JP5606171B2 - 撮影光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は撮影光学系及びそれを有する撮像装置に関し、特に銀塩フィルムを用いた写真用カメラや、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等に好適なものである。
従来、長焦点距離の撮影光学系として、物体側から像側へ順に正の屈折力を有する前方レンズ群と、負の屈折力を有する後方レンズ群より成る、所謂望遠タイプの撮影光学系（望遠レンズ）が知られている（特許文献１〜３）。一般的に焦点距離の長い望遠レンズでは、焦点距離が延びるにしたがって、諸収差のうち、特に軸上色収差及び倍率色収差等の色収差が多く発生してくる。これらの色収差を、蛍石や商品名ＦＫ０１（オハラ社製）等の異常部分分散を持った低分散材質を用いた正レンズと、高分散材質を用いた負レンズとを組み合わせて補正した（色消しを行った）望遠レンズが種々提案されている。特許文献１では焦点距離２９４ｍｍ〜３９２ｍｍでＦナンバー４．０８〜５．６程度の望遠レンズを開示している。またＦナンバーの小さい望遠レンズでは、Ｆナンバーが小さくなるにしたがって、諸収差のうち、特に球面収差及びコマ収差が多く発生してくる。Ｆナンバーが小さい望遠レンズにおいて球面収差やコマ収差を補正するには、レンズ枚数を増やして収差補正に対する自由度を増やす方法が知られている。特許文献２ではレンズ枚数を増やして収差補正を行った焦点距離２９４ｍｍ〜５８８ｍｍでＦナンバー２．８８〜４．０８程度の大口径比の望遠レンズを開示している。
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、レンズ面やあるいは光学系の１部に、回折作用を有する回折光学部を基板上に設けた回折光学素子を用いる方法が知られている。この方法を使用すると、色収差を補正しつつレンズ全長を短縮したり、ガラス材料の比重を比較的軽い材料でレンズを構成することで総合的なレンズ重量を軽量化することができる。特許文献３では回折光学素子を用いて色収差を良好に補正した焦点距離４９３ｍｍ〜７８０ｍｍでＦナンバー４．１〜５．８程度の大口径比の望遠レンズを開示している。この特許文献３では、レンズ全長を短縮させて、更に前方レンズ群に比較的比重の軽いガラス材料を正レンズに使用することにより色収差の補正と全体の軽量化を図っている。
更に、多くの撮影レンズ（光学系）において無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、撮影レンズ全体を移動させたり、若しくは撮影レンズの一部のレンズ群を移動させたりして行っている。このうち焦点距離の長い望遠レンズの場合は、望遠レンズが大型となり、又、重くなるため、望遠レンズ全体を移動させてフォーカスを行うのが機構的に困難である。このため、従来より、望遠レンズでは一部のレンズ群を移動させてフォーカスを行っているものが多い。このうち前方レンズ群以外の比較的小型でしかも軽量の光学系の中央部分の一部のレンズ群を移動させてフォーカスを行ったインナーフォーカス式を用いているものが種々と提案されている。特許文献１乃至３の望遠レンズでは何れも物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群を有し、第２レンズ群を光軸上を像面側へ移動させてフォーカスを行うインナーフォーカスを用いている。
特開平９−１４５９９６号公報 特開平８−３２７８９７号公報 特開２００６−３１７６０５号公報
望遠レンズは一般に焦点距離を長くするにつれてレンズ系全体が大型化してくる。このため望遠レンズにおいてはレンズ系全体の小型化を図ること、そして焦点距離を長くすることによって発生する色収差を良好に補正することが重要になってくる。更にフォーカシングを前方レンズ群以外の小型軽量のレンズ群で迅速に、しかも駆動装置の負担を少なくして行うことが重要になってくる。一般に望遠レンズにおいて焦点距離が長くなるにつれて正の屈折力の前方レンズ群が大型化及び高重量化してくる。このため望遠レンズにおいては正の屈折力の前方レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが全系の小型化を図りつつ、かつ色収差を良好に補正し、高い光学性能を得るのに重要になってくる。
本発明は、色収差を含めた諸収差の補正が容易で、しかも全系の小型化及びレンズ重量の軽量化を図ることができる撮影光学系及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
本発明の撮影光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、正又は負の屈折力を有する第２レンズ群、正又は負の屈折力を有する第３レンズ群より構成され、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、最も広い空気間隔を隔てて、正の屈折力を有する第１ａレンズ群、正又は負の屈折力を有する第１ｂレンズ群から構成され、前記第１レンズ群は少なくとも１つの回折光学素子と少なくとも１つの非球面を有し、フォーカシングに際して前記第２レンズ群のみが光軸上を移動し、全系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の長さをＬ、前記第１ａレンズ群と前記第１ｂレンズ群との空気間隔をｄ１ａｂ、前記第１ａレンズ群の焦点距離をｆ１ａ、前記第１ｂレンズ群の焦点距離をｆ１ｂ、前記回折光学素子の回折成分のみによる焦点距離をｆＤＯＥ、全系の焦点距離をｆ、無限遠物体にフォーカスしたときの全系のＦナンバーをＦｎｏとするとき、
なる条件を満足することを特徴としている。
なる条件を満足することを特徴としている。
本発明によれば、色収差を含めた諸収差の補正が容易で、しかも全系の小型化及びレンズ重量の軽量化を図ることができる撮影光学系が得られる。
実施例１の撮影光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 実施例２の撮影光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 実施例３の撮影光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 実施例４の撮影光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 実施例５の撮影光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 実施例６の撮影光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 実施例７の撮影光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 本発明の撮像装置の説明図
以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、正又は負の屈折力を有する第２レンズ群、正又は負の屈折力を有する第３レンズ群より構成されている。第１レンズ群は、最も広い空気間隔を隔てて、正の屈折力を有する第１ａレンズ群と、正又は負の屈折力を有する第１ｂレンズ群から構成されている。第１レンズ群は少なくとも１つの回折光学素子と少なくとも１つの非球面を有している。第２レンズ群は光軸上を移動させてフォーカシングを行うレンズ群である。
図１（Ａ）乃至図７（Ａ）は、本発明の撮影光学系の実施例１乃至実施例７のレンズ断面図である。また図１（Ｂ）乃至図７（Ｂ）は本発明の撮影光学系の実施例１乃至実施例７の縦収差図である。また図８は本発明の撮影光学系をカメラ本体に装着した一眼レフカメラシステム（撮像装置）の要部概略図である。各レンズ断面図において、Ｌ０は撮影光学系である。ＳＰは開口絞りである。ＳＰａは開口径一定の副絞りである。撮影光学系Ｌ０は正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３より構成されている。第１レンズ群Ｌ１は最も広い空気間隔を境に正の屈折力の第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂより構成されている。第３レンズ群Ｌ３は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第３１レンズ群Ｌ３１、光軸と直交する方向に移動する負の屈折力の第３２レンズ群Ｌ３２、正の屈折力の第３３レンズ群Ｌ３３より構成されている。
ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として使用する際には像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系とし使用する際にはフィルム面に相当する。ＤＯＥは回折光学素子である。Ｄは回折光学素子ＤＯＥの一部を構成する回折光学部（回折光学面）である。回折光学部Ｄより生ずる回折光のうち、本実施例で用いる回折光の回折次数ｍは１であり、設計波長λ０はｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）である。なお撮影光学系Ｌ０に設ける回折光学面Ｄは１つに限らず更に追加しても良く、これによれば更に良好な光学性能が得られる。また回折光学面Ｄは非球面をベースとしても良く、ベースの材質は光を透過するものであればガラスでなくともプラスチックでも良い。
各収差図において、ｄ、ｇは順に、ｄ線、ｇ線である。Ｍ、Ｓはメリディオナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。すべての収差図において、球面収差は０．２ｍｍ、非点収差は０．２ｍｍ、歪曲は２％、倍率色収差は０．０２ｍｍのスケールで描かれている。
