JPH11295590A - 回折光学素子を有した光学系 - Google Patents
回折光学素子を有した光学系Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 無限遠物体から超至近物体に至る物体距離全
般にわたり、良好なる光学性能を有した望遠型の回折光
学素子を有した光学系を得ること。 【解決手段】 物体側より順に、正の屈折力を有する第
１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群を有
し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際
し、前記第２レンズ群を光軸上像側へ移動させて行い、
前記第１レンズ群は、正の屈折力の光軸に対して回転対
称形状の回折格子からなる回折光学素子と、正の屈折力
を有する第１ａレンズ群とを有し、前記第１ａレンズ群
は少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズから成
り、第１レンズ群中の、正の屈折力の回折光学素子の屈
折力、第１ａレンズ群の屈折力、第１ａレンズ群中の正
レンズの材質のアッベ数の平均値、そして第１ａレンズ
群中の負レンズの材質のアッベ数を適切に設定したこ
と。
般にわたり、良好なる光学性能を有した望遠型の回折光
学素子を有した光学系を得ること。 【解決手段】 物体側より順に、正の屈折力を有する第
１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群を有
し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際
し、前記第２レンズ群を光軸上像側へ移動させて行い、
前記第１レンズ群は、正の屈折力の光軸に対して回転対
称形状の回折格子からなる回折光学素子と、正の屈折力
を有する第１ａレンズ群とを有し、前記第１ａレンズ群
は少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズから成
り、第１レンズ群中の、正の屈折力の回折光学素子の屈
折力、第１ａレンズ群の屈折力、第１ａレンズ群中の正
レンズの材質のアッベ数の平均値、そして第１ａレンズ
群中の負レンズの材質のアッベ数を適切に設定したこ
と。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銀塩写真カメラ、
ビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適な回折光学素
子を有した光学系に関し、更に詳しくは、屈折光学系と
回折光学素子とを組み合わせて結像性能の向上を図っ
た、大口径比で望遠型の撮影系に関するものである。
ビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適な回折光学素
子を有した光学系に関し、更に詳しくは、屈折光学系と
回折光学素子とを組み合わせて結像性能の向上を図っ
た、大口径比で望遠型の撮影系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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が悪化する傾向にある。こ
れらの色収差を補正する為に、蛍石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
た負レンズを組み合わせて色消しを行った望遠レンズが
種々と提案されている。
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が悪化する傾向にある。こ
れらの色収差を補正する為に、蛍石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
た負レンズを組み合わせて色消しを行った望遠レンズが
種々と提案されている。
【０００３】蛍石等の異常部分分散ガラスは、色収差の
補正に関して効果がある反面、非常に高価であるという
欠点があり、比重も異常部分分散を有さない他の低分散
ガラスよりも比較的大きく、それを用いるとレンズ系全
体が重くなるという欠点もあった。（例えば、蛍石で比
重３．１８、ＦＫ０１で比重３．６３。これらに対し、
異常部分分散性の小さいＦＫ５で比重２．４６、ＢＫ７
で比重２．５２である。）そして、異常部分分散ガラス
は、表面が比較的傷つき易く、更にＦＫ０１等は大口径
とすると、急激な温度変化に対して割れ易いという欠点
もあった。
補正に関して効果がある反面、非常に高価であるという
欠点があり、比重も異常部分分散を有さない他の低分散
ガラスよりも比較的大きく、それを用いるとレンズ系全
体が重くなるという欠点もあった。（例えば、蛍石で比
重３．１８、ＦＫ０１で比重３．６３。これらに対し、
異常部分分散性の小さいＦＫ５で比重２．４６、ＢＫ７
で比重２．５２である。）そして、異常部分分散ガラス
は、表面が比較的傷つき易く、更にＦＫ０１等は大口径
とすると、急激な温度変化に対して割れ易いという欠点
もあった。
【０００４】異常部分分散を持たないガラスを用いたま
まで望遠レンズの色収差の補正を行ったものが特開平６
−３２４２６２号公報及び特開平６−３３１８８７号公
報で提案されている。
まで望遠レンズの色収差の補正を行ったものが特開平６
−３２４２６２号公報及び特開平６−３３１８８７号公
報で提案されている。
【０００５】特開平６−３２４２６２号公報は、少なく
とも１枚の正の屈折力を持った回折光学素子と、少なく
とも１枚の正の屈折力を持った屈折光学素子と、少なく
とも１枚の負の屈折力を持った屈折光学素子より構成さ
れたＦナンバーＦ２．８程度の色収差が比較的良好に補
正された望遠レンズを開示している。また、特開平６−
３３１８８７号公報も同様に、回折光学素子と屈折光学
素子を組み合せ、色収差が比較的良好に補正されたＦナ
ンバーＦ２．８程度の望遠レンズを開示している。
とも１枚の正の屈折力を持った回折光学素子と、少なく
とも１枚の正の屈折力を持った屈折光学素子と、少なく
とも１枚の負の屈折力を持った屈折光学素子より構成さ
れたＦナンバーＦ２．８程度の色収差が比較的良好に補
正された望遠レンズを開示している。また、特開平６−
３３１８８７号公報も同様に、回折光学素子と屈折光学
素子を組み合せ、色収差が比較的良好に補正されたＦナ
ンバーＦ２．８程度の望遠レンズを開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年開発が盛んなオー
