JP3686253B2 - 回折光学素子を用いたズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回折光学素子（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ：以下、ＤＯＥと呼ぶ。）を用いたズームレンズに関するものであり、特に、例えば銀塩カメラや電子カメラ等の撮影光学系に利用されるズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ズームレンズを搭載したコンパクトカメラは、現在では多くの種類が発売され、その使いやすさが受け入れられ、広く普及してきている。近年では、高変倍比のズームレンズが求められ人気があるが、カメラとしては大型化してしまい、携帯性が損なわれてしまう傾向にあった。そのため、ユーザーからは小型で高変倍のズームレンズが強く望まれている。
【０００３】
ところが、ズームレンズを高変倍化するためには、収差補正の問題があった。ズームレンズの一般的な構成は、複数の移動レンズ群で構成し、それらの間隔を変化させることにより焦点距離を変えているが、それぞれのレンズ群はズーミングにより光線高が変化するので収差の発生量が変化している。そのため、各ズーム群で残存する収差を他のズーム群と打ち消し合って補正しても、ズーミングによって収差変動が発生してしまい、全領域での性能を確保できない。特に高変倍のズームレンズは変倍比が大きいので、収差変動が大きくなりやすい。したがって、その変動を小さくするために個々の群で十分に収差補正を行う必要がある。従来では、それを各群のレンズ枚数を増やすことにより達成してきた。
【０００４】
しかしながら、この方法では物理的に構成長が大きくなってしまい、レンズ系を小型化するには不利であったため、近年では、非球面レンズを用いてレンズ枚数を増やさずに構成したものが多く提案されてきた。また、ズームレンズのタイプとして従来より主に２群タイプ、３群タイプが広く用いられているが、移動群が多い３群タイプは構成枚数が増えてしまうことと鏡筒の機構も複雑になってしまうため、２群タイプの方が有利であった。
【０００５】
したがって、これに非球面レンズを適切に使用すれば、球面収差やコマ収差を効果的に補正できるので枚数を増やすことなく構成でき、高変倍化と小型化が同時に可能になってくる。このような例としては、特開平８−３３８９４６号等で提案されたズームレンズがあった。これは、変倍比が１．９〜２．９倍にもかかわらず、第１群、第２群共２枚ずつで構成していた。また、色収差の補正はレンズのアッべ数を適切に設定して行っていた。
【０００６】
一方、ユーザーからは従来よりももっと求めやすい低価格なズームレンズも望まれている。
従来、レンズ系を低コスト化するには、上記で説明したような枚数を減らす方法の他に、レンズをプラスチック化する方法があった。プラスチックは、ガラスに比べ材料自体が低価格の上、非球面レンズの加工もガラスに比べて容易であることから、製作コストも低く抑えられ、コスト面で非常に有効である。ところが、プラスチックは温度や湿度等の環境変化に対し、屈折率や形状等の特性が変化してしまう大きな欠点があった。そのため、パワーのあるレンズをプラスチック化すると焦点位置が変化してしまい、環境変化に対してピントずれが生じて性能が劣化してしまう恐れがあった。特にズームレンズの望遠側では、拡大され影響が大きくなってしまうため、性能劣化が顕著になってしまう。
【０００７】
そこで、このような問題を考慮して、低コスト化と高性能の両方を達成した例として、本出願人が特開平５−１１３５３７号で提案したパワーレスレンズを用いたズームレンズがあった。また、この場合、変倍比は１．５〜２．２倍であった。
【０００８】
一方、近年では、回折作用によって光線を屈曲させる回折光学素子（ＤＯＥ）が注目されてきている。ＤＯＥは、一般的なガラス硝材とは異なり、アッべ数が−３．４５という逆分散の特性を有しているため、従来の屈折系と違い、正パワー＋正パワーの組み合わせで色消しできるという特徴がある。
【０００９】
このような回折光学素子をズームレンズに適用した例として、特開平９−１９７２７３号、特開平９−１９７２７４号のものがあった。特開平９−１９７２７３号では、第１群が正レンズ１枚、第２群が負レンズ１枚の２群ズームレンズに回折面を使用したものであった。変倍比は１．６〜１．９倍程度であった。また、特開平９−１９７２７４号では、前述した特開平８−３３８９４６号のものと同様の４枚構成の２群ズームレンズに回折面を使用したものであり、その実施例２、５では変倍比３．４程度の高変倍比を達成していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの先行例は次に示すような様々な問題点があった。
特開平８−３３８９４６号のものは４枚の枚数でズームレンズを構成しているが、非球面自体は色収差を補正することができないため、レンズ枚数を少なくすると色収差の補正が十分にできなくなってしまう。これはレンズのアッべ数を適切に設定してもその補正には限界があるため、性能面で不十分であったからである。
【００１１】
そこで、特開平９−１９７２７４号では、同様の構成に回折光学素子を用いて色収差を補正しているが、軸上色収差と倍率色収差のバランスが取れていなかったり、２次スペクトルが大きいものがあり、必ずしも回折光学素子の特性を活かし切った十分な色収差補正をしている訳ではなかった。そのため、高変倍ではあるがまだ性能は十分とは言えなかった。
【００１２】
また、特開平８−３３８９４６号や特開平９−１９７２７４号のような枚数の少ないズームレンズでは、各レンズ群のパワーを確保しつつ、収差の補正を行うためには、正レンズと負レンズのパワーを強くして構成する必要があった。そのため、製作誤差による感度が大きくなってしまっていた。例えば、第１群の各面の曲率や第２群のレンズ間隔に誤差が発生すると、望遠端におけるピント位置が非常に大きく変化してしまっていた。そのため、製作精度を厳しくする必要があり、レンズ加工や組立上問題が多かった。
【００１３】
また、特開平５−１１３５３７号では、パワーレスプラスチックレンズを用いて低コスト化を達成しているが、レンズをパワーレスに構成すると、色収差の補正ができなくなってしまうという設計上の欠点があった。特に第２群では、パワーを有したレンズが１枚しかなく、理論的に色収差が残存してしまうため、比較的低倍のズームレンズにしか使用できず、適用範囲は狭かった。
【００１４】
特開平９−１９７２７３号では、各群を１枚で構成し、残存してしまう色収差を回折光学素子を用いて補正しているが、球面収差やコマ収差の補正は十分ではなく、総合的な性能は不十分なものであった。また、ガラスのレンズにおいては非球面量が非常に大きいため、製作上低コストとは言い難いものであった。また、プラスチック材料を用いたレンズにおいては温度や湿度等の環境変化に対する性能劣化を何ら考慮していなかった。そのため、実用的には問題が多かった。
【００１５】
特開平９−１９７２７４号では、各群を２枚で構成し、色収差を回折光学素子を用いて補正しているが、ガラス非球面を使用しているため、コスト的にはまだ問題があった。また、第３正レンズはプラスチック化しているが強いパワーを有しているので、環境変化に対して性能劣化してしまう問題があった。
【００１６】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、高性能かつ高変倍な枚数の少ないズームレンズを提供することである。
本発明の第２の目的は、高性能かつ低コストな製作性の良いズームレンズを提供することである。
また、本発明の第３の目的は、高性能かつ低コストな枚数の少ないズームレンズを提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の第１の発明のズームレンズは、物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とするものである。
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数である。
【００１８】
また、本発明の第２の発明のズームレンズは、少なくとも２つの群を有し、それらの間隔を変化させることにより変倍を行い、少なくとも１つの群は少なくとも１面に回折面を有し、その群は強いパワーを有するレンズとパワーレスレンズの２枚から構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の第３の発明のズームレンズは、少なくとも２つの群を有し、それらの間隔を変化させることにより変倍を行い、何れかの群に非球面と回折面を持つプラスチックのパワーレスレンズを有していることを特徴とするものである。
【００２０】
以下、本発明において上記の構成をとる理由と作用を説明する。
まず、第１のズームレンズにおいて、このような構成をとった理由と作用を説明する。
【００２１】
ズームレンズにおいて、レンズの構成枚数を増やすことなく高変倍化を達成するには、各ズーム群で発生する収差をより小さくすることが必要であることは従来技術の項で説明した。非球面を使用すれば、少なくとも２枚のレンズにより球面収差、コマ収差、非点収差等の単色収差を補正することができるので、レンズ枚数を増やさずに効果的にズーム群の収差を補正することができる。ところが、非球面自体では色収差を補正できないため、本発明の目的を達成するのは性能面で難しかった。そのため、その他に色収差を補正する手段が必要である。
【００２２】
その色収差を補正するには、少なくとも２つのレンズ要素を組み合わせる必要がある。ここで、例えば薄肉密着系の２枚のレンズを組み合わせて色収差を補正するには、レンズのパワーとアッべ数からなる下記の（ａ）式を満たす必要がある（ｆ1 、ｆ2 ：レンズの焦点距離、ν1 、ν2 ：レンズのアッべ数）。
【００２３】
１／ｆ1 ν1 ＋１／ｆ2 ν2 ＝０ ・・・（ａ）
また、２つのレンズの間隔がｄの場合は、次の（ｂ）式を満たす必要がある。
（ｂ）式より、ズーム群にレンズが２枚あれば色収差を補正するようなパワーとアッべ数の組み合わせは多数存在するが、レンズのパワーの大きい組み合わせは曲率半径が小さくなり、非球面を使ったとしてもコマ収差等の単色収差が悪化してしまい、パワーの小さい組み合せは全長が大きくなってコンパクト化することができなくなるため、実用的な組み合せはあまり多くなかった。また、この式は薄肉近軸式であるが、周辺光線高に関係する倍率色収差の発生もあるため、２枚では必ずしも軸上色収差、倍率色収差の両方共補正できるとは限らなかった。したがって、従来の屈折レンズの構成では、例えば２枚のような枚数が少ないと、コンパクトで色収差と単色収差の両方が良好に補正されたズーム群を構成することは実際には難しくなってしまう。
【００２４】
一方、回折光学素子は、回折面自体が非常に高い分散を有しているため、回折光学素子を大きいパワーで構成しなくても色収差を補正させることが可能であり、単色収差を悪化させずに構成することができる。また、レンズ面に構成できるので、それ以上レンズ枚数を増やすことなく、色収差補正を行うことができる。したがって、レンズ系に回折光学素子を用いて色収差を補正すれば、本発明の目的を効果的に達成できると考えられる。
【００２５】
しかしながら、回折光学素子は従来の屈折レンズとは特性が異なるため、本発明の高変倍なズームに適用するには、さらに特別な配慮が必要であった。
その１つ目は、回折光学素子の異常分散性である。回折光学素子は、従来技術で説明したように、アッべ数が−３．４５という特徴の他に、異常分散性が従来のガラス硝材とは全く異なる値を持っている（θgFは、Ｓ−ＢＳＬ７（ＯＨＡＲＡ）が０．５３５３、Ｓ−ＴＩＭ２７（ＯＨＡＲＡ）が０．５９２２に対し、ＤＯＥは０．２９５７）。そのため、従来の硝材での色消しとは違ってこの点を十分に考慮しないと、色収差を補正することは難しくなってくる。
【００２６】
ここで、簡単な例として、（ａ）式を使って単レンズに回折光学素子を用い、Ｃ−Ｆ色色消しをしたときの残存色収差を求めてみる（次の２種類の硝材で計算した。Ｓ−ＢＳＬ７（νd ：６４．１）とＳ−ＴＩＭ２７（νd ：３４．５）。また、全系の焦点距離は１００ｍｍとする。）。
【００２７】
図１３に上記２種類の硝材に回折光学素子を用いた場合の残存色収差を示すように、上記の何れの硝材でも２色色消しは可能であるが、他の波長での残存色収差の差は明らかに違ってくる。異常分散性は、一般的には２次スペクトルを小さくでき、色収差補正上有効ではあるが、回折光学素子の場合には異常分散性がガラス硝材に比べ非常に大きい値を持っているので、適切に使わないと屈折レンズとバランスが崩れて逆に色収差が悪化してしまう。すなわち、この例に示すように、屈折レンズのアッべ数のわずかな違いにより色収差が急激に悪化してしまうため、これを厳しく設定する必要がある。
【００２８】
一方、２群ズームレンズは第２群で全ての変倍作用を担っているので、特に第２群の色収差の発生量を小さくすることが収差補正上重要になってくる。したがって、次の条件式を満たすのがよい。
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数である。
【００２９】
この条件式の下限の５０を越えると、回折光学素子による２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００３０】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
５３＜νd2＜６５ ・・・（４）
また、ズーミングによる色収差の変動をより小さくするためには、それぞれの群で色収差が十分補正されている必要がある。また、１つのズーム群にのみに回折面を用いるときにも、もう１つの群の色収差をコントロールしないと、全体のバランスが取れなくなってしまう場合がある。
【００３１】
したがって、本発明の目的を達成するためには、第１群、第２群のレンズのアッべ数は次の条件式を同時に満たすように構成するのがよい。
５０＜νd1＜８５ ・・・（１）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００３２】
これらの条件式の下限の５０を越えると、回折光学素子による２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００３３】
なお、好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
５５＜νd1＜６５ ・・・（３）
５３＜νd2＜６５ ・・・（４）
また、２つ目は、回折光学素子を設ける位置である。色収差は、収差論で明らかなように、軸上色収差は軸上マージナル光線高の２乗に、倍率色収差は軸上マージナル光線高×周辺主光線高に関係していることが知られている。回折光学素子は従来のレンズに比べ非常に高分散なので、これらの光線高がわずかに変わっただけで、色収差の補正量が従来の屈折レンズの場合に比べて激しく変化してしまう。特に、ズームレンズのように広角端から望遠端で大きく光線高が変化するような光学系では、光線高の変化に注意をしないと、ズーム全領域で軸上色収差と倍率色収差の両方を満足させることはできない。そのため、回折面を設ける位置が非常に重要になってくる。
【００３４】
また、ズームレンズのズーム群は強いパワーを持っているので色収差が発生するが、その中最も色収差が発生するのは、そのズーム群のパワーを担っている最も強いパワーのレンズで大きく発生していると言える。そのため、正パワーの第１群と負パワーの第２群から構成される２群ズームレンズの場合は、第１群では最もパワーの強い正レンズ、第２群では最もパワーの強い負レンズで大きな色収差が発生しており、その配置、構成を考慮して回折面を設けないと、色収差は良好に補正できない。
【００３５】
まず、第１正レンズ群の最もパワーの強い正レンズは、明るさ絞りの近傍に配置されることが多いため、周辺主光線高はあまり大きくない。そのため、その正レンズでは倍率色収差の発生量がそれほど大きくない。したがって、あまり明るさ絞りから遠く離れた位置に回折面を設けると、回折面を通過する周辺主光線高が大きくなるので、第１群での倍率色収差が補正過剰になってしまう。また、前述したように、最も正のパワーが強いレンズでのアッべ数を厳しく規定しないと、色収差の補正が難しくなってしまう。
【００３６】
したがって、本発明の目的を達成するためには、第１群に設けた回折光学素子の位置と屈折レンズのアッべ数に関する次の条件式を同時に満たす必要がある。
０＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．３ ・・・（５）
５０＜νd1＜８５ ・・・（６）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００３７】
条件式（５）の上限の０．３を越えると、第１群で発生する倍率色収差が大きくなってしまい、ズーム全領域で色収差のバランスが取れなくなる。また、下限の０になると、明るさ絞りとレンズがぶつかってしまう。条件式（６）の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００３８】
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
０．０２＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．２５ ・・・（７）
５５＜νd1＜６５ ・・・（８）
また、回折面を設ける面としては、パワーの強い正レンズ自体の面、若しくは、光線高の違いが最も少ない正レンズの物体側若しくは像側に隣接するレンズの正レンズ側の面にするのが最も好ましい。
【００３９】
一方、第２負レンズ群の最もパワーの強い負レンズは、最も像側に配置されることが多いが、第１群の正パワーにより光束が収斂されるので、その負レンズでの軸上マージナル光線高は第１群との間隔が広い広角側では小さくなり、第１群との間隔が狭い望遠側では比較的大きくなる。また、第２群はズーム群移動によって明るさ絞りとの距離が変わるため、周辺主光線高はその距離が大きい広角側では大きくなり、その距離が小さい望遠端では比較的小さくなる。このように、最もパワーの強い負レンズでの２つの光線高がズーミングにより複雑に変わるので、あまり負レンズから離れた位置に回折面を設けると、それらの光線高の比率が変わってしまうので軸上色収差と倍率色収差の補正量の比率も変わってしまい、両方の収差のバランスを取るのが難しくなってしまう。また、前述したように、最も負のパワーが強いレンズでのアッべ数を厳しく規定しないと、色収差の補正が難しくなってしまう。
【００４０】
したがって、本発明の目的を達成するためには、第２群に設けた回折光学素子の位置と屈折レンズのアッべ数に関する次の条件式を同時に満たす必要がある。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．３５ ・・・（９）
５０＜νd2＜８５ ・・・（１０）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００４１】
条件式（９）の上限の０．３５を越えると、第２群で発生する倍率色収差が大きくなり、ズーム全領域で色収差のバランスが取れなくなる。条件式（１０）の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００４２】
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．２７ ・・・（１１）
５３＜νd2＜６５ ・・・（１２）
また、回折面を設ける面は、パワーの強い負レンズ自体の面、若しくは、光線高の違いが最も少ない負レンズの物体側若しくは像側に隣接するレンズの負レンズ側の面にするのが最も好ましい。
【００４３】
また、第１のズームレンズのような２群ズームレンズでは、変倍する際に第２群が全ての変倍作用を担っている。そのため、特に第２群での色収差を良好に補正することが望ましい。すなわち、第２群は、前述したように光線高が激しく変わるので、個々のレンズの色収差発生をできるだけ小さくしておいた方がよい。したがって、第２レンズ群の最もパワーの強い正レンズのアッべ数も適切に設定する必要がある。よって、次の条件式を満たすのがよい。
４０＜νd2pos ＜６５ ・・・（１３）
ただし、νd2pos ：第２群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、である。
【００４４】
この条件式の下限の４０を越えると、第２群での色収差発生が大きくなり、ズーム全領域での色収差のバランスが取れなくなってしまい、上限の６５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００４５】
次に、第２のズームレンズにおいて、前記のような構成をとった理由と作用を説明する。
ズームレンズは、各ズーム群で収差補正をしておくことが重要であることはすでに述べた。そのため、本発明の目的の中、高性能と低コストの２つを達成するためには、ズーム群の収差が十分補正できるような構成にしなければならない。そのため、ズーム群のレンズ枚数を１枚にまでしてしまうと、原理的に色収差の補正ができない上、非球面を用いたとしても単色収差が補正し切れないため、性能面で限界がある。したがって、少なくとも２枚のレンズがないと良好な性能は期待できない。
【００４６】
その２枚を正レンズと負レンズにて構成すれば、色収差が補正でき、また、単色収差は収斂効果と発散効果により打ち消し合って補正することができるので、収差補正上好ましい。ところが、群のパワーを保ったままこれらの収差を補正するには、それぞれのレンズのパワーを強く構成しなければならないので、製造誤差による性能劣化が非常に大きくなってしまい、問題になることがあった。そのため、この構成では本発明の目的の１つである製作性の良いズームレンズは得られなかった。また、収差補正上でもレンズのパワーが強いと、球面収差、コマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまい、好ましくはなかった。
【００４７】
そこで、レンズのパワーを弱くすれば製造誤差による性能劣化が小さくなるので、その中の１枚を非球面を有したパワーレスレンズにすれば、ズーム群のパワーを保ったまま、もう１枚のレンズのパワーを小さくすることができるので有利になるが、従来技術で説明したように色収差が補正できなくなってしまう。
【００４８】
一方、回折光学素子は回折面自体が非常に高い分散を有しているため、レンズ面に設ければ、レンズ枚数を増やすことなく色収差補正を行うことができる。
【００４９】
したがって、本発明の目的を達成するためには、ズーム群を強いパワーのレンズとパワーレスレンズの２枚から構成し、そこに回折光学素子を設けるのがよい。そうすれば、高性能と低コストを達成しつつ、製造誤差による性能劣化も低くできるので、レンズ加工や組立が容易になる。
【００５０】
