(57)【要約】【目的】  正・負・正の3枚構成からなり、所定の条件式を満足することにより可視光〜近赤外光領域の色収差を良好に補正し、F5.0程度の明るい色消しレンズ系とする。【構成】  物体側から順に、正・負・正の単レンズを配設する。負レンズ、少なくとも一方の正レンズが条件式(1)|θnC,t-θpC,t|<0.03、条件式(2)|θng,F-θpg,F|<0.02を満足する（θnC,t、θng,F：負レンズの部分分散比（ｔ線、ｇ線）、θpC,t、θpg,F：正レンズの部分分散比（ｔ線、ｇ線））。少なくとも一方の正レンズが条件式(3)νp>80を満足する（νp：正レンズのアッベ数）。条件式(4)|φP/φT|<5.0、条件式(5)|φN/φT|<5.0を満足する（φP：両正レンズの焦点距離の逆数の和、φT：全系の焦点距離の逆数、φN：負レンズの焦点距離の逆数）。【選択図】          図１
2005266259.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単レンズ、負の屈折力を有する単レンズ、および正の屈折力を有する単レンズを配設してなり、
前記負の屈折力を有する単レンズ、および前記正の屈折力を有する単レンズのうちの少なくとも一方が以下の条件式（１）を満足することを特徴とする色消しレンズ系。
｜θnC,t−θpC,t｜＜０．０３  ・・・  （１）
ただし、
θnC,t：負の屈折力を有する単レンズの(ｎC−ｎt)／(ｎF−ｎC)で表されるｔ線における部分分散比
θpC,t：正の屈折力を有する単レンズの(ｎC−ｎt)／(ｎF−ｎC)で表されるｔ線における部分分散比
ｎC：Ｃ線における屈折率
ｎF：Ｆ線における屈折率
ｎt：ｔ線における屈折率
【請求項２】
前記負の屈折力を有する単レンズ、および前記正の屈折力を有する単レンズのうちの少なくとも一方が以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１記載の色消しレンズ系。
｜θng,F−θpg,F｜＜０．０２  ・・・  （２）
ただし、
θng,F：負の屈折力を有する単レンズの(ｎg−ｎF)／(ｎF−ｎC)で表されるｇ線における部分分散比
θpg,F：正の屈折力を有する単レンズの(ｎg−ｎF)／(ｎF−ｎC)で表されるｇ線における部分分散比
ｎC：Ｃ線における屈折率
ｎF：Ｆ線における屈折率
ｎg：ｇ線における屈折率
【請求項３】
前記正の屈折力を有する単レンズのうちの少なくとも一方が以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の色消しレンズ系。
νp＞８０  ・・・  （３）
ただし、
νp：正の屈折力を有する単レンズのアッベ数
【請求項４】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の色消しレンズ系。
｜φP／φT｜＜５．０  ・・・  （４）
ただし、
φP：２つの正の屈折力を有する単レンズの焦点距離の逆数の和
φT：レンズ系全体の焦点距離の逆数
【請求項５】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の色消しレンズ系。
｜φN／φT｜＜５．０  ・・・  （５）
ただし、
φN：負の屈折力を有する単レンズの焦点距離の逆数
φT：レンズ系全体の焦点距離の逆数
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば望遠鏡や双眼鏡の対物レンズに用いられる色消しレンズ系に関し、詳しくは、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の可視光線と、波長１０００ｎｍ程度以下の近赤外線について、ともに色消しとされたレンズ系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屈折光学系は常に色収差をともなうために、複数の硝種を用いて色消しを図っていた。特に、望遠鏡等の対物レンズに用いられる色消しレンズ系として、正・負または負・正のレンズを組み合わせた２枚玉構成の対物レンズや、正・負・正または負・正・負のレンズを組み合わせた３枚玉構成の対物レンズが知られている。さらに、螢石や異常分散硝材を用いて、より良好に色収差を補正することも可能である。
【０００３】
