(57)【要約】【課題】  色収差を始めとする諸収差を良好に補正した高性能なリアアタッチメントレンズを提供すること。【解決手段】  撮影光学系であるマスターレンズの像面側に装着し、マスターレンズの焦点距離を長焦点距離側へ拡大可能なリアアタッチメントレンズにおいて、回折光学素子と部分分散比が特異な樹脂により形成した屈折光学素子を配置し、所望の条件式を満足するよう構成すること。【選択図】  図２
2012247450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系であるマスターレンズの像面側に装着し、マスターレンズの焦点距離を長焦点距離側へ拡大可能なリアアタッチメントレンズにおいて、前記リアアタッチメントレンズは、樹脂により形成した屈折光学素子と、光軸に対して回転対称形状の回折格子からなる回折光学素子を有し、下記の条件式を満足することを特徴とするリアアタッチメントレンズ。
０．５＞ΔθｇＦN＞０．０２７２
νN＜４５
ここで、 ΔθｇＦN＝θｇＦN−（−１．６６５×１０−７×νN３＋５．２１３×１０−５×νN２
−５．６５６×１０−３×νN＋０．７２７８）
-０．０１＜φN・β＜-０．００３
-０．０００６＜φD・β＜-０．０００１
７．５＜φN／φD＜３７．５
但し、
θｇＦN ：屈折光学素子を形成する樹脂のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれ
Ｎｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとしたとき、次式で表される部分分散比
θｇＦN＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
νN     ：屈折光学素子を形成する樹脂のｄ線、Ｆ線及びＣ線に対する屈折率をそれぞれ
Ｎｄ、ＮＦ、ＮＣ  としたとき、次式で表されるアッベ数
νN＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
φN     ：屈折光学素子の２つ屈折面が共に空気に面するとしたときの屈折光学素子のｄ線に対する屈折力
φD     ：回折学素子のｄ線に対する屈折力
β      ：リアアタッチメントレンズの拡大倍率
【請求項２】
前記屈折光学素子を形成する樹脂は、下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のリアアタッチメントレンズ。
０．４＞ΔθｇＦN＞０．０５
νN＜３０
【請求項３】
請求項１又は請求項２の光学系を備えていることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折光学素子及び比較的大きな異常部分分散を持つ光学材料で形成した屈折光学素子を用いた光学系に関し、特に、色収差を良好に補正した高性能な光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撮影光学系であるマスターレンズの像面側に装着し、マスターレンズの焦点距離を長焦点距離側へ拡大可能なリアアタッチメントレンズ（以下リアアタッチメントレンズと呼ぶ）は種々提案されている。
【０００３】
一般にリアアタッチメントレンズは、それ自身が無収差となるように設計されていたとしても、拡大倍率が大きくなるほど、それに比例してマスターレンズの残存収差を拡大し、画質を劣化させている。例えば、拡大倍率が２倍であった場合は、単純に、コマ収差や倍率色収差等の横収差は２倍に拡大され、画質が劣化する。また、球面収差や像面湾曲、そして軸上色収差等の縦収差は、拡大倍率の自乗倍、つまり４倍に拡大されるが、リアアタッチメントレンズの場合は、マスターレンズのＦナンバーも２倍に拡大（暗くなる方向）される為、単位焦点深度当たりの収差は、結局２倍に拡大されて低下していくことになる。
【０００４】
特にリアアタッチメントレンズを使用することの多い望遠レンズでは、焦点距離が延びるに従って、色収差が低下する傾向にある。その為、リアアタッチメントレンズを装着した際は、拡大された倍率色収差が画質を劣化させる主原因となっていた。
【０００５】
特許文献１では、ＦナンバーＦ２．８程度の望遠レンズに、回折光学素子を用いたリアアタッチメントレンズを装着し、倍率色収差を比較的良好に補正した例が開示されている。
【０００６】