また、特に、最も像側に負レンズ群を有する２群ズームレンズや３群ズームレンズ等では、従来からその負レンズ群を物体側より、正レンズ、負レンズの２枚で構成したものがあった。しかし、この構成では２つのレンズ共強いパワーを持っているので、そのレンズ間隔の誤差により望遠端でのピント位置が非常に大きく変化してしまうため、組立上問題になることがあった。また、ほとんどの変倍作用を負レンズ群が担っているので、変倍比が大きくなったときに、そこでの色収差補正を十分に行っておかないと、満足な性能が達成できなかった。
【００５１】
そのため、最も像側の負レンズ群を、物体側より、パワーレスレンズ、負レンズの２枚で構成し、そこに回折光学素子を設ければ、２つのレンズ間隔の誤差感度が低くなり、また、色収差も良好に補正することができる。
【００５２】
次に、本発明の第３のズームレンズついて、このような構成をとった理由と作用を説明する。
プラスチックを用いてレンズ系を低コストにする場合、レンズにパワーがある場合には温度や湿度等の環境変化によってピント変化が生じてしまい、また、レンズがパワーレスの場合には色収差が補正できなくなってしまうため、性能を満足させたまま低コスト化するのは難しかった。この中、パワーのあるレンズをプラスチック化するのは、ズームレンズの望遠端で環境変化によるピント変化が非常に大きくなってしまうので、実用的ではない。そのため、本発明の目的を達成するためには、レンズをパワーレスにしたまま色収差を補正する手段が必要になってくる。
【００５３】
一方、回折光学素子は回折面自体が非常に高い分散を有しているため、レンズ面に設ければ、レンズ枚数を増やすことなく、色収差補正を行うことができる。ところが、回折光学素子は例えば図１４に示すように断面が鋸形状をしているが、この山の高さや間隔は数〜数十μｍ程度の微細な構造なので、これを精度良く製作するには、従来の屈折レンズに比べると加工的に難しい。回折面の作製方法の中、カメラ等の大量生産に適した方法としては、加工時間が比較的短い成形が望ましいが、ガラス面に回折面を成形で作製するには現状では精度的に非常に難しく、コストも低くはなかった。そのため、低コストで加工時間や加工精度にも問題が少ない作製方法としては、プラスチックによる射出成形が望ましい。
【００５４】
また、一方、光学系にパワーレスの平行平板を配置し、そこに回折面を構成した特開平６−３２４２６２号や特開平６−３３１８８７号等のものがあったが、この構成では色収差は補正できるが、他の単色収差の補正ができないので、枚数を減らして低コスト化するには適してはいなかった。
【００５５】
したがって、本発明の目的を達成するためには、ズームレンズに非球面と回折面を有するプラスチックのパワーレスレンズを有しているのがよい。
【００５６】
このように構成すれば、プラスチックを用いても環境変化による性能劣化を軽減でき、また、パワーレス化することにより補正が難しくなってしまう色収差と単色収差をそれぞれ回折面と非球面で補正できるようになるので、性能を劣化させることもない。また、その結果、材料加工的にも効果的に低コスト化が達成できる。
【００５７】
一方、回折光学素子には、従来の屈折レンズとは異なり回折効率が低下して結像に必要な光量が少なくなってしまう問題がある。すなわち、回折光の中、１次光を最大にするように設計しているにもかかわらず、その光量が低下してしまい、逆に０次光、２次光等の不要な光が発生してしまって結像性能を劣化させてしまう。その原因としては、回折光学素子に入射する角度の要因がある。回折効率は波面が回折光学素子に入射する角度によって変化することが、ベクトル回折理論によって知られている（入射角依存性）。そのため、回折面への入射角があまり大きいと回折効率が低下してしまい、性能への影響が大きくなってしまう。したがって、レンズ系に回折光学素子を設ける際には、面への入射角ができるだけ小さくなるようにするのが好ましい。
【００５８】
ところが、パワーの強い屈折レンズにおいて、入射角を小さくするため曲率を変化させると、収差のバランスが取れなくなったり、パワーや主点位置が変わってしまって、レンズ系を小型化するのが難しくなってしまい、実際には難しい。しかしながら、パワーレスレンズは曲率を多少変化させても主点位置の移動が極めて少ないので、レンズ系が大型化してしまうこともなく、また、収差が悪化することも比較的少ない。そのため、パワーレスレンズの屈折面に曲率を適切に付ければ、パワーレスレンズに設けた回折面への入射角を小さくすることができ、効果的に角度依存性による性能劣化を軽減することができる。
したがって、なお好ましくは、パワーレスレンズは曲率を有しているのがよい。
【００５９】
また、上記の説明によりパワーレスレンズは面への入射角が小さくなるように曲率を有しているのが好ましく、明るさ絞りに対して物体側にパワーレスレンズを配置する際には、物体側に凸の形状、また、明るさ絞りに対して像側に配置する際には、像側に凸の形状にするのが望ましい。
【００６０】
次に、効果的に第２の目的、又は、同時に第２と第３の目的を達成できるズームレンズの詳細な構成を説明する。
ズームレンズタイプの中で、２群ズームレンズがレンズ枚数や鏡筒の構成上低コスト化に有利であることは、従来技術で説明した。したがって、最も低コスト化を達成できるズームレンズの構成は、第１、２群共１枚のパワーレスレンズと１枚の強いパワーを持つレンズとし、それぞれの群に回折面を設けるのがよい。そのとき、強いパワーを持つレンズの単色収差を補正するため、第１群、第２群のパワーレスレンズには非球面を少なくとも１面ずつ設ける必要がある。また、２枚のレンズの配置順は、第１群の場合、非球面により全域でのコマ収差を補正できるように、広角端から望遠端で光線高が大きく変わる明るさ絞りから離れた位置にパワーレスレンズを配置し、物体側から、パワーレスレンズ、正レンズの順にするのがよい。また、第２群の場合は、第１群により光線が収斂され、光束が細くなってくるので、非球面により球面収差、コマ収差を補正できように、従属光線高が大きい明るさ絞りに近い方にパワーレスレンズを配置し、物体側から、パワーレスレンズ、負レンズの順に配置するのがよい。このように構成すれば、低コスト、高性能でありながら製作性の良いズームレンズを得ることができる。また、パワーレスレンズをプラスチックで構成し、そこに回折面を設ければ、第３のズームレンズも同時に達成でき、さらに低コスト化することができる。
【００６１】
また、回折面を各群で１面ずつ使用し、それぞれの群で色補正すれば、上記の構成のように低コスト化の目的を効果的に達成できるが、回折面を２面使用する必要があるので、回折効率の低下の影響が大きくなってしまう。そのため、回折面によって色補正を行うズーム群を１つにし、もう１つのズーム群は接合レンズを用いて色補正を行ってもよい。また、接合レンズを構成するには、パワーの強いレンズがもう１枚必要になるが、レンズ径の小さい第１群にレンズを増やした方がレンズ１枚分のコストアップを少なくできるので、コスト面で有利である。
【００６２】
したがって、第１群には回折面を設けず、接合レンズを配置し、また、第２群のみに回折面を設けるのがよい。このように構成しても、高性能でありながら十分に低コスト化を達成できる。
【００６３】
具体的には、接合レンズの接合面が物体側に凸の方が周辺光線の入射角が小さくなり、高次収差が発生し難くなるので、接合レンズは物体側より、負レンズ、正レンズにするのがよい。すなわち、低コストを達成できるズームレンズの構成として、第１群を物体側より、パワーレスレンズ、負レンズと正レンズの接合とし、第２群は回折面を少なくとも１面設け、物体側より、パワーレスレンズ、負レンズとし、第１群、第２群のパワーレスレンズに非球面を少なくとも１面ずつ設けるのがよい。また、パワーレスレンズをプラスチックで構成し、そこに回折面を設ければ、第３のズームレンズも同時に達成でき、さらに低コスト化することができる。
【００６４】
また、第２、第３のズームレンズについて、パワーレスレンズは以下の条件式を満たすのがよい。
｜ｆt ／ｆpwless｜＜０．６ ・・・（１４）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆpwless：パワーレスレンズの焦点距離、
である。
【００６５】
この条件式の範囲を越えると、レンズのパワーが強くなりすぎて製作誤差による性能劣化が激しくなってしまう。また、プラスチックを用いたときには、温度、湿度等の環境変化によるピント位置の変化が大きくなってしまい、性能が劣化してしまう。
【００６６】
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
｜ｆt ／ｆpwless｜＜０．４ ・・・（１５）
また、特にプラスチックレンズでは環境変化により面の形状も変わってしまうが、高変倍ズームレンズの望遠側では面形状の変化により収差が変化してしまい、それが拡大されると性能やピント位置にも影響が出てしまう。
【００６７】
したがって、近軸付近だけでなく周辺部分もパワーレスにするのが好ましい。すなわち、次の条件式を満たすのがよい。
｜ｆt ／ｆ（ｙ）pwless｜＜０．８ ・・・（１６）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆ（ｙ）pwless：パワーレスレンズの周辺部の焦点距離、
である。ここで、周辺部の焦点距離は次のように定義する。
ｆ（ｙ）＝１／｛（ｎ−１）（１／ｒF （ｙ）−１／ｒR （ｙ））｝
ただし、ｎ：パワーレスレンズのｄ線の屈折率、
ｒF （ｙ）：物体側曲率半径、
ｒR （ｙ）：像側曲率半径、
である。ただし、ｒF （ｙ）、ｒR （ｙ）は、非球面効果がない場合には近軸曲率半径として、非球面効果がある場合には次の式で定義した曲率半径とする。この式は、光軸から離れた点での曲率半径を示しており、光軸上に中心を持つ円の方程式と、高さｙでの面の法線の方程式との連立方程式から導き出すことができる。
ｒ（ｙ）＝ｙ（１＋ｆ’（ｙ）2 ）／ｆ”（ｙ）
ここで、ｙ：望遠端の軸上マージナル光線高、
ｆ（ｙ）：非球面定義式、
である。
【００６８】
この条件式（１６）の上限の０．８を越えると、温度、湿度等の環境変化によるピント位置の変化が大きくなってしまい、性能が劣化してしまう。
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００６９】
｜ｆt ／ｆ（ｙ）pwless｜＜０．６ ・・・（１７）
第１、２、３のズームレンズにおいて、回折光学素子の焦点距離は次の条件式を満たすのがよい。
８＜｜ｆG ／ｆDOE ｜＜１００ ・・・（１８）
ただし、ｆG ：回折光学素子を有しているズーム群の焦点距離、
ｆDOE ：回折光学素子の焦点距離、
である。
【００７０】
この条件式の上限の１００を越えると、回折面のパワーが弱すぎて色収差が補正不足になり、下限の８を越えると、回折面のパワーが強すぎて色収差が補正過剰になってしまう。
【００７１】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
１０＜｜ｆG ／ｆDOE ｜＜７０ ・・・（１９）
また、第２、第３のズームレンズにおいも、第１のズームレンズに関して説明したように、次の条件式を満たすのがよい。
５０＜νd1＜８５ ・・・（２０）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２１）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００７２】
これらの条件式の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００７３】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
５５＜νd1＜６５ ・・・（２２）
５３＜νd2＜６５ ・・・（２３）
同様に、第２、第３のズームレンズでは、第１のズームレンズに関して説明したように、次の条件式を満たすのがよい。
０＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．３ ・・・（２４）
５０＜νd1＜８５ ・・・（２５）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００７４】
条件式（２４）の上限の０．３を越えると、第１群で発生する倍率色収差が大きくなり、ズーム全領域で高性能を達成できない。また、下限の０になると、明るさ絞りとレンズがぶつかってしまう。条件式（２５）の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００７５】
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
０．０２＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．２５ ・・・（２６）
５５＜νd1＜６５ ・・・（２７）
同様に、第２、３のズームレンズでは、第１のズームレンズに関して説明したように、次の条件式を満たすのがよい。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．３５ ・・・（２８）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２９）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００７６】
条件式（２８）の上限の０．３５を越えると、第２群で発生する倍率色収差が大きくなり、ズームレンズ全領域で高性能を達成できない。条件式（２９）の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００７７】
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．２７ ・・・（３０）
５３＜νd2＜６５ ・・・（３１）
第１〜３のズームレンズにおいて、回折光学素子は各ズームレンズ群にそれぞれ１面ずつ用いるのがよい。そうすれば、各ズーム群の色収差発生量を最小限に抑えることができ、ズーミングにより色収差が悪化しない良好な性能を得ることができる。
【００７８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のズームレンズの実施例１〜９について説明する。
本発明で使用している回折光学素子（ＤＯＥ）を用いたズームレンズの設計方法としては、Ｓｗｅａｔｔ Ｍｏｄｅｌが有名であり、これについては「W.C.Sweatt,"NEW METHODS of DESIGNING HOLOGRAPHIC ELEMENTS 」SPIE vol.126 Clever Optics 46-53 (1997) に記載されている。これは、ＤＯＥを屈折率の極めて大きな仮想の屈折レンズ（ウルトラ・ハイ・インデックス・レンズ：Ultra high index lens ）に置き換えて設計する手法であるが、以下の実施例においてもこの方法を使用する。なお、各実施例のＤＯＥは波長５８７．５６ｎｍ（ｄ線）で仮想屈折率を１００１で設計している。また、ウルトラ・ハイ・インデックス・レンズの非球面を以下のように定義する。すなわち、光軸方向をＺ軸、光軸と垂直な方向をＹ軸とすると、非球面は以下の式にて表せられる。
【００７９】
ただし、Ｃは面頂における曲率（＝１／ｒ、ｒは曲率半径）、Ｋは円錐係数、Ａ4 、Ａ6 、Ａ8 、Ａ10はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
【００８０】
また、回折面と厚みが０で接する面は基材の表面である。そして、実際の製造においては、回折面の非球面形状と基材表面の形状との差及び屈折率から位相変化を求め、この位相変化を回折格子のピッチに換算して基材表面上に回折面を形成する。したがって、以下の各実施例において、最終的にレンズとして作用をするのは基材の面である。また、回折面と示したウルトラ・ハイ・インデックス・レンズによる非球面は実際は存在しない。しかし、各実施例に対応するレンズ断面図中には、数値データ中に回折面として記載された面番も基材の面に表記してある。
【００８１】
回折面の具体的な形状としては、例えば図１５に断面を示すようなものがある。図の（ａ）は、透明部２１と不透明部２２が交互に配列され、不透明部２２の厚みは略０であるが、振幅変調型と呼ばれる回折面である。図の（ｂ）は、屈折率の異なる高屈折率部２３と低屈折率部２４を交互に配列して、屈折率差による位相差にて回折作用を持たせたものである。図の（ｃ）は、矩形状の凹凸を交互に配列して厚みの差による位相差にて回折作用を持たせたものである。これは２レベルのバイナリー素子でもある。図の（ｄ）は、表面を鋸歯形状にしたものであり、キノフォームと呼ばれ、連続的な厚みの差による位相差にて回折作用を持たせたものである。図の（ｅ）と（ｆ）は、キノフォームを４レベル及び８レベルで近似したバイナリー素子である（図３）。このように回折面の形状にはいくつかの形式があるが、本発明では、回折効率を高くして光量を有効に利用したいため、図１５（ｄ）のキノフォームや図１５（ｅ）や図１５（ｆ）等の４レベル以上のバイナリー素子を用いることが望ましい。
【００８２】
本発明の実施例１〜９のズームレンズの光軸を含む断面図をそれぞれ図１〜図９に示す。なお、図１には、実施例１の広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の光軸を含む断面図を示し、図２〜図９には、それぞれ実施例２〜９の広角端での光軸を含む断面図を示す。実施例１〜９は何れも正の第１レンズ群Ｇ１と負の第２レンズ群Ｇ２の２群からなり、広角端から望遠端へズーミングするに従ってそれらの群間の間隔を小さくしながら物体側に移動する。また、何れの実施例においても、第１群Ｇ１を物体側に繰り出すことによってフォーカシングを行っている。
【００８３】
実施例１は、４群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図１に示すように、物体側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、両凸の第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸の正メニスカスの第３正レンズ、像側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第２レンズの像側と第４レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズの両面に形成している。
【００８４】
実施例２は、４群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図２に示すように、物体側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、両凸の第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸の正メニスカスの第３正レンズ、像側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第２レンズの物体側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズの両面に形成している。
【００８５】
実施例３は、４群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図３に示すように、物体側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、両凸の第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸の正メニスカスの第３正レンズ、像側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第３レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズの両面に形成しており、第３レンズの像側の面は非球面の基板に回折面を形成している。この実施例では、第３レンズを湿度変化に対して低吸湿なポリオレフィン系樹脂で構成している。
【００８６】
実施例４は、５群５枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図４に示すように、物体側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、物体側に凸でパワーレスの第２レンズ、両凸の第３正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸の正メニスカスの第４正レンズ、像側に凸の負メニスカスの第５負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第２レンズの像側と第４レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第４レンズの両面に形成しており、第４レンズの像側の面は非球面の基板に回折面を形成している。また、第２レンズと第４レンズには湿度変化に対して低吸湿なポリオレフィン系樹脂で構成している。
【００８７】
実施例５は、パワーレスレンズを有する４群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図５に示すように、物体側から、物体側に凸でパワーレスの第１レンズ、両凸の第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第３レンズ、像側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第２レンズの像側と第４レンズの物体側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズの両面に形成している。そして、第１レンズと第３レンズをアクリル系樹脂で構成している。
【００８８】
実施例６は、パワーレスレンズを有する４群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図６に示すように、物体側から、物体側に凸でパワーレスの第１レンズ、像側に凸の正メニスカスの第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第３レンズ、像側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第２レンズの像側と第３レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズの両面に形成しており、第３レンズの像側の面は非球面の基板に回折面を形成している。そして、第１レンズと第３レンズをアクリル系樹脂で構成している。
【００８９】
