(57)【要約】      （修正有）【課題】良好な結像性能を有する光学系、光学機器及び光学系の製造方法を提供する。【解決手段】光学系ＯＬは、合焦時に移動する合焦群Ｇｆと、合焦群Ｇｆよりも物体側に配置された回折光学素子ＧＤと、を有し、次式の条件を満足する。０．０２５＜ｆ／ｆｐｆ＜０．０５５、ＢＦ／Ｙｍａｘ＜２．２０但し、ｆ：光学系ＯＬの全系の焦点距離、ｆｐｆ：回折光学素子ＧＤの焦点距離、ＢＦ：光学系ＯＬの空気換算バックフォーカス、Ｙｍａｘ：光学系ＯＬの最大像高【選択図】図１
2020086159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合焦時に移動する合焦群と、
前記合焦群よりも物体側に配置された回折光学素子と、を有し、
次式の条件を満足する光学系。
０．０２５  ＜  ｆ／ｆｐｆ  ＜  ０．０５５
ＢＦ／Ｙｍａｘ  ＜  ２．２０
但し、
ｆ：前記光学系の全系の焦点距離
ｆｐｆ：前記回折光学素子の焦点距離
ＢＦ：前記光学系の空気換算バックフォーカス
Ｙｍａｘ：前記光学系の最大像高
【請求項２】
次式の条件を満足する請求項１に記載の光学系。
２．００°  ＜  ω  ＜  １３．７０°
但し、
ω：前記光学系の半画角
【請求項３】
次式の条件を満足する請求項１または２に記載の光学系。
ＴＬ／ｆ  ＜  ０．７００
但し、
ＴＬ：前記光学系の無限遠合焦状態の光学全長
ｆ：前記光学系の全系の焦点距離
【請求項４】
前記合焦群の物体側に、正の屈折力を有するレンズ群を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項５】
次式の条件を満足する請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学系。
０．１５０  ＜  Ｄｐｆ／ＴＬ
但し、
Ｄｐｆ：前記光学系の最も物体側の面から前記回折光学素子の回折光学面までの長さ
ＴＬ：前記光学系の無限遠合焦状態の光学全長
【請求項６】
次式の条件を満足する請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学系。
２０．００  ＜  νｐ
但し、
νｐ：最も像側に配置された正レンズの媒質のアッベ数
【請求項７】
前記合焦群よりも像側に次式の条件を満足する特定負レンズを有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学系。
νｓｐ  ＜  ５０．００
但し、
νｓｐ：前記特定負レンズの媒質のアッベ数
【請求項８】
前記合焦群よりも像側に次式の条件を満足する特定負レンズを有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学系。
０．６４４  ＜  θｇＦｓｐ＋０．００１６８×νｓｐ
但し、
νｓｐ：前記特定負レンズの媒質のアッベ数
θｇＦｓｐ：前記特定負レンズの媒質の二次分散
【請求項９】
前記特定負レンズは、当該光学系の最も像側に配置されている請求項７または８のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１０】
前記回折光学素子よりも像側に光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動する防振群を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１１】
前記防振群よりも像側に次式の条件を満足する特定負レンズを有する請求項１０に記載の光学系。
νｓｐ  ＜  ５０．００
但し、
νｓｐ：前記特定負レンズの媒質のアッベ数
【請求項１２】
前記防振群よりも像側に次式の条件を満足する特定負レンズを有する請求項１０または１１に記載の光学系。
０．６４４  ＜  θｇＦｓｐ＋０．００１６８×νｓｐ
但し、
νｓｐ：前記特定負レンズの媒質のアッベ数
θｇＦｓｐ：前記特定負レンズの媒質の二次分散
【請求項１３】
前記合焦群は、負の屈折力を有する請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１４】
次式の条件を満足する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学系。
ｎ１  ＜  １０
但し、
ｎ１：前記防振群より像側に配置されたレンズ要素の数
なお、レンズ要素とは、単レンズ又は接合レンズを構成する各々のレンズをいう。
【請求項１５】
前記合焦群よりも像側に開口絞りを有する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１６】
次式の条件を満足する請求項１〜１５のいずれか一項に記載の光学系。
０．０６０  ＜  ＢＦ／ｆ  ＜  ０．２００
但し、
ＢＦ：前記光学系の空気換算バックフォーカス
ｆ：前記光学系の全系の焦点距離
【請求項１７】
次式の条件を満足する請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光学系。
０．１２０  ＜  ＢＦ／ＴＬ  ＜  ０．２００
但し、
ＢＦ：前記光学系の空気換算バックフォーカス
ＴＬ：前記光学系の無限遠合焦状態の光学全長
【請求項１８】
前記回折光学素子の数は１つである請求項１〜１７のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１９】
前記回折光学素子の回折光学面は、物体側に向いた凸面又は平面である請求項１〜１８のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２０】
最も像側のレンズ面は、像側に凸である請求項１〜１９のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２１】
物体側から順に、
前記回折光学素子を有し、正の屈折力を有する第１レンズ群と、
前記合焦群であって、負の屈折力を有する第２レンズ群と、
負の屈折力を有する第３レンズ群と、を有する請求項１〜２０のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２２】
前記回折光学素子の回折光学面以外のレンズ面は球面又は平面である請求項１〜２１のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載の光学系を有する光学機器。
【請求項２４】
合焦時に移動する合焦群と、前記合焦群よりも物体側に配置された回折光学素子と、を有する光学系の製造方法であって、
前記合焦群及び前記回折光学素子を、次式の条件を満足するように配置する光学系の製造方法。
０．０２５  ＜  ｆ／ｆｐｆ  ＜  ０．０５５
ＢＦ／Ｙｍａｘ  ＜  ２．２０
但し、
ｆ：前記光学系の全系の焦点距離
ｆｐｆ：前記回折光学素子の焦点距離
ＢＦ：前記光学系の空気換算バックフォーカス
Ｙｍａｘ：前記光学系の最大像高
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系、光学機器及び光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回折光学素子を用いて小型化された光学系が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１に記載の光学系は、さらなる光学性能の向上が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１５４３７号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明の第一の態様に係る光学系は、合焦時に移動する合焦群と、合焦群よりも物体側に配置された回折光学素子と、を有し、次式の条件を満足する。
０．０２５  ＜  ｆ／ｆｐｆ  ＜  ０．０５５
ＢＦ／Ｙｍａｘ  ＜  ２．２０
但し、
ｆ：光学系の全系の焦点距離
ｆｐｆ：回折光学素子の焦点距離
ＢＦ：光学系の空気換算バックフォーカス
Ｙｍａｘ：光学系の最大像高
【０００５】
本発明の第一の態様に係る光学系の製造方法は、合焦時に移動する合焦群と、合焦群よりも物体側に配置された回折光学素子と、を有する光学系の製造方法であって、合焦群及び回折光学素子を、次式の条件を満足するように配置する。
０．０２５  ＜  ｆ／ｆｐｆ  ＜  ０．０５５
ＢＦ／Ｙｍａｘ  ＜  ２．２０
但し、
ｆ：光学系の全系の焦点距離
ｆｐｆ：回折光学素子の焦点距離
ＢＦ：光学系の空気換算バックフォーカス
Ｙｍａｘ：光学系の最大像高
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
【図２】第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図３】第２実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
【図４】第２実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図５】第３実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
【図６】第３実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図７】第４実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
【図８】第４実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図９】第５実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
【図１０】第５実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図１１】上記光学系を搭載するカメラの断面図である。
【図１２】上記光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
本実施形態に係る光学系ＯＬは、図１に示すように、合焦時に移動する合焦群Ｇｆと、この合焦群Ｇｆよりも物体側に配置された回折光学素子ＧＤと、を有して構成されている。これにより、光学系ＯＬの軸上色収差を抑えることができ、光学系ＯＬを小型軽量とするこができる。
【０００９】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（１）を満足することが望ましい。
【００１０】
０．０２５  ＜  ｆ／ｆｐｆ  ＜  ０．０５５                  （１）
但し、
ｆ：光学系ＯＬの全系の焦点距離
ｆｐｆ：回折光学素子ＧＤの焦点距離
【００１１】
