JP5213514B2 - 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に関し、例えば銀塩写真用カメラや、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用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。
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がよく知られている。
従来より色収差を、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。その反面、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、蛍石の比重は３．１８であり、商品名ＦＫ０１の比重は３．６３である。これらに対し、異常部分分散性の小さい商品名ＦＫ５の比重は２．４６であり、商品名ＢＫ７の比重は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。
色収差を補正する方法として、レンズ面やあるいは光学系の一部に、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（特許文献１〜５）。
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枚の正の屈折力の屈折型光学素子と、少なくとも１枚の負の屈折力の屈折型光学素子を用いて、明るく色収差が良好に補正された光学系を開示している。
特許文献２では、回折光学素子と屈折光学素子とを適切に組み合わせることで画面全体にわたり、高い光学性能を有した光学系を開示している。
特許文献３では、光学系の一部に回折光学部を導入し、回折光学的な作用と屈折系の色消し効果を組み合わせて広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を有するズームレンズを開示している。
特許文献４では、手ぶれ補正に用いる偏心レンズに回折光学部を少なくとも１つ設け、通常状態と手ぶれ補正状態のいずれにおいても諸収差が良好に補正された、軽量コンパクトなズームレンズを開示している。
特許文献５では、２つの回折光学部を用いることで、異常部分分散ガラスを用いずに、色収差を始めとする諸収差が良好に補正された大口径の望遠レンズを開示している。
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の望遠レンズ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ている。そして、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。
特開平０６−３２４２６２号公報
特開２００１−３２４６７４号公報
特開２００２−１０７６２４号公報
特開平０９−２６５０４２号公報
特開平１１−１０９２２２号公報
特開２０００−２５８６８５号公報
一般に光学系中に複数の回折光学素子（回折光学部）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。
しかしながら単に複数の回折光学部を光学系中に設けても、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光学系を得ることは難しい。
例えば軸上近軸光線と瞳近軸光線が光学系に入射するとき入射高（光軸からの高さ）が、共に大きい位置に複数の回折光学部を配置すれば、軸上色収差と倍率色収差の補正が容易となる。しかしながら大口径の望遠レンズに適用した場合、回折光学部の有効径が大きくなり、製造が困難になる。
このため、製造が容易で有効径が小さい複数の回折光学部を用いて軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正し、高い光学性能を得るには、複数の回折光学部を光学系中の適切な位置に配置することが重要になってくる。
本発明は、色収差を良好に補正し、高い光学性能を有したレンズ全長の短い撮影光学系及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
本発明に係る撮影光学系の代表的な構成は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、いずれかのレンズ群は、正の屈折力の第１の回折光学部を有し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の第２の回折光学部を有し、前記第２の回折光学部は前記第１の回折光学部よりも像側に配置されており、前記第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲ、前記第１の回折光学部と前記第２の回折光学部の光軸上の距離をＤＦＲ、前記第１の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＦとするとき、
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
５＜１／（φＦ・ＤＦＲ）＜５０
なる条件式を満足することを特徴としている。
また、本発明に係る撮影光学系の他の代表的な構成は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、いずれかのレンズ群は、正の屈折力の第１の回折光学部を有し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の第２の回折光学部を有し、前記第２の回折光学部は前記第１の回折光学部よりも像側に配置されており、前記第３レンズ群は、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して、光軸に対して垂直方向に像位置を変化させるレンズ群を有し、前記第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲ、前記第１の回折光学部と前記第２の回折光学部の光軸上の距離をＤＦＲとするとき、−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
なる条件式を満足することを特徴としている。
また、本発明に係る撮影光学系の他の代表的な構成は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより成り、前記第２レンズ群は１枚の負レンズより成り、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して光軸と垂直方向に像位置を変化させる防振レンズ群、複数のレンズを含む後方レンズ群より成り、いずれかのレンズ群は、正の屈折力の第１の回折光学部を有し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の第２の回折光学部を有し、前記第２の回折光学部は前記第１の回折光学部よりも像側に配置されており、前記第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲ、前記第１の回折光学部と前記第２の回折光学部の光軸上の距離をＤＦＲとするとき、
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
なる条件式を満足することを特徴としている。
また、本発明に係る撮影光学系の他の代表的な構成は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズより成り、前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズより成り、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して光軸に対して垂直方向に像位置を変化させる防振レンズ群、複数のレンズを含む後方レンズ群より成り、いずれかのレンズ群は、正の屈折力の第１の回折光学部を有し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の第２の回折光学部を有し、前記第２の回折光学部は前記第１の回折光学部よりも像側に配置されており、前記第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲ、前記第１の回折光学部と前記第２の回折光学部の光軸上の距離をＤＦＲとするとき、
