JP2006317605A - 撮影光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】色収差を良好に補正し、レンズ全長の短い望遠タイプの撮影光学系及びそれを有する撮像装置を得ること。
【解決手段】物体側より像側へ順に、正の屈折力の前方レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群を有する撮影光学系において、前記前方レンズ群は物体側より像側へ順に単レンズよりなる正の屈折力の第１１レンズ群と回折光学部を含む正の屈折力の第１２レンズ群と負の屈折力の第１３レンズ群より成り、前記回折光学部は物体側に凸形状であり、前記第１１レンズ群と前記第１２レンズ群との間隔をＬ１、光学全長をＯＴＬとするとき、
０．０５ ＜ Ｌ１／ＯＴＬ ＜ ０．２
なる条件を満足すること。
【選択図】図１

Description

本発明は撮影光学系に関し、例えば写真用カメラや、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。
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悪化する傾向にある。
これらの色収差を、蛍石や商品名ＦＫ０１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）望遠レンズが種々と提案されている。
蛍石や商品名ＦＫ０１等の異常部分分散性のガラスは、色収差の補正に関して効果がある反面、加工が難しく又比重も異常部分分散を有さない他の低部分分散性の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傾向がある（例えば、蛍石で比重３．１８、商品名ＦＫ０１で比重３．６３。これらに対し、異常部分分散性の小さい商品名ＦＫ５は比重２．４６、商品名ＢＫ７で比重２．５２である。）。そして、異常部分分散性のガラスは、表面が比較的傷つき易く、更に商品名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問題もある。
一方、光学系の色収差を補正する方法として、分散の異なる２つの材料の硝材（レンズ）を組み合わせる方法に対して、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て、色収差を減じる方法が知られている（非特許文献１、特許文献１〜４）。
特許文献１では、少なくとも１枚の正の屈折力の回折光学素子と、少なくとも１枚の負の屈折力の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。
特許文献２では、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。
特許文献３では、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、及び第３レンズ群より構成し、第１レンズ群の最も物体側に回折光学素子を用い、高性能、軽量、コンパクト化を図った望遠レンズを開示している。
一方、多くの撮影レンズ（光学系）におけるフォーカスは、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、高重量となるため、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、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中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４、５）。
特許文献４では焦点距離３００ｍｍ、Ｆナンバー２．８のインナーフォーカス式の望遠レンズを開示している。特許文献５では焦点距離１３５ｍｍ、Ｆナンバー２．８程度のインナーフォーカス式の望遠レンズを開示している。
これらで提案されているインナーフォーカス式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、そして正の屈折力の第３レンズ群の３つのレンズ群を有し、第２レンズ群を光軸上移動させてフォーカスを行っている。
また、回折光学素子を用いたインナーフォーカス式の望遠レンズが提案されている（特許文献６）。特許文献６では物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、及び第３レンズ群より構成された望遠レンズにおいて、第１レンズ群に回折光学素子を用い、第２レンズ群を一枚のレンズより構成し、該第２レンズ群でフォーカシングを行った望遠レンズを開示している。
一方、回折光学素子として耐紫外線性の低い材料で形成された部位を有する回折光学素子において、光入射側に紫外線を遮る手段を配した回折光学素子が知られている（特許文献７）。
また、望遠レンズの最も物体側に保護ガラスを配置し保護ガラスのレンズ表面に紫外線を遮るコーティングを施したレンズ系が知られている。
特開平６−３２４２６２号公報 特開平６−３３１８８７号公報 特開２０００−７２０８２号公報 特開昭５５−１４７６０６号公報 特開昭５９−６５８２０号公報 特開２０００−２５８６８５号公報 特開２００１−２６４５２６号公報
一般に屈折光学系よりなる望遠レンズにおいては、Ｆナンバーおよび焦点距離の値に応じて、所望の光学性能を達成するためには、ある程度の長さのレンズ全長が必要となる。又そのためレンズ重量も重くなる傾向がある。