条件式（１）は、回折光学素子ＧＤの焦点距離に対する無限遠合焦状態における光学系ＯＬの焦点距離の比を規定している。これにより軸上色収差を良好に補正することができる。条件式（１）の上限値を上回ると、軸上色収差の二次スペクトルの補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（１）の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を０．０５３、０．０５２、０．０５１、０．０５０、０．０４９、０．０４８、０．０４７、更に０．０４６にすることがより望ましい。また、条件式（１）の下限値を下回ると、軸上色収差の補正が不十分となるため好ましくない。なお、条件式（１）の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を０．０２７、０．０２８、０．０２９、０．０３０、０．０３１、０．０３２、０．０３３、更に０．０３４とすることがより望ましい。
【００１２】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（２）を満足することが望ましい。
【００１３】
ＢＦ／Ｙｍａｘ  ＜  ２．２００                              （２）
但し、
ＢＦ：光学系ＯＬの空気換算バックフォーカス
Ｙｍａｘ：光学系ＯＬの最大像高
【００１４】
条件式（２）は、光学系ＯＬの最大像高に対する光学ＯＬの空気換算バックフォーカスの比を規定しいる。なお、空気換算バックフォーカスとは、屈折力のない（パワーのない）プリズムやフィルターを除く、最も像側に配置された正又は負の屈折力を有するレンズから像面までの空気換算光路長のことをいう。これにより、光学系ＯＬの小型化を実現しつつ、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式（２）の上限値を上回ると、倍率色収差の補正が困難となり、無理に補正すると光学系ＯＬが大型化するため好ましくない。なお、条件式（２）の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を２．１８０、２．１５０、２．１３０、２．１００、２．０８０、２．０５０、２．０３０、２．０２０、２．０００、１．９８０、１．９７０、更に１．９６０とすることがより望ましい。
【００１５】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（３）を満足することが望ましい。
【００１６】
２．００°  ＜  ω  ＜  １３．７０°                        （３）
但し、
ω：光学系ＯＬの半画角
【００１７】
条件式（３）は、光学系ＯＬにおける半画角の適切な値を規定している。これにより、軸上色収差、倍率色収差などの諸収差を良好に補正することができる。条件式（３）の上限値を上回ると、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、この条件式（３）の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を１２．５０°、１１．００°、１０．００°、９．００°、８．３０°、更に８．００°にすることがより望ましい。また、条件式（３）の下限値を下回ると、軸上色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（３）の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を２．１０°、２．２０°、２．３０°、２．４０°、更に２．５０°にすることがより望ましい。
【００１８】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（４）を満足することが望ましい。
【００１９】
ＴＬ／ｆ  ＜  ０．７００                                  （４）
但し、
ＴＬ：光学系ＯＬの無限遠合焦状態の光学全長
ｆ：光学系ＯＬの全系の焦点距離
【００２０】
条件式（４）は、光学系ＯＬの全系の焦点距離に対する無限遠合焦状態の光学全長の比を規定している。これにより、光学系ＯＬの小型化を実現しつつ、軸上色収差を良好に補正することができる。条件式（４）の上限値を上回ると、回折光学素子ＧＤを用いていることで逆に軸上色収差が過補正となり、無理に補正すると光学系ＯＬが大型化するため好ましくない。なお、条件式（４）の効果を確実なものとするために、条件式（４）の上限値を０．６９０、０．６８０、０．６７０、０．６６０、０．６５５、０．６５０、０．６４８、更に０．６４６とすることがより望ましい。
【００２１】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、合焦群Ｇｆの物体側に、正の屈折力を有するレンズ群（例えば、図１に示す第１レンズ群Ｇ１）を有することが望ましい。これにより、球面収差、軸上色収差を良好に補正するとともに、合焦群Ｇｆに入射する近軸光線高さを下げることで、合焦群Ｇｆを小型化することができる。
【００２２】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（５）を満足することが望ましい。
【００２３】
０．１５０  ＜  Ｄｐｆ／ＴＬ                                （５）
但し、
Ｄｐｆ：光学系ＯＬの最も物体側の面から回折光学素子ＧＤの回折光学面までの長さ
ＴＬ：光学系ＯＬの無限遠合焦状態の光学全長
【００２４】
条件式（５）は、光学系ＯＬの無限遠合焦状態の光学全長に対する、最も物体側の面から回折光学素子ＧＤの最も像側の面までの長さの比を規定している。これにより、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式（５）の下限値を下回ると、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。また、条件式（５）の下限値を下回ると、回折光学素子ＧＤに画角外の光線が入射することで迷光が発生しやすくなるので好ましくない。なお、条件式（５）の効果を確実なものとするために、条件式（５）の下限値を０．１５５、０．１６０、０．１６５、０．１７０、０．１７５、０．１８０、０．１８５、更に０．１８８とすることがより望ましい。
【００２５】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（６）を満足することが望ましい。
【００２６】
２０．００  ＜  νｐ                                        （６）
但し、
νｐ：最も像側に配置された正レンズＬｐの媒質のアッベ数
【００２７】
条件式（６）は、光学系ＯＬの最も像側に配置された正レンズＬｐの媒質のアッベ数の適切な値を規定している。ここで、正レンズＬｐは、正の屈折力を有する、単レンズ又は接合レンズを構成する各々のレンズである。これにより、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式（６）の下限値を下回ると、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（６）の効果を確実なものとするために、条件式（６）の下限値を２３．００、２５．００、２８．００、更に３０．００とすることがより望ましい。
【００２８】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、合焦群Ｇｆよりも像側に以下に示す条件式（７）を満足する特定負レンズＬｓｐを有することが望ましい。ここで、特定負レンズＬｓｐは、負の屈折力を有する、単レンズ又は接合レンズを構成する各々のレンズである（以降の説明においても同様である）。
【００２９】
νｓｐ  ＜  ５０．００                                      （７）
但し、
νｓｐ：特定負レンズＬｓｐの媒質のアッベ数
【００３０】
条件式（７）は、合焦群Ｇｆよりも像側に配置された特定負レンズＬｓｐの媒質のアッベ数の適切な値を規定している。これにより、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式（７）の上限値を上回ると、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（７）の効果を確実なものとするために、条件式（７）の上限値を４５．００、４０．００、３５．００、３０．００、更に２５．００とすることがより望ましい。
【００３１】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、合焦群Ｇｆよりも像側に以下に示す条件式（８）を満足する特定負レンズＬｓｐを有することが望ましい。
【００３２】
０．６４４  ＜  θｇＦｓｐ＋０．００１６８×νｓｐ          （８）
但し、
νｓｐ：特定負レンズＬｓｐの媒質のアッベ数
θｇＦｓｐ：特定負レンズＬｓｐの媒質の二次分散
【００３３】
ここで、ｇ線、ｄ線、Ｆ線及びＣ線における屈折率をそれぞれｎｇ、ｎｄ、ｎＦ、ｎＣとすると、ｄ線に対するアッベ数νｓｐは次式（ａ）で定義され、二次分散θｇＦｓｐは次式（ｂ）で定義される。
【００３４】
νｓｐ  ＝  （ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）                    （ａ）
θｇＦｓｐ  ＝  （ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）              （ｂ）
【００３５】
条件式（８）は、合焦群Ｇｆよりも像側に配置された特定負レンズＬｓｐの媒質のアッベ数の適切な値を規定している。これにより、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式（８）の下限値を下回ると、特にｇ線の倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（８）の効果を確実なものとするために、条件式（８）の下限値を０．６４５、０．６５０、０．６５５、０．６６０、更に０．６６４とすることがより望ましい。
【００３６】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、回折光学素子ＧＤよりも像側に、光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動する防振群Ｇｖｒを有することが望ましい。防振群Ｇｖｒの配置をこのようにすることで、倍率色収差を良好に補正することができる。
【００３７】
また、上述した特定負レンズＬｓｐは、防振群Ｇｖｒより像側に配置されていることが望ましい。特定負レンズＬｓｐの配置をこのようにすることで、倍率色収差を良好に補正することができる。
【００３８】
また、上述した特定負レンズＬｓｐは、光学系ＯＬの最も像側に配置されていることが望ましい。特定負レンズＬｓｐの配置をこのようにすることで、倍率色収差を良好に補正することができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、合焦群Ｇｆは、全体として負の屈折力を有することが望ましい。このようにすると、小型軽量でありながら、合焦に伴う収差変動の少ない光学系ＯＬが得られる。
