JPWO2011148579A1 - 望遠鏡光学系及びこれを備える光学装置 - Google Patents

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Abstract

対物レンズ系と、接眼レンズ系とを有する望遠鏡光学系において、前記対物レンズ系は、複層型の回折光学素子（ＰＦｏ）と、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとを有する接合レンズ（Ｓｏ１）とを含み、接眼レンズ系は、複層型の回折光学素子（ＰＦｅ）と、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとを有する接合レンズ（Ｓｅ１）とを含み、対物レンズ系のパワーをＫoとし、対物レンズ系の回折光学素子（ＰＦｏ）のパワーをＫodoeとし、Ｐo＝Ｋodoe／Ｋoと定義し、接眼レンズ系のパワーをＫeとし、接眼レンズ系の回折光学素子（ＰＦｅ）のパワーをＫedoeとし、Ｐe＝Ｋedoe／Ｋeと定義し、対物レンズ系のＦナンバーをＦＮＯとし、望遠鏡光学系の実視界をθとし、望遠鏡光学系の倍率をｍとしたとき、 ２≦｜（Ｐo／ＦＮＯ）／｛Ｐe／（θ×ｍ）｝｜≦ １５ の条件を満足する。

Description

本発明は、双眼鏡や望遠鏡などに使用される望遠鏡光学系及びこの光学系を備える光学装置に関する。
通常の望遠鏡光学系は、物体側から順に並んだ対物レンズ系と接眼レンズ系とで構成されており、対物レンズ系で遠方の物体の像をその焦点面に作り、それを接眼レンズ系で拡大してみるものである。
対物レンズ系は、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズの貼り合わせからなる接合レンズを含むことが一般的であり、これらの接合レンズで正負の収差を発生させてそれを打ち消すことにより、軸上色収差を補正している。また、接眼レンズ系は、二枚以上のレンズで構成されることが一般的であり、これらのレンズ間隔を適切にして倍率色収差を補正している。もしくは、接眼レンズ系が、負の屈折力を持つレンズと正の屈折力を持つレンズの貼り合わせからなる接合レンズを含む場合は、それらのレンズで、又はそれらのレンズとその他とのレンズ間隔を適切にすることで、倍率色収差のバランスをとっている。
一方、最近、従来の光学レンズとは構成が大きく異なる回折光学素子が、種々の光学系に対して諸収差低減のためなどに用いられている。対物レンズ系においては、諸収差、特に軸上色収差の発生を抑えるために、回折光学素子を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また、接眼レンズ系においても、諸収差、特に倍率色収差の発生を抑えるために、回折光学素子を用いたものが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００４−１２６３９５号公報 国際公開ＷＯ２００９／０８１８３１号
しかしながら、上述のような対物レンズ系及び接眼レンズ系のそれぞれに回折光学素子を使用した従来の望遠鏡光学系では、全系における軸上色収差と、倍率色収差がバランス良く十分に補正されているとは言えなかった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、軸上色収差、倍率色収差をはじめとする諸収差が良好に補正された望遠鏡光学系及びこれを備える光学装置を提供することを目的とする。
本発明を例示する第一の態様によれば、対物レンズ系と、接眼レンズ系とを有する望遠鏡光学系において、前記対物レンズ系は、回折光学素子と、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとを有する少なくとも一組の接合レンズとを含み、前記接眼レンズ系は、回折光学素子と、負の屈折力を持つレンズと正の屈折力を持つレンズとを有する少なくとも一組の接合レンズとを含み、前記回折光学素子は、第１の回折光学面を有する第１の回折光学素子と、第２の回折光学面を有する第２の回折光学素子とを有し、前記第１の回折光学素子と前記第２の回折光学素子とは前記第１の回折光学面と前記第２の回折光学面とが互いに対向するように配置され、前記対物レンズ系のパワーをＫoとし、前記対物レンズ系の前記回折光学素子のパワーをＫodoeとし、Ｐo＝Ｋodoe／Ｋoと定義し、前記接眼レンズ系のパワーをＫeとし、前記接眼レンズ系の前記回折光学素子のパワーをＫedoeとし、Ｐe＝Ｋedoe／Ｋeと定義し、前記対物レンズ系のＦナンバーをＦＮＯとし、前記望遠鏡光学系の実視界をθとし、前記望遠鏡光学系の倍率をｍとしたとき、次式 ２ ≦ ｜（Ｐo／ＦＮＯ）／｛Ｐe／（θ×ｍ）｝｜ ≦ １５ の条件を満足する望遠鏡光学系が提供される。
なお、本明細書において、「第１の回折光学面と第２の回折光学面とが互いに対向するように配置されている」という表現は、「第１の回折光学面と第２の回折光学面とが互いに接するように配置されている」状態（いわゆる密着複層型）と、「第１の回折光学面と第２の回折光学面とが間隔を隔てて対向するように配置されている」状態（いわゆる分離複層型）とを含んだ、広い概念に対応している。
本発明を例示する第二の態様によれば、上記態様の望遠鏡光学系を備えることを特徴とする光学装置（例えば、双眼鏡）が提供される。
本発明によれば、軸上色収差、倍率色収差をはじめとする諸収差が良好に補正された望遠鏡光学系及びこれを備える光学装置を提供することができる。
本実施形態に係る回折光学素子を表す模式図である。 第１実施例における望遠鏡光学系のレンズ構成を示す図である。 第１実施例における望遠鏡光学系の諸収差図である。 第１実施例における接眼レンズ系の軸上色収差図である。 第２実施例における望遠鏡光学系のレンズ構成を示す図である。 第２実施例における望遠鏡光学系の諸収差図である。 第２実施例における接眼レンズ系の軸上色収差図である。 第３実施例における望遠鏡光学系のレンズ構成を示す図である。 第３実施例における望遠鏡光学系の諸収差図である。 第３実施例における接眼レンズ系の軸上色収差図である。 第４実施例における望遠鏡光学系のレンズ構成を示す図である。 第４実施例における望遠鏡光学系の諸収差図である。 第４実施例における接眼レンズ系の軸上色収差図である。 第５実施例における望遠鏡光学系のレンズ構成を示す図である。 第５実施例における望遠鏡光学系の諸収差図である。 第５実施例における接眼レンズ系の軸上色収差図である。 本実施形態に係る望遠鏡光学系を備えた双眼鏡の構成を示す図である。
以下、本実施形態について説明する。本実施形態に係る望遠鏡光学系は、対物レンズ系と、接眼レンズ系とを有する。そして、対物レンズ系は、少なくとも１つの回折光学素子と、少なくとも１組の正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズ（但し、これらレンズの並び順は不問）とを貼り合わせた接合レンズとを有する。また、接眼レンズ系は、少なくとも１つの回折光学素子と、少なくとも１組の負の屈折力を持つレンズと正の屈折力を持つレンズ（但し、これらレンズの並び順は不問）とを貼り合わせた接合レンズとを有する。なお、対物レンズ系と接眼レンズ系とに用いられる回折光学素子は、それぞれ単体で使用しても、後述するように接合レンズ内に組み込んで使用してもよい。
対物レンズ系及び接眼レンズ系に用いる回折光学素子は、図１に示すように、異なる光学材料からなる、第１の回折光学面を有する第１の回折光学素子ＰＦ１と、第２の回折光学面を有する第２の回折光学素子ＰＦ２とを有し、第１の回折光学素子ＰＦ１と第２の回折光学素子ＰＦ２とは、第１の回折光学面と第２の回折光学面とが互いに対向するように配置された、複層型の回折光学素子ＰＦである。本実施形態では、図１に示すように、回折光学面Ｃにて、第１の回折光学面Ｃ１と第２の回折光学面Ｃ２とが互いに密着接合するように配置された、いわゆる密着複層型の回折光学素子を使用している。
本実施形態の望遠鏡光学系は、対物レンズ系のパワーをＫoとし、対物レンズ系の回折光学素子のパワーをＫodoeとし、Ｐo＝Ｋodoe／Ｋoと定義し、接眼レンズ系のパワーをＫeとし、接眼レンズ系の回折光学素子のパワーをＫedoeとし、Ｐe＝Ｋedoe／Ｋeと定義し、対物レンズ系のＦナンバーをＦＮＯとし、望遠鏡光学系の実視界をθとし、望遠鏡光学系の倍率をｍとしたとき、以下の条件式（１）を満足する。
２ ≦ ｜（Ｐo／ＦＮＯ）／｛Ｐe／（θ×ｍ）｝｜ ≦ １５ …（１）
上記条件式（１）は、複層型の回折光学素子を組み込んだ対物レンズ系と接眼レンズ系とを用いて諸収差を良好に補正するための条件であり、特に軸上色収差と倍率色収差とをバランス良く補正するための条件である。この条件式（１）の上限値を上回るか又は下限値を下回ると、軸上色収差と倍率色収差をはじめとする諸収差を良好に補正することが困難になる。なお、条件式（１）の下限値を「３」にすれば、軸上色収差と倍率色収差をはじめとする諸収差を一層良好に補正することが可能である。同様に、条件式（１）の上限値を「１４」にすれば、軸上色収差と倍率色収差をはじめとする諸収差を一層良好に補正することが可能である。この上限値はさらに、「１０」にすれば諸収差をより確実に補正することが可能である。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、対物レンズ系のパワーをＫoとし、対物レンズ系の回折光学素子のパワーをＫodoeとし、Ｐo＝Ｋodoe／Ｋoと定義したとき、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
０．００７ ≦ ｜Ｐo｜ ≦ ０．０１８ …（２）
