(57)【要約】【課題】軸上色収差および倍率色収差を良好に補正しつつ、テレ比の小さい、高い光学性能を有した光学系を提供する。【解決手段】正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを備え、第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ１を有し、第２レンズ群Ｇ２は、負の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ２を有し、条件式（１）「０．００１＜ｆ1／ｆdoe1＜０．０３０」および条件式（２）「０．００５＜ｆ2／ｆdoe2＜０．０３０」を満足している。但し、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ1とし、第１レンズ群Ｇ１における回折光学素子の焦点距離をｆdoe1とし、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ2とし、第２レンズ群Ｇ１における回折光学素子の焦点距離をｆdoe2とする。【選択図】図１
2015172711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体に対してフォーカシングを行うための合焦レンズの物体側に配設され、正の屈折力を有する第１レンズ群と、
前記第１レンズ群の像側に配設され、前記合焦レンズを含んで負の屈折力を有する第２レンズ群とを備え、
前記第１レンズ群は、光軸に対して回転対称形状であって正の屈折力を有する回折光学素子を少なくとも１つ有し、
前記第２レンズ群は、光軸に対して回転対称形状であって負の屈折力を有する回折光学素子を少なくとも１つ有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
０．００１＜ｆ1／ｆdoe1＜０．０３０
０．００５＜ｆ2／ｆdoe2＜０．０３０
但し、
ｆ1：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆdoe1：前記第１レンズ群における回折光学素子の焦点距離の和、
ｆ2：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆdoe2：前記第２レンズ群における回折光学素子の焦点距離の和。
【請求項２】
前記第２レンズ群は、前記合焦レンズよりも像側に配設された正レンズと負レンズとからなる色消しレンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
−１５＜νd3−νd4＜１５
但し、
νd3：前記色消しレンズにおける前記正レンズのｄ線に対するアッベ数、
νd4：前記色消しレンズにおける前記負レンズのｄ線に対するアッベ数。
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
０．５０＜Ｌ／ｆ＜０．８０
但し、
Ｌ：前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの距離、
ｆ：前記光学系の無限遠合焦時における焦点距離。
【請求項４】
物体の像を所定の面上に結像させる光学系を備えた光学機器であって、
前記光学系が請求項１から３のいずれか一項に記載の光学系であることを特徴とする光学機器。
【請求項５】
物体に対してフォーカシングを行うための合焦レンズの物体側に、正の屈折力を有する第１レンズ群を配置し、
前記第１レンズ群の像側に、前記合焦レンズを含んで負の屈折力を有する第２レンズ群を配置し、
前記第１レンズ群に、光軸に対して回転対称形状であって正の屈折力を有する回折光学素子を少なくとも１つ配置し、
前記第２レンズ群に、光軸に対して回転対称形状であって負の屈折力を有する回折光学素子を少なくとも１つ配置し、
以下の条件式を満足するようにしたことを特徴とする光学系の製造方法。
０．００１＜ｆ1／ｆdoe1＜０．０３０
０．００５＜ｆ2／ｆdoe2＜０．０３０
但し、
ｆ1：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆdoe1：前記第１レンズ群における回折光学素子の焦点距離の和、
ｆ2：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆdoe2：前記第２レンズ群における回折光学素子の焦点距離の和。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折光学素子を備えた光学系、光学機器、および光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、長焦点距離の撮影光学系に好適なレンズタイプとして、物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、を有する光学系である、いわゆる望遠レンズが知られている。
【０００３】
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。これらの色収差を良好に補正する為に、低分散の硝材を用いた正レンズと高分散の硝材を用いた負レンズを組み合わせて色消しを行った望遠レンズが種々提案されている。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つの材質の硝材（レンズ）を組み合わせる方法に対して、レンズ面あるいは光学系の一部に回折作用を有する回折格子を設けた回折光学素子を用いて、色収差を減じる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