【００４０】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（９）を満足することが望ましい。
【００４１】
ｎ１  ＜  １０                                              （９）
但し、
ｎ１：防振群Ｇｖｒより像側に配置されたレンズ要素の数
なお、レンズ要素とは、単レンズ又は接合レンズを構成する各々のレンズをいう。
【００４２】
条件式（９）は、防振群Ｇｖｒより像側に配置されたレンズ要素の数の適切な値を規定している。なお、レンズ要素の数に関し、例えば２枚のレンズが接合された接合レンズのレンズ要素の数は２となる。これにより、光学系ＯＬの小型化が可能となる。条件式（９）の上限値を上回ると、光学系ＯＬが大型化してしまう。無理に小型化すると、光学系ＯＬの誤差感度が上がり、製造時の誤差の影響で所望の性能を得ることが困難となるため好ましくない。なお、条件式（９）の効果を確実なものとするために、条件式（９）の上限値を９、８、更に７とすることがより望ましい。
【００４３】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、合焦群Ｇｆよりも像側に開口絞りＳを有することが望ましい。このような配置とすることで、小型軽量でありながら、合焦に伴う収差変動の少ない光学系ＯＬが得られる。
【００４４】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（１０）を満足することが望ましい。
【００４５】
０．０６０  ＜  ＢＦ／ｆ  ＜  ０．２００                    （１０）
但し、
ＢＦ：光学系ＯＬの空気換算バックフォーカス
ｆ：光学系ＯＬの全系の焦点距離
【００４６】
条件式（１０）は、光学系ＯＬの全系の焦点距離に対する空気換算バックフォーカスの比を規定している。これにより、光学系ＯＬの小型化を実現しつつ、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式（１０）の上限値を満足することで、倍率色収差の補正が良好となる。なお、条件式（１０）の効果を確実なものとするために、条件式（１０）の上限値を０．１９０、０．１８０、０．１７０、０．１６０、０．１５０、０．１４０、０．１３０、０．１２５、０．１２０、０．１１８、０．１１５、０．１１０、０．１０５、０．１００、０．０９５、更に０．０９０とすることがより望ましい。また、条件式（１０）の下限値を満足することで、光学系ＯＬの大型化を防ぐことができる。また、無理に小型化すると、光学系ＯＬの誤差感度が上がり、製造時の誤差の影響で所望の性能を得ることが困難となるため、条件式（１０）を満足することが好ましい。なお、条件式（１０）の効果を確実なものとするために、条件式（１０）の下限値を０．０６５、０．０７０、０．０７５、０．０８０、０．０８３、０．０８８、０．０９０、０．０９５、０．１００、０．１０５、０．１１０、更に０．１１５とすることがより望ましい。
【００４７】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（１１）を満足することが望ましい。
【００４８】
０．１２０  ＜  ＢＦ／ＴＬ  ＜  ０．２００                  （１１）
但し、
ＢＦ：光学系ＯＬの空気換算バックフォーカス
ＴＬ：光学系ＯＬの無限遠合焦状態の光学全長
【００４９】
条件式（１１）は、光学系ＯＬの無限遠合焦状態の光学全長に対する空気換算バックフォーカスの比を規定している。これにより、光学系ＯＬの小型化を実現しつつ、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式（１１）の上限値を上回ると、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（１１）の効果を確実なものとするために、条件式（１１）の上限値を０．１９８、０．１９５、０．１９３、０．１９０、０．１８８、更に０．１８５とすることがより望ましい。また、条件式（１１）の下限値を下回ると、光学系ＯＬが大型化してしまう。無理に小型化すると、光学系ＯＬの誤差感度が上がり、製造時の誤差の影響で所望の性能を得ることが困難となるため好ましくない。なお、条件式（１１）の効果を確実なものとするために、条件式（１１）の下限値を０．１２５、０．１３０、０．１３５、０．１４０、更に０．１４３とすることがより望ましい。
【００５０】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、回折光学素子ＧＤの数は１つであることが望ましい。回折光学素子ＧＤの数が２つ以上あると、回折光学素子ＧＤによって意図せず発生する高次回折光による迷光の影響が増大するため好ましくない。
【００５１】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、回折光学素子ＧＤの回折光学面は、物体側に向いた凸面又は平面であることが望ましい。このような配置にすることで、回折光学素子ＧＤによって発生する迷光の影響を抑えることができる。
【００５２】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、最も像側のレンズ面は、像側に凸であることが望ましい。このような配置とすることで、撮像素子や光学ローパスフィルタ（図１等には図示せず）によって発射された光が像面に再度集光されて迷光となることを防ぐことができる。
【００５３】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬは、物体側から順に、回折光学素子ＧＤを有し、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、合焦群Ｇｆであって、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有して構成されることが望ましい。このようにすると、軸上色収差や倍率色収差を良好に補正しつつ、光学系ＯＬを小型化することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、回折光学素子ＧＤの回折光学面以外のレンズ面は球面又は平面であることが望ましい。球面や平面は比較的安価でありながら、製造上、所望の精度を得やすいため、製造誤差による光学性能の低下を抑えることができる。
【００５５】
なお、以上で説明した条件及び構成は、それぞれが上述した効果を発揮するものであり、全ての条件及び構成を満たすものに限定されることはなく、いずれかの条件又は構成、或いは、いずれかの条件又は構成の組み合わせを満たすものでも、上述した効果を得ることが可能である。
【００５６】
次に、本実施形態に係る光学系ＯＬを備えた光学機器であるカメラを図１１に基づいて説明する。このカメラ１は、撮影レンズ２として本実施形態に係る光学系ＯＬを備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。本カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、不図示のＯＬＰＦ（Optical low pass filter：光学ローパスフィルタ）を介して撮像部３の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部３に設けられた光電変換素子により被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ１に設けられたＥＶＦ（Electronic view finder：電子ビューファインダ）４に表示される。これにより撮影者は、ＥＶＦ４を介して被写体を観察することができる。
【００５７】
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部３により光電変換された画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ１による被写体の撮影を行うことができる。なお、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに本実施形態に係る光学系ＯＬを搭載した場合でも、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。
【００５８】
なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
【００５９】
本実施形態では、３群構成の光学系ＯＬを示したが、以上の構成条件等は、４群、５群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像面側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。具体的には、最も像面側に、変倍時又は合焦時に像面に対する位置を固定されたレンズ群を追加した構成が考えられる。また、レンズ群とは、変倍時又は合焦時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。また、レンズ成分とは、単レンズ又は複数のレンズが接合された接合レンズをいう。
【００６０】
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦群としても良い。この場合、合焦群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モータ等の）モータ駆動にも適している。特に、第２レンズ群Ｇ２全体または第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一部を合焦群とし、その他のレンズは合焦時に像面に対する位置を固定とするのが好ましい。モータにかかる負荷を考慮すると、合焦群は単レンズ又は１つのレンズ成分から構成するのが好ましい。
【００６１】
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に直交方向の変位成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手振れによって生じる像ブレを補正する防振群としてもよい。特に、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部を防振群とするのが好ましい。
【００６２】
また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）或いはプラスチックレンズとしてもよい。
【００６３】
開口絞りＳは、合焦群より像側に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。
