JPH10186226A - 望遠レンズ - Google Patents
望遠レンズInfo
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- JPH10186226A JPH10186226A JP23133597A JP23133597A JPH10186226A JP H10186226 A JPH10186226 A JP H10186226A JP 23133597 A JP23133597 A JP 23133597A JP 23133597 A JP23133597 A JP 23133597A JP H10186226 A JPH10186226 A JP H10186226A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- diffractive
- telephoto
- focal length
- negative
- Prior art date
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Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ３５ｍｍカメラやビデオカメラ等に好適な、
レンズ構成枚数が少なく安価な望遠レンズを提供するこ
と。 【構成】 望遠レンズを、正の第１レンズと負の第２レ
ンズの２群２枚で構成し、前記第１レンズにブレーズ化
された正の回折レンズ作用を持つ輪帯状構造と非球面形
状を持たせた望遠レンズ。
レンズ構成枚数が少なく安価な望遠レンズを提供するこ
と。 【構成】 望遠レンズを、正の第１レンズと負の第２レ
ンズの２群２枚で構成し、前記第１レンズにブレーズ化
された正の回折レンズ作用を持つ輪帯状構造と非球面形
状を持たせた望遠レンズ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、３５ｍｍカメラやビデ
オカメラ等に好適な望遠レンズに関するものである。
オカメラ等に好適な望遠レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】望遠レンズでは、レンズの性能は色収差
によって制限されるため、非球面を利用してもレンズ枚
数の削減は困難であり、従来の色収差を補正した望遠レ
ンズは最低でも４ないし５枚のレンズを必要としてい
た。
によって制限されるため、非球面を利用してもレンズ枚
数の削減は困難であり、従来の色収差を補正した望遠レ
ンズは最低でも４ないし５枚のレンズを必要としてい
た。
【０００３】
【発明の目的】本発明は、回折レンズの色収差補正効果
を利用して、非常に安価な望遠レンズを作ることを目的
としている。
を利用して、非常に安価な望遠レンズを作ることを目的
としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の望遠レンズは、
物体側から順に、正の第１レンズと負の第２レンズの２
群２枚からなるもので、その第１レンズのいずれか一方
の面を、ブレーズ化された正の回折レンズ作用を持つ輪
帯状構造を有する、回折屈折ハイブリッド面としたこと
に特徴がある。『ブレーズ化』とは、回折レンズ（回折
格子）の回折効率を上げるために回折面形状を最適化す
ることを意味し、また、『回折屈折ハイブリッド面』と
は、回折作用と屈折作用を合わせ持つ面をいう。
物体側から順に、正の第１レンズと負の第２レンズの２
群２枚からなるもので、その第１レンズのいずれか一方
の面を、ブレーズ化された正の回折レンズ作用を持つ輪
帯状構造を有する、回折屈折ハイブリッド面としたこと
に特徴がある。『ブレーズ化』とは、回折レンズ（回折
格子）の回折効率を上げるために回折面形状を最適化す
ることを意味し、また、『回折屈折ハイブリッド面』と
は、回折作用と屈折作用を合わせ持つ面をいう。
【０００５】さらに、前記第１レンズと前記第２レンズ
の軸上間隔をＬ、全系の焦点距離をｆとしたとき、 0.25 ＜ Ｌ／ｆ＜ 0.6 (1) なる条件を満足することが好ましい。さらに、前記第１
レンズの回折レンズ成分の焦点距離をｆD 、全系の焦点
距離をｆとするとき、 0.06 ＜ ｆ／ｆD ＜ 0.14 (2) なる条件を満足することが好ましい。前記第１レンズの
少なくとも一方の面は、巨視的に周辺部に向かって正の
パワーが小さくなる非球面であることが好ましい。前記
第１レンズの焦点距離をｆ1 、前記第２レンズの焦点距
離をｆ2 とするとき、 -1.5 ＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ -0.24 (3) なる条件を満足することが好ましい。
の軸上間隔をＬ、全系の焦点距離をｆとしたとき、 0.25 ＜ Ｌ／ｆ＜ 0.6 (1) なる条件を満足することが好ましい。さらに、前記第１
レンズの回折レンズ成分の焦点距離をｆD 、全系の焦点
距離をｆとするとき、 0.06 ＜ ｆ／ｆD ＜ 0.14 (2) なる条件を満足することが好ましい。前記第１レンズの
少なくとも一方の面は、巨視的に周辺部に向かって正の
パワーが小さくなる非球面であることが好ましい。前記
第１レンズの焦点距離をｆ1 、前記第２レンズの焦点距
離をｆ2 とするとき、 -1.5 ＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ -0.24 (3) なる条件を満足することが好ましい。
【０００６】前記第２レンズがメニスカスレンズであ
り、この第２レンズのシェーピングファクターＳＦを、
第２レンズの前側面の曲率半径をｒ3 、後側面の曲率半
径をｒ4 とするとき、 ＳＦ＝（ｒ4 ＋ｒ3 ）／（ｒ4 −ｒ3 ） として、 3.4 ＜｜ＳＦ｜ (4) なる条件を満足することが好ましい。前記第２レンズ
