(57)【要約】【課題】色収差を良好に補正しつつ、異常分散性ガラスの使用枚数を大幅に低減して安価・軽量化を実現することが可能な構成の望遠レンズを提供する。【解決手段】物体側から順に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、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備える。そのうえで、第１レンズ群Ｇ１中に回折光学面Ｇｆと、貼り合わせ面Ｔｆ（又は分離色収差補正面Ｈｆ）とを有し、使用画面の半画角をｗとし、開放Ｆ値をＦとしたときに、ｗ／Ｆ＜２．１の条件を満足するようにする。【選択図】　　　　図１
2004126391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、正の屈折力を有する第３レンズ群とを備えてなる望遠レンズにおいて、
前記第１レンズ群中に回折光学面と、貼り合わせ面又は分離色収差補正面とを有し、
前記各レンズ群のうち少なくとも２つのレンズ群は常に固定された状態であり、
使用画面の半画角をｗとし、開放Ｆ値をＦとしたときに、
ｗ／Ｆ＜２．１
の条件を満足することを特徴とする望遠レンズ。
【請求項２】
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、正の屈折力を有する第３レンズ群とを備えてなる望遠レンズにおいて、
前記第１レンズ群中に回折光学面と、貼り合わせ面又は分離色収差補正面とを有し、
前記各レンズ群のうち少なくとも２つのレンズ群は常に固定された状態であり、
前記各回折光学面は、ガラスモールド用のガラスと紫外線硬化樹脂との境界面に形成されることを特徴とする望遠レンズ。
【請求項３】
前記望遠レンズ全体の焦点距離をｆとし、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成焦点距離をｆｃとしたときに、
｜ｆ／ｆｃ｜＜０．８
の条件を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の望遠レンズ。
【請求項４】
前記第２レンズ群全体若しくは前記第２レンズ群を構成する一部のレンズが光軸方向に移動可能になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の望遠レンズ。
【請求項５】
第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群を構成する全てのレンズがアッベ数７５以下の材料からなっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の望遠レンズ。
【請求項６】
前記回折光学面を有する回折光学素子が、複層型の回折光学素子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の望遠レンズ。
【請求項７】
前記第１レンズ群は３枚以上のガラスレンズを有して構成され、前記第２レンズ群は２枚以上のガラスレンズを有して構成され、前記第３レンズ群は２枚以上のガラスレンズを有して構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の望遠レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銀塩写真やデジタル写真などの撮影に使用する撮影用対物レンズ、特に、望遠レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
望遠レンズは、焦点距離が長く画角が狭い対物レンズであり、従来一眼レフレックスカメラや電子スチルカメラなどに用いられている。このような望遠レンズをカメラの対物レンズとして用いることにより、遠くにある被写体を引き寄せて拡大した状態で撮影することができる。
【０００３】
このような従来の望遠レンズとしては、例えば特開平１１−３２６７５４号公報の第２実施例に開示されたものがある。図１１はこの望遠レンズの構成を示すものであり、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１（レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４からなる前群Ｇ１１及びレンズＬ５，Ｌ６からなる後群Ｇ１２）と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２（レンズＬ２１，Ｌ２２，Ｌ２３）と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３（レンズＬ３１，Ｌ３２，Ｌ３３）及び絞りＳ１，Ｓ２とを有して構成されている。そして、第１レンズ群Ｇ１を構成する第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第４レンズＬ４及び第６レンズＬ６に異常分散性のガラスを使用することにより、望遠レンズに発生しがちな軸上色収差を良好に補正することができるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３２６７５４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２５８６８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、望遠レンズ中に異常分散性のガラスを用いた場合、異常分散性のガラスは比重が大きいため、望遠レンズ全体が重くなるという欠点があった。