(57)【要約】【課題】軽量かつ製造が容易で、色収差と同時に球面収差を良好に補正可能な色消しレンズ系等を提供する。【解決手段】正の屈折力を有する樹脂レンズＬ１１と負の屈折力を有する樹脂レンズＬ１２とを接合してなる全体として正の屈折力を有する接合樹脂レンズと、密着複層型回折光学素子Ｌ１１Ｅとを有しており、回折光学素子Ｌ１１Ｅは、前記接合樹脂レンズよりも像側に配置されており、回折光学素子Ｌ１１Ｅは、異なる光学材料からなる２つの回折素子要素ＤＥ１１，ＤＥ１２を接合して構成されており、その接合面は回折格子溝が形成された回折光学面Ｇｆであることを特徴とする。【選択図】図１
2008197378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の屈折力を有する樹脂レンズと負の屈折力を有する樹脂レンズとを接合してなる全体として正の屈折力を有する接合樹脂レンズと、前記接合樹脂レンズよりも像側に配置された密着複層型回折光学素子とを有してなることを特徴とする色消しレンズ系。
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の色消しレンズ系。
１．９≦Ｎ／Ｄ≦１５
但し、
Ｎ：前記回折光学素子における回折光学面の回折格子溝の溝の数（本）
Ｄ：前記回折光学素子における前記回折光学面の有効半径（ｍｍ）
【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又は請求項２に記載の色消しレンズ系。
０．２≦|Ｒ／ｆ|≦１．８
但し、
Ｒ：前記接合樹脂レンズの接合面の曲率半径
ｆ：前記色消しレンズ系の焦点距離
【請求項４】
前記色消しレンズ系は、少なくとも１つの非球面を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の色消しレンズ系。
【請求項５】
前記密着複層型回折光学素子を構成する２つの回折素子要素は、互いに異なり、少なくとも一方は紫外線硬化樹脂からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の色消しレンズ系。
【請求項６】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項から請求項５に記載の色消しレンズ系。
ｎｄ１≦１．５４
０．０１４５≦ｎＦ１−ｎＣ１
１．５５≦ｎｄ２
ｎＦ２−ｎＣ２≦０.０１３
但し、
ｎｄ１：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が低くアッベ数が小さい方の前記回折素子要素の材料のｄ線（波長λ＝５８７．５６２ｎｍ）に対する屈折率
ｎＦ１：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が低くアッベ数が小さい方の前記回折素子要素の材料のＦ線（波長λ＝４８６．１３３ｎｍ）に対する屈折数
ｎＣ１：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が低くアッベ数が小さい方の前記回折素子要素の材料のＣ線（波長λ＝６５６．２７３ｎｍ）に対する屈折率
ｎｄ２：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が高くアッベ数が大きい方の前記回折素子要素の材料のｄ線（波長λ＝５８７．５６２ｎｍ）に対する屈折率
ｎＦ２：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が高くアッベ数が大きい方の前記回折素子要素の材料のＦ線（波長λ＝４８６．１３３ｎｍ）に対する屈折数
ｎＣ２：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が高くアッベ数が大きい方の前記回折素子要素の材料のＣ線（波長λ＝６５６．２７３ｎｍ）に対する屈折率
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の色消しレンズ系を備えていることを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色消しレンズ系、光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対物レンズと正立化光学系と接眼レンズとを有し、正立化光学系の光路中に回折光学素子を備えた色消しレンズ系が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１８３５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のような従来の色消しレンズ系では、対物レンズがガラスで構成されているため、軽量化が十分に図られていないという問題があった。そして、対物レンズが単レンズであるために、色収差や球面収差を十分に補正することができないという問題もあった。