【００６４】
さらに、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。
【００６５】
以下、本実施形態に係る光学系ＯＬの製造方法の概略を、図１２を参照して説明する。まず、合焦群Ｇｆ及び回折光学素子ＧＤを準備し（ステップＳ１００）、これらの合焦群Ｇｆ及び回折光学素子ＧＤを、物体側から順に回折光学素子ＧＤ及び合焦群Ｇｆの順で、所定の条件（例えば、上述した条件式（１））を満たすように配置する（ステップＳ２００）。
【００６６】
以上のような構成とすると、良好な結像性能を有する光学系、光学機器及び光学系の製造方法を提供することができる。
【実施例】
【００６７】
以下、各実施例を図面に基づいて説明する。なお、図１、図３、図５、図７及び図９は、各実施例に係る光学系ＯＬ（ＯＬ１〜ＯＬ５）の構成及び屈折率配分を示す断面図である。
【００６８】
各実施例において、回折光学素子ＧＤの回折光学面の位相形状ψは、次式（ｃ）によって表される。
【００６９】
ψ（ｈ，ｎ）
＝  （２π／（ｎ×λ０））×（Ｃ2ｈ2＋Ｃ4ｈ4＋Ｃ6ｈ6＋Ｃ8ｈ8）  （ｃ）
但し、
ｈ：光軸に対する垂直方向の高さ
ｎ：回折光の次数
λ０：設計波長
Ｃi：位相係数（ｉ＝２，４，６，８）
【００７０】
また、任意の波長λ、任意の回折次数ｍに対する式（ｃ）で表される回折光学面の屈折力φＤは、最も低次の位相係数Ｃ2を用いて、次式（ｄ）のように表される。
【００７１】
φＤ（λ，ｎ）  ＝  −２×Ｃ2×ｎ×λ／λ０               （ｄ）
【００７２】
なお、各実施例の表中において、回折光学面には面番号の右側に＊印を付している。
【００７３】
また、各実施例において、「Ｅ−ｎ」は「×１０-n」を示す。
【００７４】
［第１実施例］
図１は、第１実施例に係る光学系ＯＬ１の構成を示す図である。この光学系ＯＬ１は、物体側から順に、回折光学素子ＧＤを有し、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、合焦群Ｇｆであって、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有して構成されている。
【００７５】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１、両凸正レンズＬ１２と両凹負レンズＬ１３とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向け、像側のレンズ面に２種類の異なる材料を用いて回折光学面が形成された密着複層型の回折光学素子ＧＤが形成された正メニスカスレンズＬ１４、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１６とを接合した接合レンズで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、両凸正レンズＬ２１と両凹負レンズＬ２２とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側より順に、両凹負レンズＬ３１と両凸正レンズＬ３２とを接合した接合レンズ、両凸正レンズＬ３３と両凹負レンズＬ３４とを接合した接合レンズ、両凹負レンズＬ３５、両凸正レンズＬ３６と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３７とを接合した接合レンズ、両凹負レンズＬ３８と両凸正レンズＬ３９とを接合した接合レンズ、及び、両凸正レンズＬ３１０と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１とを接合した接合レンズで構成されている。なお、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側（第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間）に配置されている。また、この光学系ＯＬ１において、最も像側に配置された正レンズＬｐは、両凸正レンズＬ３１０であり、特定負レンズＬｓｐは、負メニスカスレンズＬ３１１である。
【００７６】
この光学系ＯＬ１は、無限遠から近距離物体への合焦に際し、合焦群Ｇｆである第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させるように構成されている。
【００７７】
また、この光学系ＯＬ１は、第３レンズ群Ｇ３内の両凸正レンズＬ３３と両凹負レンズＬ３４とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズＬ３５を防振群Ｇｖｒとし、この防振群Ｇｖｒを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系ＯＬ１の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
【００７８】
以下の表１に、光学系ＯＬ１の諸元の値を掲げる。この表１において、全体諸元に示すｆは全系の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角［°］、及び、ＴＬは全長の値であって、無限遠合焦状態を表している。ここで、全長ＴＬは、最も物体側のレンズ面（第１面）から像面Ｉまでの光軸上の距離を示している。また、レンズデータにおける第１欄ｍは、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序（面番号）を、第２欄ｒは、各レンズ面の曲率半径を、第３欄ｄは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離（面間隔）を、第４欄ｎｄ及び第５欄νｄは、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率及びアッベ数を、第６欄θｇＦｓｐ（特定負レンズＬｓｐのみ示す）は二次分散を示している。また、曲率半径0.0000は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。なお、レンズ群焦点距離は第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３各々の始面の番号と焦点距離を示している。
【００７９】
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は、比例拡大また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、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
【００８０】
（表１）第１実施例
［全体諸元］
ｆ    ＝     389.88595
ＦＮＯ＝       4.67642
ω    ＝       3.21056
ＴＬ  ＝     239.3183
［レンズデータ］
ｍ          ｒ        ｄ      ｎｄ       νｄ      θｇＦｓｐ
物面      ∞          D0
1      103.8993   11.9308    1.487490    70.32 
2      518.2982    7.0925 
3      136.5664   13.4722    1.487490    70.32 
4     -236.9557    3.3400    1.612660    44.46 
5      282.9023    2.5000
6      100.0065    7.0000    1.516800    64.13 
7      208.1501    0.2000    1.527800    33.36 
8*     208.1501    0.3000    1.557147    49.98
9      208.1501    3.6329
10       67.7640    3.4543    1.883000    40.69 
11       40.8749   12.4363    1.487490    70.32 
12      136.9689      D1
13      169.3123    3.5 00    1.659398    26.87 
14     -669.4875    2.0000    1.755000    52.33 
15       64.6076      D2
16        0.0000    4.6833                                    開口絞りＳ
17     -369.4630    3.0000    1.902650    35.77 
18       39.6317    4.5000    1.531717    48.84 
19      -59.6334    4.5000
20        0.0000    0.5000
21       43.9755    3.6000    1.592701    35.31 
22      -46.3893    1.6118    1.497820    82.57 
23       25.6743    4.0000
24      -66.0921    1.1000    1.741000    52.76 
25       45.2182    4.8224
26       34.8121    8.2149    1.575010    41.51 
27      -19.7558    1.5000    1.497820    82.57 
28      -56.5675    3.0000
29      -32.0726    2.0000    1.744000    44.8 
30       33.8481    5.4836    1.612660    44.46 
31     -213.1613    0.5000
32       53.4996   10.8434    1.531720    48.78 
33      -25.0030    2.0000    1.808090    22.74    0.6288
34      -51.1313      BF
像面      ∞
［レンズ群焦点距離］
レンズ群      始面    焦点距離
第１レンズ群      1       127.725
第２レンズ群     13      -128.419
第３レンズ群     17      -148.178
【００８１】
この光学系ＯＬ１において、第８面は回折光学面である。以下の表２に回折光学面データ、すなわち設計波長λ０、次数ｎ並びに各位相係数Ｃ2、Ｃ4、Ｃ6、Ｃ8の値を示す。
【００８２】
（表２）
［回折光学面データ］
ｍ  λ０    ｎ    Ｃ2           Ｃ4           Ｃ6           Ｃ8