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
なる条件式を満足することを特徴としている。
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
５＜１／（φＦ・ＤＦＲ）＜５０
なる条件式を満足することを特徴としている。
また、本発明に係る撮影光学系の他の代表的な構成は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、いずれかのレンズ群は、正の屈折力の第１の回折光学部を有し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の第２の回折光学部を有し、前記第２の回折光学部は前記第１の回折光学部よりも像側に配置されており、前記第３レンズ群は、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して、光軸に対して垂直方向に像位置を変化させるレンズ群を有し、前記第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲ、前記第１の回折光学部と前記第２の回折光学部の光軸上の距離をＤＦＲとするとき、−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
なる条件式を満足することを特徴としている。
また、本発明に係る撮影光学系の他の代表的な構成は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより成り、前記第２レンズ群は１枚の負レンズより成り、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して光軸と垂直方向に像位置を変化させる防振レンズ群、複数のレンズを含む後方レンズ群より成り、いずれかのレンズ群は、正の屈折力の第１の回折光学部を有し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の第２の回折光学部を有し、前記第２の回折光学部は前記第１の回折光学部よりも像側に配置されており、前記第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲ、前記第１の回折光学部と前記第２の回折光学部の光軸上の距離をＤＦＲとするとき、
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
なる条件式を満足することを特徴としている。
また、本発明に係る撮影光学系の他の代表的な構成は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズより成り、前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズより成り、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して光軸に対して垂直方向に像位置を変化させる防振レンズ群、複数のレンズを含む後方レンズ群より成り、いずれかのレンズ群は、正の屈折力の第１の回折光学部を有し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の第２の回折光学部を有し、前記第２の回折光学部は前記第１の回折光学部よりも像側に配置されており、前記第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲ、前記第１の回折光学部と前記第２の回折光学部の光軸上の距離をＤＦＲとするとき、
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
なる条件式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、高い光学性能を有したレンズ全長の短い撮影光学系及びそれを有する撮像装置が得られる。
本発明の撮影光学系は、物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する第２レンズ群、第３レンズ群から構成されている。
そして、いずれかのレンズ群中に正の屈折力の第１の回折光学部と、第３レンズ群中であって、第１の回折光学部よりも像側に負の屈折力の第２の回折光学部を有している。
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のレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例１の物体距離が無限遠のときと至近距離（像側から３．５ｍ）のときの収差図である。
図３は本発明の実施例２のレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例２の物体距離が無限遠のときと至近距離（像側から３．５ｍ）のときの収差図である。
図５は本発明の実施例３のレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例３の物体距離が無限遠のときと至近距離（像側から６ｍ）のときの収差図である。
図７は本発明の撮像装置の要部概略図である。
各実施例の撮影光学系はビデオカメラやデジタルカメラそして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系（光学系）である。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で右方が像側（後方）である。
レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２はフォーカスに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群である。
ＳＰは開放ナンバーの光束を規制するＦｎｏ絞り（開口絞り）である。
ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。
ＩＳは防振レンズ群であり、光軸に対し略垂直方向の成分を持つように移動して、光軸に対し垂直方向に像変移を行い、手ぶれ等による画像のぶれを補正している。
Ｌ３Ｒは複数のレンズを含む後方レンズ群である。ＤＦは第１の回折光学部、ＤＲは第２の回折光学部である。
第１、第２の回折光学部ＤＦ、ＤＲは、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。
図中の＊印はレンズ面が非球面形状であることをあらわしている。
各収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリジオナル像面、サジタル像面を表している。倍率色収差はｇ線であらわしている。
本発明に係る回折光学素子は例えば光学面（レンズ面）に紫外線硬化型樹脂より成る単一又は複数の回折格子の層を回折光学部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。
ここで、各実施例で用いている回折光学部の特性について説明する。
回折光学部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、回折光学部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。
各実施例では、この光学性質を有した回折光学部を２つ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部は、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。
各実施例の撮影光学系では、いずれかのレンズ群中に正の屈折力の第１の回折光学部ＤＦと、第３レンズ群中で且つ第１の回折光学部ＤＦよりも像側に負の屈折力の第２の回折光学部ＤＲを有している。
第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲとする。第１の回折光学部と第２の回折光学部の光軸上での距離をＤＦＲとする。
このとき