トフォーカス機能を有したカメラに装着することを前提
とした望遠レンズでは、フォーカシングをレンズ重量が
軽く、鏡筒負荷トルクの小さくなる比較的後方のレンズ
群を光軸方向へ移動させて行うのが一般的になってい
る。
トフォーカス機能を有したカメラに装着することを前提
とした望遠レンズでは、フォーカシングをレンズ重量が
軽く、鏡筒負荷トルクの小さくなる比較的後方のレンズ
群を光軸方向へ移動させて行うのが一般的になってい
る。
【０００７】先の、特開平６−３２４２６２号公報で提
案されている撮影光学系では、後方のレンズを移動させ
て、フォーカスを行った場合、色収差を始め諸収差が大
きく悪化し、このままのレンズ構成では、オートフォー
カス機能を有したカメラの望遠レンズとして用いるのが
難しい。
案されている撮影光学系では、後方のレンズを移動させ
て、フォーカスを行った場合、色収差を始め諸収差が大
きく悪化し、このままのレンズ構成では、オートフォー
カス機能を有したカメラの望遠レンズとして用いるのが
難しい。
【０００８】又、特開平６−３３１８８７号公報で提案
されている望遠レンズの第１０図、第１２図に示されて
いる構成では、比較的レンズ重量が軽く、かつ、比較的
収差変動の小さいレンズ群として、光学系のほぼ中央か
らやや後方（像面側）よりに配置された、正レンズと負
レンズの接合レンズから成り、全体として負の屈折力を
有するレンズ群がある。この望遠レンズは回折面と屈折
光学系部分の屈折力配分及び硝材の設定が必ずしも十分
でなく、そのため、該レンズ群でフォーカスをする際の
色収差の変動が大きくなるという欠点があった。
されている望遠レンズの第１０図、第１２図に示されて
いる構成では、比較的レンズ重量が軽く、かつ、比較的
収差変動の小さいレンズ群として、光学系のほぼ中央か
らやや後方（像面側）よりに配置された、正レンズと負
レンズの接合レンズから成り、全体として負の屈折力を
有するレンズ群がある。この望遠レンズは回折面と屈折
光学系部分の屈折力配分及び硝材の設定が必ずしも十分
でなく、そのため、該レンズ群でフォーカスをする際の
色収差の変動が大きくなるという欠点があった。
【０００９】本発明は、大口径比で望遠型でありなが
ら、色収差を始めとする諸収差、特にフォーカシングに
よる収差変動を良好に補正した回折光学素子を有した光
学系の提供を目的とする。
ら、色収差を始めとする諸収差、特にフォーカシングに
よる収差変動を良好に補正した回折光学素子を有した光
学系の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の回折光学素子を
有した光学系は、(1-1) 物体側より順に、正の屈折力を
有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ
群を有し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシン
グに際し、前記第２レンズ群を光軸上像側へ移動させて
行い、前記第１レンズ群は、正の屈折力の光軸に対して
回転対称形状の回折格子からなる回折光学素子と、正の
屈折力を有する第１ａレンズ群とを有し、前記第１ａレ
ンズ群は少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズか
ら成り、 φD ：第１レンズ群中の、正の屈折力の回折光学素子
の屈折力 φ1a ：第１ａレンズ群の屈折力 ν1aｐ：第１ａレンズ群中の正レンズの材質のアッベ数
の平均値 ν1aｎ：第１ａレンズ群中の負レンズの材質のアッベ数
としたとき、 ０．００５ ＜ φD ／φ1a ＜ ０．０５・・・（１） ５０ ＜ ν1aｐ ＜ ７５・・・（２） ２５ ＜ ν1aｎ ＜ ６０・・・（３） の条件式を満足することである。
有した光学系は、(1-1) 物体側より順に、正の屈折力を
有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ
群を有し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシン
グに際し、前記第２レンズ群を光軸上像側へ移動させて
行い、前記第１レンズ群は、正の屈折力の光軸に対して
回転対称形状の回折格子からなる回折光学素子と、正の
屈折力を有する第１ａレンズ群とを有し、前記第１ａレ
ンズ群は少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズか
ら成り、 φD ：第１レンズ群中の、正の屈折力の回折光学素子
の屈折力 φ1a ：第１ａレンズ群の屈折力 ν1aｐ：第１ａレンズ群中の正レンズの材質のアッベ数
の平均値 ν1aｎ：第１ａレンズ群中の負レンズの材質のアッベ数
としたとき、 ０．００５ ＜ φD ／φ1a ＜ ０．０５・・・（１） ５０ ＜ ν1aｐ ＜ ７５・・・（２） ２５ ＜ ν1aｎ ＜ ６０・・・（３） の条件式を満足することである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の回折光学素子を
有した光学系の基準状態での光学作用を説明する為の近
軸屈折力配置の概略図である。本実施形態では光学系と
して望遠レンズを用いた場合を示している。図１におい
て、Ｍは望遠レンズを構成する屈折光学系部分、Ｄは回
折光学素子の回折格子が形成されている回折面であり、
Ｐは近軸軸上光線、そしてＱは瞳近軸光線である。（こ
こでは、問題を簡単に扱う為、回折面Ｄは屈折光学系部
分Ｍの物体側に配置されているものとし、屈折光学系部
分Ｍは薄肉単レンズとして考える。） 図２は本発明における色収差補正の説明図である。
有した光学系の基準状態での光学作用を説明する為の近
軸屈折力配置の概略図である。本実施形態では光学系と
して望遠レンズを用いた場合を示している。図１におい
て、Ｍは望遠レンズを構成する屈折光学系部分、Ｄは回
折光学素子の回折格子が形成されている回折面であり、
Ｐは近軸軸上光線、そしてＱは瞳近軸光線である。（こ
こでは、問題を簡単に扱う為、回折面Ｄは屈折光学系部
分Ｍの物体側に配置されているものとし、屈折光学系部
分Ｍは薄肉単レンズとして考える。） 図２は本発明における色収差補正の説明図である。
【００１２】図３〜図１１は本発明の数値実施例１〜９
のレンズ断面図である。図１２〜図２０は本発明の数値
実施例１〜９の諸収差図である。収差図において（Ａ）
は無限遠物体、（Ｂ）は有限物体距離を示している。