回折光学素子は、入射光の波長の変化に対してパワーが線形変化し、色収差係数の波長特性は直線となる特徴がある。また、アッベ数に相当する数値の絶対値が３．４５と小さく、回折によるパワーを僅かに変化させるだけで、球面収差、コマ収差、非点収差等にほとんど影響を与えることなく、大きく色収差を変化できる特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３５９２７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されたような回折光学素子は、十分な色収差補正作用があるものの、実際に用いる設計回折次数の回折光以外の不要な回折次数の回折光が色の付いたフレア光となって結像性能を低下させる傾向にある。この問題に対して、複数のブレーズ型回折格子を光軸方向に積層した、所謂、積層型回折光学素子により、設計回折次数へエネルギーを集中させ、不要回折光を大幅に減らしたものもある。
【０００９】
しかしながら、回折格子の格子と格子の間に存在する格子の壁面の影響により発生する高次の不要回折光が残存し、回折格子のピッチに反比例して回折格子の数が増すと高次の不要回折光の影響が無視できず、回折フレアが現れてくるという問題があった。
【００１０】
このとき、回折格子のピッチを増加させて回折格子の数を減らすと、回折フレアは減少するが、回折素子のパワーが弱くなり、色収差が十分に補正できないという問題があった。
【００１１】
特許文献１は、回折格子のピッチが小さく、その結果、高次の回折フレアが発生し易いという問題があった。
【００１２】
本発明は、これらの従来例の問題点を踏まえてなされたもので、色収差を始めとする諸収差を良好に補正すると共に、フレアの発生少なく高い光学性能を有するリアアタッチメントレンズを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的を達成するための構成は、
撮影光学系であるマスターレンズの像面側に装着し、マスターレンズの焦点距離を長焦点距離側へ拡大可能なリアアタッチメントレンズにおいて、前記リアアタッチメントレンズは、樹脂により形成した屈折光学素子と、光軸に対して回転対称形状の回折格子からなる回折光学素子を有し、下記の条件式を満足することを満足することである。
０．５＞ΔθｇＦN＞０．０２７２            ・・・（１）
νN＜４５                                  ・・・（２）
ここで、 ΔθｇＦN＝θｇＦN−（−１．６６５×１０−７×νN３＋５．２１３×１０−５×νN２
−５．６５６×１０−３×νN＋０．７２７８）
-０．０１＜φN・β＜-０．００３            ・・・（３）
-０．０００６＜φD・β＜-０．０００１      ・・・（４）
７．５＜φN／φD＜３７．５         ・・・（５）
但し、
θｇＦN ：屈折光学素子を形成する樹脂のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれ
Ｎｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとしたとき、次式で表される部分分散比
θｇＦN＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
νN     ：屈折光学素子を形成する樹脂のｄ線、Ｆ線及びＣ線に対する屈折率をそれぞれ
Ｎｄ、ＮＦ、ＮＣ  としたとき、次式で表されるアッベ数
νN＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
φN     ：屈折光学素子の２つ屈折面が共に空気に面するとしたときの屈折光学素子のｄ線に対する屈折力
φD     ：回折学素子のｄ線に対する屈折力
β      ：リアアタッチメントレンズの拡大倍率
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、色収差を始めとする諸収差を良好に補正された、高い光学性能を有するリアアタッチメントレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】マスターレンズ断面図（各実施例共通）
【図２】実施例１レンズ断面図
【図３】実施例２レンズ断面図
【図４】実施例３レンズ断面図
【図５】マスターレンズのみの縦収差図（無限遠合焦状態）