回折光学素子は、微小間隔（１mm）当たり数本程度の細い等間隔のスリット状もしくは溝状の格子構造を備えて作られた光学素子であり、光が入射されると、スリットや溝のピッチ（間隔）と光の波長とで定まる方向に回折光束を生じさせる性質を有している。このような回折光学素子は種々の光学系に用いられており、例えば、最近では、特定次数の回折光を一点に集めてレンズとして使用するものなどが知られている。
【０００５】
このような回折光学素子を用いることにより、色収差等の諸収差を良好に補正しつつ、テレ比の小さい（レンズ全長の短い）、高い光学性能を有した望遠型の光学系（望遠レンズ）を実現することができる。特に、軸上色収差においては、一般的な２波長で軸上色収差が補正されるアクロマート補正に対し、回折光学素子を用いることにより３波長で軸上色収差が補正されるアポクロマート補正が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２７１３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、軸上色収差だけでなく、倍率色収差も良好に補正する要望がある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、軸上色収差および倍率色収差を良好に補正しつつ、テレ比の小さい、高い光学性能を有した光学系、光学機器、および光学系の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的達成のため、本発明に係る光学系は、物体に対してフォーカシングを行うための合焦レンズの物体側に配設され、正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群の像側に配設され、前記合焦レンズを含んで負の屈折力を有する第２レンズ群とを備え、前記第１レンズ群は、光軸に対して回転対称形状であって正の屈折力を有する回折光学素子を少なくとも１つ有し、前記第２レンズ群は、光軸に対して回転対称形状であって負の屈折力を有する回折光学素子を少なくとも１つ有し、以下の条件式を満足している。
０．００１＜ｆ1／ｆdoe1＜０．０３０
０．００５＜ｆ2／ｆdoe2＜０．０３０
但し、
ｆ1：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆdoe1：前記第１レンズ群における回折光学素子の焦点距離の和、
ｆ2：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆdoe2：前記第２レンズ群における回折光学素子の焦点距離の和。
【００１０】
上述の光学系において、前記第２レンズ群は、前記合焦レンズよりも像側に配設された正レンズと負レンズとからなる色消しレンズを有し、以下の条件式を満足することが好ましい。
−１５＜νd3−νd4＜１５
但し、
νd3：前記色消しレンズにおける前記正レンズのｄ線に対するアッベ数、
νd4：前記色消しレンズにおける前記負レンズのｄ線に対するアッベ数。
【００１１】
上述の光学系において、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．５０＜Ｌ／ｆ＜０．８０
但し、
Ｌ：前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの距離、
ｆ：前記光学系の無限遠合焦時における焦点距離。
【００１２】
また、本発明に係る光学機器は、物体の像を所定の面上に結像させる光学系を備えた光学機器であって、前記光学系として本発明に係る光学系を用いている。
【００１３】
また、本発明に係る光学系の製造方法は、物体に対してフォーカシングを行うための合焦レンズの物体側に、正の屈折力を有する第１レンズ群を配置し、前記第１レンズ群の像側に、前記合焦レンズを含んで負の屈折力を有する第２レンズ群を配置し、前記第１レンズ群に、光軸に対して回転対称形状であって正の屈折力を有する回折光学素子を少なくとも１つ配置し、前記第２レンズ群に、光軸に対して回転対称形状であって負の屈折力を有する回折光学素子を少なくとも１つ配置し、以下の条件式を満足するようにしている。
０．００１＜ｆ1／ｆdoe1＜０．０３０
０．００５＜ｆ2／ｆdoe2＜０．０３０
但し、
ｆ1：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆdoe1：前記第１レンズ群における回折光学素子の焦点距離の和、
ｆ2：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆdoe2：前記第２レンズ群における回折光学素子の焦点距離の和。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、軸上色収差および倍率色収差を良好に補正しつつ、テレ比の小さい、高い光学性能を有した光学系および、これを備えた光学機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施例に係る光学系の断面図である。
【図２】第１実施例に係る光学系の縦収差図である。
【図３】第１実施例に係る光学系の横収差図である。
【図４】第２実施例に係る光学系の断面図である。
【図５】第２実施例に係る光学系の縦収差図である。
【図６】第２実施例に係る光学系の横収差図である。
【図７】デジタル一眼レフカメラの断面図である。