また、異常分散性のガラスは高価であり、このようなガラスを多く用いると製造コストが高くなるという欠点も有していた。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、色収差を良好に補正しつつ、異常分散性ガラスの使用枚数を大幅に低減して安価・軽量化を実現することが可能な構成の望遠レンズを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る望遠レンズは、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、正の屈折力を有する第３レンズ群とを備えてなる望遠レンズにおいて、第１レンズ群中に回折光学面と、貼り合わせ面又は分離色収差補正面とを有し、各レンズ群のうち少なくとも２つのレンズ群は常に固定された状態であり、使用画面の半画角をｗとし、開放Ｆ値をＦとしたときに、ｗ／Ｆ＜２．１の条件を満足するようにしたものである。ここで、貼り合わせ面とは、隣接する２つのレンズの対向する面同士が貼り合わされてなる部分（面）をいい、分離色収差補正面とは、隣接する２つのレンズの対向する面同士の曲率半径が等しいかほぼ等しく、かつ、これらの面の間隔が極めて狭くなっている部分をいう。
【０００８】
或いは、本発明に係る望遠レンズは、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、正の屈折力を有する第３レンズ群とを備えてなる望遠レンズにおいて、第１レンズ群中に回折光学面と、貼り合わせ面又は分離色収差補正面とを有し、各レンズ群のうち少なくとも２つのレンズ群は常に固定された状態であり、各回折光学面は、ガラスモールド用のガラスと紫外線硬化樹脂との境界面に形成される。
【０００９】
また、本発明に係る望遠レンズは、望遠レンズ全体の焦点距離をｆとし、第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離をｆｃとしたときに、｜ｆ／ｆｃ｜＜０．８の条件を満足することが好ましい。更に、第２レンズ群全体若しくは第２レンズ群を構成する一部のレンズが光軸方向に移動可能になっていることが好ましい。
【００１０】
また、第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群を構成する全てのレンズがアッベ数７５以下の材料からなっていることが好ましい。また、上記回折光学面を有する回折光学素子は、複層型の回折光学素子であることが好ましい。ここで、複層型の回折光学素子とは、回折光学面が２つ以上の物質が関与して構成される回折光学素子のことである。更に、第１レンズ群は３枚以上のガラスレンズを有して構成され、第２レンズ群は２枚以上のガラスレンズを有して構成され、第３レンズ群は２枚以上のガラスレンズを有して構成されていることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る望遠レンズの実施形態について説明する。図１〜図４はそれぞれ本発明の第１〜第４の実施形態に対応する望遠レンズＴＬのレンズ構成図であり、いずれの実施形態においても、物体側から順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備えており、第１レンズ群Ｇ１中に、回折光学面Ｇｆと貼り合わせ面Ｔｆ若しくは分離色収差補正面Ｈｆとを有している。ここで、貼り合わせ面とは、隣接する２つのレンズの対向する面同士が貼り合わされてなる部分（面）をいい、分離色収差補正面とは、隣接する２つのレンズの対向する面同士の曲率半径が等しいかほぼ等しく、かつ、これらの面の間隔が極めて狭くなっている部分をいう。特に分離色収差補正面は、以下の条件を満足することが好ましい。
【００１２】
【数１】
０．８５≦ｒｅｔ≦１．２　　…（ａ）
０＜ｄｃｈ≦５ｍｍ　　…（ｂ）
【００１３】
上記式（ａ）におけるｒｅｔは、隣接する２つのレンズの対向する面同士の曲率半径の比であり、式（ｂ）におけるｄｃｈは対向する面の間隔である。式（ａ）は、隣接する２つのレンズの対向する面同士がほぼ同じ曲率半径であることを意味し、式（ｂ）は、面の間隔が狭いことを意味している。これらの条件を外れると分離色収差補正面とは言い難くなり、個々のレンズ面としての作用が大きくなってくる。
【００１４】