実施例７は、パワーレスレンズを有する４群５枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図７に示すように、物体側から、物体側に凸でパワーレスの第１レンズ、両凹の第２負レンズと両凸の第３正レンズを接合した接合レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第４レンズ、像側に凸の負メニスカスの第５負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第５レンズの物体側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第４レンズの両面に形成している。そして、第１レンズと第４レンズをアクリル系樹脂で構成している。
【００９０】
実施例８は、パワーレスレンズを有する４群５枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図８に示すように、物体側から、物体側に凸でパワーレスの第１レンズ、物体側に凸の負メニスカスの第２負レンズと両凸の第３正レンズを接合した接合レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第４レンズ、像側に凸の負メニスカスの第５負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第４レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第４レンズの両面に形成しており、第４レンズの像側の面は非球面の基板に回折面を形成している。そして、第１レンズと第４レンズをアクリル系樹脂で構成している。
【００９１】
実施例９は、パワーレスレンズを有する４群５枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図９に示すように、物体側から、物体側に凸でパワーレスの第１レンズ、両凹の第２負レンズと両凸の第３正レンズを接合した接合レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第４レンズ、像側に凸の負メニスカスの第５負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第４レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの像側と第４レンズの物体側に形成している。そして、第１レンズと第４レンズをアクリル系樹脂で構成している。
【００９２】
以上のプラスチックを用いた実施例は、アクリル系樹脂若しくは湿度変化に対して低吸湿なポリオレフィン系樹脂の何れを用いてもよい。また、ガラス面に回折面を設けている実施例は、成形等でガラス面に直接回折面を構成してもよいし、樹脂等をガラス表面に設け、そこに回折面を構成してもよい。
【００９３】
以下に、上記実施例１〜９の数値データを示す。なお、各実施例において、記号は上記の外、ｆは焦点距離、ＦNOはＦナンバー、ωは半画角、ｆB はバックフォーカスである。また、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのｄ線のアッべ数であり、また、非球面形状は前記の（ａ）式にて表される。
【００９４】
実施例１
ｆ ＝ 39.36 〜 75.00 〜125.89
ＦNO＝ 3.60 〜 6.86 〜 11.51
ω ＝ 28.50°〜 15.95°〜 9.73°
ｆB ＝ 8.50 〜 41.83 〜 89.44
ｒ1 = 34.43778 （非球面）ｄ1 = 2.34531 ｎd1 =1.76200 νd1 =40.10
ｒ2 = 17.75170 （非球面）ｄ2 = 1.87953
ｒ3 = 131.82540 ｄ3 = 6.68204 ｎd2 =1.56384 νd2 =60.67
ｒ4 = -13.01744 ｄ4 = 0.00000 ｎd3 =1001.00 νd3 =-3.45
ｒ5 = -13.01724 （回折面）ｄ5 = 1.70000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -83.31846 （非球面）ｄ7 = 4.09863 ｎd4 =1.51633 νd4 =64.14
ｒ8 = -23.16017 （非球面）ｄ8 = 3.49462
ｒ9 = -11.73680 ｄ9 = 1.00000 ｎd5 =1.69680 νd5 =55.53
ｒ10= -95.27607 ｄ10= 0.00000 ｎd6 =1001.00 νd6 =-3.45
ｒ11= -95.28930 （回折面）
ズーム間隔
非球面係数
第１面
Ｋ = 0
A4 =-2.93456×10-4
A6 =-2.01608×10-6
A8 = 2.29935×10-8
A10= 1.76308×10-11
A12=-1.53840×10-12
A14= 0
第２面
Ｋ = 0
A4 =-2.58599×10-4
A6 =-1.73858×10-6
A8 = 5.45977×10-8
A10=-3.90060×10-10
A12= 1.55649×10-12
A14= 0
第５面
Ｋ = 0
A4 = 3.97545×10-9
A6 =-3.35484×10-11
A8 = 4.35752×10-12
A10=-1.18204×10-13
A12= 7.32890×10-16
A14= 0
第７面
Ｋ = 0
A4 = 4.79239×10-5
A6 = 1.65566×10-6
A8 =-8.95464×10-8
A10= 1.75080×10-9
A12=-1.48472×10-11
A14= 4.89661×10-14
第８面
Ｋ = 0
A4 =-5.75669×10-6
A6 = 1.53306×10-6
A8 =-9.35844×10-8
A10= 1.73099×10-9
A12=-1.43680×10-11
A14= 4.65373×10-14 。
【００９５】
実施例２
ｆ ＝ 39.35 〜 75.03 〜126.13
ＦNO＝ 3.60 〜 6.87 〜 11.54
ω ＝ 28.06°〜 15.92°〜 9.70°
ｆB ＝ 8.50 〜 40.53 〜 86.40
ｒ1 = 19.23881 （非球面）ｄ1 = 2.50000 ｎd1 =1.74950 νd1 =35.28
ｒ2 = 11.99789 （非球面）ｄ2 = 4.02698
ｒ3 = 67.87361 （回折面）ｄ3 = 0.00000 ｎd2 =1001.00 νd2 =-3.45
ｒ4 = 67.87657 ｄ4 = 4.09637 ｎd3 =1.51633 νd3 =64.14
ｒ5 = -12.29798 ｄ5 = 1.70000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -73.23200 （非球面）ｄ7 = 3.20000 ｎd4 =1.58144 νd4 =40.75
ｒ8 = -26.11312 （非球面）ｄ8 = 4.23647
ｒ9 = -11.96875 ｄ9 = 1.00000 ｎd5 =1.72916 νd5 =54.68
ｒ10= -103.16767
ズーム間隔
非球面係数
第１面
Ｋ = 0
A4 =-2.92522×10-4
A6 =-2.40451×10-6
A8 = 2.37816×10-8
A10=-1.57985×10-10
A12= 1.33926×10-13
A14= 0
第２面
Ｋ = 0
A4 =-3.08410×10-4
A6 =-2.14845×10-6
A8 = 2.75231×10-8
A10= 2.47003×10-10
A12=-3.16403×10-12
A14= 0
第３面
Ｋ =-6.32241×10-3
A4 =-4.71686×10-9
A6 = 3.42810×10-10
A8 =-9.66991×10-12
A10= 1.06266×10-13
A12= 0
A14= 0
第７面
Ｋ = 2.89020×10+1
A4 = 4.34134×10-5
A6 = 7.93558×10-7
A8 =-5.85701×10-8
A10= 1.40223×10-9
A12=-1.40884×10-11
A14= 5.34936×10-14
第８面
Ｋ = 0
A4 =-3.49699×10-5
A6 = 1.98882×10-6
A8 =-9.60916×10-8
A10= 1.83104×10-9
A12=-1.61211×10-11
A14= 5.48017×10-14 。
【００９６】
実施例３
ｆ ＝ 39.34 〜 75.00 〜126.05
ＦNO＝ 3.65 〜 6.96 〜 11.69
ω ＝ 28.18°〜 15.95°〜 9.72°
ｆB ＝ 8.50 〜 41.74 〜 89.33
ｒ1 = 26.41476 （非球面）ｄ1 = 2.50000 ｎd1 =1.76182 νd1 =26.52
ｒ2 = 15.01391 （非球面）ｄ2 = 3.48230
ｒ3 = 113.23865 ｄ3 = 3.74298 ｎd2 =1.56883 νd2 =56.36
ｒ4 = -12.68605 ｄ4 = 1.70000
ｒ5 = ∞（絞り） ｄ5 = （可変）
ｒ6 = -46.65734 （非球面）ｄ6 = 3.20000 ｎd3 =1.52542 νd3 =55.78
ｒ7 = -21.98569 （非球面）ｄ7 = 0.00000 ｎd4 =1001.00 νd4 =-3.45
ｒ8 = -21.98589 （回折面）ｄ8 = 4.08749
ｒ9 = -11.23818 ｄ9 = 1.00000 ｎd5 =1.64850 νd5 =53.02
ｒ10= -82.28860
ズーム間隔
非球面係数
第１面
Ｋ = 0
A4 =-3.00588×10-4
A6 =-2.41492×10-6
A8 = 2.90371×10-8
A10=-2.19237×10-10
A12= 4.57978×10-15
A14= 0
第２面
Ｋ = 0
A4 =-2.71630×10-4
A6 =-2.35047×10-6
A8 = 4.79973×10-8
A10= 2.03907×10-11
A12=-3.91188×10-12
A14= 0
第６面
Ｋ =-2.36191
A4 = 6.49006×10-5
A6 = 2.93084×10-7
A8 =-5.42190×10-8
A10= 1.39535×10-9
A12=-1.39629×10-11
A14= 5.26702×10-14
第７面
Ｋ = 0
A4 =-2.31838×10-5
A6 = 1.66119×10-6
A8 =-9.16370×10-8
A10= 1.80390×10-9
A12=-1.60926×10-11
A14= 5.56519×10-14
第８面
Ｋ = 0
A4 =-2.31763×10-5
A6 = 1.66113×10-6
A8 =-9.16378×10-8
A10= 1.80390×10-9
A12=-1.60926×10-11
A14= 5.56512×10-14 。
【００９７】
実施例４
ｆ ＝ 39.34 〜 74.99 〜126.06
ＦNO＝ 3.60 〜 6.86 〜 11.54
ω ＝ 28.01°〜 15.91°〜 9.70°
ｆB ＝ 8.50 〜 40.14 〜 85.47
ｒ1 = 24.93378 （非球面）ｄ1 = 2.50000 ｎd1 =1.74950 νd1 =35.28
ｒ2 = 14.52044 （非球面）ｄ2 = 2.13251
ｒ3 = 23.68137 ｄ3 = 1.50000 ｎd2 =1.52542 νd2 =55.78
ｒ4 = 23.68911 ｄ4 = 0.00000 ｎd3 =1001.00 νd3 =-3.45
ｒ5 = 23.68975 （回折面）ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = 79.31825 ｄ6 = 3.19253 ｎd4 =1.56384 νd4 =60.67
ｒ7 = -13.08680 ｄ7 = 1.70000
ｒ8 = ∞（絞り） ｄ8 = （可変）
ｒ9 = -46.28467 （非球面）ｄ9 = 3.20000 ｎd5 =1.52542 νd5 =55.78
ｒ10= -21.90258 （非球面）ｄ10= 0.00000 ｎd6 =1001.00 νd6 =-3.45
ｒ11= -21.90309 （回折面）ｄ11= 4.12375
ｒ12= -10.84945 ｄ12= 1.00000 ｎd7 =1.69680 νd7 =55.53
ｒ13= -56.22159
ズーム間隔
非球面係数
第１面
Ｋ = 0
A4 =-2.89831×10-4
A6 =-2.22516×10-6
A8 = 2.48012×10-8
A10=-1.00512×10-10
A12=-5.26201×10-13
A14= 0
第２面
Ｋ = 0
A4 =-2.80786×10-4
A6 =-2.06248×10-6
A8 = 4.06518×10-8
A10= 9.62828×10-11
A12=-3.81457×10-12
A14= 0
第５面
Ｋ = 0
A4 = 4.95144×10-9
A6 =-2.35989×10-10
A8 = 8.84465×10-12
A10=-1.11437×10-13
A12= 0
A14= 0
第９面
Ｋ = 6.08860
A4 = 6.91205×10-5
A6 = 4.14044×10-7
A8 =-5.08179×10-8
A10= 1.35899×10-9
A12=-1.38032×10-11
A14= 5.27927×10-14
第１０面
Ｋ = 0
A4 =-2.31922×10-5
A6 = 1.66104×10-6
A8 =-9.16356×10-8
A10= 1.80389×10-9
A12=-1.60924×10-11
A14= 5.56586×10-14
第１１面
Ｋ = 0
A4 =-2.31925×10-5
A6 = 1.66111×10-6
A8 =-9.16395×10-8
A10= 1.80393×10-9
A12=-1.60924×10-11
A14= 5.56572×10-14 。
【００９８】
実施例５
ｆ ＝ 39.33 〜 51.54 〜 67.55
ＦNO＝ 4.66 〜 6.10 〜 8.00
ω ＝ 28.04°〜 22.49°〜 17.68°
ｆB ＝ 10.86 〜 22.64 〜 38.09
ｒ1 = 56.50291 （非球面）ｄ1 = 2.00000 ｎd1 =1.49241 νd1 =57.66
ｒ2 = 61.74751 （非球面）ｄ2 = 3.54490
ｒ3 = 1526.90884 ｄ3 = 10.05703 ｎd2 =1.51633 νd2 =64.14
ｒ4 = -14.47316 ｄ4 = 0.00000 ｎd3 =1001.00 νd3 =-3.45
ｒ5 = -14.47267 （回折面）ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -39.63888 （非球面）ｄ7 = 2.00000 ｎd4 =1.49241 νd4 =57.66
ｒ8 = -39.66031 （非球面）ｄ8 = 6.10610
ｒ9 = -8.66745 （回折面）ｄ9 = 0.00000 ｎd5 =1001.00 νd5 =-3.45
ｒ10= -8.66761 ｄ10= 1.50000 ｎd6 =1.51633 νd6 =64.14
ｒ11= -24.55864
ズーム間隔
非球面係数
第１面
Ｋ =-1.88590×10+1
A4 =-5.26777×10-6
A6 = 2.22726×10-7
A8 = 8.86103×10-10
A10=-3.34550×10-11
A12= 0
A14= 0
第２面
Ｋ = 5.08470×10+1
A4 = 5.74343×10-5
A6 = 2.27456×10-7
A8 = 1.25808×10-8
A10=-9.76059×10-11
A12= 0
A14= 0
第５面
Ｋ = 7.81893×10-5
A4 = 1.07097×10-8
A6 =-3.17521×10-10
A8 = 2.29420×10-11
A10=-5.12313×10-13
A12= 0
A14= 0
第７面
Ｋ =-1.06045×10+2
A4 =-7.41004×10-5
A6 = 3.70162×10-6
A8 =-1.86312×10-8
A10= 1.36638×10-10
A12= 0
A14= 0
第８面
Ｋ = 1.57542×10+1
A4 = 4.27535×10-5
A6 = 5.62595×10-8
A8 = 3.02944×10-9
A10= 1.27472×10-10
A12= 0
A14= 0 。
【００９９】
実施例６
ｆ ＝ 39.33 〜 51.54 〜 67.55
ＦNO＝ 4.66 〜 6.10 〜 8.00
ω ＝ 28.00°〜 22.54°〜 17.75°
ｆB ＝ 11.44 〜 24.47 〜 41.56
ｒ1 = 112.18686 （非球面）ｄ1 = 2.00000 ｎd1 =1.49241 νd1 =57.66
ｒ2 = 463.61547 （非球面）ｄ2 = 1.25172
ｒ3 = -238.87054 ｄ3 = 10.08442 ｎd2 =1.51742 νd2 =52.43
ｒ4 = -14.56020 ｄ4 = 0.00000 ｎd3 =1001.00 νd3 =-3.45
ｒ5 = -14.55952 （回折面）ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -33.56188 （非球面）ｄ7 = 2.55867 ｎd4 =1.49241 νd4 =57.66
ｒ8 = -37.64112 （非球面）ｄ8 = 0.00000 ｎd5 =1001.00 νd5 =-3.45
ｒ9 = -37.64480 （回折面）ｄ9 = 5.19557
ｒ10= -7.33628 ｄ10= 1.50000 ｎd6 =1.51742 νd6 =52.43
ｒ11= -14.19033
ズーム間隔
非球面係数
第１面
Ｋ =-7.65481×10+2
A4 =-4.98245×10-5
A6 = 2.50831×10-7
A8 =-1.11570×10-8
A10= 8.92588×10-11
A12= 0
A14= 0
第２面
Ｋ =-4.20915×10+3
A4 = 4.31962×10-7
A6 = 2.71778×10-6
A8 =-4.89365×10-8
A10= 5.00637×10-10
A12= 0
A14= 0
第５面
Ｋ =-4.53438×10-4
A4 =-2.56843×10-8
A6 =-4.65037×10-11
A8 = 4.82009×10-12
A10=-1.04845×10-13
A12= 0
A14= 0
第７面
Ｋ =-9.27415×10+1
A4 =-1.55026×10-4
A6 = 9.18635×10-6
A8 =-1.29538×10-7
A10= 1.48684×10-9
A12= 0
A14= 0
第８面
Ｋ = 1.57553×10+1
A4 = 4.28426×10-5
A6 = 5.61374×10-8
A8 = 3.04931×10-9
A10= 1.27486×10-10
A12= 0
A14= 0
第９面
Ｋ = 1.57347×10+1
A4 = 4.27774×10-5
A6 = 5.51436×10-8
A8 = 3.06281×10-9
A10= 1.27023×10-10
A12= 0
A14= 0 。
【０１００】
実施例７
ｆ ＝ 39.33 〜 63.12 〜101.32
ＦNO＝ 4.66 〜 6.55 〜 9.21
ω ＝ 27.98°〜 18.71°〜 12.02°
ｆB ＝ 8.80 〜 30.02 〜 64.09
ｒ1 = 80.12904 （非球面）ｄ1 = 2.00000 ｎd1 =1.49241 νd1 =57.66
ｒ2 = 148.52362 （非球面）ｄ2 = 1.75794
ｒ3 = -189.38481 ｄ3 = 2.05117 ｎd2 =1.60562 νd2 =43.70
ｒ4 = 9.92073 ｄ4 = 10.58140 ｎd3 =1.56384 νd3 =60.67
ｒ5 = -13.73034 ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -49.84574 （非球面）ｄ7 = 2.00000 ｎd4 =1.49241 νd4 =57.66
ｒ8 = -75.83966 （非球面）ｄ8 = 6.23613
ｒ9 = -8.53218 （回折面）ｄ9 = 0.00000 ｎd5 =1001.00 νd5 =-3.45
ｒ10= -8.53224 ｄ10= 1.50000 ｎd6 =1.51633 νd6 =64.14
ｒ11= -22.87514
ズーム間隔
非球面係数
第１面
Ｋ = 7.07311×10+1
A4 =-2.29425×10-5
A6 = 3.74612×10-7
A8 =-7.53021×10-10
A10=-8.85595×10-11
A12= 0
A14= 0
第２面
Ｋ = 3.63260×10+2
A4 = 8.89825×10-5
A6 = 1.03603×10-6
A8 = 5.36900×10-9
A10=-1.11943×10-10
A12= 0
A14= 0
第７面
Ｋ =-1.09913×10+2
A4 = 6.23000×10-5
A6 = 9.88073×10-7
A8 =-8.80801×10-9
A10= 2.60162×10-10
A12= 0
A14= 0
第８面
Ｋ =-6.10569×10+1
A4 = 6.53091×10-5
A6 =-1.41518×10-6
A8 = 6.91849×10-9
A10= 9.95723×10-11
A12= 0
A14= 0
第９面
Ｋ = 0
A4 = 8.58424×10-9
A6 = 2.22881×10-10
A8 =-9.27162×10-12
A10= 1.01544×10-13
A12= 0
A14= 0 。
【０１０１】
実施例８
ｆ ＝ 39.34 〜 63.12 〜101.32
ＦNO＝ 4.66 〜 6.55 〜 9.21
ω ＝ 28.00°〜 18.72°〜 12.03°
ｆB ＝ 8.94 〜 32.89 〜 71.36
ｒ1 = 101.71139 （非球面）ｄ1 = 2.00000 ｎd1 =1.49241 νd1 =57.66
ｒ2 = 122.06236 （非球面）ｄ2 = 6.15631
ｒ3 = 561.64371 ｄ3 = 1.50000 ｎd2 =1.62004 νd2 =36.26
ｒ4 = 18.20739 ｄ4 = 6.83336 ｎd3 =1.52542 νd3 =64.55
ｒ5 = -13.60769 ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -30.54699 （非球面）ｄ7 = 2.00000 ｎd4 =1.49241 νd4 =57.66