のレンズ断面図である。図１２〜図２０は本発明の数値
実施例１〜９の諸収差図である。収差図において（Ａ）
は無限遠物体、（Ｂ）は有限物体距離を示している。
【００１３】図３〜図１１においてＤ・Ｏは正の屈折力
の光軸に対して回転対称形状の回折格子から成る回折光
学素子である。Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２
は負の屈折力の第２レンズ群であり、無限遠物体から至
近物体へのフォーカスの際に像面側へ移動させている。
Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、ＳＰは絞り、Ｇは光
学フィルター、フェースプレート等のガラスブロックで
ある。
の光軸に対して回転対称形状の回折格子から成る回折光
学素子である。Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２
は負の屈折力の第２レンズ群であり、無限遠物体から至
近物体へのフォーカスの際に像面側へ移動させている。
Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、ＳＰは絞り、Ｇは光
学フィルター、フェースプレート等のガラスブロックで
ある。
【００１４】図３、図４、図６、図７、図９、図１０の
実施形態では、第１レンズ群Ｌ１を回折光学素子Ｄ・Ｏ
と正の屈折力の第１ａレンズ群Ｌ１ａ、正の第４レンズ
Ｌ１ｐ、そして像面側に凹面を向けたメニスカス状の負
レンズＬ１ｎより構成している。
実施形態では、第１レンズ群Ｌ１を回折光学素子Ｄ・Ｏ
と正の屈折力の第１ａレンズ群Ｌ１ａ、正の第４レンズ
Ｌ１ｐ、そして像面側に凹面を向けたメニスカス状の負
レンズＬ１ｎより構成している。
【００１５】図５、図８の実施形態では、第１レンズ群
Ｌ１を回折光学素子Ｄ・Ｏと正の屈折力の第１ａレンズ
群Ｌ１ａ、像面側に凹面を向けたメニスカス状の負レン
ズＬ１ｎより構成している。
Ｌ１を回折光学素子Ｄ・Ｏと正の屈折力の第１ａレンズ
群Ｌ１ａ、像面側に凹面を向けたメニスカス状の負レン
ズＬ１ｎより構成している。
【００１６】実施形態１〜９では第１ａレンズ群Ｌ１ａ
は両レンズ面が凸面の正レンズＧ１と、正レンズＧ２、
そして両レンズ面が凹面の負レンズＧ３を有している。
は両レンズ面が凸面の正レンズＧ１と、正レンズＧ２、
そして両レンズ面が凹面の負レンズＧ３を有している。
【００１７】第２レンズ群Ｌ２は正レンズと負レンズと
の接合レンズより構成している。
の接合レンズより構成している。
【００１８】図３、図５、図６、図８、図９、図１１の
実施形態では、第２レンズ群Ｌ２の像面側に正レンズと
負レンズとの接合レンズより成る第３レンズ群Ｌ３を設
けている。
実施形態では、第２レンズ群Ｌ２の像面側に正レンズと
負レンズとの接合レンズより成る第３レンズ群Ｌ３を設
けている。
【００１９】次に、図１を用いて本発明の光学系の特徴
について説明する。
について説明する。
【００２０】まず、回折面Ｄと屈折光学系部分Ｍについ
て、軸上色の収差係数（Ｌ）及び倍率色の収差係数
（Ｔ）の式を立てると、 Ｌ = ｈD 2φD ／νD ＋ ｈM 2φM ／νM …（４）
て、軸上色の収差係数（Ｌ）及び倍率色の収差係数
（Ｔ）の式を立てると、 Ｌ = ｈD 2φD ／νD ＋ ｈM 2φM ／νM …（４）
【００２１】
【数１】 となる。但し、 φD ： 回折面Ｄの設計回折次数の回折光に対する屈折
力 φM ： 屈折光学系部分Ｍの屈折力 νD ： 回折面Ｄの換算アッべ数（−３．４５相当） νM ： 屈折光学系部分Ｍの（薄肉単レンズの）アッべ
数 ｈD ： 回折面Ｄへ入射する近軸軸上光線の高さ ｈM ： 屈折光学系部分Ｍへ入射する近軸軸上光線の高
さ
力 φM ： 屈折光学系部分Ｍの屈折力 νD ： 回折面Ｄの換算アッべ数（−３．４５相当） νM ： 屈折光学系部分Ｍの（薄肉単レンズの）アッべ
数 ｈD ： 回折面Ｄへ入射する近軸軸上光線の高さ ｈM ： 屈折光学系部分Ｍへ入射する近軸軸上光線の高
さ
【００２２】
【外１】 である。
【００２３】実際は、屈折光学系部分Ｍは複数のレンズ
面（ｉ= １…ｎ面）で構成されているので、（４）式及
び（５）式の第２項目はそれぞれ、各面毎の収差係数の
和となり、詳しくは次の様に表せられる。
面（ｉ= １…ｎ面）で構成されているので、（４）式及
び（５）式の第２項目はそれぞれ、各面毎の収差係数の
和となり、詳しくは次の様に表せられる。
【００２４】
【数２】 まず、（６）式及び（７）式の屈折光学系部分Ｍに関す
る第２項目は、屈折光学系部分Ｍが全体として本質的に
正の屈折力を有していることから、（６）式及び（７）
式の第２項目の値の符号は、多くの場合、前記単レンズ
モデルのときの符号と同一となり、前述の単レンズモデ
ルでの（４）式及び（５）式で議論しても特に差し支え
なく、以下（４）式及び（５）式を用いて説明する。
る第２項目は、屈折光学系部分Ｍが全体として本質的に
正の屈折力を有していることから、（６）式及び（７）
式の第２項目の値の符号は、多くの場合、前記単レンズ
モデルのときの符号と同一となり、前述の単レンズモデ
ルでの（４）式及び（５）式で議論しても特に差し支え
なく、以下（４）式及び（５）式を用いて説明する。
【００２５】（４）式で、第２項の屈折光学系部分Ｍの
軸上色の収差係数は、 φM ＞０，νM ＞０ より ｈM 2φM ／νM ＞０ となる。
軸上色の収差係数は、 φM ＞０，νM ＞０ より ｈM 2φM ／νM ＞０ となる。
【００２６】従って、全系の軸上色の収差係数を小さく
する為には、第１項の回折面Ｄの軸上色の収差係数が負
の値でなければならない。すなわち、 ｈD 2φD ／νD ＜０ である。
する為には、第１項の回折面Ｄの軸上色の収差係数が負
の値でなければならない。すなわち、 ｈD 2φD ／νD ＜０ である。
【００２７】ここで、 νD ＜０ であるので、回折面Ｄの屈折力は、 φD ＞０ でなければならない。
【００２８】このとき（５）式で、第１項の回折面Ｄの
倍率色の収差係数は、
倍率色の収差係数は、
【００２９】
【数３】 より
【００３０】
【数４】 となる。
【００３１】また、（５）式で、第２項の屈折光学系部
分Ｍの倍率色の収差係数は、
分Ｍの倍率色の収差係数は、
【００３２】
【数５】 より
【００３３】
【数６】 となり、屈折光学系部分Ｍの倍率色の収差係数を回折面
Ｄの倍率色の収差係数でキャンセルして全系の倍率色の
収差係数を小さくすることができる。
Ｄの倍率色の収差係数でキャンセルして全系の倍率色の