図１に示す第１の実施形態に係る望遠レンズＴＬでは、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凸レンズＬ１１、両凸レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３との貼り合わせからなる接合正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５との貼り合わせからなる接合正レンズが設けられた構成となっている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１６、物体側に凹面を向けた（像側に凸面を向けた）正メニスカスレンズＬ１７と両凹レンズＬ１８との貼り合わせからなる接合負レンズが設けられた構成となっている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、開口絞りＰ１９、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２０、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２、平板ガラスからなるフィルタＦ２３が設けられた構成となっている。ここで、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に位置する正メニスカスレンズＬ１５の像側の面には回折光学面Ｇｆが形成されている。また、第１レンズ群Ｇ１の両凸レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３との間、及び負メニスカスレンズＬ１４と正メニスカスレンズＬ１５との間には貼り合わせ面Ｔｆが存在している。
【００１５】
図２に示す第２の実施形態に係る望遠レンズＴＬでは、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凸レンズＬ４１、両凸レンズＬ４２と両凹レンズＬ４３との貼り合わせからなる接合正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４４と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４５との貼り合わせからなる接合正レンズが設けられた構成となっている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４６、物体側に凹面を向けた（像側に凸面を向けた）正メニスカスレンズＬ４７と両凹レンズＬ４８との貼り合わせからなる接合負レンズが設けられた構成となっている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、開口絞りＰ４９、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５０、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５２、平板ガラスからなるフィルタＦ５３が設けられた構成となっている。ここで、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に位置する正メニスカスレンズＬ４５の像側の面には回折光学面Ｇｆが形成されている。また、第１レンズ群Ｇ１の両凸レンズＬ４２と両凹レンズＬ４３との間、及び負メニスカスレンズＬ４４と正メニスカスレンズＬ４５との間には貼り合わせ面Ｔｆが存在している。
【００１６】
図３に示す第３の実施形態に係る望遠レンズＴＬでは、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凸レンズＬ７１、両凸レンズＬ７２、両凹レンズＬ７３、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７４、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７５が設けられた構成となっている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズＬ７６、両凸レンズＬ７７と両凹レンズＬ７８との貼り合わせからなる接合負レンズが設けられた構成となっている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、開口絞りＰ７９、両凸レンズＬ８０、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ８１、両凸レンズＬ８２、平板ガラスからなるフィルタＦ８３が設けられた構成となっている。ここで、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に位置する正メニスカスレンズＬ７５の像側の面には回折光学面Ｇｆが形成されている。また、第１レンズ群Ｇ１の両凸レンズＬ７２と両凹レンズＬ７３、及び負メニスカスレンズＬ７４と正メニスカスレンズＬ７５の間にはそれぞれ分離色収差補正面Ｈｆが存在している。
【００１７】
図４に示す第４の実施形態に係る望遠レンズＴＬでは、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正メニスカスレンズＬ１０１、両凸レンズＬ１０２と両凹レンズＬ１０３との貼り合わせからなる接合正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０４と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０５との貼り合わせからなる接合正レンズが設けられた構成となっている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズＬ１０６、両凸レンズＬ１０７と両凹レンズＬ１０８との貼り合わせからなる接合負レンズが設けられた構成となっている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、開口絞りＰ１０９、両凸レンズＬ１１０、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１１、両凸レンズＬ１１２、平板ガラスからなるフィルタＦ１１３が設けられた構成となっている。ここで、第１レンズ群Ｇ１の物体側から２番目に位置する両凸レンズＬ７２の物体側の面には回折光学面Ｇｆが形成されている。また、第１レンズ群Ｇ１の両凸レンズＬ１０２と両凹レンズＬ１０３との間、及び負メニスカスレンズＬ１０４と正メニスカスレンズＬ１０５との間には貼り合わせ面Ｔｆが存在している。
