JPH11295598A

JPH11295598A - 回折光学素子を用いたズームレンズ

Info

Publication number: JPH11295598A
Application number: JP10098787A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kamo; 加茂裕二
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1999-10-29
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: US6154323A; JP3686253B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高性能、高変倍、低コストで製作性が良く枚
数の少ないズームレンズ。【解決手段】正の屈折力を有する第１群Ｇ１と、負の
屈折力を有する第２群Ｇ２からなり、それらの間隔を変
化させることによって変倍を行い、光学系中に少なくと
も１面の回折面ｒ₁₁を有し、また、各群にはそれぞれ２
枚以上のレンズを有し、ν_d2を第２群Ｇ２で負の屈折力
の最も大きいレンズのアッべ数とするとき、５０＜ν_d2＜８５
・・・（２）の条件式を満たすズームレンズ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回折光学素子（Ｄ
ｉｆｆｒａｃｔｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＥｌｅｍｅｎ
ｔ：以下、ＤＯＥと呼ぶ。）を用いたズームレンズに関
するものであり、特に、例えば銀塩カメラや電子カメラ
等の撮影光学系に利用されるズームレンズに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ズームレンズを搭載したコンパクトカメ
ラは、現在では多くの種類が発売され、その使いやすさ
が受け入れられ、広く普及してきている。近年では、高
変倍比のズームレンズが求められ人気があるが、カメラ
としては大型化してしまい、携帯性が損なわれてしまう
傾向にあった。そのため、ユーザーからは小型で高変倍
のズームレンズが強く望まれている。

【０００３】ところが、ズームレンズを高変倍化するた
めには、収差補正の問題があった。ズームレンズの一般
的な構成は、複数の移動レンズ群で構成し、それらの間
隔を変化させることにより焦点距離を変えているが、そ
れぞれのレンズ群はズーミングにより光線高が変化する
ので収差の発生量が変化している。そのため、各ズーム
群で残存する収差を他のズーム群と打ち消し合って補正
しても、ズーミングによって収差変動が発生してしま
い、全領域での性能を確保できない。特に高変倍のズー
ムレンズは変倍比が大きいので、収差変動が大きくなり
やすい。したがって、その変動を小さくするために個々
の群で十分に収差補正を行う必要がある。従来では、そ
れを各群のレンズ枚数を増やすことにより達成してき
た。

【０００４】しかしながら、この方法では物理的に構成
長が大きくなってしまい、レンズ系を小型化するには不
利であったため、近年では、非球面レンズを用いてレン
ズ枚数を増やさずに構成したものが多く提案されてき
た。また、ズームレンズのタイプとして従来より主に２
群タイプ、３群タイプが広く用いられているが、移動群
が多い３群タイプは構成枚数が増えてしまうことと鏡筒
の機構も複雑になってしまうため、２群タイプの方が有
利であった。

【０００５】したがって、これに非球面レンズを適切に
使用すれば、球面収差やコマ収差を効果的に補正できる
ので枚数を増やすことなく構成でき、高変倍化と小型化
が同時に可能になってくる。このような例としては、特
開平８−３３８９４６号等で提案されたズームレンズが
あった。これは、変倍比が１．９〜２．９倍にもかかわ
らず、第１群、第２群共２枚ずつで構成していた。ま
た、色収差の補正はレンズのアッべ数を適切に設定して
行っていた。

【０００６】一方、ユーザーからは従来よりももっと求
めやすい低価格なズームレンズも望まれている。従来、
レンズ系を低コスト化するには、上記で説明したような
枚数を減らす方法の他に、レンズをプラスチック化する
方法があった。プラスチックは、ガラスに比べ材料自体
が低価格の上、非球面レンズの加工もガラスに比べて容
易であることから、製作コストも低く抑えられ、コスト
面で非常に有効である。ところが、プラスチックは温度
や湿度等の環境変化に対し、屈折率や形状等の特性が変
化してしまう大きな欠点があった。そのため、パワーの
あるレンズをプラスチック化すると焦点位置が変化して
しまい、環境変化に対してピントずれが生じて性能が劣
化してしまう恐れがあった。特にズームレンズの望遠側
では、拡大され影響が大きくなってしまうため、性能劣
化が顕著になってしまう。

【０００７】そこで、このような問題を考慮して、低コ
スト化と高性能の両方を達成した例として、本出願人が
特開平５−１１３５３７号で提案したパワーレスレンズ
を用いたズームレンズがあった。また、この場合、変倍
比は１．５〜２．２倍であった。

【０００８】一方、近年では、回折作用によって光線を
屈曲させる回折光学素子（ＤＯＥ）が注目されてきてい
る。ＤＯＥは、一般的なガラス硝材とは異なり、アッべ
数が−３．４５という逆分散の特性を有しているため、
従来の屈折系と違い、正パワー＋正パワーの組み合わせ
で色消しできるという特徴がある。

【０００９】このような回折光学素子をズームレンズに
適用した例として、特開平９−１９７２７３号、特開平
９−１９７２７４号のものがあった。特開平９−１９７
２７３号では、第１群が正レンズ１枚、第２群が負レン
ズ１枚の２群ズームレンズに回折面を使用したものであ
った。変倍比は１．６〜１．９倍程度であった。また、
特開平９−１９７２７４号では、前述した特開平８−３
３８９４６号のものと同様の４枚構成の２群ズームレン
ズに回折面を使用したものであり、その実施例２、５で
は変倍比３．４程度の高変倍比を達成していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの先
行例は次に示すような様々な問題点があった。特開平８
−３３８９４６号のものは４枚の枚数でズームレンズを
構成しているが、非球面自体は色収差を補正することが
できないため、レンズ枚数を少なくすると色収差の補正
が十分にできなくなってしまう。これはレンズのアッべ
数を適切に設定してもその補正には限界があるため、性
能面で不十分であったからである。