本発明の撮影光学系は望遠レンズより成り、その特徴とする構成は次のとおりである。大口径比の望遠レンズにおける課題の１つに全系の軽量化がある。一般的に望遠レンズにおいては、光軸と瞳近軸光線の交わる点より物体側で、近軸軸上光線がレンズ面を通過する光軸からの高さの最大値が、光軸と瞳近軸光線の交わる点より像側での近軸軸上光線がレンズ面を通過する光軸からの高さの最大値よりも大きい。望遠レンズはこのようにいわゆるテレフォトタイプ（望遠タイプ）の構成をとっている。この場合、大口径（Ｆナンバーを小）化を効果的に達成するためには、Ｆナンバーを物体側近傍のレンズ径で決めるのが良い。そうすると望遠レンズの中では物体側のレンズほど有効径が大きくなる。特にＦナンバーが小さくなればレンズの有効径も増大し、それに伴って外径も増大し、さらにその３乗でガラス重量が増す。そのため大口径比の望遠レンズほど像側より物体側のレンズの重量が増大し易い。このような状況においてレンズ系全体の重量を軽減するためには、機能を変えずに物体側の第１レンズ群の構成レンズ枚数を削減したり、レンズ径を小さくすることが必要となってくる。
そこで各実施例においては、第１レンズ群Ｌ１中で一番大きな空気間隔を挟んで物体側を第１ａレンズ群Ｌ１ａ、像側を第１ｂレンズ群Ｌ１ｂと部分レンズ群に分割する。そして第１ａレンズ群Ｌ１ａのパワー（屈折力）が正となるようにしている。よって第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの間隔を広くすればするほど第１ａレンズ群Ｌ１ａを通過した光線が収斂するため、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂのレンズ径（有効径）を小さくすることができる。また第１ａレンズ群Ｌ１ａのパワーが強いほど、第１ａレンズ群Ｌ１ａを通過した光線がより収斂するため、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂのレンズ径を小さくすることができる。しかし、一般的に焦点距離と比較してＦナンバーが小さい望遠レンズは、Ｆナンバーが大きい望遠レンズに比べて球面収差やコマ収差が増大する。これらの収差を補正するためには、第１レンズ群Ｌ１のレンズ枚数を５枚〜６枚とし、収差補正を行う必要がある。このとき単純に第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの間隔を広くすると、レンズ全長が長くなってしまう。そうすると長いレンズ鏡筒が必要になり、鏡筒部分での重量の増加から総合的に見てレンズ重量の軽減効果は薄れてしまう。
そこで各実施例の撮影光学系では、レンズ全長を短く維持しつつ、第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂとの間隔を広く開けるために第１レンズ群Ｌ１の構成レンズ枚数を３〜４枚としている。そして、レンズ枚数を少なくしたことによる緒収差の補正のうち単色の収差を第１レンズ群Ｌ１内に少なくとも１つの非球面を設けることで補正している。また色収差を第１レンズ群Ｌ１内に少なくとも１つの回折光学素子を設け、かつ回折光学素子のパワーを適切に設定することで補正している。そうすることで第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの間隔を広く確保し、かつ第１ａレンズ群Ｌ１ａのパワーを強くすることで第１ｂレンズ群Ｌ１ｂのレンズ径を小さくし、全体として軽量で高画質な画像が得られる撮影光学系を構成している。
更に、多くの撮影光学系におけるフォーカシングは、撮影光学系全体を移動させたり、もしくは撮影光学系の一部のレンズ群を移動させたりして行っている。このうち焦点距離が長くＦナンバーが小さい大口径比の望遠レンズの場合は、レンズが大型となり、又、Ｆナンバーの大きい望遠レンズに比べて高重量となる。このため、望遠レンズ全体を移動させてフォーカシングを行うのが機構的に困難となる。
そこで各実施例の撮影光学系は、第１レンズ群Ｌ１よりも像側の小型軽量の第２レンズ群Ｌ２のみを光軸上移動させることによってフォーカシングを行う。これにより、光学系全体や第１レンズ群Ｌ１全体を移動させてフォーカスすることに比して格段に小さい駆動装置でフォーカスすることが容易となる。
各実施例においては軸外主光線が第２レンズ群Ｌ２の中心付近（光軸付近）を通過するため、第２レンズ群Ｌ２を移動させてフォーカシングを行なうことで、物体距離による軸外光線の収差変動を抑制する効果を得ている。また各実施例の撮影光学系は第２レンズ群Ｌ２より像側に第３レンズ群Ｌ３を配置している。第２レンズ群Ｌ２より像側に第３レンズ群Ｌ３を配置することで、軸上光線の高さが低く、かつ軸外主光線が高い位置を通過する箇所にレンズ面を配置することができる。これにより、像面湾曲や倍率色収差の補正を容易にしている。
各実施例の撮影光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、正又は負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、正又は負の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３より構成されている。第１レンズ群Ｌ１は、最も広い空気間隔を隔てて、正の屈折力を有する第１ａレンズ群Ｌ１ａと、正又は負の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｌ１ｂから構成されている。第１レンズ群Ｌ１は少なくとも１つの回折光学素子ＤＯＥと非球面を有している。第２レンズ群Ｌ２を光軸上を移動させてフォーカシングを行っている。
最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の長さをＬ、第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂとの空気間隔をｄ１ａｂ、第１ａレンズ群Ｌ１ａの焦点距離をｆ１ａ、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの焦点距離をｆ１ｂとする。回折光学素子ＤＯＥの回折成分のみによる焦点距離をｆＤＯＥ、全系の焦点距離をｆ、物体距離が無限大の時の全系のＦナンバーをＦｎｏとする。このとき、
なる条件を満足している。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は撮影光学系Ｌ０の第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂと間の空気間隔に関する。条件式（１）の上限値を超えると、第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの間隔が広くなりすぎて、第１レンズ群Ｌ１内の空洞部分がより増加する。また第１ｂレンズ群Ｌ１ｂが像面側に位置することから第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの有効径の小型化による重量軽減の効果がある。しかしそれにより第１ａレンズ群Ｌ１ａで発生する球面収差やコマ収差を第１ｂレンズ群Ｌ１ｂで補正することが難しくなり、レンズ全系で球面収差とコマ収差が残存してしまい好ましくない。一方、条件式（１）の下限値を超えると、第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの間隔が狭くなりすぎて、第１レンズ群Ｌ１中の空洞部分が少なくなる。そうすると第１レンズ群Ｌ１中に複数のレンズが詰まることになるため重量軽減の効果が得られにくくなり好ましくない。条件式（１）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
条件式（２）は撮影光学系Ｌ０の第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂのパワーに関し、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの有効径の縮小化に関する。条件式（２）の上限値または下限値を超えると、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂに比べて第１ａレンズ群Ｌ１ａのパワーが弱くなる。そうすると第１ａレンズ群Ｌ１ａによる光線の収斂効果が弱くなり、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂのレンズ径が大きくなってしまうため好ましくない。条件式（２）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
条件式（３）は撮影光学系Ｌ０の第１レンズ群Ｌ１中の回折光学素子ＤＯＥのパワーに関する。条件式（３）の上限値を超えると、回折光学素子ＤＯＥにおける回折成分のみによるパワーが弱くなってしまうため、第１レンズ群Ｌ１で発生する色収差を効果的に補正することが困難に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、回折光学素子ＤＯＥにおける回折成分のみによるパワーが大きくなってしまう。そうすると回折格子の格子ピッチを細かくする必要がある。回折格子の格子ピッチを細かくすると製造が困難になるため好ましくない。また下限値を超えて回折光学素子ＤＯＥのパワーを大きくし過ぎると、相反関係にある軸上色収差と倍率色収差のバランスがとりにくくなるため好ましくない。条件式（３）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
以上のような構成とすることで本発明の目的とする撮影光学系は得られるが、更に好ましくは次に述べる条件のうち少なくとも１つを満足するのが良く、これによれば更なる高い光学性能が容易に得られる。