通常の眼視光学系では、対物レンズによって形成された像を接眼レンズによって拡大し、肉眼で観察している。したがって、可視光線に対して色消しがなされていれば十分であった。
しかし、近年、光電子増倍管やＣＣＤなどを用いた光学系が開発されており、このような近赤外域に感度を持つ素子を用いた光学系において良好な画像を得るためには、可視光線の色消しを行っただけでは不十分である。
【０００４】
そこで、可視光領域と近赤外光領域の双方で良好に色消しを行うための光学系が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この色消しレンズ系は、負・正・負のレンズを組み合わせた３枚玉構成からなり、可視光領域と近赤外光領域の双方で色収差を良好に補正することができるとされている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４３５３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載された色消しレンズ系は、口径比の限界がＦ１０．０程度となっており、より大きな集光力を達成することはできなかった。このため、さらに大口径比で明るく、可視光領域と近赤外光領域の双方で良好に色消しを行うことが可能な光学系の開発が望まれていた。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、波長４００〜７００ｎｍ程度の可視光領域から波長１０００ｎｍ程度以下の近赤外光領域にわたって色収差を良好に補正するとともに、明るい色消しレンズ系（例えば、Ｆ５．０程度）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】
【０００８】
本発明の色消しレンズ系は、上述した目的を達成するため、物体側から順に、正の屈折力を有する単レンズ、負の屈折力を有する単レンズ、および正の屈折力を有する単レンズを配設してなり、
前記負の屈折力を有する単レンズ、および前記正の屈折力を有する単レンズのうちの少なくとも一方が以下の条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
｜θnC,t−θpC,t｜＜０．０３  ・・・  （１）
ただし、
θnC,t：負の屈折力を有する単レンズの(ｎC−ｎt)／(ｎF−ｎC)で表されるｔ線における部分分散比
θpC,t：正の屈折力を有する単レンズの(ｎC−ｎt)／(ｎF−ｎC)で表されるｔ線における部分分散比
ｎC：Ｃ線における屈折率
ｎF：Ｆ線における屈折率
ｎt：ｔ線における屈折率
【０００９】
また、前記色消しレンズ系において、前記負の屈折力を有する単レンズ、および前記正の屈折力を有する単レンズのうちの少なくとも一方が以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
｜θng,F−θpg,F｜＜０．０２  ・・・  （２）
ただし、
θng,F：負の屈折力を有する単レンズの(ｎg−ｎF)／(ｎF−ｎC)で表されるｇ線における部分分散比
θpg,F：正の屈折力を有する単レンズの(ｎg−ｎF)／(ｎF−ｎC)で表されるｇ線における部分分散比
ｎC：Ｃ線における屈折率
ｎF：Ｆ線における屈折率
ｎg：ｇ線における屈折率
【００１０】
また、前記色消しレンズ系において、前記正の屈折力を有する単レンズのうちの少なくとも一方が以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
νp＞８０  ・・・  （３）
ただし、
νp：正の屈折力を有する単レンズのアッベ数
【００１１】
また、前記色消しレンズ系において、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
｜φP／φT｜＜５．０  ・・・  （４）
ただし、
φP：２つの正の屈折力を有する単レンズの焦点距離の逆数の和
φT：レンズ系全体の焦点距離の逆数
なお、条件式（４）は、ｄ線を中心とした各波長における数値について規定したものである。
【００１２】
また、前記色消しレンズ系において、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
｜φN／φT｜＜５．０  ・・・  （５）
ただし、
φN：負の屈折力を有する単レンズの焦点距離の逆数
