JP2016173439A

JP2016173439A - 望遠レンズ

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Publication number: JP2016173439A
Application number: JP2015052973A
Authority: JP
Inventors: 裕人安井; Hiroto Yasui
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2016-09-29

Abstract

【課題】望遠レンズにおいて、レンズ全長短縮及び軽量化と色収差補正の両立なされた撮影光学系を提供すること。【解決手段】物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群、無限遠物体から至近物体への合焦変化に伴い、光軸方向に移動する負の屈折力の第2レンズ群、開口絞り、第3レンズ群で構成される望遠レンズにおいて、前記第1レンズ群は、正レンズG1、正レンズと負レンズから成る接合レンズG23、そして正レンズ、負レンズを少なくとも1つ以上有しているとともに、下記の条件式を満足することを特徴とする。0.50 ＜(1/Fno) * (LTOT/f) * (fB1/LG1G23) ＜ 3.00 ------------（1）0.01 ＜(fG1/fG23)＜ 1.00 ------------（2）【選択図】図1

Description

本発明は、撮影光学系に関し、例えば銀塩写真用カメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の光学機器に好適な望遠レンズに関する。

一般に、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いられる光学系では、レンズ全長を短縮し光学系全体の小型・軽量化を図る程、諸収差、特に軸上及び倍率色収差が低下し、光学性能が低下する傾向にある。特にレンズ全長の短縮化を図った望遠タイプの光学系では、焦点距離が長くなる程、色収差が低下してしまうという課題があった。

このような色収差の発生を低減する方法として、低分散硝材を正レンズに高分散硝材を負レンズに用いることが周知のこととして挙げられる。これらの硝材を組合せて用いることで、2つの波長の色収差（所謂1次の色収差）を低減することが可能である。更に、異常分散特性を有した硝材（例えば蛍石等やS-FPL51(株式会社オハラの商品名)）を用いることで、3つ以上の波長の色収差（所謂2次の色収差）を低減する提案が、特許文献1等に開示されている。

特許文献1では、望遠レンズにおける色消し効果を最大限に発揮するために、補正効果の大きい軸上光線の通る高さの高い箇所、つまりより物体側に配置されたレンズに、前記異常分散硝材を用いることで、所望の色収差補正を実現している。

一方、光学系の色収差を含めた諸収差を補正しつつ、レンズ重量を軽量化する方法として、レンズ面や光学系の一部に、回折作用を有する回折光学素子を用いる方法が良く知られている。この方法は、前記回折光学素子が有する通常硝材と異なる負の分散特性(νd=-3.453)や強い異常部分分散性（θgF=0.296）を利用することで、通常の光学硝材ではできない強力な色消しを可能としている。この回折光学素子を望遠レンズに用い色収差を低減している提案は、特許文献2等で開示されている。

特許文献2では、回折光学素子の特長である強力な色消し効果を用い、球面収差やコマ収差といった諸収差にほとんど影響を与えずに、色収差を補正している。また回折光学素子が色消し効果と併せ持つ、回折格子の格子ピッチを制御することによって得られる非球面効果を有効に利用することで、望遠レンズを構成する他の球面レンズに収差的余裕が生じる。それに伴い、球面レンズに使用する硝材選択の自由度が増えるので、望遠レンズにおいてガラス重量の大半を占めるより物体側のレンズに、比較的比重の軽い硝材を使用でき、光学系全系の軽量化を実現している。

特開平09-145996号公報特開2006-317605号公報

一般的に、望遠レンズにおいて、レンズ全長短縮と色収差補正の両立を図ろうとすると、収差補正上、より物体側のレンズに回折光学素子若しくは異常分散硝材の使用が必要となってくる。

前記特許文献1においては、物体側に配置されたレンズに異常分散硝材を用いることで、色収差補正を行っているが、異常分散硝材は通常硝材より比重が重いため、光学系全系でのガラス重量が重くなってしまうという課題があった。

一方特許文献2においては、物体側に配置されたレンズに回折光学素子と比較的比重の軽い硝材を用いることで、色収差補正と軽量化の両立を図っている。しかし、比重の軽い硝材は一般的に異常分散特性にやや欠け、回折光学素子では補正しきれない色収差をアシスト的に補正できないという課題があった。

前記特許文献1、2の両者の課題を解決するには、回折光学素子の有無に関わらず、異常分散特性を有した硝材から成る色消し作用を持つ接合レンズを、収差補正上効果のある範囲内で、より物体側から遠ざけた箇所（より像面側）に配置できれば良いことになる。

そこで、本発明は、上記課題を鑑み、望遠レンズにおいて、レンズ全長短縮及び軽量化と色収差補正を両立しながら、異常分散硝材から成る接合レンズの配置箇所をより像面側にすることで、光学系自体の小型・軽量化もなされた撮影光学系を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群、無限遠物体から至近物体への合焦変化に伴い、光軸方向に移動する負の屈折力の第2レンズ群、開口絞り、第3レンズ群で構成される望遠レンズにおいて、前記第1レンズ群は、正レンズG1、正レンズと負レンズから成る接合レンズG23、そして正レンズ、負レンズを少なくとも1つ以上有しているとともに、下記の条件式を満足することを特徴としている。

0.50 ＜(1/Fno) * (L_TOT/f) * (f_B1/L_G1G23) ＜ 3.00 ------------（1）
0.01 ＜(f_G1/f_G23)＜ 1.00 ------------（2）
ここで、Fnoは光学系全系の無限遠物体時のFナンバー、L_TOTは光学系全系の無限遠物体時における光学全長、fは光学系全系の無限遠物体時の焦点距離、f_B1は第1レンズ群の焦点距離、L_G1G23は第1レンズ群内の最も物体側にある正レンズG1と2番目にある接合レンズとの光軸上の距離、f_G1は第1レンズ群内の前記正レンズG1の焦点距離、f_G23は第1レンズ群内の前記接合レンズG23の焦点距離を各々表している。

本発明によれば、望遠レンズにおいて、異常分散特性を有した硝材から成る接合レンズと非球面を適切な箇所に適切な屈折力で用いることで、色収差の補正と光学系全系での小型化及び軽量化の両立がなされた光学系を提供することができる。