これに対して光学系中に回折光学素子を用いるとレンズ全長を短くしつつ、色収差を良好に補正した高い光学性能を得るのが容易となる。
しかしながら単に回折光学素子をレンズ系中に設けても、その位置やパワー等を適切に設定しないとレンズ全長を短くしつつ、色収差を良好に補正した高い光学性能の望遠レンズを得ることは難しい。
本発明は、色収差を良好に補正し、レンズ全長の短い望遠タイプの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、物体側より像側へ順に、正の屈折力の前方レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群を有する撮影光学系において、前記前方レンズ群は物体側より像側へ順に単レンズよりなる正の屈折力の第１１レンズ群と回折光学部を含む正の屈折力の第１２レンズ群と負の屈折力の第１３レンズ群より成り、前記回折光学部は物体側に凸形状であり、前記第１１レンズ群と前記第１２レンズ群との間隔をＬ１、光学全長をＯＴＬとするとき、
０．０５ ＜ Ｌ１／ＯＴＬ ＜ ０．２
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、色収差を良好に補正し、レンズ全長の短い望遠タイプの撮影光学系及びそれを有する撮像装置が得られる。
本発明の各実施例について説明する。
図１は本発明の実施例１のレンズ断面図、図２は本発明の実施例１の物体距離が無限遠のときの収差図である。
図３は本発明の実施例２のレンズ断面図、図４は本発明の実施例２の物体距離が無限遠のときの収差図である。
図５は本発明の実施例３のレンズ断面図、図６は本発明の実施例３の物体距離が無限遠のときの収差図である。
図７は本発明の実施例４のレンズ断面図、図８は本発明の実施例４の物体距離が無限遠のときの収差図である。
レンズ断面図において、左方が物体側（前側）で、右方が像側（後方）である。各実施例の撮影光学系は撮像装置に用いられるものである。
図１，図３，図５，図７のレンズ断面内において、Ｂ１は正の屈折力の前方レンズ群、Ｂ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｂ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｂ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｂ５は正の屈折力の第５レンズ群である。
第３、第４、第５レンズ群Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５で後群ＲＢを構成している。前方レンズ群Ｂ１は最も広い空気間隔とその次に広い空気間隔を境に正の屈折力の単一レンズより成る第１１レンズ群Ｂ１１、回折光学素子を有した正の屈折力の第１２レンズ群Ｂ１２、レンズ群Ｂ１３より成っている。ＳＰは開口絞りである。無限遠物点から至近距離物点へのフォーカシングは第２レンズ群Ｂ２を像面側へ移動させて行っている。また、第４レンズ群Ｂ４を光軸と略垂直方向の成分を持つように移動させて、像変位を行い、手ぶれ等による画像のぶれを補正している。
ＤＯＥは回折光学部であり、レンズ面上に形成した紫外線硬化型の樹脂より成る回折格子より成っている。
ここで回折光学素子は、レンズや平板等の光学部材とその面上に形成した回折光学部ＤＯＥより成っている。
図２、図４、図６、図８の収差図において、球面収差において実線はｄ線、二点鎖線はｇ線、一点鎖線はＣ線、点線はＦ線、鎖線は正弦条件であり、非点収差において実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を表し、倍率色収差に於いて二点鎖線はｇ線、一点鎖線はＣ線、点線はＦ線を表している。
本実施例では軸上、軸外ともに光線の光軸からの高さ、即ち、任意の像高に結像する光束のうち最も外周の光線の光軸からの距離が比較的長い、第１２レンズ群Ｂ１２に回折光学部ＤＯＥを設けて軸上色収差および倍率色収差を効果的に補正している。
ここで、回折光学部ＤＯＥの特性について説明する。
回折光学素子ＤＯＥは従来のガラスやプラスチック等による屈折とは異なる光学的特性を備えている。即ち、回折光学素子ＤＯＥは負の分散と異常分散性の特徴を持っている。具体的には、アッベ数νｄ＝−３．４５、部分分散比θｇｆ＝０．２９６となっている。
この光学性質を利用することによって撮影光学系の色収差を良好に補正している。
尚、本発明の撮影光学系に用いる回折光学素子は、そのピッチを光軸中心から周辺部にかけて変更することにより非球面の効果を持たせても良い。
そして、各実施例においては、回折光学部を物体側の面が凸形状の面に設けることで撮影光学系の像面に向かうあらゆる光線に対して回折光学部に入射する角度（入射角度）を小さくなるようにし回折効率を高く保つようにしている。
本発明に係る回折光学素子は光学面（レンズ面）に紫外線硬化型樹脂の層を回折光学面として添付する方法（いわゆるレプリカ非球面）で製造している。
紫外線硬化型の樹脂は耐紫外線性が弱い種類のものがあるため、光学系中に用いるときは、回折光学部ＤＯＥの物体側即ち光入射側に紫外線カットコートＲａを施したレンズを配置するのが良い。
つぎに本実施例に係る回折光学素子の製造方法について図１の実施例１を例にとり説明する。第１２ａレンズＧ１２ａ、及び第１２ｂレンズＧ１２ｂのレプリカ加工を施さない側の面に真空蒸着等の方法により反射防止コートを施している。