【図８】光学系の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本願の好ましい実施形態について図を参照しながら説明する。本願に係る光学系ＴＬを備えたデジタル一眼レフカメラＣＡＭが図７に示されている。図７に示すデジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいて、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズとしての光学系（望遠レンズ）ＴＬで集光されて、クイックリターンミラーＭを介して焦点板Ｆ上に結像される。焦点板Ｆ上に結像された光は、ペンタプリズムＰ中で複数回反射されて接眼レンズＥへと導かれる。これにより、撮影者は、接眼レンズＥを介して物体（被写体）の像を正立像として観察することができる。
【００１７】
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、クイックリターンミラーＭが光路外へ退避し、光学系ＴＬで集光された物体（被写体）からの光は、撮像素子Ｃ上に結像されて被写体の像を形成する。これにより、物体（被写体）からの光は、撮像素子Ｃ上に結像されて当該撮像素子Ｃにより撮像され、物体（被写体）の画像として不図示のメモリーに記録される。このようにして、撮影者はデジタル一眼レフカメラＣＡＭによる物体（被写体）の撮影を行うことができる。なお、クイックリターンミラーＭを有しないカメラであっても、上記カメラＣＡＭと同様の効果を得ることができる。また、図７に示すデジタル一眼レフカメラＣＡＭは、光学系ＴＬを着脱可能に保持する構成であってもよく、光学系ＴＬと一体に構成されるものであってもよい。
【００１８】
光学系ＴＬは、例えば図１に示すように、物体に対してフォーカシングを行うための合焦レンズＬＦの物体側に配設され、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１の像側に配設され、合焦レンズＬＦを含んで負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを備えて構成される。第１レンズ群Ｇ１は、光軸に対して回転対称形状であって正の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ１を少なくとも１つ有している。第２レンズ群Ｇ２は、光軸に対して回転対称形状であって負の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ２を少なくとも１つ有している。そして、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２は、次の条件式（１）〜（２）を満足している。
【００１９】
０．００１＜ｆ1／ｆdoe1＜０．０３０    …（１）
０．００５＜ｆ2／ｆdoe2＜０．０３０    …（２）
但し、
ｆ1：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、
ｆdoe1：第１レンズ群Ｇ１における回折光学素子ＤＯＥ１の焦点距離の和、
ｆ2：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、
ｆdoe2：第２レンズ群Ｇ２における回折光学素子ＤＯＥ２の焦点距離の和。
【００２０】
条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１に配置される回折光学素子ＤＯＥ１のパワーを規定する条件式である。条件式（１）を満足することにより、軸上色収差および倍率色収差を効果的に補正することができる。条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２に配置される回折光学素子ＤＯＥ２のパワーを規定する条件式である。条件式（２）を満足することにより、倍率色収差を効果的に補正することができる。このように、条件式（１）〜（２）を満足することにより、本実施形態によれば、軸上色収差および倍率色収差を良好に補正しつつ、テレ比の小さい、高い光学性能を有した望遠型の光学系ＴＬおよび、これを備えた光学機器（デジタル一眼レフカメラＣＡＭ）を得ることができる。
【００２１】
なお、条件式（１）の上限値を上回る条件である場合、回折光学素子ＤＯＥ１のパワーが強すぎて回折フレアが増大するため、好ましくない。一方、条件式（１）の下限値を下回る条件である場合、第１レンズ群Ｇ１に回折光学素子ＤＯＥ１を配置する効果が十分に得られず、軸上色収差および倍率色収差の補正が不十分となる。
【００２２】
なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の上限値を０．０２０に設定することが望ましい。また、条件式（１）の上限値を０．０１８に設定することがより望ましい。一方、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の下限値を０．００３に設定することが望ましい。
【００２３】
なお、条件式（２）の上限値を上回る条件である場合、回折光学素子ＤＯＥ２のパワーが強すぎて回折フレアが増大するため、好ましくない。一方、条件式（２）の下限値を下回る条件である場合、第２レンズ群Ｇ２に回折光学素子ＤＯＥ２を配置する効果が十分に得られず、倍率色収差の補正が不十分となる。
【００２４】
なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を０．０２８に設定することが望ましい。一方、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の下限値を０．０１０に設定することが望ましい。
【００２５】
また、本実施形態における回折光学素子ＤＯＥ１，ＤＯＥ２は、鋸歯状の回折格子溝が形成された面を持つ回折素子要素を積み重ねてなるものであり、所望の広波長領域（例えば、可視光領域）のほぼ全域で高い回折効率が保たれる、すなわち波長特性が良好であるという特徴を有している。一般に、複層型の回折光学素子として、例えば、互いに異なる材料からなる２種類の回折素子要素から構成され、同一の回折格子溝で密着している、いわゆる密着複層型の回折光学素子が知られている。