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５ ……（１）
なる条件式を満足している。
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５ ……（１）
なる条件式を満足している。
ここで回折光学部の屈折力φＤは次の如く求められる。回折光学部の回折格子の形状を基準波長（ｄ線）をλｄ、光軸からの距離をｈ、位相をφ（ｈ）とし、
φ（ｈ）＝（２π／λｄ）・（Ｃ2・ｈ2＋Ｃ4・ｈ4＋・・・Ｃ2・ｉ・ｈ2・ｉ＋）
なる式であらわしたとき、２次項の係数Ｃ2より屈折力φＤは、
φＤ＝−２・Ｃ2
となる。
φ（ｈ）＝（２π／λｄ）・（Ｃ2・ｈ2＋Ｃ4・ｈ4＋・・・Ｃ2・ｉ・ｈ2・ｉ＋）
なる式であらわしたとき、２次項の係数Ｃ2より屈折力φＤは、
φＤ＝−２・Ｃ2
となる。
一般に物体側に正の屈折力を有し、像側に負の屈折力を有するような、所謂テレフォトタイプの撮影光学系においては、レンズ全長を短縮すると色収差や基準波長の収差が悪化する傾向がある。
軸上色収差を補正するためには第１の回折光学部ＤＦを軸上光線高さが高いところに配置することが望ましい。
しかしながら、製造上容易な小径の回折光学部であるには像側に配置した方が好ましい。第１の回折光学部ＤＦを像側に配置するほど、残存する倍率色収差は大きくなるため、第２の回折光学部ＤＲの屈折力を強める必要がある。
条件式（１）は更にレンズ全長を短縮した際に補正しきれない倍率色収差を補正するための第２の回折光学部ＤＲと第１の回折光学部ＤＦの適切な屈折力配置を規定している。
条件式（１）の上限値を超えると倍率色収差の２次スペクトルが補正不足になり、又下限値を超えると補正過剰になる。
以上のように条件式（１）を満足することで、軸上色収差と倍率色収差を良好に補正している。
同理由から更に好ましくは条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−７ ……（１ａ）
以上のように各実施例によれば、製造が容易でレンズ全長が短い、色収差をはじめとした諸収差が良好に補正された、高性能な撮影光学系を得ることができる。
以上のように各実施例によれば、製造が容易でレンズ全長が短い、色収差をはじめとした諸収差が良好に補正された、高性能な撮影光学系を得ることができる。
各実施例において更に好ましくは、次の諸条件のうちの１以上を満足するのが良い。
第１の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＦとする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。全系の焦点距離をｆとする。物体側の第１面から第１の回折光学部ＤＦまでの光軸上での距離をＤＦとする。但し第１面は保護ガラスがあるときは保護ガラスの物体側の面である。第１レンズ群Ｌ１のうち、最も物体側に位置する正レンズの焦点距離をｆ１１とする。
第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に、物体側の面が凸形状の正の屈折力の第１レンズ、物体側の面が凸形状の正の屈折力の第２レンズが配置されている。但し、全系の焦点距離をｆ、レンズの焦点距離をｆａとするとき、最も物体側のレンズから該第２レンズまでの間に
３＜｜ｆａ｜／ｆ ……（５）
なる条件式を満足するレンズ（光学素子）を除くものとする。
３＜｜ｆａ｜／ｆ ……（５）
なる条件式を満足するレンズ（光学素子）を除くものとする。
このとき第１レンズと第２レンズの合成焦点距離をｆｐとする。但し、合成焦点距離ｆｐは第１レンズ、第２レンズが他のレンズと接合されているときは接合面を分離して境界面を空気としたときの該第１レンズと第２レンズの合成焦点距離とする。
レンズの焦点距離をｆｎとするとき最も物体側のレンズから
−１．０＜ｆｎ／ｆ ……（９）
なる条件式を満足する負レンズより物体側に位置するレンズの合成焦点距離をｆｐｐとする。すなわち、焦点距離の絶対値が全系の焦点距離の絶対値よりも小さい負レンズのうち最も物体側に位置する負レンズの物体側に配置されているレンズの合成焦点距離をｆｐｐとする。
このとき、
５＜１／（φＦ・ＤＦＲ）＜５０ ……（２）
０．１０＜ｆ１／ｆ＜０．５１ ……（３）
０．１＜ＤＦ／ｆ＜０．４ ……（４）
０．１＜ｆ１１／ｆ＜０．５ ……（６）
０．０５＜ｆｐ／ｆ＜０．３０ ……（７）
０．０５＜ｆｐｐ／ｆ＜０．３０ ……（８）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
−１．０＜ｆｎ／ｆ ……（９）
なる条件式を満足する負レンズより物体側に位置するレンズの合成焦点距離をｆｐｐとする。すなわち、焦点距離の絶対値が全系の焦点距離の絶対値よりも小さい負レンズのうち最も物体側に位置する負レンズの物体側に配置されているレンズの合成焦点距離をｆｐｐとする。
このとき、
５＜１／（φＦ・ＤＦＲ）＜５０ ……（２）
０．１０＜ｆ１／ｆ＜０．５１ ……（３）
０．１＜ＤＦ／ｆ＜０．４ ……（４）
０．１＜ｆ１１／ｆ＜０．５ ……（６）
０．０５＜ｆｐ／ｆ＜０．３０ ……（７）
０．０５＜ｆｐｐ／ｆ＜０．３０ ……（８）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
条件式（２）は第１の回折光学部で軸上色収差と倍率色収差を補正するための適切な屈折力配置を規定したものである。条件式（２）の上限値を超えると、軸上色収差の２次スペクトルが補正過剰になり、又下限値を超えると補正不足になる。
更に好ましくは条件式（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。以下の条件式（２ａ）を満足するとよい。
７＜１／（φＦ・ＤＦＲ）＜４３ ……（２ａ）
条件式（３）はレンズ全長を短縮する際に適切な、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定したものである。条件式（３）の上限値を超えると、レンズ全長の短縮が十分に行えなくなる。又、下限値を超えると第１レンズ群Ｌ１中の正レンズのレンズ面の曲率がきつくなりすぎ、加工が困難になったり、製造敏感度が高くなりすぎるので好ましくない。
条件式（３）はレンズ全長を短縮する際に適切な、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定したものである。条件式（３）の上限値を超えると、レンズ全長の短縮が十分に行えなくなる。又、下限値を超えると第１レンズ群Ｌ１中の正レンズのレンズ面の曲率がきつくなりすぎ、加工が困難になったり、製造敏感度が高くなりすぎるので好ましくない。
同理由から更に好ましくは条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．２０＜ｆ１／ｆ＜０．５１ ……（３ａ）
条件式（４）は第１の回折光学部ＤＦの光路中の適切な配置を規定したものである。条件式（４）の上限値を超えると軸上光線高さが低くなり、軸上色収差を十分に補正できなくなる。
条件式（４）は第１の回折光学部ＤＦの光路中の適切な配置を規定したものである。条件式（４）の上限値を超えると軸上光線高さが低くなり、軸上色収差を十分に補正できなくなる。
又、下限値を超えると第１の回折光学部ＤＦの有効径が大きくなり、製造が困難になってくる。
また、各実施例は、第１レンズ群Ｌ１が物体側から像側へ順に、物体側の面が凸形状の正の第１レンズＬ１１、物体側の面が凸形状の正の第２レンズＬ１２を配置している。レンズ全長を短縮するためには、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力を強くする必要があるのと同時に、第１レンズ群Ｌ１内をテレフォトタイプにして、主点を物体側に出し、相対的に光学系を像面寄りに押し込める必要がある。
そのために、第１レンズ群Ｌ１の物体側から数えて２枚目までのレンズを物体側の面が凸形状の正レンズで構成している。但し、前述したように最も物体側から第２レンズまでの間に条件式（５）を満足するレンズ（光学素子）が存在する場合はこのレンズを除いて考えている。
ここで条件式（５）は物体側に存在する可能性のあるレンズのうち、保護ガラス等と解釈できるか否かの閾値を規定しているものである。この条件式（５）を満足する光学素子は光学全長短縮の観点からは無視して考えるべきものである。