上記の条件式（２）は、対物レンズ系、接眼レンズ系の両方に回折光学素子を使用した望遠鏡光学系において、対物レンズ系の回折光学素子のパワーの、対物レンズ系のパワーに対する比の絶対値を規定するものである。この条件式（２）を満足することにより、軸上色収差、倍率色収差をはじめとした諸収差を良好に補正することができる。なお、条件式（２）の上限値を上回ると、ｄ線を基準としたときのＦ線、ｇ線の軸上色収差が色消し不足になる。また、条件式（２）の下限値を下回ると、ｄ線を基準としたときのＦ線、ｇ線の軸上色収差が色消し過剰になる。なお、条件式（２）の下限値を「０．０１」にすれば、ｄ線を基準としたときのＦ線、ｇ線の軸上色収差が色消し過剰になることをより確実に防止でき、諸色収差をより良好に補正することができる。同様に、条件式（２）の上限値を「０．０１７」にすれば、ｄ線を基準としたときのＦ線、ｇ線の軸上色収差が色消し不足になることをより確実に防止でき、諸色収差をより良好に補正することができる。この上限値はさらに、「０．０１５」にすれば軸上色収差が色消し不足になることをさらに確実に防止でき、諸収差をより確実に補正することが可能である。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、対物レンズ系を構成する接合レンズは、全体として正の屈折力を持つことが好ましい。この構成により、軸上色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、対物レンズ系を構成する接合レンズは、物体側から順に並んで、正の屈折力を持つレンズと、負の屈折力を持つレンズとが配置されていることが好ましい。この構成により、軸上色収差を良好に補正することができる。
なお、本実施形態に係る望遠鏡光学系においては、対物レンズ系を構成する接合レンズが、上記順序とは逆に、物体側から順に並んで、負の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズとが配置されても、上記と同様の効果が得られる。すなわち、軸上色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、回折光学素子が、対物レンズ系の前記接合レンズを構成する負の屈折力を持つレンズのアイポイント側の面に接合されていることが好ましい。この構成により、軸上色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、回折光学素子が、対物レンズ系の前記接合レンズを構成する正の屈折力を持つレンズと、負の屈折力を持つレンズとの間に配置され（但し、これらレンズの並び順は不問）、これらが全て接合されていることが好ましい。この構成により、軸上色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、対物レンズ系は、該レンズ系を構成する前記接合レンズの物体側に平行平面板を有し、回折光学素子が、この平行平面板の物体側の面もしくはアイポイント側の面に接合されていることが好ましい。この構成により、軸上色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、対物レンズ系は、該レンズ系を構成する前記接合レンズの物体側に２枚の平行平面板を有し、回折光学素子が、この２枚の平行平面板の間に配置され、これらが全て接合されていることが好ましい。この構成により、軸上色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、接眼レンズ系を構成する前記接合レンズは、全体として正の屈折力を持つことが好ましい。この構成により、倍率色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、接眼レンズ系を構成する前記接合レンズは、物体側から順に並んで、負の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズとが配置されることが好ましい。この構成により、倍率色収差を良好に補正し、より広視界にすることができる。
なお、本実施形態に係る望遠鏡光学系においては、接眼レンズ系を構成する接合レンズが、上記順序とは逆に、物体側から順に並んで、正の屈折力を持つレンズと、負の屈折力を持つレンズとが配置されても、上記と同様の効果が得られる。すなわち、倍率色収差を良好に補正し、より広視界にすることができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、回折光学素子が、接眼レンズ系の前記接合レンズを構成する負の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズとの間に配置され（但し、これらレンズの並び順は不問）、これらが全て接合されていることが好ましい。この構成により、倍率色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、回折光学素子が、接眼レンズ系の前記接合レンズを構成する負の屈折力を持つレンズの物体側の面に接合されていることが好ましい。この構成により、倍率色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、接眼レンズ系は、正の屈折力を持つ単レンズを少なくとも一つ有することが好ましい。この構成により、倍率色収差を良好に補正し、より広視界にすることができる。
そして、上記正の屈折力を持つ単レンズは、接眼レンズ系を構成する前記接合レンズのアイポイント側に配置されていることが好ましい。この構成により、倍率色収差を良好に補正し、より広視界にすることができる。
さらに、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、回折光学素子が、接眼レンズ系を構成する前記正の屈折力を持つ単レンズのアイポイント側の面に接合されていることが好ましい。この構成により、倍率色収差を良好に補正することができる。なお、本実施形態に係る望遠鏡光学系においては、回折光学素子が、上記順序とは逆に、接眼レンズ系を構成する前記正の屈折力を持つ単レンズの物体側の面に接合されても、上記と同様の効果が得られる。すなわち、この構成によっても、倍率色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、接眼レンズ系は、対物レンズ系の作る像位置よりも物体側に、負の屈折力を持つレンズを有することが好ましい。なお、前記負の屈折力を持つレンズとして、単レンズ、接合レンズ、及び、接眼レンズ系の接合レンズを構成する負の屈折力を持つレンズのうち少なくとも一つが該当する。この構成により、倍率色収差を良好に補正し、より広視界にすることができる。
ところで、本実施形態に係る望遠鏡光学系で用いる回折光学素子は、１mmあたり数本から数百本の細かい溝状又はスリット状の格子構造が同心円状に形成された回折光学面（図１参照）を備え、この回折光学面に入射した光を格子ピッチ（回折格子溝の間隔）と入射光の波長によって定まる方向へ回折する性質を有している。また、回折光学素子（回折光学面）は、負の分散値を有し、分散が大きく、また異常分散性が強いため、強力な色収差補正能力を有している。光学ガラスのアッベ数は、通常３０〜８０程度であるが、回折光学素子のアッベ数は負の値を持っている。言い換えると、回折光学素子の回折光学面は、分散特性が通常のガラス（屈折光学素子）とは逆で、光の波長が短くなるに伴い屈折率が小さくなり、長い波長の光ほど大きく曲がる性質を有している。そのため、通常の屈折光学素子と組み合わせることにより、大きな色消し効果が得られる。したがって、回折光学素子を利用することで、色収差を良好に補正することが可能になる。
本実施形態に係る望遠鏡光学系に用いる回折光学素子は、上述したように、異なる光学材料からなる第１の回折光学素子と、第２の回折光学面を有する第２の回折光学素子とを有し、第１の回折光学素子と第２の回折光学素子とは、第１の回折光学面と第２の回折光学面とが互いに対向するように配置された、いわゆる複層型（又は積層型）の回折光学素子に属するものであるため、ｇ線からＣ線を含む広波長域において回折効率を高くすることができる。したがって、本実施形態に係る望遠鏡光学系は広波長域において利用することが可能となる。なお、回折効率は、透過型の回折光学素子において１次回折光を利用する場合、入射強度Ｉ０と一次回折光の強度Ｉ１との割合η（＝Ｉ１／Ｉ０×１００［％］）を示す。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系に用いる回折光学素子にあっては、上述したように、対向配置された第１の回折光学面と第２の回折光学面とが互いに接するように構成してもよい。つまり、２つの回折素子要素のそれぞれに形成された回折格子溝を互いに密着させて密着複層型回折光学素子として構成してもよい。このような密着複層型回折光学素子は、回折格子溝が形成された２つの回折素子要素をこの回折格子溝同士が対向するように近接配置してなるいわゆる分離複層型回折光学素子に比べ、製造工程を簡素化することができるため、量産効率がよく、また光線の入射角に対する回折効率が良いという長所を備えている。したがって、このような密着複層型回折光学素子を利用した本実施形態に係る望遠鏡光学系では、製造が容易となり、また回折効率も良くなる。
さらに、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、回折光学素子を構成する第１の回折光学素子及び第２の回折光学素子の少なくとも一方は、紫外線硬化型樹脂からなるように構成してもよい。この構成により、回折光学素子の量産性、生産性を高めることができる。したがって、この回折光学素子を利用した本実施形態に係る望遠鏡光学系の量産性、生産性を高めることができる。