【００１１】そこで、特開平９−１９７２７４号では、
同様の構成に回折光学素子を用いて色収差を補正してい
るが、軸上色収差と倍率色収差のバランスが取れていな
かったり、２次スペクトルが大きいものがあり、必ずし
も回折光学素子の特性を活かし切った十分な色収差補正
をしている訳ではなかった。そのため、高変倍ではある
がまだ性能は十分とは言えなかった。

【００１２】また、特開平８−３３８９４６号や特開平
９−１９７２７４号のような枚数の少ないズームレンズ
では、各レンズ群のパワーを確保しつつ、収差の補正を
行うためには、正レンズと負レンズのパワーを強くして
構成する必要があった。そのため、製作誤差による感度
が大きくなってしまっていた。例えば、第１群の各面の
曲率や第２群のレンズ間隔に誤差が発生すると、望遠端
におけるピント位置が非常に大きく変化してしまってい
た。そのため、製作精度を厳しくする必要があり、レン
ズ加工や組立上問題が多かった。

【００１３】また、特開平５−１１３５３７号では、パ
ワーレスプラスチックレンズを用いて低コスト化を達成
しているが、レンズをパワーレスに構成すると、色収差
の補正ができなくなってしまうという設計上の欠点があ
った。特に第２群では、パワーを有したレンズが１枚し
かなく、理論的に色収差が残存してしまうため、比較的
低倍のズームレンズにしか使用できず、適用範囲は狭か
った。

【００１４】特開平９−１９７２７３号では、各群を１
枚で構成し、残存してしまう色収差を回折光学素子を用
いて補正しているが、球面収差やコマ収差の補正は十分
ではなく、総合的な性能は不十分なものであった。ま
た、ガラスのレンズにおいては非球面量が非常に大きい
ため、製作上低コストとは言い難いものであった。ま
た、プラスチック材料を用いたレンズにおいては温度や
湿度等の環境変化に対する性能劣化を何ら考慮していな
かった。そのため、実用的には問題が多かった。

【００１５】特開平９−１９７２７４号では、各群を２
枚で構成し、色収差を回折光学素子を用いて補正してい
るが、ガラス非球面を使用しているため、コスト的には
まだ問題があった。また、第３正レンズはプラスチック
化しているが強いパワーを有しているので、環境変化に
対して性能劣化してしまう問題があった。

【００１６】本発明は従来技術のこのような状況に鑑み
てなされたものであり、その第１の目的は、高性能かつ
高変倍な枚数の少ないズームレンズを提供することであ
る。本発明の第２の目的は、高性能かつ低コストな製作
性の良いズームレンズを提供することである。また、本
発明の第３の目的は、高性能かつ低コストな枚数の少な
いズームレンズを提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の発明のズームレンズは、物体側より、
正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２
群からなり、それらの間隔を変化させることによって変
倍を行い、光学系中に少なくとも１面の回折面を有し、
また、各群にはそれぞれ２枚以上のレンズを有し、次の
条件式を満たすことを特徴とするものである。５０＜ν_d2＜８５・・・（２）ただし、ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズ
のアッべ数である。

【００１８】また、本発明の第２の発明のズームレンズ
は、少なくとも２つの群を有し、それらの間隔を変化さ
せることにより変倍を行い、少なくとも１つの群は少な
くとも１面に回折面を有し、その群は強いパワーを有す
るレンズとパワーレスレンズの２枚から構成されている
ことを特徴とするものである。

【００１９】また、本発明の第３の発明のズームレンズ
は、少なくとも２つの群を有し、それらの間隔を変化さ
せることにより変倍を行い、何れかの群に非球面と回折
面を持つプラスチックのパワーレスレンズを有している
ことを特徴とするものである。

【００２０】以下、本発明において上記の構成をとる理
由と作用を説明する。まず、第１のズームレンズにおい
て、このような構成をとった理由と作用を説明する。

【００２１】ズームレンズにおいて、レンズの構成枚数
を増やすことなく高変倍化を達成するには、各ズーム群
で発生する収差をより小さくすることが必要であること
は従来技術の項で説明した。非球面を使用すれば、少な
くとも２枚のレンズにより球面収差、コマ収差、非点収
差等の単色収差を補正することができるので、レンズ枚
数を増やさずに効果的にズーム群の収差を補正すること
ができる。ところが、非球面自体では色収差を補正でき
ないため、本発明の目的を達成するのは性能面で難しか
った。そのため、その他に色収差を補正する手段が必要
である。

【００２２】その色収差を補正するには、少なくとも２
つのレンズ要素を組み合わせる必要がある。ここで、例
えば薄肉密着系の２枚のレンズを組み合わせて色収差を
補正するには、レンズのパワーとアッべ数からなる下記
の（ａ）式を満たす必要がある（ｆ₁、ｆ₂：レンズの
焦点距離、ν₁、ν₂：レンズのアッべ数）。

【００２３】１／ｆ₁ν₁＋１／ｆ₂ν₂＝０・・・（ａ）また、２つのレンズの間隔がｄの場合は、次の（ｂ）式
を満たす必要がある。（１／ｆ₁ν₁）（１−ｄ／ｆ₂）＋（１／ｆ₂ν₂）（１−ｄ／ｆ₁）＝０・・・（ｂ）（ｂ）式より、ズーム群にレンズが２枚あれば色収差を
補正するようなパワーとアッべ数の組み合わせは多数存
在するが、レンズのパワーの大きい組み合わせは曲率半
径が小さくなり、非球面を使ったとしてもコマ収差等の
単色収差が悪化してしまい、パワーの小さい組み合せは
全長が大きくなってコンパクト化することができなくな
るため、実用的な組み合せはあまり多くなかった。ま
た、この式は薄肉近軸式であるが、周辺光線高に関係す
る倍率色収差の発生もあるため、２枚では必ずしも軸上
色収差、倍率色収差の両方共補正できるとは限らなかっ
た。したがって、従来の屈折レンズの構成では、例えば
２枚のような枚数が少ないと、コンパクトで色収差と単
色収差の両方が良好に補正されたズーム群を構成するこ
とは実際には難しくなってしまう。