本発明の実施例1のレンズ断面図本発明の実施例1における無限遠物体時の収差図本発明の実施例2のレンズ断面図本発明の実施例2における無限遠物体時の収差図本発明の実施例3のレンズ断面図本発明の実施例3における無限遠物体時の収差図本発明の実施例4のレンズ断面図本発明の実施例4における無限遠物体時の収差図本発明に係る2積層型回折光学素子の説明図本発明に係る3積層型回折光学素子の説明図本発明に係る密着2層型回折光学素子の説明図本発明に係る2積層型回折光学素子の回折効率の波長依存特性を説明するグラフ図本発明に係る3積層型回折光学素子の回折効率の波長依存特性を説明するグラフ図本発明に係る密着2層型回折光学素子の回折効率の波長依存特性を説明するグラフ図本発明に係る非球面形状を説明するための簡略図

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

最初に、本発明に係る望遠レンズの特徴について説明する。本発明の望遠レンズは、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群、無限遠物体から至近物体への合焦変化に伴い、光軸方向に移動する負の屈折力の第2レンズ群、開口絞り、第3レンズ群で構成される望遠レンズである。尚、前記開口絞りの具体的な配置は、第3レンズ群の物体側寄りに隣接している。前記第1レンズ群のレンズ構成は、正レンズG1、正レンズと負レンズから成る接合レンズG23、そして正レンズ、負レンズを少なくとも1つ以上有した構成になっている。

前記接合レンズG23は、正レンズG2と負レンズG3で構成されており、前記正レンズG2に異常分散特性を有した硝材を用いることで、光学系全系での色収差の補正を行っている。しかし、光学系全系の色収差の補正に注力し過ぎると、接合レンズG23はより物体側に近づいてしまい、大口径になりガラス重量が重くなってしまう。特に正レンズG2には異常分散硝材を用いており、通常硝材よりも比重が大きいので、尚更である。

そこで、前記正レンズG1に適切な屈折力を与えながら、第1レンズ群を構成するレンズのいずれかのレンズ面に非球面を設けることで、色収差以外の基本収差、特に球面収差とコマ収差を補正する。前記非球面による収差補正効果によって、余裕が出た各球面レンズの収差補正能力を、より色収差補正に活用させることで、正レンズG1と接合レンズG23の距離を離している。そうすることで、接合レンズG23を小口径化することができ、ガラス重量を低減しながらの色収差補正の両立を実現している。

次に本発明の各条件式についてより詳細に説明する。

前述の通り、色収差補正と接合レンズG23の小口径化に伴う軽量化の両立を実現するためには、正レンズG1と接合レンズG23は下記の条件式(1)、(2)を満足することである。

0.50 ＜(1/Fno) * (L_TOT/f) * (f_B1/L_G1G23) ＜ 3.00 ------------（1）
0.01 ＜(f_G1/f_G23)＜ 1.00 ------------（2）
ここで、Fnoは光学系全系の無限遠物体時のFナンバーを、L_TOTは光学系全系の無限遠物体時における光学全長を、fは光学系全系の無限遠物体時の焦点距離を各々表している。更に、f_B1は第1レンズ群の焦点距離を、L_G1G23は第1レンズ群内の最も物体側にある正レンズG1と2番目にある接合レンズとの光軸上の距離を、f_G1は第1レンズ群内の前記正レンズG1の焦点距離を、f_G23は第1レンズ群内の前記接合レンズG23の焦点距離を各々表している。

前記条件式（1）は、本発明が対象とする望遠レンズの第1レンズ群内における、最も物体側にある正レンズG1と2番目の位置にある接合レンズG23との光軸上の距離を規定する条件式である。また条件式（2）は、前記正レンズG1と接合レンズG23の屈折力の関係を規定する条件式である。

前記条件式（1）の上限値を超えると、正レンズG1と接合レンズG23の光軸上の距離が近くなり過ぎ、色収差の補正上は有利な方向に進むが、光学系のレンズ重量が重くなり過ぎるので、好ましくない。一方、条件式（1）の下限値を超えると、正レンズG1と接合レンズG23の光軸上の距離が遠くなり過ぎ、光学系のレンズ重量は軽くなる方向であるが、光学系全系での色収差が補正しきれなくなるので、好ましくない。

前記条件式（2）の上限値を超えると、正レンズG1の屈折力が弱くなり過ぎ、接合レンズG23との光軸上の距離をとれなくなるので、好ましくない。一方、条件式（2）の下限値を超えると、接合レンズG23の屈折力が弱くなり過ぎ、光学系全系の色収差を補正しきれなくなるので、好ましくない。また正レンズG1の屈折力も強くなり過ぎるので、G1レンズ単体の偏芯敏感度が高くなり過ぎので、好ましくない。

下記の条件式の範囲内にあることが、色収差補正上と光学系の小型・軽量化の観点から望ましい。

0.60 ＜(1/Fno) * (L_TOT/f) * (f_B1/L_G1G23) ＜ 2.80 ------------（1-1）
0.05 ＜(f_G1/f_G23)＜ 0.80 ------------（2-1）
更に、下記に範囲内にあることが望ましい。

0.70 ＜(1/Fno) * (L_TOT/f) * (f_B1/L_G1G23) ＜ 2.60 ------------（1-2）
0.075 ＜ (f_G1/f_G23)＜ 0.60 ------------（2-2）
前記条件式（1）、（2）を満足した上で、下記の条件式（3）から（5）を満足することが、前記接合レンズG23が色収差補正上効果を発揮するために、好ましい。

まず接合レンズG23は、正レンズG2と負レンズG3で構成されているとともに、下記の条件式（3）から（5）を満足する硝材を用いていることである。

80 ＜ νd_G2 ＜ 100 --------------(3)
0.45 ＜ θgF_G2 ＜ 0.65 --------------(4)
35 ＜ νd_G3 ＜ 55 --------------(5)
ここで、νd_G2は前記接合レンズG23を構成する正レンズG2に用いる硝材のアッベ数を、θgF_G2は正レンズG2のg線、C線、F線の屈折率を各々ng_G2、nC_G2、nF_G2とした際、θgF_G2=(ng_G2-nF_G2)/(nF_G2-nC_G2)を満足する部分分散の値である。そしてνd_G3は、前記接合レンズG23を構成する負レンズG3に用いる硝材のアッベ数を各々表している。

前記条件式（3）、（4）は、接合レンズG23を構成する正レンズG2に用いる硝材の材料特性、アッベ数とg線とF線に関する部分分散特性の範囲を規定する条件式である。また条件式（5）は、接合レンズG23を構成する負レンズG3に用いる硝材の材料特性、アッベ数の範囲を規定する条件式である。

