JPH11183800A

JPH11183800A - 回折屈折型リアアタッチメントレンズ

Info

Publication number: JPH11183800A
Application number: JP9366425A
Authority: JP
Inventors: Hideki Ogawa; 秀樹小川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-09
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: JP3359277B2; US6124981A

Abstract

(57)【要約】【課題】回折面を使用して諸収差を良好に補正する。【解決手段】撮影光学系である主レンズＭの像面側に
装着し、主レンズＭの焦点距離を長焦点距離側に拡大可
能なリアアタッチメントレンズであり、光軸に対して回
転対称形状の回折格子から成り設計回折次数の回折光に
対して負の屈折力を有する回折面Ｄを有し、ｈ_D を前記
負の屈折力を有する回折面へ入射する軸上近軸光線の光
軸からの高さ、Ｈ_D を前記負の屈折力を有する回折面へ
入射する瞳近軸光線の光軸からの高さとしたとき、下記
の条件式を満足するようにする。｜ｈ_D Ｈ_D ｜＞ｈ_D ²

Description

【発明の詳細な説明】

【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撮影光学系
である主レンズの像面側に装着し、主レンズの焦点距離
を長焦点距離に拡大可能で、屈折光学系と回折光学系を
組み合わせて結像性能を良好に補正する回折屈折型リア
アタッチメントレンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から撮影光学系である主レンズの像
面側に装着し、主レンズの焦点距離を長焦点距離に拡大
可能な種々のリアアタッチメントレンズが提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、リアアタッチ
メントレンズはそれ自体が無収差となるように設計され
ていたとしても、拡大倍率が大きくなるほど、それに比
例して主レンズの残存収差を拡大し画質を劣化させてい
る。例えば、拡大倍率が２倍であった場合は、単純にコ
マ収差や倍率色収差等の横収差は２倍に拡大され、画質
が劣化してゆくことになる。また、球面収差や像面湾曲
そして軸上色収差等の縦収差は、拡大倍率の自乗倍つま
り４倍に拡大されるが、リアアタッチメントレンズの場
合は主レンズのＦナンバーも２倍に拡大つまり暗くなる
ため、単位焦点深度当たりの収差は結局は２倍に拡大さ
れて悪化してゆくことになる。

【０００４】主レンズの残存収差の内、球面収差、コマ
収差、像面湾曲、そして軸上色収差等は、リアアタッチ
メントレンズのレンズ構成枚数を増加することにより、
逆補正を行うことも不可能ではないが、倍率色収差に関
しては、リアアタッチメントレンズに入射する軸上近軸
光線と瞳近軸光線の光軸からの高さの符号が常に同符号
であり、かつリアアタッチメントレンズが全体として比
較的強い負の屈折率を本質的に有すること、そして現存
する硝材のアッベ数が全て正の値であることから、倍率
色収差を補正することは原理的にも困難である。

【０００５】特に、リアアタッチメントレンズを使用す
ることの多い望遠レンズでは、焦点距離が延びるに従っ
て、色収差が悪化する傾向にある。そして、リアアタッ
チメントレンズを装着した際には、特に前述の拡大され
補正困難な倍率色収差が画質劣化の主原因となってお
り、倍率色収差を良好に補正したリアアタッチメントレ
ンズは実現していない。

【０００６】本発明の目的は、上述の従来例の欠点に着
目し、色収差を始めとする諸収差が良好に補正された高
性能なリアアタッチメントレンズを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る回折屈折型リアアタッチメントレンズ
は、撮影光学系である主レンズの像面側に装着し、主レ
ンズの焦点距離を長焦点距離側に拡大可能なリアアタッ
チメントレンズにおいて、光軸に対して回転対称形状の
回折格子から成る少なくとも１つの回折面を有し、前記
回折面の内の少なくとも１つの回折面は、設計回折次数
の回折光に対して負の屈折力を有する回折面であり、そ
の内の少なくとも１つの負の屈折力の回折面は、ｈ_D を
前記負の屈折力を有する回折面へ入射する軸上近軸光線
の光軸からの高さ、Ｈ_D を前記負の屈折力を有する回折
面へ入射する瞳近軸光線の光軸からの高さとしたとき、
下記の条件式を満足することを特徴とする。｜ｈ_D Ｈ_D ｜＞ｈ_D ²

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明の作用を説明するための
近軸配置概略図である。Ｍは主レンズ、Ａはリアアタッ
チメントレンズの屈折光学系部分、Ｄはリアアタッチメ
ントレンズに設けた回折面であり、Ｐは近軸軸上光線、
そしてＱは瞳近軸光線である。なお、ここでは問題を簡
単に扱うため、回折面Ｄは屈折光学系部分Ａの像面側に
配置されているものとし、主レンズＭ及び屈折光学系部
分Ａはそれぞれ薄肉単レンズとして考える。