【００２４】一方、回折光学素子は、回折面自体が非常
に高い分散を有しているため、回折光学素子を大きいパ
ワーで構成しなくても色収差を補正させることが可能で
あり、単色収差を悪化させずに構成することができる。
また、レンズ面に構成できるので、それ以上レンズ枚数
を増やすことなく、色収差補正を行うことができる。し
たがって、レンズ系に回折光学素子を用いて色収差を補
正すれば、本発明の目的を効果的に達成できると考えら
れる。

【００２５】しかしながら、回折光学素子は従来の屈折
レンズとは特性が異なるため、本発明の高変倍なズーム
に適用するには、さらに特別な配慮が必要であった。そ
の１つ目は、回折光学素子の異常分散性である。回折光
学素子は、従来技術で説明したように、アッべ数が−
３．４５という特徴の他に、異常分散性が従来のガラス
硝材とは全く異なる値を持っている（θ_gFは、Ｓ−ＢＳ
Ｌ７（ＯＨＡＲＡ）が０．５３５３、Ｓ−ＴＩＭ２７
（ＯＨＡＲＡ）が０．５９２２に対し、ＤＯＥは０．２
９５７）。そのため、従来の硝材での色消しとは違って
この点を十分に考慮しないと、色収差を補正することは
難しくなってくる。

【００２６】ここで、簡単な例として、（ａ）式を使っ
て単レンズに回折光学素子を用い、Ｃ−Ｆ色色消しをし
たときの残存色収差を求めてみる（次の２種類の硝材で
計算した。Ｓ−ＢＳＬ７（ν_d：６４．１）とＳ−ＴＩ
Ｍ２７（ν_d：３４．５）。また、全系の焦点距離は１
００ｍｍとする。）。

【００２７】図１３に上記２種類の硝材に回折光学素子
を用いた場合の残存色収差を示すように、上記の何れの
硝材でも２色色消しは可能であるが、他の波長での残存
色収差の差は明らかに違ってくる。異常分散性は、一般
的には２次スペクトルを小さくでき、色収差補正上有効
ではあるが、回折光学素子の場合には異常分散性がガラ
ス硝材に比べ非常に大きい値を持っているので、適切に
使わないと屈折レンズとバランスが崩れて逆に色収差が
悪化してしまう。すなわち、この例に示すように、屈折
レンズのアッべ数のわずかな違いにより色収差が急激に
悪化してしまうため、これを厳しく設定する必要があ
る。

【００２８】一方、２群ズームレンズは第２群で全ての
変倍作用を担っているので、特に第２群の色収差の発生
量を小さくすることが収差補正上重要になってくる。し
たがって、次の条件式を満たすのがよい。５０＜ν_d2＜８５・・・（２）ただし、ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズ
のアッべ数である。

【００２９】この条件式の下限の５０を越えると、回折
光学素子による２次スペクトルが大きくなってしまうた
め、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を越え
ると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収差
やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしまう。

【００３０】なお好ましくは、次の条件式を満たすのが
よい。５３＜ν_d2＜６５・・・（４）また、ズーミングによる色収差の変動をより小さくする
ためには、それぞれの群で色収差が十分補正されている
必要がある。また、１つのズーム群にのみに回折面を用
いるときにも、もう１つの群の色収差をコントロールし
ないと、全体のバランスが取れなくなってしまう場合が
ある。

【００３１】したがって、本発明の目的を達成するため
には、第１群、第２群のレンズのアッべ数は次の条件式
を同時に満たすように構成するのがよい。５０＜ν_d1＜８５・・・（１）５０＜ν_d2＜８５・・・（２）ただし、ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズ
のアッべ数、 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【００３２】これらの条件式の下限の５０を越えると、
回折光学素子による２次スペクトルが大きくなってしま
うため、色収差が悪化してしまい、また、上限の８５を
越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面
収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしま
う。

【００３３】なお、好ましくは次の条件式を満たすのが
よい。５５＜ν_d1＜６５・・・（３）５３＜ν_d2＜６５・・・（４）また、２つ目は、回折光学素子を設ける位置である。色
収差は、収差論で明らかなように、軸上色収差は軸上マ
ージナル光線高の２乗に、倍率色収差は軸上マージナル
光線高×周辺主光線高に関係していることが知られてい
る。回折光学素子は従来のレンズに比べ非常に高分散な
ので、これらの光線高がわずかに変わっただけで、色収
差の補正量が従来の屈折レンズの場合に比べて激しく変
化してしまう。特に、ズームレンズのように広角端から
望遠端で大きく光線高が変化するような光学系では、光
線高の変化に注意をしないと、ズーム全領域で軸上色収
差と倍率色収差の両方を満足させることはできない。そ
のため、回折面を設ける位置が非常に重要になってく
る。

【００３４】また、ズームレンズのズーム群は強いパワ
ーを持っているので色収差が発生するが、その中最も色
収差が発生するのは、そのズーム群のパワーを担ってい
る最も強いパワーのレンズで大きく発生していると言え
る。そのため、正パワーの第１群と負パワーの第２群か
ら構成される２群ズームレンズの場合は、第１群では最
もパワーの強い正レンズ、第２群では最もパワーの強い
負レンズで大きな色収差が発生しており、その配置、構
成を考慮して回折面を設けないと、色収差は良好に補正
できない。

【００３５】まず、第１正レンズ群の最もパワーの強い
正レンズは、明るさ絞りの近傍に配置されることが多い
ため、周辺主光線高はあまり大きくない。そのため、そ
の正レンズでは倍率色収差の発生量がそれほど大きくな
い。したがって、あまり明るさ絞りから遠く離れた位置
に回折面を設けると、回折面を通過する周辺主光線高が
大きくなるので、第１群での倍率色収差が補正過剰にな
ってしまう。また、前述したように、最も正のパワーが
強いレンズでのアッべ数を厳しく規定しないと、色収差
の補正が難しくなってしまう。