前記条件式（3）の上限値を超えると、前記正レンズG2に用いる硝材の材料特性が低分散になり過ぎ、接合レンズとして色収差の補正を行うには、接合レンズの相手側の負レンズG3も低分散にしなければならない。しかしながら、所望の色収差に補正するための負レンズG3に必要となる実硝材が存在しなくなるので、好ましくない。一方、条件式（3）の下限値を超えると、前記正レンズG2に用いる硝材の材料特性が高分散になり過ぎ、所望の色収差に補正できなくなるので、好ましくない。

前記条件式（4）の上限値を超えると、前記正レンズG2に用いる硝材の材料特性が高θgFになり過ぎ、g線で発生する色収差が接合レンズの相手側の負レンズG3で補正しきなくなり、光学系全体でもg線の色収差が残存してしまうので、好ましくない。一方、条件式（4）の下限値を超えると、前記正レンズG2に用いる硝材の材料特性が低θgFになり過ぎ、g線の色収差が補正不足になってしまうので、好ましくない。

前記条件式（5）の上限値を超えると、前記負レンズG3に用いる硝材の材料特性が低分散になり過ぎ、接合レンズとして色収差の補正を行うには、接合レンズの相手側の正レンズG2も低分散にしなければならない。しかしながら、所望の色収差に補正するための正レンズG2に必要となる実硝材が存在しなくなるので、好ましくない。一方、条件式（5）の下限値を超えると、前記負レンズG3に用いる硝材の材料特性が高分散になり過ぎ、所望の色収差に補正できなくなるので、好ましくない。

色収差の補正上、下記の条件式の範囲内にあることが、更に望ましい。

80.5 ＜ νd_G2 ＜ 98 --------------(3-1)
0.48 ＜ θgF_G2 ＜ 0.62 --------------(4-1)
37 ＜ νd_G3 ＜ 53 --------------(5-1)
更に、下記の範囲であることが望ましい。

81 ＜ νd_G2 ＜ 96 --------------(3-2)
0.50 ＜ θgF_G2 ＜ 0.60 --------------(4-2)
39 ＜ νd_G3 ＜ 50 --------------(5-2)
次に、下記の条件式（6）、（7）を満足することが、色収差以外の諸収差、特に球面収差やコマ収差を補正する上で好ましい。

本発明が対象とする望遠レンズにおいて、第1レンズ群を構成するレンズの少なくとも1つのレンズ面に非球面を有し、前記非球面形状はレンズの光軸中心から径方向の周辺に向かうに連れ、負の屈折力を強めているとともに、下記の条件式（6）、(7)を満足している。

1.00×10^-4＜｜dsag /f_asph｜＜ 2.50×10^-3 --------------(6)
０.50 ＜| h_asp / hb_asp | ＜ 1.50 --------------(7)
ここで、dsagは前記非球面を設けたレンズ面の光線有効径位置における近軸球面から光軸に沿った方向へのずれ量を、f_asphは非球面を設けたレンズ面を有するレンズの焦点距離を表している。またh_aspは前記非球面を有するレンズ面に入射する軸上近軸光線の光軸からの高さを、hb_ashpは同様に非球面を有するレンズ面に入射する瞳近軸光線の光軸からの高さを各々表している。

前記条件式（6）は、光線有効径位置における近軸球面から光軸に沿った方向へのずれ量（非球面量）を規定する条件式である。また条件式（7）は、前記非球面を設けるレンズ面の位置を規定する条件式である。ここで、前記条件式(6)の各変数の関係について説明するために、図15を用いる。

図15は前記条件式(6)の、非球面を設けたレンズ面の光線有効径位置における近軸球面から光軸に沿った方向へのずれ量(dsag)を説明するための簡略図である。図15は非球面を設けたレンズ面の形状を表しており、縦方向はレンズ面の径方向を、横軸は光軸方向を各々表している。また説明を簡単にするために、前記非球面を有するレンズ面は前記縦軸と横軸が交わる原点を通過する形状を想定する。まず、ここでいう光線有効径位置とは、本発明が対象とする光学系にこの非球面を用いた際、前記非球面を設けたレンズ面を通過する光線の内、径方向において最も外側を通過する光線の位置を表している。次に近軸球面とは、前記非球面形状の内球面成分のみで表せる形状であり、後述する非球面形状の式（X(h)）において各係数が0になった状態である（図15中の点線）。そして、光線有効径位置における近軸球面から光軸に沿った方向へのずれ量(dsag)とは、前記光線有効径位置における非球面形状の光軸方向の位置と近軸球面の光軸方向の位置の差分を表している。

前述の通り、いずれのレンズ面に設けても、レンズの光軸中心（径中心）から径周辺部に向かって、近軸球面から光軸に沿った方向へのずれ量（非球面）は単調増加する（負の屈折力が増す）方向にある。このような形状にする理由は、次の通りである。光学系のレンズ全長を短縮化するために、各球面レンズ面の曲率半径をきつくすることで、発生する球面収差及びコマ収差を補正しようと働く。しかし、各球面レンズ面の曲率半径をきつくすると発生する弊害、例えば各レンズを射出する光線の波長によるずれ（色ずれ）等が挙げられる。これを緩和するために、非球面を設けることで、各レンズ面の特に周辺部を通過する軸上光線及び周辺光線を所望の方向に飛ばすことできるので、各球面レンズの曲率半径を緩和することができる。

前記条件式（6）の上限値を超えると、前記近軸曲面に対する光軸方向のずれ量（非球面量）が大きくなり過ぎ、球面収差の補正をし過ぎることによって像面湾曲が低下してしまうので、好ましくない。また非球面量が大きくなり、非球面製造誤差による光学性能低下も懸念されるので、好ましくない。一方、条件式（6）の下限値を超えると、近軸曲面に対する光軸方向のずれ量（非球面量）が小さくなり過ぎ、所望の球面収差及びコマ収差の補正ができなくなるので、好ましくない。

次に、前記条件式（7）の上限値を超えると、第1レンズ群内のより物体側に配置することを意味しており、それを満足する箇所が存在しなくなるので、好ましくない。一方、条件式（7）の下限値を超えると、第1レンズ群内のより像面側（開口絞り側）に配置することを意味しており、非球面を入射する軸上光線から軸外光線までが不均一な箇所に設けなければならなくなる。それに伴い、所望の方向に光線が飛ばせなくなり、所望の球面収差及びコマ収差を得られなくなるので、好ましくない。

更に、下記の条件式の範囲内にあることが、色収差以外の諸収差、特に球面収差とコマ収差をより補正する上で、望ましい。

1.25×10^-4＜ (dsag /f_asph) ＜ 2.25×10^-3--------------(6-1)
０.55 ＜| h_asp / hb_asp | ＜ 1.25 --------------(7-1)
更に、下記の範囲内にあることが、望ましい。