φT：レンズ系全体の焦点距離の逆数
なお、条件式（５）は、ｄ線を中心とした各波長における数値について規定したものである。
【００１３】
次に、各条件式の意義について説明する。
条件式（１）は、負の屈折力を有する単レンズと正の屈折力を有する単レンズのｔ線における部分分散比の差の絶対値｜θnC,t−θpC,t｜を規定することにより、軸上色収差を良好に補正するための条件式である。この条件式（１）において、｜θnC,t−θpC,t｜の値が上限を超えると軸上色収差が悪化する。
【００１４】
条件式（２）は、負の屈折力を有する単レンズと正の屈折力を有する単レンズのｔ線における部分分散比の差の絶対値｜θng,F−θpg,F｜を規定することにより、軸上色収差を良好に補正するための条件式である。この条件式（２）において、｜θng,F−θpg,F｜の値が上限を超えると軸上色収差が悪化する。
【００１５】
条件式（３）は、正の屈折力を有する単レンズのアッベ数νpを規定することにより、球面収差を良好に補正するための条件式である。この条件式（３）において、νpの値が下限を超えると球面収差が悪化する。
なお、アッベ数が８０を超える硝材は、耐候性、耐久性が若干劣る場合があり、この点を考慮すると直接外部に面していない像側の正レンズが条件式（３）を満足するように構成することが好ましい。一方、パワー配分をより適切なものとするためには、物体側の正レンズが条件式（３）を満足するように構成することが好ましい。
【００１６】
条件式（４）および条件式（５）は、レンズ系全体のパワーと個々の単レンズのパワーとの比｜φP／φT｜および｜φN／φT｜を規定することにより、高次収差の発生を抑えるとともに、開口周辺における球面収差を良好に補正するための条件式である。この条件式（４）および条件式（５）において、｜φP／φT｜および｜φN／φT｜の値が上限を超えると高次収差が発生するとともに、開口周辺における球面収差が急激に悪化する。
また、この条件式（４）および条件式（５）を満足することにより、Ｆ５．０程度の明るいレンズ系とすることが容易となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の色消しレンズ系によれば、正・負・正の３枚構成からなるレンズ系において、Ｆナンバーが５．０程度と明るく、可視光領域から近赤外光領域にわたって色収差をバランスよく補正することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に示す具体的な実施例に基づいて、本発明の色消しレンズ系の実施形態を説明する。
図１は本発明の実施例１に係る色消しレンズ系のレンズ構成図、図２は本発明の実施例２に係る色消しレンズ系のレンズ構成図、図３は本発明の実施例３に係る色消しレンズ系のレンズ構成図である。
【００１９】
本発明の実施例１〜３に係る色消しレンズ系は、図１〜図３に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する単レンズからなる第１レンズL1、負の屈折力を有する単レンズからなる第２レンズL2、および正の屈折力を有する単レンズからなる第３レンズL3を配設してなる。具体的には、実施例１および実施例２では、第１レンズL1は両凸レンズからなり、第２レンズL2は両凹レンズからなり、第３レンズL3は両凸レンズからなる。また、実施例３では、第１レンズL1は物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズからなり、第２レンズL2は像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズからなり、第３レンズL3は両凸レンズからなる。
【００２０】
なお、図１〜図３において、Ｌ1〜Ｌ3はレンズ、Ｒ1〜Ｒ6はレンズ面、Ｄ1〜Ｄ5は各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔（以下、軸上面間隔と称する）、Ｘは光軸を示す。
【００２１】
また、本発明の実施例１〜３に係る色消しレンズは、以下の条件式（１）〜（５）を満足するように構成されている。
なお、条件式（１）および条件式（２）は、第２レンズL2、および第１レンズL1と第３レンズL3のうちの少なくとも一方が満足すればよく、条件式（３）は、第１レンズL1と第３レンズL3のうちの少なくとも一方が満足すればよい。