【図６】実施例１縦収差図（無限遠合焦状態）
【図７】実施例１縦収差図（無限遠合焦状態）
【図８】実施例１縦収差図（無限遠合焦状態）
【図９】単層構造の回折光学素子の断面図
【図１０】単層構造の回折光学素子の回折効率の説明図
【図１１】積層構造の回折光学素子の断面図
【図１２】積層構造の回折光学素子の回折効率の説明図
【図１３】積層構造の回折光学素子の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１７】
最初に、光学材料の分散特性の特徴について述べる。
【００１８】
光学材料の屈折率の波長特性（分散特性）において、アッベ数の逆数1/νdの増加に伴い、分散特性曲線におけるF線〜C線間の全体の傾きが大きくなり、部分分散比θgFの増加に伴い、分散特性曲線のF線〜C線間の傾きに対するｇ線〜F線間の傾き（短波長側の曲がり具合）が大きくなることは周知の通りである。
【００１９】
一般的に光学材料は、短波長側の屈折率が長波長側の屈折率よりも高く（アッベ数が正の値）、分散特性曲線は下に凸（部分分散比が正の値）の軌跡を描き、短波長側になるほど波長の変化に対する屈折率の変化は大きくなる。
【００２０】
そして、アッベ数の小さい高分散な光学材料ほど部分分散比が大きくなり、分散特性曲線は下に凸が強まる傾向にある。
【００２１】
部分分散比が大きな光学材料では、その材料を用いたレンズ面の色収差係数の波長依存特性曲線は、部分分散比が小さな光学材料を用いた場合に比べて短波長側でより大きな曲がりを示す。
【００２２】
一方、部分分散比が小さな光学材料では、その材料を用いたレンズ面の色収差係数の波長依存特性曲線は、使用波長域全体でより直線に近い形状を示す。
【００２３】
硝材など一般的な光学材料の部分分散比は、アッベ数に対してほぼ直線的な分布を示し、この直線から外れた特性を持つものが異常部分分散性を示す光学材料である。
【００２４】
異常部分分散を持つ光学材料として、低分散側では蛍石やＵＤガラスなどのフッ素系の比較的高部分分散比の材料、そして、高分散側では、クルツフリント系や一部のランタン系の比較的低部分分散比の材料が一般的に知られているが、これらの硝材の部分分散比もほぼこの直線の近傍に位置している。
【００２５】
次に、これらの一般的な異常部分分散材料の撮影光学系への一般的な適用方法について述べる。
【００２６】
望遠レンズを始め多くの撮影光学系では、光学系全体として正の屈折力を持たせることから、負レンズの枚数よりも正レンズの枚数の方が多くなるのが一般的である。
【００２７】
望遠レンズを例にとると、特に光学系全体の色収差発生量のほとんどを占める絞りより物体側のレンズ群の構成として、正レンズ（レンズ枚数が多い）に対しては、色収差係数の波長特性曲線全体の傾き成分を軽減するために低分散の材料を選択する。そして、負レンズ（レンズ枚数が少ない）には、高分散の材料を選択しつつ適切な屈折力を与え、個々の低分散正レンズによって積算された色収差係数の波長特性曲線全体の傾き成分を打ち消すように構成している。
【００２８】
更に、色収差係数の波長特性の曲がり成分に関しては、低分散正レンズに一般の低分散材料よりも比較的高部分分散比の材料を選択し、高分散負レンズには、一般の高分散材料よりも比較的低部分分散比の材料を選択し、個々の低分散正レンズによって積算された色収差係数の波長特性曲線の曲がり成分を打ち消すように構成している。
【００２９】
つまり、正レンズに蛍石やＵＤガラスなどのフッ素系の低分散かつ比較的高部分分散比の材料を選択し、負レンズにクルツフリント系や一部のランタン系の高分散かつ比較的低部分分散比の材料を選択して光学系全体の色収差波長特性曲線の傾き成分と曲がり成分をバランスさせる構成となっている。
【００３０】
しかしながら、一般的な異常部分分散材料の組み合わせのままでは、望遠レンズを始め多くの撮影光学系において、負レンズの分散特性の大きな曲がり成分に起因した色収差係数の波長特性の曲がり成分が、正レンズで積算された曲がり成分に対して補正過剰ぎみとなり、光学系全体の軸上色収差係数の波長特性曲線でみると、上に凸の所謂アクロマートの曲線として色収差が残存することになる。
【００３１】
この残存した色収差は、光学系を構成するレンズの屈折力を強め、レンズ全長を短くするほど拡大し、一般的な異常部分分散材料を使用して前述の一般的な適用方法を用いる限り、色収差を補正することは困難な傾向にある。
【００３２】