次に不図示の各々所定形状に加工されたレプリカ成形用回折格子型を用いて第１２ａレンズＧ１２ａ、第１２ｂレンズＧ１２ｂの他面にレプリカ回折格子を成形する。レプリカ回折格子は紫外線硬化型の樹脂材料であるため、成形時にはレプリカ回折格子型とは反対側のレンズ面側より紫外線照射をする。
したがって、レプリカ基盤ガラス材料は紫外線透過率の高い材料であることが望ましく、且つ、レプリカ成形面とは反対側のレンズ面には紫外線透過率の高いコーティングが施されていることが望ましい。紫外線透過率を高めることにより、樹脂の硬化時間を短縮することができ、樹脂の硬化不良、回折格子の面精度の不良等の問題も少なくなる。また、耐紫外線性を確保するために、レプリカ成形レンズである第１２ａレンズＧ１２ａ、第１２ｂレンズＧ１２ｂとは別に、紫外線を遮る手段を設けている。
従来の撮影光学系では、紫外線カット手段をほぼ屈折力のない保護フィルターとして構成していた。このため、光学部材の枚数が増加し、レンズ全長が長くなる等の問題があった。
本実施例では光学性能上、必要とされる最も物体側のレンズＢ１１の物体側のレンズ面または像側のレンズ面に紫外線カットコートを施してレンズ全長の増大を防止している。また、紫外線カット手段としての膜は可視光域の反射防止を兼ねた多層膜としている。
各実施例においては、第１１レンズ群Ｂ１１と第１２レンズ群Ｂ１２の間隔をＬ１、光学全長（第１レンズ面から像面までの距離）をＯＴＬ、第１１レンズ群Ｂ１１の焦点距離をｆ１１、物体距離無限遠での全系の焦点距離をｆ、回折光学部が施されている面の曲率半径をＲＤ、回折光学部から像面までの長さをＬ、回折光学部の光線有効径をφＤ、ＦナンバーをＦＮoＴ、回折光学部の回折面の回折作用に基づく焦点距離をｆｄ、前記回折光学部に入射する光線の回折部が施されている面の面法線に対する角度の絶対値の最大値をθｄとするとき
０．０５ ＜ Ｌ１／ＯＴＬ ＜ ０．２ ・・・（１）
０．３５ ＜ ｆ１１／ｆ ＜ ０．４８ ・・・（２）
０．５５ ＜ ＲＤ／Ｌ ＜ ２ ・・・（３）
０．７０ ＜ φＤ×ＦＮｏＴ／ｆ ＜ ０．８２ ・・・（４）
１０ ＜ ｆｄ／ｆ ＜ １００ ・・・（５）
θｄ ＜ １２° ・・・（６）
なる条件のうち１以上を満足するようにしている。
以下、上記条件式の技術的意味について説明する。
条件式（１）は光学全長（最も物体側のレンズ面から像面までの距離）ＯＴＬに対し、第１１レンズ群Ｂ１１と回折光学部を有する第１２レンズ群Ｂ１２との空気間隔Ｌ１との比を規定するものである。主に良好な色収差の補正効果を保ちつつ回折格子のエッジ等に撮影に関らない不要光が当たってフレアーの原因となるのを少なくするためのものである。条件式（１）の下限値を超えて第１１レンズ群Ｂ１１と第１２レンズ群Ｂ１２との空気間隔Ｌ１が小さくなりすぎると回折による収差補正の効果は大きくなるが、フレアーの発生が多くなってくる。条件式（１）の上限値を超えて第１１レンズ群Ｂ１１と第１２レンズ群Ｂ１２との空気間隔Ｌ１が大きくなるとフレアーの発生は小さくなるが、回折による収差補正効果が小さくなってくる。
条件式（２）は物体距離無限遠状態でのレンズ全系の焦点距離に対して前方レンズ群Ｂ１中最も物体側の第１１レンズ群Ｂ１１の焦点距離との比を規定するものである。条件式（２）の下限値を越えて前方レンズ群Ｂ１の正の屈折力が強くなりすぎると、光学全長の短縮及び第１１レンズ群Ｂ１１より像面側のレンズ外径の小型化及びレンズ重量の軽量化に有利となるが、球面収差やコマ収差等の発生が大きくなり光学性能が劣化する。
逆に条件式（２）の上限値を越えて前方レンズ群Ｂ１の正の屈折力が弱くなりすぎると、収差補正上は有利となるが光学全長が長くなると共に第１１レンズ群Ｂ１１より像面側のレンズ外径が大きくなり、レンズ重量が重くなってくる。
条件式（３）は回折光学部から像面までの長さに対して回折光学部を施すベースとなる面の曲率半径との比を規定するものである。条件式（３）の下限値を越えて回折光学部のベースとなる面の曲率半径が小さくなると及び条件式（３）の上限値を越えて回折光学部のベースとなる面の曲率半径が大きくなるとはどちらも回折光学部に入射する光線の回折光学部のベースとなる面の法線に対する角度が大きくなり回折効率が劣化してくる。さらに像面に到達する光束が回折格子エッジ部に入射したとき、そこを二次光源としてフレアーが多く発生し、逆光撮影時のフレアー成分が光学性能を劣化させる。
条件式（４）は物体距離無限遠状態での入射瞳径に対して回折光学部の光線有効径との比を規定するものである。条件式（４）の下限値を越えて回折光学部の光線有効径が小さくなると回折光学部を有するレンズ外径および回折光学部より像面側のレンズ面のレンズ外径が小型になる。それによってレンズ重量の軽量化に有利となり、又回折光学部の径が小さくなり、回折格子の加工が容易になるが、球面収差やコマ収差等の発生が大きくなり光学性能が劣化してくる。
条件式（４）の上限値を越えて回折光学部の光線有効径が大きくなると収差補正上は有利になるが、回折光学部を有するレンズ外径および回折光学部より像面側のレンズ外径が増大し、回折格子の加工が難しくなる。
条件式（５）は物体距離無限遠状態でのレンズ全系の焦点距離に対して前方レンズ群中の第１２レンズ群Ｂ１２に含まれている回折光学部の回折作用のみによる焦点距離ｆｄ（パワーの逆数）との比を規定するものである。条件式（５）の下限値を越えて焦点距離ｆｄが小さくなり、回折光学部の回折のパワーが強くなると、特に軸上色収差が過剰補正となり光学性能が劣化する。又条件式（５）の上限値を越えて焦点距離ｆｄが大きくなり、回折光学部の回折のパワーが弱くなると、特に軸上色収差が補正不足となり光学性能が劣化する。