は、そのアッベ数をν2 としたとき ν2 ＞ ４０ (5) なる条件を満足することが好ましい。この条件を満足し
ない場合には、前記第２レンズのいずれか一方の面もさ
らに、ブレーズ化された負の回折レンズ作用を持つ輪帯
状構造を有する、回折屈折ハイブリッド面とすることが
好ましい。
り、この第２レンズのシェーピングファクターＳＦを、
第２レンズの前側面の曲率半径をｒ3 、後側面の曲率半
径をｒ4 とするとき、 ＳＦ＝（ｒ4 ＋ｒ3 ）／（ｒ4 −ｒ3 ） として、 3.4 ＜｜ＳＦ｜ (4) なる条件を満足することが好ましい。前記第２レンズ
は、そのアッベ数をν2 としたとき ν2 ＞ ４０ (5) なる条件を満足することが好ましい。この条件を満足し
ない場合には、前記第２レンズのいずれか一方の面もさ
らに、ブレーズ化された負の回折レンズ作用を持つ輪帯
状構造を有する、回折屈折ハイブリッド面とすることが
好ましい。
【０００７】
【作用】望遠レンズの軸上色収差は、マージナル光線の
入射高さの２乗で寄与するため、色収差の補正を第１レ
ンズ側で行なうことは必須である。本発明の望遠レンズ
では、正の第１レンズのいずれか一方の面、つまり物体
側面と像側面のどちらかの面に回折レンズ作用を持たせ
て色収差補正を行なう。写真などの用途の場合、像のコ
ントラストが重要であり、また使用光源の波長幅が広い
ため回折レンズは、ブレーズ化された輪帯状構造のもの
でなければならない。このとき両面ともに回折屈折ハイ
ブリッド面化すると、ブレーズ化基準波長から離れた短
波長、長波長での回折効率の低下が大きくなりコントラ
ストが低下するので、第１レンズ内では１つの面のみに
回折レンズ構造を持たせる。
入射高さの２乗で寄与するため、色収差の補正を第１レ
ンズ側で行なうことは必須である。本発明の望遠レンズ
では、正の第１レンズのいずれか一方の面、つまり物体
側面と像側面のどちらかの面に回折レンズ作用を持たせ
て色収差補正を行なう。写真などの用途の場合、像のコ
ントラストが重要であり、また使用光源の波長幅が広い
ため回折レンズは、ブレーズ化された輪帯状構造のもの
でなければならない。このとき両面ともに回折屈折ハイ
ブリッド面化すると、ブレーズ化基準波長から離れた短
波長、長波長での回折効率の低下が大きくなりコントラ
ストが低下するので、第１レンズ内では１つの面のみに
回折レンズ構造を持たせる。
【０００８】２枚のレンズで充分に像面湾曲補正を行な
い、かつレンズの全長を小さくするための条件が以下の
(1) 式である。 0.25 ＜ Ｌ／ｆ ＜ 0.6 (1) ただし、 Ｌ：第１レンズと前記第２レンズの軸上間隔、 ｆ：全系の焦点距離、 である。第１レンズと第２レンズのレンズ間隔が、この
条件の上限下限どちらに外れても共にレンズ全長が長く
なり、像面湾曲が補正不足になる。
い、かつレンズの全長を小さくするための条件が以下の
(1) 式である。 0.25 ＜ Ｌ／ｆ ＜ 0.6 (1) ただし、 Ｌ：第１レンズと前記第２レンズの軸上間隔、 ｆ：全系の焦点距離、 である。第１レンズと第２レンズのレンズ間隔が、この
条件の上限下限どちらに外れても共にレンズ全長が長く
なり、像面湾曲が補正不足になる。
【０００９】第１レンズの色収差をより良好に補正する
ための条件が以下の(2) 式である。 0.06 ＜ ｆ／ｆD ＜ 0.14 (2) ただし ｆD ：第１レンズの回折レンズ成分の焦点距離、 ｆ：全系の焦点距離、 である。この条件は、第１レンズに分散の少ない素材を
用い、第２レンズは低分散材料を用いる場合、および第
２レンズにも回折レンズを導入して色収差補正を行なう
場合に、第１レンズの回折レンズが持つべきパワーを示
している。下限を越えて回折レンズのパワーが弱いと、
軸上色収差を補正するためには第２レンズを高分散材質
にせざるを得ず、倍率の色収差が増加してしまう。上限
を超えて回折レンズのパワーが強い場合は、第１レンズ
に高分散材質を使うことになり、レンズ重量が大きくな
るとともに、回折構造の輪帯数が多くなり光量損失が多
くなる。
ための条件が以下の(2) 式である。 0.06 ＜ ｆ／ｆD ＜ 0.14 (2) ただし ｆD ：第１レンズの回折レンズ成分の焦点距離、 ｆ：全系の焦点距離、 である。この条件は、第１レンズに分散の少ない素材を
用い、第２レンズは低分散材料を用いる場合、および第
２レンズにも回折レンズを導入して色収差補正を行なう
場合に、第１レンズの回折レンズが持つべきパワーを示
している。下限を越えて回折レンズのパワーが弱いと、
軸上色収差を補正するためには第２レンズを高分散材質
にせざるを得ず、倍率の色収差が増加してしまう。上限
を超えて回折レンズのパワーが強い場合は、第１レンズ
に高分散材質を使うことになり、レンズ重量が大きくな
るとともに、回折構造の輪帯数が多くなり光量損失が多
くなる。
【００１０】本発明のように望遠レンズの前群を１枚構
成にする場合、Ｆナンバー5.6 より明るいレンズを得る
には、球面収差を補正するために前記第１レンズの少な
くとも一方の面は巨視的に周辺部に向かって正のパワー
が小さくなる非球面とすることが好ましい。ここで、非
球面と回折レンズ作用を同一の面に設定した場合には、
輪帯構造の境界部は微視的にはパワーが不定になるた
め、回折レンズ成分を除いた屈折レンズとしての形状を
巨視的非球面形状と呼ぶ。
成にする場合、Ｆナンバー5.6 より明るいレンズを得る
には、球面収差を補正するために前記第１レンズの少な
くとも一方の面は巨視的に周辺部に向かって正のパワー
が小さくなる非球面とすることが好ましい。ここで、非
球面と回折レンズ作用を同一の面に設定した場合には、
輪帯構造の境界部は微視的にはパワーが不定になるた
め、回折レンズ成分を除いた屈折レンズとしての形状を
巨視的非球面形状と呼ぶ。