ｒ8 = -30.07660 （非球面）ｄ8 = 0.00000 ｎd5 =1001.00 νd5 =-3.45
ｒ9 = -30.07750 （回折面）ｄ9 = 5.80226
ｒ10= -9.41607 ｄ10= 1.50000 ｎd6 =1.51633 νd6 =64.14
ｒ11= -26.09511
ズーム間隔
非球面係数
第１面
Ｋ = 8.19415×10+1
A4 = 9.23105×10-5
A6 = 8.45423×10-7
A8 = 3.04438×10-10
A10=-4.08688×10-11
A12=-2.06011×10-13
A14= 0
第２面
Ｋ = 2.11926×10+2
A4 = 1.88966×10-4
A6 = 1.45638×10-6
A8 = 1.50672×10-8
A10=-1.93638×10-10
A12= 2.17750×10-12
A14= 0
第７面
Ｋ =-3.57756×10+1
A4 = 2.77722×10-5
A6 = 7.65380×10-7
A8 = 4.06301×10-9
A10= 5.59848×10-11
A12= 0
A14= 0
第８面
Ｋ =-2.81460×10+1
A4 =-8.30191×10-6
A6 =-1.91275×10-7
A8 =-4.57137×10-10
A10= 1.08375×10-10
A12= 0
A14= 0
第９面
Ｋ =-2.81547×10+1
A4 =-8.33838×10-6
A6 =-1.90523×10-7
A8 =-4.64562×10-10
A10= 1.08400×10-10
A12= 0
A14= 0 。
【０１０２】
実施例９
ｆ ＝ 39.34 〜 63.12 〜101.33
ＦNO＝ 4.66 〜 6.55 〜 9.21
ω ＝ 27.97°〜 18.62°〜 11.99°
ｆB ＝ 8.80 〜 29.46 〜 62.64
ｒ1 = 60.85682 ｄ1 = 2.00000 ｎd1 =1.49241 νd1 =57.66
ｒ2 = 119.05071 （非球面）ｄ2 = 2.55923
ｒ3 = -1570.55321 ｄ3 = 1.50000 ｎd2 =1.60342 νd2 =38.03
ｒ4 = 12.68943 ｄ4 = 8.73457 ｎd3 =1.51633 νd3 =64.14
ｒ5 = -12.56390 ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -37.67224 （非球面）ｄ7 = 2.00000 ｎd4 =1.49241 νd4 =57.66
ｒ8 = -42.60150 ｄ8 = 0.00000 ｎd5 =1001.00 νd5 =-3.45
ｒ9 = -42.60342 （回折面）ｄ9 = 5.90749
ｒ10= -8.64077 ｄ10= 1.50000 ｎd6 =1.62299 νd6 =58.16
ｒ11= -20.62500
ズーム間隔
非球面係数
第２面
Ｋ = 2.52707×10+2
A4 = 9.93041×10-5
A6 = 6.93327×10-7
A8 =-9.60319×10-10
A10= 1.26366×10-10
A12= 0
A14= 0
第７面
Ｋ =-2.69383×10+1
A4 = 7.45257×10-5
A6 =-8.98532×10-8
A8 = 1.66180×10-8
A10= 3.96775×10-11
A12= 0
A14= 0
第９面
Ｋ =-3.14969×10-3
A4 = 1.10919×10-8
A6 =-5.72024×10-10
A8 = 4.69244×10-12
A10= 3.85573×10-15
A12= 0
A14= 0 。
【０１０３】
以上の実施例１の広角端、標準状態、望遠端での収差図をそれぞれ図１０〜図１２に示す。これら収差図において、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は倍率色収差を示す図である。
【０１０４】
次に、上記実施例１〜９の条件式（１）〜（３１）に関する値を示す。
【０１０５】
以上の本発明のズームレンズは、例えば次のように構成することができる。
〔１〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数である。
【０１０６】
〔２〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
５０＜νd1＜８５ ・・・（１）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１０７】
〔３〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
５５＜νd1＜６５ ・・・（３）
５３＜νd2＜６５ ・・・（４）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１０８】
〔４〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
０＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．３ ・・・（５）
５０＜νd1＜８５ ・・・（６）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１０９】
〔５〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
０．０２＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．２５ ・・・（７）
５５＜νd1＜６５ ・・・（８）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１１０】
〔６〕 上記４又は５において、回折面は正の屈折力の最も大きいレンズ、又は、それに隣接するレンズの正レンズ側の面に設けたことを特徴とするズームレンズ。
【０１１１】
〔７〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、少なくとも第２群に回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．３５ ・・・（９）
５０＜ν2 ＜８５ ・・・（１０）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１１２】
〔８〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、少なくとも第２群に回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．２７ ・・・（１１）
５３＜ν2 ＜６５ ・・・（１２）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１１３】
〔９〕 上記７又は８において、回折面は負の屈折力の最も大きいレンズ、又は、それに隣接するレンズの負レンズ側の面に設けたことを特徴とするズームレンズ。
【０１１４】
〔１０〕 上記１から９の何れか１項において、第２群の最も正の屈折力の強いレンズが以下の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
４０＜νd2pos ＜６５ ・・・（１３）
ただし、νd2pos ：第２群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、である。
【０１１５】
〔１１〕 少なくとも２つの群を有し、それらの間隔を変化させることにより変倍を行い、少なくとも１つの群は少なくとも１面に回折面を有し、その群は強いパワーを有するレンズとパワーレスレンズの２枚から構成されていることを特徴とするズームレンズ。
【０１１６】
〔１２〕 少なくとも２つの群を有し、また、最も像側には負レンズ群を配置し、それらの間隔を変化させることにより変倍を行い、その負レンズ群は少なくとも１面に回折面を有し、物体側よりパワーレスレンズ、負レンズの２枚から構成されていることを特徴とするズームレンズ。
【０１１７】
〔１３〕 少なくとも２つの群を有し、それらの間隔を変化させることにより変倍を行い、何れかの群に非球面と回折面を持つプラスチックのパワーレスレンズを有していることを特徴とするズームレンズ。
【０１１８】
〔１４〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、第１群は接合レンズを有し、第２群のみに回折面を有することを特徴とするズームレンズ。
【０１１９】
〔１５〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、第１群は少なくとも１面の回折面を有し、非球面を有するパワーレスレンズ、正レンズからなり、第２群は少なくとも１面の回折面を有し、物体側より、非球面を有するパワーレスレンズ、負レンズからなることを特徴とするズームレンズ。
【０１２０】
〔１６〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、第１群は物体側より、非球面を有するパワーレスレンズ、負レンズと正レンズの接合レンズからなり、第２群は少なくとも１面の回折面を有し、非球面を有するパワーレスレンズ、負レンズからなることを特徴とするズームレンズ。
【０１２１】
〔１７〕 上記１１から１３、１５、１６の何れか１項において、明るさ絞りに対し、回折面を有するパワーレスレンズが物体側に配置されているときは、物体側に凸の形状、像側に配置されているときは、像側に凸の形状であることを特徴とするズームレンズ。
【０１２２】
〔１８〕 上記１１、１２、１５、１６の何れか１項において、パワーレスレンズはプラスチックからなることを特徴とするズームレンズ。
【０１２３】
〔１９〕 上記１１から１３、１５、１６の何れか１項において、パワーレスレンズの屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
｜ｆt ／ｆpwless｜＜０．６ ・・・（１４）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆpwless：パワーレスレンズの焦点距離、
である。
【０１２４】
〔２０〕 上記１１から１３、１５、１６の何れか１項において、パワーレスレンズの屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
｜ｆt ／ｆpwless｜＜０．４ ・・・（１５）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆpwless：パワーレスレンズの焦点距離、
である。
【０１２５】
〔２１〕 上記１９又は２０において、パワーレスレンズの周辺の屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
｜ｆt ／ｆ（ｙ）pwless｜＜０．８ ・・・（１６）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆ（ｙ）pwless：パワーレスレンズの周辺部の焦点距離、
である。ここで、周辺の焦点距離は次のように定義する。
ｆ（ｙ）＝１／｛（ｎ−１）（１／ｒF （ｙ）−１／ｒR （ｙ））｝
ただし、ｎ：パワーレスレンズのｄ線の屈折率、
ｒF （ｙ）：物体側曲率半径、
ｒR （ｙ）：像側曲率半径、
である。ただし、ｒF （ｙ）、ｒR （ｙ）は、非球面効果がない場合には近軸曲率半径として、非球面効果がある場合には次の式で定義した曲率半径とする。
ｒ（ｙ）＝ｙ（１＋ｆ’（ｙ）2 ）／ｆ”（ｙ）
ここで、ｙ：望遠端の軸上マージナル光線高、
ｆ（ｙ）：非球面定義式、
である。
【０１２６】
〔２２〕 上記１９又は２０において、パワーレスレンズの周辺の屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
｜ｆt ／ｆ（ｙ）pwless｜＜０．６ ・・・（１７）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆ（ｙ）pwless：パワーレスレンズの周辺部の焦点距離、
である。ここで、周辺の焦点距離は次のように定義する。
ｆ（ｙ）＝１／｛（ｎ−１）（１／ｒF （ｙ）−１／ｒR （ｙ））｝
ただし、ｎ：パワーレスレンズのｄ線の屈折率、
ｒF （ｙ）：物体側曲率半径、
ｒR （ｙ）：像側曲率半径、
である。ただし、ｒF （ｙ）、ｒR （ｙ）は、非球面効果がない場合には近軸曲率半径として、非球面効果がある場合には次の式で定義した曲率半径とする。
ｒ（ｙ）＝ｙ（１＋ｆ’（ｙ）2 ）／ｆ”（ｙ）
ここで、ｙ：望遠端の軸上マージナル光線高、
ｆ（ｙ）：非球面定義式、
である。
【０１２７】
〔２３〕 上記１から５、７、８、１１から１６の何れか１項において、回折面の焦点距離は次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
８＜｜ｆG ／ｆDOE ｜＜１００ ・・・（１８）
ただし、ｆG ：回折光学素子を有しているズーム群の焦点距離、
ｆDOE ：回折光学素子の焦点距離、
である。
【０１２８】
〔２４〕 上記１から５、７、８、１１から１６の何れか１項において、回折面の焦点距離は次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
１０＜｜ｆG ／ｆDOE ｜＜７０ ・・・（１９）
ただし、ｆG ：回折光学素子を有しているズーム群の焦点距離、
ｆDOE ：回折光学素子の焦点距離、
である。
【０１２９】
〔２５〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
５０＜νd1＜８５ ・・・（２０）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２１）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３０】
〔２６〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
５０＜νd1＜６５ ・・・（２２）
５０＜νd2＜６５ ・・・（２３）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３１】
〔２７〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
０＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．３ ・・・（２４）
５０＜νd1＜８５ ・・・（２５）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３２】
〔２８〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
０．０２＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．２５ ・・・（２６）
５５＜νd1＜６５ ・・・（２７）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３３】
〔２９〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．３５ ・・・（２８）
５０＜ν2 ＜８５ ・・・（２９）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３４】
〔３０〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．２７ ・・・（３０）
５３＜ν2 ＜６５ ・・・（３１）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、ズームレンズに適切に回折光学素子を用いることにより、高倍ズームレンズでありながら、色収差の十分補正された高性能な光学系を得ることができる。また、パワーレスレンズを用いても回折光学素子により色収差を十分補正することができるので、高性能でありながら低コストな光学系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズの広角端（ａ）、 標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の光軸を含む断面図である。
【図２】本発明の実施例２のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図３】本発明の実施例３のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図４】本発明の実施例４のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図５】本発明の実施例５のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図６】本発明の実施例６のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図７】本発明の実施例７のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図８】本発明の実施例８のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図９】本発明の実施例９のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図１０】実施例１の広角端での収差図である。
【図１１】実施例１の標準状態での収差図である。
【図１２】実施例１の望遠端での収差図である。
【図１３】回折光学素子を用いた場合の残存色収差の例を示す図である。
【図１４】回折光学素子の構造の例を示す断面図である。
【図１５】回折面の具体的な形状を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
２１…透明部
２２…不透明部
２２…高屈折率部
２４…低屈折率部
【発明の属する技術分野】
本発明は、回折光学素子（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ：以下、ＤＯＥと呼ぶ。）を用いたズームレンズに関するものであり、特に、例えば銀塩カメラや電子カメラ等の撮影光学系に利用されるズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ズームレンズを搭載したコンパクトカメラは、現在では多くの種類が発売され、その使いやすさが受け入れられ、広く普及してきている。近年では、高変倍比のズームレンズが求められ人気があるが、カメラとしては大型化してしまい、携帯性が損なわれてしまう傾向にあった。そのため、ユーザーからは小型で高変倍のズームレンズが強く望まれている。
【０００３】
ところが、ズームレンズを高変倍化するためには、収差補正の問題があった。ズームレンズの一般的な構成は、複数の移動レンズ群で構成し、それらの間隔を変化させることにより焦点距離を変えているが、それぞれのレンズ群はズーミングにより光線高が変化するので収差の発生量が変化している。そのため、各ズーム群で残存する収差を他のズーム群と打ち消し合って補正しても、ズーミングによって収差変動が発生してしまい、全領域での性能を確保できない。特に高変倍のズームレンズは変倍比が大きいので、収差変動が大きくなりやすい。したがって、その変動を小さくするために個々の群で十分に収差補正を行う必要がある。従来では、それを各群のレンズ枚数を増やすことにより達成してきた。
【０００４】
しかしながら、この方法では物理的に構成長が大きくなってしまい、レンズ系を小型化するには不利であったため、近年では、非球面レンズを用いてレンズ枚数を増やさずに構成したものが多く提案されてきた。また、ズームレンズのタイプとして従来より主に２群タイプ、３群タイプが広く用いられているが、移動群が多い３群タイプは構成枚数が増えてしまうことと鏡筒の機構も複雑になってしまうため、２群タイプの方が有利であった。
【０００５】
したがって、これに非球面レンズを適切に使用すれば、球面収差やコマ収差を効果的に補正できるので枚数を増やすことなく構成でき、高変倍化と小型化が同時に可能になってくる。このような例としては、特開平８−３３８９４６号等で提案されたズームレンズがあった。これは、変倍比が１．９〜２．９倍にもかかわらず、第１群、第２群共２枚ずつで構成していた。また、色収差の補正はレンズのアッべ数を適切に設定して行っていた。
【０００６】
一方、ユーザーからは従来よりももっと求めやすい低価格なズームレンズも望まれている。
従来、レンズ系を低コスト化するには、上記で説明したような枚数を減らす方法の他に、レンズをプラスチック化する方法があった。プラスチックは、ガラスに比べ材料自体が低価格の上、非球面レンズの加工もガラスに比べて容易であることから、製作コストも低く抑えられ、コスト面で非常に有効である。ところが、プラスチックは温度や湿度等の環境変化に対し、屈折率や形状等の特性が変化してしまう大きな欠点があった。そのため、パワーのあるレンズをプラスチック化すると焦点位置が変化してしまい、環境変化に対してピントずれが生じて性能が劣化してしまう恐れがあった。特にズームレンズの望遠側では、拡大され影響が大きくなってしまうため、性能劣化が顕著になってしまう。
【０００７】
そこで、このような問題を考慮して、低コスト化と高性能の両方を達成した例として、本出願人が特開平５−１１３５３７号で提案したパワーレスレンズを用いたズームレンズがあった。また、この場合、変倍比は１．５〜２．２倍であった。
【０００８】
一方、近年では、回折作用によって光線を屈曲させる回折光学素子（ＤＯＥ）が注目されてきている。ＤＯＥは、一般的なガラス硝材とは異なり、アッべ数が−３．４５という逆分散の特性を有しているため、従来の屈折系と違い、正パワー＋正パワーの組み合わせで色消しできるという特徴がある。
【０００９】
このような回折光学素子をズームレンズに適用した例として、特開平９−１９７２７３号、特開平９−１９７２７４号のものがあった。特開平９−１９７２７３号では、第１群が正レンズ１枚、第２群が負レンズ１枚の２群ズームレンズに回折面を使用したものであった。変倍比は１．６〜１．９倍程度であった。また、特開平９−１９７２７４号では、前述した特開平８−３３８９４６号のものと同様の４枚構成の２群ズームレンズに回折面を使用したものであり、その実施例２、５では変倍比３．４程度の高変倍比を達成していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの先行例は次に示すような様々な問題点があった。