【０００４】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、軽量かつ製造が容易で、色収差と同時に球面収差を良好に補正可能な色消しレンズ系、及びそれを用いた光学装置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】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、
正の屈折力を有する樹脂レンズと負の屈折力を有する樹脂レンズとを接合してなる全体として正の屈折力を有する接合樹脂レンズと、前記接合樹脂レンズよりも像側に配置された密着複層型回折光学素子とを有してなることを特徴とする色消しレンズ系を提供する。
【０００６】
また本発明は、
上記色消しレンズ系を備えていることを特徴とする光学装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軽量かつ製造が容易で、色収差と同時に球面収差を良好に補正可能な色消しレンズ系、及びそれを用いた光学装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態に係る色消しレンズ系と光学装置について説明する。
本発明の色消しレンズ系は、正の屈折力を有する樹脂レンズと負の屈折力を有する樹脂レンズとを接合してなる全体として正の屈折力を有する接合樹脂レンズと、回折光学素子とを有しており、前記回折光学素子は、前記接合樹脂レンズよりも像側に配置されており、前記回折光学素子は、異なる光学材料からなる２つの回折素子要素を接合して構成されており、その接合面は回折格子溝が形成された回折光学面であることを特徴とする。
【０００９】
上述のように本発明の色消しレンズ系は、色収差を補正するための回折光学素子を含んでいる。回折光学素子は、細かい溝状又はスリット状の格子構造が同心円状に形成された回折光学面を備え、該回折光学面に入射した光を格子ピッチ（回折格子溝の間隔）と入射光の波長によって定まる方向へ回折する性質を有している。
【００１０】
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、例えば特定次数の回折光を一点に集光してレンズとして使用されるもの等が知られている。斯かる回折光学素子の回折光学面は、分散特性が通常のガラス（屈折光学素子）とは逆で光の波長が短くなるのに伴い屈折率が小さくなる性質、即ち負の分散特性を有しているため、大きな色消し効果が得られる。したがってこの回折光学素子を利用することで、色収差を良好に補正することが可能となる。
【００１１】
また、上述のように本発明の色消しレンズ系における回折光学素子は、異なる光学材料からなる２つの回折素子要素を接合し、その接合面を回折光学面として構成した、いわゆる密着複層型回折光学素子であるため、ｇ線（波長λ＝４３５．８３５ｎｍ）からＣ線（波長λ＝６５６．２７３ｎｍ）までの広波長域において回折効率を高くすることができる。したがって、斯かる回折光学素子を利用した本発明の色消しレンズ系は、広波長域（波長λ＝４３５．８３５ｎｍ〜６５６．２７３ｎｍ）において利用することが可能となる。なお、上記回折効率は、透過型の回折光学素子において、一次回折光を使用する場合、入射光の強度Ｉｏと一次回折光の強度Ｉ１との割合η（＝Ｉ１／Ｉｏ×１００「％」）を示す。
【００１２】
また、密着複層型回折光学素子は、回折格子溝が形成された２つの回折素子要素を該回折格子溝どうしが対向するように近接配置してなるいわゆる分離型回折光学素子に比べて製造工程を簡素化することができるため、量産効率が良く、また入射画角に対する回折効率が良いという長所を備えている。したがって、斯かる回折光学素子（密着複層型回折光学素子）を利用した本発明の色消しレンズ系は、製造が容易となり、また回折効率が良くなる。
【００１３】
また、上述のように本発明の色消しレンズ系は、回折光学素子よりも物体側に、正の屈折力を有する樹脂レンズと負の屈折力を有する樹脂レンズとを接合してなる全体として正の屈折力を有する接合樹脂レンズを配置することで、軽量化を図りながら色収差と同時に球面収差を良好に補正することができる。なお、回折光学素子は、接合樹脂レンズと別体に設けられているため、回折光学素子をレンズ径の大きな接合樹脂レンズに一体的に形成する場合よりも、光路中において光束径の小さな位置に配置することができる。したがって、回折光学素子の小型化を図ることができ、これによって製造がより容易になるという効果を奏することもできる。
以上のように本発明の色消しレンズ系は、接合樹脂レンズと密着複層型回折光学素子を用いることで、軽量かつ製造が容易で、色収差と同時に球面収差を良好に補正することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の色消しレンズ系は、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）  １．９≦Ｎ／Ｄ≦１５
但し、
Ｎ：前記回折光学素子における前記回折光学面の前記回折格子溝の溝の数（本）
Ｄ：前記回折光学素子における前記回折光学面の有効半径（ｍｍ）
【００１５】
条件式（１）は、本発明の色消しレンズ系の回折光学素子において、回折光学面の回折格子溝の数と有効半径の適切な範囲を規定するものである。