詳細に述べると、２つの回折素子要素の材料として、一方に一般のガラスもしくは射出成形などが可能な熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を、他方に紫外線硬化型樹脂を用いて、回折光学素子を製造することができる。例えば、一方の材料としてガラスを用いる場合は、切削研磨によって回折格子面を成形する。その後で、この回折格子面に紫外線硬化型樹脂を滴下し、紫外線を照射して硬化させる製造方法を採用できる。また、一方の材料として熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いる場合は、回折格子溝が形成された金型を用いて射出成形などを行うことにより、回折格子面を成形する。その後で、この回折格子面に紫外線硬化型樹脂を滴下し、紫外線を照射して硬化させる製造方法を採用できる。このような製造方法が採用でき、２つの回折素子要素に対して回折格子面を別々に作製し、さらにこれらの位置合わせを行うという作業が不要になるため、回折光学素子の生産性、量産性を高めることができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、回折光学素子を構成する第１の回折光学素子及び第２の回折光学素子は、互いに異なる光学特性を有する紫外線硬化型樹脂からなるように構成してもよい。この構成により、回折光学素子の量産性、生産性を高めることができる。したがって、この回折光学素子を利用した本実施形態に係る望遠鏡光学系の量産性、生産性を高めることができる。
この場合には、まず、基板上に滴下した一方の紫外線硬化型樹脂に対して回折格子溝が形成された金型を型押し、その金型の反対方向から紫外線を照射して回折格子面を有する一方の回折素子要素を成形する。次に、金型を取り除き、この紫外線照射により硬化した回折格子面に他方の紫外線硬化型樹脂を滴下する。続いて、この滴下した他方の紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射することにより、他方の紫外線硬化型樹脂も硬化させ、他方の回折素子要素を形成する。このような製造方法を採用することにより、回折格子溝の成形が１つの金型のみで可能になるとともに、２つの回折素子要素に対して回折格子面を別々に形成し、これらの位置合わせを行うという作業が不要であり、紫外線硬化型樹脂を滴下して硬化させるという作業を２回実施するのみで製造することができる。したがって、回折光学素子の量産性、生産性をより高めることができる。
また、本実施形態に係る望遠鏡光学系において、回折光学素子を構成する２つの回折素子要素のうち、より低屈折率高分散な方の回折素子要素の材質のｄ線（波長587.562nm）、Ｆ線（波長486.133nm）及びＣ線（波長656.273nm）に対する屈折率をｎｄ１、ｎＦ１及びｎＣ１とし、より高屈折率低分散な方の回折素子要素の材質のｄ線、Ｆ線及びＣ線に対する屈折率をｎｄ２、ｎＦ２及びｎＣ２としたとき、以下の条件式（３）〜（６）を満足することが好ましい。
ｎｄ１ ≦ １．５４ …（３）
０．０１４５ ≦ ｎＦ１−ｎＣ１ …（４）
１．５５ ≦ ｎｄ２ …（５）
ｎＦ２−ｎＣ２ ≦ ０．０１３ …（６）
上記条件式（３）〜（６）は、望遠鏡光学系の回折光学素子を構成する異なる２つの回折素子要素に用いる光学材料、すなわち２つの異なる樹脂のｄ線に対する屈折率と、Ｆ線及びＣ線に対する屈折率差（ｎＦ−ｎＣ）をそれぞれ規定している。もう少し説明すると、これら条件式（３）〜（６）は、回折光学素子に用いる異なる２種類の樹脂、具体的には相対的に低屈折率高分散な光学特性を持つ樹脂と、高屈折率低分散な光学特性を持つ樹脂とにおいて、回折光学素子を製造するために硬化させた後において満足すべき樹脂の光学特性を規定するものである。
このような条件式（３）〜（６）を満足することで、より良い性能で異なる２つの回折素子要素を密着接合させて回折光学面を形成することができる。その結果、ｇ線〜Ｃ線までの広波長域に亘って９０％以上の回折効率を実現することができる。しかしながら、条件式（３）〜（６）の上限値を上回るか又は下限値を下回ると、広波長域において９０％以上の回折効率を得ることが困難になり、密着複層型回折光学素子の利点を維持することが困難になる。
なお、上記条件を満足する樹脂、及びこれらの樹脂を用いた密着複層型回折光学素子の製造方法については、例えば、欧州特許公開第１８３０２０４号公報、及び欧州特許公開第１８３０２０５号公報に記載されている。
ここで、念のため、回折効率を求める式について記載する。回折次数をｍとし、ｍ次回折光の回折効率をηをとし、回折格子面（回折光学面）を形成する一方の回折素子要素の回折格子高さをｄ１とし、回折格子面（回折光学面）を形成する他方の回折素子要素の回折格子高さをｄ２とし、回折格子面（回折光学面）を形成する一方の回折素子要素の材料の屈折率をｎ１とし、回折格子面（回折光学面）を形成する他方の回折素子要素の材料の屈折率をｎ２とし、波長をλとしたとき、回折効率は、以下の式（７），（８）で表される。
ηｍ ＝ ｛ｓｉｎ（ａ−ｍ）π／（ａ−ｍ）π｝＾２ …（７）
ａ ＝ ｛（ｎ１−１）ｄ１−（ｎ２−１）ｄ２）／λ …（８）
以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表１〜表５を示すが、これらは第１実施例〜第５実施例における各諸元の表である。
なお、表中、［全体諸元］において、ｍは望遠鏡倍率（倍）、ＥＰＤは入射瞳直径（mm）、θは実視界（度）、ｆoは望遠鏡光学系を構成する対物レンズ系のｄ線（波長587.562nm）での焦点距離（mm）、ｆｅは望遠鏡光学系を構成する接眼レンズ系のｄ線（波長587.562nm）での焦点距離（mm）、ｎは接眼レンズ系を構成する回折光学素子を除いたレンズ枚数（枚）を示す。
また、［レンズデータ］において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、ｒは光学面の曲率半径（mm）、ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離である面間隔（mm）、νｄはｄ線に対するアッベ数、ｎｄはｄ線に対する屈折率を示す。なお、曲率半径の「∞」は平面を示す。また、空気の屈折率1.000000は省略する。
また、［回折面データ］は、各実施例にて用いる回折光学素子の性能を、後述する位相関数Φ（ｈ）及びその係数により示している。なお、位相関数Φ（ｈ）は、光軸からの高さをｈとし、波長をλとし、位相係数をＣ２，Ｃ４としたとき、式（ａ）で表される。
Φ（ｈ）＝２π／λ（Ｃ2ｈ2＋Ｃ4ｈ4） …（ａ）
また、表中には、［条件式対応値］として、上記条件式（１）〜（６）に対応する値も示す。
以下、全ての諸元値において掲載される曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
各実施例に共通する事項として、対物レンズ系内に配置される回折光学素子ＰＦｏは、軸上色収差を良好に補正し、且つ、広波長域に亘り高い回折効率を得るため、密着複層型回折光学素子である。また、接眼レンズ系内に配置される回折光学素子ＰＦｅは、倍率色収差をそれぞれ良好に補正し、且つ、広波長域に亘り高い回折効率を得るため、密着複層型の回折光学素子である。これら回折光学素子ＰＦｏ，ＰＦｅは、異なる２つの紫外線硬化型樹脂からなる回折光学素子要素ＰＦｏ１とＰＦｏ２，ＰＦｅ１とＰＦｅ２がそれぞれ密着接合して構成されており、その接合面は回折格子溝が形成された回折光学素子面Ｃｏ，Ｃｅとなっている。
なお、回折光学素子ＰＦｏ，ＰＦｅを構成する異なる２つの紫外線硬化型樹脂として、以下の値の屈折率を有する樹脂を使用した。ここで、樹脂屈折率は、樹脂硬化後の屈折率を示す。また、それぞれの樹脂に対して、ｎＣはＣ線（波長656.273nm）に対する屈折率、ｎｄはｄ線（波長587.562nm）に対する屈折率、ｎＦはＦ線（波長486.133nm）に対する屈折率、ｎｇはｇ線（波長435.835nm）に対する屈折率を示す。
（樹脂屈折率）
ｎＣ ｎｄ ｎＦ ｎｇ
低屈折率樹脂 1.523300 1.527600 1.538500 1.547700
高屈折率樹脂 1.553700 1.556900 1.564800 1.571100
また、各実施例で使用する回折光学素子ＰＦｏ，ＰＦｅは、回折格子高さが２０．０５μｍであり、１次の回折効率がＣ線で９８％、ｄ線で１００％、Ｆ線で９８％、及び、ｇ線で９８％である。
また、図２、図５、図８、図１１及び図１４では、各実施例におけるレンズ構成をそれぞれ示しているが、これらの構成図において図示の煩雑さを回避すべく、上述の回折光学素子要素ＰＦｏ１とＰＦｏ２，ＰＦｅ１とＰＦｅ２の符号、及び、回折光学面Ｃｏ，Ｃｅの符号の記載及び回折格子溝の形状の記載は省略し、単に回折光学素子ＰＦｏ，ＰＦｅの符号のみを記載している。また、各実施例において正立光学系によって光路が折り曲げられる構成であるが、図２、図５、図８、図１１及び図１４では展開して示すこととする。
ここまでの説明は全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。
（第１実施例）
第１実施例に係る望遠鏡光学系について、図２〜図４及び表１を用いて説明する。図２に示すように、第１実施例に係る望遠鏡光学系は、物体側から順に光軸に沿って順に並んだ、対物レンズ系Ｇｏと、正立光学系Ｇｐと、接眼レンズ系Ｇｅとを有する。
対物レンズ系Ｇｏは、物体側から順に光軸に沿って並んだ、平行平面板Ｌｏ１と、正の屈折力を有するレンズＬｏ２と負の屈折力を持つレンズＬｏ３との貼り合わせからなる接合レンズＳｏ１と、正の屈折力を持つレンズＬｏ４と、負の屈折力を持つレンズＬｏ５とを有する。なお、接合レンズＳｏ１は、全体として正の屈折力を持つ接合レンズである。正立光学系Ｇｐは、プリズムＬｏ６，Ｌｏ７とを有する。
接眼レンズ系Ｇｅは、物体側から順に光軸に沿って並んだ、負の屈折力を持つレンズＬｅ１と正の屈折力を持つレンズＬｅ２との貼り合わせからなる接合レンズＳｅ１と、正の屈折力を持つレンズＬｅ３とを有する。なお、接合レンズＳｅ１は、全体として正の屈折力を持つ接合レンズである。
なお、本実施例においては、対物レンズ系Ｇｏを構成する平行平面板Ｌｏ１のアイポイント側の面に、上述の密着複層型の回折光学素子ＰＦｏが組み込まれている。接眼レンズ系Ｇｅを構成する負の屈折力を持つレンズＬｅ１の物体側の面に、上述の密着複層型の回折光学素子ＰＦｅが組み込まれている。
表１に第１実施例における各諸元の値を掲げる。なお、表１の面番号１〜２２は、図２に示す面１〜２２に対応している。
（表１）
［全体諸元］
ｍ ＝ 8.0
EPD ＝ 36
θ ＝ 6.5
ｆo ＝ 132.7
ｆe ＝ 16.6