収差係数を小さくすることができる。
【００３４】結局、回折面Ｄの屈折力として正の値を与
えれば、屈折光学系部分Ｍの軸上色及び倍率色の各収差
係数を同時にキャンセルして、全系の色収差を良好にす
ることが可能となる。
えれば、屈折光学系部分Ｍの軸上色及び倍率色の各収差
係数を同時にキャンセルして、全系の色収差を良好にす
ることが可能となる。
【００３５】つまり、近軸軸上光線と瞳近軸光線の入射
高がともに正の値であって、かつ、その値の絶対値が大
であるが故に、色収差への寄与が大きい正の屈折力の第
１レンズ群に、正の屈折力を有する回折面を少なくとも
１面設けることが、少なくとも基準状態での色収差を良
好に補正するための必要条件となる。
高がともに正の値であって、かつ、その値の絶対値が大
であるが故に、色収差への寄与が大きい正の屈折力の第
１レンズ群に、正の屈折力を有する回折面を少なくとも
１面設けることが、少なくとも基準状態での色収差を良
好に補正するための必要条件となる。
【００３６】前述の色収差係数による色消しの議論は、
２波長についての色消しの議論であり、必ずしも全可視
域に渡って色消しされているとは限らない。以下にフォ
ーカシングによる色収差の変動も含め、可視域全体で色
収差が更に良好に補正されるための構成について述べ
る。
２波長についての色消しの議論であり、必ずしも全可視
域に渡って色消しされているとは限らない。以下にフォ
ーカシングによる色収差の変動も含め、可視域全体で色
収差が更に良好に補正されるための構成について述べ
る。
【００３７】まず、屈折光学系部分Ｍの軸上色収差を異
常部分分散ガラス等を用いずに屈折光学系部分Ｍ単独で
補正しようとした場合を考える。この場合、スペクトル
曲線は通常図２（Ａ）の様な下に凸の曲がりを持ち、設
計波長と他の１波長の２波長で色消しされた、いわゆる
アクロマート型のスペクトル曲線となる。
常部分分散ガラス等を用いずに屈折光学系部分Ｍ単独で
補正しようとした場合を考える。この場合、スペクトル
曲線は通常図２（Ａ）の様な下に凸の曲がりを持ち、設
計波長と他の１波長の２波長で色消しされた、いわゆる
アクロマート型のスペクトル曲線となる。
【００３８】次に、回折面Ｄで与えることのできるスペ
クトル曲線について考える。
クトル曲線について考える。
【００３９】回折面Ｄの位相形状ψD は、次の様な多項
式で与えることができる。
式で与えることができる。
【００４０】 ψD （ｈ，ｍ）＝（２π／ｍλ0 ）（Ｃ1 ｈ2 ＋Ｃ2 ｈ4 ＋Ｃ3 ｈ6 …） …（８） ここに、 ｈ ： 光軸に対して垂直方向の高さ ｍ ： 回折光の回折次数 λ0 ： 設計波長 Ｃｉ ： 位相係数（ｉ＝１，２，３…） である。
【００４１】このとき、任意の波長λ、任意の回折次数
ｍに対する回折面Ｄの屈折力φD は、位相係数Ｃ1 を用
いて次のように表すことができる。
ｍに対する回折面Ｄの屈折力φD は、位相係数Ｃ1 を用
いて次のように表すことができる。
【００４２】 φD （λ，ｍ）＝−２Ｃ1 ｍλ／λ0 …（９） （９）式において、回折次数ｍを例えば１とし、位相係
数を負の値に選べば回折面Ｄの屈折力を正とすることが
できる。このとき（９）式から明らかな様に、λ＞λ0
の波長域においては、波長が長くなるほど波長の変化に
対して直線的に正の屈折力が強まり、逆に、λ＜λ0 の
波長域においては、波長が短くなるほど波長の変化に対
して直線的に正の屈折力が弱まることになる。
数を負の値に選べば回折面Ｄの屈折力を正とすることが
できる。このとき（９）式から明らかな様に、λ＞λ0
の波長域においては、波長が長くなるほど波長の変化に
対して直線的に正の屈折力が強まり、逆に、λ＜λ0 の
波長域においては、波長が短くなるほど波長の変化に対
して直線的に正の屈折力が弱まることになる。
【００４３】つまり、屈折光学系部分Ｍが軸上色収差に
関して無収差であれば、設計波長λ0 の結像位置を光学
系全体の結像位置とすると、設計波長λ0 よりも長波長
側の近軸光線は、光学系全体の結像位置よりも手前に結
像し、設計波長λ0 よりも短波長側の近軸光線は、光学
系全体の結像位置よりも後側に結像し、しかも波長の変
化に対して直線的に結像位置がずれていくことになる。
（図２（Ｂ））従って、屈折光学系部分Ｍの残存色収差
を回折面Ｄでキャンセルし、可視域全域で色消しする為
には、回折面Ｄ単体では上に凸の曲がりを持った補正を
与えることはできないので、結局、屈折光学系部分Ｍで
回折面Ｄの直線的な補正に合わせ、それとは逆の傾きを
持った直線的な軸上色収差を予め発生させておく必要が
ある。
関して無収差であれば、設計波長λ0 の結像位置を光学
系全体の結像位置とすると、設計波長λ0 よりも長波長
側の近軸光線は、光学系全体の結像位置よりも手前に結
像し、設計波長λ0 よりも短波長側の近軸光線は、光学
系全体の結像位置よりも後側に結像し、しかも波長の変
化に対して直線的に結像位置がずれていくことになる。
（図２（Ｂ））従って、屈折光学系部分Ｍの残存色収差
を回折面Ｄでキャンセルし、可視域全域で色消しする為
には、回折面Ｄ単体では上に凸の曲がりを持った補正を
与えることはできないので、結局、屈折光学系部分Ｍで
回折面Ｄの直線的な補正に合わせ、それとは逆の傾きを
持った直線的な軸上色収差を予め発生させておく必要が
ある。
【００４４】そのためには、屈折光学系部分Ｍの第１レ
ンズ群に、物体側より順に、少なくとも１枚の正レンズ
と１枚の負レンズから成る全体として正の屈折力を有す
る第１ａレンズを設けるとともに、前述の条件式（２）
及び（３）を満足することが必要となる。
ンズ群に、物体側より順に、少なくとも１枚の正レンズ
と１枚の負レンズから成る全体として正の屈折力を有す
る第１ａレンズを設けるとともに、前述の条件式（２）
及び（３）を満足することが必要となる。
【００４５】この様に構成することにより、屈折光学系
部分Ｍのスペクトル曲線を、設計波長を中心に、設計波
長よりも短波長側をより補正不足とし、設計波長よりも
長波長側をより補正過剰としながらスペクトル曲線の極
点の位置をより短波長側へ移動させることができる。そ
の結果、屈折光学系部分のスペクトル曲線は可視域全域
でほぼ直線的な形状（図２（Ｃ））となり、それにあわ
せて回折面の屈折力を前述の条件式（１）を満足するよ
うに設定すれば、可視域全域での色消しが、フォーカシ
ングによる変動も含め達成される。
部分Ｍのスペクトル曲線を、設計波長を中心に、設計波
長よりも短波長側をより補正不足とし、設計波長よりも
長波長側をより補正過剰としながらスペクトル曲線の極