条件式（１）の下限値を下回ると、軸上色収差はｄ線（波長λ＝５８７．５６２ｎｍ）とｇ線を色消しした際に、Ｃ線とＦ線（波長λ＝４８６．１３３ｎｍ）で色消し不足となる（２次スペクトル）。このため、白色ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）が低下し、本発明の色消しレンズ系において良好な結像性能を得ることができなくなってしまう。
一方、条件式（１）の上限値を上回ると、軸上色収差はｄ線とｇ線を色消しした際に、Ｃ線とＦ線で色消し過剰となる（２次スペクトル）。このため、白色ＭＴＦが低下し、本発明の色消しレンズ系において良好な結像性能を得ることができなくなってしまう。
【００１６】
また、本発明の色消しレンズ系は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）  ０．２≦|Ｒ／ｆ|≦１．８
但し、
Ｒ：前記接合樹脂レンズの接合面の曲率半径
ｆ：前記色消しレンズ系の焦点距離
【００１７】
条件式（２）は、本発明の色消しレンズ系における接合樹脂レンズの接合面の曲率半径を規定するものである。
条件式（２）の下限値を下回ると、軸上色収差はｄ線とｇ線を色消しした際に、Ｃ線とＦ線で色消し不足となる（２次スペクトル）。このため、白色ＭＴＦが低下し、本発明の色消しレンズ系において良好な結像性能を得ることができなくなってしまう。
一方、条件式（２）の上限値を上回ると、軸上色収差はｄ線とｇ線を色消しした際に、Ｃ線とＦ線で色消し過剰となる（２次スペクトル）。このため、白色ＭＴＦが低下し、本発明の色消しレンズ系において良好な結像性能を得ることができなくなってしまう。
【００１８】
また、本発明の色消しレンズ系は、少なくとも１つの非球面を備えていることが望ましい。
これにより、本発明の色消しレンズ系は、色収差と同時に、球面収差をより良好に補正することができる。
【００１９】
また、本発明の色消しレンズ系は、前記２つの回折素子要素が、互いに異なり、少なくとも一方は紫外線硬化樹脂からなることが望ましい。
これにより、量産性を高めることができる。より詳しくは、回折素子要素として樹脂と紫外線硬化樹脂を用いて本発明の回折光学素子を製造する場合、回折格子溝が形成された金型を用いて成形（射出成形等）、若しくは切削研磨によって回折格子面を前記樹脂に形成した後、この回折格子面に紫外線硬化樹脂を滴下し紫外線を照射して硬化させる方法を採用できる。この方法を採用することにより、２つの回折素子要素に対して回折格子面を別々に形成し、さらにこれらの位置合わせを行うという作業が不要になるため、量産性を高めることができる。
【００２０】
また、回折素子要素として２つの異なる紫外線硬化樹脂を用いて本発明の回折光学素子を製造する場合には、基板上に滴下した一方の紫外線硬化樹脂に対し回折格子溝が形成された金型を型押しして紫外線を照射して硬化させ、この型押しによって成形された回折格子面にもう一方の紫外線硬化樹脂を滴下し紫外線を照射して硬化させる方法を採用できる。この方法を採用することにより、回折格子面を形成するために１つの金型を用いるだけで製造が可能であり、前述と同様に２つの回折素子要素に対して回折格子面を別々に形成し、さらにこれらの位置合わせを行うという作業が不要になる。また、金型に紫外線硬化樹脂を滴下して硬化させるという作業を２回実施するのみで製造することができるため、量産性を高めることができる。
【００２１】
また、本発明の色消しレンズ系は、以下の条件式（３）,（４）,（５）,（６）を満足することが望ましい。
（３）  ｎｄ１≦１．５４
（４）  ０．０１４５≦ｎＦ１−ｎＣ１
（５）  １．５５≦ｎｄ２
（６）  ｎＦ２−ｎＣ２≦０．０１３
但し、
ｎｄ１：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が低くアッベ数が小さい方の前記回折素子要素の材料のｄ線（波長λ＝５８７．５６２ｎｍ）に対する屈折率
ｎＦ１：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が低くアッベ数が小さい方の前記回折素子要素の材料のＦ線（波長λ＝４８６．１３３ｎｍ）に対する屈折数
ｎＣ１：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が低くアッベ数が小さい方の前記回折素子要素の材料のＣ線（波長λ＝６５６．２７３ｎｍ）に対する屈折率
ｎｄ２：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が高くアッベ数が大きい方の前記回折素子要素の材料のｄ線（波長λ＝５８７．５６２ｎｍ）に対する屈折率
ｎＦ２：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が高くアッベ数が大きい方の前記回折素子要素の材料のＦ線（波長λ＝４８６．１３３ｎｍ）に対する屈折数
ｎＣ２：前記回折光学素子中の前記２つの回折素子要素のうち、屈折率が高くアッベ数が大きい方の前記回折素子要素の材料のＣ線（波長λ＝６５６．２７３ｎｍ）に対する屈折率