【００２６】
なお、密着複層型の回折光学素子を配置する場合、２枚のガラスレンズの接合面に配置する構成があるが、２枚のガラスレンズの接合面に回折光学素子を配置すると、応力により回折光学素子の屈折率が変化し、回折効率の低下を招きやすいという問題がある。そのため、密着複層型の回折光学素子を配置する場合、レンズの片側の面上に回折光学素子を配置する方法が適している。
【００２７】
また、このような光学系ＴＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ１を１つ有し、次の条件式（１Ａ）を満足することが好ましい。
【００２８】
０．００５＜ｆ1／ｆdoe1＜０．０１５    …（１Ａ）
【００２９】
条件式（１Ａ）は、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１に、比較的焦点距離の短い回折光学素子ＤＯＥ１が配置されることを示している。条件式（１Ａ）を満足することにより、屈折光学系で発生する高次の軸上色収差を小さくすることができるため、使用波長域全体に亘り軸上色収差の変動を小さくすることが可能となる。
【００３０】
なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１Ａ）の上限値を０．０１２に設定することが望ましい。一方、本願の効果をより確実にするために、条件式（１Ａ）の下限値を０．００７に設定することが望ましい。
【００３１】
また、このような光学系ＴＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２は、合焦レンズＬＦよりも像側に配設された正レンズと負レンズとからなる色消しレンズを有し、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
【００３２】
−１５＜νd3−νd4＜１５    …（３）
但し、
νd3：色消しレンズにおける正レンズのｄ線に対するアッベ数、
νd4：色消しレンズにおける負レンズのｄ線に対するアッベ数。
【００３３】
条件式（３）は、合焦レンズＬＦよりも像側に、分散の差が所望の値以下の正レンズと負レンズとからなる色消しレンズが配置されることを示している。この色消しレンズにおける正レンズと負レンズは、貼り合わせてもよく、隣接して配置してもよい。条件式（３）を満足することにより、高次の軸上色収差をより小さくすることができる。なお、条件式（３）の上限値および下限値を超える条件である場合、光学系ＴＬの全系で、使用波長域における軸上色収差の変動を小さくすることが困難となる。
【００３４】
なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の上限値を１０に設定することが望ましい。一方、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を−１０に設定することが望ましい。
【００３５】
また、このような光学系ＴＬにおいて、次の条件式（４）を満足することが好ましい。
【００３６】
０．５０＜Ｌ／ｆ＜０．８０    …（４）
但し、
Ｌ：光学系ＴＬにおける最も物体側のレンズ面から像面までの距離、
ｆ：光学系ＴＬの無限遠合焦時における焦点距離。
【００３７】
条件式（４）は、光学系ＴＬ全系での光学全長を焦点距離で割ったテレ比を規定するための条件式である。条件式（４）の上限値を上回る条件である場合、回折光学素子ＤＯＥ１，ＤＯＥ２の焦点距離が長くなりすぎ、回折光学素子ＤＯＥ１，ＤＯＥ２を入れる意味がなくなる。一方、条件式（４）の下限値を下回る条件である場合、光学系ＴＬ全系での発生収差が大きくなりすぎ、性能が悪化する。
【００３８】
なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の上限値を０．７５に設定することが望ましい。
【００３９】
ここで、上述のような構成の光学系ＴＬの製造方法について、図８を参照しながら説明する。まず、円筒状の鏡筒内に、合焦レンズＬＦの物体側に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を配置し、第１レンズ群Ｇ１の像側に合焦レンズＬＦを含んで負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を配置する（ステップＳＴ１０）。そして、合焦レンズＬＦを光軸に沿って移動させることにより、無限遠物体から有限距離物体へのフォーカシングが行われるように、合焦レンズＬＦを駆動可能に構成する（ステップＳＴ２０）。
【００４０】
レンズの組み込みを行うステップＳＴ１０において、前述の条件式（１）〜（２）等を満足するように、第１レンズ群Ｇ１に正の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ１を少なくとも１つ配置し、第２レンズ群Ｇ２に負の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ２を少なくとも１つ配置する。このような製造方法によれば、軸上色収差および倍率色収差を良好に補正しつつ、テレ比の小さい（レンズ全長の短い）、高い光学性能を有した望遠型の光学系ＴＬを得ることができる。
【実施例】
【００４１】
（第１実施例）
以下、本願の各実施例を添付図面に基づいて説明する。まず、本願の第１実施例について図１〜図３および表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係る光学系ＴＬ（ＴＬ１）の断面図である。第１実施例に係る光学系ＴＬ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを備えて構成される。