以上述べたことは、マスターレンズにリアアタッチメントレンズを装着した際の光学系全系に対しても当てはまる。仮に、リアアタッチメントレンズが無収差の光学系であったとしても、マスターレンズに残存した色収差をリアアタッチメントレンズが拡大するため、リアアタッチメントレンズとしては、マスターレンズの残存色収差を打ち消す構成が必要となってくる。これを色収差係数の波長特性を用いて言いかえると、マスターレンズの色収差係数の波長特性曲線の全体の傾き成分と曲がり成分を同時に打ち消す色収差係数の波長特性をリアアタッチメントレンズに与えることに他ならない。
【００３３】
以下、これらを達成するための本発明の構成と条件式について説明する。
【００３４】
回折光学素子は、入射光の波長の変化に対してパワーが線形変化し、色収差係数の波長特性は直線となる特徴がある。従って、リアアタッチメントレンズに回折光学素子を導入し、負のパワー領域で適切な値に設定することにより、マスターレンズの色収差係数の波長特性曲線におけるF線〜C線間の全体の傾き成分を打ち消すことができる。
【００３５】
しかしながら、逆に言うと、回折素子ではマスターレンズの色の収差係数の波長特性におけるF線〜C線間の傾きに対するｇ線〜F線間の傾きである曲がり成分まで打ち消すことができないということになる。この曲がり成分の補正は、リアアタッチメントレンズを通過する光線が光軸から測って比較的低い位置を通過すること、そして、リアアタッチメントレンズを構成する一般硝材が比較的狭い光学定数の範囲に分布することから、一般硝材を用いて補正することは十分には出来ないことになる。
【００３６】
この曲がり成分を補正する為には、従来の一般硝材にはない部分分散比を有した光学材料を用い、負のパワーを有するように構成する必要がある。ここで、本発明の構成要素の一つである屈折光学素子において、アッベ数と屈折力をそれぞれνN、φNとし、アッベ数νNを示す一般硝材の部分分散比を基準とした該屈折光学素子の部分分散比の差分を△θgFNとすると、屈折光学素子のｇ線〜F線間の色消し効果は、概ね下記に比例する。即ち、
△θgFN・φN／νN
つまり、△θgFN及びφNが大きく、νNが小さいほど屈折光学素子の色消し効果は大きくなる傾向を持つ。
【００３７】
従って、本発明の構成要素のひとつである屈折光学素子の材料として、このような特性を適切な値に設定することにより、もう一つの構成要素である回折光学素子に対し、比較的大きなパワーを与えることなく広い波長範囲にわたって色収差を良好に補正できることになる。その際、回折素子のパワーを弱めることができるので、格子のピッチが大きくなり、回折格子と回折格子の間に存在する格子壁面の数に比例して発生する高次の回折フレアを抑制することが出来る。
【００３８】
本発明は、回折光学素子と屈折光学素子を用い、屈折光学素子に必要な光学定数の数値範囲と回折光学素子と屈折光学素子が満足すべき屈折力の数値範囲を、色収差補正と回折格子のフレア抑制の観点から見出したものである。
【００３９】
以下、本発明の条件式について説明する。
【００４０】
マスターレンズ及びリアアタッチメントレンズとｇ線〜F線間の色収差係数を打ち消すためには、マスターレンズ及びリアアタッチメントレンズを構成する通常の硝材のθgFの分布幅を考慮すると、屈折光学素子を構成する樹脂の条件として条件式（１）を満足することが重要となる。即ち、
０．５＞ΔθｇＦN＞０．０２７２        …（１）
ここで、 
ΔθｇＦN＝θｇＦN−（−１．６６５×１０−７×νN３＋５．２１３×１０−５×νN２
−５．６５６×１０−３×νN＋０．７２７８）
条件式（１）を満足させることにより、全系の色収差係数の波長特性曲線の曲がり成分（ｇ線〜F線間）を良好に補正することが可能となる。
【００４１】
条件式（１）の下限を外して屈折光学素子の樹脂を定めると、低下したｇ線〜F線間の色収差を補正相殺するためにφNの絶対値を大きな値に設定する必要が生じる。その結果、C線〜F線間の色収差を補正相殺するための回折光学素子のパワーは弱まり、フレアの発生に関しては有利となるが、屈折光学素子の樹脂厚が厚くなり、次の問題が懸念される。
【００４２】
製造時の樹脂硬化収縮ムラによる面精度の低下、及び複屈折や屈折率分布の発生、温度変化、湿度変化に対する面精度、屈折率の変化
逆に、条件式（１）の上限を外して屈折光学素子の樹脂を定めると、ｇ線〜F線間の色収差が補正過剰となるので良くない。
【００４３】