1.50×10^-4＜ (dsag /f_asph) ＜ 2.00×10^-3 --------------(6-2)
０.60 ＜| h_asp / hb_asp | ＜ 1.00 --------------(7-2)
上記条件式（1）から（7）を満足することで、本発明の光学系を実現可能であるが、更なる色収差の改善を目指す上で回折光学素子を用いることは有効である。前記回折光学素子を本発明の望遠レンズに用いる際、下記の条件式を満足することが、より好ましい。

前記望遠レンズにおいて、第1レンズ群の接合レンズの接合面に回折光学面を設けるとともに、下記の条件式を満足することである。

0.01 ＜f / fdoe ＜ 0.10 --------------(8)
0.50 ＜ | h_doe/ hb_doe | ＜ 1.50 --------------(9)
ここで、f_doeは回折光学素子の回折面における焦点距離を、h_doeは前記望遠レンズの第1レンズ群内の回折光学素子の回折面に入射する軸上近軸光線の光軸からの高さを、hb_doeは同様に前記回折面に入射する瞳近軸光線の光軸からの高さを各々表している。

前記条件式（8）は、前記回折光学素子の回折面における屈折力の範囲を規定する条件式である。また条件式（9）は、前記回折面を設けるレンズ面の範囲を規定する条件式である。

前記条件式（8）の上限値を超えると、前記回折面における屈折力が強くなり過ぎ、回折面における色収差発生成分を、他の球面レンズ系の色収差発生成分でキャンセルできなくなるので、好ましくない。また回折面における屈折力が強くなることによって、回折面が発生源となるフレアも増大するので、好ましくない。一方、条件式（8）の下限値を超えると、回折面における屈折力が弱くなり過ぎ、所望の色収差補正ができなくなるので、好ましくない。

前記条件式（9）の上限値を超えると、前記回折面を設ける箇所がより像面側（開口絞り側）に配置することになり、所望の色収差を得るためには回折面における屈折力を強くしなければならず、フレアの観点から好ましくない。一方、条件式（9）の下限値を超えると、前記回折面を設ける箇所がより物体側に配置することになり、撮影光以外の画面外から光が直接回折面に当たり易くなり、よりフレアが低下する方向にあるので、好ましくない。

更に、下記の条件式の範囲内にあることが、回折光学素子の回折面におけるフレアと色収差補正の両立する上で、望ましい。

0.02 ＜f / fdoe ＜ 0.08 --------------(8-1)
0.60 ＜ | h_doe/ hb_doe | ＜ 1.25 --------------(9-1)
更に、下記の範囲内にあることが、望ましい。

0.03 ＜f / fdoe ＜ 0.06 --------------(8-2)
0.70 ＜ | h_doe/ hb_doe | ＜ 1.00 --------------(9-2)
以上で、本発明の各条件式について説明した。

次に本発明の各実施形態について図面を用いて説明する。

図1、3、5、7はそれぞれ第1乃至第4の実施の形態に係る光学系を示す断面模式図であり、図2、4、6、8はそれぞれ第1乃至第4の実施の形態に係る光学系の無限遠物体時の収差図である。

各断面模式図において、Sは開口絞りを、Oは光軸を、IPは像面を、Gはドロップインフィルタ等のガラスブロックを表している。L1は第1レンズ群を、L2は第2レンズ群を、L3は第3レンズ群を各々表している。またLdoeは回折面を有する回折光学素子を、Asphは非球面を、Lfo(L2)はフォーカスレンズを、LISは手ぶれ補正レンズを各々表している。またG1は第1レンズ群L1内の最も物体側に配置された正レンズを、G23は前記正レンズG1の1つ像面側にある接合レンズを表している。

また、各球面収差図において、実線はd線、二点鎖線はg線を表し、また各非点収差図においては、実線はd線のサジタル光線（ΔS）、点線はd線のメリディオナル光線（ΔM）を各々表している。更に倍率色収差図においては、二点鎖線はg線を各々表し、FnoはFナンバー、ωは半画角を各々表している。

次に、各実施例について説明する。

［実施例1］
本発明の実施例1は、超望遠レンズ（焦点距離400mm、Fno4.0）であり、図1に物体距離無限遠におけるレンズ断面図を示している。図1において、第1レンズ群L1は正の屈折力を、第2レンズ群L2は負の屈折力を、第3レンズ群L3は負の屈折力を各々有している。本発明に係る回折光学素子Ldoeは、前記前側レンズ群LF内の物体側から数えて4番目の負レンズと5番目の正レンズから成る接合レンズであり、その接合面に回折光学面を設けている。また前記回折面における屈折力は、正の屈折力を有している。また非球面は前記正レンズG1の物体側のレンズ面に有しており、レンズ光軸中心（径中心）から径周辺にかけて、負の屈折力を強める形状になっている。

更に、第1レンズ群L1内の接合レンズG23は、正レンズG2と負レンズG3から成っていて、使用している硝材は各々S-FPL51、S-LAH66（ともに株式会社オハラの商品名）であり、両者が一方の光学面で接した接合レンズを形成している。このような硝材の組合せにすることによって、光学系全系での色収差を補正している。また、ここで用いる硝材は前述の条件式（3）から（5）を満足する光学材料であれば、これに限らない。

また無限物点から至近距離物点へのフォーカシングは、前記前側レンズ群LF内の最も像面側の接合レンズLfoを像面側へ移動させることで行っている。更に後側レンズ群LR内のレンズユニット(LIS)を光軸Oと略垂直方向に移動させることにより、手ぶれ等による画像のぶれを補正することが可能である。

前記図1の実施例1の物体距離無限遠における収差図を図2に示す。図2より明らかなように、諸収差、特に色収差と像面湾曲とも良好に補正されている。

本実施例1の光学系は、上述してきた各条件式を満足しており、第1レンズ群内に、回折光学素子、異常分散特性を有した硝材から成る接合レンズ、非球面を適切な箇所に適切な屈折力で用いることで、色収差の補正と小型・軽量化の両立がなされた望遠レンズを実現している。