【００２２】
｜θnC,t−θpC,t｜＜０．０３  ・・・  （１）
｜θng,F−θpg,F｜＜０．０２  ・・・  （２）
νp＞８０  ・・・  （３）
｜φP／φT｜＜５．０  ・・・  （４）
｜φN／φT｜＜５．０  ・・・  （５）
ただし、
θnC,t：負の屈折力を有する単レンズの(ｎC−ｎt)／(ｎF−ｎC)で表されるｔ線における部分分散比
θpC,t：正の屈折力を有する単レンズの(ｎC−ｎt)／(ｎF−ｎC)で表されるｔ線における部分分散比
θng,F：負の屈折力を有する単レンズの(ｎg−ｎF)／(ｎF−ｎC)で表されるｇ線における部分分散比
θpg,F：正の屈折力を有する単レンズの(ｎg−ｎF)／(ｎF−ｎC)で表されるｇ線における部分分散比
ｎC：Ｃ線における屈折率
ｎF：Ｆ線における屈折率
ｎt：ｔ線における屈折率
ｎg：ｇ線における屈折率
νp：正の屈折力を有する単レンズのアッベ数
φP：２つの正の屈折力を有する単レンズの焦点距離の逆数の和
φT：レンズ系全体の焦点距離の逆数
φN：負の屈折力を有する単レンズの焦点距離の逆数
【００２３】
さらに、高次収差の発生を抑えるとともに、開口周辺における球面収差をさらに良好なものとするという点から、以下の条件式（６）、（７）を満足することが好ましい。
３．５＜|φＰ／φＴ|＜５．０  ・・・  （６）
２．５＜|φＮ／φＴ|＜５．０  ・・・  （７）
ただし、
φP：２つの正の屈折力を有する単レンズの焦点距離の逆数の和
φT：レンズ系全体の焦点距離の逆数
φN：負の屈折力を有する単レンズの焦点距離の逆数
【００２４】
以下、具体的数値を用いて、本発明の各実施例を説明する。
【００２５】
＜実施例１＞
実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数νｄを下記表１の下段に示す。
ただし、この表１において、各記号Ｒ、Ｄ、Ｎｄ、νｄに対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている（表３および表５において同じ）。
また、表１の上段に、この実施例１に係る色消しレンズ系のＦナンバ（ＦNO）、全系の焦点距離（ｆ）、バックフォーカス（ｆB）の値を示す。
【００２６】
【表１】
2005266259.tif 000003
【００２７】
表１から明らかなように、実施例１は、Fナンバが５．０であり、明るい色消しレンズ系となっている。
【００２８】
また、実施例１における各条件式およびこれに関連する数値を、下記表２に示す。
なお、表２において、θt1は第１レンズのｔ線における部分分散比、θt2は第２レンズのｔ線における部分分散比、θt3は第３レンズのｔ線における部分分散比、θg1は第１レンズのｇ線における部分分散比、θg2は第２レンズのｇ線における部分分散比、θg3は第３レンズのｇ線における部分分散比、｜θt2−θt1｜は第１レンズおよび第２レンズに関する条件式（１）における｜θnC,t−θpC,t｜の値、｜θt2−θt3｜は第３レンズおよび第２レンズに関する条件式（１）における｜θnC,t−θpC,t｜の値、｜θg2−θg1｜は第１レンズおよび第２レンズに関する条件式（２）における｜θng,F−θpg,F｜の値、｜θg2−θg3｜は第３レンズおよび第２レンズに関する条件式（２）における｜θng,F−θpg,F｜の値、ν1は条件式（３）における第１レンズのアッベ数、ν3は条件式（３）における第３レンズのアッベ数、｜φP／φT｜は条件式（４）の値、｜φN／φT｜は条件式（５）の値を示す（表４および表６において同じ）。
【００２９】
【表２】
2005266259.tif 000004
【００３０】
表２から明らかなように、実施例１に係る色消しレンズ系は、条件式（１）〜（５）のすべてを満足している。
【００３１】
図４に、実施例１に係る色消しレンズ系の球面収差（Ａ）、焦点移動量（Ｂ）、および色収差（Ｃ）を示す。なお、図４（Ａ）の横軸、図４（Ｂ）の焦点移動量、および図４（Ｃ）の縦軸の単位は全て、レンズ系全体の焦点距離（レンズデータでは１０００ｍｍに規格化されている）を１００%としたときの百分率である（図５、図６において同じ）。
【００３２】