点の位置をより短波長側へ移動させることができる。そ
の結果、屈折光学系部分のスペクトル曲線は可視域全域
でほぼ直線的な形状（図２（Ｃ））となり、それにあわ
せて回折面の屈折力を前述の条件式（１）を満足するよ
うに設定すれば、可視域全域での色消しが、フォーカシ
ングによる変動も含め達成される。
【００４６】以下、条件式（１）及び（２）、（３）に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００４７】条件式（１）は、回折面Ｄと第１ａレンズ
群の屈折力の比に関し、条件式（１）の上限値を超えて
回折面Ｄの屈折力が強くなると、回折面Ｄの軸上スペク
トル直線の傾きの絶対値が大きくなり、それに合わせて
屈折系部分のスペクトル曲線も直線形状を維持しながら
大きく傾けなければならず、球面収差、色の球面収差等
の諸収差が悪化し、回折面の非球面効果（前記（８）式
の高次の位相項に対応）では補正しきれない。また、
（５）式及び（６）式の第１項からも分るように、回折
面Ｄの屈折力の増加に伴い、回折面Ｄの色収差係数の絶
対値も増加し、その結果、物体移動に対する回折面Ｄの
色収差係数も大きく変化することになり、後続の第１レ
ンズ群及び第２レンズ群で色収差の変動を補正しきれな
くなってくる。そして、回折格子のピッチが細かくなり
製造しずらくなるので良くない。逆に、条件式（１）の
下限値を超えて回折面Ｄの屈折力が弱くなると、回折面
Ｄの軸上スペクトル直線の傾きの絶対値が小さくなり、
屈折系部分Ｍのスペクトル曲線を直線形状を維持しなが
ら傾きを小さくすることができず、設計波長よりも短波
長側で下に凸の大きな曲がりが生じ、回折面Ａで軸上色
収差がキャンセルできなくなるので良くない。
群の屈折力の比に関し、条件式（１）の上限値を超えて
回折面Ｄの屈折力が強くなると、回折面Ｄの軸上スペク
トル直線の傾きの絶対値が大きくなり、それに合わせて
屈折系部分のスペクトル曲線も直線形状を維持しながら
大きく傾けなければならず、球面収差、色の球面収差等
の諸収差が悪化し、回折面の非球面効果（前記（８）式
の高次の位相項に対応）では補正しきれない。また、
（５）式及び（６）式の第１項からも分るように、回折
面Ｄの屈折力の増加に伴い、回折面Ｄの色収差係数の絶
対値も増加し、その結果、物体移動に対する回折面Ｄの
色収差係数も大きく変化することになり、後続の第１レ
ンズ群及び第２レンズ群で色収差の変動を補正しきれな
くなってくる。そして、回折格子のピッチが細かくなり
製造しずらくなるので良くない。逆に、条件式（１）の
下限値を超えて回折面Ｄの屈折力が弱くなると、回折面
Ｄの軸上スペクトル直線の傾きの絶対値が小さくなり、
屈折系部分Ｍのスペクトル曲線を直線形状を維持しなが
ら傾きを小さくすることができず、設計波長よりも短波
長側で下に凸の大きな曲がりが生じ、回折面Ａで軸上色
収差がキャンセルできなくなるので良くない。
【００４８】条件式（２）及び（３）は、屈折光学系部
分Ｍの色収差以外の諸収差を良好に保ちながら、特に軸
上色収差のスペクトル曲線に適切な傾きを与え、曲がり
を少なくしてほぼ直線形状を維持するためのものであ
り、条件式（２）の上限値あるいは条件式（３）の下限
値を超えると、設計波長よりも短波長側のスペクトル曲
線の曲がりが増え、回折面Ｄで色収差を補正しきれなく
なってくる。逆に、条件式（２）の下限値あるいは条件
式（３）の上限値を超えると、スペクトル曲線の直線性
は向上するものの、屈折光学系部分を構成する各レンズ
のレンズ面の屈折力分担が崩れ、色収差以外の諸収差を
バランス良く補正できなくなるので良くない。また、こ
のとき、回折面Ｄの屈折力を強めなければならず、回折
面Ｄの色収差係数の絶対値も増加し、その結果、物体移
動に対する回折面Ｄの色収差係数も大きく変化すること
になり、後続の第２レンズ群で色収差の変動を補正しき
れなくなってくる。
分Ｍの色収差以外の諸収差を良好に保ちながら、特に軸
上色収差のスペクトル曲線に適切な傾きを与え、曲がり
を少なくしてほぼ直線形状を維持するためのものであ
り、条件式（２）の上限値あるいは条件式（３）の下限
値を超えると、設計波長よりも短波長側のスペクトル曲
線の曲がりが増え、回折面Ｄで色収差を補正しきれなく
なってくる。逆に、条件式（２）の下限値あるいは条件
式（３）の上限値を超えると、スペクトル曲線の直線性
は向上するものの、屈折光学系部分を構成する各レンズ
のレンズ面の屈折力分担が崩れ、色収差以外の諸収差を
バランス良く補正できなくなるので良くない。また、こ
のとき、回折面Ｄの屈折力を強めなければならず、回折
面Ｄの色収差係数の絶対値も増加し、その結果、物体移
動に対する回折面Ｄの色収差係数も大きく変化すること
になり、後続の第２レンズ群で色収差の変動を補正しき
れなくなってくる。
【００４９】更に望ましくは、条件式（１）及び
（２）、（３）の数値範囲を次の様にするのが良い。
（２）、（３）の数値範囲を次の様にするのが良い。
【００５０】 ０．００９ ＜ φD ／φ1a ＜ ０．０２１ …（１０） ５６ ＜ ν1aｐ ＜ ７１ …（１１） ３０ ＜ ν1aｎ ＜ ５０ …（１２） これにより、色収差を始めた諸収差を、フォーカシング
による変動も含め更に良好にすることができる。
による変動も含め更に良好にすることができる。
【００５１】尚、本発明において、更にフォーカスの際
の収差変動を少なくし、画面全体にわたり高い光学性能
を得るには次の諸条件のうちの少なくとも１つを満足さ
せるのが良い。
の収差変動を少なくし、画面全体にわたり高い光学性能
を得るには次の諸条件のうちの少なくとも１つを満足さ
せるのが良い。
【００５２】(ア-1) 前記光学系全体の屈折力をφとした
とき、 ０．５ ＜ φ1a ／φ ＜ ５・・・（１３） の条件式を満足することである。
とき、 ０．５ ＜ φ1a ／φ ＜ ５・・・（１３） の条件式を満足することである。
【００５３】条件式（１３）は、条件式（１）及び
（２）、（３）を満足した上で色収差を始めた諸収差
を、フォーカシングによる変動も含め更に良好にするた
めのものである。
（２）、（３）を満足した上で色収差を始めた諸収差
を、フォーカシングによる変動も含め更に良好にするた
めのものである。
【００５４】条件式（１３）の上限値を超えても、下限
値を超えても、色収差を始めた諸収差を、フォーカシン
グによる変動も含め更に良好にすることが困難となって
くる。
値を超えても、色収差を始めた諸収差を、フォーカシン
グによる変動も含め更に良好にすることが困難となって
くる。