従って、条件式（１）の数値範囲を外れないことが重要である。
【００４４】
条件式（２）は、屈折光学素子のアッべ数を規定し、更にｇ線〜F線間の色収差とC線〜F線間の色収差を良好に補正しつつ、回折光学素子のフレアの発生と樹脂厚の増加を抑えて前記製造上の諸問題や耐環境製の諸問題を緩和するためのものである。即ち、
νN＜４５                              …（２）
条件式（２）の数値範囲を超えて屈折光学素子のアッベ数が大きくなると、ｇ線〜F線間の色収差補正効果が弱まるのとともに、C線〜F線間の色収差を補正相殺するための回折光学素子のパワーが強まり、フレアの発生が増加する。また、屈折光学素子の樹脂厚が厚くなるので良くない。
【００４５】
従って、条件式（２）の数値範囲を超えないことが重要である。
【００４６】
条件式（３）、（４）及び（５）は、屈折光学素子と回折光学素子のパワーとリアアタッチメントレンズの拡大倍率の積及び比に関するものである。拡大倍率の変化に比例変化する傾向にある屈折光学素子と回折光学素子のパワーを規定し、同時にバランスをとることにより、色収差を良好に補正しつつ、回折光学素子のフレアの発生や、屈折光学素子の樹脂厚の増加を抑えて前記製造上の諸問題及び耐環境性の諸問題を更に良好に抑制する為の条件である。即ち、
-０．０１＜φN・β＜-０．００３        ・・・（３）
-０．０００６＜φD・β＜-０．０００１  ・・・（４）
７．５＜φN／φD＜３７．５             ・・・（５）
条件式（３）、（４）及び（５）それぞれにおいて、下限を外れても上限を外れても、色収差とフレア及び樹脂厚のバランスが崩れるので良くない。
【００４７】
ここで、色収差を良好に補正するためには、各条件式の数値範囲を次の様にするのが望ましい。即ち、
０．４＞ΔθｇＦN＞０．０５            ・・・（１）‘
νN＜３０                              ・・・（２）‘
-０．０１＜φN・β＜-０．００３        ・・・（３）‘
-０．０００６＜φD・β＜-０．０００１  ・・・（４）‘
７．５＜φN／φD＜３７．５             ・・・（５）‘
［実施例］
以下、本発明の数値実施例を示す。但し、各実施例において、ｒｉは物体側から数えて第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側から数えて第ｉ番目の基準状態の軸上面間隔を示し、ｎｉ、νｉは物体側から数えて第ｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。ｆは焦点距離、ＦＮｏはＦナンバー、２ωは画角を示す。
【００４８】
屈折光学素子を形成する樹脂としては、特に、UV硬化樹脂（ｎｄ＝１．６３５，νｄ＝２２．７，θｇF＝０．６９）が挙げられる。また、下記の無機酸化物微粒子を合成樹脂中に分散させた混合体でも良い。すなわち、ＴｉＯ２（ｎｄ＝２．３０４，νｄ＝１３．８，θｇF＝０．８７），Ｃｒ２Ｏ３（ｎｄ＝２．２１７８，νｄ＝１３．４），ＢａＴｉＯ３（ｎｄ＝２．４３６２，νｄ＝１１．３）を樹脂に分散させた混合体などが挙げられるが、これに限定するものではない。無機微粒子の平均径は、散乱などの影響を考えると２ｎｍ〜５０ｎｍ程度がよく、凝集を抑えるために分散剤などを添加しても良い。また、微粒子を混合する樹脂の光学定数の特性としても、上記に掲げた樹脂意外ではＮ−ポリビニルカルバゾール（ｎｄ＝１．６９６，νｄ＝１７．７，θｇF＝０．６９）、スチレン、ポリメタクリル酸メチル（アクリル）などでも良い。
【００４９】
成形に際しては、成形型等を用いて光重合成形や熱重合成形などとすることにより、高い量産性を得ることができる。
【００５０】
本実施形態では、屈折光学素子の屈折面は球面であるが、非球面とすれば、色の球面収差などの色収差フレアを補正することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、屈折光学素子を光学系中のレンズに挟み込んだ層に適用することを提案するが、空気などの雰囲気とで界面を形成したり、比較的低屈折率な材料とで界面を形成したりすれば、界面の僅かな曲率変化で色収差を比較的大きく変化させることができるため好ましい。
【００５２】
次に回折光学素子の構成について説明する。
【００５３】