【０００９】先ず、リアアタッチメントレンズに回折面
Ｄが無い場合を考える。主レンズＭとリアアタッチメン
トレンズの屈折光学系部分Ａについて、軸上色の収差係
数Ｌ及び倍率色の各収差係数Ｔの式を立てると、Ｌ＝ｈ_M ²φ_M ／ν_M ＋ｈ_A ²φ_A ／ν_A …(1) Ｔ＝ｈ_M Ｈ_M φ_M ／ν_M ＋ｈ_A Ｈ_A φ_A ／ν_A …(2) となる。ただし、

【００１０】 φ_M ：主レンズＭの屈折力 φ_A ：屈折光学系部分Ａの屈折力 ν_M ：主レンズＭのアッべ数 ν_A ：屈折光学系部分Ａのアッべ数ｈ_M ：主レンズＭに入射する近軸軸上光線Ｐの高さｈ_A ：屈折光学系部分Ａに入射する近軸軸上光線Ｐの高
さＨ_M ：主レンズＭに入射する瞳近軸光線Ｑの高さＨ_A ：屈折光学系部分Ａに入射する瞳近軸光線Ｑの高さ

【００１１】式(1) で、第１項の主レンズＭの軸上色の
収差係数Ｌは、φ_M ＞０、ν_M ＞０であることから、
ｈ_M ²φ_M ／ν_M ＞０となる。

【００１２】また、第２項の屈折光学系部分Ａの軸上色
の収差係数Ｌは、φ_A ＜０、ν_A ＞０であることか
ら、ｈ_A ²φ_A ／ν_A ＜０である。

【００１３】従って、軸上色収差に関しては、主レンズ
Ｍの軸上色の収差係数を屈折光学系部分Ａの軸上色の収
差係数で打ち消して、全系の軸上色の収差係数Ｌを小さ
くすることが可能である。

【００１４】一方、式(2) で第１項の主レンズＭの倍率
色の収差係数は、ｈ_M ＞０、Ｈ_M ＜０、φ_M ＞０、ν_M
＞０であることから、ｈ_M Ｈ_M φ_M ／ν_M ＜０とな
る。

【００１５】また、第２項の屈折光学系部分Ａの倍率色
の収差係数は、ｈ_A ＞０、Ｈ_A ＞０、φ_A ＜０、ν_A ＞
０であることから、ｈ_A Ｈ_A φ_A ／ν_A ＜０であ
る。

【００１６】従って、倍率色収差に関しては、主レンズ
Ｍの倍率色の収差係数を屈折光学系部分Ａの倍率色の収
差係数で打ち消して、全系の倍率色の収差係数Ｔを小さ
くすることはできない。

【００１７】実際には、主レンズＭ及び屈折光学系部分
Ａは複数枚のレンズ面（ｍ面、ｎ面）で構成されている
ので、式(1) 及び式(2) の各項の値はそれぞれ、各面毎
の収差係数の和となり、詳しくは次のように表すことが
できる。

【００１８】

【式１】

【００１９】先ず、式(3) 及び式(4) の主レンズＭに関
する第１項目は、主レンズ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、式(3) 及び式(4) の第１
項目の値の符号は、多くの場合に単レンズモデルのとき
の符号と同一である。そして、式(3) 及び式(4) の屈折
光学系部分Ａに関する第２項目も同様にリアアッタチメ
ントレンズが全体として本質的に負の屈折力を有してい
ることから、式(3) 及び式(4) の第２項目の値の符号
も、多くの場合に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議論しても支障はない。

【００２０】次に、リアアッタチメントレンズに回折面
Ｄがある場合を考える。同様に、主レンズＭと屈折光学
系部分Ａと回折面Ｄについて、軸上色の収差係数Ｌ及び
倍率色の各収差係数Ｔの式を立てると、Ｌ＝ｈ_M ²φ_M ／ν_M ＋ｈ_A ²φ_A ／ν_A ＋ｈ_D ²φ_D ／ν_D …(5) Ｔ＝ｈ_M Ｈ_M φ_M ／ν_M ＋ｈ_A Ｈ_A φ_A ／ν_A ＋ｈ_D Ｈ_D φ_D ／ν_D …(6) となる。ただし、式(1) 、(2) で用いた以外の変数は下
記の通りである。