【００４２】
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、前群Ｇ１ａと、この前群Ｇ１ａに対し第１レンズ群Ｇ１の中で最も長い空気間隔を隔てた後群Ｇ１ｂとから構成される。第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１ａは、物体側から順に、単レンズである第１正レンズＬ１１と、第２正レンズＬ１２と第１負レンズＬ１３とが貼り合わされた接合レンズと、回折光学素子ＤＯＥ１が配置される第３正レンズＬ１４とから構成される。なお、第３正レンズＬ１４における像面Ｉ側のレンズ面に、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ１が配置される。第１レンズ群Ｇ１の回折光学素子ＤＯＥ１は、互いに異なる材質の２種類の回折素子要素が同一の回折格子溝で接する密着複層型の回折光学素子であり、２種類の紫外線硬化樹脂によって格子高さが約２０μｍの１次の回折格子（光軸に対して回転対称形状の回折格子）が形成される。第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１ｂは、物体側から順に、第２負レンズＬ１５と第４正レンズＬ１６とが貼り合わされた接合レンズから構成される。
【００４３】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、第５正レンズＬ２１と第３負レンズＬ２２とが貼り合わされた合焦レンズＬＦと、第４負レンズＬ２３と第６正レンズＬ２４とが貼り合わされた第１色消しレンズＬＣ１と、第７正レンズＬ２５と第５負レンズＬ２６とが貼り合わされた接合レンズと、単レンズである第６負レンズＬ２７と、第８正レンズＬ２８と第７負レンズＬ２９とが貼り合わされた第２色消しレンズＬＣ２と、回折光学素子ＤＯＥ２が配置される第９正レンズＬ３０とから構成される。そして、無限遠物体から近距離（有限距離）物体への合焦（フォーカシング）の際、合焦レンズＬＦが光軸に沿って像面Ｉ側に移動するようになっている。なお、第９正レンズＬ３０における物体側のレンズ面に、負の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ２が配置される。第２レンズ群Ｇ２の回折光学素子ＤＯＥ２は、第１レンズ群Ｇ１の回折光学素子ＤＯＥ１と同様であり、詳細な説明を省略する。また、第２レンズ群Ｇ２における合焦レンズＬＦと第１色消しレンズＬＣ１との間に、絞りＳが配設される。
【００４４】
以下に、表１〜表２を示すが、これらは第１〜第２実施例に係る光学系（望遠レンズ）の諸元の値をそれぞれ掲げた表である。各表の［全体諸元］において、ｆは焦点距離を、ＦＮＯはＦナンバーを、ωは半画角（最大入射角：単位は「°」）を、Ｙは像高を、Ｂｆはバックフォーカス（空気換算長）をそれぞれ示す。また、［全体諸元］において、Ｌは光学系の全長（１番目のレンズ面から像面Ｉまでの距離）を、ｆ1は第１レンズ群の焦点距離を、ｆ2は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を、ｆdoe1は第１レンズ群Ｇ１における回折光学素子ＤＯＥ１の焦点距離の和を、ｆdoe2は第２レンズ群Ｇ２における回折光学素子ＤＯＥ２の焦点距離の和をそれぞれ示す。また、［レンズデータ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面の番号を、Ｒｉは物体側からｉ番目のレンズ面の曲率半径を、Ｄｉは物体側からｉ番目のレンズ面とｉ＋１番目のレンズ面との間のレンズ厚または空気間隔を、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、曲率半径「∞」は平面を示し、空気の屈折率ｎｄ＝1.0000はその記載を省略している。
【００４５】
また、［回折面データ］において示す回折面の位相形状ψは、次式（Ａ）によって表わされる。
【００４６】
ψ（ｈ，ｍ）＝｛２π／（ｍ×λ0）｝×（Ｃ2×ｈ2＋Ｃ4×ｈ4＋Ｃ6×ｈ6…）  …（Ａ）
但し、
ｈ：光軸に対して垂直な方向の高さ、
ｍ：回折光の回折次数、
λ0：設計波長、
Ｃi：位相係数（i＝１，２，３，…）。
【００４７】
また、任意の波長λおよび任意の回折次数ｍにおける回折面の屈折力φＤは、最も低次の位相係数Ｃ1を用いて、次式（Ｂ）のように表わすことができる。
【００４８】
φＤ（ｈ，ｍ）＝−２×Ｃ1×ｍ×λ／λ0  …（Ｂ）
【００４９】
［回折面データ］において位相係数を示すが、「E-n」は「×１０-n」を示す。また、［条件式対応値］には、各条件式の対応値をそれぞれ示す。なお、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Ｒｉ、面間隔Ｄｉ、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、後述の第２実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
【００５０】
下の表１に、第１実施例における各諸元を示す。なお、表１における第１面〜第３１面の曲率半径Ｒｉは、図１における第１面〜第３１面に付した符号Ｒ１〜Ｒ３１に対応している。また、第１実施例において、第８面および第２９面が回折面となっている。
【００５１】
（表１）
［全体諸元］
ｆ＝294
ＦＮＯ＝4.1
２ω＝8.4
Ｙ＝21.63
Ｂｆ＝54.00
Ｌ＝190.4
ｆ1＝99.86