条件式（６）は回折光学部へ入射する光線の角度の最大値を規定するものである。条件式（６）の上限値を越えて入射角θｄが大きくなりすぎると回折効率が低下し、光学性能が劣化する。
尚、更に好ましくは条件式（１）〜（６）の数値範囲を次の如くするのが良い。
０．０５５ ＜ Ｌ１／ＯＴＬ ＜ ０．１５ ・・・（１ａ）
０．３６ ＜ ｆ１１／ｆ ＜ ０．４６ ・・・（２ａ）
０．５７ ＜ ＲＤ／Ｌ ＜ １．５ ・・・（３ａ）
０．７２ ＜ φＤ×ＦＮｏＴ／ｆ ＜ ０．８１ ・・・（４ａ）
１５ ＜ ｆｄ／ｆ ＜ ８０ ・・・（５ａ）
θｄ ＜ １１．５° ・・・（６ａ）
物体側から像側へ数えて実施例１では第１、第２、第３、第５レンズに、実施例２では第１、第２、第４、第７レンズに、実施例３では第１、第２、第３、第５、第９、第１５レンズに、実施例４では第１、第２、第４レンズに商品名ＦＫ５の材料を用いている。
これは体積の大きい前方レンズ群に比重の軽い硝材を用いることで、レンズ重量の軽量化を図りつつ色収差を補正するためである。硝材ＦＫ５は若干、異常分散性を持っているため色収差の補正に大変有利である。
次に本発明で用いる回折光学部の構成について説明する。
回折光学部の構成としては図９に示すようなエアギャップをはさんだ回折格子１０６、１０７より成る２層構成のものや、図１１に示すキノフォーム形状の回折格子１０３の１層構成のものや、図１３に示すような格子厚の異なる（又は、同一の）回折格子１０４、１０５の２つの層を積層した２層構成のものが適用可能である。
図９、図１１、図１３において１０２、１０２’は基材である。
図９の回折光学素子は基材（レンズ又は平板）１０２上に紫外線硬化樹脂からなる第１の回折格子１０６を形成し、基材（レンズ又は平板）１０２’上に紫外線硬化樹脂からなる第２の回折格子１０７を形成して構成している。
図１０は、図９に示す２つの回折格子１０６，１０７を用いた回折光学部の１次回折光の回折効率の波長依存特性の概略図である。
図１０からわかるように設計次数の回折効率は、使用波長全域で９５％以上の高い回折効率を有している。
図１２は図１１に示す１層構成の回折光学部の１次回折光の回折光率の波長依存特性の概略図である。実際の回折光学素子の構成は、基材（ガラス）の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂に波長５３０ｎｍで１次回折光の回折光率が１００％となるような格子厚ｄの回折格子１０３を形成して構成している。
図１２で明らかなように設計次数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の０次回折光と２次回折光の回折効率が増大している。
その設計次数以外の回折光の増加はフレアとなり、光学系の解像度を低下させる原因となってくる。
図１４は図１３に示す２つの回折格子１０４，１０５を積層した積層型の回折光学部の１次回折光の回折効率の波長依存特性の概略図である。
図１３の回折光学素子では基材１０２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を形成して構成している。この材質の組み合わせでは、第１の回折格子１０４の格子厚ｄｌはｄｌ＝１３．８μｍ、第２の回折格子１０５の格子厚ｄ２はｄ２＝１０．５μｍとしている。
図１４からわかるように積層構造の回折光学部にすることで、設計次数の回折効率は、使用波長全域で９５％以上の高い回折効率を有している。
次に、本発明の撮影光学系を用いた一眼レフカメラシステムの実施例を図１５を用いて説明する。
図１５において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明による撮影光学系を搭載した交換レンズ、１２は交換レンズ１１を通して得られる被写体像を記録するフィルムや撮像素子等の記録手段、１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系、１４は交換レンズ１１からの被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。
ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。
撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。
このように本発明の撮影光学系を一眼レフカメラ交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置が実現できる。
尚、本発明はクイックリターンミラーのないＳＬＲ（Single Lens Reflex）カメラにも同様に適用することができる。
以上のように各実施例によれば、回折光学素子を光学系中の適切の位置に設定することにより、より容易に回折光学素子を形成し、回折光学素子の格子部のエッジ等より発生するフレアーを極力小さく押さえ、かつ色収差が小さく良好なる光学性能を有し、コンパクトで軽量な撮影光学系及びそれを用いた撮像装置が得られる。
次に本発明の数値実施例を示す。尚、数値実施例においてｉは物体側からの順番を示し、ｒｉは物体側より順にｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より順にｉ番目のレンズ厚および空気間隔、ｎｉとνｉはそれぞれ物体側より順にｉ番目の材料のｄ線での屈折率とアッベ数である。
また、回折光学部の形状は、基準波長（ｄ線）をλｏ、光軸からの距離をｈ、位相をΦ（ｈ）としたとき、