【００２１】 φ_D ：回折面Ｄの設計次数回折光の屈折力 ν_D ：回折面Ｄの換算アッべ数（−３．４５相当）ｈ_D ：回折面Ｄに入射する近軸軸上光線Ｐの高さＨ_D ：回折面Ｄに入射する瞳近軸光線Ｑの高さ

【００２２】先ず、式(6) の第３項に着目する。図１に
示すように回折面Ｄを屈折光学系部分Ａの比較的後方
で、高さｈ_D があまり小さ過ぎずに、高さＨ_D が比較的
大きくなるような位置に、回折面Ｄの屈折力をφ_D ＜０
として配置すれば、式(6) の第３項は、ｈ_D ＞０、Ｈ_D
＞０、ν_D ＜０からｈ_D Ｈ_D φ_D ／ν_D ＞０とな
り、回折面Ｄで前述の主レンズＭと屈折光学系部分Ａの
倍率色の収差係数Ｔ（負の値）を相殺することができ
る。

【００２３】このとき、式(5) の第３項も正の値とな
り、前述の主レンズＭと屈折光学系部分Ａの軸上色の正
の値である収差係数Ｌを相殺できずに、全系の軸上色の
収差係数Ｌを増加することになるが、図１からも分かる
ように、ｈ_M ＞ｈ_A ＞ｈ_D からｈ_M ²≫ｈ_A ²≫ｈ_D ² と
なり、回折面Ｄが軸上色の収差係数Ｌに与える影響つま
り全系の軸上色の収差係数Ｌを増加する方向への影響は
比較的少なくなる。

【００２４】即ち、回折面Ｄが配置される位置として、
少なくとも次の条件を満足するように配置することが必
要となる。

【００２５】｜ｈ_D Ｈ_D ｜＞ｈ_D ² …(7)

【００２６】また、更にリアアタッチメントレンズの拡
大倍率に比例して、主レンズＭのＦナンバーも拡大され
るため、回折面Ｄの単位焦点深度当たりの軸上色収差の
増加分は緩和されることになり、結局は回折面Ｄが軸上
色収差に与える影響は殆どないと見做すことができる。

【００２７】従って、回折面Ｄに設計回折次数の回折光
に対して負の屈折力を与え、その配置を条件式(7) が満
足されるように適切に設定することにより、画質劣化の
主原因である倍率色収差を、軸上色収差に殆ど影響を与
えずに良好に補正することが可能となる。

【００２８】なお、条件式(7) は更に望ましくは次の数
値範囲とすると良く、これにより更に良好に倍率色収差
と軸上色収差をバランスすることができる。

【００２９】｜ｈ_D Ｈ_D ｜／ｈ_D ²＞２（ｈ_D ≠０） …(8)

【００３０】更に、倍率色収差と軸上色収差を良好にバ
ランスさせるためには、φ_D を設計回折次数の回折光に
対して負の屈折力を有する回折面の平均屈折力、φ_R を
回折面の回折次数を設計回折次数に選定したときの屈折
光学系部分Ａの屈折力としたとき、次の条件式を満足す
ることが良い。即ち、０．０１＜φ_D ／φ_R ＜０．３ …(9)

【００３１】条件式(9) は設計回折次数の回折光に対し
て負の屈折力を有する回折面の平均屈折力と、回折面の
回折次数を設計回折次数に選んだときのリアアタッチメ
ントレンズの屈折力の比に関する条件であり、倍率色収
差と軸上色収差を良好にバランスさせるための条件であ
る。

【００３２】条件式(9) の上限値を超えて負の屈折力を
有する回折面の平均屈折力が強まると、倍率色収差が補
正過剰となると共に、軸上色収差も補正過剰となるので
良くない。また、各回折面の格子のピッチが比較的細か
くなり製造することが困難となってくるので好ましくな
い。逆に、下限値を超えて負の屈折力を有する回折面の
平均屈折力が弱まると、軸上色収差の補正過剰は少ない
ものの、倍率色収差が十分に補正しきれないので良くな
い。

【００３３】更に望ましくは、条件式(9) を次の数値範
囲とすると良く、これにより更に良好に倍率色収差と軸
上色収差をバランスさせることができる。

【００３４】０．０３＜φ_D ／φ_R ＜０．２ …(10)

【００３５】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。 ψ（ｈ，ｍ）＝（２π／ｍλ₀ ）（Ｃ₁ ｈ² ＋Ｃ₂ ｈ⁴
＋Ｃ₃ ｈ⁶ ・・・）

【００３６】ここで、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Ｃ_i ：位相係数（ｉ＝１，２，３・・・）である。