【００１１】条件式(1) とともに像面湾曲補正を良好に
行うための条件が以下の(3) 式である。 -1.5 ＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ -0.24 (3) ただし、 ｆ1 ：第１レンズの焦点距離、 ｆ2 ：第２レンズの焦点距離、 である。条件式(3) の下限を下回って相対的に第２レン
ズの負のパワーが大きいと、ペッツバール和が大きな負
の値をとり像面がオーバーになる。第２レンズの負のパ
ワーが上限を上回って小さいときは、像面湾曲補正がで
きず像面はアンダーになる。
行うための条件が以下の(3) 式である。 -1.5 ＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ -0.24 (3) ただし、 ｆ1 ：第１レンズの焦点距離、 ｆ2 ：第２レンズの焦点距離、 である。条件式(3) の下限を下回って相対的に第２レン
ズの負のパワーが大きいと、ペッツバール和が大きな負
の値をとり像面がオーバーになる。第２レンズの負のパ
ワーが上限を上回って小さいときは、像面湾曲補正がで
きず像面はアンダーになる。
【００１２】第１レンズは、マージナル光線の入射高さ
が高いために、球面収差、コマ収差が発生しやすい。そ
のため、球面収差、コマ収差の発生が小さくなるよう
に、物体側の第１面を強い凸面とし、像側の第２面は第
１面と比べ大きい曲率半径を持つ形状とするのがよい。
一方、この形状では必ず非点隔差が残るため第２レンズ
は非点隔差を補正する形状になる必要がある。２群２枚
構成の本望遠レンズでは、第２レンズのパワーが弱く、
両凹形状では非点隔差の補正効果が不十分であるので、
以下の条件式(4) を満足するようなメニスカス形状とす
るのが好ましい。 3.4 ＜｜ＳＦ｜ (4) ただし、第２レンズのシェーピングファクターＳＦを、
第２レンズの前側面の曲率半径をｒ3 、後側面の曲率半
径をｒ4 するとき、 ＳＦ＝（ｒ4 ＋ｒ3 ）／（ｒ4 −ｒ3 ） で定義する。この条件式の範囲を外れて第２レンズのメ
ニスカスの度合いが強くないと、サジタル像面に対しメ
リディオナル像面がアンダーになりやすい。ＳＦの値
は、正負いずれでもよい（つまり、実施例にも示すよう
に第２レンズは、物体側に凸のメニスカスレンズと凹の
メニスカスレンズのいずれでもよい）が、正の値をとる
場合、第２レンズは第１レンズ面側に凹面を向け、軸外
光が小さい入射角で第２レンズに素直に入射するので、
歪曲収差の発生が小さいという利点がある。一方、ＳＦ
が負の値をとる場合は、第２レンズへのマージナル光線
が小さい入射角で素直に入射するため、球面収差の発生
が小さく、製造時の公差を緩くしやすい利点がある。
が高いために、球面収差、コマ収差が発生しやすい。そ
のため、球面収差、コマ収差の発生が小さくなるよう
に、物体側の第１面を強い凸面とし、像側の第２面は第
１面と比べ大きい曲率半径を持つ形状とするのがよい。
一方、この形状では必ず非点隔差が残るため第２レンズ
は非点隔差を補正する形状になる必要がある。２群２枚
構成の本望遠レンズでは、第２レンズのパワーが弱く、
両凹形状では非点隔差の補正効果が不十分であるので、
以下の条件式(4) を満足するようなメニスカス形状とす
るのが好ましい。 3.4 ＜｜ＳＦ｜ (4) ただし、第２レンズのシェーピングファクターＳＦを、
第２レンズの前側面の曲率半径をｒ3 、後側面の曲率半
径をｒ4 するとき、 ＳＦ＝（ｒ4 ＋ｒ3 ）／（ｒ4 −ｒ3 ） で定義する。この条件式の範囲を外れて第２レンズのメ
ニスカスの度合いが強くないと、サジタル像面に対しメ
リディオナル像面がアンダーになりやすい。ＳＦの値
は、正負いずれでもよい（つまり、実施例にも示すよう
に第２レンズは、物体側に凸のメニスカスレンズと凹の
メニスカスレンズのいずれでもよい）が、正の値をとる
場合、第２レンズは第１レンズ面側に凹面を向け、軸外
光が小さい入射角で第２レンズに素直に入射するので、
歪曲収差の発生が小さいという利点がある。一方、ＳＦ
が負の値をとる場合は、第２レンズへのマージナル光線
が小さい入射角で素直に入射するため、球面収差の発生
が小さく、製造時の公差を緩くしやすい利点がある。
【００１３】第２レンズを単レンズとした場合に倍率の
色収差を小さく抑えるための条件が以下の条件式(6) で
ある。 ν2 ＞ ４０ (6) ただし、 ν2 ：第２レンズのアッベ数、 である。この条件を満足しないと、レンズを明るいレン
ズとする場合は倍率色収差の補正が困難になる。ただ
し、レンズのＦ値が大きい（暗い）場合は、条件式(6)
を満足しないでも絞りの位置の選択により倍率色収差が
問題にならないようにすることはできる（実施例８参
照）。さらに、負の第２レンズのいずれかの一方の面に
も、ブレーズ化された負の回折レンズ作用を持つ輪帯状
構造を設けることによって、倍率色収差も補正すること
ができる。この場合は第２レンズに分散の大きい硝材を
選ぶ方が硝材の部分分散の特性から軸上色収差の２次ス
ペクトルを小さくすることができるため(6) 式を満足す
る必要はない。
色収差を小さく抑えるための条件が以下の条件式(6) で
ある。 ν2 ＞ ４０ (6) ただし、 ν2 ：第２レンズのアッベ数、 である。この条件を満足しないと、レンズを明るいレン
ズとする場合は倍率色収差の補正が困難になる。ただ
し、レンズのＦ値が大きい（暗い）場合は、条件式(6)
を満足しないでも絞りの位置の選択により倍率色収差が
問題にならないようにすることはできる（実施例８参
照）。さらに、負の第２レンズのいずれかの一方の面に
も、ブレーズ化された負の回折レンズ作用を持つ輪帯状
構造を設けることによって、倍率色収差も補正すること
ができる。この場合は第２レンズに分散の大きい硝材を
選ぶ方が硝材の部分分散の特性から軸上色収差の２次ス