【００５５】更に望ましくは、条件式（１３）の数値範
囲を次の様にするのが良い。
囲を次の様にするのが良い。
【００５６】 ０．９５ ＜ φ1a ／φ ＜ １．９ …（１３）′ (ア-2) 前記第２レンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負
レンズを有し、 φ2 ：第２レンズ群の屈折力 ν2 ｐ：第２レンズ群中の正レンズの材質のアッベ数の
平均値 ν2 ｎ：第２レンズ群中の負レンズの材質のアッベ数の
平均値としたとき、 −５ ＜ φ2 ／φ ＜ −１・・・（１４） ２０ ＜ ν2 ｐ ＜ ３０・・・（１５） ３０ ＜ ν2 ｎ ＜ ５０・・・（１６） の条件式を満足することである。
レンズを有し、 φ2 ：第２レンズ群の屈折力 ν2 ｐ：第２レンズ群中の正レンズの材質のアッベ数の
平均値 ν2 ｎ：第２レンズ群中の負レンズの材質のアッベ数の
平均値としたとき、 −５ ＜ φ2 ／φ ＜ −１・・・（１４） ２０ ＜ ν2 ｐ ＜ ３０・・・（１５） ３０ ＜ ν2 ｎ ＜ ５０・・・（１６） の条件式を満足することである。
【００５７】条件式（１４）、（１５）、（１６）は、
条件式（１）、（２）、（３）あるいは条件式（１３）
満足した上で色収差を始めた諸収差を、フォーカシング
による変動も含め更に良好にし、かつ、オートフォーカ
ス機能を有したカメラに適した軽量でフォーカスの際の
レンズ群の繰出し量の少ない光学系とするためのもので
ある。
条件式（１）、（２）、（３）あるいは条件式（１３）
満足した上で色収差を始めた諸収差を、フォーカシング
による変動も含め更に良好にし、かつ、オートフォーカ
ス機能を有したカメラに適した軽量でフォーカスの際の
レンズ群の繰出し量の少ない光学系とするためのもので
ある。
【００５８】条件式（１４）は、第２レンズ群と光学系
全体の屈折力の比に関し、条件式（１４）の上限値を超
えて第２レンズ群の屈折力が強まると、その結果、第１
レンズ群の屈折力も強まり、第２レンズ群のレンズ外径
及びフォーカスの際の繰出し量は減少するものの、基準
状態での収差とフォーカシングによる収差変動がともに
悪化してくるので良くない。逆に、条件式（１４）の下
限値を超えて、第２レンズ群の屈折力が弱まると、収差
補正上は有利となるものの、レンズ外径及び繰出し量が
増加してくるので良くない。
全体の屈折力の比に関し、条件式（１４）の上限値を超
えて第２レンズ群の屈折力が強まると、その結果、第１
レンズ群の屈折力も強まり、第２レンズ群のレンズ外径
及びフォーカスの際の繰出し量は減少するものの、基準
状態での収差とフォーカシングによる収差変動がともに
悪化してくるので良くない。逆に、条件式（１４）の下
限値を超えて、第２レンズ群の屈折力が弱まると、収差
補正上は有利となるものの、レンズ外径及び繰出し量が
増加してくるので良くない。
【００５９】条件式（１５）及び（１６）は、色収差の
変動を良好に補正するためのものであり、上限値を超え
ても、下限値を超えても、色収差の変動が大きくなるの
で、条件式の数値範囲内とするのが良い。
変動を良好に補正するためのものであり、上限値を超え
ても、下限値を超えても、色収差の変動が大きくなるの
で、条件式の数値範囲内とするのが良い。
【００６０】そして、更に望ましくは、条件式（１
４）、（１５）、（１６）の数値範囲を次の様にするの
が良い。
４）、（１５）、（１６）の数値範囲を次の様にするの
が良い。
【００６１】 −２．８ ＜ φ2 ／φ ＜ −１．７ …（１４）´ ２２ ＜ ν2 ｐ ＜ ２５ …（１５）´ ３３ ＜ ν2 ｎ ＜ ４７ …（１６）´ (ア-3) 前記第１ａレンズ群は、物体側より順に正レン
ズ、正レンズ、負レンズの３枚より成ることである。
ズ、正レンズ、負レンズの３枚より成ることである。
【００６２】本発明においては、条件式（１）、
（２）、（３）あるいは、条件式（１３）あるいは、条
件式（１４）、（１５）、（１６）を満足した上で、第
１ａレンズ群を、物体側より順に正レンズ、正レンズ、
負レンズの３枚より構成するのが良く、これにより、球
面収差、コマ収差、非点収差をフォーカシングによる変
動を含め更に良好に補正することができる。
（２）、（３）あるいは、条件式（１３）あるいは、条
件式（１４）、（１５）、（１６）を満足した上で、第
１ａレンズ群を、物体側より順に正レンズ、正レンズ、
負レンズの３枚より構成するのが良く、これにより、球
面収差、コマ収差、非点収差をフォーカシングによる変
動を含め更に良好に補正することができる。
【００６３】(ア-4) 前記第１レンズ群は、前記第１ａレ
ンズ群の像面側に、像面側へ凹面を向けたメニスカス状
の負レンズを有していることである。
ンズ群の像面側に、像面側へ凹面を向けたメニスカス状
の負レンズを有していることである。
【００６４】本発明においては、構成(ア-3) に加えて、
第１ａレンズ群の像面側に、像面側へ凹面を向けたメニ
スカス負レンズを配置することにより、主に球面収差の
フォーカシングによる変動を更に良好に補正することが
できるので望ましい。
第１ａレンズ群の像面側に、像面側へ凹面を向けたメニ
スカス負レンズを配置することにより、主に球面収差の
フォーカシングによる変動を更に良好に補正することが
できるので望ましい。
【００６５】以下、本発明の数値実施例を示す。但し、
各実施例において、ｒｉは物体側から数えて第ｉ番目の
面の曲率半径、ｄｉは物体側から数えて第ｉ番目の基準
状態の軸上面間隔を示し、ｎｉ、νｉは物体側から数え
て第ｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率、アッベ数を
示す。ｆは焦点距離、ＦＮｏはＦナンバー、２ωは画角
を示す。
各実施例において、ｒｉは物体側から数えて第ｉ番目の
面の曲率半径、ｄｉは物体側から数えて第ｉ番目の基準
状態の軸上面間隔を示し、ｎｉ、νｉは物体側から数え
て第ｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率、アッベ数を
示す。ｆは焦点距離、ＦＮｏはＦナンバー、２ωは画角
を示す。
【００６６】なお、各実施例の回折面の位相形状ψは、
次式によって表される。
次式によって表される。
【００６７】ψ（ｈ，ｍ）＝（２π／ｍλ0 ）（Ｃ1 ｈ
2 ＋Ｃ2 ｈ4 ＋Ｃ3 ｈ6 …） ここに、 ｈ ： 光軸に対して垂直方向の高さ ｍ ： 回折光の回折次数 λ0 ： 設計波長 Ｃｉ ： 位相係数（ｉ＝１，２，３…） である。