【００３７】このとき、任意の波長λ、任意の回折次数
ｍに対する回折面の屈折力φは、位相係数Ｃ₁ を用いて
次のように表すことができる。

【００３８】φ（λ、ｍ）＝−２Ｃ₁ ｍλ／λ₀

【００３９】図２は主レンズＭのレンズ断面図であり、
主レンズＭは物体側から順に正の屈折力を有する第１レ
ンズ群Ｌ１と、正レンズと負レンズの接合から成る負の
屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２と、正の屈折力を有す
る第３レンズ群Ｌ３から成り、第２レンズ群Ｌ２を光軸
上像面側に移動させることにより、無限遠から近距離へ
のフォーカシングを行っている。主レンズＭの像面側寄
り、例えば図２のように配置された平行平板の保護ガラ
スＬ４に設計次数の回折光に対して正の屈折力を有する
回折面を設ければ、主レンズＭ全体として倍率色収差と
軸上色収差が同時に良好に補正可能である。特に、リア
アタッチメントレンズを高倍率とするときは、主レンズ
Ｍにも回折面を設けておく方が、更に光学性能が良好と
なるので好ましい。

【００４０】図３〜図１２は実施例１〜１０の各レンズ
断面図であり、各実施例において回折面は平行平板ガラ
スＧに設けているが、実施例８〜１０においてはレンズ
面にも設けている。回折光の回折次数ｍは１であり、設
計波長λ₀ はｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）である。
なお、回折面については更に追加してもよく、これによ
り更に良好な光学性能が得られる。また、各回折面は平
行平板ガラスＧをベースとして片面に施しているが両面
に施してもよい。また、球面レンズ或いは非球面レンズ
をベースとしてもよく、更に接合レンズの接合面に施し
てもよく、ベースの材質は光を透過するものであれば、
特にガラスでなくともよい。

【００４１】また、リアアタッチメントレンズには、設
計次数の回折光に対して負の屈折力を有する回折面の他
に、正の屈折力を有する回折面を設けてもよく、この場
合には近軸軸上光線の入射高が比較的高く、かつ瞳近軸
光線の入射高が比較的低くなるリアアタッチメントレン
ズの比較的主レンズＭ側に配置することにより、軸上色
収差をも良好とすることができる。

【００４２】次に、主レンズＭ及び実施例１〜１０の数
値実施例を示す。ただし、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
ベ数である。ｆは焦点距離、ｆｎｏはＦナンバー、２ω
は画角を示している。

【００４３】なお、実施例１〜１０の数値例において、
主レンズＭの最終面からリアアタッチメントレンズの第
１面r1までの軸上空気間隔は28.41 である。

【００４４】主レンズ f ＝293.27 fno＝1:2.93 ２ω＝8.44° r1 = 0.000 d1 = 6.00 n1 =1.51633 ν1 =64.2 r2 = 0.000 d2 = 1.00 r3 = 131.303 d3 =15.50 n2 =1.43387 ν2 =95.1 r4 = -472.659 d4 = 0.69 r5 = 109.103 d5 =18.23 n3 =1.49700 ν3 =81.6 r6 = -450.650 d6 = 3.45 r7 = -345.086 d7 = 5.55 n4 =1.72047 ν4 =34.7 r8 = 274.876 d8 =31.30 r9 = 47.161 d9 = 6.10 n5 =1.58913 ν5 =61.2 r10= 41.324 d10=17.08 r11= -214.529 d11= 6.00 n6 =1.80518 ν6 =25.4 r12= -72.608 d12= 2.50 n7 =1.61340 ν7 =43.8 r13= 84.898 d13=33.20 r14= 172.436 d14= 2.50 n8 =1.69680 ν8 =55.5 r15= 55.380 d15= 8.00 n9 =1.61800 ν9 =63.4 r16= -280.316 d16= 3.00 r17= 0.000(絞り) d17=33.50 r18= 0.000 d18= 2.00 n10=1.51633 ν10=64.2 r19= 0.000

【００４５】数値実施例１ f ＝-94.66399 拡大倍率1.993 r1 = 78.066 d1 = 1.50 n1 =1.87974 ν1 =36.8 r2 = 28.636 d2 = 1.09 r3 = 54.355 d3 = 3.80 n2 =1.58797 ν2 =38.5 r4 = -71.491 d4 = 0.15 r5 = 771.199 d5 = 3.70 n3 =1.76062 ν3 =50.9 r6 = -30.765 d6 = 1.60 n4 =1.88370 ν4 =39.9 r7 = 20.799 d7 = 4.50 n5 =1.80986 ν5 =24.1 r8 = 136.593 d8 =25.31 r9 = 0.000 d9 = 2.00 n6 =1.45867 ν6 =67.9 r10= 0.000(回折面) d10= 0.15 r11= 437.042 d11= 6.18 n7 =1.48700 ν7 =70.4 r12= -32.736 d12= 0.15 r13= -205.829 d13= 1.80 n8 =1.86567 ν8 =28.8 r14= 89.095 回折面の位相係数 C₁= 2.9560・10^-4 C₂=-6.3586・10^-7 C₃= 8.3259・10^-10