【００２２】
条件式（３）,（４）,（５）,（６）は、本発明の色消しレンズ系の回折光学素子を構成する２つの回折素子要素の材質、即ち２つの異なる紫外線硬化樹脂の屈折率とＦ線とＣ線に対する分散（ｎＦ−ｎＣ）をそれぞれ規定するものである（但し、ｎＦ：Ｆ線に対する屈折率、ｎＣ：Ｃ線に対する屈折率）。
本発明の色消しレンズ系はこれらの条件式を満足することで、より良い性能で、異なる紫外線硬化樹脂からなる２つの回折素子要素を密着接合させて回折光学面を形成することができ、これによりｇ線からＣ線までの広波長域において９０％以上の回折効率を実現することができる。なお、このような光学材料としての樹脂は、例えば特願２００４−３６７６０７号公報、特願２００５−２３７５７３号公報に記載されている。
【００２３】
各条件式（３）,（４）,（５）,（６）の上限値又は下限値を越えると、本発明の色消しレンズ系における回折光学素子は、広波長域において９０％以上の回折効率を得ることが困難になり、密着複層型回折光学素子の形状を維持することが困難になってしまう。
【００２４】
なお、回折効率を求める式は、以下の通りである。
ηｍをｍ次回折光の回折効率とすると、
ηｍ＝｛（sin（ａ−ｍ）π）／（（ａ−ｍ）π）｝２
但し、
ａ＝｛（ｎ１−１）ｄ−（ｎ２−１）ｄ｝／λ
ｍ  ：回折次数
ｄ  ：回折格子高
ｎ１：回折格子面（回折光学面）を形成する一方の材料の屈折率
ｎ２：回折格子面（回折光学面）を形成する他方の材料の屈折率
λ  ：波長
【００２５】
今回の実施例で用いた樹脂の組み合わせの場合、格子高は２０．０５μｍであり、１次の回折効率はｇ線（波長λ＝４３５．８３５ｎｍ）で９８％、Ｆ線（波長λ＝４８６．１３３ｎｍ）で９８％、ｄ線（波長λ＝５８７．５６２ｎｍ）で１００％、Ｃ線（波長λ＝６５６．２７３ｎｍ）で９８％と広い波長域にわたって回折効率が９８％以上という優れた値を持つ密着複層型回折光学素子が実現できることがわかる。
【００２６】
また本発明の光学装置は、上述した構成の色消しレンズ系を備えている。
これにより、軽量かつ製造が容易で、色収差と同時に球面収差を良好に補正可能な光学装置を実現することができる。
【００２７】
以下、数値実施例に係る色消しレンズ系について添付図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の構成を示す図である。
図１に示すように、本実施例に係る色消しレンズ系Ｌを備えたレンズ系ＯＬは、光軸に沿って物体側から順に、色消しレンズ系Ｌと、光軸方向へ移動させて像面位置の微調整を行うための平凹レンズＬＦと、正立化プリズムＬ１３と、正立化プリズムＬ１４とからなる。なお、本レンズ系ＯＬは、正立化プリズムＬ１３及び正立化プリズムＬ１４によって光路が折り曲がった構成であるが、図１には展開して示されている。
【００２８】
色消しレンズ系Ｌは、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正樹脂レンズＬ１１と物体側に凹面を向けた負メニスカス樹脂レンズＬ１２とからなり全体として正の屈折力を有する接合樹脂レンズと、平凹レンズＬＦの物体側面に形成された回折光学素子Ｌ１１Ｅとからなる。なお、負メニスカス樹脂レンズＬ１２の像側のレンズ面には、非球面が形成されている。
【００２９】
回折光学素子Ｌ１１Ｅは、色収差、特に軸上色収差を良好に補正し、かつ高い回折効率を得るための密着複層型回折光学素子であって、光軸に沿って物体側から順に、紫外線硬化樹脂からなる第１回折素子要素ＤＥ１１と、該第１回折素子要素ＤＥ１１と異なる紫外線硬化樹脂からなる第２回折素子要素ＤＥ１２とを密着接合して構成されており、その接合面は回折格子溝が形成された回折光学面Ｇｆとなっている。
【００３０】
以下の表２に、本実施例に係る色消しレンズ系Ｌを備えたレンズ系ＯＬの諸元の値を掲げる。
［全体諸元］において、ｆは焦点距離（ｍｍ）、ＦＮＯはＦナンバーをそれぞれ示す。
［レンズデータ］において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、ｒは光学面の曲率半径（ｍｍ）（光学面が非球面である場合には基準球面の曲率半径）、ｄは光学面どうしの間隔（ｍｍ）、νｄはｄ線に対するアッベ数、ｎ（ｄ）はｄ線に対する屈折率をそれぞれ示す。なお、曲率半径∞は平面を示す。
【００３１】
［非球面データ］には、非球面の形状を次式（Ａ）,（Ｂ）で表した場合の非球面係数を示す。
Ｚ（ｙ）＝（ｙ２／ｒ）／[１＋｛１−（１＋κ）（ｙ２／ｒ２）｝１／２]
＋C2ｙ２＋C4ｙ４＋C6ｙ６＋C8ｙ８＋C10ｙ１０    ・・・・・（Ａ）
Ｒ      ＝１／｛（１／ｒ）＋２C2｝    ・・・・・（Ｂ）
但し、ｙは光軸に垂直な高さ（入射高）、Ｚ（ｙ）を非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（非球面量又はサグ量）、ｒを基準球面の曲率半径、Ｒを近軸曲率半径、κを円錐係数、C2,C4,C6,C8,C10を２,４,６,８,１０次の非球面係数とする。なお、「E-n」は「×１０−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−５」を示す。