【００３６】したがって、本発明の目的を達成するため
には、第１群に設けた回折光学素子の位置と屈折レンズ
のアッべ数に関する次の条件式を同時に満たす必要があ
る。０＜ｄ_DOE／ｆ₁＜０．３・・・（５）５０＜ν_d1＜８５・・・（６）ただし、ｄ_DOE：明るさ絞りから回折面までの軸上間
隔、ｆ₁：第１群の焦点距離、 ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【００３７】条件式（５）の上限の０．３を越えると、
第１群で発生する倍率色収差が大きくなってしまい、ズ
ーム全領域で色収差のバランスが取れなくなる。また、
下限の０になると、明るさ絞りとレンズがぶつかってし
まう。条件式（６）の下限の５０を越えると、２次スペ
クトルが大きくなってしまうため、色収差が悪化してし
まい、また、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材
しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差
が発生しやすくなってしまう。

【００３８】さらに望ましくは、次の条件式を満たすの
がよい。０．０２＜ｄ_DOE／ｆ₁＜０．２５・・・（７）５５＜ν_d1＜６５・・・（８）また、回折面を設ける面としては、パワーの強い正レン
ズ自体の面、若しくは、光線高の違いが最も少ない正レ
ンズの物体側若しくは像側に隣接するレンズの正レンズ
側の面にするのが最も好ましい。

【００３９】一方、第２負レンズ群の最もパワーの強い
負レンズは、最も像側に配置されることが多いが、第１
群の正パワーにより光束が収斂されるので、その負レン
ズでの軸上マージナル光線高は第１群との間隔が広い広
角側では小さくなり、第１群との間隔が狭い望遠側では
比較的大きくなる。また、第２群はズーム群移動によっ
て明るさ絞りとの距離が変わるため、周辺主光線高はそ
の距離が大きい広角側では大きくなり、その距離が小さ
い望遠端では比較的小さくなる。このように、最もパワ
ーの強い負レンズでの２つの光線高がズーミングにより
複雑に変わるので、あまり負レンズから離れた位置に回
折面を設けると、それらの光線高の比率が変わってしま
うので軸上色収差と倍率色収差の補正量の比率も変わっ
てしまい、両方の収差のバランスを取るのが難しくなっ
てしまう。また、前述したように、最も負のパワーが強
いレンズでのアッべ数を厳しく規定しないと、色収差の
補正が難しくなってしまう。

【００４０】したがって、本発明の目的を達成するため
には、第２群に設けた回折光学素子の位置と屈折レンズ
のアッべ数に関する次の条件式を同時に満たす必要があ
る。０＜｜ｄ_DOE’／ｆ₂｜＜０．３５・・・（９）５０＜ν_d2＜８５・・・（１０）ただし、ｄ_DOE’：第２群の最終面から回折面までの軸
上間隔、ｆ₂：第２群の焦点距離 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【００４１】条件式（９）の上限の０．３５を越える
と、第２群で発生する倍率色収差が大きくなり、ズーム
全領域で色収差のバランスが取れなくなる。条件式（１
０）の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きく
なってしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上
限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しない
ため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすく
なってしまう。

【００４２】さらに望ましくは、次の条件式を満たすの
がよい。０＜｜ｄ_DOE’／ｆ₂｜＜０．２７・・・（１１）５３＜ν_d2＜６５・・・（１２）また、回折面を設ける面は、パワーの強い負レンズ自体
の面、若しくは、光線高の違いが最も少ない負レンズの
物体側若しくは像側に隣接するレンズの負レンズ側の面
にするのが最も好ましい。

【００４３】また、第１のズームレンズのような２群ズ
ームレンズでは、変倍する際に第２群が全ての変倍作用
を担っている。そのため、特に第２群での色収差を良好
に補正することが望ましい。すなわち、第２群は、前述
したように光線高が激しく変わるので、個々のレンズの
色収差発生をできるだけ小さくしておいた方がよい。し
たがって、第２レンズ群の最もパワーの強い正レンズの
アッべ数も適切に設定する必要がある。よって、次の条
件式を満たすのがよい。４０＜ν_d2pos＜６５・・・（１３）ただし、ν_d2pos：第２群で正の屈折力の最も大きいレ
ンズのアッべ数、である。

【００４４】この条件式の下限の４０を越えると、第２
群での色収差発生が大きくなり、ズーム全領域での色収
差のバランスが取れなくなってしまい、上限の６５を越
えると、屈折率の低い硝材しか存在しないため、球面収
差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくなってしま
う。

【００４５】次に、第２のズームレンズにおいて、前記
のような構成をとった理由と作用を説明する。ズームレ
ンズは、各ズーム群で収差補正をしておくことが重要で
あることはすでに述べた。そのため、本発明の目的の
中、高性能と低コストの２つを達成するためには、ズー
ム群の収差が十分補正できるような構成にしなければな
らない。そのため、ズーム群のレンズ枚数を１枚にまで
してしまうと、原理的に色収差の補正ができない上、非
球面を用いたとしても単色収差が補正し切れないため、
性能面で限界がある。したがって、少なくとも２枚のレ
ンズがないと良好な性能は期待できない。

【００４６】その２枚を正レンズと負レンズにて構成す
れば、色収差が補正でき、また、単色収差は収斂効果と
発散効果により打ち消し合って補正することができるの
で、収差補正上好ましい。ところが、群のパワーを保っ
たままこれらの収差を補正するには、それぞれのレンズ
のパワーを強く構成しなければならないので、製造誤差
による性能劣化が非常に大きくなってしまい、問題にな
ることがあった。そのため、この構成では本発明の目的
の１つである製作性の良いズームレンズは得られなかっ
た。また、収差補正上でもレンズのパワーが強いと、球
面収差、コマ収差等の高次収差が発生しやすくなってし
まい、好ましくはなかった。