［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ ∞ 3.0 1.516800 64.17
２ ∞ 0.1 1.527600 34.71
３ ∞ 0.1 1.556900 50.17（回折面Ｃｏ）
４ ∞ 0.5
５ 72.5284 6.7 1.516800 64.20
６ -73.0000 2.4 1.688930 31.16
７ -252.7703 0.5
８ 59.6464 5.0 1.516800 64.20
９ 172.3308 30.0
10 273.2629 2.0 1.516800 64.20
11 38.6887 9.7
12 ∞ 29.9 1.568830 56.04
13 ∞ 0.4
14 ∞ 47.9 1.516800 64.20
15 ∞ 14.5
16 99.0906 0.1 1.556900 50.17
17 99.0906 0.1 1.527600 34.71（回折面Ｃｅ）
18 99.0906 2.0 1.795040 28.56
19 19.0015 7.6 1.497820 82.52
20 -17.9878 0.2
21 16.6767 5.0 1.589130 61.09
22 -490.7856 16.0
（EP）

［回折面データ］
第３面 Ｃ2＝-5.0000E-05 ， Ｃ4＝7.8000E-09
第17面 Ｃ2＝-1.6720E-03 ， Ｃ4＝8.9141E-06

［条件式対応値］
Ｋo ＝ 7.53E-03
Ｋodoe ＝ 1.00E-04
Ｋe ＝ 6.02E-02
Ｋedoe＝ 3.34E-03
Ｐe ＝ 5.56E-02
ＦＮＯ＝ 3.7