第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ3とする。第３１レンズ群Ｌ３１の焦点距離をｆ３１、第３２レンズ群Ｌ３２の焦点距離をｆ３２、第３３レンズ群Ｌ３３の焦点距離をｆ３３とする。このとき、
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（４）は撮影光学系Ｌ０の第１ａレンズ群Ｌ１ａのパワーに関する。条件式（４）の上限値を超えると、第１ａレンズ群Ｌ１ａのパワーが強くなりすぎるため、第１レンズ群Ｌ１の重量軽減の効果は大きくなる。しかし第１ａレンズ群Ｌ１ａで発生した球面収差やコマ収差が第１ｂレンズ群Ｌ１ｂ以降のレンズ群で補正することが困難になるため好ましくない。一方、条件式（４）の下限値を超えると、第１ａレンズ群Ｌ１ａのパワーが弱くなりすぎるため、第１ｂレンズ群のレンズ有効径が大きくなり、第１レンズ群Ｌ１中のレンズ重量軽減の効果が得られにくくなるため好ましくない。条件式（４）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
条件式（５）は撮影光学系Ｌ０の第１ａレンズ群Ｌ１ａのパワーに対する第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂと間の空気間隔のバランスに関する。条件式（５）の上限値を超えると、第１ａレンズ群Ｌ１ａのパワーが強くなるか、第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの間隔が広くなるため、第１レンズ群Ｌ１の重量軽減の効果は大きくなる。しかし第１ａレンズ群Ｌ１ａで発生した球面収差やコマ収差が第１ｂレンズ群Ｌ１ｂ以降のレンズ群で補正することが困難になるため好ましくない。一方、条件式（５）の下限値を超えると、第１ａレンズ群Ｌ１ａのパワーが弱くなるか、第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの間隔が狭くなるため、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂのレンズ有効径が大きくなり、また第１レンズ群Ｌ１中の空洞部分が少なくなる。そうすると第１レンズ群Ｌ１中のレンズ重量軽減の効果が得られにくくなるため好ましくない。条件式（５）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
条件式（６）は撮影光学系Ｌ０の第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とのパワーバランスに関し、第２レンズ群Ｌ２の有効径の縮小化に関する。条件式（６）の上限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２に比べて第１レンズ群Ｌ１のパワーが弱くなり、第１レンズ群Ｌ１による光線の収斂効果が弱くなるため、第２レンズ群Ｌ２のレンズ有効径が大きくなってしまうため好ましくない。一方、条件式（６）の下限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２に比べて第１レンズ群Ｌ１のパワーが強くなり、第２レンズ群Ｌ２のレンズ径の縮小化によるレンズ重量軽減の効果は大きくなる。しかし第１レンズ群Ｌ１で発生する球面収差やコマ収差、そして色収差が第１レンズ群Ｌ１内で補正しきれず残存してしまい、第２レンズ群Ｌ２以降のレンズ群でこれを補正するのが困難となるため好ましくない。条件式（６）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
条件式（７）は撮影光学系Ｌ０の第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３とのパワーバランスに関する。条件式（７）の上限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２に対して第３レンズ群Ｌ３のパワーが強くなる。第３レンズ群Ｌ３のパワーが強くなりすぎると像面湾曲が大きくなってしまい、この補正が困難になるため好ましくない。一方、条件式（７）の下限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３に対して第２レンズ群Ｌ２のパワーが強くなる。第２レンズ群Ｌ２のパワーが強くなりすぎると球面収差が増大してしまい、この補正が困難になるため好ましくない。条件式（７）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
条件式（８）は撮影光学系Ｌ０の第２レンズ群Ｌ２のパワーに関する。条件式（８）の上限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２のパワーが弱くなる。そうするとフォーカシングの際に第２レンズ群Ｌ２の移動量が増加してしまい、レンズ系が大型化してしまう。一方、条件式（８）の下限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２のフォーカシング時の移動量は減少する。しかしながら第２レンズ群Ｌ２から諸収差で特に球面収差が多く発生してしまい、第１レンズ群Ｌ１や第３レンズ群Ｌ３との諸収差の補正バランスがとりにくくなるため好ましくない。条件式（８）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
条件式（９）は撮影光学系Ｌ０の第３レンズ群Ｌ３のパワーに関する。条件式（９）の上限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３のパワーが弱くなる。そうするとバックフォーカスのコントロールを第１レンズ群Ｌ１や第２レンズ群Ｌ２で行わなければならなくなり、第１レンズ群Ｌ１や第２レンズ群Ｌ２の収差補正の自由度が少なくなるため球面収差やコマ収差等が残存してしまうので良くない。一方、条件式（９）の下限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３のパワーが強くなり像面湾曲や歪曲などの発生量が増え、これらの補正が困難となるため好ましくない。条件式（９）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
条件式（１０）〜（１２）は第３レンズ群Ｌ３中の各部分レンズ群のパワーを適切に設定している。これにより第３２レンズ群Ｌ３２を光軸と垂直方向の成分を持つように移動して結像位置の変位を行う際、大きな像変位敏感度を得つつも、良好な像性能を確保している。この条件式（１０）〜（１２）の数値範囲を外れるとそのバランスを保つことが困難となってくるので良くない。条件式（１０）〜（１２）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
以上のように各実施例によれば画面内全体に渡って色収差を補正し、高い光学性能を持った撮影光学系が得られる。この他、各実施例の撮影光学系において、第１レンズ群Ｌ１中の第１ａレンズ群Ｌ１ａは、１つの正レンズ、もしくは２つのレンズで構成されている。また、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂは、１つの正レンズと１つの負レンズから構成されている。
このようなレンズ構成をとることで、レンズ枚数が少なく、また第１ａレンズ群Ｌ１ａと第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの間隔が広くとりやすくなるため、第１レンズ群Ｌ１全体を軽量化しやすくなる。そして第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に開口絞りＳＰを配置している。これは軸外主光線と光軸とが交わる位置が、レンズ中心付近に位置する第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間近傍であるため、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に開口絞りＳＰを配置するのが好ましい。これにより絞った時にも周辺光量を適切に保つことが容易となる。
そして、光路中に設ける回折光学素子ＤＯＥの回折面（回折光学面）Ｄは防塵性、組立作業性、機械強度を向上させるために、接合レンズ面に配置するのが好ましい。また、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成の屈折力が正となるようにしている。そして第２レンズ群Ｌ２を通過した収斂光線を正の屈折力の第３１レンズ群Ｌ３１で更に収斂させており、これにより第３２レンズ群Ｌ３２（画像変位補正レンズ群）のレンズ径の小型化を容易にしている。更に正の屈折力の第３３レンズ群Ｌ３３を配置することにより、一定のレンズ全系の焦点距離を保ちつつ負の屈折力の第３２レンズ群Ｌ３２の屈折力を増大させている。これにより第３２レンズ群Ｌ３２の少ない偏心移動により結像面上の大きな像位置の変位（以後、偏心量と像位置変位の関係を像変位敏感度という。）を容易にしている。
次に各実施例のレンズ構成の特徴について説明する。各レンズに付した符号のレンズは前述した各レンズに付した符号のレンズと対応している。まず各実施例で共通しているレンズ構成を説明する。各実施例では、最も物体側から順に正のパワーの第１レンズ群Ｌ１、正又は負のパワーの第２レンズ群Ｌ２、正又は負のパワーの第３レンズ群Ｌ３を有している。そして第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に開口絞りＳＰを有している。また第３レンズ群Ｌ３は、正のパワーの第３１レンズ群Ｌ３１と、負のパワーの第３２レンズ群Ｌ３２と正のパワーの第３３レンズ群Ｌ３３を有している。そして光学系が振動した時の撮影画像のブレの補正（振動補償）は第３２レンズ群Ｌ３２を可動レンズ群（画像変位補正群）とし、矢印ＬＴの如く光軸と直交する方向に移動させて行なっている。