【００４７】そこで、レンズのパワーを弱くすれば製造
誤差による性能劣化が小さくなるので、その中の１枚を
非球面を有したパワーレスレンズにすれば、ズーム群の
パワーを保ったまま、もう１枚のレンズのパワーを小さ
くすることができるので有利になるが、従来技術で説明
したように色収差が補正できなくなってしまう。

【００４８】一方、回折光学素子は回折面自体が非常に
高い分散を有しているため、レンズ面に設ければ、レン
ズ枚数を増やすことなく色収差補正を行うことができ
る。

【００４９】したがって、本発明の目的を達成するため
には、ズーム群を強いパワーのレンズとパワーレスレン
ズの２枚から構成し、そこに回折光学素子を設けるのが
よい。そうすれば、高性能と低コストを達成しつつ、製
造誤差による性能劣化も低くできるので、レンズ加工や
組立が容易になる。

【００５０】また、特に、最も像側に負レンズ群を有す
る２群ズームレンズや３群ズームレンズ等では、従来か
らその負レンズ群を物体側より、正レンズ、負レンズの
２枚で構成したものがあった。しかし、この構成では２
つのレンズ共強いパワーを持っているので、そのレンズ
間隔の誤差により望遠端でのピント位置が非常に大きく
変化してしまうため、組立上問題になることがあった。
また、ほとんどの変倍作用を負レンズ群が担っているの
で、変倍比が大きくなったときに、そこでの色収差補正
を十分に行っておかないと、満足な性能が達成できなか
った。

【００５１】そのため、最も像側の負レンズ群を、物体
側より、パワーレスレンズ、負レンズの２枚で構成し、
そこに回折光学素子を設ければ、２つのレンズ間隔の誤
差感度が低くなり、また、色収差も良好に補正すること
ができる。

【００５２】次に、本発明の第３のズームレンズつい
て、このような構成をとった理由と作用を説明する。プ
ラスチックを用いてレンズ系を低コストにする場合、レ
ンズにパワーがある場合には温度や湿度等の環境変化に
よってピント変化が生じてしまい、また、レンズがパワ
ーレスの場合には色収差が補正できなくなってしまうた
め、性能を満足させたまま低コスト化するのは難しかっ
た。この中、パワーのあるレンズをプラスチック化する
のは、ズームレンズの望遠端で環境変化によるピント変
化が非常に大きくなってしまうので、実用的ではない。
そのため、本発明の目的を達成するためには、レンズを
パワーレスにしたまま色収差を補正する手段が必要にな
ってくる。

【００５３】一方、回折光学素子は回折面自体が非常に
高い分散を有しているため、レンズ面に設ければ、レン
ズ枚数を増やすことなく、色収差補正を行うことができ
る。ところが、回折光学素子は例えば図１４に示すよう
に断面が鋸形状をしているが、この山の高さや間隔は数
〜数十μｍ程度の微細な構造なので、これを精度良く製
作するには、従来の屈折レンズに比べると加工的に難し
い。回折面の作製方法の中、カメラ等の大量生産に適し
た方法としては、加工時間が比較的短い成形が望ましい
が、ガラス面に回折面を成形で作製するには現状では精
度的に非常に難しく、コストも低くはなかった。そのた
め、低コストで加工時間や加工精度にも問題が少ない作
製方法としては、プラスチックによる射出成形が望まし
い。

【００５４】また、一方、光学系にパワーレスの平行平
板を配置し、そこに回折面を構成した特開平６−３２４
２６２号や特開平６−３３１８８７号等のものがあった
が、この構成では色収差は補正できるが、他の単色収差
の補正ができないので、枚数を減らして低コスト化する
には適してはいなかった。

【００５５】したがって、本発明の目的を達成するため
には、ズームレンズに非球面と回折面を有するプラスチ
ックのパワーレスレンズを有しているのがよい。

【００５６】このように構成すれば、プラスチックを用
いても環境変化による性能劣化を軽減でき、また、パワ
ーレス化することにより補正が難しくなってしまう色収
差と単色収差をそれぞれ回折面と非球面で補正できるよ
うになるので、性能を劣化させることもない。また、そ
の結果、材料加工的にも効果的に低コスト化が達成でき
る。

【００５７】一方、回折光学素子には、従来の屈折レン
ズとは異なり回折効率が低下して結像に必要な光量が少
なくなってしまう問題がある。すなわち、回折光の中、
１次光を最大にするように設計しているにもかかわら
ず、その光量が低下してしまい、逆に０次光、２次光等
の不要な光が発生してしまって結像性能を劣化させてし
まう。その原因としては、回折光学素子に入射する角度
の要因がある。回折効率は波面が回折光学素子に入射す
る角度によって変化することが、ベクトル回折理論によ
って知られている（入射角依存性）。そのため、回折面
への入射角があまり大きいと回折効率が低下してしま
い、性能への影響が大きくなってしまう。したがって、
レンズ系に回折光学素子を設ける際には、面への入射角
ができるだけ小さくなるようにするのが好ましい。

【００５８】ところが、パワーの強い屈折レンズにおい
て、入射角を小さくするため曲率を変化させると、収差
のバランスが取れなくなったり、パワーや主点位置が変
わってしまって、レンズ系を小型化するのが難しくなっ
てしまい、実際には難しい。しかしながら、パワーレス
レンズは曲率を多少変化させても主点位置の移動が極め
て少ないので、レンズ系が大型化してしまうこともな
く、また、収差が悪化することも比較的少ない。そのた
め、パワーレスレンズの屈折面に曲率を適切に付けれ
ば、パワーレスレンズに設けた回折面への入射角を小さ
くすることができ、効果的に角度依存性による性能劣化
を軽減することができる。したがって、なお好ましく
は、パワーレスレンズは曲率を有しているのがよい。