特開平８−３３８９４６号のものは４枚の枚数でズームレンズを構成しているが、非球面自体は色収差を補正することができないため、レンズ枚数を少なくすると色収差の補正が十分にできなくなってしまう。これはレンズのアッべ数を適切に設定してもその補正には限界があるため、性能面で不十分であったからである。
【００１１】
そこで、特開平９−１９７２７４号では、同様の構成に回折光学素子を用いて色収差を補正しているが、軸上色収差と倍率色収差のバランスが取れていなかったり、２次スペクトルが大きいものがあり、必ずしも回折光学素子の特性を活かし切った十分な色収差補正をしている訳ではなかった。そのため、高変倍ではあるがまだ性能は十分とは言えなかった。
【００１２】
また、特開平８−３３８９４６号や特開平９−１９７２７４号のような枚数の少ないズームレンズでは、各レンズ群のパワーを確保しつつ、収差の補正を行うためには、正レンズと負レンズのパワーを強くして構成する必要があった。そのため、製作誤差による感度が大きくなってしまっていた。例えば、第１群の各面の曲率や第２群のレンズ間隔に誤差が発生すると、望遠端におけるピント位置が非常に大きく変化してしまっていた。そのため、製作精度を厳しくする必要があり、レンズ加工や組立上問題が多かった。
【００１３】
また、特開平５−１１３５３７号では、パワーレスプラスチックレンズを用いて低コスト化を達成しているが、レンズをパワーレスに構成すると、色収差の補正ができなくなってしまうという設計上の欠点があった。特に第２群では、パワーを有したレンズが１枚しかなく、理論的に色収差が残存してしまうため、比較的低倍のズームレンズにしか使用できず、適用範囲は狭かった。
【００１４】
特開平９−１９７２７３号では、各群を１枚で構成し、残存してしまう色収差を回折光学素子を用いて補正しているが、球面収差やコマ収差の補正は十分ではなく、総合的な性能は不十分なものであった。また、ガラスのレンズにおいては非球面量が非常に大きいため、製作上低コストとは言い難いものであった。また、プラスチック材料を用いたレンズにおいては温度や湿度等の環境変化に対する性能劣化を何ら考慮していなかった。そのため、実用的には問題が多かった。
【００１５】
特開平９−１９７２７４号では、各群を２枚で構成し、色収差を回折光学素子を用いて補正しているが、ガラス非球面を使用しているため、コスト的にはまだ問題があった。また、第３正レンズはプラスチック化しているが強いパワーを有しているので、環境変化に対して性能劣化してしまう問題があった。
【００１６】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、高性能かつ高変倍な枚数の少ないズームレンズを提供することである。
本発明の第２の目的は、高性能かつ低コストな製作性の良いズームレンズを提供することである。
また、本発明の第３の目的は、高性能かつ低コストな枚数の少ないズームレンズを提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の第１の発明のズームレンズは、物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とするものである。
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数である。
【００１８】
また、本発明の第２の発明のズームレンズは、少なくとも２つの群を有し、それらの間隔を変化させることにより変倍を行い、少なくとも１つの群は少なくとも１面に回折面を有し、その群は強いパワーを有するレンズとパワーレスレンズの２枚から構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の第３の発明のズームレンズは、少なくとも２つの群を有し、それらの間隔を変化させることにより変倍を行い、何れかの群に非球面と回折面を持つプラスチックのパワーレスレンズを有していることを特徴とするものである。
【００２０】
以下、本発明において上記の構成をとる理由と作用を説明する。
まず、第１のズームレンズにおいて、このような構成をとった理由と作用を説明する。
【００２１】
ズームレンズにおいて、レンズの構成枚数を増やすことなく高変倍化を達成するには、各ズーム群で発生する収差をより小さくすることが必要であることは従来技術の項で説明した。非球面を使用すれば、少なくとも２枚のレンズにより球面収差、コマ収差、非点収差等の単色収差を補正することができるので、レンズ枚数を増やさずに効果的にズーム群の収差を補正することができる。ところが、非球面自体では色収差を補正できないため、本発明の目的を達成するのは性能面で難しかった。そのため、その他に色収差を補正する手段が必要である。
【００２２】
その色収差を補正するには、少なくとも２つのレンズ要素を組み合わせる必要がある。ここで、例えば薄肉密着系の２枚のレンズを組み合わせて色収差を補正するには、レンズのパワーとアッべ数からなる下記の（ａ）式を満たす必要がある（ｆ1 、ｆ2 ：レンズの焦点距離、ν1 、ν2 ：レンズのアッべ数）。
【００２３】
１／ｆ1 ν1 ＋１／ｆ2 ν2 ＝０ ・・・（ａ）
また、２つのレンズの間隔がｄの場合は、次の（ｂ）式を満たす必要がある。
【００２４】
一方、回折光学素子は、回折面自体が非常に高い分散を有しているため、回折光学素子を大きいパワーで構成しなくても色収差を補正させることが可能であり、単色収差を悪化させずに構成することができる。また、レンズ面に構成できるので、それ以上レンズ枚数を増やすことなく、色収差補正を行うことができる。したがって、レンズ系に回折光学素子を用いて色収差を補正すれば、本発明の目的を効果的に達成できると考えられる。
【００２５】
しかしながら、回折光学素子は従来の屈折レンズとは特性が異なるため、本発明の高変倍なズームに適用するには、さらに特別な配慮が必要であった。
その１つ目は、回折光学素子の異常分散性である。回折光学素子は、従来技術で説明したように、アッべ数が−３．４５という特徴の他に、異常分散性が従来のガラス硝材とは全く異なる値を持っている（θgFは、Ｓ−ＢＳＬ７（ＯＨＡＲＡ）が０．５３５３、Ｓ−ＴＩＭ２７（ＯＨＡＲＡ）が０．５９２２に対し、ＤＯＥは０．２９５７）。そのため、従来の硝材での色消しとは違ってこの点を十分に考慮しないと、色収差を補正することは難しくなってくる。
【００２６】
ここで、簡単な例として、（ａ）式を使って単レンズに回折光学素子を用い、Ｃ−Ｆ色色消しをしたときの残存色収差を求めてみる（次の２種類の硝材で計算した。Ｓ−ＢＳＬ７（νd ：６４．１）とＳ−ＴＩＭ２７（νd ：３４．５）。また、全系の焦点距離は１００ｍｍとする。）。
【００２７】
図１３に上記２種類の硝材に回折光学素子を用いた場合の残存色収差を示すように、上記の何れの硝材でも２色色消しは可能であるが、他の波長での残存色収差の差は明らかに違ってくる。異常分散性は、一般的には２次スペクトルを小さくでき、色収差補正上有効ではあるが、回折光学素子の場合には異常分散性がガラス硝材に比べ非常に大きい値を持っているので、適切に使わないと屈折レンズとバランスが崩れて逆に色収差が悪化してしまう。すなわち、この例に示すように、屈折レンズのアッべ数のわずかな違いにより色収差が急激に悪化してしまうため、これを厳しく設定する必要がある。
【００２８】
一方、２群ズームレンズは第２群で全ての変倍作用を担っているので、特に第２群の色収差の発生量を小さくすることが収差補正上重要になってくる。したがって、次の条件式を満たすのがよい。
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数である。
【００２９】
この条件式の下限の５０を越えると、回折光学素子による２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００３０】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
５３＜νd2＜６５ ・・・（４）
また、ズーミングによる色収差の変動をより小さくするためには、それぞれの群で色収差が十分補正されている必要がある。また、１つのズーム群にのみに回折面を用いるときにも、もう１つの群の色収差をコントロールしないと、全体のバランスが取れなくなってしまう場合がある。
【００３１】
したがって、本発明の目的を達成するためには、第１群、第２群のレンズのアッべ数は次の条件式を同時に満たすように構成するのがよい。
５０＜νd1＜８５ ・・・（１）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００３２】
これらの条件式の下限の５０を越えると、回折光学素子による２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００３３】
なお、好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
５５＜νd1＜６５ ・・・（３）
５３＜νd2＜６５ ・・・（４）
また、２つ目は、回折光学素子を設ける位置である。色収差は、収差論で明らかなように、軸上色収差は軸上マージナル光線高の２乗に、倍率色収差は軸上マージナル光線高×周辺主光線高に関係していることが知られている。回折光学素子は従来のレンズに比べ非常に高分散なので、これらの光線高がわずかに変わっただけで、色収差の補正量が従来の屈折レンズの場合に比べて激しく変化してしまう。特に、ズームレンズのように広角端から望遠端で大きく光線高が変化するような光学系では、光線高の変化に注意をしないと、ズーム全領域で軸上色収差と倍率色収差の両方を満足させることはできない。そのため、回折面を設ける位置が非常に重要になってくる。
【００３４】
また、ズームレンズのズーム群は強いパワーを持っているので色収差が発生するが、その中最も色収差が発生するのは、そのズーム群のパワーを担っている最も強いパワーのレンズで大きく発生していると言える。そのため、正パワーの第１群と負パワーの第２群から構成される２群ズームレンズの場合は、第１群では最もパワーの強い正レンズ、第２群では最もパワーの強い負レンズで大きな色収差が発生しており、その配置、構成を考慮して回折面を設けないと、色収差は良好に補正できない。
【００３５】
まず、第１正レンズ群の最もパワーの強い正レンズは、明るさ絞りの近傍に配置されることが多いため、周辺主光線高はあまり大きくない。そのため、その正レンズでは倍率色収差の発生量がそれほど大きくない。したがって、あまり明るさ絞りから遠く離れた位置に回折面を設けると、回折面を通過する周辺主光線高が大きくなるので、第１群での倍率色収差が補正過剰になってしまう。また、前述したように、最も正のパワーが強いレンズでのアッべ数を厳しく規定しないと、色収差の補正が難しくなってしまう。
【００３６】
したがって、本発明の目的を達成するためには、第１群に設けた回折光学素子の位置と屈折レンズのアッべ数に関する次の条件式を同時に満たす必要がある。
０＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．３ ・・・（５）
５０＜νd1＜８５ ・・・（６）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００３７】
条件式（５）の上限の０．３を越えると、第１群で発生する倍率色収差が大きくなってしまい、ズーム全領域で色収差のバランスが取れなくなる。また、下限の０になると、明るさ絞りとレンズがぶつかってしまう。条件式（６）の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００３８】
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
０．０２＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．２５ ・・・（７）
５５＜νd1＜６５ ・・・（８）
また、回折面を設ける面としては、パワーの強い正レンズ自体の面、若しくは、光線高の違いが最も少ない正レンズの物体側若しくは像側に隣接するレンズの正レンズ側の面にするのが最も好ましい。
【００３９】
一方、第２負レンズ群の最もパワーの強い負レンズは、最も像側に配置されることが多いが、第１群の正パワーにより光束が収斂されるので、その負レンズでの軸上マージナル光線高は第１群との間隔が広い広角側では小さくなり、第１群との間隔が狭い望遠側では比較的大きくなる。また、第２群はズーム群移動によって明るさ絞りとの距離が変わるため、周辺主光線高はその距離が大きい広角側では大きくなり、その距離が小さい望遠端では比較的小さくなる。このように、最もパワーの強い負レンズでの２つの光線高がズーミングにより複雑に変わるので、あまり負レンズから離れた位置に回折面を設けると、それらの光線高の比率が変わってしまうので軸上色収差と倍率色収差の補正量の比率も変わってしまい、両方の収差のバランスを取るのが難しくなってしまう。また、前述したように、最も負のパワーが強いレンズでのアッべ数を厳しく規定しないと、色収差の補正が難しくなってしまう。
【００４０】
したがって、本発明の目的を達成するためには、第２群に設けた回折光学素子の位置と屈折レンズのアッべ数に関する次の条件式を同時に満たす必要がある。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．３５ ・・・（９）
５０＜νd2＜８５ ・・・（１０）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００４１】
条件式（９）の上限の０．３５を越えると、第２群で発生する倍率色収差が大きくなり、ズーム全領域で色収差のバランスが取れなくなる。条件式（１０）の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００４２】
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．２７ ・・・（１１）
５３＜νd2＜６５ ・・・（１２）
また、回折面を設ける面は、パワーの強い負レンズ自体の面、若しくは、光線高の違いが最も少ない負レンズの物体側若しくは像側に隣接するレンズの負レンズ側の面にするのが最も好ましい。
【００４３】
また、第１のズームレンズのような２群ズームレンズでは、変倍する際に第２群が全ての変倍作用を担っている。そのため、特に第２群での色収差を良好に補正することが望ましい。すなわち、第２群は、前述したように光線高が激しく変わるので、個々のレンズの色収差発生をできるだけ小さくしておいた方がよい。したがって、第２レンズ群の最もパワーの強い正レンズのアッべ数も適切に設定する必要がある。よって、次の条件式を満たすのがよい。
４０＜νd2pos ＜６５ ・・・（１３）
ただし、νd2pos ：第２群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、である。
【００４４】
この条件式の下限の４０を越えると、第２群での色収差発生が大きくなり、ズーム全領域での色収差のバランスが取れなくなってしまい、上限の６５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００４５】
次に、第２のズームレンズにおいて、前記のような構成をとった理由と作用を説明する。
ズームレンズは、各ズーム群で収差補正をしておくことが重要であることはすでに述べた。そのため、本発明の目的の中、高性能と低コストの２つを達成するためには、ズーム群の収差が十分補正できるような構成にしなければならない。そのため、ズーム群のレンズ枚数を１枚にまでしてしまうと、原理的に色収差の補正ができない上、非球面を用いたとしても単色収差が補正し切れないため、性能面で限界がある。したがって、少なくとも２枚のレンズがないと良好な性能は期待できない。
【００４６】
その２枚を正レンズと負レンズにて構成すれば、色収差が補正でき、また、単色収差は収斂効果と発散効果により打ち消し合って補正することができるので、収差補正上好ましい。ところが、群のパワーを保ったままこれらの収差を補正するには、それぞれのレンズのパワーを強く構成しなければならないので、製造誤差による性能劣化が非常に大きくなってしまい、問題になることがあった。そのため、この構成では本発明の目的の１つである製作性の良いズームレンズは得られなかった。また、収差補正上でもレンズのパワーが強いと、球面収差、コマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまい、好ましくはなかった。
【００４７】
そこで、レンズのパワーを弱くすれば製造誤差による性能劣化が小さくなるので、その中の１枚を非球面を有したパワーレスレンズにすれば、ズーム群のパワーを保ったまま、もう１枚のレンズのパワーを小さくすることができるので有利になるが、従来技術で説明したように色収差が補正できなくなってしまう。
【００４８】
一方、回折光学素子は回折面自体が非常に高い分散を有しているため、レンズ面に設ければ、レンズ枚数を増やすことなく色収差補正を行うことができる。
【００４９】
したがって、本発明の目的を達成するためには、ズーム群を強いパワーのレンズとパワーレスレンズの２枚から構成し、そこに回折光学素子を設けるのがよい。そうすれば、高性能と低コストを達成しつつ、製造誤差による性能劣化も低くできるので、レンズ加工や組立が容易になる。
【００５０】
また、特に、最も像側に負レンズ群を有する２群ズームレンズや３群ズームレンズ等では、従来からその負レンズ群を物体側より、正レンズ、負レンズの２枚で構成したものがあった。しかし、この構成では２つのレンズ共強いパワーを持っているので、そのレンズ間隔の誤差により望遠端でのピント位置が非常に大きく変化してしまうため、組立上問題になることがあった。また、ほとんどの変倍作用を負レンズ群が担っているので、変倍比が大きくなったときに、そこでの色収差補正を十分に行っておかないと、満足な性能が達成できなかった。
【００５１】
そのため、最も像側の負レンズ群を、物体側より、パワーレスレンズ、負レンズの２枚で構成し、そこに回折光学素子を設ければ、２つのレンズ間隔の誤差感度が低くなり、また、色収差も良好に補正することができる。
【００５２】
次に、本発明の第３のズームレンズついて、このような構成をとった理由と作用を説明する。
プラスチックを用いてレンズ系を低コストにする場合、レンズにパワーがある場合には温度や湿度等の環境変化によってピント変化が生じてしまい、また、レンズがパワーレスの場合には色収差が補正できなくなってしまうため、性能を満足させたまま低コスト化するのは難しかった。この中、パワーのあるレンズをプラスチック化するのは、ズームレンズの望遠端で環境変化によるピント変化が非常に大きくなってしまうので、実用的ではない。そのため、本発明の目的を達成するためには、レンズをパワーレスにしたまま色収差を補正する手段が必要になってくる。
【００５３】
一方、回折光学素子は回折面自体が非常に高い分散を有しているため、レンズ面に設ければ、レンズ枚数を増やすことなく、色収差補正を行うことができる。ところが、回折光学素子は例えば図１４に示すように断面が鋸形状をしているが、この山の高さや間隔は数〜数十μｍ程度の微細な構造なので、これを精度良く製作するには、従来の屈折レンズに比べると加工的に難しい。回折面の作製方法の中、カメラ等の大量生産に適した方法としては、加工時間が比較的短い成形が望ましいが、ガラス面に回折面を成形で作製するには現状では精度的に非常に難しく、コストも低くはなかった。そのため、低コストで加工時間や加工精度にも問題が少ない作製方法としては、プラスチックによる射出成形が望ましい。
【００５４】
また、一方、光学系にパワーレスの平行平板を配置し、そこに回折面を構成した特開平６−３２４２６２号や特開平６−３３１８８７号等のものがあったが、この構成では色収差は補正できるが、他の単色収差の補正ができないので、枚数を減らして低コスト化するには適してはいなかった。
【００５５】
したがって、本発明の目的を達成するためには、ズームレンズに非球面と回折面を有するプラスチックのパワーレスレンズを有しているのがよい。
【００５６】
このように構成すれば、プラスチックを用いても環境変化による性能劣化を軽減でき、また、パワーレス化することにより補正が難しくなってしまう色収差と単色収差をそれぞれ回折面と非球面で補正できるようになるので、性能を劣化させることもない。また、その結果、材料加工的にも効果的に低コスト化が達成できる。
【００５７】
一方、回折光学素子には、従来の屈折レンズとは異なり回折効率が低下して結像に必要な光量が少なくなってしまう問題がある。すなわち、回折光の中、１次光を最大にするように設計しているにもかかわらず、その光量が低下してしまい、逆に０次光、２次光等の不要な光が発生してしまって結像性能を劣化させてしまう。その原因としては、回折光学素子に入射する角度の要因がある。回折効率は波面が回折光学素子に入射する角度によって変化することが、ベクトル回折理論によって知られている（入射角依存性）。そのため、回折面への入射角があまり大きいと回折効率が低下してしまい、性能への影響が大きくなってしまう。したがって、レンズ系に回折光学素子を設ける際には、面への入射角ができるだけ小さくなるようにするのが好ましい。
【００５８】
ところが、パワーの強い屈折レンズにおいて、入射角を小さくするため曲率を変化させると、収差のバランスが取れなくなったり、パワーや主点位置が変わってしまって、レンズ系を小型化するのが難しくなってしまい、実際には難しい。しかしながら、パワーレスレンズは曲率を多少変化させても主点位置の移動が極めて少ないので、レンズ系が大型化してしまうこともなく、また、収差が悪化することも比較的少ない。そのため、パワーレスレンズの屈折面に曲率を適切に付ければ、パワーレスレンズに設けた回折面への入射角を小さくすることができ、効果的に角度依存性による性能劣化を軽減することができる。
したがって、なお好ましくは、パワーレスレンズは曲率を有しているのがよい。
【００５９】
また、上記の説明によりパワーレスレンズは面への入射角が小さくなるように曲率を有しているのが好ましく、明るさ絞りに対して物体側にパワーレスレンズを配置する際には、物体側に凸の形状、また、明るさ絞りに対して像側に配置する際には、像側に凸の形状にするのが望ましい。
【００６０】
次に、効果的に第２の目的、又は、同時に第２と第３の目的を達成できるズームレンズの詳細な構成を説明する。
ズームレンズタイプの中で、２群ズームレンズがレンズ枚数や鏡筒の構成上低コスト化に有利であることは、従来技術で説明した。したがって、最も低コスト化を達成できるズームレンズの構成は、第１、２群共１枚のパワーレスレンズと１枚の強いパワーを持つレンズとし、それぞれの群に回折面を設けるのがよい。そのとき、強いパワーを持つレンズの単色収差を補正するため、第１群、第２群のパワーレスレンズには非球面を少なくとも１面ずつ設ける必要がある。また、２枚のレンズの配置順は、第１群の場合、非球面により全域でのコマ収差を補正できるように、広角端から望遠端で光線高が大きく変わる明るさ絞りから離れた位置にパワーレスレンズを配置し、物体側から、パワーレスレンズ、正レンズの順にするのがよい。また、第２群の場合は、第１群により光線が収斂され、光束が細くなってくるので、非球面により球面収差、コマ収差を補正できように、従属光線高が大きい明るさ絞りに近い方にパワーレスレンズを配置し、物体側から、パワーレスレンズ、負レンズの順に配置するのがよい。このように構成すれば、低コスト、高性能でありながら製作性の良いズームレンズを得ることができる。また、パワーレスレンズをプラスチックで構成し、そこに回折面を設ければ、第３のズームレンズも同時に達成でき、さらに低コスト化することができる。