【００３２】
ここで、本実施例において回折光学面Ｇｆは、通常の屈折率と上記非球面式（Ａ）,（Ｂ）を用いる高屈折率法によって表されている。この高屈折率法は、非球面形状を表す式と回折光学面Ｇｆの格子ピッチとの一定の等価関係を利用するものであって、本実施例における回折光学面Ｇｆは、超高屈折率法のデータ、即ち上記非球面式（Ａ）,（Ｂ）及びその係数によって示されている。なお、本実施例では収差特性の算出対象としてｄ線、ｇ線、Ｃ線、及びＦ線を選択している。本実施例において用いたｄ線、ｇ線、Ｃ線、及びＦ線の波長と、各スペクトル線に対して設定した回折光学面Ｇｆの具体的な屈折率の値を以下の表１に示す。また、高屈折率法については、「『回折光学素子入門』応用物理学会日本光学会監修平成９年第１版発行」に詳しい。
【００３３】
（表１）
波長(nm)      屈折率
ｄ線     587.562     10001.0000
ｇ線     435.835      7418.6853
Ｃ線     656.273     11170.4255
Ｆ線     486.133      8274.7311
【００３４】
ここで、本実施例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特記のない場合一般に「ｍｍ」が使われる。しかし光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、単位は「ｍｍ」に限られるものではない。
なお、以上に述べた各表の説明は、後述する各実施例においても同様である。
【００３５】
（表２）
[全体諸元]
ｆ    ＝  108.0
ＦＮＯ＝    4.3
[レンズデータ]
面番号    ｒ       ｄ    νｄ     ｎ(ｄ)
1     51.21629   5.0   56.21   1.524440
2    -68.51573   2.0   30.3    1.582760
3   -501.48633  27.3           1.000000
4       ∞       0.5   50.2    1.527600
5       ∞       0.0   -3.45   n1
6       ∞       0.5   34.7    1.556900
7       ∞       2.0   64.2    1.516800
8    217.30742  14.2           1.000000
9       ∞      30.0   56.1    1.568829
10       ∞       1.4           1.000000
11       ∞      26.0   56.1    1.568829
12       ∞      18.5           1.000000
[回折光学素子Ｌ１１Ｅデータ]
第５面
ｎ（ｄ）＝ 10001.0000 ＝ n1     ｎ（ｇ）＝ 7418.6853
ｎ（Ｃ）＝ 11170.4255           ｎ（Ｆ）＝ 8274.73111
回折光学面Ｇｆの回折格子溝の数 ＝ 22
回折光学面Ｇｆの有効半径 ＝ 8.5
[樹脂屈折率]
ｎＣ        ｎｄ        ｎＦ
低屈折率     1.523300    1.527600    1.538500
高屈折率     1.553700    1.556900    1.564800
[非球面データ]
第３面
κ  ＝  0.0000         C2  ＝  0.00000E+00
C4  ＝  0.303243E-06   C6  ＝  0.00000E+00
C8  ＝  0.00000E+00    C10 ＝  0.00000E+00
第６面
κ  ＝  0.0000         C2  ＝ -2.03038E-08
C4  ＝  0.311380E-10   C6  ＝  0.00000E+00
C8  ＝  0.00000E+00    C10 ＝  0.00000E+00
[条件式対応値]
（１）Ｎ／Ｄ＝ 2.59
（２）|Ｒ／ｆ|＝ 0.634
（３）ｎｄ１＝ 1.527600
（４）ｎＦ１−ｎＣ１＝ 0.0152
（５）ｎｄ２＝ 1.556900
（６）ｎＦ２−ｎＣ２＝ 0.011
【００３６】
図２（ａ）、及び図２（ｂ）は、本発明の第１実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の諸収差図、及び白色光による光軸上のＭＴＦを示す図である。
ここで、球面収差図において、ｄはｄ線、ｇはｇ線、ＣはＣ線、ＦはＦ線における収差をそれぞれ示す。また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。なお、以上に述べた収差図の説明は、後述する各実施例においても同様である。
諸収差図と３０本／ｍｍのときのＭＴＦ値が０．８５５であることから、本実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系は、諸収差、特に軸上色収差と同時に球面収差を良好に補正し、優れた結像性能を備えていることがわかる。