【００５９】また、上記の説明によりパワーレスレンズ
は面への入射角が小さくなるように曲率を有しているの
が好ましく、明るさ絞りに対して物体側にパワーレスレ
ンズを配置する際には、物体側に凸の形状、また、明る
さ絞りに対して像側に配置する際には、像側に凸の形状
にするのが望ましい。

【００６０】次に、効果的に第２の目的、又は、同時に
第２と第３の目的を達成できるズームレンズの詳細な構
成を説明する。ズームレンズタイプの中で、２群ズーム
レンズがレンズ枚数や鏡筒の構成上低コスト化に有利で
あることは、従来技術で説明した。したがって、最も低
コスト化を達成できるズームレンズの構成は、第１、２
群共１枚のパワーレスレンズと１枚の強いパワーを持つ
レンズとし、それぞれの群に回折面を設けるのがよい。
そのとき、強いパワーを持つレンズの単色収差を補正す
るため、第１群、第２群のパワーレスレンズには非球面
を少なくとも１面ずつ設ける必要がある。また、２枚の
レンズの配置順は、第１群の場合、非球面により全域で
のコマ収差を補正できるように、広角端から望遠端で光
線高が大きく変わる明るさ絞りから離れた位置にパワー
レスレンズを配置し、物体側から、パワーレスレンズ、
正レンズの順にするのがよい。また、第２群の場合は、
第１群により光線が収斂され、光束が細くなってくるの
で、非球面により球面収差、コマ収差を補正できよう
に、従属光線高が大きい明るさ絞りに近い方にパワーレ
スレンズを配置し、物体側から、パワーレスレンズ、負
レンズの順に配置するのがよい。このように構成すれ
ば、低コスト、高性能でありながら製作性の良いズーム
レンズを得ることができる。また、パワーレスレンズを
プラスチックで構成し、そこに回折面を設ければ、第３
のズームレンズも同時に達成でき、さらに低コスト化す
ることができる。

【００６１】また、回折面を各群で１面ずつ使用し、そ
れぞれの群で色補正すれば、上記の構成のように低コス
ト化の目的を効果的に達成できるが、回折面を２面使用
する必要があるので、回折効率の低下の影響が大きくな
ってしまう。そのため、回折面によって色補正を行うズ
ーム群を１つにし、もう１つのズーム群は接合レンズを
用いて色補正を行ってもよい。また、接合レンズを構成
するには、パワーの強いレンズがもう１枚必要になる
が、レンズ径の小さい第１群にレンズを増やした方がレ
ンズ１枚分のコストアップを少なくできるので、コスト
面で有利である。

【００６２】したがって、第１群には回折面を設けず、
接合レンズを配置し、また、第２群のみに回折面を設け
るのがよい。このように構成しても、高性能でありなが
ら十分に低コスト化を達成できる。

【００６３】具体的には、接合レンズの接合面が物体側
に凸の方が周辺光線の入射角が小さくなり、高次収差が
発生し難くなるので、接合レンズは物体側より、負レン
ズ、正レンズにするのがよい。すなわち、低コストを達
成できるズームレンズの構成として、第１群を物体側よ
り、パワーレスレンズ、負レンズと正レンズの接合と
し、第２群は回折面を少なくとも１面設け、物体側よ
り、パワーレスレンズ、負レンズとし、第１群、第２群
のパワーレスレンズに非球面を少なくとも１面ずつ設け
るのがよい。また、パワーレスレンズをプラスチックで
構成し、そこに回折面を設ければ、第３のズームレンズ
も同時に達成でき、さらに低コスト化することができ
る。

【００６４】また、第２、第３のズームレンズについ
て、パワーレスレンズは以下の条件式を満たすのがよ
い。｜ｆ_t／ｆ_pwless｜＜０．６・・・（１４）ただし、ｆ_t：ズームレンズの望遠端の焦点距離、ｆ_pwless：パワーレスレンズの焦点距離、である。

【００６５】この条件式の範囲を越えると、レンズのパ
ワーが強くなりすぎて製作誤差による性能劣化が激しく
なってしまう。また、プラスチックを用いたときには、
温度、湿度等の環境変化によるピント位置の変化が大き
くなってしまい、性能が劣化してしまう。

【００６６】さらに望ましくは、次の条件式を満たすの
がよい。｜ｆ_t／ｆ_pwless｜＜０．４・・・（１５）また、特にプラスチックレンズでは環境変化により面の
形状も変わってしまうが、高変倍ズームレンズの望遠側
では面形状の変化により収差が変化してしまい、それが
拡大されると性能やピント位置にも影響が出てしまう。

【００６７】したがって、近軸付近だけでなく周辺部分
もパワーレスにするのが好ましい。すなわち、次の条件
式を満たすのがよい。｜ｆ_t／ｆ（ｙ）_pwless｜＜０．８・・・（１６）ただし、ｆ_t：ズームレンズの望遠端の焦点距離、ｆ（ｙ）_pwless：パワーレスレンズの周辺部の焦点距
離、である。ここで、周辺部の焦点距離は次のように定義す
る。ｆ（ｙ）＝１／｛（ｎ−１）（１／ｒ_F（ｙ）−１／ｒ
_R（ｙ））｝ただし、ｎ：パワーレスレンズのｄ線の屈折率、ｒ_F（ｙ）：物体側曲率半径、ｒ_R（ｙ）：像側曲率半径、である。ただし、ｒ_F（ｙ）、ｒ_R（ｙ）は、非球面効
果がない場合には近軸曲率半径として、非球面効果があ
る場合には次の式で定義した曲率半径とする。この式
は、光軸から離れた点での曲率半径を示しており、光軸
上に中心を持つ円の方程式と、高さｙでの面の法線の方
程式との連立方程式から導き出すことができる。ｒ（ｙ）＝ｙ（１＋ｆ’（ｙ）²）／ｆ”（ｙ）ここで、ｙ：望遠端の軸上マージナル光線高、ｆ（ｙ）：非球面定義式、である。