【００６１】
また、回折面を各群で１面ずつ使用し、それぞれの群で色補正すれば、上記の構成のように低コスト化の目的を効果的に達成できるが、回折面を２面使用する必要があるので、回折効率の低下の影響が大きくなってしまう。そのため、回折面によって色補正を行うズーム群を１つにし、もう１つのズーム群は接合レンズを用いて色補正を行ってもよい。また、接合レンズを構成するには、パワーの強いレンズがもう１枚必要になるが、レンズ径の小さい第１群にレンズを増やした方がレンズ１枚分のコストアップを少なくできるので、コスト面で有利である。
【００６２】
したがって、第１群には回折面を設けず、接合レンズを配置し、また、第２群のみに回折面を設けるのがよい。このように構成しても、高性能でありながら十分に低コスト化を達成できる。
【００６３】
具体的には、接合レンズの接合面が物体側に凸の方が周辺光線の入射角が小さくなり、高次収差が発生し難くなるので、接合レンズは物体側より、負レンズ、正レンズにするのがよい。すなわち、低コストを達成できるズームレンズの構成として、第１群を物体側より、パワーレスレンズ、負レンズと正レンズの接合とし、第２群は回折面を少なくとも１面設け、物体側より、パワーレスレンズ、負レンズとし、第１群、第２群のパワーレスレンズに非球面を少なくとも１面ずつ設けるのがよい。また、パワーレスレンズをプラスチックで構成し、そこに回折面を設ければ、第３のズームレンズも同時に達成でき、さらに低コスト化することができる。
【００６４】
また、第２、第３のズームレンズについて、パワーレスレンズは以下の条件式を満たすのがよい。
｜ｆt ／ｆpwless｜＜０．６ ・・・（１４）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆpwless：パワーレスレンズの焦点距離、
である。
【００６５】
この条件式の範囲を越えると、レンズのパワーが強くなりすぎて製作誤差による性能劣化が激しくなってしまう。また、プラスチックを用いたときには、温度、湿度等の環境変化によるピント位置の変化が大きくなってしまい、性能が劣化してしまう。
【００６６】
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
｜ｆt ／ｆpwless｜＜０．４ ・・・（１５）
また、特にプラスチックレンズでは環境変化により面の形状も変わってしまうが、高変倍ズームレンズの望遠側では面形状の変化により収差が変化してしまい、それが拡大されると性能やピント位置にも影響が出てしまう。
【００６７】
したがって、近軸付近だけでなく周辺部分もパワーレスにするのが好ましい。すなわち、次の条件式を満たすのがよい。
｜ｆt ／ｆ（ｙ）pwless｜＜０．８ ・・・（１６）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆ（ｙ）pwless：パワーレスレンズの周辺部の焦点距離、
である。ここで、周辺部の焦点距離は次のように定義する。
ｆ（ｙ）＝１／｛（ｎ−１）（１／ｒF （ｙ）−１／ｒR （ｙ））｝
ただし、ｎ：パワーレスレンズのｄ線の屈折率、
ｒF （ｙ）：物体側曲率半径、
ｒR （ｙ）：像側曲率半径、
である。ただし、ｒF （ｙ）、ｒR （ｙ）は、非球面効果がない場合には近軸曲率半径として、非球面効果がある場合には次の式で定義した曲率半径とする。この式は、光軸から離れた点での曲率半径を示しており、光軸上に中心を持つ円の方程式と、高さｙでの面の法線の方程式との連立方程式から導き出すことができる。
ｒ（ｙ）＝ｙ（１＋ｆ’（ｙ）2 ）／ｆ”（ｙ）
ここで、ｙ：望遠端の軸上マージナル光線高、
ｆ（ｙ）：非球面定義式、
である。
【００６８】
この条件式（１６）の上限の０．８を越えると、温度、湿度等の環境変化によるピント位置の変化が大きくなってしまい、性能が劣化してしまう。
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００６９】
｜ｆt ／ｆ（ｙ）pwless｜＜０．６ ・・・（１７）
第１、２、３のズームレンズにおいて、回折光学素子の焦点距離は次の条件式を満たすのがよい。
８＜｜ｆG ／ｆDOE ｜＜１００ ・・・（１８）
ただし、ｆG ：回折光学素子を有しているズーム群の焦点距離、
ｆDOE ：回折光学素子の焦点距離、
である。
【００７０】
この条件式の上限の１００を越えると、回折面のパワーが弱すぎて色収差が補正不足になり、下限の８を越えると、回折面のパワーが強すぎて色収差が補正過剰になってしまう。
【００７１】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
１０＜｜ｆG ／ｆDOE ｜＜７０ ・・・（１９）
また、第２、第３のズームレンズにおいも、第１のズームレンズに関して説明したように、次の条件式を満たすのがよい。
５０＜νd1＜８５ ・・・（２０）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２１）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００７２】
これらの条件式の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００７３】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
５５＜νd1＜６５ ・・・（２２）
５３＜νd2＜６５ ・・・（２３）
同様に、第２、第３のズームレンズでは、第１のズームレンズに関して説明したように、次の条件式を満たすのがよい。
０＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．３ ・・・（２４）
５０＜νd1＜８５ ・・・（２５）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００７４】
条件式（２４）の上限の０．３を越えると、第１群で発生する倍率色収差が大きくなり、ズーム全領域で高性能を達成できない。また、下限の０になると、明るさ絞りとレンズがぶつかってしまう。条件式（２５）の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００７５】
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
０．０２＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．２５ ・・・（２６）
５５＜νd1＜６５ ・・・（２７）
同様に、第２、３のズームレンズでは、第１のズームレンズに関して説明したように、次の条件式を満たすのがよい。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．３５ ・・・（２８）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２９）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【００７６】
条件式（２８）の上限の０．３５を越えると、第２群で発生する倍率色収差が大きくなり、ズームレンズ全領域で高性能を達成できない。条件式（２９）の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。
【００７７】
さらに望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．２７ ・・・（３０）
５３＜νd2＜６５ ・・・（３１）
第１〜３のズームレンズにおいて、回折光学素子は各ズームレンズ群にそれぞれ１面ずつ用いるのがよい。そうすれば、各ズーム群の色収差発生量を最小限に抑えることができ、ズーミングにより色収差が悪化しない良好な性能を得ることができる。
【００７８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のズームレンズの実施例１〜９について説明する。
本発明で使用している回折光学素子（ＤＯＥ）を用いたズームレンズの設計方法としては、Ｓｗｅａｔｔ Ｍｏｄｅｌが有名であり、これについては「W.C.Sweatt,"NEW METHODS of DESIGNING HOLOGRAPHIC ELEMENTS 」SPIE vol.126 Clever Optics 46-53 (1997) に記載されている。これは、ＤＯＥを屈折率の極めて大きな仮想の屈折レンズ（ウルトラ・ハイ・インデックス・レンズ：Ultra high index lens ）に置き換えて設計する手法であるが、以下の実施例においてもこの方法を使用する。なお、各実施例のＤＯＥは波長５８７．５６ｎｍ（ｄ線）で仮想屈折率を１００１で設計している。また、ウルトラ・ハイ・インデックス・レンズの非球面を以下のように定義する。すなわち、光軸方向をＺ軸、光軸と垂直な方向をＹ軸とすると、非球面は以下の式にて表せられる。
【００７９】
【００８０】
また、回折面と厚みが０で接する面は基材の表面である。そして、実際の製造においては、回折面の非球面形状と基材表面の形状との差及び屈折率から位相変化を求め、この位相変化を回折格子のピッチに換算して基材表面上に回折面を形成する。したがって、以下の各実施例において、最終的にレンズとして作用をするのは基材の面である。また、回折面と示したウルトラ・ハイ・インデックス・レンズによる非球面は実際は存在しない。しかし、各実施例に対応するレンズ断面図中には、数値データ中に回折面として記載された面番も基材の面に表記してある。
【００８１】
回折面の具体的な形状としては、例えば図１５に断面を示すようなものがある。図の（ａ）は、透明部２１と不透明部２２が交互に配列され、不透明部２２の厚みは略０であるが、振幅変調型と呼ばれる回折面である。図の（ｂ）は、屈折率の異なる高屈折率部２３と低屈折率部２４を交互に配列して、屈折率差による位相差にて回折作用を持たせたものである。図の（ｃ）は、矩形状の凹凸を交互に配列して厚みの差による位相差にて回折作用を持たせたものである。これは２レベルのバイナリー素子でもある。図の（ｄ）は、表面を鋸歯形状にしたものであり、キノフォームと呼ばれ、連続的な厚みの差による位相差にて回折作用を持たせたものである。図の（ｅ）と（ｆ）は、キノフォームを４レベル及び８レベルで近似したバイナリー素子である（図３）。このように回折面の形状にはいくつかの形式があるが、本発明では、回折効率を高くして光量を有効に利用したいため、図１５（ｄ）のキノフォームや図１５（ｅ）や図１５（ｆ）等の４レベル以上のバイナリー素子を用いることが望ましい。
【００８２】
本発明の実施例１〜９のズームレンズの光軸を含む断面図をそれぞれ図１〜図９に示す。なお、図１には、実施例１の広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の光軸を含む断面図を示し、図２〜図９には、それぞれ実施例２〜９の広角端での光軸を含む断面図を示す。実施例１〜９は何れも正の第１レンズ群Ｇ１と負の第２レンズ群Ｇ２の２群からなり、広角端から望遠端へズーミングするに従ってそれらの群間の間隔を小さくしながら物体側に移動する。また、何れの実施例においても、第１群Ｇ１を物体側に繰り出すことによってフォーカシングを行っている。
【００８３】
実施例１は、４群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図１に示すように、物体側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、両凸の第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸の正メニスカスの第３正レンズ、像側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第２レンズの像側と第４レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズの両面に形成している。
【００８４】
実施例２は、４群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図２に示すように、物体側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、両凸の第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸の正メニスカスの第３正レンズ、像側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第２レンズの物体側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズの両面に形成している。
【００８５】
実施例３は、４群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図３に示すように、物体側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、両凸の第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸の正メニスカスの第３正レンズ、像側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第３レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズの両面に形成しており、第３レンズの像側の面は非球面の基板に回折面を形成している。この実施例では、第３レンズを湿度変化に対して低吸湿なポリオレフィン系樹脂で構成している。
【００８６】
実施例４は、５群５枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図４に示すように、物体側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、物体側に凸でパワーレスの第２レンズ、両凸の第３正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸の正メニスカスの第４正レンズ、像側に凸の負メニスカスの第５負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第２レンズの像側と第４レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第４レンズの両面に形成しており、第４レンズの像側の面は非球面の基板に回折面を形成している。また、第２レンズと第４レンズには湿度変化に対して低吸湿なポリオレフィン系樹脂で構成している。
【００８７】
実施例５は、パワーレスレンズを有する４群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図５に示すように、物体側から、物体側に凸でパワーレスの第１レンズ、両凸の第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第３レンズ、像側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第２レンズの像側と第４レンズの物体側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズの両面に形成している。そして、第１レンズと第３レンズをアクリル系樹脂で構成している。
【００８８】
実施例６は、パワーレスレンズを有する４群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図６に示すように、物体側から、物体側に凸でパワーレスの第１レンズ、像側に凸の正メニスカスの第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第３レンズ、像側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第２レンズの像側と第３レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズの両面に形成しており、第３レンズの像側の面は非球面の基板に回折面を形成している。そして、第１レンズと第３レンズをアクリル系樹脂で構成している。
【００８９】
実施例７は、パワーレスレンズを有する４群５枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図７に示すように、物体側から、物体側に凸でパワーレスの第１レンズ、両凹の第２負レンズと両凸の第３正レンズを接合した接合レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第４レンズ、像側に凸の負メニスカスの第５負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第５レンズの物体側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第４レンズの両面に形成している。そして、第１レンズと第４レンズをアクリル系樹脂で構成している。
【００９０】
実施例８は、パワーレスレンズを有する４群５枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図８に示すように、物体側から、物体側に凸でパワーレスの第１レンズ、物体側に凸の負メニスカスの第２負レンズと両凸の第３正レンズを接合した接合レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第４レンズ、像側に凸の負メニスカスの第５負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第４レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第４レンズの両面に形成しており、第４レンズの像側の面は非球面の基板に回折面を形成している。そして、第１レンズと第４レンズをアクリル系樹脂で構成している。
【００９１】
実施例９は、パワーレスレンズを有する４群５枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであり、図９に示すように、物体側から、物体側に凸でパワーレスの第１レンズ、両凹の第２負レンズと両凸の第３正レンズを接合した接合レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第４レンズ、像側に凸の負メニスカスの第５負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第４レンズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの像側と第４レンズの物体側に形成している。そして、第１レンズと第４レンズをアクリル系樹脂で構成している。
【００９２】
以上のプラスチックを用いた実施例は、アクリル系樹脂若しくは湿度変化に対して低吸湿なポリオレフィン系樹脂の何れを用いてもよい。また、ガラス面に回折面を設けている実施例は、成形等でガラス面に直接回折面を構成してもよいし、樹脂等をガラス表面に設け、そこに回折面を構成してもよい。
【００９３】
以下に、上記実施例１〜９の数値データを示す。なお、各実施例において、記号は上記の外、ｆは焦点距離、ＦNOはＦナンバー、ωは半画角、ｆB はバックフォーカスである。また、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのｄ線のアッべ数であり、また、非球面形状は前記の（ａ）式にて表される。
【００９４】
実施例１
ｆ ＝ 39.36 〜 75.00 〜125.89
ＦNO＝ 3.60 〜 6.86 〜 11.51
ω ＝ 28.50°〜 15.95°〜 9.73°
ｆB ＝ 8.50 〜 41.83 〜 89.44
ｒ1 = 34.43778 （非球面）ｄ1 = 2.34531 ｎd1 =1.76200 νd1 =40.10
ｒ2 = 17.75170 （非球面）ｄ2 = 1.87953
ｒ3 = 131.82540 ｄ3 = 6.68204 ｎd2 =1.56384 νd2 =60.67
ｒ4 = -13.01744 ｄ4 = 0.00000 ｎd3 =1001.00 νd3 =-3.45
ｒ5 = -13.01724 （回折面）ｄ5 = 1.70000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -83.31846 （非球面）ｄ7 = 4.09863 ｎd4 =1.51633 νd4 =64.14
ｒ8 = -23.16017 （非球面）ｄ8 = 3.49462
ｒ9 = -11.73680 ｄ9 = 1.00000 ｎd5 =1.69680 νd5 =55.53
ｒ10= -95.27607 ｄ10= 0.00000 ｎd6 =1001.00 νd6 =-3.45
ｒ11= -95.28930 （回折面）
ズーム間隔
第１面
Ｋ = 0
A4 =-2.93456×10-4
A6 =-2.01608×10-6
A8 = 2.29935×10-8
A10= 1.76308×10-11
A12=-1.53840×10-12
A14= 0
第２面
Ｋ = 0
A4 =-2.58599×10-4
A6 =-1.73858×10-6
A8 = 5.45977×10-8
A10=-3.90060×10-10
A12= 1.55649×10-12
A14= 0
第５面
Ｋ = 0
A4 = 3.97545×10-9
A6 =-3.35484×10-11
A8 = 4.35752×10-12
A10=-1.18204×10-13
A12= 7.32890×10-16
A14= 0
第７面
Ｋ = 0
A4 = 4.79239×10-5
A6 = 1.65566×10-6
A8 =-8.95464×10-8
A10= 1.75080×10-9
A12=-1.48472×10-11
A14= 4.89661×10-14
第８面
Ｋ = 0
A4 =-5.75669×10-6
A6 = 1.53306×10-6
A8 =-9.35844×10-8
A10= 1.73099×10-9
A12=-1.43680×10-11
A14= 4.65373×10-14 。
