光電変換素子）、１３は撮像素子１２
が受けた被写体像を記録する記録手段、１４は不図示の
表示素子に表示された被写体像を観察するためのファイ
ンダーである。表示素子は液晶パネル等によって構成さ
れ、撮像素子１２上に形成された被写体像が表示されて
いる。
体、１１は実施形態１〜３で説明したいずれかのズーム
レンズによって構成された撮影光学系、１２は撮影光学
系１１によって被写体像を受光するＣＣＤ，ＣＭＯＳ等
の固体撮像素子（光電変換素子）、１３は撮像素子１２
が受けた被写体像を記録する記録手段、１４は不図示の
表示素子に表示された被写体像を観察するためのファイ
ンダーである。表示素子は液晶パネル等によって構成さ
れ、撮像素子１２上に形成された被写体像が表示されて
いる。
【０１２４】このように本発明のズームレンズをビデオ
カメラ等の光学機器に適用することにより、小型で高い
光学性能を有する光学機器が実現できる。
カメラ等の光学機器に適用することにより、小型で高い
光学性能を有する光学機器が実現できる。
【０１２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
全変倍範囲において高い光学性能を持ったズームレンズ
及びそれを有する光学機器を達成することができる。
全変倍範囲において高い光学性能を持ったズームレンズ
及びそれを有する光学機器を達成することができる。
【図１】 数値実施例１のズームレンズの広角端におけ
るレンズ断面図
るレンズ断面図
【図２】 数値実施例１のズームレンズの広角端におけ
る収差図
る収差図
【図３】 数値実施例１のズームレンズの中間のズーム
位置における収差図
位置における収差図
【図４】 数値実施例１のズームレンズの望遠端におけ
る収差図
る収差図
【図５】 数値実施例２のズームレンズの広角端におけ
るレンズ断面図
るレンズ断面図
【図６】 数値実施例２のズームレンズの広角端におけ
る収差図
る収差図
【図７】 数値実施例２のズームレンズの中間のズーム
位置における収差図
位置における収差図
【図８】 数値実施例２のズームレンズの望遠端におけ
る収差図
る収差図
【図９】 数値実施例３のズームレンズの広角端におけ
るレンズ断面図
るレンズ断面図
【図１０】 数値実施例３のズームレンズの広角端にお
ける収差図
ける収差図
【図１１】 数値実施例３のズームレンズの中間のズー
ム位置における収差図
ム位置における収差図
【図１２】 数値実施例３のズームレンズの望遠端にお
ける収差図
ける収差図
【図１３】 本発明の光学機器の要部断面図
【図１４】 単層構造の回折光学素子の断面図
【図１５】 単層構造の回折光学素子の回折効率の説明
図
図
【図１６】 積層構造の回折光学素子の断面図
【図１７】 積層構造の回折光学素子の回折効率の説明
図
図
【図１８】 積層構造の回折光学素子の断面図
【図１９】 数値実施例１の回折光学部への入射角を示
す図
す図
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｌ５ 第５レンズ群
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＭ メリディオナル像面
ΔＳ サジタル像面
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
Ｇ ガラスブロック
─────────────────────────────────────────────────────
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Ｆターム(参考） 2H049 AA03 AA04 AA43 AA50 AA51
AA53 AA55 AA63 AA64
2H087 KA02 KA03 MA15 MA16 PA10
PA11 PA16 PA20 PB13 PB15
PB16 QA02 QA06 QA07 QA17
QA21 QA25 QA32 QA39 QA41
QA42 QA45 RA05 RA12 RA13
RA31 RA32 RA42 RA44 RA46
SA23 SA27 SA29 SA32 SA43
SA47 SA49 SA53 SA55 SA63
SA65 SA72 SA74 SA76 SB04
SB15 SB24 SB33 SB34 SB44
SB45
Claims (17)
- 【請求項１】 物体側より順に、ズーミングのために移
動しない正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際し
て光軸方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群を有す
るズームレンズにおいて、該第１レンズ群は物体側に凸
状の貼合せ面を有し、該貼合せ面に回折格子により構成
される回折光学部が設けられていることを特徴とするズ
ームレンズ。 - 【請求項２】 前記回折光学部は互いに分散の異なる材
料より成る複数の回折格子の積層構造により構成されて
いることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。 - 【請求項３】 前記貼合せ面の曲率半径をＲＤ、第１レ
ンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、 ０．５ ＜ ＲＤ／ｆ１ ＜ １．２ なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２記
載のズームレンズ。 - 【請求項４】 前記貼合せ面は、物体側より順に負レン
ズと正レンズから成る貼合せレンズの貼合せ面であるこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の
ズームレンズ。 - 【請求項５】 物体側より順に、正の屈折力の第１レン
ズ群、ズーミングに際して光軸方向に移動する負の屈折
力の第２レンズ群を有するズームレンズにおいて、 該第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向
けた負メニスカスレンズと正レンズから成る貼合せレン
ズを有し、該貼合せレンズの貼合せ面に回折格子により
構成される回折光学部が設けられており、該貼合せ面の
曲率半径をＲＤ、該第１レンズ群の焦点距離をｆ１とす