【００１８】
ここで、回折光学面について説明する。回折光学面は分散特性が通常のガラス（屈折光学素子）とは逆であるという特性（すなわち負の分散特性）を有している。このため、最も物体側に位置する第１レンズ群Ｇ１中に、回折光学面を有する回折光学素子をガラスレンズとは別に設け、或いは第１レンズ群Ｇ１を構成するガラスレンズの表面に回折光学面を形成することにより、高価な異常分散性ガラスでしか得られない（通常の安価なガラスレンズでは得られない）大きな色消し効果が得られる。しかし、回折光学面のアッベ数は−３．５４と非常に大きな値となるうえ、回折光学面の波長に対する回折角の変化は、通常硝種（ガラスや樹脂など）の波長に対する屈折角の変化とは異なるため、単に回折光学面を用いただけでは色消し効果が大きくなり過ぎ、色収差が通常硝種とは逆方向に大きく発生してしまうことになる。また、波長により生ずる結像位置のずれ、すなわち二次スペクトルが大きくなる傾向があることも知られている。
【００１９】
このような不都合を解消するため、本発明に係る望遠レンズＴＬでは、第１レンズ群Ｇ１には回折光学面のほか、通常硝種による貼り合わせ面又は分離色収差補正面を用いている。このような貼り合わせ面や分離色収差補正面は、第１レンズ群Ｇ１より像側に位置する第２レンズ群Ｇ２又は第３レンズ群Ｇ３中に設けることもできるが、色収差補正効果を最も効果的に得るためには、最も物体側に位置する第１レンズ群Ｇ１中に設けることが好ましい。
【００２０】
更に、本発明に係る望遠レンズＴＬでは、使用画面の半画角をｗとし、開放Ｆ値をＦとしたときに、下の条件式（１）を満足する。
【００２１】
【数２】
ｗ／Ｆ＜２．１　…　（１）
【００２２】
この条件は、回折光学面の適正な使用範囲を規定する条件である。ｗ／Ｆの値が条件式（１）の上限を上回ると、本発明の望遠レンズＴＬの画角が大きくなり、これに伴って回折光学面に入射する光線の傾き角も大きくなってしまうため、不要回折次数光（すなわちフレアー光）が多くなり、良好な結像性能を得られなくなってしまう。なお、上記条件式（１）における上限値を１．８とすれば、更に良好な結果が得られる。
【００２３】
このように本発明に係る望遠レンズＴＬでは、第１レンズ群Ｇ１中に回折光学面と、貼り合わせ面又は分離色収差補正面とを有することで、異常分散性のガラス部材の枚数を減らしつつ（若しくは用いずに）適正な色収差補正を行うとともに、これにより生じ得る弊害を、上記条件式（１）を満足することにより解消している。このため本発明の望遠レンズでは、軽量かつ安価な構成で優れた結像性能が得られる。なお、本発明では、望遠レンズとして優れた性能を維持するために、第１〜第３レンズ群のうち、少なくとも２つのレンズ群を固定レンズ群としている。
【００２４】
また、本発明に係る望遠レンズＴＬでは、望遠レンズＴＬ全体の焦点距離をｆとし、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成焦点距離をｆｃとしたときに、下の条件式（２）を満足することが好ましい。
【００２５】
【数３】
｜ｆ／ｆｃ｜＜０．８　…　（２）
【００２６】
この条件式は、望遠レンズＴＬの形式を特定するための条件である。この条件内に当てはまる形式の望遠レンズは、内焦点方式を採用することが可能となるので、この望遠レンズＴＬがカメラ等に設けられる場合には、ピント合わせなどの操作性能を大きく向上させることができる。ここで、内焦点方式としては、第２レンズ群Ｇ２全体、若しくは第２レンズ群Ｇ２を構成する一部のレンズを光軸方向に移動させる構成とすることが好ましい。なお、上記条件式（２）における上限値を０．６とすれば、更に良い結果が得られる。
【００２７】
また、本発明に係る望遠レンズＴＬにおいては、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３を構成する全てのレンズがアッベ数７５以下の材料からなっていることが好ましい。アッベ数νｄが７５より大きい材料からなるレンズは、比重が大きいガラスの可能性が大きい。このようなガラスを用いると望遠レンズＴＬ全体の軽量化が妨げられるので、できるだけ避けた方が好ましい。
【００２８】
図１〜図４に示す望遠レンズＴＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１中に設けられる回折光学素子は、第１実施形態（図１）では正メニスカスレンズＬ１５に、第２実施形態（図２）では正メニスカスレンズＬ４５に、第３実施形態（図３）では正メニスカスレンズＬ７５に、第４実施形態（図４）では両凸レンズＬ１０２にそれぞれ相当する。回折光学素子としては、例えば図９に示すようなフレネルゾーンプレート１が用いられる。ここで、図９（Ａ）は光軸方向から見たフレネルゾーンプレート１の正面図、図９（Ｂ）は光軸方向と直交する方向から見たフレネルゾーンプレート１の側面図である。この図９に示すフレネルゾーンプレート１は回折光学面を構成する回折格子溝の１ピッチが連続した曲線であるキノフォーム型であるが、その他、回折格子溝の周期構造が階段状のものや三角形状等のものとすることもできる。なお、このような回折光学素子については、「『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。