条件式（６）は第１レンズ群Ｌ１内をテレフォトタイプにするために必要な第１レンズＬ１１の屈折力を規定したものである。条件式（６）の上限値を超えるとレンズ全長の短縮が十分に行えなくなる。又、下限値を超えると正レンズのレンズ面の曲率がきつくなりすぎ、加工が困難になったり、製造敏感度が高くなりすぎ好ましくない。
条件式（７）は第１レンズ群Ｌ１内をテレフォトタイプにするために必要な正の屈折力の第１レンズＬ１１と正の屈折力の第２レンズＬ１２の合成屈折力を規定したものである。条件式（７）の上限値を超えるとレンズ全長の短縮が十分に行えなくなる。又、下限値を超えると正レンズのレンズ面の曲率がきつくなりすぎ、加工が困難になったり、製造敏感度が高くなりすぎ好ましくない。
条件式（８）は第１レンズ群Ｌ１内をテレフォトタイプにするために必要な第１レンズ群Ｌ１中の物体側の正レンズ群の合成屈折力を規定したものである。条件式（９）を満足する負レンズよりも物体側で、正の屈折力を大きくすることで第１レンズ群Ｌ１内をより強いテレフォトタイプにしている。
条件式（８）の上限値を超えるとレンズ全長の短縮が十分に行えなくなる。又、下限値を超えると正レンズのレンズ面の曲率がきつくなりすぎ、加工が困難になったり、製造敏感度が高くなりすぎ好ましくない。
尚、更に好ましくは前述した条件式（４）、（６）、（７）、（８）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．１２＜ＤＦ／ｆ＜０．３９ ……（４ａ）
０．２０＜ｆ１１／ｆ＜０．４９ ……（６ａ）
０．１００＜ｆｐ／ｆ＜０．２９５ ……（７ａ）
０．１００＜ｆｐｐ／ｆ＜０．２９５ ……（８ａ）
また、各実施例は第１レンズ群Ｌ１中に非球面を有している。レンズ全長を短縮していくと色収差の悪化が顕著になってくるが、その色収差を回折光学部等で補正して、更にレンズ全長を短縮していくと、今度は基準波長の収差補正が困難になってくる。
０．２０＜ｆ１１／ｆ＜０．４９ ……（６ａ）
０．１００＜ｆｐ／ｆ＜０．２９５ ……（７ａ）
０．１００＜ｆｐｐ／ｆ＜０．２９５ ……（８ａ）
また、各実施例は第１レンズ群Ｌ１中に非球面を有している。レンズ全長を短縮していくと色収差の悪化が顕著になってくるが、その色収差を回折光学部等で補正して、更にレンズ全長を短縮していくと、今度は基準波長の収差補正が困難になってくる。
望遠型の撮影レンズでは特に球面収差、コマ収差が多く発生してくる。そこで第１レンズ群Ｌ１中に非球面を設けることにより、球面収差、コマ収差などを良好に補正している。もちろん、更なる収差補正を良好に行うためには、非球面を複数用いても構わない。
また、各実施例は、第１、第２の回折光学部ＤＦ、ＤＲのいずれかが接合レンズ面中に存在している。接合レンズ面中に回折光学部を有することで環境変化に対して回折光学部を構成する材料の形状や屈折率の変化を低減している。
また、各実施例は、第２レンズ群が負の屈折力を有し、第３レンズ群が負の屈折力を有している。レンズ全長を短縮する際に、光学系全体をより強いテレフォトタイプにする必要があり、特に第３レンズ群Ｌ３に負の屈折力を配置してレンズ全長の短縮を容易にしている。
また、各実施例は、第３レンズ群Ｌ３中に手ぶれ防止のために光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動可能な防振レンズ群ＩＳを有している。防振レンズ群ＩＳを第３レンズ群Ｌ３中に導入することで、防振レンズ群ＩＳの小径化、軽量化を容易にしている。
以下、各実施例の撮影光学系のレンズ構成について説明する。
以下、断りがない限り、各レンズ群及び各レンズは物体側から像側に順に配置されているものとする。
図１に示す実施例１は、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、無限遠物体から至近距離物体へのフォーカスに際して像側に移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、開口絞りＳＰと防振レンズ群ＩＳを有する負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３で構成されている。
第１レンズ群Ｌ１は像側に比べ物体側に強い屈折力の面を有する正レンズ、像側に比べ物体側に強い屈折力の面を有する正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズから構成されている。
第１レンズ群Ｌ１中の各レンズの物体側の面は非球面形状であり、これによって全長の短縮時に発生する球面収差、コマ収差、像面湾曲等を補正している。
また、第１レンズ群Ｌ１中の最も像側の接合レンズの接合面に正の屈折力の第１の回折光学部ＤＦを導入し、全長の短縮時に発生する軸上色収差及び倍率色収差を補正している。
第２レンズ群Ｌ２は１枚の負レンズから構成されている。第２フォーカス群Ｌ２はフォーカス時の色収差の変動を少なくするために低分散な材料を用いている。
第３レンズ群Ｌ３は開口絞りＳＰ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、防振レンズ群ＩＳを備えている。防振レンズ群ＩＳは正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズより構成されている。
防振レンズ群ＩＳは光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動している。これによって光軸に対し垂直方向に結像位置を変移させている。
そして防振レンズ群ＩＳに続く像側に第３Ｒレンズ群（後方レンズ群）Ｌ３Ｒを備えている。第３Ｒレンズ群Ｌ３Ｒは１つの非球面形状の面と負の屈折力の第２の回折光学部ＤＲとを有している。
第３Ｒレンズ群Ｌ３Ｒは具体的に正レンズと像側の面が非球面形状の負レンズとを接合した接合レンズ、正レンズ、物体側の面に負の屈折力の第２の回折光学部ＤＲを有する負レンズ、正レンズより構成されている。
第２の回折光学部ＤＲは第１レンズ群Ｌ１で補正しきれない基準波長の収差、倍率色収差等をそれぞれ補正している。
尚、第１の回折光学部ＤＦ、第２の回折光学部ＤＲは共に回折効率を向上させるために、光線入射角が小さなレンズ面に導入している。また、色収差は第１の回折光学部ＤＦ、第２の回折光学部ＤＲで補正が容易なため、第１レンズ群Ｌ１中の正レンズに異常部分分散材料を用いていない。
図３に示す実施例２は、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、無限遠物体から至近距離物体へのフォーカスに際して像側に移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、開口絞りＳＰと防振レンズ群ＩＳを有する負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３で構成されている。
第１レンズ群Ｌ１は像側に比べ物体側に強い屈折力の面を有する正レンズ、像側に比べ物体側に強い屈折力の面を有する正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズから構成されている。
第１レンズ群Ｌ１中の各レンズの物体側の面は非球面形状であり、これによって全長の短縮時に発生する球面収差、コマ収差、像面湾曲等を補正している。
第２レンズ群Ｌ２は１枚の負レンズから構成されている。第２フォーカス群Ｌ２はフォーカス時の色収差の変動を少なくするために低分散な材料を用いている。
第３レンズ群Ｌ３は開口絞りＳＰ、負レンズと正レンズとを接合し、接合面に正の屈折力の第１の回折光学部ＤＦを有する接合レンズ、防振レンズ群ＩＳを備えている。防振レンズ群ＩＳは正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズより構成されている。
防振レンズ群ＩＳは光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動している。これによって光軸に対し垂直方向に結像位置を変移させている。
そして防振レンズ群ＩＳに続く像側に第３Ｒレンズ群（後方レンズ群）Ｌ３Ｒを備えている。第３Ｒレンズ群Ｌ３Ｒは１つの非球面形状の面と負の屈折力の第２の回折光学部ＤＲとを有している。
第３Ｒレンズ群Ｌ３Ｒは具体的に正レンズと像側の面が非球面形状の負レンズとを接合し、接合面に負の屈折力の第２の回折光学部ＤＲが形成された接合レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズより成っている。