Φ（ｈ）＝２πλｏ（Ｃｌ・ａ2＋Ｃ２・ｈ4＋Ｃ３・ｈ6＋…）
なる式で表される。
ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。ＢＦはバックフォーカスである。各数値実施例の屈折力のない最後の２つの面は設計上用いたガラスブロックの面（ダミー面）である。又、前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。
数値実施例１
f=780.0 Fno=1:5.8 2ω=3.2°
r 1= 183.804 d 1= 20.13 n 1=1.48749 ν 1=70.2
r 2= -601.516 d 2= 45.34
r 3= 125.453 d 3= 9.10 n 2=1.48749 ν 2=70.2
r 4= 275.000(回折面)d 4= 8.19 n 3=1.48749 ν 3=70.2
r 5=1443593.587 d 5= 2.72
r 6= -540.021 d 6= 4.80 n 4=1.83481 ν 4=42.7
r 7= 183.239 d 7= 58.63
r 8= 74.687 d 8= 11.12 n 5=1.48749 ν 5=70.2
r 9= 363.443 d 9= 0.49
r10= 71.399 d10= 5.00 n 6=1.69680 ν 6=55.5
r11= 49.913 d11= 41.54
r12= 853.454 d12= 3.50 n 7=1.43387 ν 7=95.1
r13= 84.048 d13= 51.65
r14= 0.000(絞り) d14= 24.20
r15= 112.962 d15= 1.72 n 8=1.84666 ν 8=23.9
r16= 31.965 d16= 4.68 n 9=1.51742 ν 9=52.4
r17= -74.630 d17= 1.32
r18= 59.912 d18= 3.66 n10=1.74950 ν10=35.3
r19= -56.359 d19= 1.72 n11=1.72916 ν11=54.7
r20= 46.800 d20= 1.52
r21= -101.849 d21= 1.72 n12=1.83481 ν12=42.7
r22= 63.831 d22= 2.09
r23= 170.199 d23= 4.44 n13=1.63980 ν13=34.5
r24= -22.060 d24= 1.85 n14=1.71300 ν14=53.9
r25= -145.542 d25= 43.14
r26= -133.256 d26= 4.70 n15=1.51742 ν15=52.4
r27= -44.932 d27= 2.36
r28= ∞ d28= 2.64 n16=1.51633 ν16=64.1
r29= ∞ BF= 96.82


数値実施例２
f=590.0 FNo=1:4.1 2ω= 4.2°
r 1= 138.257 d 1= 26.59 n 1=1.48749 ν 1=70.2
r 2= -701.408 d 2= 31.83
r 3= 111.640 d 3= 9.11 n 2=1.48749 ν 2=70.2
r 4= 200.000(非球面)d 4= 6.53 n 3=1.51633 ν 3=64.1
r 5= 568.750 d 5= 5.89
r 6= -419.970 d 6= 4.00 n 4=1.83481 ν 4=42.7
r 7= 140.715 d 7= 11.99
r 8= 89.279 d 8= 18.63 n 5=1.48749 ν 5=70.2
r 9= 4643.475 d 9= 0.37
r10= 62.003 d10= 5.30 n 6=1.69680 ν 6=55.5
r11= 48.853 d11= 43.49
r12= 543.496 d12= 3.00 n 7=1.57501 ν 7=41.5
r13= 7749.702 d13= 1.50 n 8=1.48749 ν 8=70.2
r14= 83.522 d14= 35.31
r15= 0.000(絞り) d15= 19.51
r16= 84.207 d16= 1.30 n 9=1.84666 ν 9=23.9
r17= 32.197 d17= 5.77 n10=1.51742 ν10=52.4
r18= -205.995 d18= 7.06
r19= 84.018 d19= 3.79 n11=1.74950 ν11=35.3
r20= -69.512 d20= 1.30 n12=1.72916 ν12=54.7
r21= 50.426 d21= 2.28
r22= -82.881 d22= 1.30 n13=1.83481 ν13=42.7
r23= 100.451 d23= 4.61
r24= 208.189 d24= 5.28 n14=1.63980 ν14=34.5
r25= -27.377 d25= 1.40 n15=1.72916 ν15=54.7
r26= -146.056 d26= 27.08
r27= 3367.007 d27= 5.50 n16=1.51742 ν16=52.4
r28= -52.555 d28= 2.38
r29= ∞ d29= 2.00 n17=1.51633 ν17=64.1
r30= ∞ BF= 89.64


数値実施例３
f=493.4 FNo=1:4.1 2ω=5.0°
r 1= 123.826 d 1= 21.38 n 1=1.48749 ν 1=70.2