【００６８】この条件式（１６）の上限の０．８を越え
ると、温度、湿度等の環境変化によるピント位置の変化
が大きくなってしまい、性能が劣化してしまう。さらに
望ましくは、次の条件式を満たすのがよい。

【００６９】｜ｆ_t／ｆ（ｙ）_pwless｜＜０．６・・・（１７）第１、２、３のズームレンズにおいて、回折光学素子の
焦点距離は次の条件式を満たすのがよい。８＜｜ｆ_G／ｆ_DOE｜＜１００・・・（１８）ただし、ｆ_G：回折光学素子を有しているズーム群の焦
点距離、ｆ_DOE：回折光学素子の焦点距離、である。

【００７０】この条件式の上限の１００を越えると、回
折面のパワーが弱すぎて色収差が補正不足になり、下限
の８を越えると、回折面のパワーが強すぎて色収差が補
正過剰になってしまう。

【００７１】なお好ましくは、次の条件式を満たすのが
よい。１０＜｜ｆ_G／ｆ_DOE｜＜７０・・・（１９）また、第２、第３のズームレンズにおいも、第１のズー
ムレンズに関して説明したように、次の条件式を満たす
のがよい。５０＜ν_d1＜８５・・・（２０）５０＜ν_d2＜８５・・・（２１）ただし、ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズ
のアッべ数、 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【００７２】これらの条件式の下限の５０を越えると、
２次スペクトルが大きくなってしまうため、色収差が悪
化してしまい、また、上限の８５を越えると、屈折率の
低い硝材しか存在しないため、球面収差やコマ収差等の
高次収差が発生しやすくなってしまう。

【００７３】なお好ましくは、次の条件式を満たすのが
よい。５５＜ν_d1＜６５・・・（２２）５３＜ν_d2＜６５・・・（２３）同様に、第２、第３のズームレンズでは、第１のズーム
レンズに関して説明したように、次の条件式を満たすの
がよい。０＜ｄ_DOE／ｆ₁＜０．３・・・（２４）５０＜ν_d1＜８５・・・（２５）ただし、ｄ_DOE：明るさ絞りから回折面までの軸上間
隔、ｆ₁：第１群の焦点距離、 ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【００７４】条件式（２４）の上限の０．３を越える
と、第１群で発生する倍率色収差が大きくなり、ズーム
全領域で高性能を達成できない。また、下限の０になる
と、明るさ絞りとレンズがぶつかってしまう。条件式
（２５）の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大
きくなってしまうため、色収差が悪化してしまい、ま
た、上限の８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在
しないため、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生し
やすくなってしまう。

【００７５】さらに望ましくは、次の条件式を満たすの
がよい。０．０２＜ｄ_DOE／ｆ₁＜０．２５・・・（２６）５５＜ν_d1＜６５・・・（２７）同様に、第２、３のズームレンズでは、第１のズームレ
ンズに関して説明したように、次の条件式を満たすのが
よい。０＜｜ｄ_DOE’／ｆ₂｜＜０．３５・・・（２８）５０＜ν_d2＜８５・・・（２９）ただし、ｄ_DOE’：第２群の最終面から回折面までの軸
上間隔、ｆ₂：第２群の焦点距離 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【００７６】条件式（２８）の上限の０．３５を越える
と、第２群で発生する倍率色収差が大きくなり、ズーム
レンズ全領域で高性能を達成できない。条件式（２９）
の下限の５０を越えると、２次スペクトルが大きくなっ
てしまうため、色収差が悪化してしまい、また、上限の
８５を越えると、屈折率の低い硝材しか存在しないた
め、球面収差やコマ収差等の高次収差が発生しやすくな
ってしまう。

【００７７】さらに望ましくは、次の条件式を満たすの
がよい。０＜｜ｄ_DOE’／ｆ₂｜＜０．２７・・・（３０）５３＜ν_d2＜６５・・・（３１）第１〜３のズームレンズにおいて、回折光学素子は各ズ
ームレンズ群にそれぞれ１面ずつ用いるのがよい。そう
すれば、各ズーム群の色収差発生量を最小限に抑えるこ
とができ、ズーミングにより色収差が悪化しない良好な
性能を得ることができる。

【００７８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のズームレンズの実
施例１〜９について説明する。本発明で使用している回
折光学素子（ＤＯＥ）を用いたズームレンズの設計方法
としては、ＳｗｅａｔｔＭｏｄｅｌが有名であり、こ
れについては「W.C.Sweatt,"NEW METHODS of DESIGNING
HOLOGRAPHIC ELEMENTS 」SPIE vol.126 Clever Optics
46-53 (1997) に記載されている。これは、ＤＯＥを屈
折率の極めて大きな仮想の屈折レンズ（ウルトラ・ハイ
・インデックス・レンズ：Ultra high index lens ）に
置き換えて設計する手法であるが、以下の実施例におい
てもこの方法を使用する。なお、各実施例のＤＯＥは波
長５８７．５６ｎｍ（ｄ線）で仮想屈折率を１００１で
設計している。また、ウルトラ・ハイ・インデックス・
レンズの非球面を以下のように定義する。すなわち、光
軸方向をＺ軸、光軸と垂直な方向をＹ軸とすると、非球
面は以下の式にて表せられる。

【００７９】Ｚ＝ＣＹ²／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）Ｃ²Ｙ²｝］＋Ａ₄Ｙ⁴＋Ａ₆Ｙ⁶＋Ａ₈Ｙ⁸＋Ａ₁₀Ｙ¹⁰＋・・・（ａ）ただし、Ｃは面頂における曲率（＝１／ｒ、ｒは曲率半
径）、Ｋは円錐係数、Ａ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀はそれぞ
れ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。