条件式（１） （Ｐo／ＦＮＯ）／｛Ｐe／（ａ×ｍ）｝ ＝ 3.4
条件式（２） Ｐo ＝ 1.33E-02
条件式（３） ｎｄ１ ＝ 1.527600
条件式（４） （ｎＦ１−ｎＣ１） ＝ 0.0152
条件式（５） ｎｄ２ ＝ 1.556900
条件式（６） （ｎＦ２−ｎＣ２） ＝ 0.0111
このように表１に示す諸元の表から、本実施例に係る望遠鏡光学系では、上記条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。
図３は、第１実施例に係る望遠鏡光学系における、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図及び倍率色収差図である。また、図４は、第１実施例に係る望遠鏡光学系を構成する、接眼レンズ系単体をアイポイント側から追跡したときの軸上色収差を示す図である。
図３に示す各収差図はいずれも、本実施例に係る望遠鏡光学系を物体側から光線追跡したものである。なお、球面収差図において、ｄはｄ線（波長586.562nm）、ＣはＣ線（波長656.273nm）、ＦはＦ線（波長486.133nm）、ｇはｇ線（波長435.835nm）における収差をそれぞれ示す。また、非点収差図において、Ｓはサジタル面、Ｍはメリジオナル面をそれぞれ示す。また、倍率色収差図においては、ｄ線（波長586.562nm）を基準としており、ＣはＣ線（波長656.273nm）、ＦはＦ線（波長486.133nm）、ｇはｇ線（波長435.835nm）における収差をそれぞれ示す。また、球面収差図において、縦軸は入射瞳半径の最大値を１として規格化して示した値を、横軸は各光線における収差の値（ディオプター）を示す。非点収差図において、縦軸は物体から光が入射したとき入射光線が光軸となす角度（度）を、横軸は各光線における収差の値（ディオプター）を示す。歪曲収差図において、縦軸は物体から光が入射したとき入射光線が光軸となす角度（度）を、横軸は収差の割合を百分率（％値）で示す。また、倍率色収差図において、横軸は実視界を１として規格化して示した値を、縦軸は収差の値（分）を示す。以上、各収差図の説明は、全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。
図３に示す収差図から明らかであるように、第１実施例に係る望遠鏡光学系では、諸収差、特に軸上色収差、倍率色収差が良好に収差補正されていることが分かる。また、図４に示す収差図から明らかであるように、ｄ線を基準波長としたとき、Ｃ線の軸上色収差が補正過剰であり、Ｆ線の軸上色収差の方が小さいことが分かる。
（第２実施例）
第２実施例に係る望遠鏡光学系について、図５〜図７及び表２を用いて説明する。図５に示すように、第２実施例に係る望遠鏡光学系は、物体側から順に光軸に沿って順に並んだ、対物レンズ系Ｇｏと、正立光学系Ｇｐと、接眼レンズ系Ｇｅとを有する。
対物レンズ系Ｇｏは、物体側から順に光軸に沿って並んだ、平行平面板Ｌｏ１，Ｌｏ２の貼り合わせからなる接合レンズＳｏ２と、正の屈折力を持つレンズＬｏ３と負の屈折力を持つレンズＬｏ４との貼り合わせからなる接合レンズＳｏ２と、正の屈折力を持つレンズＬｏ５と、負の屈折力を持つレンズＬｏ６とを有する。なお、接合レンズＳｏ１，Ｓｏ２は、全体として正の屈折力を持つ接合レンズである。正立光学系Ｇｐは、プリズムＬｏ７，Ｌｏ８とを有する。
接眼レンズ系Ｇｅは、物体側から順に光軸に沿って並んだ、負の屈折力を持つレンズＬｅ１と正の屈折力を持つレンズＬｅ２との貼り合わせからなる接合レンズＳｅ１と、正の屈折力を持つレンズＬｅ３，Ｌｅ４とを有する。なお、接合レンズＳｅ１は、全体として正の屈折力を持つ接合レンズである。
なお、本実施例においては、対物レンズ系Ｇｏを構成する平行平面板Ｌｏ１，Ｌｏ２の間に、上述の密着複層型の回折光学素子ＰＦｏが組み込まれている。また、接眼レンズ系Ｇｅを構成する正の屈折力を持つレンズＬｅ３のアイポイント側の面に上述の密着複層型の回折光学素子ＰＦｅが組み込まれている。
表２に第２実施例における各諸元の値を掲げる。なお、表２の面番号１〜２５は、図５に示す面１〜２５に対応している。
（表２）
［全体諸元］
ｍ ＝ 10.5
EPD ＝ 45
θ ＝ 6.1
ｆo ＝ 170.6
ｆe ＝ 16.2

［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ ∞ 3.0 1.516800 64.11
２ ∞ 0.05 1.527600 34.71
３ ∞ 0.05 1.556900 50.17（回折面Ｃｏ）
４ ∞ 3.0 1.516800 64.11
５ ∞ 5.0
６ 136.0628 7.5 1.516800 64.11
７ -112.9560 2.5 1.717362 29.52
８ -347.5000 0.5
９ 77.9870 5.5 1.516800 64.11
10 342.8874 47.2
11 183.8022 2.0 1.516800 64.11
12 53.0040 20.0
13 ∞ 33.3 1.568832 56.34
14 ∞ 0.5
15 ∞ 54.8 1.516800 64.11
16 ∞ 13.4
17 -98.6070 1.5 1.805181 25.43
18 21.0243 10.0 1.696797 55.52
19 -25.7116 0.2
20 22.7973 4.0 1.620411 60.29
21 95.5367 0.1 1.527600 34.71
22 95.5367 0.1 1.556900 50.17（回折面Ｃｅ）
23 95.5367 0.2
24 22.7973 3.7 1.620411 60.29
25 95.5367 16.3
（EP）

［回折面データ］
第３面 Ｃ2＝-4.2000E-05 ， Ｃ4＝1.0100E-08
第22面 Ｃ2＝-8.8814E-04 ， Ｃ4＝2.5274E-06

［条件式対応値］
Ｋo ＝ 5.86E-03
Ｋodoe ＝ 8.40E-05
Ｋe ＝ 6.18E-02
Ｋedoe＝ 1.78E-03
Ｐe ＝ 2.88E-02
ＦＮＯ＝ 3.7