ペクトルを小さくすることができるため(6) 式を満足す
る必要はない。
【００１４】回折レンズは、ガラスモールドや貼り合わ
せ型非球面のようにガラスレンズに樹脂製の薄膜を設け
ることで作製することも可能であるが、本発明の目的と
する安価なレンズとするためには、材料費が安価である
とともに、成形性が良く、成形型のコストも安くなる樹
脂モールドレンズとすることが好ましい。さらに、樹脂
モールドレンズは重量が軽くなると言うメリットも併せ
持っている。
せ型非球面のようにガラスレンズに樹脂製の薄膜を設け
ることで作製することも可能であるが、本発明の目的と
する安価なレンズとするためには、材料費が安価である
とともに、成形性が良く、成形型のコストも安くなる樹
脂モールドレンズとすることが好ましい。さらに、樹脂
モールドレンズは重量が軽くなると言うメリットも併せ
持っている。
【００１５】
【発明の実施例】以下に本発明の数値実施例を示す。以
下の実施例１ないし８はいずれも、物体側より順に、両
凸の第１レンズ１１と、物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズ１２とから構成されている。いずれの実施例
でも、第１レンズ１１は、その物体側面または像側面に
回折レンズ構造を持つ。実施例５と６は、第２レンズ１
２もまた、その物体側面に回折レンズ構造を持つ。また
実施例８を除き、第１レンズ１１の物体側面または像側
面が回転対称非球面である。これらの数値実施例の中
で、ｒは面の曲率半径、ｄは面間隔、ｎd はｄ線におけ
る屈折率、νd はｄ線に対するアッベ数を示す。ｆは焦
点距離、FNO はＦナンバー、２ωは画角である。面番号
の後ろに * を付した面が回折屈折ハイブリッド面であ
る。非球面は、光軸に垂直な方向の高さをh 、高さh に
おける光軸方向の変位量をΔＸ(h) 、光軸近傍の曲率半
径をr 、円錐係数をK 、ｎ次の非球面係数をAnとして、
以下の数式で表される。 ΔＸ(h) ＝(h2/r)/(1+(1-(1+K)h2/r2)1/2)+A2h2 +A4h4 + ・・・ また、回折レンズは、回折レンズが持つべき光路長の付
加量を光軸からの高さｈの関数（光路差関数）ψ(h) と
して表す。ｎ次の光路差関数係数をPn、波長をλとして
光路差関数は、以下の数式で表される。 ψ(h) ＝（P2h2＋P4h4＋・・・）λ 波長λは、１次回折光の評価をする場合は任意の使用波
長とすることができる。この表現形式ではｈ2 の項の係
数が負の時に近軸的に正のパワーを持ち、ｈ4の項の係
数が正の時に周辺に向かって負のパワーが増加する。な
お表示していない非球面係数、光路差関数の係数は０で
ある。
下の実施例１ないし８はいずれも、物体側より順に、両
凸の第１レンズ１１と、物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズ１２とから構成されている。いずれの実施例
でも、第１レンズ１１は、その物体側面または像側面に
回折レンズ構造を持つ。実施例５と６は、第２レンズ１
２もまた、その物体側面に回折レンズ構造を持つ。また
実施例８を除き、第１レンズ１１の物体側面または像側
面が回転対称非球面である。これらの数値実施例の中
で、ｒは面の曲率半径、ｄは面間隔、ｎd はｄ線におけ
る屈折率、νd はｄ線に対するアッベ数を示す。ｆは焦
点距離、FNO はＦナンバー、２ωは画角である。面番号
の後ろに * を付した面が回折屈折ハイブリッド面であ
る。非球面は、光軸に垂直な方向の高さをh 、高さh に
おける光軸方向の変位量をΔＸ(h) 、光軸近傍の曲率半
径をr 、円錐係数をK 、ｎ次の非球面係数をAnとして、
以下の数式で表される。 ΔＸ(h) ＝(h2/r)/(1+(1-(1+K)h2/r2)1/2)+A2h2 +A4h4 + ・・・ また、回折レンズは、回折レンズが持つべき光路長の付
加量を光軸からの高さｈの関数（光路差関数）ψ(h) と
して表す。ｎ次の光路差関数係数をPn、波長をλとして
光路差関数は、以下の数式で表される。 ψ(h) ＝（P2h2＋P4h4＋・・・）λ 波長λは、１次回折光の評価をする場合は任意の使用波
長とすることができる。この表現形式ではｈ2 の項の係
数が負の時に近軸的に正のパワーを持ち、ｈ4の項の係
数が正の時に周辺に向かって負のパワーが増加する。な
お表示していない非球面係数、光路差関数の係数は０で
ある。
【００１６】［実施例１］図１は本発明の第１実施例に
かかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表１はその数
値データである。
かかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表１はその数
値データである。
【表１】 ｆ＝300.00 FNO ＝4.0 ２ω＝8.1 ° 面 ｒ ｄ ｎd νd 1* 117.406 15.000 1.51633 64.1 2 -1407.681 120.000 3 60.000 5.000 1.80400 46.6 4 41.013 98.098 非球面係数 2 面 A4=6.770 ×10-8、 A6=-1.84×10-12、 A8= 9.000
×10-17 光路差関数ψ(h) の係数 1 面 P2=-0.214668、 P4=-3.8858 ×10-6、 P6=-1.5668
×10-10
×10-17 光路差関数ψ(h) の係数 1 面 P2=-0.214668、 P4=-3.8858 ×10-6、 P6=-1.5668
×10-10
【００１７】図２は実施例１の諸収差図である。球面収
差図において、ＳＡは球面収差を示しＳＣは正弦条件を
示す。また実線、各点線はそれぞれのスペクトル線の波
長に対する球面収差の色収差を示す。倍率色収差図にお