［実施例2］
本発明の実施例2は、超望遠レンズ（焦点距離400mm、Fno4.0）であり、図3に物体距離無限遠におけるレンズ断面図を示している。図3において、第1レンズ群L1は正の屈折力を、第2レンズ群L2は負の屈折力を、第3レンズ群L3は負の屈折力を各々有している。前記実施例1との相違点としては、回折光学素子の回折面を接合レンズG23の接合面に設けていることであり、それ以外は基本的に同じである。また前記回折面における屈折力も、実施例1と同様に正の屈折力を有り、非球面に関しても径中心から径周辺に向かって負の屈折力を強める形状になっている。更に、接合レンズG23に用いた硝材の組合せも同様である。但し、ここで用いる硝材は前述の条件式（3）から（5）を満足する光学材料であれば、これに限らない。

残りの無限物点から至近距離物点へのフォーカシング及び手ぶれ等による画像のぶれを補正に関しても、実施例1と同じ箇所で同様な働きをなしている。

前記図3の実施例2の物体距離無限遠における収差図を図4に示す。図4より明らかなように、諸収差、特に色収差と像面湾曲とも良好に補正されている。

本実施例2の光学系も、上述してきた各条件式を満足しており、第1レンズ群内に、回折光学素子、異常分散特性を有した硝材から成る接合レンズ、非球面を適切な箇所に適切な屈折力で用いることで、色収差の補正と小型・軽量化の両立がなされた望遠レンズを実現している。

［実施例3］
本発明の実施例3は、超望遠レンズ（焦点距離400mm、Fno4.0）であり、図5に物体距離無限遠におけるレンズ断面図を示している。図5において、第1レンズ群L1は正の屈折力を、第2レンズ群L2は負の屈折力を、第3レンズ群L3は負の屈折力を各々有している。前記実施例1、2との相違点としては、非球面を設けた箇所が接合レンズG23の像面側のレンズ面であることであり、それ以外は基本的に同じである。また前記回折面における屈折力も、実施例1、2と同様に正の屈折力を有り、前記非球面に関しても径中心から径周辺に向かって負の屈折力を強める形状になっている。更に、接合レンズG23に用いた硝材の組合せも同様である。但し、ここで用いる硝材は前述の条件式（3）から（5）を満足する光学材料であれば、これに限らない。

前記図5の実施例3の物体距離無限遠における収差図を図6に示す。図6より明らかなように、諸収差、特に色収差と像面湾曲とも良好に補正されている。

本実施例3の光学系も、上述してきた各条件式を満足しており、第1レンズ群内に、回折光学素子、異常分散特性を有した硝材から成る接合レンズ、非球面を適切な箇所に適切な屈折力で用いることで、色収差の補正と小型・軽量化の両立がなされた望遠レンズを実現している。

［実施例4］
本発明の実施例4は、超望遠レンズ（焦点距離300mm、Fno2.8）であり、図7に物体距離無限遠におけるレンズ断面図を示している。図7において、第1レンズ群L1は正の屈折力を、第2レンズ群L2は負の屈折力を、第3レンズ群L3は正の屈折力を各々有している。本実施例4は前記実施例1から3とは異なり、回折光学素子Ldoeを用いていない。また接合レンズG23に用いた硝材の組合せは、正レンズG2には蛍石、負レンズG3にはS-NBH5(株式会社オハラの商品名)の組合せであるが、収差補正の働きは前記実施例1から3と同じである。但し、ここで用いる硝材は前述の条件式（3）から（5）を満足する光学材料であれば、これに限らない。それ以外については基本的に同じである。

本実施例4の光学系も、上述してきた各条件式を満足しており、第1レンズ群内に、異常分散特性を有した硝材から成る接合レンズ、非球面を適切な箇所に適切な屈折力で用いることで、色収差の補正と小型・軽量化の両立がなされた望遠レンズを実現している。

次に本発明で用いる回折光学素子の構成について説明する。

回折光学素子の構成としては、図9に示すような空気層を挟んだ2積層構成のものや、同じく図10に示すような空気層を挟んだ3積層構成のもの、図11に示すような同一の格子厚で2つの層が密着した密着2層構成のもの等が適用可能である。

前記図9では、ガラス基板4上に紫外線硬化樹脂からなる第1の回折格子6を形成し、もう1つのガラス基板5上に前記と異なる紫外線硬化樹脂からなる第2の回折格子7を形成し、間隔Dの空気層8を介して近接配置した構成になっている。これら2つの回折格子を合わせて、1つの回折光学素子としての働きをなしている。この時、第1の回折格子6の格子厚はd1、第2の回折格子6の格子厚はd2である。格子の向きは、前記第1の回折格子6は上から下に向かうに連れ格子厚が単調減少するが、一方第2の回折格子7は上から下に向かうに連れ格子厚が単調増加する方向である。また、図9に示したように入射光を左側から入れると、右斜め下方向に進むのが1次光であり、直進するのが0次光である。

図12に、図9に示す2積層構成の回折光学素子における設計次数である1次回折光及び設計次数±1次である0次回折光、2次回折光の回折効率の波長依存特性を示す。図12において、縦軸は回折効率（%）を、横軸は波長(nm)を各々表している。尚、今後出てくる図13、206も同様の表記となっている。素子構成としては、第1の回折格子6の材料は(nd1,νd1)=(1.636,22.8)で格子厚d1=7.88μm、第2の回折格子7の材料は(nd2,νd2)=(1.524,51.6)で格子厚d2=10.71μmで、空気間隔D1=1.5μmとしている。また図9には不図示であるが、格子ピッチP=200μmである。（図10、203も同様）前記図12からわかるように、設計次数光(1次光)の回折効率は使用波長全域で約90%以上の高い回折効率で、不要回折次数光（0、2次光）の回折効率も使用波長全域で約5%以下と抑制されている。

前記図10では、ガラス基板4上に紫外線硬化樹脂からなる第1の回折格子6を形成し、もう1つのガラス基板5上に前記と同じ紫外線硬化樹脂からなる第2の回折格子7を形成し、前記回折格子7を異なる紫外線硬化樹脂9で埋めた構成になっている。そして前記第1の回折格子6と第2の回折格子(7)を、間隔Dの空気層8を介して近接配置させている。これら2つの回折格子を合わせて、1つの回折光学素子としての働きをなしている。この時、第1の回折格子6の格子厚はd1、第2の回折格子7の格子厚はd2である。

格子の向きは、前記第1の回折格子6及び第2の回折格子7とも上から下に向かうに連れ格子厚が単調増加する方向である。また、図10に示したように入射光を左側から入れると、右斜め下方向に進むのが1次光であり、直進するのが0次光である。