次に各実施例における詳細な構成について説明する。図１（Ａ）の実施例１の撮影光学系Ｌ０について説明する。第１レンズ群Ｌ１は１つの正レンズで構成されている第１ａレンズ群Ｌ１ａと、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズで構成されている第１ｂレンズ群Ｌ１ｂから構成されている。接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの接合面に配置されている。
第１ａレンズ群Ｌ１ａの最も物体側のレンズ面と、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの最も物体側のレンズ面は非球面である。第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの像側には開口径が一定の副絞りＳＰａが設けられている。そして第２レンズ群Ｌ２は１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズから構成されている。更に第３レンズ群Ｌ３において、第３１レンズ群Ｌ３１は、１つの負レンズと１つの正レンズを接合した１組の接合レンズを有している。そして第３１レンズ群Ｌ３１の最も物体側のレンズ面は非球面である。そして第３２レンズ群Ｌ３２は、１つの負レンズと、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した接合レンズを有している。そして第３３レンズ群Ｌ３３は、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズと、１つの正レンズを有している。尚、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第２レンズ群Ｌ２を像面側へ光軸上を移動させることで行なっている。
図２（Ａ）の実施例２の撮影光学系Ｌ０について説明する。第１レンズ群Ｌ１は１つの正レンズで構成されている第１ａレンズ群Ｌ１ａと、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した1組の接合レンズで構成されている第１ｂレンズ群Ｌ１ｂから構成されている。
接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの接合面に配置されている。第１ａレンズ群Ｌ１ａの最も物体側のレンズ面と、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの最も物体側のレンズ面は非球面である。そして第２レンズ群Ｌ２は１つの負レンズから構成されている。
更に第３レンズ群Ｌ３において、第３１レンズ群Ｌ３１は、１つの負レンズと１つの正レンズを接合した１組の接合レンズを有している。そして第３２レンズ群Ｌ３２は、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した接合レンズと、１つの負レンズを有している。第３２レンズ群Ｌ３２の像側には開口径が一定の副絞りＳＰａが設けられている。そして第３３レンズ群Ｌ３３は、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズと、１つの正レンズを有している。尚、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第２レンズ群Ｌ２を像面側へ光軸上を移動させることで行なっている。
図３（Ａ）の実施例３の撮影光学系Ｌ０について説明する。第１レンズ群Ｌ１は１つの正レンズで構成されている第１ａレンズ群Ｌ１ａと、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズで構成されている第１ｂレンズ群Ｌ１ｂから構成されている。接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの接合面に配置されている。
第１ａレンズ群Ｌ１ａの最も物体側のレンズ面と、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの最も物体側のレンズ面は非球面である。そして第２レンズ群Ｌ２は１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズから構成されている。そして第２レンズ群Ｌ２の最も像側のレンズ面は非球面である。更に第３レンズ群Ｌ３において、第３１レンズ群Ｌ３１は、１つの負レンズと１つの正レンズを接合した１組の接合レンズを有している。そして第３２レンズ群Ｌ３２は、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した接合レンズと、１つの負レンズを有している。そして第３３レンズ群Ｌ３３は、１つの正レンズと、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズとを有している。そして、第３３レンズ群Ｌ３３の最も物体側のレンズ面は非球面である。尚、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第２レンズ群Ｌ２を像面側へ光軸上を移動させることで行なっている。
図４（Ａ）の実施例４の撮影光学系Ｌ０について説明する。第１レンズ群Ｌ１は、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した1組の接合レンズで構成されている第１ａレンズ群Ｌ１ａを有する。更に１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズで構成されている第１ｂレンズ群Ｌ１ｂを有する。第１ａレンズ群Ｌ１ａを構成する接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、第１ａレンズ群Ｌ１ａの接合面に配置されている。
第１ａレンズ群Ｌ１ａの最も物体側のレンズ面と、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの最も物体側のレンズ面は非球面である。そして第２レンズ群Ｌ２は１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズから構成されている。更に第３レンズ群Ｌ３において、第３１レンズ群Ｌ３１は、１つの負レンズと１つの正レンズを接合した１組の接合レンズを有している。そして第３２レンズ群Ｌ３２は、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズと、１つの負レンズとを有している。そして第３３レンズ群Ｌ３３は、１つの正レンズと、１つの負レンズと１つの正レンズを接合した１組の接合レンズを有している。尚、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第２レンズ群Ｌ２を像面側へ光軸上を移動させることで行なっている。
図５（Ａ）の実施例５の撮影光学系Ｌ０について説明する。第１レンズ群Ｌ１は１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズで構成されている第１ａレンズ群Ｌ１ａを有する。更に、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズで構成されている第１ｂレンズ群Ｌ１ｂを有する。第１ａレンズ群Ｌ１ａを構成する接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、第１ａレンズ群Ｌ１ａの接合面に配置されている。第１ａレンズ群Ｌ１ａの最も物体側のレンズ面と、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの最も物体側のレンズ面は非球面である。そして第２レンズ群Ｌ２は１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズから構成されている。そして第２レンズ群Ｌ２の最も像側の面には非球面である。
更に第３レンズ群Ｌ３において、第３１レンズ群Ｌ３１は、１つの負レンズと１つの正レンズを接合した１組の接合レンズを有している。そして第３２レンズ群Ｌ３２は、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した接合レンズと、１つの負レンズを有している。そして第３３レンズ群Ｌ３３は、１つの正レンズと、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズとを有している。そして、第３３レンズ群Ｌ３３の接合レンズの物体側の面は非球面である。尚、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第２レンズ群Ｌ２を像面側へ光軸上を移動させることで行なっている。
図６（Ａ）の実施例６の撮影光学系Ｌ０について説明する。第１レンズ群Ｌ１は１つの正レンズで構成されている第１ａレンズ群Ｌ１ａと、１つの負レンズと１つの正レンズを接合した1組の接合レンズで構成されている第１ｂレンズ群Ｌ１ｂを有する。接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの接合面に配置されている。