いて各点線はｄ線に対するそれぞれのスペクトル線の波
長の倍率色収差を示す。非点収差図において、実線Ｓが
サジタル像、波線Ｍがメリディオナル像の像面を示して
いる。歪曲収差図は主波長の歪曲収差を示している。
差図において、ＳＡは球面収差を示しＳＣは正弦条件を
示す。また実線、各点線はそれぞれのスペクトル線の波
長に対する球面収差の色収差を示す。倍率色収差図にお
いて各点線はｄ線に対するそれぞれのスペクトル線の波
長の倍率色収差を示す。非点収差図において、実線Ｓが
サジタル像、波線Ｍがメリディオナル像の像面を示して
いる。歪曲収差図は主波長の歪曲収差を示している。
【００１８】回折レンズのパワーφD は - ２×Ｐ２×
λ で求められ、実施例１の波長0.00058756mm（ｄ線）
では - ２×-0.214668 ×0.00058756 ＝ 0.000252261／mm 焦点距離ｆD は1 ／φD より 3964.2mmである。
λ で求められ、実施例１の波長0.00058756mm（ｄ線）
では - ２×-0.214668 ×0.00058756 ＝ 0.000252261／mm 焦点距離ｆD は1 ／φD より 3964.2mmである。
【００１９】実施例のデータから実際のレンズの微視的
形状を決定するには光路差関数ψ(h) から、輪帯の境に
なる点の高さｈと、光路長の波長の整数倍の成分を消去
したフレネルレンズ状の光路差関数ψ’を求める。輪帯
の切り替え点の高さh は、位相差関数ψ(h) をλで割っ
たものの小数点以下部分が等しい値になる点、つまりＭ
ＯＤ（ψ(h),１）＝Ｃ となる点である。ただし、ＭＯ
Ｄ（Ｘ、Ｙ） はＸをＹで割った剰余を与える関数とす
る。定数項Ｃは輪帯の境界位置の位相を設定する定数で
あり、０から１の任意の値をとる。図３に、Ｃを0.5 と
した場合の回折レンズの微視的形状の模式図を示す。輪
帯の境では破線で示す巨視的形状に対し実線で示す微視
的形状は±0.5 λの位相差を持っている。定数項Ｃを持
つ場合、微視的形状用の光路差関数ψ’は以下に示す形
になり ψ'(h)＝（ＭＯＤ（ψ(h) −Ｃ, １）＋Ｃ）λ この光路長差を満足するよう巨視的形状と微細形状の光
軸方向の差Ｓを決定し、レンズ加工用データをつくるこ
とで回折屈折ハイブリッド面を製造することができる。
形状を決定するには光路差関数ψ(h) から、輪帯の境に
なる点の高さｈと、光路長の波長の整数倍の成分を消去
したフレネルレンズ状の光路差関数ψ’を求める。輪帯
の切り替え点の高さh は、位相差関数ψ(h) をλで割っ
たものの小数点以下部分が等しい値になる点、つまりＭ
ＯＤ（ψ(h),１）＝Ｃ となる点である。ただし、ＭＯ
Ｄ（Ｘ、Ｙ） はＸをＹで割った剰余を与える関数とす
る。定数項Ｃは輪帯の境界位置の位相を設定する定数で
あり、０から１の任意の値をとる。図３に、Ｃを0.5 と
した場合の回折レンズの微視的形状の模式図を示す。輪
帯の境では破線で示す巨視的形状に対し実線で示す微視
的形状は±0.5 λの位相差を持っている。定数項Ｃを持
つ場合、微視的形状用の光路差関数ψ’は以下に示す形
になり ψ'(h)＝（ＭＯＤ（ψ(h) −Ｃ, １）＋Ｃ）λ この光路長差を満足するよう巨視的形状と微細形状の光
軸方向の差Ｓを決定し、レンズ加工用データをつくるこ
とで回折屈折ハイブリッド面を製造することができる。
【００２０】［実施例２］図４は本発明の第２実施例に
かかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表２はその数
値データ、図５は諸収差図である。
かかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表２はその数
値データ、図５は諸収差図である。
【表２】 ｆ＝200.00 FNO ＝4.0 ２ω＝12.1° 面 ｒ ｄ ｎd νd 1 98.609 10.000 1.51633 64.1 2* 1537.173 100.500 3 26.000 4.000 1.80400 46.6 4 23.129 79.511 非球面係数 1 面 K=-0.53 光路差関数ψ(h) の係数 2 面 P2=-0.285415、 P4=-3.0227 ×10-8
【００２１】［実施例３］図６は本発明の第３実施例に
かかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表３はその数
値データ、図７は諸収差図である。
かかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表３はその数
値データ、図７は諸収差図である。
【表３】 ｆ＝300.00 FNO ＝4.0 ２ω＝8.1 ° 面 ｒ ｄ ｎd νd 1* 121.884 15.000 1.51633 64.1 2 -2270.000 120.000 3 72.857 5.000 1.48749 70.2 4 44.825 98.098 非球面係数 1 面 A4=-4.550×10-8、 A6=-3.23×10-12 光路差関数ψ(h) の係数 1 面 P2=-0.212172、 P4=-3.5710 ×10-6、 P6=-4.3741
×10-10、 P8= -2.9368×１０−１４
×10-10、 P8= -2.9368×１０−１４
【００２２】［実施例４］図８は本発明の第４実施例に
かかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表４はその数
値データ、図９は諸収差図である。
かかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表４はその数
値データ、図９は諸収差図である。