図13に、図10に示す3積層構成の回折光学素子における設計次数である1次回折光及び設計次数±1次である0次回折光、2次回折光の回折効率の波長依存特性を示す。素子構成としては、第1の回折格子6の材料は(nd1,νd1)=(1.636,22.8)で格子厚d1=2.83μm、第2の回折格子7の材料は(nd2-1,νd2-1)=(1.524,51.6)と(nd2-2,νd2-2)=(1.636,22.8)で格子厚d2=7.88μmで、空気間隔D=1.5μmとしている。また図10も図中には不図示であるが、格子ピッチP=200μmである。前記図13からわかるように、前記図12と同様に設計次数光(1次光)の回折効率は使用波長全域で約90%以上の高い回折効率で、不要回折次数光（0、2次光）の回折効率も使用波長全域で約5%以下と抑制されている。

前記図11では、ガラス基板4上に紫外線硬化樹脂からなる第1の回折格子6を形成し、もう1つのガラス基板5上に前記と異なる紫外線硬化樹脂からなる第2の回折格子7を形成し、それらを同じ格子厚d1で密着させた構成になっている。これら2つの回折格子を合わせて、1つの回折光学素子としての働きをなしている。格子の向きは、前記第1の回折格子6は上から下に向かうに連れ格子厚が単調増加するが、一方第2の回折格子7は上から下に向かうに連れ格子厚が単調減少する方向である。また、図11に示したように入射光を左側から入れると、右斜め下方向に進むのが1次光であり、直進するのが0次光である。

図14に、図11に示す密着2層構成の回折光学素子における設計次数である1次回折光及び設計次数±1次である0次回折光、2次回折光の回折効率の波長依存特性を示す。素子構成としては、第1の回折格子6の材料は(nd1,νd1)=(1.567,46.6)で、第2の回折格子7の材料は(nd2,νd2)=(1.504,16.3)で同一の格子厚d=9.29μmとしている。また図11中も図中には不図示であるが、格子ピッチP=200μmである。前記図14からわかるように、前記図12、図13より設計次数光(1次光)の回折効率は使用波長全域で約99.5%以上のかなり高い回折効率で、不要回折次数光（0、2次光）の回折効率も使用波長全域で約0.05%以下とかなり抑制されている。

前述のように、本発明に用いる回折光学素子について説明したが、回折効率等の基本性能が前述の回折光学素子と同等以上であれば、これに限定されるものではない。
前記回折光学素子は、光学面の上に設けられるのであるが、その光学面の曲率半径は球面若しくは平面あるいは非球面でも良い。また各本実施例では、前記回折光学素子が接合レンズの接合面に設けられているが、これに限定されるものではない。

本実施例における回折光学素子の製法としては、バイナリオプティクス形状をフォトレジストにより直接レンズ表面に成形する方法の他に、この方法によって作成した型を用いるレプリカ成形やモールド成形を行う方法が適用可能である。また、鋸状形状のキノフォームにすれば、回折効率が上がり、理想値に近い回折効率が期待できる。

最後に本発明の数値実施例について説明する。

各数値実施例において、riは物体側より第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、diは物体側より第ｉ番目の基準状態の軸上面間隔、ndiとνdｉは第ｉ番目の光学部材のd線における屈折率とアッべ数を各々表している。

また各実施例の回折光学面の位相形状ψは、回折光の回折次数をm、設計波長をλ0、光軸に対して垂直方向の高さをr、位相係数をCi(i=1,2,3…)としたとき、次式によって表される。

ψ（h, m） = (2π/mλ0)*（C1・r^2＋C2・r^4＋C3・r^6＋…）
更に、非球面形状は、Xを光軸方向の面頂点からの変位量、rを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、B、C、D、E…を各次数の非球面係数とした時、次式によって表される。

［数値実施例1］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1* 87.542 16.67 1.48749 70.2 95.19
2 2458.522 32.86 93.94
3 103.070 14.50 1.49700 81.5 70.86
4 -120.404 3.72 1.77250 49.6 68.81
5 357.292 5.97 64.52
6 75.395 2.66 1.78590 44.2 58.16
7(回折) 40.263 10.88 1.48749 70.2 53.26
8 141.783 (可変) 51.62
9 183.635 2.88 1.80809 22.8 35.18
10 -621.496 1.80 1.83400 37.2 34.41
11 64.869 0.00 32.69
12 ∞ (可変) 33.39
13(絞り) ∞ 8.91 25.61
14 72.397 1.30 1.84666 23.9 24.82
15 25.934 4.88 1.67300 38.1 24.48
16 -9590.123 0.50 24.48
17 52.474 3.89 1.80518 25.4 24.49
18 -113.808 1.30 1.74100 52.6 24.17
19 26.902 3.97 23.27
20 -61.247 1.30 1.88300 40.8 23.35
21 117.192 0.84 24.54
22 ∞ 0.00 24.35
23 48.435 8.95 1.58144 40.8 25.97
24 -22.100 1.80 1.59282 68.6 26.76
25 103.551 1.41 29.00
26 1281.063 1.80 1.80809 22.8 29.34
27 40.351 5.52 1.67300 38.1 31.08
28 -207.139 0.15 31.92
29 72.653 4.64 1.73800 32.3 33.86
30 -172.914 0.00 34.16
31 ∞ 0.00 34.27
32 ∞ 2.38 34.27
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1 34.60
34 ∞ 8.00 34.78
35 ∞ 16.00 36.68
36 ∞ (可変) 40.85
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-6.78718e-003 B=-1.09669e-008 C= 3.39337e-013 D= 2.26402e-016
E= 1.01438e-019

第7面(回折面)
C1=-5.64342e-005 C2=-9.40362e-009 C3=-1.11431e-011 C4= 6.07639e-015
C5=-2.42558e-018

各種データ
ズーム比 1.00

焦点距離 392.19
Fナンバー 4.12
画角 3.16
像高 21.64
レンズ全長 262.18
BF 39.27

d 8 27.92
d12 23.49
d36 39.27

入射瞳位置 539.41
射出瞳位置 -75.59
前側主点位置-407.52
後側主点位置-352.92

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 1 158.69 87.26 -11.15 -72.61
2 9 -119.73 4.68 3.97 1.35
3 13 -462.81 79.55 -43.87 -124.05

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 185.78
2 3 114.20
3 4 -116.18
4 6 -115.19
5 7 110.01
6 9 175.70
7 10 -70.35
8 14 -48.35
9 15 38.44
10 17 45.07
11 18 -29.25
12 20 -45.40
13 23 27.38
14 24 -30.56
15 26 -51.59
16 27 50.64
17 29 69.88
18 33 0.00