条件式（１） （Ｐo／ＦＮＯ）／｛Ｐe／（ａ×ｍ）｝ ＝ 8.5
条件式（２） Ｐo ＝ 1.43E-02
条件式（３） ｎｄ１ ＝ 1.527600
条件式（４） （ｎＦ１−ｎＣ１） ＝ 0.0152
条件式（５） ｎｄ２ ＝ 1.556900
条件式（６） （ｎＦ２−ｎＣ２） ＝ 0.0111
このように表２に示す諸元の表から、本実施例に係る望遠鏡光学系では、上記条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。
図６は、第２実施例に係る望遠鏡光学系における、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図及び倍率色収差図である。また、図７は、第２実施例に係る望遠鏡光学系を構成する、接眼レンズ系単体をアイポイント側から追跡したときの軸上色収差を示す図である。
図６に示す収差図から明らかであるように、第２実施例に係る望遠鏡光学系では、諸収差、特に軸上色収差、倍率色収差が良好に収差補正されていることが分かる。また、図７に示す収差図から明らかであるように、ｄ線を基準波長としたとき、Ｃ線の軸上色収差が補正過剰であり、Ｆ線の軸上色収差の方が小さいことが分かる。
（第３実施例）
第３実施例に係る望遠鏡光学系について、図８〜図１０及び表３を用いて説明する。図８に示すように、第３実施例に係る望遠鏡光学系は、物体側から順に光軸に沿って順に並んだ、対物レンズ系Ｇｏと、正立光学系Ｇｐと、接眼レンズ系Ｇｅとを有する。
対物レンズ系Ｇｏは、物体側から順に光軸に沿って並んだ、正の屈折力を持つレンズＬｏ１と負の屈折力を持つレンズＬｏ２との貼り合わせからなる接合レンズＳｏ１と、正の屈折力を持つレンズＬｏ３と、負の屈折力を持つレンズＬｏ４とを有する。なお、接合レンズＳｏ１は、全体として正の屈折力を持つ接合レンズである。正立光学系Ｇｐは、プリズムＬｏ５，Ｌｏ６を有する。
接眼レンズ系Ｇｅは、物体側から順に光軸に沿って並んだ、負の屈折力を持つレンズＬｅ１と正の屈折力を持つレンズＬｅ２との貼り合わせからなる接合レンズＳｅ１と、正の屈折力を持つレンズＬｅ３と、正の屈折力を持つレンズＬｅ４と負の屈折力を持つレンズＬｅ５との貼り合わせからなる接合レンズＳｅ２とを有する。なお、接合レンズＳｅ１，Ｓｅ２は、全体として正の屈折力を持つ接合レンズである。
なお、本実施例においては、対物レンズ系Ｇｏの接合レンズＳｏ１を構成する負の屈折力を持つレンズＬｏ２のアイポイント側の面に、上述の密着複層型の回折光学素子ＰＦｏが組み込まれている。また、接眼レンズ系Ｇｅの接合レンズＳｅ１を構成する負の屈折力を持つレンズＬｅ１と正の屈折力を持つレンズＬｅ２の間に、上述の密着複層型の回折光学素子ＰＦｅが組み込まれている。
表３に第３実施例における各諸元の値を掲げる。なお、表３の面番号１〜２３は、図８に示す面１〜２３に対応している。
（表３）
［全体諸元］
ｍ ＝ 8.0
EPD ＝ 36
θ ＝ 7.0
ｆo ＝ 132.2
ｆe ＝ 16.6

［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ 98.4300 6.7 1.516800 64.20
２ -78.5856 2.4 1.688930 31.16
３ -273.1872 0.05 1.527600 34.71
４ -273.1872 0.05 1.556900 50.17（回折面Ｃｏ）
５ -273.1872 0.5
６ 57.2744 5.0 1.516800 64.20
７ 400.1262 30.0
８ 720.9295 2.0 1.516800 64.20
９ 43.4184 9.7
10 ∞ 29.9 1.568830 56.04
11 ∞ 0.4
12 ∞ 47.9 1.516800 64.20
13 ∞ 16.0
14 -24.9790 2.0 1.805182 25.35
15 700.8713 0.2 1.527600 34.71
16 700.8713 0.2 1.556900 50.17（回折面Ｃｅ）
17 700.8713 7.0 1.664460 35.83
18 -18.7578 0.2
19 60.6934 4.0 1.620409 60.14
20 -77.4658 0.2
21 17.2844 6.0 1.692111 54.55
22 -63.8725 2.0 1.805182 25.35
23 39.4682 14.6
（EP）

［回折面データ］
第４面 Ｃ2＝-5.4597E-05 ， Ｃ4＝2.0695E-08
第16面 Ｃ2＝-1.4844E-03 ， Ｃ4＝3.9901E-06

［条件式対応値］
Ｋo ＝ 7.56E-03
Ｋodoe ＝ 1.09E-04
Ｋe ＝ 6.01E-02
Ｋedoe＝ 2.97E-03
Ｐe ＝ 4.94E-02
ＦＮＯ＝ 3.7

条件式（１） （Ｐo／ＦＮＯ）／｛Ｐe／（ａ×ｍ）｝ ＝ 4.4
条件式（２） Ｐo ＝ 1.44E-02
条件式（３） ｎｄ１ ＝ 1.527600
条件式（４） （ｎＦ１−ｎＣ１） ＝ 0.0152
条件式（５） ｎｄ２ ＝ 1.556900
条件式（６） （ｎＦ２−ｎＣ２） ＝ 0.0111
このように表３に示す諸元の表から、本実施例に係る望遠鏡光学系では、上記条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。
図９は、第３実施例に係る望遠鏡光学系における、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図及び倍率色収差図である。また、図１０は、第３実施例に係る望遠鏡光学系を構成する、接眼レンズ系単体をアイポイント側から追跡したときの軸上色収差を示す図である。
図９に示す収差図から明らかであるように、第３実施例に係る望遠鏡光学系では、諸収差、特に軸上色収差、倍率色収差が良好に収差補正されていることが分かる。また、図１０に示す収差図から明らかであるように、ｄ線を基準波長としたとき、Ｃ線の軸上色収差が補正過剰であることが分かる。
（第４実施例）
第４実施例に係る望遠鏡光学系について、図１１〜図１３及び表４を用いて説明する。図１１に示すように、第４実施例に係る望遠鏡光学系は、物体側から順に光軸に沿って順に並んだ、対物レンズ系Ｇｏと、正立光学系Ｇｐと、接眼レンズ系Ｇｅとを有する。
対物レンズ系Ｇｏは、物体側から順に光軸に沿って並んだ、正の屈折力を持つレンズＬｏ１と負の屈折力を持つレンズＬｏ２との貼り合わせからなる接合レンズＳｏ１と、正の屈折力を持つレンズＬｏ３と、負の屈折力を持つレンズＬｏ４とを有する。なお、接合レンズＳｏ１は、全体として正の屈折力を持つ接合レンズである。正立光学系Ｇｐは、Ｌｏ５，Ｌｏ６を有する。
接眼レンズ系Ｇｅは、物体側から順に光軸に沿って並んだ、負の屈折力を持つレンズＬｅ１と正の屈折力を持つレンズＬｅ２との貼り合わせからなる接合レンズＳｅ１と、正の屈折力を持つレンズＬｅ３と、正の屈折力を持つレンズＬｅ４と負の屈折力を持つレンズＬｅ５との貼り合わせからなる接合レンズＳｅ２と、正の屈折力を持つレンズＬｅ６，Ｌｅ７とを有する。なお、接合レンズＳｅ１，Ｓｅ２は、全体として正の屈折力を持つ接合レンズである。
なお、本実施例においては、対物レンズ系Ｇｏの接合レンズＳｏ１を構成する負の屈折力を持つレンズＬｏ２のアイポイント側の面に、上述の密着複層型の回折光学素子ＰＦｏが組み込まれている。また、接眼レンズ系Ｇｅを構成する正の屈折力を持つレンズＬｅ６のアイポイント側の面に、上述の密着複層型の回折光学素子ＰＦｅが組み込まれている。
表４に第４実施例における各諸元の値を掲げる。なお、表４の面番号１〜２８は、図１１に示す面１〜２８に対応している。
（表４）
［全体諸元］
ｍ ＝ 8.0
EPD ＝ 32
θ ＝ 7.8
ｆo ＝ 118.1
ｆe ＝ 14.8

［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ 93.7522 6.0 1.516800 64.10
２ -65.8641 2.5 1.648311 33.75
３ -220.3076 0.01 1.527600 34.71
４ -220.3076 0.01 1.556900 50.17（回折面Ｃｏ）
５ -220.3076 0.5
６ 48.3716 4.2 1.516800 64.10
７ 117.4024 16.9
８ 82.5080 2.0 1.516800 64.10
９ 40.2700 16.8
10 ∞ 34.8 1.568829 56.05
11 ∞ 0.4
12 ∞ 45.7 1.516800 64.10
13 ∞ 6.1
14 -42.3960 1.2 1.516800 64.10
15 16.6258 2.6 1.713000 53.93
16 27.2560 3.1
17 ∞ 6.1 （対物レンズ系Ｇｏの像位置）
18 -39.4700 4.4 1.620409 60.14
19 -17.4140 0.2
20 246.6220 7.0 1.620409 60.14
21 -19.0000 1.5 1.805182 25.41
22 -55.6420 0.2
23 93.5363 6.0 1.620409 60.14
24 -93.5363 0.2 1.527600 34.71
25 -93.5363 0.2 1.556900 50.17（回折面Ｃｅ）
26 -93.5363 0.2
27 22.4370 5.0 1.589130 61.09
28 530.3439 18.4
（EP）