【表４】 ｆ＝３００．００ ＦＮＯ ＝4.0 ２ω＝8.2 ° 面 ｒ ｄ ｎd νd 1* 80.153 15.000 1.49176 57.4 2 268.763 120.000 3 -48.638 5.000 1.48749 70.2 4 -70.693 110.000 非球面係数 1 面 A4=-6.270×10-8、 A6=-1.11×10-11 光路差関数ψ(h) の係数 1 面 P2=-0.244907、 P4=-9.5342 ×10-6、 P6=-5.0001
×10-10、 P8=-3.2072 ×10-13
×10-10、 P8=-3.2072 ×10-13
【００２３】実施例４は、アクリル系の樹脂を用いた例
である。望遠レンズでは、前群の正レンズは低分散、低
屈折率の素材が好ましいため、ガラス材料を用いた他の
実施例と比較し収差補正上のデメリットはほとんど存在
しない。
である。望遠レンズでは、前群の正レンズは低分散、低
屈折率の素材が好ましいため、ガラス材料を用いた他の
実施例と比較し収差補正上のデメリットはほとんど存在
しない。
【００２４】［実施例５］図１０は本発明の第５実施例
にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表５はその
数値データ、図１１は諸収差図である。
にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表５はその
数値データ、図１１は諸収差図である。
【表５】 ｆ＝300.00 FNO ＝４．０ ２ω＝８．１ ° 面 ｒ ｄ ｎd νd 1* 119.987 15.000 1.51633 64.1 2 -1350.953 120.000 3* 63.546 5.000 1.62004 36.3 4 41.756 110.000 非球面係数 1 面 A4=-5.300×10-8、 A6=-4.00×10-12 光路差関数ψ(h) の係数 1 面 P2=-0.251308、 P4=-4.3646×10-6、 P6=-5.9625×
10-10、 P8=-4.2529×10-14 3 面 P2= 0.431768、 P4= 2.6695×10-5、 P6= 3.5779×
10-9
10-10、 P8=-4.2529×10-14 3 面 P2= 0.431768、 P4= 2.6695×10-5、 P6= 3.5779×
10-9
【００２５】［実施例６］図１２は本発明の第６実施例
にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表６はその
数値データ、図１３は諸収差図である。
にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表６はその
数値データ、図１３は諸収差図である。
【表６】 ｆ＝300.00 FNO ＝4.0 ２ω＝8.2 ° 面 ｒ ｄ ｎd νd 1 73.376 15.000 1.51633 64.1 2* 260.715 117.200 3* -44.895 4.000 1.77250 49.6 4 -78.178 110.000 非球面係数 1 面 A4=-9.000 ×10-8、 A6=-1.690 ×10-11、 A8=-1.980 ×10-15、 A10=-6.800 ×10-19 光路差関数ψ(h) の係数 2 面 P2=-0.340382、 P4= 1.0748×10-5、 P6=-3.7976×
10-9、 P8= 2.7042×10-14 3 面 P2= 0.559846、 P4= 6.9460×10-5、 P6= 1.7038×
10-8、 P8= 6.4617×10-12
10-9、 P8= 2.7042×10-14 3 面 P2= 0.559846、 P4= 6.9460×10-5、 P6= 1.7038×
10-8、 P8= 6.4617×10-12
【００２６】［実施例７］図１４は本発明の第７実施例
にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表７はその
数値データ、図１５は諸収差図である。
にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表７はその
数値データ、図１５は諸収差図である。
【表７】 ｆ＝300.00 FNO ＝4.0 ２ω＝8.2 ° 面 ｒ ｄ ｎd νd 1 78.910 15.000 1.49176 57.4 2* 254.143 117.000 3 -49.272 5.000 1.49176 57.4 4 -78.374 110.006 非球面係数 1 面 A4=-7.170×10-8、 A6=-6.530 ×10-12、 A8=-2.2
20×10-15 光路差関数ψ(h) の係数 2 面 P2=-0.280087、 P4=-1.0842 ×10-6、 P6=-8.5622
×10-12
20×10-15 光路差関数ψ(h) の係数 2 面 P2=-0.280087、 P4=-1.0842 ×10-6、 P6=-8.5622
×10-12
【００２７】［実施例８］図１６は本発明の第８実施例
にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表８はその
数値データ、図１７は諸収差図である。
にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図、表８はその
数値データ、図１７は諸収差図である。
【表８】 ｆ＝300.00 FNO ＝8.0 ２ω＝8.2 ° 面 ｒ ｄ ｎd νd 1* 75.500 10.000 1.51633 64.1 2 175.023 89.500 3 -33.512 5.000 1.80518 25.4 4 -37.565 179.713 光路差関数ψ(h) の係数 1 面 P2=-0.193421、 P4=-8.4769 ×10-6、 P6=-7.9371