第１ａレンズ群Ｌ１ａの最も物体側のレンズ面と、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの最も物体側のレンズ面は非球面である。そして第２レンズ群Ｌ２は１つの正レンズから構成されている。また第２レンズ群Ｌ２の最も物体側のレンズ面は非球面である。更に第３レンズ群Ｌ３において、第３１レンズ群Ｌ３１は、１つの負レンズと１つの正レンズを接合した１組の接合レンズを有している。そして第３２レンズ群Ｌ３２は、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した接合レンズと、１つの負レンズを有している。第３２レンズ群Ｌ３２の像側には開口径が一定の副絞りＳＰａが設けられている。そして第３３レンズ群Ｌ３３は、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズと、１つの正レンズを有している。また、第３３レンズ群Ｌ３３の像側の正レンズの物体側のレンズ面は非球面である。尚、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第２レンズ群Ｌ２を物体側へ光軸上を移動させることで行なっている。
図７（Ａ）の実施例７の撮影光学系Ｌ０について説明する。第１レンズ群Ｌ１は１つの正レンズと１つの正レンズを接合した１組の接合レンズで構成されている第１ａレンズ群Ｌ１ａを有する。更に１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズで構成されている第１ｂレンズ群Ｌ１ｂから構成されている。第１ａレンズ群Ｌ１ａの接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、第１ａレンズ群Ｌ１ａの接合面に配置されている。第１ａレンズ群Ｌ１ａの最も物体側のレンズ面と、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂの最も物体側のレンズ面は非球面である。そして第２レンズ群Ｌ２は１つの負レンズから構成されている。
更に第３レンズ群Ｌ３において、第３１レンズ群Ｌ３１は、１つの負レンズと１つの正レンズを接合した１組の接合レンズを有している。そして第３２レンズ群Ｌ３２は、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した接合レンズと、１つの負レンズを有している。第３２レンズ群Ｌ３２の像側には開口径が一定の副絞りＳＰａが設けられている。そして第３３レンズ群Ｌ３３は、１つの正レンズと１つの負レンズを接合した１組の接合レンズと、１つの正レンズを有している。無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第２レンズ群Ｌ２を像側へ移動させて行っている。
ここで、各実施例の撮影光学系Ｌ０で用いた回折光学素子ＤＯＥの構成について説明する。各実施例で用いている回折格子は従来より知られている単層又は積層型の回折格子である。即ち、撮影光学系Ｌ０内に配置される回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、光軸に対して回転対称な回折格子より成っている。回折光学素子は基板（透明基板）上に１つの層又は複数の層を積層した回折格子（回折光学部）を設けている。回折格子の光学材料は、紫外線硬化樹脂（屈折率ｎｄ＝１．５１３、アッベ数νｄ＝５１．０）を用いている。回折格子の格子部の格子厚を単層のときは１．０３μｍと設定し、波長５３０ｎｍ、＋１次の回折光の回折効率が最も高くなるようにしている。すなわち設計次数が＋１次で、設計波長が波長５３０ｎｍである。
この他各実施例においては、異なる材料よりなる複数の回折格子を積層した積層型の回折光学素子も適用可能である。積層型の回折光学素子では、基板上に、例えば紫外線硬化樹脂（屈折率ｎｄ＝１．４９９、アッベ数νｄ＝５４）からなる第１の回折格子を形成している。更にその上に第２の回折格子（屈折率ｎｄ＝１．５９８、アッベ数νｄ＝２８）を形成している。この材料の組み合わせにおいて、第１の回折格子の格子部の格子厚ｄ１はｄ１＝１３．８μｍ、第２の回折格子の格子部の格子厚ｄ２はｄ２＝１０．５μｍとしている。積層構造の回折格子を備えた回折光学素子にすることで、設計次数の回折光において使用波長全域（ここでは可視域）で９５％以上という高い回折効率を得ている。
各実施例において、回折光学部は光学面の上に施されているが、そのベースは球面又は平面又は非球面でも良い。また、回折光学部は、それらの光学面にプラスチックなどの膜を回折光学部（回折面）として添付する方法である所謂レプリカ非球面で作成しても良い。回折格子の形状は、その２ｉ次項の位相係数をＣ２ｉとした時、光軸からの距離Ｈにおける位相φ（Ｈ）は次式で表される。ただしｍは回折次数、λ０は基準波長である。
一般に、レンズ、プリズム等の屈折光学材料のアッベ数（分散値）νｄは、ｄ、Ｃ、Ｆ線の各波長における屈折力をＮｄ、ＮＣ、ＮＦとした時、次式で表される。
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）＞０ ・・・（ｂ）
一方、回折光学部のアッベ数νｄはｄ、Ｃ、Ｆ線の各波長をλｄ、λＣ、λＦとした時
νｄ＝λｄ／（λＦ−λＣ） ・・・（ｃ）
と表され、νｄ＝−３．４５となる。
これにより、任意波長における分散性は、屈折光学素子と逆作用を有する。また、回折光学部の基準波長における近軸的な一時回折光（ｍ ＝ １）の屈折力φＤは、回折光学部の位相を表す前式（ａ）から２次項の係数をＣ２とした時、φＤ= −２・Ｃ２と表される。これより回折光学素子ＤＯＥの回折成分のみによる焦点距離ｆＤＯＥは
となる。さらに、任意波長をλ、基準波長をλ０とした時、任意波長の基準波長に対する屈折力変化は、次式となる。
φＤ’＝（λ／λ０）×（−２・Ｃ２） ・・・（ｄ）
これにより、回折光学部の特徴として、前式（ａ）の位相係数Ｃ２を変化させることにより、弱い近軸屈折力変化で大きな分散性が得られる。これは色収差以外の諸収差に大きな影響を与えることなく、色収差の補正を行うことを意味している。また位相係数Ｃ４以降の高次数の係数については、回折光学部の光線入射高の変化に対する屈折力変化は非球面と類似した効果を得ることができる。それと同時に、光線入射高の変化に応じて基準波長に対し任意波長の屈折力変化を与えることができる。このため、倍率色収差の補正に有効である。さらに本発明の撮影光学系の第１レンズ群Ｌ１のように、軸上光線がレンズ面を通過する際、光軸からの高さが高い位置を通過する面に回折光学素子を配置すれば、軸上色収差の補正にも有効である。
以下に本発明の実施例１〜７に対応する数値実施例１〜７を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。ｆ、fno、２ωはそれぞれ無限遠物体に焦点を合わせたときの全系の焦点距離、Ｆナンバー、画角（度）を表している。各数値実施例において最も像側の２つの面はフィルター等のガラスブロックである。回折光学素子（回折面）は前述（ａ）式の位相関数の位相係数を与えることで表している。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正、Ｒを近軸曲率半径、ｋを離心率、A4、A6、A8、A10を各々非球面係数としたとき、
なる式で表している。そして、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を（表−１）に示す。
（数値実施例１）
f= 195.20mm Fno= 2.05 ２ω= 12.64
面番号 r d nd νd 有効径
1(非球面) 78.431 18.72 1.48749 70.2 97.93
2 683.902 37.00 96.05
3(非球面) 64.154 16.61 1.48749 70.2 64.12
4(回折) -113.235 4.00 1.67270 32.1 60.65
5 233.279 2.62 54.89
6 ∞ 4.50 54.03
7 -16393.125 2.82 1.80809 22.8 50.21
8 -212.349 3.00 1.72916 54.7 49.59
9 53.963 24.45 45.11
10(絞り) ∞ 4.44 41.75
11(非球面)119.822 2.10 1.80809 22.8 40.68
12 53.559 7.44 1.77250 49.6 39.62
13 -300.676 2.89 38.88
14 165.882 1.75 1.69680 55.5 36.36
15 53.769 6.07 34.84
16 -76.729 4.85 1.84666 23.8 34.56
17 -42.047 1.80 1.54072 47.2 34.82
18 84.845 3.12 34.26
19 166.424 4.80 1.72000 43.7 35.98
20 -86.299 2.00 1.80809 22.8 36.65
21 -254.890 0.20 37.83
22 68.940 5.48 1.88300 40.8 39.91
23 411.403 3.40 39.85
24 ∞ 2.20 1.51633 64.1 40.00
25 ∞ 40.08
非球面データ
第1面
ｋ= 3.11694×10-1 Ａ４= -3.26533×10-8 Ａ６= -8.42938×10-12
Ａ８= -5.18825×10-15 Ａ１０= 8.32510×10-19 Ａ１２= -1.76017×10-22
Ａ１４= -5.56453×10-26
第3面
ｋ= -7.00706×10-2 Ａ４= -3.86660×10-7 Ａ６= -1.07198×10-10
Ａ８= -1.24876×10-13 Ａ１０= 6.07652×10-17 Ａ１２= -5.06077×10-20
Ａ１４= 1.17419×10-23
第11面
ｋ= 2.90675 Ａ４= 6.77341×10-8 Ａ６= -4.58312×10-10
Ａ８= 2.46195×10-12 Ａ１０= -5.03066×10-15 Ａ１２= 3.45470×10-18
Ａ１４= -5.56453×10-26