ｆ2＝-71.18
ｆdoe1＝11135.50
ｆdoe2＝-5343.01
［レンズ諸元］
面番号      Ｒｉ        Ｄｉ      ｎｄ        νｄ
1        119.301      6.91      1.4875      70.3
2       1138.274      1.01
3         80.232     11.49      1.4978      82.6
4       -504.651      2.50      1.5750      41.5
5        246.455      2.02
6         73.087      5.00      1.5168      63.9
7         98.376      0.20      1.5278      33.4
8         98.376      0.30      1.5572      50.0  （回折面）
9         98.376     26.00
10        41.419      1.50      1.9108      35.2
11        26.417      7.50      1.4875      70.3
12        76.338      6.33
13       125.596      2.38      1.6200      36.4
14      -356.488      1.20      1.6968      55.5
15        42.511     23.65
16          ∞        2.77                        （絞り）
17        52.557      2.08      1.9108      35.2
18        23.312      2.76      1.5750      41.5
19       226.400      2.58
20        60.916      2.13      1.7283      28.4
21      -102.282      0.85      1.7292      54.6
22        30.417      2.18
23       -71.955      0.80      1.7292      54.6
24        83.995      2.33
25        78.862      3.04      1.5481      45.5
26       -52.965      1.00      1.7880      47.4
27      -240.018     10.32
28        68.731      0.20      1.5572      50.0
29        68.731      0.20      1.5278      33.4  （回折面）
30        68.731      5.15      1.4875      70.3
31       -68.731     54.00
［回折面データ］
第８面        第２９面
ｍ          1              1
Ｃ1    -4.490E-05      9.358E-05
Ｃ2    -2.488E-09      -2.112E-07
［条件式対応値］
条件式（１），（１Ａ）  ｆ1／ｆdoe1＝0.0090
条件式（２）          ｆ2／ｆdoe2＝0.0133
条件式（３）          νd3−νd4＝6.3          （第１色消しレンズＬＣ１）
νd3−νd4＝-1.9          （第２色消しレンズＬＣ２）
条件式（４）          Ｌ／ｆ＝0.65
【００５２】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（４）が全て満たされていることが分かる。
【００５３】
図２は第１実施例に係る光学系ＴＬ１の縦収差図であり、図３は第１実施例に係る光学系ＴＬ１の横収差図である。各収差図において、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）における収差をそれぞれ示す。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。以上、各収差図の説明は他の実施例においても同様である。図２および図３より、第１実施例では、軸上色収差および倍率色収差等の諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。その結果、第１実施例の光学系ＴＬ１を搭載することにより、デジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいても、優れた光学性能を確保することができる。
【００５４】
（第２実施例）
以下、本願の第２実施例について図４〜図６および表２を用いて説明する。図４は、第２実施例に係る光学系ＴＬ（ＴＬ２）の断面図である。第２実施例に係る光学系ＴＬ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを備えて構成される。
【００５５】