r 2= -757.722 d 2= 30.15
r 3= 90.033 d 3= 8.72 n 2=1.48749 ν 2=70.2
r 4= 141.947(回折面)d 4= 8.77 n 3=1.48749 ν 3=70.2
r 5= 440.864 d 5= 4.49
r 6= -446.937 d 6= 4.50 n 4=1.83400 ν 4=37.2
r 7= 128.370 d 7= 12.00
r 8= 76.068 d 8= 12.35 n 5=1.48749 ν 5=70.2
r 9= 4330.731 d 9= 0.31
r10= 49.713 d10= 4.50 n 6=1.64000 ν 6=60.1
r11= 38.649 d11= 35.82
r12= 298.988 d12= 3.20 n 7=1.43387 ν 7=95.1
r13= 53.126 d13= 25.00
r14= 0.000(絞り) d14= 21.00
r15= 62.037 d15= 1.40 n 8=1.85026 ν 8=32.3
r16= 27.190 d16= 4.66 n 9=1.48749 ν 9=70.2
r17= -240.785 d17= 1.30
r18= 71.658 d18= 2.84 n10=1.76182 ν10=26.5
r19= -172.392 d19= 1.40 n11=1.71300 ν11=53.9
r20= 38.639 d20= 3.77
r21= -64.027 d21= 1.40 n12=1.88300 ν12=40.8
r22= 106.220 d22= 1.69
r23= 117.854 d23= 5.95 n13=1.67270 ν13=32.1
r24= -27.657 d24= 1.50 n14=1.77250 ν14=49.6
r25= -221.098 d25= 13.80
r26= 169.903 d26= 6.89 n15=1.48749 ν15=70.2
r27= -47.006 d27= 2.50
r28= ∞ d28= 1.67 n16=1.51633 ν16=64.1
r29= ∞ BF= 59.25


数値実施例４
f=780.0 FNo=1:5.8 2ω=3.2°
r 1= 174.843 d 1= 19.84 n 1=1.48749 ν 1=70.2
r 2= -951.762 d 2= 30.00
r 3= 135.753 d 3= 15.66 n 2=1.48749 ν 2=70.2
r 4= 400.000(回折面)d 4= 4.79
r 5= -1504.017 d 5= 4.80 n 3=1.83481 ν 3=42.7
r 6= 233.061 d 6= 78.72
r 7= 85.712 d 7= 12.17 n 4=1.48749 ν 4=70.2
r 8= 423.114 d 8= 0.49
r 9= 70.264 d 9= 5.00 n 5=1.69680 ν 5=55.5
r10= 50.624 d10= 56.86
r11= 672.609 d11= 3.50 n 6=1.43387 ν 6=95.1
r12= 75.917 d12= 30.31
r13= 0.000(絞り) d13= 24.20
r14= 133.707 d14= 1.72 n 7=1.84666 ν 7=23.9
r15= 37.012 d15= 5.91 n 8=1.51742 ν 8=52.4
r16= -135.367 d16= 20.00
r17= 79.937 d17= 5.01 n 9=1.74950 ν 9=35.3
r18= -43.443 d18= 1.72 n10=1.72916 ν10=54.7
r19= 42.446 d19= 2.75
r20= -74.526 d20= 1.72 n11=1.83481 ν11=42.7
r21= 106.601 d21= 2.09
r22= 90.975 d22= 5.19 n12=1.63980 ν12=34.5
r23= -30.531 d23= 1.85 n13=1.71300 ν13=53.9
r24= -74.543 d24= 43.14
r25= -102.722 d25= 3.89 n14=1.51742 ν14=52.4
r26= -47.721 d26= 2.36
r27= ∞ d27= 2.64 n15=1.51633 ν15=64.1
r28= ∞ BF= 75.76

数値実施例１の材料の屈折率
d g c f
G 1 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 2 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 3 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 4 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G 5 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 6 1.696797 1.712339 1.692974 1.705522
G 7 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 8 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G 9 1.517417 1.529804 1.514444 1.524313