リアアタッチメントレンズ内に配置される回折光学素子を構成する回折光学部は、光軸に対して回転対称な回折格子より成っている。
【００５４】
図９は回折光学素子１の回折光学部の一部分の拡大断面図であり、基板(透明基板)２上に1つの層よりなる回折格子(回折光学部)３を設けている。図１０は、この回折光学素子１の回折効率の特性を示す図である。図１０において横軸は波長を表し、縦軸は回折効率を表している。なお、回折効率は全透過光束に対する回折光の光量の割合であり、格子部３ａの境界面での反射光などは説明が複雑になるのでここでは考慮していない。
【００５５】
回折格子３の光学材料は、紫外線硬化樹脂(屈折率nd=1.513、アッヘ゛数νd=51.0)を用い、格子部３ａの格子厚ｄ１を1.03μmと設定し、波長530nm、+1次の回折光の回折効率が最も高くなるようにしている。すなわち設計次数が+1次で、設計波長が波長530nmである。図10中において+1次の回折光の回折効率は実線で示している。
【００５６】
さらに、図１０では設計次数近傍の回折次数(+1次±1次である0次と+2次)の回折効率も併記している。図から分かるように、設計次数での回折効率は設計波長近傍で最も高くなり、それ以外の波長では徐々に低くなる。
【００５７】
この設計次数での回折効率の低下分が他の次数の回折光(不要光)となり、フレアの要因となる。また、回折光学素子を光学系中の複数箇所に使用した場合には、設計波長以外の波長での回折効率の低下は透過率の低下にもつながることになる。
【００５８】
次に、異なる材料よりなる複数の回折格子を積層した積層型の回折光学素子について説明する。図１１は積層型の回折光学素子１の一部拡大断面図であり、図１２は図１１に示す回折光学素子１の+1次の回折光の回折効率の波長依存性を表す図である。
【００５９】
図１１の回折光学素子１では、基板１０２上に紫外線硬化樹脂(屈折率nd=1.499、アッヘ゛数νd=54)からなる第1の回折格子１０４を形成している。更にその上に第２の回折格子１０５ (屈折率nd=1.598、アッヘ゛数νd=28)を形成している。この材料の組み合わせにおいて、第1の回折格子１０４の格子部１０４ａの格子厚d1はd1=13.8μm、第2の回折格子105の格子部105aの格子厚d2はd2=10.5μmとしている。
【００６０】
図１２からも分かるように、積層構造の回折格子１０４、１０５を備えた回折光学素子１にすることで、設計次数の回折光において使用波長全域(ここでは可視域)で９５％以上という高い回折効率を得ている。
【００６１】
なお、前述の積層構造の回折光学素子１としては、回折格子を構成する材料を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他のプラスチック材等も使用できるし、基材によっては第1の層を直接基材に形成しても良い。また各格子部の格子厚が必ずしも異なる必要はなく、図１３のように材料の組み合わせによっては２つの層１０４と１０５の格子厚を等しくしても良い。
【００６２】
この場合は表面に格子形状が形成されないことになるので、防塵性に優れ、回折光学素子の組立作業性を向上させることができる。更には２つの回折格子１０４と１０５を必ずしも密着させる必要はなく、空気層を隔てて2つの回折格子の層を配置しても良い。
【００６３】
回折光学部は光学面の上に施されているが、そのベースは球面又は平面又は非球面でも良い。また、回折光学部は、それらの光学面にプラスチックなどの膜を回折光学部(回折面)として添付する方法である所謂レプリカ非球面で作成しても良い。
【００６４】
図１はマスターレンズである望遠レンズの断面図である。物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群と、正レンズと負レンズの接合から成る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レンズ群よりなり、第２レンズ群を光軸上像面側へ移動させることにより、無限遠から近距離へのフォーカシングを行っている。
【００６５】
図２は数値実施例１のリアアタッチメントレンズである。マスターレンズの拡大倍率は２倍である。それぞれ、負のパワーを有する回折光学素子と、ＵＶ硬化性樹脂を用いた屈折光学素子をリアアタッチメントレンズの比較的後方に配置して倍率色収差の補正効果を高めている。
【００６６】