なお、集光力を重視した大口径比のレンズは通常開放で用いる。この場合、軸上色収差だけを補正しても開口の周辺部を通過する光線が球面収差の色差の影響を受けるために十分な色消し性能を発揮することはできない。したがって、色消しレンズの性能を評価する際には、通常の軸上色収差図はさしたる意味をもたない。そこで、色収差を評価するための代替の評価量として、開口の周辺に対して７割の入射高を持つ輪帯光線の像点位置を可視光領域から近赤外光領域にわたる波長に対して算出し、その変化量を便宜上軸上色収差と見なすものとした。図４に示す色収差は、このような評価量に基づいた値を示すものである（図５および図６において同じ）。
【００３３】
図４から明らかなように、実施例１に係る色消しレンズ系によれば、球面収差、および波長４００〜７００ｎｍ程度の可視光領域から波長１０００ｎｍ程度以下の近赤外光領域にわたる色収差を良好に補正することができる。
【００３４】
＜実施例２＞
実施例２における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数νｄを下記表３の下段に示す。
また、表３の上段に、この実施例２に係る色消しレンズ系のＦナンバ（ＦNO）、全系の焦点距離（ｆ）、バックフォーカス（ｆB）の値を示す。
【００３５】
【表３】
2005266259.tif 000005
【００３６】
表３から明らかなように、実施例２は、Fナンバが５．０であり、明るい色消しレンズ系となっている。
【００３７】
また、実施例２における各条件式およびこれに関連する数値を、下記表４に示す。
【００３８】
【表４】
2005266259.tif 000006
【００３９】
表４から明らかなように、実施例２に係る色消しレンズ系は、条件式（１）〜（５）のすべてを満足している。
【００４０】
図５に、実施例２に係る色消しレンズ系の球面収差（Ａ）、焦点移動量（Ｂ）、および色収差（Ｃ）を示す。
図５から明らかなように、実施例２に係る色消しレンズ系によれば、球面収差、および波長４００〜７００ｎｍ程度の可視光領域から波長１０００ｎｍ程度以下の近赤外光領域にわたる色収差を良好に補正することができる。
【００４１】
＜実施例３＞
実施例３における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数νｄを下記表５の下段に示す。
また、表５の上段に、この実施例１に係る色消しレンズ系のＦナンバ（ＦNO）、全系の焦点距離（ｆ）、バックフォーカス（ｆB）の値を示す。
【００４２】
【表５】
2005266259.tif 000007
【００４３】
表５から明らかなように、実施例３は、Fナンバ５．０であり、明るい色消しレンズ系となっている。
【００４４】
また、実施例３における各条件式およびこれに関連する数値を、下記表６に示す。
【００４５】
【表６】
2005266259.tif 000008
【００４６】
表６から明らかなように、実施例３に係る色消しレンズ系は、条件式（１）〜（５）のすべてを満足している。
【００４７】
図６に、実施例３に係る色消しレンズ系の球面収差（Ａ）、焦点移動量（Ｂ）、および色収差（Ｃ）を示す。
図６から明らかなように、実施例３に係る色消しレンズ系によれば、球面収差、および波長４００〜７００ｎｍ程度の可視光領域から波長１０００ｎｍ程度以下の近赤外光領域にわたる色収差を良好に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例１に係る色消しレンズ系のレンズ構成図
【図２】実施例２に係る色消しレンズ系のレンズ構成図
【図３】実施例３に係る色消しレンズ系のレンズ構成図
【図４】実施例１に係る色消しレンズ系の収差図（球面収差、各波長毎の焦点のずれ量、および色収差）
【図５】実施例２に係る色消しレンズ系の収差図（球面収差、各波長毎の焦点のずれ量、および色収差）
【図６】実施例３に係る色消しレンズ系の収差図（球面収差、各波長毎の焦点のずれ量、および色収差）
【符号の説明】
【００４９】
Ｌ１〜Ｌ３  レンズ
Ｒ１〜Ｒ６  レンズ面等
Ｄ１〜Ｄ５  軸上面間隔
Ｘ      光軸
【図１】
2005266259.tif 000009
【図２】
2005266259.tif 000010
【図３】
2005266259.tif 000011
【図４】
2005266259.tif 000012
【図５】
2005266259.tif 000013
【図６】
2005266259.tif 000014