G10 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G11 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G12 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G13 1.639799 1.663933 1.634375 1.652939
G14 1.712995 1.729435 1.708974 1.722210
G15 1.517417 1.529804 1.514444 1.524313
G16 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905

数値実施例２の材料の屈折率
d g c f
G 1 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 2 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 3 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
G 4 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G 5 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 6 1.696797 1.712339 1.692974 1.705522
G 7 1.575006 1.592745 1.570902 1.584756
G 8 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 9 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G10 1.517417 1.529804 1.514444 1.524313
G11 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G12 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G13 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G14 1.639799 1.663933 1.634375 1.652939
G15 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G16 1.517417 1.529804 1.514444 1.524313
G17 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905

数値実施例３の材料の屈折率
d g c f
G 1 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 2 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 3 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 4 1.834000 1.862781 1.827376 1.849819
G 5 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 6 1.639999 1.653107 1.636730 1.647384
G 7 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 8 1.850259 1.884505 1.842582 1.868918
G 9 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G10 1.761821 1.799923 1.753567 1.782296
G11 1.712995 1.729435 1.708974 1.722210
G12 1.882997 1.910497 1.876560 1.898221
G13 1.672700 1.700114 1.666607 1.687564
G14 1.772499 1.791972 1.767798 1.783374
G15 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G16 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905

数値実施例４の材料の屈折率
d g c f
G 1 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 2 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 3 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G 4 1.487490 1.495964 1.485344 1.492285
G 5 1.696797 1.712339 1.692974 1.705522
G 6 1.433870 1.439490 1.432480 1.437040
G 7 1.846660 1.893856 1.836554 1.871929