【００９５】
実施例２
ｆ ＝ 39.35 〜 75.03 〜126.13
ＦNO＝ 3.60 〜 6.87 〜 11.54
ω ＝ 28.06°〜 15.92°〜 9.70°
ｆB ＝ 8.50 〜 40.53 〜 86.40
ｒ1 = 19.23881 （非球面）ｄ1 = 2.50000 ｎd1 =1.74950 νd1 =35.28
ｒ2 = 11.99789 （非球面）ｄ2 = 4.02698
ｒ3 = 67.87361 （回折面）ｄ3 = 0.00000 ｎd2 =1001.00 νd2 =-3.45
ｒ4 = 67.87657 ｄ4 = 4.09637 ｎd3 =1.51633 νd3 =64.14
ｒ5 = -12.29798 ｄ5 = 1.70000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -73.23200 （非球面）ｄ7 = 3.20000 ｎd4 =1.58144 νd4 =40.75
ｒ8 = -26.11312 （非球面）ｄ8 = 4.23647
ｒ9 = -11.96875 ｄ9 = 1.00000 ｎd5 =1.72916 νd5 =54.68
ｒ10= -103.16767
ズーム間隔
第１面
Ｋ = 0
A4 =-2.92522×10-4
A6 =-2.40451×10-6
A8 = 2.37816×10-8
A10=-1.57985×10-10
A12= 1.33926×10-13
A14= 0
第２面
Ｋ = 0
A4 =-3.08410×10-4
A6 =-2.14845×10-6
A8 = 2.75231×10-8
A10= 2.47003×10-10
A12=-3.16403×10-12
A14= 0
第３面
Ｋ =-6.32241×10-3
A4 =-4.71686×10-9
A6 = 3.42810×10-10
A8 =-9.66991×10-12
A10= 1.06266×10-13
A12= 0
A14= 0
第７面
Ｋ = 2.89020×10+1
A4 = 4.34134×10-5
A6 = 7.93558×10-7
A8 =-5.85701×10-8
A10= 1.40223×10-9
A12=-1.40884×10-11
A14= 5.34936×10-14
第８面
Ｋ = 0
A4 =-3.49699×10-5
A6 = 1.98882×10-6
A8 =-9.60916×10-8
A10= 1.83104×10-9
A12=-1.61211×10-11
A14= 5.48017×10-14 。
【００９６】
実施例３
ｆ ＝ 39.34 〜 75.00 〜126.05
ＦNO＝ 3.65 〜 6.96 〜 11.69
ω ＝ 28.18°〜 15.95°〜 9.72°
ｆB ＝ 8.50 〜 41.74 〜 89.33
ｒ1 = 26.41476 （非球面）ｄ1 = 2.50000 ｎd1 =1.76182 νd1 =26.52
ｒ2 = 15.01391 （非球面）ｄ2 = 3.48230
ｒ3 = 113.23865 ｄ3 = 3.74298 ｎd2 =1.56883 νd2 =56.36
ｒ4 = -12.68605 ｄ4 = 1.70000
ｒ5 = ∞（絞り） ｄ5 = （可変）
ｒ6 = -46.65734 （非球面）ｄ6 = 3.20000 ｎd3 =1.52542 νd3 =55.78
ｒ7 = -21.98569 （非球面）ｄ7 = 0.00000 ｎd4 =1001.00 νd4 =-3.45
ｒ8 = -21.98589 （回折面）ｄ8 = 4.08749
ｒ9 = -11.23818 ｄ9 = 1.00000 ｎd5 =1.64850 νd5 =53.02
ｒ10= -82.28860
ズーム間隔
第１面
Ｋ = 0
A4 =-3.00588×10-4
A6 =-2.41492×10-6
A8 = 2.90371×10-8
A10=-2.19237×10-10
A12= 4.57978×10-15
A14= 0
第２面
Ｋ = 0
A4 =-2.71630×10-4
A6 =-2.35047×10-6
A8 = 4.79973×10-8
A10= 2.03907×10-11
A12=-3.91188×10-12
A14= 0
第６面
Ｋ =-2.36191
A4 = 6.49006×10-5
A6 = 2.93084×10-7
A8 =-5.42190×10-8
A10= 1.39535×10-9
A12=-1.39629×10-11
A14= 5.26702×10-14
第７面
Ｋ = 0
A4 =-2.31838×10-5
A6 = 1.66119×10-6
A8 =-9.16370×10-8
A10= 1.80390×10-9
A12=-1.60926×10-11
A14= 5.56519×10-14
第８面
Ｋ = 0
A4 =-2.31763×10-5
A6 = 1.66113×10-6
A8 =-9.16378×10-8
A10= 1.80390×10-9
A12=-1.60926×10-11
A14= 5.56512×10-14 。
【００９７】
実施例４
ｆ ＝ 39.34 〜 74.99 〜126.06
ＦNO＝ 3.60 〜 6.86 〜 11.54
ω ＝ 28.01°〜 15.91°〜 9.70°
ｆB ＝ 8.50 〜 40.14 〜 85.47
ｒ1 = 24.93378 （非球面）ｄ1 = 2.50000 ｎd1 =1.74950 νd1 =35.28
ｒ2 = 14.52044 （非球面）ｄ2 = 2.13251
ｒ3 = 23.68137 ｄ3 = 1.50000 ｎd2 =1.52542 νd2 =55.78
ｒ4 = 23.68911 ｄ4 = 0.00000 ｎd3 =1001.00 νd3 =-3.45
ｒ5 = 23.68975 （回折面）ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = 79.31825 ｄ6 = 3.19253 ｎd4 =1.56384 νd4 =60.67
ｒ7 = -13.08680 ｄ7 = 1.70000
ｒ8 = ∞（絞り） ｄ8 = （可変）
ｒ9 = -46.28467 （非球面）ｄ9 = 3.20000 ｎd5 =1.52542 νd5 =55.78
ｒ10= -21.90258 （非球面）ｄ10= 0.00000 ｎd6 =1001.00 νd6 =-3.45
ｒ11= -21.90309 （回折面）ｄ11= 4.12375
ｒ12= -10.84945 ｄ12= 1.00000 ｎd7 =1.69680 νd7 =55.53
ｒ13= -56.22159
ズーム間隔
第１面
Ｋ = 0
A4 =-2.89831×10-4
A6 =-2.22516×10-6
A8 = 2.48012×10-8
A10=-1.00512×10-10
A12=-5.26201×10-13
A14= 0
第２面
Ｋ = 0
A4 =-2.80786×10-4
A6 =-2.06248×10-6
A8 = 4.06518×10-8
A10= 9.62828×10-11
A12=-3.81457×10-12
A14= 0
第５面
Ｋ = 0
A4 = 4.95144×10-9
A6 =-2.35989×10-10
A8 = 8.84465×10-12
A10=-1.11437×10-13
A12= 0
A14= 0
第９面
Ｋ = 6.08860
A4 = 6.91205×10-5
A6 = 4.14044×10-7
A8 =-5.08179×10-8
A10= 1.35899×10-9
A12=-1.38032×10-11
A14= 5.27927×10-14
第１０面
Ｋ = 0
A4 =-2.31922×10-5
A6 = 1.66104×10-6
A8 =-9.16356×10-8
A10= 1.80389×10-9
A12=-1.60924×10-11
A14= 5.56586×10-14
第１１面
Ｋ = 0
A4 =-2.31925×10-5
A6 = 1.66111×10-6
A8 =-9.16395×10-8
A10= 1.80393×10-9
A12=-1.60924×10-11
A14= 5.56572×10-14 。
【００９８】
実施例５
ｆ ＝ 39.33 〜 51.54 〜 67.55
ＦNO＝ 4.66 〜 6.10 〜 8.00
ω ＝ 28.04°〜 22.49°〜 17.68°
ｆB ＝ 10.86 〜 22.64 〜 38.09
ｒ1 = 56.50291 （非球面）ｄ1 = 2.00000 ｎd1 =1.49241 νd1 =57.66
ｒ2 = 61.74751 （非球面）ｄ2 = 3.54490
ｒ3 = 1526.90884 ｄ3 = 10.05703 ｎd2 =1.51633 νd2 =64.14
ｒ4 = -14.47316 ｄ4 = 0.00000 ｎd3 =1001.00 νd3 =-3.45
ｒ5 = -14.47267 （回折面）ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -39.63888 （非球面）ｄ7 = 2.00000 ｎd4 =1.49241 νd4 =57.66
ｒ8 = -39.66031 （非球面）ｄ8 = 6.10610
ｒ9 = -8.66745 （回折面）ｄ9 = 0.00000 ｎd5 =1001.00 νd5 =-3.45
ｒ10= -8.66761 ｄ10= 1.50000 ｎd6 =1.51633 νd6 =64.14
ｒ11= -24.55864
ズーム間隔
第１面
Ｋ =-1.88590×10+1
A4 =-5.26777×10-6
A6 = 2.22726×10-7
A8 = 8.86103×10-10
A10=-3.34550×10-11
A12= 0
A14= 0
第２面
Ｋ = 5.08470×10+1
A4 = 5.74343×10-5
A6 = 2.27456×10-7
A8 = 1.25808×10-8
A10=-9.76059×10-11
A12= 0
A14= 0
第５面
Ｋ = 7.81893×10-5
A4 = 1.07097×10-8
A6 =-3.17521×10-10
A8 = 2.29420×10-11
A10=-5.12313×10-13
A12= 0
A14= 0
第７面
Ｋ =-1.06045×10+2
A4 =-7.41004×10-5
A6 = 3.70162×10-6
A8 =-1.86312×10-8
A10= 1.36638×10-10
A12= 0
A14= 0
第８面
Ｋ = 1.57542×10+1
A4 = 4.27535×10-5
A6 = 5.62595×10-8
A8 = 3.02944×10-9
A10= 1.27472×10-10
A12= 0
A14= 0 。
【００９９】
実施例６
ｆ ＝ 39.33 〜 51.54 〜 67.55
ＦNO＝ 4.66 〜 6.10 〜 8.00
ω ＝ 28.00°〜 22.54°〜 17.75°
ｆB ＝ 11.44 〜 24.47 〜 41.56
ｒ1 = 112.18686 （非球面）ｄ1 = 2.00000 ｎd1 =1.49241 νd1 =57.66
ｒ2 = 463.61547 （非球面）ｄ2 = 1.25172
ｒ3 = -238.87054 ｄ3 = 10.08442 ｎd2 =1.51742 νd2 =52.43
ｒ4 = -14.56020 ｄ4 = 0.00000 ｎd3 =1001.00 νd3 =-3.45
ｒ5 = -14.55952 （回折面）ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -33.56188 （非球面）ｄ7 = 2.55867 ｎd4 =1.49241 νd4 =57.66
ｒ8 = -37.64112 （非球面）ｄ8 = 0.00000 ｎd5 =1001.00 νd5 =-3.45
ｒ9 = -37.64480 （回折面）ｄ9 = 5.19557
ｒ10= -7.33628 ｄ10= 1.50000 ｎd6 =1.51742 νd6 =52.43
ｒ11= -14.19033
ズーム間隔
第１面
Ｋ =-7.65481×10+2
A4 =-4.98245×10-5
A6 = 2.50831×10-7
A8 =-1.11570×10-8
A10= 8.92588×10-11
A12= 0
A14= 0
第２面
Ｋ =-4.20915×10+3
A4 = 4.31962×10-7
A6 = 2.71778×10-6
A8 =-4.89365×10-8
A10= 5.00637×10-10
A12= 0
A14= 0
第５面
Ｋ =-4.53438×10-4
A4 =-2.56843×10-8
A6 =-4.65037×10-11
A8 = 4.82009×10-12
A10=-1.04845×10-13
A12= 0
A14= 0
第７面
Ｋ =-9.27415×10+1
A4 =-1.55026×10-4
A6 = 9.18635×10-6
A8 =-1.29538×10-7
A10= 1.48684×10-9
A12= 0
A14= 0
第８面
Ｋ = 1.57553×10+1
A4 = 4.28426×10-5
A6 = 5.61374×10-8
A8 = 3.04931×10-9
A10= 1.27486×10-10
A12= 0
A14= 0
第９面
Ｋ = 1.57347×10+1
A4 = 4.27774×10-5
A6 = 5.51436×10-8
A8 = 3.06281×10-9
A10= 1.27023×10-10
A12= 0
A14= 0 。
【０１００】
実施例７
ｆ ＝ 39.33 〜 63.12 〜101.32
ＦNO＝ 4.66 〜 6.55 〜 9.21
ω ＝ 27.98°〜 18.71°〜 12.02°
ｆB ＝ 8.80 〜 30.02 〜 64.09
ｒ1 = 80.12904 （非球面）ｄ1 = 2.00000 ｎd1 =1.49241 νd1 =57.66
ｒ2 = 148.52362 （非球面）ｄ2 = 1.75794
ｒ3 = -189.38481 ｄ3 = 2.05117 ｎd2 =1.60562 νd2 =43.70
ｒ4 = 9.92073 ｄ4 = 10.58140 ｎd3 =1.56384 νd3 =60.67
ｒ5 = -13.73034 ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -49.84574 （非球面）ｄ7 = 2.00000 ｎd4 =1.49241 νd4 =57.66
ｒ8 = -75.83966 （非球面）ｄ8 = 6.23613
ｒ9 = -8.53218 （回折面）ｄ9 = 0.00000 ｎd5 =1001.00 νd5 =-3.45
ｒ10= -8.53224 ｄ10= 1.50000 ｎd6 =1.51633 νd6 =64.14
ｒ11= -22.87514
ズーム間隔
第１面
Ｋ = 7.07311×10+1
A4 =-2.29425×10-5
A6 = 3.74612×10-7
A8 =-7.53021×10-10
A10=-8.85595×10-11
A12= 0
A14= 0
第２面
Ｋ = 3.63260×10+2
A4 = 8.89825×10-5
A6 = 1.03603×10-6
A8 = 5.36900×10-9
A10=-1.11943×10-10
A12= 0
A14= 0
第７面
Ｋ =-1.09913×10+2
A4 = 6.23000×10-5
A6 = 9.88073×10-7
A8 =-8.80801×10-9
A10= 2.60162×10-10
A12= 0
A14= 0
第８面
Ｋ =-6.10569×10+1
A4 = 6.53091×10-5
A6 =-1.41518×10-6
A8 = 6.91849×10-9
A10= 9.95723×10-11
A12= 0
A14= 0
第９面
Ｋ = 0
A4 = 8.58424×10-9
A6 = 2.22881×10-10
A8 =-9.27162×10-12
A10= 1.01544×10-13
A12= 0
A14= 0 。
【０１０１】
実施例８
ｆ ＝ 39.34 〜 63.12 〜101.32
ＦNO＝ 4.66 〜 6.55 〜 9.21
ω ＝ 28.00°〜 18.72°〜 12.03°
ｆB ＝ 8.94 〜 32.89 〜 71.36
ｒ1 = 101.71139 （非球面）ｄ1 = 2.00000 ｎd1 =1.49241 νd1 =57.66
ｒ2 = 122.06236 （非球面）ｄ2 = 6.15631
ｒ3 = 561.64371 ｄ3 = 1.50000 ｎd2 =1.62004 νd2 =36.26
ｒ4 = 18.20739 ｄ4 = 6.83336 ｎd3 =1.52542 νd3 =64.55
ｒ5 = -13.60769 ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -30.54699 （非球面）ｄ7 = 2.00000 ｎd4 =1.49241 νd4 =57.66
ｒ8 = -30.07660 （非球面）ｄ8 = 0.00000 ｎd5 =1001.00 νd5 =-3.45
ｒ9 = -30.07750 （回折面）ｄ9 = 5.80226
ｒ10= -9.41607 ｄ10= 1.50000 ｎd6 =1.51633 νd6 =64.14
ｒ11= -26.09511
ズーム間隔
第１面
Ｋ = 8.19415×10+1
A4 = 9.23105×10-5
A6 = 8.45423×10-7
A8 = 3.04438×10-10
A10=-4.08688×10-11
A12=-2.06011×10-13
A14= 0
第２面
Ｋ = 2.11926×10+2
A4 = 1.88966×10-4
A6 = 1.45638×10-6
A8 = 1.50672×10-8
A10=-1.93638×10-10
A12= 2.17750×10-12
A14= 0
第７面
Ｋ =-3.57756×10+1
A4 = 2.77722×10-5
A6 = 7.65380×10-7
A8 = 4.06301×10-9
A10= 5.59848×10-11
A12= 0
A14= 0
第８面
Ｋ =-2.81460×10+1
A4 =-8.30191×10-6
A6 =-1.91275×10-7
A8 =-4.57137×10-10
A10= 1.08375×10-10
A12= 0
A14= 0
第９面
Ｋ =-2.81547×10+1
A4 =-8.33838×10-6
A6 =-1.90523×10-7
A8 =-4.64562×10-10
A10= 1.08400×10-10
A12= 0
A14= 0 。
【０１０２】
実施例９
ｆ ＝ 39.34 〜 63.12 〜101.33
ＦNO＝ 4.66 〜 6.55 〜 9.21
ω ＝ 27.97°〜 18.62°〜 11.99°
ｆB ＝ 8.80 〜 29.46 〜 62.64
ｒ1 = 60.85682 ｄ1 = 2.00000 ｎd1 =1.49241 νd1 =57.66
ｒ2 = 119.05071 （非球面）ｄ2 = 2.55923
ｒ3 = -1570.55321 ｄ3 = 1.50000 ｎd2 =1.60342 νd2 =38.03
ｒ4 = 12.68943 ｄ4 = 8.73457 ｎd3 =1.51633 νd3 =64.14
ｒ5 = -12.56390 ｄ5 = 1.00000
ｒ6 = ∞（絞り） ｄ6 = （可変）
ｒ7 = -37.67224 （非球面）ｄ7 = 2.00000 ｎd4 =1.49241 νd4 =57.66
ｒ8 = -42.60150 ｄ8 = 0.00000 ｎd5 =1001.00 νd5 =-3.45
ｒ9 = -42.60342 （回折面）ｄ9 = 5.90749
ｒ10= -8.64077 ｄ10= 1.50000 ｎd6 =1.62299 νd6 =58.16
ｒ11= -20.62500
ズーム間隔
第２面
Ｋ = 2.52707×10+2
A4 = 9.93041×10-5
A6 = 6.93327×10-7
A8 =-9.60319×10-10
A10= 1.26366×10-10
A12= 0
A14= 0
第７面
Ｋ =-2.69383×10+1
A4 = 7.45257×10-5
A6 =-8.98532×10-8
A8 = 1.66180×10-8
A10= 3.96775×10-11
A12= 0
A14= 0
第９面
Ｋ =-3.14969×10-3
A4 = 1.10919×10-8
A6 =-5.72024×10-10
A8 = 4.69244×10-12
A10= 3.85573×10-15
A12= 0
A14= 0 。
【０１０３】
以上の実施例１の広角端、標準状態、望遠端での収差図をそれぞれ図１０〜図１２に示す。これら収差図において、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は倍率色収差を示す図である。
【０１０４】
次に、上記実施例１〜９の条件式（１）〜（３１）に関する値を示す。
以上の本発明のズームレンズは、例えば次のように構成することができる。
〔１〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数である。
【０１０６】
〔２〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
５０＜νd1＜８５ ・・・（１）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１０７】
〔３〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
５５＜νd1＜６５ ・・・（３）
５３＜νd2＜６５ ・・・（４）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１０８】
〔４〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
０＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．３ ・・・（５）
５０＜νd1＜８５ ・・・（６）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１０９】
〔５〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
０．０２＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．２５ ・・・（７）
５５＜νd1＜６５ ・・・（８）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１１０】
〔６〕 上記４又は５において、回折面は正の屈折力の最も大きいレンズ、又は、それに隣接するレンズの正レンズ側の面に設けたことを特徴とするズームレンズ。