【００２９】
図９に示す回折光学素子は単一の物質から構成される単層型のものの例であるが、本発明に係る望遠レンズＴＬにおいて用いられる回折光学素子は、いわゆる複層型の回折光学素子であることが望ましい。ここで、複層型の回折光学素子とは、回折光学面が２つ以上の物質が関与して構成される回折光学素子であり、一般に、ｇ線からＣ線までの広波長領域で回折効率を９０％以上に高くすることが可能である。
【００３０】
このような複層型の回折光学素子の構成例としては、図１０（Ａ）に示すように、密着した２つの異なる物質Ａ，Ｂの接合面に回折格子溝が設けられて回折光学面が形成されているもの、図１０（Ｂ）に示すように、極めて接近した距離で対向させた２つの異なる物質Ａ，Ｂの対向面に回折格子溝が設けられて回折光学面が形成されているもの、図１０（Ｃ）に示すように、１つの物質Ａからなる回折光学素子の格子溝に、これと異なる物質Ｂ（１物質とは限らないがここでは１物質とする）を充填して回折光学面を形成したもの等がある。図１０（Ａ）に示す回折光学素子は、図１０（Ｂ）或いは図１０（Ｃ）に示す回折光学素子よりも製造工程が簡素であるので量産性が良く、しかも入射光線に対する回折効率が良いという長所がある。なお、回折格子溝はここでは鋸歯状のものを一例として示したが、その他、階段状のもの等であってもよい。
【００３１】
ここで、図１０（Ａ）に示す形態の複層型回折光学素子を用いる場合においては、用いる２つの物質の一方をガラスモールド用のガラスとするとともに、他方を紫外線硬化樹脂とすることが好ましい。ガラスモールド用のガラスが好ましいのは射出成形が可能になるからであり、これにより回折光学素子の量産性を向上させることができる。また、紫外線硬化樹脂が好ましいのはガラスとの密着性が良く、しかも成形時の収縮率が小さいからであり、やはり量産性を向上させる要因となり得る。
【００３２】
図１０（Ａ）に示す形態の複層型回折光学素子では、更に、回折格子溝の高さをｈとしたときに、式７．０μｍ≦ｈ≦１８．０μｍが満足されるとよい。この条件式は角度特性（入射光線の入射角の変化に対する回折効率の低下の度合い）に関する条件であり、この条件を満たすようにすることにより、角度特性を向上させることが可能である。すなわち、回折格子溝の高さｈを上記式の上限値（１８．０μｍ）以下にすることにより、光透過時の損失を小さくして角度特性を向上させることができる。但し、高さｈの値を無制限に小さくすることは、厳しい製造精度を満足し得なくなる可能性があるため、上記条件式においては高さｈに下限の値を設けている。ここで、更に良い結果を得るためには、上記条件式の下限の値を８．０μｍとすることが好ましい。また、上限の値は１６．５μｍとすることが好ましい。
【００３３】
更に、図１０（Ａ）に示す形態の複層型回折光学素子では、回折格子溝のピッチｐを７０μｍ以上とすることで、回折格子溝の頂角θを緩やかにすることができる。このように回折格子溝の頂角θを緩やかにしておけば、金型を用いて回折素子溝を成形するときに、その形状を正確に転写することができるとともに、このように転写成形された回折格子溝上に滴下する紫外線硬化樹脂が回折格子溝の窪み部分に充分に行き渡るようになるため、所定形状の回折格子面を容易に形成することが可能となり、ひいてはこの回折光学素子の生産性を向上させることができるようになる。回折格子溝のピッチｐを更に大きく１００μｍ以上程度とすれば、回折格子溝の頂角θは更に緩やかになるので、回折格子溝の形成はより一層容易になる。
【００３４】
また、本発明に係る望遠レンズにおいては、図１〜図４にも示したように、第１レンズ群Ｇ１が３枚以上のレンズから構成され、第２レンズ群Ｇ２が２枚以上のレンズから構成され、そして、第３レンズ群Ｇ３が２枚以上のレンズから構成されていることが好ましい。第１レンズ群Ｇ１を３枚以上のレンズから構成することにより色収差を適正に除去でき、第２レンズ群Ｇ２を２枚以上のレンズから構成することにより球面収差を適正に除去することができる。また、第３レンズ群Ｇ３を３枚以上のレンズから構成することにより非点収差を適正に除去することができる。このような構成では、上記のように本発明の望遠レンズに内焦点方式を採用した場合に特に効果がある。また、これらレンズは光屈折率、低分散の性能を得る必要から、樹脂よりもガラスを材料とすることが好ましい。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明に係る望遠レンズの具体的な実施例について説明する。下に示す４つの実施例は、上述した第１〜第４実施形態に係る望遠レンズＴＬそれぞれに対応しており、したがって、第１〜第４実施形態についてのレンズ構成図（図１〜図４）はそれぞれ、下の第１〜第４実施例のレンズ構成を示している。なお、各実施例において回折光学素子（Ｌ１５，Ｌ４５，Ｌ７５，Ｌ１０２）は、図１０（Ａ）に示したタイプのものを用いた。
【００３６】