［数値実施例2］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1* 87.256 16.89 1.48749 70.2 95.19
2 4326.150 32.86 93.94
3 93.687 14.50 1.49700 81.5 70.11
4(回折) -132.187 3.72 1.77250 49.6 67.92
5 266.093 5.75 63.31
6 73.179 2.66 1.78590 44.2 57.15
7 38.766 10.95 1.48749 70.2 52.19
8 139.428 (可変) 50.58
9 216.861 2.99 1.80809 22.8 35.18
10 -340.826 1.80 1.83400 37.2 34.41
11 65.758 0.00 32.65
12 ∞ (可変) 33.32
13(絞り) ∞ 10.96 25.63
14 74.506 1.30 1.84666 23.9 25.12
15 25.746 5.02 1.67300 38.1 24.79
16 -2015.927 0.50 24.80
17 58.083 3.98 1.80518 25.4 24.91
18 -92.146 1.30 1.74100 52.6 24.62
19 28.103 4.02 23.79
20 -61.172 1.30 1.88300 40.8 23.87
21 112.304 0.91 25.15
22 ∞ 0.00 24.91
23 55.100 8.79 1.58144 40.8 26.48
24 -23.098 1.80 1.59282 68.6 27.41
25 229.106 1.16 29.85
26 -571.805 1.80 1.80809 22.8 30.17
27 48.076 5.30 1.67300 38.1 32.01
28 -178.653 0.15 32.89
29 82.778 4.88 1.73800 32.3 34.84
30 -127.027 0.00 35.18
31 ∞ 0.00 35.33
32 ∞ 2.38 35.33
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1 35.63
34 ∞ 8.00 35.79
35 ∞ 16.00 37.57
36 ∞ (可変) 41.49
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-1.23873e-002 B=-1.25088e-008 C=-8.10690e-013 D= 2.29779e-016
E= 1.87913e-020

第4面(回折面)
C1=-4.51885e-005 C2= 6.16277e-009 C3=-4.55423e-012 C4= 2.79534e-015
C5=-7.68219e-019

各種データ
ズーム比 1.00

焦点距離 392.20
Fナンバー 4.12
画角 3.16
像高 21.64
レンズ全長 262.18
BF 39.27

d 8 25.53
d12 23.72
d36 39.27

入射瞳位置 534.93
射出瞳位置 -80.60
前側主点位置-356.07
後側主点位置-352.93

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 1 155.27 87.33 -12.45 -72.83
2 9 -112.25 4.79 3.77 1.09
3 13 -669.81 81.54 -87.91 -181.79

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 182.44
2 3 111.64
3 4 -115.05
4 6 -108.59
5 7 106.36
6 9 164.40
7 10 -65.96
8 14 -47.04
9 15 37.81
10 17 44.77
11 18 -28.93
12 20 -44.69
13 23 29.20
14 24 -35.30
15 26 -54.81
16 27 56.82
17 29 68.59
18 33 0.00

［数値実施例3］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 92.752 15.90 1.48749 70.2 95.19
2 3180.387 32.86 94.02
3 77.185 14.50 1.49700 81.5 71.05
4 -203.959 3.72 1.77250 49.6 68.99
5* 185.048 6.74 64.02
6 86.050 2.66 1.78590 44.2 58.19
7(回折) 41.098 11.11 1.48749 70.2 53.19
8 182.683 (可変) 51.68
9 190.427 2.96 1.80809 22.8 35.18
10 -429.330 1.80 1.83400 37.2 34.41
11 63.633 0.00 32.64
12 ∞ (可変) 33.32
13(絞り) ∞ 9.52 25.77
14 75.933 1.30 1.84666 23.9 25.08
15 27.204 4.86 1.67300 38.1 24.78
16 -1078.998 0.50 24.78
17 51.480 4.00 1.80518 25.4 24.78
18 -109.508 1.30 1.74100 52.6 24.44
19 27.058 3.94 23.48
20 -65.754 1.30 1.88300 40.8 23.56
21 97.120 0.99 24.72
22 ∞ 0.00 24.56
23 51.294 9.04 1.58144 40.8 26.08
24 -21.701 1.80 1.59282 68.6 26.93
25 188.379 1.11 29.22
26 -1753.878 1.80 1.80809 22.8 29.52
27 41.838 5.44 1.67300 38.1 31.22
28 -209.305 0.15 32.04
29 71.863 4.51 1.73800 32.3 33.91
30 -214.034 0.00 34.18
31 ∞ 0.00 34.27
32 ∞ 2.38 34.27
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1 34.60
34 ∞ 8.00 34.78
35 ∞ 16.00 36.62
36 ∞ (可変) 40.79
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 B= 5.85302e-008 C=-9.94184e-012 D= 2.74735e-015
E= 3.69392e-020 A12=-6.07856e-022

第7面(回折面)
C1=-5.61842e-005 C2=-1.61991e-008 C3= 8.61719e-012 C4=-1.53445e-014
C5= 7.50066e-018

各種データ
ズーム比 1.00

焦点距離 392.18
Fナンバー 4.12
画角 3.16
像高 21.64
レンズ全長 262.18
BF 39.27

d 8 27.19
d12 23.53
d36 39.27

入射瞳位置 536.87
射出瞳位置 -75.32
前側主点位置-413.21
後側主点位置-352.91

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 1 157.42 87.50 -11.39 -72.56
2 9 -113.92 4.76 3.92 1.26
3 13 -519.76 79.93 -45.37 -125.03

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 195.65
2 3 114.63
3 4 -125.07
4 6 -103.97
5 7 104.78
6 9 163.59
7 10 -66.34
8 14 -50.69
9 15 39.50
10 17 43.98
11 18 -29.16
12 20 -44.24
13 23 27.48
14 24 -32.72
15 26 -50.54
16 27 52.27
17 29 73.39
18 33 0.00