【００４６】数値実施例２ f ＝-90.25563 拡大倍率1.993 r1 = 75.896 d1 = 1.50 n1 =1.88002 ν1 =37.0 r2 = 26.975 d2 = 1.05 r3 = 46.617 d3 = 3.80 n2 =1.58215 ν2 =39.4 r4 = -60.429 d4 = 0.15 r5 = -240.061 d5 = 3.70 n3 =1.75925 ν3 =50.9 r6 = -29.491 d6 = 1.60 n4 =1.88358 ν4 =39.8 r7 = 22.524 d7 = 4.50 n5 =1.82662 ν5 =23.6 r8 = 247.348 d8 =25.39 r9 =-2009.873 d9 = 5.83 n6 =1.48812 ν6 =70.3 r10= -31.436 d10= 0.15 r11= -225.016 d11= 1.80 n7 =1.85966 ν7 =26.3 r12= 85.044 d12=13.11 r13= 0.000(回折面) d13= 2.00 n8 =1.45867 ν8 =67.9 r14= 0.000 回折面の位相係数 C₁= 3.6764・10^-4 C₂=-4.4630・10^-7 C₃= 4.3342・10^-10

【００４７】数値実施例３ f ＝-260.98438 拡大倍率1.409 r1 = 62.482 d1 = 1.50 n1 =1.73068 ν1 =52.3 r2 = 23.820 d2 = 2.21 r3 = 50.267 d3 = 5.38 n2 =1.61100 ν2 =36.9 r4 = -45.042 d4 = 0.22 r5 = -69.525 d5 = 5.29 n3 =1.67389 ν3 =31.7 r6 = -20.993 d6 = 1.50 n4 =1.80902 ν4 =34.3 r7 = 41.516 d7 = 4.29 n5 =1.82607 ν5 =24.1 r8 = 585.117 d8 =11.87 r9 = 0.000 d9 = 2.00 n6 =1.45867 ν6 =67.9 r10= 0.000(回折面) d10= 0.15 r11= 717.517 d11= 8.83 n7 =1.57813 ν7 =62.7 r12= -31.202 d12= 0.15 r13= -379.645 d13= 1.80 n8 =1.85000 ν8 =23.0 r14= 70.721 回折面の位相係数 C₁= 1.8716・10^-4 C₂=-3.0730・10^-7 C₃= 8.4002・10^-11

【００４８】数値実施例４ f ＝-305.32486 拡大倍率1.410 r1 = 64.182 d1 = 1.50 n1 =1.78216 ν1 =49.7 r2 = 23.316 d2 = 2.18 r3 = 47.006 d3 = 5.60 n2 =1.63244 ν2 =33.4 r4 = -43.158 d4 = 0.22 r5 = -62.946 d5 = 5.57 n3 =1.67339 ν3 =30.1 r6 = -19.918 d6 = 1.50 n4 =1.79894 ν4 =34.3 r7 = 65.807 d7 = 3.21 n5 =1.84997 ν5 =23.0 r8 = 371.248 d8 =11.71 r9 = 502.294 d9 = 9.51 n6 =1.60401 ν6 =61.2 r10= -30.217 d10= 0.15 r11= -173.967 d11= 1.80 n7 =1.85000 ν7 =23.0 r12= 87.549 d12= 2.10 r13= 0.000(回折面) d13= 2.00 n8 =1.45867 ν8 =67.9 r14= 0.000 回折面の位相係数 C₁= 2.0233・10^-4 C₂=-3.6931・10^-7 C₃= 2.0416・10^-10

【００４９】数値実施例５ f ＝-88.93161 拡大倍率2.818 r1 = 73.726 d1 = 1.35 n1 =1.88408 ν1 =40.2 r2 = 25.553 d2 = 1.21 r3 = 90.501 d3 = 3.20 n2 =1.55267 ν2 =44.7 r4 = -41.603 d4 = 1.10 r5 = -301.462 d5 = 4.57 n3 =1.69540 ν3 =48.7 r6 = -23.140 d6 = 1.50 n4 =1.88500 ν4 =41.0 r7 = 19.735 d7 = 5.53 n5 =1.81411 ν5 =24.0 r8 = 909.322 d8 =20.98 r9 = 0.000 d9 = 1.80 n6 =1.45867 ν6 =67.9 r10= 0.000(回折面) d10= 0.24 r11=-2299.399 d11= 5.06 n7 =1.48918 ν7 =68.9 r12= -28.465 d12= 0.15 r13= -101.855 d13= 1.75 n8 =1.86111 ν8 =26.8 r14= 227.349 回折面の位相係数 C₁= 2.1811・10^-4 C₂=-7.8087・10^-7 C₃= 1.4921・10^-9