2 ＋Ｃ2 ｈ4 ＋Ｃ3 ｈ6 …） ここに、 ｈ ： 光軸に対して垂直方向の高さ ｍ ： 回折光の回折次数 λ0 ： 設計波長 Ｃｉ ： 位相係数（ｉ＝１，２，３…） である。
【００６８】各実施例において、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（５８７．５６ｎ
ｍ）である。
１であり、設計波長λ0 はｄ線の波長（５８７．５６ｎ
ｍ）である。
【００６９】
【外１】
【００７０】
【外２】
【００７１】
【外３】
【００７２】
【外４】
【００７３】
【外５】
【００７４】
【表１】 なお、本発明の実施例では、正の屈折力の回折面が１面
であるが、更に回折面を追加しても良く、これにより、
更に良好な光学性能が得られる。追加する回折面は、正
の屈折力であっても負の屈折力であってもよく、特に負
の屈折力の回折面を追加する場合は、光学系の像面寄り
で瞳近軸光線の入射高が比較的高く、かつ、近軸軸上光
線の入射高が比較的低くなる位置に配置するのが良い。
これにより、倍率色収差を更に良好に補正することがで
きる。また、各回折面は平行平板ガラス（回折面を施し
ていない平行平板ガラスはフィルター）をベースとして
片面に施しているが、球面レンズ或いは非球面レンズを
ベースとしてもよく、両面に施してもよい。更に、接合
レンズの接合面に施しても良く、ベースの材質は光を透
過するものであれば、特にガラスでなくても良い。
であるが、更に回折面を追加しても良く、これにより、
更に良好な光学性能が得られる。追加する回折面は、正
の屈折力であっても負の屈折力であってもよく、特に負
の屈折力の回折面を追加する場合は、光学系の像面寄り
で瞳近軸光線の入射高が比較的高く、かつ、近軸軸上光
線の入射高が比較的低くなる位置に配置するのが良い。
これにより、倍率色収差を更に良好に補正することがで
きる。また、各回折面は平行平板ガラス（回折面を施し
ていない平行平板ガラスはフィルター）をベースとして
片面に施しているが、球面レンズ或いは非球面レンズを
ベースとしてもよく、両面に施してもよい。更に、接合
レンズの接合面に施しても良く、ベースの材質は光を透
過するものであれば、特にガラスでなくても良い。
【００７５】前述の実施例における回折光学素子部の回
折格子形状１０１は図２１に示すキノフォーム形状をし
ていた。図２２は図２１に示す回折光学素子の１次回折
効率の波長依存特性を示している。実際の回折格子の構
成は、前述した基材１０２の表面に紫外線硬化樹脂を塗
布し、樹脂部に波長５３０ｎｍで１次回折効率が１００
％となるような格子厚ｄの格子１０３を形成している。
図２２で明らかなように設計次数での回折効率は最適化
した波長５３０ｎｍから離れるに従って低下し、一方設
計次数近傍の次数０次、２次回折光が増大している。こ
の設計次数以外の回折光の増加は、フレアとなり、光学
系の解像度の低下につながる。図２３に図２１の格子形
状で前述の実施例を作成した場合の空間周波数に対する
ＭＴＦ特性を示す。この図で、低周波数領域のＭＴＦが
所望の値より低下していることがわかる。そこで他の実
施例として図２４に示す積層型の回折格子を本発明の実
施例における回折光学素子部の格子形状とする。図２５
はこの構成の回折光学素子の１次回折効率の波長依存特
性である。具体的な構成としては、基材上に紫外線硬化
樹脂（ｎｄ=1.499、νｄ=54 ) からなる第１の回折格子
１０４を形成し、その上に別の紫外線硬化樹脂（ｎｄ=
1.598、νｄ=28)からなる第２の回折格子１０５を形成
している。この材質の 組み合わせでは、第１の回折格
子部の格子厚ｄ１はｄ１=13.8 μｍ、第２の回折格子部
の格子厚ｄ２はｄ=10.5 μｍとしている。図２５からわ
かるように積層構造の回折格子にすることで、設計次数
の回折効率は、使用波長域全域で９５％以上の高い回折
効率を有している。図２６にこの場合の空間周波数に対
するＭＴＦ特性を示す。積層構造の回折格子を用いるこ
とで、低周波数のＭＴＦは改善され、所望のＭＴＦ特性
が得られている。このように、本発明の実施例の回折光
学素子として積層構造の回折格子を用いることで、光学
性能はさらに改善される。
折格子形状１０１は図２１に示すキノフォーム形状をし
ていた。図２２は図２１に示す回折光学素子の１次回折
効率の波長依存特性を示している。実際の回折格子の構
成は、前述した基材１０２の表面に紫外線硬化樹脂を塗
布し、樹脂部に波長５３０ｎｍで１次回折効率が１００
％となるような格子厚ｄの格子１０３を形成している。
図２２で明らかなように設計次数での回折効率は最適化
した波長５３０ｎｍから離れるに従って低下し、一方設
計次数近傍の次数０次、２次回折光が増大している。こ
の設計次数以外の回折光の増加は、フレアとなり、光学
系の解像度の低下につながる。図２３に図２１の格子形
状で前述の実施例を作成した場合の空間周波数に対する
ＭＴＦ特性を示す。この図で、低周波数領域のＭＴＦが
所望の値より低下していることがわかる。そこで他の実
施例として図２４に示す積層型の回折格子を本発明の実
施例における回折光学素子部の格子形状とする。図２５
はこの構成の回折光学素子の１次回折効率の波長依存特
性である。具体的な構成としては、基材上に紫外線硬化
樹脂（ｎｄ=1.499、νｄ=54 ) からなる第１の回折格子
１０４を形成し、その上に別の紫外線硬化樹脂（ｎｄ=
1.598、νｄ=28)からなる第２の回折格子１０５を形成
している。この材質の 組み合わせでは、第１の回折格
子部の格子厚ｄ１はｄ１=13.8 μｍ、第２の回折格子部
の格子厚ｄ２はｄ=10.5 μｍとしている。図２５からわ
かるように積層構造の回折格子にすることで、設計次数
の回折効率は、使用波長域全域で９５％以上の高い回折
効率を有している。図２６にこの場合の空間周波数に対
するＭＴＦ特性を示す。積層構造の回折格子を用いるこ
とで、低周波数のＭＴＦは改善され、所望のＭＴＦ特性
が得られている。このように、本発明の実施例の回折光
学素子として積層構造の回折格子を用いることで、光学
性能はさらに改善される。
【００７６】なお前述の積層構造の回折光学素子とし
て、材質を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他
のプラスチック材なども使用できるし、基材によって
は、第１の回折格子部１０４を直接基材に形成してもよ
い。また各格子厚が異なる必要はなく、材料の組み合わ
せによっては図２７に示すように２つの格子厚を等しく
できる。この場合は、回折光学素子表面に格子形状が形
成されないので、防塵性に優れ、回折光学素子の組み立