［回折面データ］
第４面 Ｃ2＝-5.0000E-05 ， Ｃ4＝2.0000E-08
第25面 Ｃ2＝-7.5960E-04 ， Ｃ4＝4.1262E-07

［条件式対応値］
Ｋo ＝ 8.47E-03
Ｋodoe ＝ 1.00E-04
Ｋe ＝ 6.77E-02
Ｋedoe＝ 1.52E-03
Ｐe ＝ 2.24E-02
ＦＮＯ＝ 3.7

条件式（１） （Ｐo／ＦＮＯ）／｛Ｐe／（ａ×ｍ）｝ ＝ 8.9
条件式（２） Ｐo ＝ 1.18E-02
条件式（３） ｎｄ１ ＝ 1.527600
条件式（４） （ｎＦ１−ｎＣ１） ＝ 0.0152
条件式（５） ｎｄ２ ＝ 1.556900
条件式（６） （ｎＦ２−ｎＣ２） ＝ 0.0111
このように表４に示す諸元の表から、本実施例に係る望遠鏡光学系では、上記条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。
図１２は、第４実施例に係る望遠鏡光学系における、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図及び倍率色収差図である。また、図１３は、第４実施例に係る望遠鏡光学系を構成する、接眼レンズ系単体をアイポイント側から追跡したときの軸上色収差を示す図である。
図１２に示す収差図から明らかであるように、第４実施例に係る望遠鏡光学系では、諸収差、特に軸上色収差、倍率色収差が良好に収差補正されていることが分かる。また、図１３に示す収差図から明らかであるように、ｄ線を基準波長としたとき、Ｃ線の軸上色収差が補正過剰であることが分かる。
（第５実施例）
第５実施例に係る望遠鏡光学系について、図１４〜図１６及び表５を用いて説明する。図１４に示すように、第５実施例に係る望遠鏡光学系は、物体側から順に光軸に沿って順に並んだ、対物レンズ系Ｇｏと、正立光学系Ｇｐと、接眼レンズ系Ｇｅとを有する。
対物レンズ系Ｇｏは、物体側から順に光軸に沿って並んだ、正の屈折力を持つレンズＬｏ１と負の屈折力を持つレンズＬｏ２との貼り合わせからなる接合レンズＳｏ１と、正の屈折力を持つレンズＬｏ３と、負の屈折力を持つレンズＬｏ４とを有する。なお、接合レンズＳｏ１は、全体として正の屈折力を持つ接合レンズである。正立光学系Ｇｐは、Ｌｏ５，Ｌｏ６を有する。
接眼レンズ系Ｇｅは、物体側から順に光軸に沿って並んだ、負の屈折力を持つレンズＬｅ１と正の屈折力を持つレンズＬｅ２との貼り合わせからなる接合レンズＳｅ１と、正の屈折力を持つレンズＬｅ３とを有する。なお、接合レンズＳｅ１は、全体として正の屈折力を持つ接合レンズである。
なお、本実施例においては、対物レンズ系Ｇｏの接合レンズＳｏ１を構成する正の屈折力を持つレンズＬｏ１と負の屈折力を持つレンズＬｏ２との間に、上述の密着複層型の回折光学素子ＰＦｏが組み込まれている。また、接眼レンズ系Ｇｅを構成する正の屈折力を持つレンズＬｅ３の物体側の面に、上述の密着複層型の回折光学素子ＰＦｅが組み込まれている。
表５に第５実施例における各諸元の値を掲げる。なお、表５の面番号１〜２０は、図１４に示す面１〜２０に対応している。
（表５）
［全体諸元］
ｍ ＝ 10.5
EPD ＝ 45
θ ＝ 6.1
ｆo ＝ 170.3
ｆe ＝ 16.2

［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ 77.7927 6.7 1.516800 64.20
２ -76.0000 0.1 1.527600 33.41
３ -76.0000 0.1 1.556900 49.74（回折面Ｃｏ）
４ -76.0000 2.4 1.688930 31.16
５ -270.7204 0.5
６ 48.5533 5.0 1.516800 64.20
７
110.8840 30.0
８ 75.6340 2.0 1.516800 64.20
９ 28.2809 9.7
10 ∞ 29.9 1.568830 56.04
11 ∞ 0.4
12 ∞ 52.4 1.516800 64.20
13 ∞ 11.6
14 52.8044 2.0 1.805181 25.43
15 16.0000 8.0 1.696797 55.53
16 -33.2675 0.2
17 16.1059 0.1 1.527600 33.41
18 16.1059 0.1 1.556900 49.74（回折面Ｃｅ）
19 16.1059 5.0 1.589130 61.0
20 96.5806 15.6
（EP）

［回折面データ］
第３面 Ｃ2＝-5.0000E-05 ， Ｃ4＝3.2000E-08
第18面 Ｃ2＝-1.1000E-03 ， Ｃ4＝6.2357E-06

［条件式対応値］
Ｋo ＝ 5.87E-03
Ｋodoe ＝ 9.77E-05
Ｋe ＝ 6.18E-02
Ｋedoe＝ 1.25E-03
Ｐe ＝ 2.02E-02
ＦＮＯ＝ 3.7