【００５０】数値実施例６ f ＝-84.94653 拡大倍率2.818 r1 = 75.870 d1 = 1.35 n1 =1.88247 ν1 =38.9 r2 = 25.334 d2 = 1.13 r3 = 72.844 d3 = 3.17 n2 =1.55635 ν2 =44.0 r4 = -41.600 d4 = 0.15 r5 = -242.682 d5 = 3.18 n3 =1.70773 ν3 =53.6 r6 = -24.910 d6 = 1.50 n4 =1.88500 ν4 =41.0 r7 = 20.049 d7 = 5.05 n5 =1.82224 ν5 =23.7 r8 = 623.450 d8 =24.01 r9 =-1377.742 d9 = 7.09 n6 =1.48700 ν6 =70.4 r10= -28.991 d10= 0.15 r11= -106.051 d11= 1.75 n7 =1.86665 ν7 =29.2 r12= 178.777 d12= 4.21 r13= 0.000(回折面) d13= 1.80 n8 =1.45867 ν8 =67.9 r14= 0.000 回折面の位相係数 C₁= 2.2705・10^-4 C₂=-5.8964・10^-7 C₃= 1.1514・10^-9

【００５１】数値実施例７ f ＝-163.00569 拡大倍率1.41 r1 = -985.334 d1 = 1.80 n1 =1.86985 ν1 =42.0 r2 = 26.081 d2 = 7.11 n2 =1.61656 ν2 =35.0 r3 = -52.874 d3 =11.12 r4 = -25.019 d4 = 8.22 n3 =1.50254 ν3 =61.3 r5 = -25.769 d5 = 0.15 r6 = -103.139 d6 = 1.80 n4 =1.87731 ν4 =35.1 r7 = 78.148 d7 = 0.15 r8 = 44.776 d8 = 4.71 n5 =1.60442 ν5 =61.1 r9 = 402.431 d9 = 0.55 r10= 0.000(回折面) d10= 1.80 n6 =1.45867 ν6 =67.9 r11= 0.000 回折面の位相係数 C₁= 1.8721・10^-4 C₂=-2.5668・10^-7 C₃= 3.9364・10^-10

【００５２】数値実施例８ f ＝-118.71839 拡大倍率1.409 r1 = 183.395(回折面) d1 = 1.80 n1 =1.87422 ν1 =41.7 r2 = 23.190 d2 = 6.57 n2 =1.69211 ν2 =29.0 r3 = -107.513 d3 = 8.76 r4 = -28.533 d4 = 4.76 n3 =1.56794 ν3 =41.7 r5 = -27.199 d5 = 0.15 r6 = -68.520 d6 = 1.80 n4 =1.86411 ν4 =28.1 r7 = 57.230 d7 = 0.15 r8 = 43.236 d8 = 5.18 n5 =1.48784 ν3 =69.8 r9 = -142.130 d9 = 0.15 r10= 0.000(回折面) d10= 0.80 n6 =1.45867 ν3 =67.9 r11= 0.000 回折面の位相係数 r1面 C₁=-3.1800・10^-4 C₂=-3.4465・10^-7 C₃= 7.9741・10^-10 r10 面 C₁= 6.5269・10^-4 C₂= 2.0727・10^-7 C₃=-2.0294・10^-10

【００５３】数値実施例９ f ＝-85.92015 拡大倍率1.993 r1 = 69.937(回折面) d1 = 1.50 n1 =1.88500 ν1 =41.0 r2 = 26.639 d2 = 0.94 r3 = 41.805 d3 = 3.80 n2 =1.58405 ν2 =39.1 r4 = -85.853 d4 = 0.15 r5 = 427.403 d5 = 3.70 n3 =1.71857 ν3 =47.1 r6 = -38.498 d6 = 1.60 n4 =1.88500 ν4 =41.0 r7 = 20.381 d7 = 4.50 n5 =1.79808 ν5 =24.4 r8 = 121.800 d8 =24.21 r9 = -606.504 d9 = 5.73 n6 =1.49933 ν6 =64.4 r10= -30.233 d10= 0.15 r11= -145.330 d11= 1.80 n7 =1.85000 ν7 =23.0 r12= 105.029 d12=12.01 r13= 0.000(回折面) d13= 2.00 n8 =1.45867 ν8 =67.9 r14= 0.000 回折面の位相係数 r1面 C₁=-1.2863・10^-4 C₂=-1.6591・10^-7 C₃= 7.4764・10^-11 r13 面 C₁= 4.7734・10^-4 C₂=-3.1659・10^-7 C₃= 8.4246・10^-11