各実施例において、回折光学面の位相差は、通常の屈折率と後述する非球面式（３），（４）とを用いて行う超高屈折率法により計算した。超高屈折率法は、非球面形状と回折光学面の格子ピッチとの間の一定の等価関係を利用するものであり、本実施例において回折光学面は超高屈折率法のデータとして、すなわち、後述する非球面式（３），（４）とその係数により示している。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線を選んだ。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具体的な屈折率の値を下の表１に示す。
【００３７】
【表１】
2004126391.tif 000003
【００３８】
各実施例において非球面は、光軸に垂直な方向の高さ（入射高）をｙとし、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）をＺ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径をｒとし、近軸曲率半径をＲとし、円錐係数をκとし、２次の非球面係数をＣ２、４次の非球面係数をＣ４、６次の非球面係数をＣ６、８次の非球面係数をＣ８、１０次の非球面係数をＣ１０としたとき、下の式（３），（４）で表されるものとした。
【００３９】
【数４】
Ｚ（ｙ）＝（ｙ２／ｒ）／（１＋（１−κ（ｙ２／ｒ２）１／２）＋Ｃ２ｙ２＋Ｃ４ｙ４＋Ｃ６ｙ６＋Ｃ８ｙ８＋Ｃ１０ｙ１０　　…（３）
Ｒ＝１／（（１／ｒ）＋２Ｃ２）　　　　　　　　　　　…（４）
【００４０】
なお、本実施例において用いた超高屈折率法については、前述の「『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。
【００４１】
（第１実施例）
下の表２に、第１実施例に係る望遠レンズＴＬの構成レンズ諸元を示す。表２における面番号１〜２４はそれぞれ図１における符号１〜２４に対応する。また、表２におけるｒはレンズ面の曲率半径（非球面の場合には基準球面の曲率半径）を、ｄはレンズ面の間隔を、ν（ｄ）はアッベ数を、ｎ（ｄ）はｄ線に対する屈折率を、ｎ（ｇ）はｇ線に対する屈折率を、ｎ（Ｃ）はＣ線に対する屈折率を、ｎ（Ｆ）はＦ線に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、表２において、非球面形状に形成されたレンズ面には、面番号の右側に＊印を付している。また、非球面係数Ｃｎ（ｎ＝２，４，６，８，１０）において「Ｅ−０９」等は「×１０−０９」等を示す。また、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その他の長さの単位は、特記のない場合一般に「ｍｍ」が使われるが、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ので、単位は「ｍｍ」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることもできる。以上の表２の記号の説明は、以降の実施例の表においても同様である。
【００４２】
本実施例では、望遠レンズにおける面番号８及び９に相当する面が回折光学面Ｇｆに相当し、したがってレンズＬ１５が回折光学面Ｇｆを有するレンズ素子（回折光学素子）に相当する（前述）。また、面番号４及び面番号７が貼り合わせ面Ｔｆに相当する。
【００４３】
【表２】
2004126391.tif 000004
2004126391.tif 000005
【００４４】
このように本実施例では、上記条件式（１），（２）は双方満たされることが分かる。また、図５は第１実施例における望遠レンズの諸収差図である。各収差図においてＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を、Ｄはｄ線を、Ｇはｇ線を、ＣはＣ線を、ＦはＦ線をそれぞれ示している。また、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーの値を、非点収差図、歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。更に、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。以上の収差図の説明は、以降の他の収差図においても同様である。各収差図から明らかなように、本第１実施例では諸収差が良好に補正されており、望遠レンズ全体において、優れた結像性能が確保されていることが分かる。
【００４５】
（第２実施例）
下の表３に、第２実施例に係る望遠レンズＴＬの構成レンズ諸元を示す。表３における面番号１〜２４はそれぞれ図２における符号１〜２４に対応する。
【００４６】
本実施例では、望遠レンズにおける面番号８及び９に相当する面が回折光学面Ｇｆに相当し、したがってレンズＬ４５が回折光学面Ｇｆを有するレンズ素子（回折光学素子）に相当する（前述）。また、面番号４及び面番号７が貼り合わせ面Ｔｆに相当する。
【００４７】
【表３】
2004126391.tif 000006
2004126391.tif 000007
【００４８】