条件式（１） （Ｐo／ＦＮＯ）／｛Ｐe／（ａ×ｍ）｝ ＝ 14.0
条件式（２） Ｐo ＝ 1.66E-02
条件式（３） ｎｄ１ ＝ 1.527600
条件式（４） （ｎＦ１−ｎＣ１） ＝ 0.0152
条件式（５） ｎｄ２ ＝ 1.556900
条件式（６） （ｎＦ２−ｎＣ２） ＝ 0.0111
このように表５に示す諸元の表から、本実施例に係る望遠鏡光学系では、上記条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。
図１５は、第５実施例に係る望遠鏡光学系における、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図及び倍率色収差図である。また、図１６は、第５実施例に係る望遠鏡光学系を構成する、接眼レンズ系単体をアイポイント側から追跡したときの軸上色収差を示す図である。
図１５に示す収差図から明らかであるように、第５実施例に係る望遠鏡光学系では、諸収差、特に軸上色収差、倍率色収差が良好に収差補正されていることが分かる。また、図１６に示す収差図から明らかであるように、ｄ線を基準波長としたとき、Ｃ線の軸上色収差が補正過剰であることが分かる。
続いて、上述の実施形態に係る望遠鏡光学系を備えた双眼鏡について、図１７に基づき説明する。双眼鏡１０は、図１７に示すように、観察者の左右の眼に対応する左右一対の観察鏡筒１０ａ，１０ｂ内に、望遠鏡光学系２０ａ，２０ｂを有する。望遠鏡光学系２０ａ，２０ｂは、観察対象物側から光軸に沿って順に、対物レンズ系２１と、正立光学系２２と、接眼レンズ系２３とを備える。この構成の下、観察対象物からの光は、対物レンズ系２１によって集光され、物体像が形成される。この物体像は、正立光学系２２によって正立化された後、接眼レンズ系２３によって拡大される。これにより観察者は、観察対象物を拡大観察することができる。なお、本実施形態においては、望遠鏡光学系２０ａ，２０ｂとして、上記実施例で説明した望遠鏡光学系を用いている（すなわち、双眼鏡１０の対物レンズ系２１、正立光学系２２、及び、接眼レンズ系２３は、上記実施例の対物レンズ系Ｇｏ、正立光学系Ｇｐ、及び、接眼レンズ系Ｇｅに相当する）。したがって、このような望遠鏡光学系を利用した本実施形態に係る双眼鏡では、製造が容易で、軸上色収差、倍率色収差をはじめとする諸収差を良好に補正することが可能である。
上述の実施形態においては、望遠鏡光学系を備えた光学装置の一例として双眼鏡を示したが、光学装置はこれに限定されるものではなく、本発明の望遠鏡光学系は単眼鏡等にも勿論適用できる。
以上により、製造が容易で、軸上色収差、倍率色収差をはじめとした諸収差を良好に補正することが可能な望遠鏡光学系、及び、それを用いた光学装置を提供することができる。
なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
例えば、上述の実施例では、望遠鏡光学系内に密着複層型の回折光学素子を、２つ設けたが、これに限定されることなく、２つ以上設けても差し支えない。
また、上述の実施例では、望遠鏡光学系に密着複層型の回折光学素子を組み込んでいるが、これに限定されることなく、分離複層型の回折光学素子を組み込んでもよい。この場合においても、密着型と同様の効果が得られる。
Ｇｏ 望遠鏡光学系の対物レンズ系
Ｇｐ 望遠鏡光学系の正立光学系
Ｇｅ 望遠鏡光学系の接眼レンズ系
Ｌo 対物レンズ系の構成レンズ（単レンズ）
Ｌe 接眼レンズ系の構成レンズ（単レンズ）
Ｓo 対物レンズ系の構成レンズ（接合レンズ）
Ｓe 接眼レンズ系の構成レンズ（接合レンズ）
ＰＦ 回折光学素子
ＰＦo 対物レンズ系内に配置された回折光学素子
ＰＦe 接眼レンズ系内に配置された回折光学素子
Ｃo 対物レンズ系内に配置された回折光学素子の回折光学面
Ｃe 対物レンズ系内に配置された回折光学素子の回折光学面
１０ 双眼鏡（光学装置）
１０ａ，１０ｂ 観察鏡筒
２０ａ，２０ｂ 望遠鏡光学系
２１ 双眼鏡の対物レンズ系
２２ 双眼鏡の正立光学系
２３ 双眼鏡の接眼レンズ系

Claims (21)

  1. 対物レンズ系と、接眼レンズ系とを有する望遠鏡光学系において、
    前記対物レンズ系は、回折光学素子と、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとを有する少なくとも一組の接合レンズとを含み、
    前記接眼レンズ系は、回折光学素子と、負の屈折力を持つレンズと正の屈折力を持つレンズとを有する少なくとも一組の接合レンズとを含み、
    前記回折光学素子は、第１の回折光学面を有する第１の回折光学素子と、第２の回折光学面を有する第２の回折光学素子とを有し、前記第１の回折光学素子と前記第２の回折光学素子とは前記第１の回折光学面と前記第２の回折光学面とが互いに対向するように配置され、
    前記対物レンズ系のパワーをＫoとし、前記対物レンズ系の前記回折光学素子のパワーをＫodoeとし、Ｐo＝Ｋodoe／Ｋoと定義し、
    前記接眼レンズ系のパワーをＫeとし、前記接眼レンズ系の前記回折光学素子のパワーをＫedoeとし、Ｐe＝Ｋedoe／Ｋeと定義し、
    前記対物レンズ系のＦナンバーをＦＮＯとし、前記望遠鏡光学系の実視界をθとし、前記望遠鏡光学系の倍率をｍとしたとき、次式
    ２ ≦ ｜（Ｐo／ＦＮＯ）／｛Ｐe／（θ×ｍ）｝｜ ≦ １５
    の条件を満足することを特徴とする望遠鏡光学系。
  2. 前記対物レンズ系において、次式
    ０．００７ ≦ ｜Ｐo｜ ≦ ０．０１８
    の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の望遠鏡光学系。
  3. 前記対物レンズ系を構成する前記接合レンズは、全体として正の屈折力を持つことを特徴とする請求項１又は２に記載の望遠鏡光学系。
  4. 前記対物レンズ系を構成する前記接合レンズは、物体側から順に並んで、前記正の屈折力を持つレンズと、前記負の屈折力を持つレンズとが配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  5. 前記回折光学素子が、前記対物レンズ系の前記接合レンズを構成する前記負の屈折力を持つレンズのアイポイント側の面に接合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  6. 前記回折光学素子が、前記対物レンズ系の前記接合レンズを構成する前記正の屈折力を持つレンズと、前記負の屈折力を持つレンズとの間に配置され、これらが全て接合されていること請求項１〜５のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  7. 前記対物レンズ系は、該レンズ系を構成する前記接合レンズの物体側に平行平面板を有し、
    前記回折光学素子が、前記平行平面板に接合されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  8. 前記対物レンズ系は、該レンズ系を構成する前記接合レンズの物体側に、２枚の平行平面板を有し、
    前記回折光学素子が、前記２枚の平行平面板の間に配置され、これらが全て接合されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  9. 前記接眼レンズ系を構成する前記接合レンズは、全体として正の屈折力を持つことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  10. 前記接眼レンズ系を構成する前記接合レンズは、物体側から順に並んで、前記負の屈折力を持つレンズと、前記正の屈折力を持つレンズとが配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  11. 前記回折光学素子が、前記接眼レンズ系の前記接合レンズを構成する前記負の屈折力を持つレンズと、前記正の屈折力を持つレンズとの間に配置され、これらが全て接合されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  12. 前記回折光学素子が、前記接眼レンズ系の前記接合レンズを構成する前記負の屈折力を持つレンズの物体側の面に接合されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  13. 前記接眼レンズ系は、正の屈折力を持つ単レンズを少なくとも一つ有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  14. 前記正の屈折力を持つ単レンズは、前記接眼レンズ系を構成する前記接合レンズよりアイポイント側に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の望遠鏡光学系。
  15. 前記回折光学素子が、前記接眼レンズ系を構成する前記正の屈折力を持つ単レンズのアイポイント側の面に接合されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の望遠鏡光学系。
  16. 前記接眼レンズ系は、前記対物レンズ系の作る像位置よりも物体側に、負の屈折力を持つレンズを有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  17. 前記回折光学素子を構成する前記第１の回折光学面及び前記第２の回折光学面は、互いに接するように配置されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  18. 前記回折光学素子を構成する前記第１の回折光学素子及び前記第２の回折光学素子は、少なくとも一方が紫外線硬化型樹脂からなることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  19. 前記回折光学素子を構成する前記第１の回折光学素子及び前記第２の回折光学素子は、互いに異なる光学特性を有する紫外線硬化型樹脂からなることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  20. 前記回折光学素子を構成する前記２つの回折素子要素のうち、
    より低屈折率高分散な方の前記回折素子要素の材質のｄ線、Ｆ線及びＣ線に対する屈折率をｎｄ１、ｎＦ１及びｎＣ１とし、
    より高屈折率低分散な方の前記回折素子要素の材質のｄ線、Ｆ線及びＣ線に対する屈折率をｎｄ２、ｎＦ２及びｎＣ２としたとき、次式
    ｎｄ１ ≦ １.５４
    （ｎＦ１−ｎＣ１）≧０.０１４５
    ｎｄ２ ≧ １.５５
    （ｎＦ２−ｎＣ２）≦０.０１３０
    の条件を満足することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系。
  21. 請求項１〜請求項２０のいずれか一項に記載の望遠鏡光学系を備えることを特徴とする光学装置。
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