8   587.6   1.0  -4.50000E-05   2.00000E-10   0.00000E+00   0.00000E+00
【００８３】
また、この光学系ＯＬ１において、物体と第１レンズ群Ｇ１との軸上空気間隔Ｄ０、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔Ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの軸上空気間隔Ｄ２、及び、バックフォーカスＢＦは、合焦に際して変化する。次の表３に、無限遠合焦状態、中間距離合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。なお、Ｄ０は光学系ＯＬ１の最も物体側の面（第１面）から物体までの距離を示し、ｆは焦点距離、βは倍率を示し、バックフォーカスＢＦは、最も像面側の光学面（第３４面）から像面Ｉまでの光軸上の距離（空気換算長）を示している（この説明は、以降の実施例においても同様である）。
【００８４】
（表３）
［可変間隔データ］
合焦状態    無限遠        中間距離        近距離
ｆ          389.88595        −             −
β            −            -0.03333       -0.14089
Ｄ０          ∞         11694.6140      2759.9997
Ｄ１         29.44295       31.73691       39.67968
Ｄ２         31.05705       28.74308       20.88032
ＢＦ         42.09977       42.09979       42.09978
【００８５】
次の表４に、この光学系ＯＬ１における各条件式対応値を示す。
【００８６】
（表４）
［条件式対応値］
ｆｐｆ＝11111.1
Ｙｍａｘ＝21.60
Ｄｐｆ＝45.5355
（１）ｆ／ｆｐｆ＝0.035
（２）ＢＦ／Ｙｍａｘ＝1.949
（３）ω＝3.211°
（４）ＴＬ／ｆ＝0.614
（５）Ｄｐｆ／ＴＬ=0.190
（６）νｐ＝48.78
（７）νｓｐ＝22.74
（８）θｇＦｓｐ＋０．００１６８×νｓｐ＝0.667
（９）ｎ１＝6
（１０）ＢＦ／ｆ＝0.108
（１１）ＢＦ／ＴＬ＝0.176
【００８７】
このように、この光学系ＯＬ１は、上記条件式（１）〜（１１）を満足している。
【００８８】
この光学系ＯＬ１の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図２に示す。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値を示し、コマ収差図では各像高の値を示す。ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）をそれぞれ示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。また、以降に示す各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。これらの各収差図より、この光学系ＯＬ１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
【００８９】
［第２実施例］
図３は、第２実施例に係る光学系ＯＬ２の構成を示す図である。この光学系ＯＬ２は、物体側から順に、回折光学素子ＧＤを有し、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、合焦群Ｇｆであって、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有して構成されている。
【００９０】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１、両凸正レンズＬ１２と両凹負レンズＬ１３とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向け、像側のレンズ面に２種類の異なる材料を用いて回折光学面が形成された密着複層型の回折光学素子ＧＤが形成された正メニスカスレンズＬ１４、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１６とを接合した接合レンズで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、両凸正レンズＬ２１と両凹負レンズＬ２２とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側より順に、両凹負レンズＬ３１と両凸正レンズＬ３２とを接合した接合レンズ、両凸正レンズＬ３３と両凹負レンズＬ３４とを接合した接合レンズ、両凹負レンズＬ３５、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３６、両凸正レンズＬ３７と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３８とを接合した接合レンズ、両凹負レンズＬ３９、及び、両凸正レンズＬ３１０と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１とを接合した接合レンズで構成されている。なお、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側（第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間）に配置されている。また、この光学系ＯＬ２において、最も像側に配置された正レンズＬｐは、両凸正レンズＬ３１０であり、特定負レンズＬｓｐは、負メニスカスレンズＬ３１１である。
【００９１】
この光学系ＯＬ２は、無限遠から近距離物体への合焦に際し、合焦群Ｇｆである第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させるように構成されている。
【００９２】
また、この光学系ＯＬ２は、第３レンズ群Ｇ３内の両凸正レンズＬ３３と両凹負レンズＬ３４とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズＬ３５を防振群Ｇｖｒとし、この防振群Ｇｖｒを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系ＯＬ２の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
【００９３】
以下の表５に、光学系ＯＬ２の諸元の値を掲げる。
【００９４】
（表５）第２実施例
［全体諸元］
ｆ    ＝     389.83172
ＦＮＯ＝       4.22885
ω    ＝       3.18046
ＴＬ  ＝     239.3174
［レンズデータ］
ｍ          ｒ        ｄ      ｎｄ       νｄ      θｇＦｓｐ
物面      ∞          D0
1      117.8836   12.1703    1.487490    70.32
2      611.4663   10.0000
3      127.4786   15.1549    1.487490    70.32
4     -269.9002    3.3400    1.612660    44.46
5      291.7431    2.0000
6      103.9244    8.0000    1.516800    64.13
7      221.6588    0.2000    1.527800    33.36
8*     221.6588    0.3000    1.557147    49.98
9      221.6588    6.3957
10       66.8543    2.9321    1.883000    40.69
11       41.8187   13.7474    1.487490    70.32
12      142.4497      D1
13      162.6589    2.4449    1.659398    26.87
14     -835.1148    2.5311    1.755000    52.33
15       59.7521      D2
16        0.0000    4.6833                                  開口絞りＳ
17     -235.2997    2.2401    1.774107    48.34
18       33.1373    4.5000    1.497820    82.57
19      -61.6490    7.7955
20        0.0000    0.5000
21       70.0819    3.6 000    1.613117    33.00
22      -47.5521    1.3000    1.519340    67.19
23       30.6910    2.8737
24      -61.2227    1.3000    1.782188    46.88
25       80.9989    3.5000
26       19.5037    2.9639    1.542480    48.87
27       25.0998    6.4812
28       39.3419   11.4332    1.571766    39.63
29      -17.0000    2.0000    2.050898    26.94
30      -24.0219    4.7217
31      -19.8420    2.0000    1.775745    48.04
32      144.5874    0.5 00
33       51.5588   15.1816    1.635628    30.95
34      -20.7424    2.0000    1.808090    22.74    0.6288
35      -44.0398      BF
像面      ∞
［レンズ群焦点距離］
レンズ群      始面    焦点距離
第１レンズ群      1       123.943
第２レンズ群     13      -116.984
第３レンズ群     17      -120.426
【００９５】
この光学系ＯＬ２において、第８面は回折光学面である。以下の表６に回折光学面データ、すなわち設計波長λ０、次数ｎ並びに各位相係数Ｃ2、Ｃ4、Ｃ6、Ｃ8の値を示す。
【００９６】
（表６）
［回折光学面データ］
ｍ  λ０    ｎ    Ｃ2           Ｃ4           Ｃ6           Ｃ8