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、前群Ｇ１ａと、この前群Ｇ１ａに対し第１レンズ群Ｇ１の中で最も長い空気間隔を隔てた後群Ｇ１ｂとから構成される。第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１ａは、物体側から順に、単レンズである第１正レンズＬ１１と、第２正レンズＬ１２と第１負レンズＬ１３とが貼り合わされた接合レンズと、回折光学素子ＤＯＥ１が配置される第３正レンズＬ１４とから構成される。なお、第３正レンズＬ１４における像面Ｉ側のレンズ面に、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ１が配置される。第１レンズ群Ｇ１の回折光学素子ＤＯＥ１は、第１実施例の回折光学素子と同様であり、詳細な説明を省略する。第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１ｂは、物体側から順に、第２負レンズＬ１５と第４正レンズＬ１６とが貼り合わされた接合レンズから構成される。
【００５６】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、第５正レンズＬ２１と第３負レンズＬ２２とが貼り合わされた合焦レンズＬＦと、第４負レンズＬ２３と第６正レンズＬ２４とが貼り合わされた第１色消しレンズＬＣ１と、第７正レンズＬ２５と第５負レンズＬ２６とが貼り合わされた接合レンズと、単レンズである第６負レンズＬ２７と、第８正レンズＬ２８と第７負レンズＬ２９とが貼り合わされた第２色消しレンズＬＣ２と、回折光学素子ＤＯＥ２が配置される第９正レンズＬ３０とから構成される。そして、無限遠物体から近距離（有限距離）物体への合焦（フォーカシング）の際、合焦レンズＬＦが光軸に沿って像面Ｉ側に移動するようになっている。なお、第９正レンズＬ３０における物体側のレンズ面に、負の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ２が配置される。第２レンズ群Ｇ２の回折光学素子ＤＯＥ２は、第１実施例の回折光学素子と同様であり、詳細な説明を省略する。また、第２レンズ群Ｇ２における合焦レンズＬＦと第１色消しレンズＬＣ１との間に、絞りＳが設けられる。
【００５７】
下の表２に、第２実施例における各諸元を示す。なお、表２における第１面〜第３１面の曲率半径Ｒｉは、図４における第１面〜第３１面に付した符号Ｒ１〜Ｒ３１に対応している。また、第２実施例において、第８面および第２９面が回折面となっている。
【００５８】
（表２）
［全体諸元］
ｆ＝294
ＦＮＯ＝4.1
２ω＝8.4
Ｙ＝21.63
Ｂｆ＝54.00
Ｌ＝190.5
ｆ1＝101.56
ｆ2＝-70.80
ｆdoe1＝10664.24
ｆdoe2＝-2695.54
［レンズ諸元］
面番号      Ｒｉ        Ｄｉ      ｎｄ        νｄ
1        108.100      7.82      1.4875      70.3
2       1929.565      0.25
3         78.299     11.62      1.4978      82.6
4       -504.651      2.50      1.5827      46.5
5        175.188      2.06
6         77.145      5.00      1.5168      63.9
7        107.014      0.20      1.5278      33.4
8        107.014      0.30      1.5572      50.0  （回折面）
9        107.014     25.82
10        41.850      1.50      1.9108      35.2
11        26.436      7.60      1.4875      70.3
12        78.638      6.19
13       121.142      2.41      1.6200      36.4
14      -406.824      1.20      1.6968      55.5
15        41.951     23.56
16          ∞        2.73                        （絞り）
17        48.168      2.46      1.9108      35.2
18        22.821      2.82      1.5750      41.5
19       175.142      2.59
20        56.934      2.25      1.7283      28.4
21      -105.781      0.85      1.7292      54.6
22        29.506      2.27
23       -69.059      0.80      1.7292      54.6
24        87.427      2.22
25        66.543      2.95      1.5443      52.1
26       -64.557      1.00      1.7675      40.3
27      -744.439     10.41
28        74.687      0.20      1.5572      50.0
29        74.687      0.20      1.5278      33.4  （回折面）
30        74.687      4.71      1.5218      66.5
31       -73.143     54.00
［回折面データ］
第８面        第２９面
ｍ          1              1
Ｃ1    -4.689E-05      1.855E-04