るとき、 ０．５ ＜ ＲＤ／ｆ１ ＜ １．２ なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 【請求項６】 ｄ線の波長をλｄ、光軸からの距離をｈ
として、前記回折光学部によって波面に与えられる位相
が、 φ（ｈ）＝（２π／λｄ）・（Ｃ2・ｈ2＋Ｃ4・ｈ4＋・
・Ｃ2・i・ｈ2・i） で表わされ、全系の望遠端での焦点距離をｆｔ、望遠端
でのＦナンバーをＦｎｏＴとするとき、 −０．０１ ＜ Ｃ2・（ｆｔ／ＦｎｏＴ）＜ ０ なる条件を満足することを特徴とする請求項１から５の
いずれか１項に記載のズームレンズ。 - 【請求項７】 前記第２レンズ群の像側に、ズーミング
のために移動しない第３レンズ群を有することを特徴と
する請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレン
ズ。 - 【請求項８】 前記第２レンズ群の像側に、ズーミング
のために移動しない第３レンズ群と、ズーミングに際し
て光軸方向に移動する正の屈折力の第４レンズ群を有す
ることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記
載のズームレンズ。 - 【請求項９】 前記第２レンズ群の像側に、ズーミング
のために移動しない第３レンズ群と、ズーミングに際し
て光軸方向に移動する負の屈折力の第４レンズ群を有す
ることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記
載のズームレンズ。 - 【請求項１０】 前記第２レンズ群の像側に、ズーミン
グのために移動しない第３レンズ群と、ズーミングに際
して光軸方向に移動する負の屈折力の第４レンズ群と、
正の屈折力の第５レンズ群を有することを特徴とする請
求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 【請求項１１】 前記回折光学部に入射する光線の入射
角度は、全ズーム域において±１５度の範囲内であるこ
とを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載
のズームレンズ。 - 【請求項１２】 前記回折光学部は、３度から１０度の
入射角で入射する光線に対して回折効率が最も高くなる
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記
載のズームレンズ。 - 【請求項１３】 前記回折光学部は１以上の回折格子で
構成され、このうち１つの回折格子は中心部から周辺部
に行くに従って格子高さが変化する領域を有しているこ
とを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載
のズームレンズ。 - 【請求項１４】 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、
全系の広角端と望遠端での焦点距離を各々ｆｗ，ｆＴと
するとき 【数１】 なる条件を満足することを特徴とする請求項１から１３
のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 【請求項１５】 前記第２レンズ群の像側に、変倍のた
めには移動せず、像を安定化するために光軸と垂直な方
向の成分を持つように移動する第３レンズ群と、該第３
レンズ群の更に像側に変倍にために光軸方向に移動する
少なくとも１つのレンズ群を有し、望遠端でかつ無限遠
物体に対する第３レンズ群の倍率をβ３、第３レンズ群
より像側の光学系の倍率をβｒとするとき、 ０．５＜｜（１−β３）・βｒ｜＜３ なる条件を満足することを特徴とする請求項１から１４
のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 【請求項１６】 光電変換素子上に像を形成することを
特徴とする請求項１乃至１５いずれか１項のズームレン
ズ。 - 【請求項１７】 請求項１乃至１６のいずれか１項のズ
ームレンズを有することを特徴とする光学機器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002016946A JP2003215452A (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
| US10/351,570 US6763186B2 (en) | 2002-01-25 | 2003-01-24 | Zoom lens, and camera incorporating such zoom lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002016946A JP2003215452A (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005217473A Division JP4182089B2 (ja) | 2005-07-27 | 2005-07-27 | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
| JP2005217472A Division JP4182088B2 (ja) | 2005-07-27 | 2005-07-27 | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003215452A true JP2003215452A (ja) | 2003-07-30 |
| JP2003215452A5 JP2003215452A5 (ja) | 2005-04-07 |
Family
ID=27652816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002016946A Pending JP2003215452A (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003215452A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
- 2002-01-25 JP JP2002016946A patent/JP2003215452A/ja active Pending
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