【０１１１】
〔７〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、少なくとも第２群に回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．３５ ・・・（９）
５０＜ν2 ＜８５ ・・・（１０）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１１２】
〔８〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、少なくとも第２群に回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．２７ ・・・（１１）
５３＜ν2 ＜６５ ・・・（１２）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１１３】
〔９〕 上記７又は８において、回折面は負の屈折力の最も大きいレンズ、又は、それに隣接するレンズの負レンズ側の面に設けたことを特徴とするズームレンズ。
【０１１４】
〔１０〕 上記１から９の何れか１項において、第２群の最も正の屈折力の強いレンズが以下の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
４０＜νd2pos ＜６５ ・・・（１３）
ただし、νd2pos ：第２群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、である。
【０１１５】
〔１１〕 少なくとも２つの群を有し、それらの間隔を変化させることにより変倍を行い、少なくとも１つの群は少なくとも１面に回折面を有し、その群は強いパワーを有するレンズとパワーレスレンズの２枚から構成されていることを特徴とするズームレンズ。
【０１１６】
〔１２〕 少なくとも２つの群を有し、また、最も像側には負レンズ群を配置し、それらの間隔を変化させることにより変倍を行い、その負レンズ群は少なくとも１面に回折面を有し、物体側よりパワーレスレンズ、負レンズの２枚から構成されていることを特徴とするズームレンズ。
【０１１７】
〔１３〕 少なくとも２つの群を有し、それらの間隔を変化させることにより変倍を行い、何れかの群に非球面と回折面を持つプラスチックのパワーレスレンズを有していることを特徴とするズームレンズ。
【０１１８】
〔１４〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、第１群は接合レンズを有し、第２群のみに回折面を有することを特徴とするズームレンズ。
【０１１９】
〔１５〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、第１群は少なくとも１面の回折面を有し、非球面を有するパワーレスレンズ、正レンズからなり、第２群は少なくとも１面の回折面を有し、物体側より、非球面を有するパワーレスレンズ、負レンズからなることを特徴とするズームレンズ。
【０１２０】
〔１６〕 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、第１群は物体側より、非球面を有するパワーレスレンズ、負レンズと正レンズの接合レンズからなり、第２群は少なくとも１面の回折面を有し、非球面を有するパワーレスレンズ、負レンズからなることを特徴とするズームレンズ。
【０１２１】
〔１７〕 上記１１から１３、１５、１６の何れか１項において、明るさ絞りに対し、回折面を有するパワーレスレンズが物体側に配置されているときは、物体側に凸の形状、像側に配置されているときは、像側に凸の形状であることを特徴とするズームレンズ。
【０１２２】
〔１８〕 上記１１、１２、１５、１６の何れか１項において、パワーレスレンズはプラスチックからなることを特徴とするズームレンズ。
【０１２３】
〔１９〕 上記１１から１３、１５、１６の何れか１項において、パワーレスレンズの屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
｜ｆt ／ｆpwless｜＜０．６ ・・・（１４）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆpwless：パワーレスレンズの焦点距離、
である。
【０１２４】
〔２０〕 上記１１から１３、１５、１６の何れか１項において、パワーレスレンズの屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
｜ｆt ／ｆpwless｜＜０．４ ・・・（１５）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆpwless：パワーレスレンズの焦点距離、
である。
【０１２５】
〔２１〕 上記１９又は２０において、パワーレスレンズの周辺の屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
｜ｆt ／ｆ（ｙ）pwless｜＜０．８ ・・・（１６）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆ（ｙ）pwless：パワーレスレンズの周辺部の焦点距離、
である。ここで、周辺の焦点距離は次のように定義する。
ｆ（ｙ）＝１／｛（ｎ−１）（１／ｒF （ｙ）−１／ｒR （ｙ））｝
ただし、ｎ：パワーレスレンズのｄ線の屈折率、
ｒF （ｙ）：物体側曲率半径、
ｒR （ｙ）：像側曲率半径、
である。ただし、ｒF （ｙ）、ｒR （ｙ）は、非球面効果がない場合には近軸曲率半径として、非球面効果がある場合には次の式で定義した曲率半径とする。
ｒ（ｙ）＝ｙ（１＋ｆ’（ｙ）2 ）／ｆ”（ｙ）
ここで、ｙ：望遠端の軸上マージナル光線高、
ｆ（ｙ）：非球面定義式、
である。
【０１２６】
〔２２〕 上記１９又は２０において、パワーレスレンズの周辺の屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
｜ｆt ／ｆ（ｙ）pwless｜＜０．６ ・・・（１７）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆ（ｙ）pwless：パワーレスレンズの周辺部の焦点距離、
である。ここで、周辺の焦点距離は次のように定義する。
ｆ（ｙ）＝１／｛（ｎ−１）（１／ｒF （ｙ）−１／ｒR （ｙ））｝
ただし、ｎ：パワーレスレンズのｄ線の屈折率、
ｒF （ｙ）：物体側曲率半径、
ｒR （ｙ）：像側曲率半径、
である。ただし、ｒF （ｙ）、ｒR （ｙ）は、非球面効果がない場合には近軸曲率半径として、非球面効果がある場合には次の式で定義した曲率半径とする。
ｒ（ｙ）＝ｙ（１＋ｆ’（ｙ）2 ）／ｆ”（ｙ）
ここで、ｙ：望遠端の軸上マージナル光線高、
ｆ（ｙ）：非球面定義式、
である。
【０１２７】
〔２３〕 上記１から５、７、８、１１から１６の何れか１項において、回折面の焦点距離は次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
８＜｜ｆG ／ｆDOE ｜＜１００ ・・・（１８）
ただし、ｆG ：回折光学素子を有しているズーム群の焦点距離、
ｆDOE ：回折光学素子の焦点距離、
である。
【０１２８】
〔２４〕 上記１から５、７、８、１１から１６の何れか１項において、回折面の焦点距離は次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
１０＜｜ｆG ／ｆDOE ｜＜７０ ・・・（１９）
ただし、ｆG ：回折光学素子を有しているズーム群の焦点距離、
ｆDOE ：回折光学素子の焦点距離、
である。
【０１２９】
〔２５〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
５０＜νd1＜８５ ・・・（２０）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２１）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３０】
〔２６〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
５０＜νd1＜６５ ・・・（２２）
５０＜νd2＜６５ ・・・（２３）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３１】
〔２７〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
０＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．３ ・・・（２４）
５０＜νd1＜８５ ・・・（２５）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３２】
〔２８〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
０．０２＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．２５ ・・・（２６）
５５＜νd1＜６５ ・・・（２７）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３３】
〔２９〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．３５ ・・・（２８）
５０＜ν2 ＜８５ ・・・（２９）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３４】
〔３０〕 上記１１から１６の何れか１項において、次の条件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．２７ ・・・（３０）
５３＜ν2 ＜６５ ・・・（３１）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
【０１３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、ズームレンズに適切に回折光学素子を用いることにより、高倍ズームレンズでありながら、色収差の十分補正された高性能な光学系を得ることができる。また、パワーレスレンズを用いても回折光学素子により色収差を十分補正することができるので、高性能でありながら低コストな光学系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズの広角端（ａ）、 標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の光軸を含む断面図である。
【図２】本発明の実施例２のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図３】本発明の実施例３のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図４】本発明の実施例４のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図５】本発明の実施例５のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図６】本発明の実施例６のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図７】本発明の実施例７のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図８】本発明の実施例８のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図９】本発明の実施例９のズームレンズの広角端の光軸を含む断面図である。
【図１０】実施例１の広角端での収差図である。
【図１１】実施例１の標準状態での収差図である。
【図１２】実施例１の望遠端での収差図である。
【図１３】回折光学素子を用いた場合の残存色収差の例を示す図である。
【図１４】回折光学素子の構造の例を示す断面図である。
【図１５】回折面の具体的な形状を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
２１…透明部
２２…不透明部
２２…高屈折率部
２４…低屈折率部
Claims (27)
- 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数である。 - 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
５０＜νd1＜８５ ・・・（１）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。 - 物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
５５＜νd1＜６５ ・・・（３）
５３＜νd2＜６５ ・・・（４）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。 - 少なくとも前記第１群に前記回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
０＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．３ ・・・（５）
５０＜νd1＜８５ ・・・（６）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。 - 少なくとも前記第１群に前記回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
０．０２＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．２５ ・・・（７）
５５＜νd1＜６５ ・・・（８）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。 - 前記回折面は正の屈折力の最も大きいレンズ、又は、それに隣接するレンズの正レンズ側の面に設けたことを特徴とする請求項４又は５記載のズームレンズ。
- 少なくとも前記第２群に前記回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．３５ ・・・（９）
５０＜νd2＜８５ ・・・（１０）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。 - 少なくとも前記第２群に前記回折面を有し、次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．２７ ・・・（１１）
５３＜νd2＜６５ ・・・（１２）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。 - 前記回折面は負の屈折力の最も大きいレンズ、又は、それに隣接するレンズの負レンズ側の面に設けたことを特徴とする請求項７又は８記載のズームレンズ。
- 前記第２群が正レンズを含みかつそれら正レンズの中最も正の屈折力の強いレンズが以下の条件式を満たしていることを特徴とする請求項１から９の何れか１項記載のズームレンズ。
４０＜νd2pos ＜６５ ・・・（１３）
ただし、νd2pos ：第２群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッベ数、である。 - 前記回折面を有する群は強いパワーを有するレンズとパワーレスレンズの２枚から構成されていることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
- 前記第２群は前記回折面を有し、物体側よりパワーレスレンズ、負レンズの２枚から構成されていることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
- 前記第１群、第２群の何れかの群に非球面と前記回折面を持つプラスチックのパワーレスレンズを有していることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
- 前記第１群は接合レンズを有し、前記第２群のみに前記回折面を有することを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
- 前記第１群は少なくとも１面の回折面を有し、非球面を有するパワーレスレンズ、正レンズからなり、前記第２群は少なくとも１面の回折面を有し、物体側より、非球面を有するパワーレスレンズ、負レンズからなることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
- 前記第１群は物体側より、非球面を有するパワーレスレンズ、負レンズと正レンズの接合レンズからなり、前記第２群は少なくとも１面の回折面を有し、非球面を有するパワーレスレンズ、負レンズからなることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
- 前記ズームレンズは明るさ絞りを有し、前記パワーレスレンズは回折面を持ち、前記明るさ絞りに対し、前記回折面を有するパワーレスレンズが物体側に配置されているときは、物体側に凸の形状、像側に配置されているときは、像側に凸の形状であることを特徴とする請求項１１から１３、１５、１６の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記パワーレスレンズはプラスチックからなることを特徴とする請求項１１、１２、１５、１６の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記パワーレスレンズの屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１１から１３、１５、１６の何れか１項記載のズームレンズ。
｜ｆt ／ｆpwless｜＜０．６ ・・・（１４）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆpwless：パワーレスレンズの焦点距離、
である。 - 前記パワーレスレンズの屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１１から１３、１５、１６の何れか１項記載のズームレンズ。
｜ｆt ／ｆpwless｜＜０．４ ・・・（１５）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆpwless：パワーレスレンズの焦点距離、
である。 - 前記パワーレスレンズの周辺の屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１９又は２０記載のズームレンズ。
｜ｆt ／ｆ（ｙ）pwless｜＜０．８ ・・・（１６）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆ（ｙ）pwless：パワーレスレンズの周辺部の焦点距離、
である。ここで、周辺の焦点距離は次のように定義する。
ｆ（ｙ）＝１／｛（ｎ−１）（１／ｒF （ｙ）−１／ｒR （ｙ））｝
ただし、ｎ：パワーレスレンズのｄ線の屈折率、
ｒF （ｙ）：物体側曲率半径、
ｒR （ｙ）：像側曲率半径、
である。ただし、ｒF （ｙ）、ｒR （ｙ）は、非球面効果がない場合には近軸曲率半径として、非球面効果がある場合には次の式で定義した曲率半径とする。
ｒ（ｙ）＝ｙ（１＋ｆ’（ｙ）2 ）／ｆ”（ｙ）
ここで、ｙ：望遠端の軸上マージナル光線高、
ｆ（ｙ）：非球面定義式、
である。 - 前記パワーレスレンズの周辺の屈折力が次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１９又は２０記載のズームレンズ。
｜ｆt ／ｆ（ｙ）pwless｜＜０．６ ・・・（１７）
ただし、ｆt ：ズームレンズの望遠端の焦点距離、
ｆ（ｙ）pwless：パワーレスレンズの周辺部の焦点距離、
である。ここで、周辺の焦点距離は次のように定義する。
ｆ（ｙ）＝１／｛（ｎ−１）（１／ｒF （ｙ）−１／ｒR （ｙ））｝
ただし、ｎ：パワーレスレンズのｄ線の屈折率、
ｒF （ｙ）：物体側曲率半径、
ｒR （ｙ）：像側曲率半径、
である。ただし、ｒF （ｙ）、ｒR （ｙ）は、非球面効果がない場合には近軸曲率半径として、非球面効果がある場合には次の式で定義した曲率半径とする。
ｒ（ｙ）＝ｙ（１＋ｆ’（ｙ）2 ）／ｆ”（ｙ）
ここで、ｙ：望遠端の軸上マージナル光線高、
ｆ（ｙ）：非球面定義式、
である。 - 次の条件式を満たしていることを特徴とする請求項１１から１６の何れか１項記載のズームレンズ。
５０＜νd1＜６５ ・・・（２２）
５０＜νd2＜６５ ・・・（２３）
ただし、νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。 - 前記第１群は回折面を有し、次の条件式を満たしていることを特徴とする請求項１１から１６の何れか１項記載のズームレンズ。
０＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．３ ・・・（２４）
５０＜νd1＜８５ ・・・（２５）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。 - 前記第１群は回折面を有し、次の条件式を満たしていることを特徴とする請求項１１から１６の何れか１項記載のズームレンズ。
０．０２＜ｄDOE ／ｆ1 ＜０．２５ ・・・（２６）
５５＜νd1＜６５ ・・・（２７）
ただし、ｄDOE ：明るさ絞りから回折面までの軸上間隔、
ｆ1 ：第１群の焦点距離、
νd1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。 - 前記第２群は回折面を有し、次の条件式を満たしていることを特徴とする請求項１１から１６の何れか１項記載のズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．３５ ・・・（２８）
５０＜νd2＜８５ ・・・（２９）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。 - 前記第２群は回折面を有し、次の条件式を満たしていることを特徴とする請求項１１から１６の何れか１項記載のズームレンズ。
０＜｜ｄDOE ’／ｆ2 ｜＜０．２７ ・・・（３０）
５３＜νd2＜６５ ・・・（３１）
ただし、ｄDOE ’：第２群の最終面から回折面までの軸上間隔、
ｆ2 ：第２群の焦点距離
νd2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ数、
である。
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