なお、本実施例において回折光学素子Ｌ１１Ｅは、平凹レンズＬＦの物体側面に形成されているが、これに限られるものでなく、平凹レンズＬＦの像側レンズ面に形成してもよい。
【００３７】
（第２実施例）
図３は、本発明の第２実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の構成を示す図である。
図３に示すように、本実施例に係る色消しレンズ系Ｌを備えたレンズ系ＯＬは、光軸に沿って物体側から順に、色消しレンズ系Ｌと、正立化プリズムＬ２３と、正立化プリズムＬ２４とからなる。なお、本レンズ系ＯＬは、正立化プリズムＬ２３及び正立化プリズムＬ２４によって光路が折り曲がった構成であるが、図３には展開して示されている。
【００３８】
色消しレンズ系Ｌは、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正樹脂レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負メニスカス樹脂レンズＬ２２とからなり全体として正の屈折力を有する接合樹脂レンズと、正立化プリズムＬ２３の物体側面に形成された回折光学素子Ｌ２１Ｅとからなる。なお、負メニスカス樹脂レンズＬ２２の像側のレンズ面には、非球面が形成されている。
【００３９】
回折光学素子Ｌ２１Ｅは、色収差、特に軸上色収差を良好に補正し、かつ高い回折効率を得るための密着複層型回折光学素子であって、光軸に沿って物体側から順に、紫外線硬化樹脂からなる第１回折素子要素ＤＥ２１と、該第１回折素子要素ＤＥ２１と異なる紫外線硬化樹脂からなる第２回折素子要素ＤＥ２２とを密着接合して構成されており、その接合面は回折格子溝が形成された回折光学面Ｇｆとなっている。
以下の表３に、本実施例に係る色消しレンズ系Ｌを備えたレンズ系ＯＬの諸元の値を掲げる。
【００４０】
（表３）
[全体諸元]
ｆ    ＝  108.0
ＦＮＯ＝    4.3
[レンズデータ]
面番号    ｒ       ｄ    νｄ     ｎ(ｄ)
1     58.44545   5.0   56.2    1.532700
2   -101.4265    2.0   25.6    1.613270
3   -856.386    48.7           1.000000
4       ∞       0.4   50.2    1.527600
5       ∞       0.0   -3.45   n1
6       ∞       0.4   34.7    1.556900
7       ∞      30.0   56.1    1.568829
8       ∞       1.4           1.000000
9       ∞      26.0   56.1    1.568829
10       ∞      18.5           1.000000
[回折光学素子Ｌ２１Ｅデータ]
第５面
ｎ（ｄ）＝ 10001.0000 ＝ n1     ｎ（ｇ）＝ 7418.6853
ｎ（Ｃ）＝ 11170.4255           ｎ（Ｆ）＝ 8274.73111
回折光学面Ｇｆの回折格子溝の数 ＝ 16
回折光学面Ｇｆの有効半径 ＝ 6.6
[樹脂屈折率]
ｎＣ        ｎｄ        ｎＦ
低屈折率     1.523300    1.527600    1.538500
高屈折率     1.553700    1.556900    1.564800
[非球面データ]
第３面
κ  ＝  0.0000         C2  ＝  0.00000E+00
C4  ＝  0.30677E-06    C6  ＝  0.00000E+00
C8  ＝  0.00000E+00    C10 ＝  0.00000E+00
第６面
κ  ＝  0.0000         C2  ＝ -2.24401Ｅ-08
C4  ＝  0.40746E-11    C6  ＝  0.00000E+00
C8  ＝  0.00000E+00    C10 ＝  0.00000E+00
[条件式対応値]
（１）Ｎ／Ｄ＝ 2.42
（２）|Ｒ／ｆ|＝ 0.939
（３）ｎｄ１＝ 1.527600
（４）ｎＦ１−ｎＣ１＝ 0.0152
（５）ｎｄ２＝ 1.556900
（６）ｎＦ２−ｎＣ２＝ 0.011
【００４１】
図４（ａ）、及び図４（ｂ）は、本発明の第２実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の諸収差図、及び白色光による光軸上のＭＴＦを示す図である。
諸収差図と３０本／ｍｍのときのＭＴＦ値が０．８４１であることから、本実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系は、諸収差、特に軸上色収差を良好に補正し、優れた結像性能を備えていることがわかる。
なお、本実施例において回折光学素子Ｌ２１Ｅは、正立化プリズムＬ２３の物体側面に形成されているが、これに限られるものでなく、正立化プリズムＬ２３の像側面に形成してもよい。