×10-10
×10-10
【００２８】実施例８は、第１レンズに非球面を用いな
い例である。本実施例はFNO ＝8.0であるが、FNO ＝6.7
程度までは非球面を用いないでも良好な性能を得るこ
とが可能である。
い例である。本実施例はFNO ＝8.0であるが、FNO ＝6.7
程度までは非球面を用いないでも良好な性能を得るこ
とが可能である。
【００２９】表９に各実施例の条件式に対応する値を示
す。 条件式 (1) 0.25 ＜ Ｌ／ｆ ＜ 0.6 条件式 (2) 0.06 ＜ ｆ／ｆD ＜ 0.14 条件式 (3) -1.5 ＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ -0.24 条件式 (4) 3.4 ＜｜ＳＦ｜ 条件式 (5) ν2 ＞ ４０
す。 条件式 (1) 0.25 ＜ Ｌ／ｆ ＜ 0.6 条件式 (2) 0.06 ＜ ｆ／ｆD ＜ 0.14 条件式 (3) -1.5 ＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ -0.24 条件式 (4) 3.4 ＜｜ＳＦ｜ 条件式 (5) ν2 ＞ ４０
【表９】
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、２
群２枚構成という、望遠レンズとしては最小レンズ構成
枚数であるにもかかわらず、軸上色収差、球面収差、コ
マ収差、像面湾曲、非点隔差、歪曲収差を十分に補正で
き、倍率色収差も十分実用になる量にとどめることがで
き、安価な望遠レンズを提供することが可能である。さ
らに、第１レンズを樹脂製レンズとすれば、レンズの軽
量化、生産性の向上に効果が大きい。
群２枚構成という、望遠レンズとしては最小レンズ構成
枚数であるにもかかわらず、軸上色収差、球面収差、コ
マ収差、像面湾曲、非点隔差、歪曲収差を十分に補正で
き、倍率色収差も十分実用になる量にとどめることがで
き、安価な望遠レンズを提供することが可能である。さ
らに、第１レンズを樹脂製レンズとすれば、レンズの軽
量化、生産性の向上に効果が大きい。
【図１】本発明の望遠レンズの実施例１のレンズ構成図
である。
である。
【図２】実施例１の諸収差図である。
【図３】回折レンズの微細形状決定の説明図である。
【図４】本発明の望遠レンズの実施例２のレンズ構成図
である。
である。
【図５】実施例２の諸収差図である。
【図６】本発明の望遠レンズの実施例３のレンズ構成図
である。
である。
【図７】実施例３の諸収差図である。
【図８】本発明の望遠レンズの実施例４のレンズ構成図
である。
である。
【図９】実施例４の諸収差図である。
【図１０】本発明の望遠レンズの実施例５のレンズ構成
図である。
図である。
【図１１】実施例５の諸収差図である。
【図１２】本発明の望遠レンズの実施例６のレンズ構成
図である。
図である。
【図１３】実施例６の諸収差図である。
【図１４】本発明の望遠レンズの実施例７のレンズ構成
図である。
図である。
【図１５】実施例７の諸収差図である。
【図１６】本発明の望遠レンズの実施例８のレンズ構成
図である。
図である。
【図１７】実施例８の諸収差図である。
Claims (10)
- 【請求項１】 物体側から順に、正の第１レンズと負の
第２レンズからなり、前記第１レンズのいずれか一方の
面が、ブレーズ化された正の回折レンズ作用を持つ輪帯
状構造を有する、回折屈折ハイブリッド面であることを
特徴とする望遠レンズ。 - 【請求項２】 前記第１レンズと前記第２レンズの軸上
間隔をＬ、全系の焦点距離をｆとしたとき、 0.25 ＜Ｌ／ｆ＜ 0.6 なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の望
遠レンズ。 - 【請求項３】 前記第１レンズのｄ線における回折レン
ズ成分の焦点距離をｆD 、全系の焦点距離をｆとすると
き 0.06 ＜ｆ／ｆD ＜ 0.14 なる条件を満足することを特徴とする請求項１、または
２に記載の望遠レンズ。 - 【請求項４】 前記第１レンズの少なくとも一方の面
は、巨視的に周辺部に向かって正のパワーが小さくなる
非球面であることを特徴とする請求項１、２、または３
に記載の望遠レンズ。 - 【請求項５】 前記第１レンズの回折レンズ成分を含む
焦点距離をｆ1 、前記第２レンズの焦点距離をｆ2 とす
るとき、 -1.50 ＜ｆ1 ／ｆ2 ＜ -0.24 なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２、
３、または４に記載の望遠レンズ。 - 【請求項６】 前記第２レンズがメニスカスレンズから
なり、該第２レンズのシェーピングファクターＳＦを、
第２レンズの前側面の曲率半径をｒ3 、後側面の曲率半
径をｒ4 とするとき、 ＳＦ＝（ｒ4 ＋ｒ3 ）／（ｒ4 −ｒ3 ） として 3.4 ＜｜ＳＦ｜ なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２、
３、４、またはに５記載の望遠レンズ。 - 【請求項７】 前記第２レンズのアッベ数をν2 とした
とき、 ν2 ＞ ４０ なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２、
３、４、５、または６に記載の望遠レンズ。 - 【請求項８】 前記負の第２レンズのいずれか一方の面
が、ブレーズ化された負の回折レンズ作用を持つ輪帯状
構造を有する、回折屈折ハイブリッド面であることを特
徴とする請求項１、２、３、４、５、または６に記載の
望遠レンズ。 - 【請求項９】 物体側から順に、正の第１レンズと負の
第２レンズからなり、 前記第１レンズは樹脂製であって、そのいずれか一方の
面が、ブレーズ化された正の回折レンズ作用を持つ輪帯