第２の回折光学部ＤＲは第１レンズ群Ｌ１と第１の回折光学部ＤＦで補正しきれない基準波長の収差、倍率色収差等をそれぞれ補正している。
尚、第１の回折光学部ＤＦ、第２の回折光学部ＤＲは共に回折効率を向上させるために、光線入射角が小さなレンズ面に導入している。また、色収差は第１の回折光学部ＤＦ、第２の回折光学部ＤＲで補正が容易なため、第１レンズ群Ｌ１中の正レンズに異常部分分散材料を用いていない。尚、Ｇは保護ガラスである。
図５に示す実施例３は、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、無限遠物体から至近距離物体へのフォーカスに際して像側に移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、開口絞りＳＰと防振レンズ群ＩＳを有する負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３で構成されている。
第１レンズ群Ｌ１は像側に比べ物体側に強い屈折力の面を有する正レンズ、像側に比べ物体側に強い屈折力の面を有する正レンズ、両凹形状の負レンズ、正レンズ、負レンズから構成されている。
第１レンズ群Ｌ１中の３枚目の正レンズの物体側の面は非球面形状であり、これによって全長の短縮時に発生する球面収差、コマ収差、像面湾曲等を補正している。
第２レンズ群Ｌ２は正レンズと負レンズとを接合した接合レンズから構成されている。これにより、第２フォーカス群Ｌ２はフォーカス時の色収差の変動を少なくしている。
第３レンズ群Ｌ３は正レンズと負レンズとを接合し、接合面に正の屈折力の第１の回折光学部ＤＦを形成した接合レンズ、開口絞りＳＰ、物体側の面が非球面形状の負レンズと正レンズとを接合レンズ、防振レンズ群ＩＳを備えている。防振レンズ群ＩＳは正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズより構成されている。
防振レンズ群ＩＳは光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動している。これによって光軸に対し垂直方向に結像位置を変移させている。
そして防振レンズ群ＩＳに続く像側に第３Ｒレンズ群（後方レンズ群）Ｌ３Ｒを備えている。第３Ｒレンズ群Ｌ３Ｒは正レンズと負レンズとを接合し、接合面に負の屈折力の第２の回折光学部ＤＲを形成した接合レンズ、正レンズから構成されている。
第２の回折光学部ＤＲは第１レンズ群Ｌ１と第１の回折光学部ＤＦで補正しきれない基準波長の収差、倍率色収差等をそれぞれ補正している。
尚、第１の回折光学部ＤＦ、第２の回折光学部ＤＲは共に回折効率を向上させるために、光線入射角が小さなレンズ面に導入している。また、色収差は第１の回折光学部ＤＦ、第２の回折光学部ＤＲで補正が容易なため、第１レンズ群Ｌ１中の正レンズに異常部分分散材料を用いていない。尚、Ｇａ、Ｇｂは保護ガラスである。
次に本発明の数値実施例を示す。
数値実施例において画角は撮影全画角の半分を示し、単位は度である。ＢＦはバックフォーカスである。
数値実施例においてｉは物体側からの順番を示し、ｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ番目のレンズ厚または空気間隔、ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目のレンズの材質の屈折率とアッベ数である。また、非球面形状はレンズ面の中心部の曲率半径をＲとし、光軸方向をＸ軸とし、光軸と垂直方向をＹ軸とし、非球面係数をAi（i=1,2,3…）としたとき、
Ｘ＝ （１／Ｒ）Ｙ２
１＋｛１―（Ｋ＋１）(Ｙ／Ｒ)２｝１／２
＋Ａ４Ｙ４＋Ａ６Ｙ６＋Ａ８Ｙ８＋Ａ１０Ｙ１０＋・・・
であらわされるものとする。
Ｘ＝ （１／Ｒ）Ｙ２
１＋｛１―（Ｋ＋１）(Ｙ／Ｒ)２｝１／２
＋Ａ４Ｙ４＋Ａ６Ｙ６＋Ａ８Ｙ８＋Ａ１０Ｙ１０＋・・・
であらわされるものとする。
また、回折面の位相形状φは、光軸に対して垂直方向の高さをｈ、回折光の回折次数をｍ、設計波長をλ0、位相係数をAi（i=1,2,3…）としたとき、
φ（ｈ,ｍ）={２π／（ｍλ０）}（Ａ２Ｙ２＋Ａ４Ｙ４＋Ａ６Ｙ６＋・・・）
であらわされるものとする。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（５８７．５６ｎｍ）である。
φ（ｈ,ｍ）={２π／（ｍλ０）}（Ａ２Ｙ２＋Ａ４Ｙ４＋Ａ６Ｙ６＋・・・）
であらわされるものとする。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（５８７．５６ｎｍ）である。
但し、回折次数ｍは１に限定されるものではなく、回折格子ピッチを大きくして製造上有利にするために回折次数を２としてももちろん構わない。
各数値実施例の屈折力のない物体側又は／及び像側の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。
表１に上述した各条件式と数値実施例の関係を示す。
数値実施例 1
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 73.112 21.00 1.58913 61.2
2 -1322.126 4.60
3* 83.168 14.00 1.48749 70.2
4 -533.207 3.30 1.72047 34.7
5 180.994 11.00
6* 106.927 2.90 1.81600 46.6
7(回折) 33.000 12.00 1.48749 70.2
8 739.292 14.16
9 381.494 1.80 1.43387 95.1
10 43.029 15.0
11(絞り) ∞ 4.00
12 -3988.324 1.30 1.80518 25.4
13 36.825 4.70 1.51633 64.1
14 -52.605 2.30
15 158.812 3.30 1.75520 27.5
16 -46.914 1.30 1.80400 46.6
17 45.824 2.34
18 -500.040 1.30 1.80400 46.6
19 44.609 3.60
20 58.353 7.20 1.69895 30.1
21 -18.450 1.40 1.80400 46.6
22* 533.051 0.44
23 70.721 6.70 1.48749 70.2
24 -22.556 0.51
25(回折) -23.676 2.00 1.75500 52.3
26 274.950 0.50
27 150.614 4.46 1.51742 52.4
28 -44.409 0.50
29 ∞ 2.20 1.51633 64.1
30 ∞
非球面データ
第1面
K =-3.80170e-001 A 4= 3.64106e-008 A 6=-5.55794e-012
A8=-1.88086e-015 A10=-5.88570e-019
第3面
K =-1.96674e-001 A 4=-1.79459e-007 A 6=-1.31934e-011
A8=-2.41010e-015 A10= 7.40210e-018
第6面
K =-8.22364e-001 A 4= 1.37371e-007 A 6=-1.49825e-011
A8= 5.39419e-014 A10=-2.72334e-017
第7面(回折面)
A 2=-1.64314e-004 A 4=-3.22250e-008 A 6=-5.48933e-011
A 8= 3.44011e-014
第22面
K = 1.20870e+003 A 4=-1.46184e-006 A 6= 8.71861e-010
A8=-2.13699e-011 A10=-1.15137e-014
第25面(回折面)
A 2= 4.19026e-004 A 4=-3.40226e-007 A 6= 1.02290e-009
A 8= 3.19058e-012
各種データ
焦点距離 391.33
Fナンバー 4.12
画角 3.16
像高 21.64
レンズ全長 203.90
BF 54.09
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 110.19
2 9 -111.56
3 11 -67.00