【００４２】
（第３実施例）
図５は、本発明の第３実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の構成を示す図である。
図５に示すように、本実施例に係る色消しレンズ系Ｌを備えたレンズ系ＯＬは、光軸に沿って物体側から順に、色消しレンズ系Ｌと、正立化プリズムＬ３３と、正立化プリズムＬ３４とからなる。なお、本レンズ系ＯＬは、正立化プリズムＬ３３及び正立化プリズムＬ３４によって光路が折り曲がった構成であるが、図５には展開して示されている。
【００４３】
色消しレンズ系Ｌは、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正樹脂レンズＬ３１と物体側に凹面を向けた負メニスカス樹脂レンズＬ３２とからなり全体として正の屈折力を有する接合樹脂レンズと、正立化プリズムＬ３４の像側面に形成された回折光学素子Ｌ３１Ｅとからなる。なお、負メニスカス樹脂レンズＬ３２の像側のレンズ面には、非球面が形成されている。
【００４４】
回折光学素子Ｌ３１Ｅは、色収差、特に軸上色収差を良好に補正し、かつ高い回折効率を得るための密着複層型回折光学素子であって、光軸に沿って物体側から順に、紫外線硬化樹脂からなる第１回折素子要素ＤＥ３１と、該第１回折素子要素ＤＥ３１と異なる紫外線硬化樹脂からなる第２回折素子要素ＤＥ３２とを密着接合して構成されており、その接合面は回折格子溝が形成された回折光学面Ｇｆとなっている。
以下の表４に、本実施例に係る色消しレンズ系Ｌを備えたレンズ系ＯＬの諸元の値を掲げる。
【００４５】
（表４）
[全体諸元]
ｆ    ＝  108.0
ＦＮＯ＝    4.3
[レンズデータ]
面番号    ｒ       ｄ    νｄ     ｎ(ｄ)
1     54.487     5.0   56.2    1.532700
2   -128.4389    2.0   25.6    1.613270
3   1111.58221  53.3           1.000000
4       ∞      30.0   56.1    1.568829
5       ∞       1.4           1.000000
6       ∞      26.0   56.1    1.568829
7       ∞       0.4   34.7    1.556900
8       ∞       0.0   -3.45   n1
9       ∞       0.4   50.2    1.527600
10       ∞      18.5           1.000000
[回折光学素子Ｌ３１Ｅデータ]
第８面
ｎ（ｄ）＝ 10001.0000 ＝ n1     ｎ（ｇ）＝ 7418.6853
ｎ（Ｃ）＝ 11170.4255           ｎ（Ｆ）＝ 8274.73111
回折光学面Ｇｆの回折格子溝の数 ＝ 72
回折光学面Ｇｆの有効半径 ＝ 5.2
[樹脂屈折率]
ｎＣ        ｎｄ        ｎＦ
低屈折率     1.523300    1.527600    1.538500
高屈折率     1.553700    1.556900    1.564800
[非球面データ]
第３面
κ  ＝  0.0000         C2  ＝  0.00000E+00
C4  ＝  0.33137E-06    C6  ＝  0.00000E+00
C8  ＝  0.00000E+00    C10 ＝  0.00000E+00
第９面
κ  ＝  0.0000         C2  ＝ -1.78533E-07
C4  ＝  0.81566E-09    C6  ＝  0.00000E+00
C8  ＝  0.00000E+00    C10 ＝  0.00000E+00
[条件式対応値]
（１）Ｎ／Ｄ＝ 13.85
（２）|Ｒ／ｆ|＝ 1.189
（３）ｎｄ１＝ 1.527600
（４）ｎＦ１−ｎＣ１＝ 0.0152
（５）ｎｄ２＝ 1.556900
（６）ｎＦ２−ｎＣ２＝ 0.011
【００４６】
図６（ａ）、及び図６（ｂ）は、本発明の第３実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の諸収差図、及び白色光による光軸上のＭＴＦを示す図である。
諸収差図と３０本／ｍｍのときのＭＴＦ値が０．８４８であることから、本実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系は、諸収差、特に軸上色収差を良好に補正し、優れた結像性能を備えていることがわかる。
【００４７】
なお、本実施例において回折光学素子Ｌ３１Ｅは、正立化プリズムＬ３４の像側面に形成されているが、これに限られるものでなく、正立化プリズムＬ３４の物体側面に形成してもよい。
また、本実施例及び上記各実施例に係る色消しレンズ系は、いずれも正立化光学系として正立化プリズムを備えているが、正立化光学系の構成はこれに限られるものでなく、回折光学素子が形成されない正立化光学系については、例えば反射ミラー等のその他の光学部品を用いることもできる。