Ｃ2    -1.487E-09      -2.405E-07
［条件式対応値］
条件式（１），（１Ａ）  ｆ1／ｆdoe1＝0.0095
条件式（２）          ｆ2／ｆdoe2＝0.0263
条件式（３）          νd3−νd4＝6.3          （第１色消しレンズＬＣ１）
νd3−νd4＝11.8          （第２色消しレンズＬＣ２）
条件式（４）          Ｌ／ｆ＝0.65
【００５９】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（４）が全て満たされていることが分かる。
【００６０】
図５は第２実施例に係る光学系ＴＬ２の縦収差図であり、図６は第２実施例に係る光学系ＴＬ２の横収差図である。図５および図６より、第２実施例では、軸上色収差および倍率色収差等の諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。その結果、第２実施例の光学系ＴＬ２を搭載することにより、デジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいても、優れた光学性能を確保することができる。
【００６１】
なお、上述の実施形態において、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。
【００６２】
上述の各実施例において、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の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、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。例えば、絞りＳよりも像側に配置されるレンズのうち少なくとも一部を防振レンズ群とすることができ、特に、第７正レンズＬ２５、第５負レンズＬ２６、第６負レンズＬ２７を防振レンズ群とすることが好ましい。また、第７正レンズＬ２５、第５負レンズＬ２６、第６負レンズＬ２７の物体側および像側の少なくとも一方に、正レンズと負レンズとからなる色消しレンズＬＣ１，ＬＣ２を配置することがより好ましく、当該色消しレンズＬＣ１，ＬＣ２は前述の条件式（３）を満足することがより好ましい。また、当該色消しレンズＬＣ１，ＬＣ２は接合レンズとしてもよい。
【００６３】
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、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工およ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）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
【００６４】
また、開口絞りは合焦レンズＬＦよりも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。
【００６５】
また、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。
【００６６】
また、本実施形態では、第１レンズ群Ｇ１に、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ１が１つ配置されているが、これに限られるものではなく、正の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ１が複数配置されてもよい。また、第２レンズ群Ｇ２に、負の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ２が１つ配置されているが、これに限られるものではなく、負の屈折力を有する回折光学素子ＤＯＥ２が複数配置されてもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、光学系の一例として望遠レンズを例に説明したが、これに限られるものではなく、例えば、ズームレンズ等の光学系であってもよい。なお、本実施形態では、焦点距離が３００ｍｍ程度としたが、これに限られるものではなく、焦点距離が２００〜８００ｍｍ（３５ｍｍ換算）程度の望遠レンズであってもよい。
【００６８】
また、本実施形態の光学系をデジタル一眼レフカメラに使用しているが、これに限られるものではなく、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の光学機器にも使用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
ＣＡＭ  デジタル一眼レフカメラ（光学機器）
ＴＬ  光学系
Ｇ１  第１レンズ群                      Ｇ２  第２レンズ群
ＬＦ  合焦レンズ
ＬＣ１  第１色消しレンズ                ＬＣ２  第２色消しレンズ
ＤＯＥ１  回折光学素子                  ＤＯＥ２  回折光学素子
Ｓ  絞り                                Ｉ  像面
【図１】
2015172711.tif 000003
【図２】
2015172711.tif 000004
【図３】
2015172711.tif 000005
【図４】
2015172711.tif 000006
【図５】
2015172711.tif 000007
【図６】
2015172711.tif 000008
【図７】
2015172711.tif 000009
【図８】
2015172711.tif 000010