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 73.112 21.00 1.58913 61.2
2 -1322.126 4.60
3* 83.168 14.00 1.48749 70.2
4 -533.207 3.30 1.72047 34.7
5 180.994 11.00
6* 106.927 2.90 1.81600 46.6
7(回折) 33.000 12.00 1.48749 70.2
8 739.292 14.16
9 381.494 1.80 1.43387 95.1
10 43.029 15.0
11(絞り) ∞ 4.00
12 -3988.324 1.30 1.80518 25.4
13 36.825 4.70 1.51633 64.1
14 -52.605 2.30
15 158.812 3.30 1.75520 27.5
16 -46.914 1.30 1.80400 46.6
17 45.824 2.34
18 -500.040 1.30 1.80400 46.6
19 44.609 3.60
20 58.353 7.20 1.69895 30.1
21 -18.450 1.40 1.80400 46.6
22* 533.051 0.44
23 70.721 6.70 1.48749 70.2
24 -22.556 0.51
25(回折) -23.676 2.00 1.75500 52.3
26 274.950 0.50
27 150.614 4.46 1.51742 52.4
28 -44.409 0.50
29 ∞ 2.20 1.51633 64.1
30 ∞
非球面データ
第1面
K =-3.80170e-001 A 4= 3.64106e-008 A 6=-5.55794e-012
A8=-1.88086e-015 A10=-5.88570e-019
第3面
K =-1.96674e-001 A 4=-1.79459e-007 A 6=-1.31934e-011
A8=-2.41010e-015 A10= 7.40210e-018
第6面
K =-8.22364e-001 A 4= 1.37371e-007 A 6=-1.49825e-011
A8= 5.39419e-014 A10=-2.72334e-017
第7面(回折面)
A 2=-1.64314e-004 A 4=-3.22250e-008 A 6=-5.48933e-011
A 8= 3.44011e-014
第22面
K = 1.20870e+003 A 4=-1.46184e-006 A 6= 8.71861e-010
A8=-2.13699e-011 A10=-1.15137e-014
第25面(回折面)
A 2= 4.19026e-004 A 4=-3.40226e-007 A 6= 1.02290e-009
A 8= 3.19058e-012
各種データ
焦点距離 391.33
Fナンバー 4.12
画角 3.16
像高 21.64
レンズ全長 203.90
BF 54.09
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 110.19
2 9 -111.56
3 11 -67.00
数値実施例 2
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 67.947 21.00 1.58913 61.2
2 -1067.199 4.60
3* 71.393 14.00 1.48749 70.2
4 -466.131 3.30 1.72047 34.7
5 146.322 11.00
6* 101.383 2.90 1.81600 46.6
7 28.613 12.00 1.48749 70.2
8 380.496 9.70
9 528.470 1.80 1.43387 95.1
10 39.257 15.00
11(絞り) ∞ 4.00
12 -686.669 1.30 1.80518 25.4
13(回折) 38.028 4.70 1.51633 64.1
14 -55.023 2.30
15 152.739 3.30 1.75520 27.5
16 -49.340 1.30 1.80400 46.6
17 57.702 2.34
18 -549.003 1.30 1.80400 46.6
19 41.800 2.30
20 57.991 7.20 1.69895 30.1
21(回折) -18.905 1.40 1.80400 46.6
22* 240.571 0.44
23 70.446 6.70 1.48749 70.2
24 -22.980 0.51
25 -26.601 2.00 1.75500 52.3
26 191.959 0.50
27 123.635 4.46 1.51742 52.4
28 -46.077 0.50
29 ∞ 2.20 1.51633 64.1
30 ∞
非球面データ
第1面
K =-4.31708e-001 A 4= 8.93092e-008 A 6=-2.67420e-012
A8=-1.95411e-015 A10=-5.81349e-019
第3面
K =-8.27850e-003 A 4=-2.97583e-007 A 6=-2.45283e-011
A8=-1.68847e-014 A10= 6.99477e-018
第6面
K =-6.97213e-001 A 4= 1.93364e-007 A 6=-9.66874e-011
A8= 2.35983e-013 A10=-8.78071e-017
第13面(回折面)
A 2=-1.55696e-003 A 4=-7.32191e-007 A 6= 2.29613e-009
A 8=-3.95691e-012
第21面(回折面)
A 2= 1.84875e-003 A 4= 9.82265e-007 A 6= 5.29582e-009
A 8=-2.58681e-011
第22面
K = 1.47785e+002 A 4=-7.35246e-007 A 6= 2.56212e-009
A8=-9.02985e-012 A10= 5.00606e-014
各種データ
焦点距離 391.05
Fナンバー 4.12
画角 3.17
像高 21.64
レンズ全長 202.24
BF 56.89
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 110.19
2 9 -97.50
3 11 -79.46
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 67.947 21.00 1.58913 61.2
2 -1067.199 4.60
3* 71.393 14.00 1.48749 70.2
4 -466.131 3.30 1.72047 34.7
5 146.322 11.00
6* 101.383 2.90 1.81600 46.6
7 28.613 12.00 1.48749 70.2
8 380.496 9.70
9 528.470 1.80 1.43387 95.1
10 39.257 15.00
11(絞り) ∞ 4.00
12 -686.669 1.30 1.80518 25.4
13(回折) 38.028 4.70 1.51633 64.1
14 -55.023 2.30
15 152.739 3.30 1.75520 27.5
16 -49.340 1.30 1.80400 46.6
17 57.702 2.34
18 -549.003 1.30 1.80400 46.6
19 41.800 2.30
20 57.991 7.20 1.69895 30.1
21(回折) -18.905 1.40 1.80400 46.6
22* 240.571 0.44
23 70.446 6.70 1.48749 70.2
24 -22.980 0.51
25 -26.601 2.00 1.75500 52.3
26 191.959 0.50
27 123.635 4.46 1.51742 52.4
28 -46.077 0.50
29 ∞ 2.20 1.51633 64.1
30 ∞
非球面データ
第1面
K =-4.31708e-001 A 4= 8.93092e-008 A 6=-2.67420e-012
A8=-1.95411e-015 A10=-5.81349e-019
第3面