回折光学素子位相係数データ
第4面(回折面)
Ｃ２= -1.05100×10-4 Ｃ４= 2.26461×10-8 Ｃ６= -1.42519×10-11

焦点距離 195.20
Fナンバー 2.05
半画角（度） 6.32
像高 21.64
レンズ全長 227.39
BF 61.13

入射瞳位置 260.53
射出瞳位置 -52.99
前側主点位置 121.83
後側主点位置-134.07

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
L1 1 117.46 78.95 14.10 -53.25
L1a 1 179.91 18.72 -1.61 -14.07
L1b 3 270.37 20.61 -14.90 -27.01
L2 6 -75.85 10.32 7.83 0.04
L3 10 120.94 52.54 32.67 -8.22
L31 10 116.71 13.98 5.95 -3.89
L32 14 -51.63 14.47 4.71 -5.99
L33 19 58.69 18.08 2.78 -9.10

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 179.91
2 3 85.24
3 4 -115.56
4 7 266.20
5 8 -58.73
6 11 -121.57
7 12 59.39
8 14 -114.91
9 16 103.25
10 17 -51.74
11 19 79.56
12 20 -162.32
13 22 93.09
14 24 0.00
（数値実施例２）
f= 293.96mm Fno= 2.91 ２ω= 8.42
面番号 r d nd νd 有効径
1(非球面) 88.927 17.94 1.48749 70.2 101.02
2 1186.415 61.14 99.56
3(非球面) 86.306 11.57 1.48749 70.2 60.86
4(回折) -140.848 2.80 2.00330 28.3 58.88
5 -723.961 10.93 57.12
6 -43402.908 2.10 1.51823 58.9 48.07
7 52.105 34.47 44.54
8(絞り) ∞ 8.51 36.33
9 109.975 1.80 1.80809 22.8 33.60
10 41.799 7.24 1.72916 54.7 33.37
11 -184.309 0.95 33.33
12 148.604 4.25 1.84666 23.8 32.91
13 -128.209 1.65 1.59282 68.6 32.48
14 37.987 5.25 30.92
15 -83.062 1.60 1.83481 42.7 30.98
16 79.965 2.82 32.05
17 ∞ 0.00 33.08
18 94.003 9.30 1.61340 44.3 34.45
19 -36.605 2.00 1.59282 68.6 35.50
20 -433.023 5.02 37.53
21 85.821 6.64 1.61340 44.3 41.33
22 -207.224 8.00 41.61
23 ∞ 2.00 1.51633 64.1 41.83
24 ∞ 41.86
非球面データ
第1面
ｋ= -7.42329×10-1 Ａ４= 1.08216×10-7 Ａ６= 8.31570×10-12
Ａ８= -1.01602×10-15 Ａ１０= 1.29395×10-18 Ａ１２= -4.35175×10-22
Ａ１４= 5.59426×10-26
第3面
ｋ= 4.20089 Ａ４= -1.07710×10-6 Ａ６= -4.62181×10-10
Ａ８= 1.46055×10-14 Ａ１０= -5.14653×10-16 Ａ１２= 5.13399×10-19
Ａ１４= -3.05151×10-22

回折光学素子位相係数データ
第4面(回折面)
Ｃ２= -1.17690×10-4 Ｃ４= 2.72326×10-8 Ｃ６= -4.52300×10-11
Ｃ８= 4.58985×10-14 Ｃ１０= -1.72277×10-17

焦点距離 293.96
Fナンバー 2.91
半画角（度） 4.21
像高 21.64
レンズ全長 266.78
BF 58.80

入射瞳位置 410.57
射出瞳位置 -67.55
前側主点位置 20.66
後側主点位置-235.16

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
L1 1 133.93 93.45 33.82 -60.83
L1a 1 196.15 17.94 -0.97 -12.97
L1b 3 270.82 14.37 -3.76 -12.80
L2 6 -100.42 2.10 1.38 -0.00
L3 8 357.02 67.03 64.41 11.04
L31 8 107.41 17.55 10.51 -3.25
L32 12 -34.88 12.75 8.33 -1.21
L33 17 57.46 32.95 8.32 -17.92

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 196.15
2 3 108.90
3 4 -182.19
4 6 -100.42
5 9 -84.43
6 10 47.37
7 12 81.87
8 13 -49.25
9 15 -48.59
10 18 44.15
11 19 -67.57
12 21 99.80
13 23 0.00
（数値実施例３）
f= 390.43mm Fno= 2.90 ２ω= 6.34
面番号 r d nd νd 有効径
1(非球面)115.822 23.04 1.48749 70.2 134.63
2 688.657 84.94 132.52
3(非球面)116.272 15.84 1.49700 81.5 82.38
4(回折) -167.612 3.00 1.85026 32.3 80.07
5 -4103.131 13.51 77.23
6 317.822 5.23 1.80809 22.8 65.93
7 -1050.627 3.20 1.88300 40.8 64.45
8(非球面) 89.262 85.69 60.26
9(絞り) ∞ 11.74 40.73
10 986.786 1.80 1.80809 22.8 37.83
11 50.138 8.59 1.75700 47.8 37.05
12 -166.862 4.62 36.52
13 89.328 6.24 1.84666 23.9 36.54
14 -92.356 1.70 1.60562 43.7 36.05
15 41.271 6.61 34.04
16 -94.722 1.80 1.80400 46.6 34.16
17 71.483 2.85 35.34
18(非球面) 75.721 6.78 1.73800 32.3 38.11
19 -165.120 0.20 38.90
20 60.328 3.00 1.84666 23.9 40.08
21 50.612 4.26 1.61340 44.3 39.40
22 113.094 15.00 39.20
23 ∞ 2.20 1.51633 64.1 39.95
24 ∞ 40.03
非球面データ
第1面
ｋ= -3.61917×10-1 Ａ４= 2.45793×10-8 Ａ６= 1.77214×10-12
Ａ８= -9.63530×10-18 Ａ１０= 1.40035×10-20
第3面
ｋ= -4.36706 Ａ４= 2.40172×10-7 Ａ６= -6.26103×10-11
Ａ８= 1.19752×10-14 Ａ１０= -3.09581×10-18 Ａ１２= 4.98485×10-23
第8面
ｋ= 9.74715×10-2 Ａ４= 3.89494×10-8 Ａ６= -3.58095×10-11
Ａ８= 5.26921×10-14 Ａ１０= -2.23537×10-17
第18面
ｋ= -2.11573×10-1 Ａ４= -1.55911×10-7 Ａ６= -1.89445×10-10
Ａ８= 3.51250×10-13 Ａ１０= -3.79230×10-16

回折光学素子位相係数データ
第4面(回折面)
Ｃ２= -4.98533×10-5 Ｃ４= 2.94123×10-9 Ｃ６= -1.15774×10-12

焦点距離 390.43
Fナンバー 2.90
半画角（度） 3.17
像高 21.64
レンズ全長 369.05
BF 57.21

入射瞳位置 896.51
射出瞳位置 -64.69
前側主点位置 36.45
後側主点位置-333.2

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
L1 1 191.14 126.82 43.78 -84.29
L1a 1 281.91 23.04 -3.09 -18.38
L1b 3 391.48 18.84 -7.32 -19.20
L2 6 -136.87 8.43 6.25 1.58
L3 9 389.13 77.39 20.69 -42.84
L31 9 230.52 22.13 17.67 0.04
L32 13 -47.07 16.35 13.85 1.00
L33 18 53.57 31.44 0.28 -24.32

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 281.91
2 3 138.87
3 4 -209.90
4 6 302.47
5 7 -93.05
6 10 -65.42
7 11 51.81
8 13 54.49
9 14 -46.87
10 16 -50.43
11 18 71.20
12 20 -432.37
13 21 145.58
14 23 0.00
（数値実施例４）
f= 584.93mm Fno= 4.12 ２ω= 4.24
面番号 r d nd νd 有効径
1(非球面)135.384 25.06 1.48749 70.2 141.97
2(回折) -706.456 5.80 1.80000 29.8 141.22
3 -1368.830 130.00 139.22
4(非球面)135.666 7.00 1.43387 95.1 60.86
5 -194.646 5.00 1.74950 35.3 60.15
6 454.876 26.05 57.12
7 2544.378 2.00 1.80809 22.8 43.04
8 -2797.798 3.30 1.88300 40.8 42.47
9 126.559 49.00 40.98
10(絞り) ∞ 7.01 28.36
11 240.831 2.00 1.84666 23.8 26.39
12 35.958 6.25 1.61340 44.3 25.61
13 -95.144 1.98 25.26
14 -208.365 1.95 1.84666 23.8 24.53
15 -98.117 1.65 1.60311 60.6 24.68
16 56.274 3.31 24.97
17 -106.364 1.60 1.80400 46.6 25.44
18 225.560 3.55 26.36
19 91.800 3.89 1.61340 44.3 29.59
20 -190.340 13.33 30.22
21 186.530 2.00 1.74950 35.3 35.98
22 108.521 4.00 1.80809 22.8 36.34
23 -205.026 12.00 36.53
24 ∞ 2.00 1.51633 64.1 45.00
25 ∞ 45.00
非球面データ
第1面
ｋ= 2.61200×10-1 Ａ４= -3.21156×10-8 Ａ６= -1.77315×10-12
Ａ８= -5.84324×10-17 Ａ１０= -1.28282×10-20 Ａ１２= 9.26465×10-25
Ａ１４= -8.46983×10-29
第4面
ｋ= 2.50912 Ａ４= -2.59429×10-7 Ａ６= -2.33712×10-11
Ａ８= -3.16046×10-14 Ａ１０= 3.49986×10-17 Ａ１２= -1.59925×10-20
Ａ１４= 1.34624×10-24