状構造を有する、回折屈折ハイブリッド面であり、 前記第２レンズがメニスカスレンズであり、 さらに以下の条件を満足することを特徴とする望遠レン
ズ。 0.25 ＜ Ｌ／ｆ ＜ 0.6 0.06 ＜ ｆ／ｆD ＜ 0.14 -1.5 ＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ -0.24 3.4 ＜｜( ｒ4 ＋ｒ3)／( ｒ4 −ｒ3)｜ ただし、 Ｌ：第１レンズと第２レンズの軸上間隔、 ｆ：全系の焦点距離、 ｆD ：第１レンズのｄ線における回折レンズ成分の焦点
距離、 ｆ1 ：第１レンズの焦点距離、 ｆ2 ：第２レンズの焦点距離、 ｒ3 ：第２レンズの前側面の曲率半径、 ｒ4 ：第２レンズの後側面の曲率半径。 - 【請求項１０】 前記負の第２レンズのいずれか一方の
面が、ブレーズ化された負の回折レンズ作用を持つ輪帯
状構造を有する、回折屈折ハイブリッド面であることを
特徴とする請求項９記載の望遠レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23133597A JPH10186226A (ja) | 1996-10-24 | 1997-08-27 | 望遠レンズ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-282095 | 1996-10-24 | ||
| JP28209596 | 1996-10-24 | ||
| JP23133597A JPH10186226A (ja) | 1996-10-24 | 1997-08-27 | 望遠レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10186226A true JPH10186226A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=26529810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23133597A Pending JPH10186226A (ja) | 1996-10-24 | 1997-08-27 | 望遠レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10186226A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000258685A (ja) * | 1999-03-10 | 2000-09-22 | Canon Inc | 撮影光学系 |
| KR100405660B1 (ko) * | 2001-10-10 | 2003-11-14 | 엘지전자 주식회사 | 텔레포토 형태의 회절광학계 |
| JP2005284003A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Fujinon Corp | 撮影レンズ |
| JP2006201604A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Nikon Corp | テレフォト型屈折光学系 |
| JP5849171B1 (ja) * | 2015-09-18 | 2016-01-27 | エーエーシーアコースティックテクノロジーズ（シンセン）カンパニーリミテッドＡＡＣ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｓｈｅｎｚｈｅｎ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ | 撮像レンズ |
| JP2019200248A (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | キヤノン株式会社 | 光学系およびそれを有する撮像装置 |
-
1997
- 1997-08-27 JP JP23133597A patent/JPH10186226A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000258685A (ja) * | 1999-03-10 | 2000-09-22 | Canon Inc | 撮影光学系 |
| KR100405660B1 (ko) * | 2001-10-10 | 2003-11-14 | 엘지전자 주식회사 | 텔레포토 형태의 회절광학계 |
| JP2005284003A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Fujinon Corp | 撮影レンズ |
| JP2006201604A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Nikon Corp | テレフォト型屈折光学系 |
| JP5849171B1 (ja) * | 2015-09-18 | 2016-01-27 | エーエーシーアコースティックテクノロジーズ（シンセン）カンパニーリミテッドＡＡＣ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｓｈｅｎｚｈｅｎ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ | 撮像レンズ |
| JP2019200248A (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | キヤノン株式会社 | 光学系およびそれを有する撮像装置 |
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