【００４８】
以上より各実施例に係る色消しレンズ系は、樹脂レンズを用いることで、従来のガラスレンズを用いた色消しレンズ系に比して１／３程度の軽量化を達成している。また、接合樹脂レンズと使用波長域において回折効率の良好な密着複層型回折光学素子とを用いることで、製造の容易化と色収差の良好な補正、これと同時に球面収差の良好な補正を達成している。このようにして、特に望遠鏡対物レンズ、カメラレンズ、顕微鏡レンズ等に好適な、軽量かつ製造が容易で、色収差と同時に球面収差を良好に補正可能な色消しレンズ系を実現することができる。
【００４９】
次に、本発明の色消しレンズ系を備えた双眼鏡について図７に基づき説明する。
図７は、本発明の色消しレンズ系を備えた双眼鏡の構成を示す図である。
本双眼鏡２０は、後述する対物レンズ２１として上記第１実施例に係る色消しレンズ系を備えた双眼鏡である。
【００５０】
図７に示すように本双眼鏡２０は、観察者の左右の眼に対応する左右一対の観察鏡筒２０ａ，２０ｂ内に、観察対象物側から光軸に沿って順に、対物レンズ２１と、正立化光学系２２と、接眼レンズ２３とそれぞれを備えてなる。この構成の下、観察対象物からの光は対物レンズ２１によって集光されて物体像が形成される。この物体像は、正立化光学系２２によって正立化された後、接眼レンズ２３によって拡大される。これにより観察者は、観察対象物を拡大観察することができる。
【００５１】
ここで、本双眼鏡２０に対物レンズ２１として搭載した上記第１実施例に係る色消しレンズ系は、上記第１実施例において説明したようにその特徴的なレンズ構成によって、軽量かつ製造が容易で、色収差と球面収差を同時に良好に補正することが可能である。したがって本双眼鏡２０は、軽量化及び製造の容易化、そして色収差と球面収差の良好な同時補正を実現することが可能となる。
【００５２】
なお、上記第２、第３実施例に係る色消しレンズ系を対物レンズ２１として搭載した双眼鏡を構成しても上記双眼鏡２０と同様の効果を奏することができる。
また、以上、本発明の色消しレンズ系を備えた光学装置の一例として双眼鏡を示したが、光学装置はこれに限られず、本発明の色消しレンズ系は、望遠鏡、カメラ、顕微鏡等にも勿論適用できる。
【００５３】
以上より、軽量かつ製造が容易で、色収差と同時に球面収差を良好に補正可能な色消しレンズ系、及びそれを用いた光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の構成を示す図である。
【図２】（ａ）、及び（ｂ）は、本発明の第１実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の諸収差図、及び白色光による光軸上のＭＴＦを示す図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の構成を示す図である。
【図４】（ａ）、及び（ｂ）は、本発明の第２実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の諸収差図、及び白色光による光軸上のＭＴＦを示す図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の構成を示す図である。
【図６】（ａ）、及び（ｂ）は、本発明の第３実施例に係る色消しレンズ系を備えたレンズ系の諸収差図、及び白色光による光軸上のＭＴＦを示す図である。
【図７】本発明の色消しレンズ系を備えた双眼鏡の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｌ                              色消しレンズ系
ＯＬ                            色消しレンズ系を備えたレンズ系
Ｌ１１Ｅ，Ｌ２１Ｅ，Ｌ３１Ｅ    密着複層型回折光学素子
ＤＥ１１，ＤＥ２１，ＤＥ３１    第１回折素子要素
ＤＥ１２，ＤＥ２２，ＤＥ３２    第２回折素子要素
Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１          正の屈折力を有する樹脂レンズ
Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２          負の屈折力を有する樹脂レンズ
Ｇｆ                            回折光学面
Ｌ１３，Ｌ２３，Ｌ３３          正立化プリズム
Ｌ１４，Ｌ２４，Ｌ３４          正立化プリズム
Ｉ                              像面
【図１】
2008197378.tif 000003
【図２】
2008197378.tif 000004
【図３】
2008197378.tif 000005
【図４】
2008197378.tif 000006
【図５】
2008197378.tif 000007
【図６】
2008197378.tif 000008
【図７】
2008197378.tif 000009