回折光学素子位相係数データ
第2面(回折面)
Ｃ２= -2.05427×10-5 Ｃ４= 3.51912×10-10 Ｃ６= -1.61132×10-14
Ｃ８= 3.48003×10-18 Ｃ１０= -3.22948×10-22

焦点距離 584.93
Fナンバー 4.12
半画角（度） 2.12
像高 21.64
レンズ全長 401.79
BF 82.07

入射瞳位置 1492.32
射出瞳位置 -77.71
前側主点位置 -64.14
後側主点位置-502.86

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
L1 1 260.47 172.86 -4.56 -155.98
L1a 1 265.48 30.86 1.32 -18.87
L1b 4 -79126.10 12.00 1638.44 1597.60
L2 7 -149.70 5.30 2.99 0.13
L3 10 579.90 66.51 162.52 148.08
L31 10 281.74 15.26 14.09 2.15
L32 14 -41.57 8.50 3.48 -2.69
L33 19 59.13 37.22 9.07 -24.73

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 233.23
2 2 -1980.86
3 4 185.45
4 5 -181.28
5 7 1649.26
6 8 -137.05
7 11 -50.15
8 12 43.33
9 14 217.26
10 15 -59.06
11 17 -89.71
12 19 101.49
13 21 -350.06
14 22 88.32
15 24 0.00
（数値実施例５）
f= 390.10mm Fno= 2.90 ２ω= 6.34
面番号 r d nd νd 有効径
1(非球面)133.425 24.63 1.48749 70.2 134.52
2(回折)-1508.501 5.50 1.60342 38.0 132.69
3 -21178.745 78.90 130.38
4(非球面)104.704 17.75 1.49700 81.5 81.90
5 -139.477 3.00 1.61340 44.3 79.39
6 141.171 16.41 72.33
7 413.100 3.27 1.80809 22.8 65.56
8 19398.784 3.20 1.88300 40.8 64.85
9(非球面)151.131 87.80 62.64
10(絞り) ∞ 4.02 40.50
11 120.225 2.18 1.84666 23.8 39.03
12 50.399 8.53 1.65160 58.5 37.78
13 -196.061 9.51 36.85
14 122.401 5.28 1.84666 23.8 33.08
15 -83.172 1.90 1.72000 50.2 32.67
16 51.793 3.21 31.45
17 -219.982 1.67 1.88300 40.8 31.47
18 62.616 4.63 32.00
19 104.534 3.62 1.74950 35.3 35.19
20 -1418.268 6.20 35.72
21(非球面) 63.857 6.95 1.77250 49.6 40.00
22 -265.964 1.87 1.54814 45.8 39.86
23 128.501 3.00 39.56
24 ∞ 2.20 1.48749 70.2 39.64
25 ∞ 39.72
非球面データ
第1面
ｋ= 1.69585×10-1 Ａ４= -7.15187×10-9 Ａ６= -2.82795×10-13
Ａ８= -1.85228×10-16 Ａ１０= 4.30052×10-21 Ａ１２= 2.82371×10-24
Ａ１４= -3.72223×10-28
第4面
ｋ= 2.60765×10-3 Ａ４= -9.39197×10-8 Ａ６= -2.13547×10-11
Ａ８= 2.17446×10-16 Ａ１０= 4.89125×10-18 Ａ１２= -3.55012×10-21
Ａ１４= 7.10652×10-25
第9面
ｋ= 2.16633 Ａ４= -4.85657×10-8 Ａ６= -1.20783×10-11
Ａ８= -3.04459×10-15 Ａ１０= 3.29034×10-17 Ａ１２= -3.80144×10-20
Ａ１４= 1.32879×10-23
第21面
ｋ= -6.65834×10-1 Ａ４= 2.08542×10-7 Ａ６= 6.71257×10-10
Ａ８= -5.56397×10-12 Ａ１０= 2.13048×10-14 Ａ１２= -3.73667×10-17
Ａ１４= 2.46283×10-20

回折光学素子位相係数データ
第2面(回折面)
Ｃ２= -1.51480×10-5 Ｃ４= 2.92997×10-10 Ｃ６= -2.41768×10-15

焦点距離 390.10
Fナンバー 2.90
半画角（度） 3.17
像高 21.64
レンズ全長 368.99
BF 63.77

入射瞳位置 909.32
射出瞳位置 -56.95
前側主点位置 38.82
後側主点位置-326.33

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
L1 1 261.84 129.77 -21.10 -117.94
L1a 1 275.00 30.13 -0.06 -20.04
L1b 4 -9135.72 20.75 635.46 581.30
L2 7 -260.25 6.47 5.33 1.79
L3 10 449.65 64.77 25.08 -30.38
L31 10 155.16 14.73 6.60 -3.86
L32 14 -43.32 12.06 8.53 0.20
L33 19 61.80 23.84 3.47 -14.43

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 250.89
2 2 -2930.93
3 4 123.31
4 5 -113.92
5 7 522.28
6 8 -172.51
7 11 -103.98
8 12 62.38
9 14 59.19
10 15 -44.07
11 17 -55.05
12 19 130.03
13 21 67.28
14 22 -157.80
15 24 0.00
（数値実施例６）
f= 293.49mm Fno= 2.91 ２ω= 8.44
面番号 r d nd νd 有効径
1(非球面) 81.481 18.06 1.48749 70.2 100.86
2 588.561 66.87 99.48
3(非球面)-1440.618 2.80 2.00330 28.3 58.94
4(回折) 182.561 4.99 1.51742 52.4 57.60
5 -2033.809 30.05 57.06
6(非球面) 86.814 5.00 1.51742 52.4 45.48
7 233.323 11.06 44.23
8(絞り) ∞ 8.51 38.84
9 440.225 1.80 1.84666 23.8 34.09
10 36.891 6.95 1.72000 50.2 33.24
11 -198.672 0.95 33.20
12 191.578 4.25 1.84666 23.8 32.84
13 -64.646 1.65 1.60311 60.6 32.61
14 42.739 6.32 30.82
15 -50.099 1.60 1.77250 49.6 30.85
16 103.354 2.82 32.40
17 ∞ 7.04 33.71
18 127.502 9.30 1.61340 44.3 41.06
19 -51.101 2.00 1.59282 68.6 42.15
20 -103.589 2.00 43.61
21(非球面) 161.463 5.00 1.61340 44.3 45.36
22 -181.756 8.00 45.51
23 ∞ 2.00 1.51633 64.1 45.23
24 ∞ 45.19
非球面データ
第1面
ｋ= -1.44299 Ａ４= 3.11191×10-7 Ａ６= 7.16264×10-12
Ａ８= 6.26100×10-15 Ａ１０= -2.26475×10-18 Ａ１２= 5.67202×10-22
Ａ１４= -4.70118×10-26
第3面
ｋ= 9.06066×102 Ａ４= -3.62723×10-7 Ａ６= 7.34584×10-11
Ａ８= -3.05870×10-13 Ａ１０= 4.45187×10-16 Ａ１２= -3.25205×10-19
Ａ１４= 9.90121×10-23
第6面
ｋ= 4.29206 Ａ４= -7.29665×10-7 Ａ６= -2.49292×10-10
Ａ８= -3.54999×10-13
第21面
ｋ= 1.00536×101 Ａ４= -4.23290×10-7 Ａ６= -6.97320×10-11
Ａ８= -5.10808×10-14