8   587.6   1.0  -5.00000E-05   3.00000E-10   1.05736E-13  -5.01713E-17
【００９７】
また、この光学系ＯＬ２において、物体と第１レンズ群Ｇ１との軸上空気間隔Ｄ０、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔Ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの軸上空気間隔Ｄ２、及び、バックフォーカスＢＦは、合焦に際して変化する。次の表７に、無限遠合焦状態、中間距離合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。
【００９８】
（表７）
［可変間隔データ］
合焦状態    無限遠        中間距離        近距離
ｆ          389.83172        −             −
β            −            -0.03333       -0.13925
Ｄ０          ∞         11664.0900       2759.9997
Ｄ１         31.06314       33.36745       41.36881
Ｄ２         14.84630       12.52199        4.60064
ＢＦ         34.61735       34.61736       34.61736
【００９９】
次の表８に、この光学系ＯＬ２における各条件式対応値を示す。
【０１００】
（表８）
［条件式対応値］
ｆｐｆ＝10000.0
Ｙｍａｘ＝21.60
Ｄｐｆ＝50.8652
（１）ｆ／ｆｐｆ＝0.039
（２）ＢＦ／Ｙｍａｘ＝1.603
（３）ω＝3.180°
（４）ＴＬ／ｆ＝0.614
（５）Ｄｐｆ／ＴＬ=0.213
（６）νｐ＝30.95
（７）νｓｐ＝22.74
（８）θｇＦｓｐ＋０．００１６８×νｓｐ＝0.667
（９）ｎ１＝6
（１０）ＢＦ／ｆ＝0.089
（１１）ＢＦ／ＴＬ＝0.145
【０１０１】
このように、この光学系ＯＬ２は、上記条件式（１）〜（１１）を満足している。
【０１０２】
この光学系ＯＬ２の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図４に示す。これらの各収差図より、この光学系ＯＬ２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
【０１０３】
［第３実施例］
図５は、第３実施例に係る光学系ＯＬ３の構成を示す図である。この光学系ＯＬ３は、物体側から順に、回折光学素子ＧＤを有し、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、合焦群Ｇｆであって、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有して構成されている。
【０１０４】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１、両凸正レンズＬ１２と両凹負レンズＬ１３とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向け、像側のレンズ面に２種類の異なる材料を用いて回折光学面が形成された密着複層型の回折光学素子ＧＤが形成された正メニスカスレンズＬ１４、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１６とを接合した接合レンズで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側より順に、両凹負レンズＬ３１と両凸正レンズＬ３２とを接合した接合レンズ、両凸正レンズＬ３３と両凹負レンズＬ３４とを接合した接合レンズ、両凹負レンズＬ３５、両凸正レンズＬ３６、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３７と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３８とを接合した接合レンズ、両凹負レンズＬ３９、及び、両凸正レンズＬ３１０と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１とを接合した接合レンズで構成されている。なお、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側（第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間）に配置されている。また、この光学系ＯＬ３において、最も像側に配置された正レンズＬｐは、両凸正レンズＬ３１０であり、特定負レンズＬｓｐは、負メニスカスレンズＬ３１１である。
【０１０５】
この光学系ＯＬ３は、無限遠から近距離物体への合焦に際し、合焦群Ｇｆである第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させるように構成されている。
【０１０６】
また、この光学系ＯＬ３は、第３レンズ群Ｇ３内の両凸正レンズＬ３３と両凹負レンズＬ３４とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズＬ３５を防振群Ｇｖｒとし、この防振群Ｇｖｒを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系ＯＬ３の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
【０１０７】
以下の表９に、光学系ＯＬ３の諸元の値を掲げる。
【０１０８】
（表９）第３実施例
［全体諸元］
ｆ    ＝     294.99990
ＦＮＯ＝       4.11998
ω    ＝       4.16698
ＴＬ  ＝     189.3185
［レンズデータ］
ｍ          ｒ        ｄ      ｎｄ       νｄ      θｇＦｓｐ
物面      ∞          D0
1      136.3446    7.6950    1.487490    70.32
2      925.7165    5.0000
3       67.8980   14.4805    1.487490    70.32
4     -412.4427    3.0000    1.612660    44.46
5      138.2829    2.0000
6       65.4427    7.5114    1.516800    64.13
7      162.2408    0.2000    1.527800    33.36
8*     162.2408    0.3000    1.557147    49.98
9      162.2408    9.8131
10       47.8811    2.2000    1.883000    40.69
11       27.8316    11.1773    1.48749    70.32
12      112.1036      D1
13      106.1748    3.7815    1.659398    26.87
14      469.8864    2.0000    1.755000    52.33
15       49.7427      D2
16        0.0000    4.6833                                  開口絞りＳ
17      -51.3718    1.1000    2.050897    26.94
18       49.6612    3.3203    1.647690    33.72
19      -36.0128    4.0642
20        0.0000    0.5000
21      120.2009    3.6000    1.647690    33.72
22      -22.4436    1.2000    1.620410    60.24
23       34.9490    2.1040
24     -294.2373    1.1000    1.785900    44.17
25       58.7333    4.0479
26       39.7039    5.7060    1.688930    31.16
27      -32.8087    0.7611
28      -49.3280    3.9017    1.647690    33.72
29      -31.1914    1.6000    2.000690    25.46
30      -55.8407    3.0000
31      -31.1148    1.6000    1.755000    52.33
32      279.2285    0.5000
33       62.8010   11.9341    1.688930    31.16
34      -20.7294    1.6000    1.808090    22.74    0.6288
35     -102.7015      BF
像面      ∞
［レンズ群焦点距離］
レンズ群      始面    焦点距離
第１レンズ群      1        90.328
第２レンズ群     13      -118.465
第３レンズ群     17       -64.895
【０１０９】
この光学系ＯＬ３において、第８面は回折光学面である。以下の表１０に回折光学面データ、すなわち設計波長λ０、次数ｎ並びに各位相係数Ｃ2、Ｃ4、Ｃ6、Ｃ8の値を示す。
【０１１０】
（表１０）
［回折光学面データ］
ｍ  λ０    ｎ    Ｃ2           Ｃ4           Ｃ6           Ｃ8
8   587.6   1.0  -6.00000E-05   3.00000E-10  -6.31074E-13  -2.03499E-16
【０１１１】
また、この光学系ＯＬ３において、物体と第１レンズ群Ｇ１との軸上空気間隔Ｄ０、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔Ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの軸上空気間隔Ｄ２、及び、バックフォーカスＢＦは、合焦に際して変化する。次の表１１に、無限遠合焦状態、中間距離合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。
【０１１２】
（表１１）
［可変間隔データ］
合焦状態    無限遠        中間距離        近距離
ｆ          294.99990        −             −