て作業性が向上し、より安価な光学系を提供できる。
て、材質を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他
のプラスチック材なども使用できるし、基材によって
は、第１の回折格子部１０４を直接基材に形成してもよ
い。また各格子厚が異なる必要はなく、材料の組み合わ
せによっては図２７に示すように２つの格子厚を等しく
できる。この場合は、回折光学素子表面に格子形状が形
成されないので、防塵性に優れ、回折光学素子の組み立
て作業性が向上し、より安価な光学系を提供できる。
【００７７】
【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することにより、大口径比で望遠型でありながら、色
収差を始めとする諸収差、特にフォーカシングによる収
差変動を良好に補正した回折光学素子を有した光学系を
達成することができる。
定することにより、大口径比で望遠型でありながら、色
収差を始めとする諸収差、特にフォーカシングによる収
差変動を良好に補正した回折光学素子を有した光学系を
達成することができる。
【図１】本発明の光学系の光学作用を説明する為の近軸
配置の概略図
配置の概略図
【図２】本発明における色収差補正の説明図
【図３】本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図４】本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図５】本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図６】本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図７】本発明の数値実施例５のレンズ断面図
【図８】本発明の数値実施例６のレンズ断面図
【図９】本発明の数値実施例７のレンズ断面図
【図１０】本発明の数値実施例８のレンズ断面図
【図１１】本発明の数値実施例９のレンズ断面図
【図１２】本発明の数値実施例１縦収差図（無限遠合焦
状態と物体距離４ｍ合焦状態）
状態と物体距離４ｍ合焦状態）
【図１３】本発明の数値実施例２縦収差図（無限遠合焦
状態と物体距離６ｍ合焦状態）
状態と物体距離６ｍ合焦状態）
【図１４】本発明の数値実施例３縦収差図（無限遠合焦
状態と物体距離３ｍ合焦状態）
状態と物体距離３ｍ合焦状態）
【図１５】本発明の数値実施例４縦収差図（無限遠合焦
状態と物体距離４ｍ合焦状態）
状態と物体距離４ｍ合焦状態）
【図１６】本発明の数値実施例５縦収差図（無限遠合焦
状態と物体距離６ｍ合焦状態）
状態と物体距離６ｍ合焦状態）
【図１７】本発明の数値実施例６縦収差図（無限遠合焦
状態と物体距離３ｍ合焦状態）
状態と物体距離３ｍ合焦状態）
【図１８】本発明の数値実施例７縦収差図（無限遠合焦
状態と物体距離４ｍ合焦状態）
状態と物体距離４ｍ合焦状態）
【図１９】本発明の数値実施例８縦収差図（無限遠合焦
状態と物体距離６ｍ合焦状態）
状態と物体距離６ｍ合焦状態）
【図２０】本発明の数値実施例９縦収差図（無限遠合焦
状態と物体距離３ｍ合焦状態）
状態と物体距離３ｍ合焦状態）
【図２１】本発明に係る回折光学素子の説明図
【図２２】本発明に係る回折光学素子の波長依存特性の
説明図
説明図
【図２３】本発明に係る回折光学素子のＭＴＦ特性図
【図２４】本発明に係る回折光学素子の説明図
【図２５】本発明に係る回折光学素子の波長依存特性の
説明図
説明図
【図２６】本発明に係る回折光学素子のＭＴＦ特性図
【図２７】本発明に係る回折光学素子の説明図
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群 Ｄ・Ｏ 回折光学素子 Ｌ１ａ 第１ａレンズ群 ＳＰ 絞り ΔＭ メリディオナル像面 ΔＳ サジタル像面 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 ｃ ｃ線 Ｆ Ｆ線 １０１ 回折光学素子 １０２ 基盤 １０３，１０４，１０５ 層
Claims (5)
- 【請求項１】 物体側より順に、正の屈折力を有する第
１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群を有
し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際
し、前記第２レンズ群を光軸上像側へ移動させて行い、
前記第１レンズ群は、正の屈折力の光軸に対して回転対
称形状の回折格子からなる回折光学素子と、正の屈折力
を有する第１ａレンズ群とを有し、前記第１ａレンズ群
は少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズから成
り、 φD ：第１レンズ群中の、正の屈折力の回折光学素子
の屈折力 φ1a ：第１ａレンズ群の屈折力 ν1aｐ：第１ａレンズ群中の正レンズの材質のアッベ数
の平均値 ν1aｎ：第１ａレンズ群中の負レンズの材質のアッベ数
としたとき、 ０．００５ ＜ φD ／φ1a ＜ ０．０５ ５０ ＜ ν1aｐ ＜ ７５ ２５ ＜ ν1aｎ ＜ ６０ の条件式を満足することを特徴とする回折光学素子を有
した光学系。 - 【請求項２】 前記光学系全体の屈折力をφとしたと
き、 ０．５ ＜ φ1a ／φ ＜ ５ の条件式を満足することを特徴とする請求項１の回折光
学素子を有した光学系。 - 【請求項３】 前記第２レンズ群は、１枚の正レンズと
１枚の負レンズを有し、 φ2 ：第２レンズ群の屈折力 ν2 ｐ：第２レンズ群中の正レンズの材質のアッベ数の
平均値 ν2 ｎ：第２レンズ群中の負レンズの材質のアッベ数の
平均値としたとき、 −５ ＜ φ2 ／φ ＜ −１ ２０ ＜ ν2 ｐ ＜ ３０ ３０ ＜ ν2 ｎ ＜ ５０ の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２の
回折光学素子を有した光学系。 - 【請求項４】 前記第１ａレンズ群は、物体側より順に
正レンズ、正レンズ、負レンズの３枚より成ることを特
徴とする請求項１、２又は３の回折光学素子を有した光
学系。 - 【請求項５】 前記第１レンズ群は、前記第１ａレンズ
群の像面側に、像面側へ凹面を向けたメニスカス状の負
レンズを有していることを特徴とする請求項４の回折光
学素子を有した光学系。
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