【００５４】数値実施例１０ f ＝-79.42570 拡大倍率2.818 r1 = 69.020(回折面) d1 = 1.35 n1 =1.88500 ν1 =41.0 r2 = 25.582 d2 = 1.05 r3 = 64.506 d3 = 3.04 n2 =1.55537 ν2 =44.2 r4 = -52.053 d4 = 0.15 r5 = 208.988 d5 = 3.09 n3 =1.63160 ν3 =39.5 r6 = -33.007 d6 = 1.50 n4 =1.88500 ν4 =41.0 r7 = 17.970 d7 = 6.35 n5 =1.78620 ν5 =24.8 r8 = 154.767 d8 =22.12 r9 = 0.000 d9 = 1.80 n6 =1.45867 ν6 =67.9 r10= 0.000(回折面) d10= 0.25 r11=-1618.066 d11= 4.88 n7 =1.49366 ν7 =66.1 r12= -27.750 d12= 0.15 r13= -90.539 d13= 1.75 n8 =1.85929 ν8 =26.1 r14= 201.050 回折面の位相係数 r1面 C₁=-2.1263・10^-4 C₂=-1.6994・10^-7 C₃= 1.9815・10^-10 r10 面 C₁= 3.8130・10^-4 C₂=-7.2944・10^-7 C₃= 1.3961・10^-9

【００５５】各実施例における条件式の数値条件式実施例１実施例２実施例３ φ_D -0.0005912 -0.0007353 -0.0003743 φ_R -0.0105600 -0.0110800 -0.0038320 φ_D ／φ_R 0.0560 0.0664 0.1236 ｈ_D 0.100362 0.070589 0.111842 Ｈ_D 0.564141 0.678097 0.654795 |ｈ_D Ｈ_D | 0.056618 0.047866 0.073234 ｈ_D ² 0.010073 0.004983 0.012509 |ｈ_D Ｈ_D |/ｈ_D ² 5.621 9.606 5.855

【００５６】条件式実施例４実施例５実施例６ φ_D -0.0004047 -0.0004362 -0.0004541 φ_R -0.0032750 -0.0112400 -0.0117700 φ_D ／φ_R 0.1236 0.0388 0.0386 ｈ_D 0.099923 0.134458 0.121838 Ｈ_D 0.718828 0.419177 0.466374 |ｈ_D Ｈ_D | 0.071827 0.056362 0.056822 ｈ_D ² 0.009985 0.018079 0.014844 |ｈ_D Ｈ_D |/ｈ_D ² 7.194 3.118 3.828

【００５７】条件式実施例７実施例８実施例９実施例１０ φ_D -0.0003744 -0.0013050 -0.0009547 -0.0007626 φ_R -0.0061350 -0.0084230 -0.0116400 -0.0125900 φ_D ／φ_R 0.0610 0.1549 0.0820 0.0606 ｈ_D 0.099606 0.099582 0.070590 0.126136 Ｈ_D 0.641016 0.574078 0.666514 0.409064 |ｈ_D Ｈ_D | 0.063849 0.057168 0.047049 0.051598 ｈ_D ² 0.009921 0.009917 0.004983 0.015910 |ｈ_D Ｈ_D |/ｈ_D ² 6.436 5.765 9.442 3.243

【００５８】なお、図１３は主レンズＭの収差図、図１
４〜図２３は数値実施例１〜１０のアタッチメントレン
ズの収差図である。

【００５９】回折面の成形方法としては、比較的量産性
に優れた回折格子の成形方法に、ガラスを高温で融解し
ながら金型等でプレス成形を行う方法、或いはガラス基
板等の表面に紫外線硬化性のプラスチック樹脂等を型で
プレス成形し、紫外線を照射して硬化させる方法、或い
はプラスチック樹脂そのものを型で成形する方法、或い
はガラス等を直接切削して回折格子を成形する方法、或
いはＳｉＯ₂ 等の平面基板をウエットエッチング又はド
ライエッチングにより階段状の回折格子を成形する方法
等があり、これらの何れの方法であってもよい。