回折光学素子位相係数データ
第4面(回折面)
Ｃ２= -9.46831×10-5 Ｃ４= -1.79365×10-8 Ｃ６= 5.20740×10-11
Ｃ８= -1.01184×10-13 Ｃ１０= 5.30470×10-17

焦点距離 293.49
Fナンバー 2.91
半画角（度） 4.22
像高 21.64
レンズ全長 271.90
BF 62.89

入射瞳位置 354.74
射出瞳位置 -87.34
前側主点位置 74.84
後側主点位置-230.61

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
L1 1 282.44 92.72 -69.06 -124.06
L1a 1 191.76 18.06 -1.93 -13.93
L1b 3 -343.21 7.79 0.78 -3.92
L2 6 264.13 5.00 -1.93 -5.19
L3 8 -799.72 70.18 -213.31 -378.24
L31 8 468.28 17.26 15.47 1.97
L32 12 -34.32 13.82 9.35 -1.26
L33 17 57.62 35.33 13.73 -15.08

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 191.76
2 3 -166.45
3 4 305.30
4 6 264.13
5 9 -47.66
6 10 43.75
7 12 57.53
8 13 -42.42
9 15 -43.48
10 18 60.67
11 19 -172.57
12 21 140.17
13 23 0.00

（数値実施例７）
f= 295.63mm Fno= 2.91 ２ω= 8.38
面番号 r d nd νd 有効径
1(非球面) 91.224 16.37 1.48749 70.2 101.59
2(回折) 539.442 3.00 1.48749 70.2 100.18
3 1510.420 61.14 99.57
4(非球面) 79.429 11.97 1.48749 70.2 60.27
5 -140.753 2.80 2.00330 28.3 58.18
6 -962.892 9.62 56.33
7 2775.681 2.10 1.61405 55.0 48.28
8 60.306 34.47 45.23
9(絞り) ∞ 8.51 36.75
10 106.493 1.80 1.80809 22.8 33.97
11 43.439 7.06 1.72916 54.7 33.48
12 -200.400 0.95 33.40
13 121.737 4.25 1.84666 23.8 32.94
14 -107.314 1.65 1.59282 68.6 32.53
15 38.403 5.01 30.69
16 -89.761 1.60 1.83481 42.7 30.71
17 62.487 2.82 31.55
18 ∞ 0.00 32.24
19 92.835 9.30 1.61340 44.3 33.55
20 -34.920 2.00 1.59282 68.6 34.63
21 -191.348 5.03 36.52
22 57.939 6.52 1.48749 70.2 40.48
23 1287.265 8.00 40.53
24 ∞ 2.00 1.51633 64.1 40.87
25 ∞ 40.92
非球面データ
第1面
ｋ= -6.14463×10-1 Ａ４= 8.54185×10-8 Ａ６= 4.32621×10-12
Ａ８= -6.67336×10-16 Ａ１０= 1.36227×10-18 Ａ１２= -4.55872×10-22
Ａ１４= 5.37448×10-26
第4面
ｋ= 3.51567 Ａ４= -1.11556×10-6 Ａ６= -4.53864×10-10
Ａ８= -2.42878×10-14 Ａ１０= -5.86338×10-16 Ａ１２= 6.00795×10-19
Ａ１４= -3.70400×10-22

回折光学素子位相係数データ
第2面(回折面)
Ｃ２= -4.00052×10-5 Ｃ４= 2.98192×10-9 Ｃ６= -1.82246×10-12
Ｃ８= 7.12777×10-16 Ｃ１０= -9.91647×10-20

焦点距離 295.63
Fナンバー 2.91
半画角（度） 4.19
像高 21.64
レンズ全長 264.00
BF 56.02

入射瞳位置 409.13
射出瞳位置 -62.62
前側主点位置 -31.89
後側主点位置-239.61

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
L1 1 133.93 95.28 33.18 -62.15
L1a 1 195.35 19.37 -0.65 -13.62
L1b 4 274.69 14.77 -5.39 -14.59
L2 7 -100.42 2.10 1.33 0.03
L3 9 443.81 66.51 53.69 -1.54
L31 9 107.41 17.36 10.30 -3.35
L32 13 -34.88 12.51 8.84 -0.57
L33 18 57.46 32.85 6.86 -19.41

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 218.88
2 2 1511.50
3 4 106.05
4 5 -164.59
5 7 -100.42
6 10 -91.96
7 11 49.57
8 13 67.94
9 14 -47.51
10 16 -43.92
11 19 42.55
12 20 -72.40
13 22 124.24
14 24 0.00
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
次に本発明の光学系を撮像装置（カメラシステム）に適用した実施例を図８を用いて説明する。図８は一眼レフカメラの要部概略図である。図８において、１０は実施例１〜７のいずれか１つの撮影光学系１を有する撮像レンズである。撮影光学系１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体である。カメラ本体は撮像レンズ１０からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー３、撮像レンズ１０の像形成位置に配置された焦点板４、焦点板４に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム５を有している。更に、その正立像を観察するための接眼レンズ６等によって構成されている。
７は感光面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、感光面７上に撮影レンズ１０によって像が形成される。このように実施例１〜７の撮影光学系を写真用カメラや、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、軽量で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
Ｌ０は撮影光学系 Ｌ１は第１レンズ群 Ｌ２は第２レンズ群 Ｌ３は第３レンズ群
Ｌ１ａは第１ａレンズ群 Ｌ１ｂは第１ｂレンズ群 Ｌ３１は第３１レンズ群
Ｌ３２は第３２レンズ群 Ｌ３３は第３３レンズ群 ＤＯＥは回折光学素子

Claims (11)

  1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、正又は負の屈折力を有する第２レンズ群、正又は負の屈折力を有する第３レンズ群より構成され、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、最も広い空気間隔を隔てて、正の屈折力を有する第１ａレンズ群、正又は負の屈折力を有する第１ｂレンズ群から構成され、前記第１レンズ群は少なくとも１つの回折光学素子と少なくとも１つの非球面を有し、フォーカシングに際して前記第２レンズ群のみが光軸上を移動し、全系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の長さをＬ、前記第１ａレンズ群と前記第１ｂレンズ群との空気間隔をｄ１ａｂ、前記第１ａレンズ群の焦点距離をｆ１ａ、前記第１ｂレンズ群の焦点距離をｆ１ｂ、前記回折光学素子の回折成分のみによる焦点距離をｆＤＯＥ、全系の焦点距離をｆ、無限遠物体にフォーカスしたときの全系のＦナンバーをＦｎｏとするとき、
    なる条件を満足することを特徴とする撮影光学系。
  2. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１の撮影光学系。
  3. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２の撮影光学系。
  4. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項の撮影光学系。
  5. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項の撮影光学系。
  6. 前記第１ａレンズ群は１つの正レンズもしくは２つのレンズより構成され、前記第１ｂレンズ群は１つの正レンズと１つの負レンズから構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項の撮影光学系。
  7. 前記第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項の撮影光学系。
  8. 前記回折光学素子の回折光学部は、２つのレンズの接合面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項の撮影光学系。
  9. 前記第１レンズ群と第２レンズ群の合成の屈折力は正であり、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第３１レンズ群、負の屈折力の第３２レンズ群、正の屈折力の第３３レンズ群より構成され、像ぶれ補正に際して前記第３２レンズ群が光軸と直交する方向に移動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項の撮影光学系。
  10. 前記第３１レンズ群の焦点距離をｆ３１、前記第３２レンズ群の焦点距離をｆ３２、前記第３３レンズ群の焦点距離をｆ３３とするとき、
    なる条件を満足することを特徴とする請求項９の撮影光学系。
  11. 請求項１乃至１０のいずれか１項の撮影光学系と、該撮影光学系によって形成された像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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