図３は数値実施例２のリアアタッチメントレンズである。マスターレンズの拡大倍率は２倍である。それぞれ、負のパワーを有する回折光学素子と、ＵＶ硬化性樹脂を用いた屈折光学素子をリアアタッチメントレンズの比較的後方に配置して倍率色収差の補正効果を高めている。数値実施例１よりも、回折光学素子のパワーの絶対値を小さく設定し、回折格子の数を減らしている。
【００６７】
図４は数値実施例３のリアアタッチメントレンズである。マスターレンズの拡大倍率は２倍である。それぞれ、負のパワーを有する回折光学素子と、UV硬化性樹脂を用いた屈折光学素子をリアアタッチメントレンズの比較的後方に配置して倍率色収差の補正効果を高めている。数値実施例２よりも、回折光学素子のパワーの絶対値を小さく設定し、回折格子の数を更に減らしている。
【００６８】
また、マスターレンズの物体側寄りに設計次数の回折光に対して正の屈折力を有する回折面を設ければ、マスターレンズ全体として倍率色収差と軸上色収差が同時に良好に補正可能で、特に、リアアタッチメントレンズを高倍率とするときは、マスターレンズにも回折面を設けておく方が、更に光学性能が良好となるので好ましい。
【００６９】
以下、マスターレンズ及び数値実施例１〜３の具体的な数値データを示す。各数値実施例において、ｒは光学面の曲率半径、ｄは光学面と光学面の間の軸上間隔、ｎｄ，νｄはそれぞれｄ線に対する各媒質の屈折率、アッベ数を示す。
【００７０】
なお、各実施例の回折面の位相形状ψは、次式によって表される。
【００７１】
ψ（ｈ，ｍ）＝（２π／ｍλ０）（Ｃ１ｈ２＋Ｃ２ｈ４＋Ｃ３ｈ６…）
ここに、 ｈ ： 光軸に対して垂直方向の高さ
ｍ ： 回折光の回折次数
λ０ ： 設計波長
Ｃｉ ： 位相係数（ｉ＝１，２，３…）      である。
【００７２】
このとき、任意の波長λ、任意の回折次数ｍに対する回折面の屈折力φは、位相係数Ｃ１を用いて次のように表すことができる。
【００７３】
φ（λ，ｍ）＝−２Ｃ１ｍλ／λ０
各実施例において、回折光の回折次数ｍは１であり、設計波長λ０ はｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）である。
【００７４】
屈折光学素子のｄ線、ｇ線、Ｃ線及びＦ線に対する屈折率及びアッベ数、部分分散比を表１に示す。
【００７５】
また、表２に各数値実施例の条件式に対する数値を示す。
【００７６】
【数１−１】
2012247450.tif 000003
【００７７】
【数１−２】
2012247450.tif 000004
【００７８】
【数２−１】
2012247450.tif 000005
【００７９】
【数２−２】
2012247450.tif 000006
【００８０】
【数２−３】
2012247450.tif 000007
【００８１】
【数３−１】
2012247450.tif 000008
【００８２】
【数３−２】
2012247450.tif 000009
【００８３】
【数３−３】
2012247450.tif 000010
【００８４】
【数４−１】
2012247450.tif 000011
【００８５】
【数４−２】
2012247450.tif 000012
【００８６】
【数４−３】
2012247450.tif 000013
【００８７】
【表１】
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【００８８】
【表２】
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以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００８９】
このように数値実施例１〜３の撮像光学系をフィルムカメラやデジタルカメラ等に適用することにより、高い光学性能を有する撮影装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００９０】
断面図中、Mはマスターレンズ、Aは本発明のリアアタッチメントレンズ、SPは開口絞りである。
収差図中、ｄはｄ線、  ｇはｇ線、  、  CはC線、  FはF線△Ｍはｄ線に対するメリディオナル像面、△Ｓはｄ線に対するサジタル像面である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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