［数値実施例4］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1* 187.026 13.67 1.48749 70.2 100.52
2 -374.420 19.00 99.90
3 94.094 16.38 1.43387 95.1 87.27
4 -546.493 3.30 1.65412 39.7 84.97
5 124.053 8.10 79.59
6 73.957 14.78 1.43387 95.1 75.59
7 21609.817 1.00 73.03
8 49.153 4.50 1.51633 64.1 62.56
9 39.284 (可変) 56.68
10 839.000 4.80 1.80809 22.8 47.40
11 -111.310 2.00 1.83481 42.7 46.59
12 73.708 (可変) 43.56
13(絞り) ∞ 0.15 36.88
14 106.550 7.96 1.59282 68.6 36.52
15 -48.838 1.80 1.78472 25.7 35.74
16 -103.609 8.00 35.22
17 99.714 4.72 1.80518 25.4 33.99
18 -69.296 1.55 1.65160 58.5 33.71
19 34.971 5.71 31.42
20 -70.372 1.55 1.79952 42.2 31.45
21 76.085 7.46 32.87
22 ∞ 0.00 35.45
23 105.145 4.94 1.69680 55.5 37.07
24 -194.212 2.21 37.93
25 61.078 1.90 1.80809 22.8 41.40
26 37.875 9.00 1.61340 44.3 41.30
27 -252.775 6.20 41.58
28 ∞ 2.00 1.51633 64.1 42.42
29 ∞ 0.20 42.58
30 ∞ 0.00 42.60
31 ∞ 0.00 42.60
32 ∞ 0.00 42.60
33 ∞ 0.00 42.60
34 ∞ (可変) 42.60
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 B=-5.05893e-008 C=-2.04688e-012 D=-9.29055e-018 E=-7.28313e-021

各種データ
ズーム比 1.00

焦点距離 292.46
Fナンバー 2.91
画角 4.23
像高 21.64
レンズ全長 273.95
BF 60.81

d 9 24.64
d12 35.61
d34 60.81

入射瞳位置 422.59
射出瞳位置 -70.26
前側主点位置 62.51
後側主点位置-231.64

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 1 146.89 80.73 5.93 -54.17
2 10 -94.66 6.80 4.08 0.32
3 13 215.75 65.35 43.49 -15.79

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 257.91
2 3 186.46
3 4 -154.26
4 6 171.01
5 8 -448.56
6 10 121.88
7 11 -52.86
8 14 57.59
9 15 -119.45
10 17 51.42
11 18 -35.46
12 20 -45.51
13 23 98.57
14 25 -128.06
15 26 54.34
16 28 0.00

下記に、各実施例における各条件式の値を表1に示す。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

L1：第1レンズ群、L2：第2レンズ群、L3：第3レンズ群、Ldoe：回折光学素子、
Lfo：フォーカスレンズ群、LIS：ISレンズ群、Asph：非球面、S：開口絞り、
G：ガラスブロック、LPF：ローパスフィルタ、IP：像面、O：光軸、
G1：第1レンズ群L1内の最も物体側にある正レンズ、
G23：第1レンズ群L1内の物体側から2番目にある接合レンズ、1：回折光学素子、
2：第1の回折格子層、3：第2の回折格子層、4：ガラス基板、5：ガラス基板、
6：第1の回折格子、7：第2の回折格子、8：空気層、9：紫外線硬化樹脂、
d1：第1の回折格子の格子厚、d2：第2の回折格子の格子厚、D：空気間隔、P：格子ピッチ

Claims

物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群、無限遠物体から至近物体への合焦変化に伴い、光軸方向に移動する負の屈折力の第2レンズ群、開口絞り、第3レンズ群で構成される望遠レンズにおいて、前記第1レンズ群は、正レンズG1、正レンズと負レンズから成る接合レンズG23、そして正レンズ、負レンズを少なくとも1つ以上有しているとともに、下記の条件式を満足することを特徴とする望遠レンズ。
0.50 ＜ (1/Fno) * (L_TOT/f) * (f_B1/L_G1G23) ＜ 3.00 ------------（1）
0.01 ＜ (f_G1/f_G23)＜ 1.00 ------------（2）
ここで、Fnoは光学系全系の無限遠物体時のFナンバー、L_TOTは光学系全系の無限遠物体時における光学全長、fは光学系全系の無限遠物体時の焦点距離、f_B1は第1レンズ群の焦点距離、L_G1G23は第1レンズ群内の最も物体側にある正レンズG1と2番目にある接合レンズとの光軸上の距離、f_G1は第1レンズ群内の前記正レンズG1の焦点距離、f_G23は第1レンズ群内の前記接合レンズG23の焦点距離を各々表している。
前記望遠レンズにおいて、第1レンズ群内の前記接合レンズG23は、正レンズG2と負レンズG3で構成されているとともに、前記正レンズ、負レンズは下記の条件式を満足する硝材を用いていることを特徴とする請求項１に記載の望遠レンズ。
80 ＜ νd_G2 ＜ 100 --------------(3)
0.45 ＜ θgF_G2 ＜ 0.65 --------------(4)
35 ＜ νd_G3 ＜ 55 --------------(5)
ここで、νd_G2は前記接合レンズG23を構成する正レンズG2に用いる硝材のアッベ数、θgFG2は正レンズG2のg線、C線、F線の屈折率を各々ng_G2、nC_G2、nF_G2とした際、θgF_G2=(ng_G2-nF_G2)/(nF_G2-nC_G2)を満足する値、νd_G3は前記接合レンズG23を構成する負レンズG3に用いる硝材のアッベ数を各々表している。
前記望遠レンズにおいて、第1レンズ群を構成するレンズの少なくとも1つのレンズ面に非球面を有し、前記非球面形状はレンズの光軸中心から径方向の周辺に向かうに連れ、負の屈折力を強めているとともに、下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の望遠レンズ。
1.00×10^-4 ＜ (dsag /f_asph) ＜ 2.50×10^-3 --------------(6)
０.50 ＜| h_asp / hb_asp | ＜ 1.50 --------------(7)
ここで、dsagは前記非球面を設けたレンズ面の光線有効径位置における近軸球面から光軸に沿った方向へのずれ量、f_asphは非球面を設けたレンズ面を有するレンズの焦点距離、h_aspは前記非球面を有するレンズ面に入射する軸上近軸光線の光軸からの高さ、hb_ashpは同様に非球面を有するレンズ面に入射する瞳近軸光線の光軸からの高さを各々表している。
前記望遠レンズにおいて、第1レンズ群の接合レンズの接合面に回折光学面を設けるとともに、下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の望遠レンズ。
0.01 ＜f / fdoe ＜ 0.10 --------------(8)
0.50 ＜ | h_doe/ hb_doe | ＜ 1.5 --------------(9)
ここで、f_doeは回折光学素子の回折面における焦点距離、h_doeは前記望遠レンズの第1レンズ群内の回折光学素子の回折面に入射する軸上近軸光線の光軸からの高さ、hb_doeは同様に前記回折面に入射する瞳近軸光線の光軸からの高さを各々表している。
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の光学系を備えていることを特徴とする光学機器。