G 8 1.517417 1.529804 1.514444 1.524313
G 9 1.749500 1.776810 1.743260 1.764470
G10 1.729157 1.745696 1.725101 1.738436
G11 1.834807 1.859527 1.828974 1.848514
G12 1.639799 1.663933 1.634375 1.652939
G13 1.712995 1.729435 1.708974 1.722210
G14 1.517417 1.529804 1.514444 1.524313
G15 1.516330 1.526214 1.513855 1.521905
Figure 2006317605
本発明の数値実施例１のレンズ断面図 本発明の数値実施例１の物体無限遠の収差図 本発明の数値実施例２のレンズ断面図 本発明の数値実施例２の物体無限遠の収差図 本発明の数値実施例３のレンズ断面図 本発明の数値実施例３の物体無限遠の収差図 本発明の数値実施例４のレンズ断面図 本発明の数値実施例４の物体無限遠の収差図 本発明に係る回折光学素子の説明図 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性の説明図 本発明に係る回折光学素子の説明図 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性の説明図 本発明に係る回折光学素子の説明図 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性の説明図 本発明の撮像装置の要部概略図
符号の説明
Ｂ１ 前方レンズ群
Ｂ２ 第２レンズ群
Ｂ３ 第３レンズ群
Ｂ４ 第４レンズ群
Ｂ５ 第５レンズ群
Ｂ１１ 第１１レンズ群
Ｂ１２ 第１２レンズ群
Ｂ１３ 第１３レンズ群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
ＤＯＥ 回折光学部

Claims (9)

  1. 物体側より像側へ順に、正の屈折力の前方レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群を有する撮影光学系において、前記前方レンズ群は物体側より像側へ順に単レンズよりなる正の屈折力の第１１レンズ群と回折光学部を含む正の屈折力の第１２レンズ群と負の屈折力の第１３レンズ群より成り、前記回折光学部は物体側に凸形状であり、前記第１１レンズ群と前記第１２レンズ群との間隔をＬ１、光学全長をＯＴＬとするとき、
    ０．０５ ＜ Ｌ１／ＯＴＬ ＜ ０．２
    なる条件を満足することを特徴とする撮影光学系。
  2. 物体側より像側へ順に、正の屈折力の前方レンズ群とフォーカスの為に光軸方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群、１以上のレンズ群を含む後群を有する撮影光学系において、前記前方レンズ群は、最も広い空気間隔とその次に広い空気間隔を境に物体側より像側へ順に単レンズよりなる正の屈折力の第１１レンズ群と回折光学部を含む正の屈折力の第１２レンズ群と負の屈折力の第１３レンズ群より成り、前記回折光学部は物体側に凸形状であり、前記第１１レンズ群と前記第１２レンズ群との間隔をＬ１、光学全長をＯＴＬとするとき、
    ０．０５ ＜ Ｌ１／ＯＴＬ ＜ ０．２
    なる条件を満足することを特徴とする撮影光学系。
  3. 前記第１１レンズ群の焦点距離をｆ１１、物体距離無限遠での全系の焦点距離をｆとするとき、
    ０．３５ ＜ ｆ１１／ｆ ＜ ０．４８
    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. 前記回折光学部が施されている面の曲率半径をＲＤ、前記回折光学部から像面までの長さをＬとするとき、
    ０．５５ ＜ ＲＤ／Ｌ ＜ ２
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２又は３の撮影光学系。
  5. 前記回折光学部の光線有効径をφＤ、物体距離無限遠での全系の焦点距離をｆ、ＦナンバーをＦＮｏＴとするとき、
    ０．７０ ＜ φＤ×ＦＮｏＴ／ｆ ＜ ０．８２
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２、３又は４の撮影光学系。
  6. 前記回折光学部の回折面の回折作用に基づく焦点距離をｆｄ、物体距離無限遠での全系の焦点距離をｆとするとき、
    １０ ＜ ｆｄ／ｆ ＜ １００
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の撮影光学系。
  7. 前記回折光学部に入射する光線の回折光学部が施されている面の面法線に対する角度の絶対値の最大値をθｄとするとき
    θｄ ＜ １２°
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項の撮影光学系。
  8. 前記後群は、光軸と垂直方向の成分を持つように移動して、像位置を変化させるレンズ群を有していることを特徴とする請求項２の撮影光学系。
  9. 請求項１から８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を有していることを特徴とする撮像装置。
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