β            −            -0.03333       -0.22445
Ｄ０          ∞          8853.2566       1309.9999
Ｄ１          3.00000        4.68286       15.54267
Ｄ２         26.21849       24.51563       13.73582
ＢＦ         34.61853       34.61853       34.61853
【０１１３】
次の表１２に、この光学系ＯＬ３における各条件式対応値を示す。
【０１１４】
（表１２）
［条件式対応値］
ｆｐｆ＝ 8333.3
Ｙｍａｘ＝21.60
Ｄｐｆ＝39.8869
（１）ｆ／ｆｐｆ＝0.035
（２）ＢＦ／Ｙｍａｘ＝1.603
（３）ω＝4.167°
（４）ＴＬ／ｆ＝0.642
（５）Ｄｐｆ／ＴＬ=0.211
（６）νｐ＝31.16
（７）νｓｐ＝22.74
（８）θｇＦｓｐ＋０．００１６８×νｓｐ＝0.667
（９）ｎ１＝6
（１０）ＢＦ／ｆ＝0.117
（１１）ＢＦ／ＴＬ＝0.183
【０１１５】
このように、この光学系ＯＬ３は、上記条件式（１）〜（１１）を満足している。
【０１１６】
この光学系ＯＬ３の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図６に示す。これらの各収差図より、この光学系ＯＬ３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
【０１１７】
［第４実施例］
図７は、第４実施例に係る光学系ＯＬ４の構成を示す図である。この光学系ＯＬ４は、物体側から順に、回折光学素子ＧＤを有し、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、合焦群Ｇｆであって、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有して構成されている。
【０１１８】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１、両凸正レンズＬ１２と両凹負レンズＬ１３とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１６とを接合し、その接合面に回折光学面が形成された密着複層型の回折光学素子ＧＤで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と両凸正レンズＬ３２とを接合した接合レンズ、両凸正レンズＬ３３と両凹負レンズＬ３４とを接合した接合レンズ、両凹負レンズＬ３５、両凸正レンズＬ３６、両凸正レンズＬ３７と両凹負レンズＬ３８とを接合した接合レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３９、及び、両凸正レンズＬ３１０と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１とを接合した接合レンズで構成されている。なお、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側（第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間）に配置されている。また、この光学系ＯＬ４において、最も像側に配置された正レンズＬｐは、両凸正レンズＬ３１０であり、特定負レンズＬｓｐは、負メニスカスレンズＬ３１１である。
【０１１９】
この光学系ＯＬ４は、無限遠から近距離物体への合焦に際し、合焦群Ｇｆである第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させるように構成されている。
【０１２０】
また、この光学系ＯＬ４は、第３レンズ群Ｇ３内の両凸正レンズＬ３３と両凹負レンズＬ３４とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズＬ３５を防振群Ｇｖｒとし、この防振群Ｇｖｒを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系ＯＬ４の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
【０１２１】
以下の表１３に、光学系ＯＬ４の諸元の値を掲げる。
【０１２２】
（表１３）第４実施例
［全体諸元］
ｆ    ＝     294.99997
ＦＮＯ＝       4.16388
ω    ＝       4.16536
ＴＬ  ＝     189.3186
［レンズデータ］
ｍ          ｒ        ｄ      ｎｄ       νｄ      θｇＦｓｐ
物面      ∞          D0
1      114.6907    9.1297    1.487490    70.32
2     1735.4731    5.0000
3       66.8757   14.5150    1.487490    70.32
4     -333.9744    3.0000    1.612660    44.46
5      104.4608   10.5000
6       83.6648    6.3554    1.497820    82.57
7      324.6244    1.5000
8       45.8736    2.2000    1.883000    40.69
9*      29.4974   11.2013    1.487490    70.32
10      101.7110      D1
11      124.3907    3.7754    1.659398    26.87
12      598.8907    2.0000    1.755000    52.33
13       56.5788      D2
14        0.0000    4.6833                                  開口絞りＳ
15      709.7918    1.2000    2.050897    26.94
16       34.1054    2.8696    1.696059    26.99
17  -120257.9170    3.2362
18       58.5669    3.6000    1.696963    30.15
19      -41.4056    1.2000    1.620410    60.32
20       30.2592    2.5802
21     -179.7735    1.2000    1.785900    44.17
22       54.7313    3.5000
23       44.8511    4.7638    1.658598    29.22
24      -47.7207    0.5000
25       39.5962    6.2057    1.687960    27.42
26      -42.2243    1.6000    2.000690    25.46
27       32.9491    3.917
28      -30.6509    1.6000    1.755000    52.33
29      -65.2971    0.5000
30       42.2940   11.5428    1.618016    32.52
31      -25.4777    1.6000    1.808090    22.74    0.6288
32     -104.7360      BF
像面      ∞
［レンズ群焦点距離］
レンズ群      始面    焦点距離
第１レンズ群      1        90.672
第２レンズ群     13      -130.864
第３レンズ群     17       -52.109
【０１２３】
この光学系ＯＬ４において、第９面は回折光学面である。以下の表１４に回折光学面データ、すなわち設計波長λ０、次数ｎ並びに各位相係数Ｃ2、Ｃ4、Ｃ6、Ｃ8の値を示す。
【０１２４】
（表１４）
［回折光学面データ］
ｍ  λ０    ｎ    Ｃ2           Ｃ4           Ｃ6           Ｃ8
9   587.6   1.0  -6.29124E-05  -2.73084E-08   4.58546E-12  -5.65506E-14
【０１２５】
また、この光学系ＯＬ４において、物体と第１レンズ群Ｇ１との軸上空気間隔Ｄ０、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔Ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの軸上空気間隔Ｄ２、及び、バックフォーカスＢＦは、合焦に際して変化する。次の表１５に、無限遠合焦状態、中間距離合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。
【０１２６】
（表１５）
［可変間隔データ］
合焦状態    無限遠        中間距離        近距離
ｆ          294.99997        −             −
β            −            -0.03333       -0.22468
Ｄ０          ∞          8853.4216       1310.0013
Ｄ１          3.00000        4.71714       15.70992
Ｄ２         26.22458       24.48744       13.57466
ＢＦ         34.61857       34.61856       34.61852
【０１２７】
次の表１６に、この光学系ＯＬ４における各条件式対応値を示す。
【０１２８】
（表１６）
［条件式対応値］
ｆｐｆ＝ 7947.6
Ｙｍａｘ＝21.60
Ｄｐｆ＝52.2001
（１）ｆ／ｆｐｆ＝0.037
（２）ＢＦ／Ｙｍａｘ＝1.603
（３）ω＝4.165°
（４）ＴＬ／ｆ＝0.642
（５）Ｄｐｆ／ＴＬ=0.276
（６）νｐ＝32.52
（７）νｓｐ＝22.74
（８）θｇＦｓｐ＋０．００１６８×νｓｐ＝0.667
（９）ｎ１＝6
（１０）ＢＦ／ｆ＝0.117
（１１）ＢＦ／ＴＬ＝0.183
【０１２９】
このように、この光学系ＯＬ４は、上記条件式（１）〜（１１）を満足している。
【０１３０】
この光学系ＯＬ４の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図８に示す。これらの各収差図より、この光学系ＯＬ４は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
【０１３１】
［第５実施例］