【００６０】回折面の回折格子形状は図２４に示すキノ
フォーム形状をしている。実際の回折格子の構成は、前
述した基材１の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、樹脂部
２に波長５３０ｎｍで１次回折効率が１００％となるよ
うな格子厚ｄの回折格子３を形成している。図２５は図
２４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。この図２５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、一方で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２
６はこの場合の空間周波数に対するＭＴＦ特性を示し、
低周波数領域のＭＴＦが所望の値より低下していること
が分かる。

【００６１】そこで、図２７に示す積層型の回折格子を
回折光学素子部の格子形状とすることができる。具体的
な構成としては、基材１上に紫外線硬化樹脂（ｎd ＝
１．４９９、νd ＝５４）から成る第１の回折格子４を
形成し、その上に別の紫外線硬化樹脂（ｎd ＝１．５９
８、νd ＝２８）から成る第２の回折格子５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４の
格子厚ｄ１はｄ１＝１３．８μｍ、第２の回折格子５の
格子厚ｄ２はｄ２＝１０．５μｍとしている。

【００６２】図２８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り、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２９はこの場合
の空間周波数に対するＭＴＦ特性を示し、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、回折光学
素子として積層構造の回折格子を用いることにより、光
学性能は更に改善される。

【００６３】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１によって
は第１の回折格子４を直接基材１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３０に示すように２つの回折格子４、５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。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る回折屈
折型リアアタッチメントレンズによれば、画質劣化の原
因であった主に倍率色収差を良好に補正し、高性能なレ
ンズが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】作用を説明するための近軸配置概略図である。

【図２】主レンズのレンズ断面図である。

【図３】実施例１のレンズ断面図である。

【図４】実施例２のレンズ断面図である。

【図５】実施例３のレンズ断面図である。

【図６】実施例４のレンズ断面図である。

【図７】実施例５のレンズ断面図である。

【図８】実施例６のレンズ断面図である。

【図９】実施例７のレンズ断面図である。

【図１０】実施例８のレンズ断面図である。

【図１１】実施例９のレンズ断面図である。

【図１２】実施例１０のレンズ断面図である。

【図１３】主レンズの収差図である。

【図１４】実施例１の収差図である。

【図１５】実施例２の収差図である。

【図１６】実施例３の収差図である。

【図１７】実施例４の収差図である。

【図１８】実施例５の収差図である。

【図１９】実施例６の収差図である。

【図２０】実施例７の収差図である。

【図２１】実施例８の収差図である。

【図２２】実施例９の収差図である。

【図２３】実施例１０の収差図である。

【図２４】単層構造の回折光学素子の構成図である。

【図２５】単層構造の回折光学素子の回折効率のグラフ
図である。

【図２６】単層構造の回折光学素子を用いたときの実施
例１の空間周波数に対するＭＴＦ特性のグラフ図であ
る。

【図２７】積層構造の回折光学素子の構成図である。

【図２８】積層構造の回折光学素子の回折効率のグラフ
図である。

【図２９】積層構造の回折光学素子を用いたときの実施
例１の空間周波数に対するＭＴＦ特性のグラフ図であ
る。

【図３０】積層構造の他の回折光学素子の構成図であ
る。

【符号の説明】

１基材２樹脂部３、４、５回折格子Ｍ主レンズＡ屈折光学系部分Ｄ回折面Ｇ平行平面ガラスＳ、Ｃ正弦条件ｄｄ線ｇｇ線 ΔＭｄ線に対するメリディオナル像面 ΔＳｄ線に対するサジタル像面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影光学系である主レンズの像面側に装
着し、主レンズの焦点距離を長焦点距離側に拡大可能な
リアアタッチメントレンズにおいて、光軸に対して回転
対称形状の回折格子から成る少なくとも１つの回折面を
有し、前記回折面の内の少なくとも１つの回折面は、設
計回折次数の回折光に対して負の屈折力を有する回折面
であり、その内の少なくとも１つの負の屈折力の回折面
は、ｈ_D を前記負の屈折力を有する回折面へ入射する軸
上近軸光線の光軸からの高さ、Ｈ_D を前記負の屈折力を
有する回折面へ入射する瞳近軸光線の光軸からの高さと
したとき、下記の条件式を満足することを特徴とする回
折屈折型リアアタッチメントレンズ。｜ｈ_D Ｈ_D ｜＞ｈ_D ²
【請求項２】前記負の屈折力を有する回折面の平均屈
折力をφ_D 、前記回折面の回折次数を設計回折次数に選
定したときのリアアタッチメントレンズの屈折力をφ_R
としたとき、下記の条件式を満足する請求項１に記載の
回折屈折型リアアタッチメントレンズ。０．０１＜φ_D ／φ_R ＜０．３