このように本実施例では、上記条件式（１），（２）は双方満たされることが分かる。また、図６は第２実施例における望遠レンズの諸収差図である。各収差図から明らかなように、本第２実施例では諸収差が良好に補正されており、望遠レンズ全体において、優れた結像性能が確保されていることが分かる。
【００４９】
（第３実施例）
下の表４に、第３実施例に係る望遠レンズＴＬの構成レンズ諸元を示す。表４における面番号１〜２６はそれぞれ図３における符号１〜２６に対応する。
【００５０】
本実施例では、望遠レンズにおける面番号１０及び１１に相当する面が回折光学面Ｇｆに相当し、したがってレンズＬ７５が回折光学面Ｇｆを有するレンズ素子（回折光学素子）に相当する。また、面番号４と面番号５の間、及び面番号８と面番号９の間の部分がそれぞれ分離色収差補正面Ｈｆに相当する。
【００５１】
【表４】
2004126391.tif 000008
2004126391.tif 000009
【００５２】
このように本実施例では、上記条件式（１），（２）は双方満たされることが分かる。また、図７は第３実施例における望遠レンズの諸収差図である。各収差図から明らかなように、本第３実施例では諸収差が良好に補正されており、望遠レンズ全体において、優れた結像性能が確保されていることが分かる。
【００５３】
（第４実施例）
下の表５に、第４実施例に係る望遠レンズＴＬの構成レンズ諸元を示す。表５における面番号１〜２４はそれぞれ図４における符号１〜２４に対応する。
【００５４】
本実施例では、望遠レンズにおける面番号４及び５に相当する面が回折光学面Ｇｆに相当し、したがってレンズＬ１０２が回折光学面Ｇｆを有するレンズ素子（回折光学素子）に相当する。また、面番号６及び面番号９が貼り合わせ面Ｔｆに相当する。
【００５５】
【表５】
2004126391.tif 000010
2004126391.tif 000011
【００５６】
このように本実施例では、上記条件式（１），（２）は双方満たされることが分かる。また、図８は第４実施例における望遠レンズの諸収差図である。各収差図から明らかなように、本第４実施例では諸収差が良好に補正されており、望遠レンズ全体において、優れた結像性能が確保されていることが分かる。
【００５７】
以上の実施例からも分かるように、本発明に係る望遠レンズは、第１レンズ群Ｇ１中に回折光学面Ｇｆと、貼り合わせ面Ｔｆ若しくは分離色収差補正面Ｈｆとを設けるとともに、前述の条件式（１）を満足するようにすることにより、異常分散性のガラス部材の枚数を減らしつつも、色収差の発生が少なく、優れた結像性能を得ることができる。なお、上述の実施例では、回折光学面Ｇｆは望遠レンズＴＬの第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズ面の一つに設けられていたが、これは一例であり、回折光学面Ｇｆを第１レンズ群Ｇ１中の複数のレンズ面に設けるようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、色収差を良好に補正した状態で、異常分散性のガラス部材の使用枚数を減らして軽量かつ安価な望遠レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る望遠レンズのレンズ構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る望遠レンズのレンズ構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る望遠レンズのレンズ構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る望遠レンズのレンズ構成図である。
【図５】本発明の第１実施例における望遠レンズの諸収差図である。
【図６】本発明の第２実施例における望遠レンズの諸収差図である。
【図７】本発明の第３実施例における望遠レンズの諸収差図である。
【図８】本発明の第４実施例における望遠レンズの諸収差図である。
【図９】回折光学面を有する回折光学素子の例としてのフレネルゾーンプレートを示す図であり、（Ａ）は光軸方向から見た正面図、（Ｂ）は光軸方向と直交する方向から見た側面図である。
【図１０】複層型の回折格子の構成例を示す図であり、（Ａ）は密着した２つの異なる物質の接合面に回折光学面が形成されてなるもの、（Ｂ）は極めて接近した距離で対向させた２つの異なる物質の対向面間に回折光学面が形成されてなるもの、（Ｃ）は１つの物質からなる回折光学素子の格子溝にこれと異なる物質を充填してなるものの例である。
【図１１】従来における望遠レンズのレンズ構成図の一例である。
【符号の説明】
ＴＬ　　望遠レンズ
Ｇ１　　第１レンズ群
Ｇ２　　第２レンズ群
Ｇ３　　第３レンズ群
Ｇｆ　　回折光学面
Ｔｆ　　貼り合わせ面
Ｈｆ　　分離色収差補正面
【図１】
2004126391.tif 000012
【図２】
2004126391.tif 000013
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004126391.tif 000016
【図６】
2004126391.tif 000017
【図７】
2004126391.tif 000018
【図８】
2004126391.tif 000019
【図９】
2004126391.tif 000020
【図１０】
2004126391.tif 000021
【図１１】
2004126391.tif 000022