図９は、第５実施例に係る光学系ＯＬ５の構成を示す図である。この光学系ＯＬ５は、物体側から順に、回折光学素子ＧＤを有し、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、合焦群Ｇｆであって、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有して構成されている。
【０１３２】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凸正レンズＬ１１、両凸正レンズＬ１２と両凹負レンズＬ１３とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向け、像側のレンズ面に２種類の異なる材料を用いて回折光学面が形成された密着複層型の回折光学素子ＧＤが形成された正メニスカスレンズＬ１４、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１６とを接合した接合レンズで構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、両凸正レンズＬ２１と両凹負レンズＬ２２とを接合した接合レンズで構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側より順に、両凹負レンズＬ３１と両凸正レンズＬ３２とを接合した接合レンズ、両凸正レンズＬ３３と両凹負レンズＬ３４とを接合した接合レンズ、両凹負レンズＬ３５、両凸正レンズＬ３６と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３７とを接合した接合レンズ、両凹負レンズＬ３８と両凸正レンズＬ３９とを接合した接合レンズ、及び、両凸正レンズＬ３１０と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１とを接合した接合レンズで構成されている。なお、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側（第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間）に配置されている。また、この光学系ＯＬ５において、最も像側に配置された正レンズＬｐは、両凸正レンズＬ３１０であり、特定負レンズＬｓｐは、負メニスカスレンズＬ３１１である。
【０１３３】
この光学系ＯＬ５は、無限遠から近距離物体への合焦に際し、合焦群Ｇｆである第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させるように構成されている。
【０１３４】
また、この光学系ＯＬ５は、第３レンズ群Ｇ３内の両凸正レンズＬ３３と両凹負レンズＬ３４とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズＬ３５を防振群Ｇｖｒとし、この防振群Ｇｖｒを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系ＯＬ５の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
【０１３５】
以下の表１７に、光学系ＯＬ５の諸元の値を掲げる。
【０１３６】
（表１７）第５実施例
［全体諸元］
ｆ    ＝     489.35483
ＦＮＯ＝       5.75090
ω    ＝       2.53986
ＴＬ  ＝     279.3186
［レンズデータ］
ｍ          ｒ        ｄ      ｎｄ       νｄ      θｇＦｓｐ
物面      ∞          D0
1      130.9679   11.7291    1.487490    70.32
2    -7960.0230    3.6533
3      138.1760   12.6528    1.487490    70.32
4     -364.2905    6.5083    1.612660    44.46
5      174.9403   15.4566
6       93.5594    9.5000    1.516800    64.13
7      182.0193    0.2000    1.527800    33.36
8*     182.0193    0.3000    1.557147    49.98
9      182.0193   19.7370
10       66.6041    2.7000    1.883000    40.66
11       40.6106    9.9757    1.487490    70.32
12      125.7908      D1
13      149.5784    3.5000    1.647690    33.72
14     -304.7637    2.0000    1.719990    50.27
15       71.5839      D2
16        0.0000    4.6833                                  開口絞りＳ
17      -89.7396    3.0000    1.81600    46.59
18       44.3620    4.5000    1.51823    58.82
19      -44.7231    5.0000
20       68.8243    4.5000    1.620040    36.4
21      -43.3004    2.0000    1.497820    82.57
22       37.2782    3.0000
23      -60.8964    1.5000    1.593190    67.9
24       44.0898    6.7639
25       26.8735    9.2578    1.575010    41.51
26      -27.1705    2.1552    1.497820    82.57
27      -39.1854    2.0000
28      -30.6749    2.0000    1.816000    46.59
29       24.0753    5.4916    1.612660    44.46
30     -257.3455   10.0000
31       52.8082   10.6355    1.581440    40.98
32      -28.5949    3.0000    1.808090    22.74    0.6288
33     -150.6121      BF
像面      ∞
［レンズ群焦点距離］
レンズ群      始面    焦点距離
第１レンズ群      1       154.075
第２レンズ群     13      -171.747
第３レンズ群     17      -103.195
【０１３７】
この光学系ＯＬ５において、第８面は回折光学面である。以下の表１８に回折光学面データ、すなわち設計波長λ０、次数ｎ並びに各位相係数Ｃ2、Ｃ4、Ｃ6、Ｃ8の値を示す。
【０１３８】
（表１８）
［回折光学面データ］
ｍ  λ０    ｎ    Ｃ2           Ｃ4           Ｃ6           Ｃ8
8   587.6   1.0  -4.61713E-05   3.00000E-10   0.00000E+00   0.00000E+00
【０１３９】
また、この光学系ＯＬ５において、物体と第１レンズ群Ｇ１との軸上空気間隔Ｄ０、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔Ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの軸上空気間隔Ｄ２、及び、バックフォーカスＢＦは、合焦に際して変化する。次の表１９に、無限遠合焦状態、中間距離合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。
【０１４０】
（表１９）
［可変間隔データ］
合焦状態    無限遠        中間距離        近距離
ｆ          489.35483        −             −
β            −            -0.03333       -0.17852
Ｄ０          ∞         14672.7820       2719.9999
Ｄ１         19.65540       22.53440       36.52473
Ｄ２         40.84461       37.94561       24.03527
ＢＦ         41.41858       41.41857       41.41858
【０１４１】
次の表２０に、この光学系ＯＬ５における各条件式対応値を示す。
【０１４２】
（表２０）
［条件式対応値］
ｆｐｆ＝10829.2
Ｙｍａｘ＝21.60
Ｄｐｆ＝59.7000
（１）ｆ／ｆｐｆ＝0.045
（２）ＢＦ／Ｙｍａｘ＝1.918
（３）ω＝2.540°
（４）ＴＬ／ｆ＝0.571
（５）Ｄｐｆ／ＴＬ=0.214
（６）νｐ＝40.98
（７）νｓｐ＝22.74
（８）θｇＦｓｐ＋０．００１６８×νｓｐ＝0.667
（９）ｎ１＝6
（１０）ＢＦ／ｆ＝0.085
（１１）ＢＦ／ＴＬ＝0.148
【０１４３】
このように、この光学系ＯＬ５は、上記条件式（１）〜（１１）を満足している。
【０１４４】
この光学系ＯＬ５の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図１０に示す。これらの各収差図より、この光学系ＯＬ５は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
【符号の説明】
【０１４５】
１  カメラ（光学機器）    ＯＬ（ＯＬ１〜ＯＬ５）  光学系
Ｇ１  第１レンズ群    Ｇ２第２レンズ群（Ｇｆ  合焦群）
Ｇ３  第３レンズ群    Ｇｖｒ  防振群
ＧＤ  回折光学素子    Ｌｓｐ  特定負レンズ
Ｌｐ  最も像側に配置された正レンズ    Ｓ  開口絞り
【図１】
2020086159.tif 000003
【図２】
2020086159.tif 000004
【図３】
2020086159.tif 000005
【図４】
2020086159.tif 000006
【図５】
2020086159.tif 000007
【図６】
2020086159.tif 000008
【図７】
2020086159.tif 000009
【図８】
2020086159.tif 000010
【図９】
2020086159.tif 000011
【図１０】
2020086159.tif 000012
【図１１】
2020086159.tif 000013
【図１２】
2020086159.tif 000014