K =-8.27850e-003 A 4=-2.97583e-007 A 6=-2.45283e-011
A8=-1.68847e-014 A10= 6.99477e-018
第6面
K =-6.97213e-001 A 4= 1.93364e-007 A 6=-9.66874e-011
A8= 2.35983e-013 A10=-8.78071e-017
第13面(回折面)
A 2=-1.55696e-003 A 4=-7.32191e-007 A 6= 2.29613e-009
A 8=-3.95691e-012
第21面(回折面)
A 2= 1.84875e-003 A 4= 9.82265e-007 A 6= 5.29582e-009
A 8=-2.58681e-011
第22面
K = 1.47785e+002 A 4=-7.35246e-007 A 6= 2.56212e-009
A8=-9.02985e-012 A10= 5.00606e-014
各種データ
焦点距離 391.05
Fナンバー 4.12
画角 3.17
像高 21.64
レンズ全長 202.24
BF 56.89
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 110.19
2 9 -97.50
3 11 -79.46
数値実施例 3
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 4.50 1.51633 64.1
2 ∞ 0.90
3 82.026 24.00 1.48749 70.2
4 -413.894 6.00
5 82.265 14.00 1.48749 70.2
6 903.282 3.66
7 -248.995 3.60 1.80440 39.6
8 79.040 0.14
9* 64.844 12.00 1.48749 70.2
10 -434.201 0.15
11 63.210 5.31 1.48749 70.2
12 45.003 14.00
13 216.033 4.60 1.80518 25.4
14 -380.150 2.20 1.83481 42.7
15 69.841 13.00
16 102.144 4.00 1.48749 70.2
17(回折) -203.882 2.00 1.48749 70.2
18 106.131 5.00
19(絞り) ∞ 5.00
20* 101.535 1.80 1.84666 23.9
21 49.835 7.20 1.71999 50.2
22 610.231 0.95
23 177.537 4.25 1.84666 23.9
24 -63.837 1.65 1.60311 60.6
25 139.970 5.52
26 -101.115 1.60 1.77250 49.6
27 51.973 2.82
28 132.984 9.30 1.71999 50.2
29(回折) -23.853 1.80 1.83400 37.2
30 -135.449 0.50
31 140.666 4.50 1.69680 55.5
32 570.782 2.00
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1
34 ∞
非球面データ
第9面
K = 3.04820e-001 A 4=-5.22383e-007 A 6=-2.26290e-011
A8=-8.15349e-014 A10= 2.65413e-017
第17面(回折面)
A 2=-3.57714e-004
第20面
K =-1.19549e+000 A 4= 1.17473e-006 A 6=-1.53315e-009
A8= 6.12386e-012 A10=-7.90439e-015
第29面(回折面)
A 2= 5.61458e-004
各種データ
焦点距離 293.27
Fナンバー 2.91
画角 4.22
像高 21.64
レンズ全長 230.16
BF 60.21
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 145.46
2 13 -122.40
3 16 -1076.00
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 4.50 1.51633 64.1
2 ∞ 0.90
3 82.026 24.00 1.48749 70.2
4 -413.894 6.00
5 82.265 14.00 1.48749 70.2
6 903.282 3.66
7 -248.995 3.60 1.80440 39.6
8 79.040 0.14
9* 64.844 12.00 1.48749 70.2
10 -434.201 0.15
11 63.210 5.31 1.48749 70.2
12 45.003 14.00
13 216.033 4.60 1.80518 25.4
14 -380.150 2.20 1.83481 42.7
15 69.841 13.00
16 102.144 4.00 1.48749 70.2
17(回折) -203.882 2.00 1.48749 70.2
18 106.131 5.00
19(絞り) ∞ 5.00
20* 101.535 1.80 1.84666 23.9
21 49.835 7.20 1.71999 50.2
22 610.231 0.95
23 177.537 4.25 1.84666 23.9
24 -63.837 1.65 1.60311 60.6
25 139.970 5.52
26 -101.115 1.60 1.77250 49.6
27 51.973 2.82
28 132.984 9.30 1.71999 50.2
29(回折) -23.853 1.80 1.83400 37.2
30 -135.449 0.50
31 140.666 4.50 1.69680 55.5
32 570.782 2.00
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1
34 ∞
非球面データ
第9面
K = 3.04820e-001 A 4=-5.22383e-007 A 6=-2.26290e-011
A8=-8.15349e-014 A10= 2.65413e-017
第17面(回折面)
A 2=-3.57714e-004
第20面
K =-1.19549e+000 A 4= 1.17473e-006 A 6=-1.53315e-009
A8= 6.12386e-012 A10=-7.90439e-015
第29面(回折面)
A 2= 5.61458e-004
各種データ
焦点距離 293.27
Fナンバー 2.91
画角 4.22
像高 21.64
レンズ全長 230.16
BF 60.21
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 145.46
2 13 -122.40
3 16 -1076.00
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７を用いて説明する。
図７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である。
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である。１４は交換レンズ１１からの被写体像を受光する記録手段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、回折光学部を光学系中の適切の位置に設定することにより、回折光学部の形成を容易にし、色収差が小さく良好なる光学性能を有した撮影光学系及びそれを用いた撮像装置が得られる。
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ３Ｒ 第３Ｒレンズ群（後方レンズ群）
ＳＰ 開口絞り
ＩＳ 防振レンズ群
ＩＰ 像面
＊ 非球面
ＤＦ 本発明に記載の第１の回折光学部
ＤＲ 本発明に記載の第２の回折光学部
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ３Ｒ 第３Ｒレンズ群（後方レンズ群）
ＳＰ 開口絞り
ＩＳ 防振レンズ群
ＩＰ 像面
＊ 非球面
ＤＦ 本発明に記載の第１の回折光学部
ＤＲ 本発明に記載の第２の回折光学部
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
Claims (14)
- 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、いずれかのレンズ群は、正の屈折力の第１の回折光学部を有し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の第２の回折光学部を有し、前記第２の回折光学部は前記第１の回折光学部よりも像側に配置されており、前記第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲ、前記第１の回折光学部と前記第２の回折光学部の光軸上の距離をＤＦＲ、前記第１の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＦとするとき、
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
５＜１／（φＦ・ＤＦＲ）＜５０
なる条件式を満足することを特徴とする撮影光学系。 - 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、全系の焦点距離をｆとするとき、
０．１０＜ｆ１／ｆ＜０．５１
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。 - 最も物体側の第１面から前記第１の回折光学部までの光軸上の距離をＤＦ、全系の焦点距離をｆとするとき、
０．１＜ＤＦ／ｆ＜０．４
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の撮影光学系。 - 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側の面が凸形状の正の屈折力の第１レンズ、物体側の面が凸形状の正の屈折力の第２レンズを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮影光学系。
- 前記第１レンズ群の最も物体側に位置する正レンズの焦点距離をｆ１１、全系の焦点距離をｆとするとき、
０．１＜ｆ１１／ｆ＜０．５
なる条件式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項に記載の撮影光学系。 - 前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆｐ、全系の焦点距離をｆとするとき、
０．０５＜ｆｐ／ｆ＜０．３０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載の撮影光学系。 - 焦点距離の絶対値が全系の焦点距離の絶対値よりも小さい負レンズのうち、最も物体側に位置する負レンズの物体側に配置されているレンズの合成焦点距離をｆｐｐ、全系の焦点距離をｆとするとき、
０．０５＜ｆｐｐ／ｆ＜０．３０
なる条件式を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮影光学系。 - 前記第３レンズ群は、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して、光軸に対して垂直方向に像位置を変化させるレンズ群を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮影光学系。
- 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより成り、前記第２レンズ群は１枚の負レンズより成り、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して光軸と垂直方向に像位置を変化させる防振レンズ群、複数のレンズを含む後方レンズ群より成ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮影光学系。
- 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズより成り、前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズより成り、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して光軸に対して垂直方向に像位置を変化させる防振レンズ群、複数のレンズを含む後方レンズ群より成ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮影光学系。
- 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、いずれかのレンズ群は、正の屈折力の第１の回折光学部を有し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の第２の回折光学部を有し、前記第２の回折光学部は前記第１の回折光学部よりも像側に配置されており、前記第３レンズ群は、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して、光軸に対して垂直方向に像位置を変化させるレンズ群を有し、前記第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲ、前記第１の回折光学部と前記第２の回折光学部の光軸上の距離をＤＦＲとするとき、
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
なる条件式を満足することを特徴とする撮影光学系。 - 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより成り、前記第２レンズ群は１枚の負レンズより成り、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して光軸と垂直方向に像位置を変化させる防振レンズ群、複数のレンズを含む後方レンズ群より成り、いずれかのレンズ群は、正の屈折力の第１の回折光学部を有し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の第２の回折光学部を有し、前記第２の回折光学部は前記第１の回折光学部よりも像側に配置されており、前記第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲ、前記第１の回折光学部と前記第２の回折光学部の光軸上の距離をＤＦＲとするとき、
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
なる条件式を満足することを特徴とする撮影光学系。 - 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカスの際に移動する負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズより成り、前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズより成り、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して光軸に対して垂直方向に像位置を変化させる防振レンズ群、複数のレンズを含む後方レンズ群より成り、いずれかのレンズ群は、正の屈折力の第１の回折光学部を有し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の第２の回折光学部を有し、前記第２の回折光学部は前記第１の回折光学部よりも像側に配置されており、前記第２の回折光学部の回折面の回折作用に基づく屈折力をφＲ、前記第１の回折光学部と前記第２の回折光学部の光軸上の距離をＤＦＲとするとき、
−２０＜１／（φＲ・ＤＦＲ）＜−５
なる条件式を満足することを特徴とする撮影光学系。 - 請求項１乃至１３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することを特徴とする撮像装置。
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2008
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