【００８０】また、回折面と厚みが０で接する面は基材
の表面である。そして、実際の製造においては、回折面
の非球面形状と基材表面の形状との差及び屈折率から位
相変化を求め、この位相変化を回折格子のピッチに換算
して基材表面上に回折面を形成する。したがって、以下
の各実施例において、最終的にレンズとして作用をする
のは基材の面である。また、回折面と示したウルトラ・
ハイ・インデックス・レンズによる非球面は実際は存在
しない。しかし、各実施例に対応するレンズ断面図中に
は、数値データ中に回折面として記載された面番も基材
の面に表記してある。

【００８１】回折面の具体的な形状としては、例えば図
１５に断面を示すようなものがある。図の（ａ）は、透
明部２１と不透明部２２が交互に配列され、不透明部２
２の厚みは略０であるが、振幅変調型と呼ばれる回折面
である。図の（ｂ）は、屈折率の異なる高屈折率部２３
と低屈折率部２４を交互に配列して、屈折率差による位
相差にて回折作用を持たせたものである。図の（ｃ）
は、矩形状の凹凸を交互に配列して厚みの差による位相
差にて回折作用を持たせたものである。これは２レベル
のバイナリー素子でもある。図の（ｄ）は、表面を鋸歯
形状にしたものであり、キノフォームと呼ばれ、連続的
な厚みの差による位相差にて回折作用を持たせたもので
ある。図の（ｅ）と（ｆ）は、キノフォームを４レベル
及び８レベルで近似したバイナリー素子である（図
３）。このように回折面の形状にはいくつかの形式があ
るが、本発明では、回折効率を高くして光量を有効に利
用したいため、図１５（ｄ）のキノフォームや図１５
（ｅ）や図１５（ｆ）等の４レベル以上のバイナリー素
子を用いることが望ましい。

【００８２】本発明の実施例１〜９のズームレンズの光
軸を含む断面図をそれぞれ図１〜図９に示す。なお、図
１には、実施例１の広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望
遠端（ｃ）の光軸を含む断面図を示し、図２〜図９に
は、それぞれ実施例２〜９の広角端での光軸を含む断面
図を示す。実施例１〜９は何れも正の第１レンズ群Ｇ１
と負の第２レンズ群Ｇ２の２群からなり、広角端から望
遠端へズーミングするに従ってそれらの群間の間隔を小
さくしながら物体側に移動する。また、何れの実施例に
おいても、第１群Ｇ１を物体側に繰り出すことによって
フォーカシングを行っている。

【００８３】実施例１は、４群４枚の２群ズームレンズ
に回折面を設けたものであり、図１に示すように、物体
側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、両
凸の第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第
１群Ｇ１、像側に凸の正メニスカスの第３正レンズ、像
側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ
２の順に配置し、回折面を第２レンズの像側と第４レン
ズの像側に形成している。また、非球面は第１レンズの
両面と第３レンズの両面に形成している。

【００８４】実施例２は、４群４枚の２群ズームレンズ
に回折面を設けたものであり、図２に示すように、物体
側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、両
凸の第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第
１群Ｇ１、像側に凸の正メニスカスの第３正レンズ、像
側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ
２の順に配置し、回折面を第２レンズの物体側に形成し
ている。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズ
の両面に形成している。

【００８５】実施例３は、４群４枚の２群ズームレンズ
に回折面を設けたものであり、図３に示すように、物体
側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、両
凸の第２正レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第
１群Ｇ１、像側に凸の正メニスカスの第３正レンズ、像
側に凸の負メニスカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ
２の順に配置し、回折面を第３レンズの像側に形成して
いる。また、非球面は第１レンズの両面と第３レンズの
両面に形成しており、第３レンズの像側の面は非球面の
基板に回折面を形成している。この実施例では、第３レ
ンズを湿度変化に対して低吸湿なポリオレフィン系樹脂
で構成している。

【００８６】実施例４は、５群５枚の２群ズームレンズ
に回折面を設けたものであり、図４に示すように、物体
側から、物体側に凸の負メニスカスの第１負レンズ、物
体側に凸でパワーレスの第２レンズ、両凸の第３正レン
ズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側
に凸の正メニスカスの第４正レンズ、像側に凸の負メニ
スカスの第５負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置
し、回折面を第２レンズの像側と第４レンズの像側に形
成している。また、非球面は第１レンズの両面と第４レ
ンズの両面に形成しており、第４レンズの像側の面は非
球面の基板に回折面を形成している。また、第２レンズ
と第４レンズには湿度変化に対して低吸湿なポリオレフ
ィン系樹脂で構成している。

【００８７】実施例５は、パワーレスレンズを有する４
群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであ
り、図５に示すように、物体側から、物体側に凸でパワ
ーレスの第１レンズ、両凸の第２正レンズからなり、像
側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレ
スの第３レンズ、像側に凸の負メニスカスの第４負レン
ズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第２レン
ズの像側と第４レンズの物体側に形成している。また、
非球面は第１レンズの両面と第３レンズの両面に形成し
ている。そして、第１レンズと第３レンズをアクリル系
樹脂で構成している。

【００８８】実施例６は、パワーレスレンズを有する４
群４枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであ
り、図６に示すように、物体側から、物体側に凸でパワ
ーレスの第１レンズ、像側に凸の正メニスカスの第２正
レンズからなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、
像側に凸でパワーレスの第３レンズ、像側に凸の負メニ
スカスの第４負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置
し、回折面を第２レンズの像側と第３レンズの像側に形
成している。また、非球面は第１レンズの両面と第３レ
ンズの両面に形成しており、第３レンズの像側の面は非
球面の基板に回折面を形成している。そして、第１レン
ズと第３レンズをアクリル系樹脂で構成している。

【００８９】実施例７は、パワーレスレンズを有する４
群５枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであ
り、図７に示すように、物体側から、物体側に凸でパワ
ーレスの第１レンズ、両凹の第２負レンズと両凸の第３
正レンズを接合した接合レンズからなり、像側に明るさ
絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第４レ
ンズ、像側に凸の負メニスカスの第５負レンズからなる
第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第５レンズの物体側
に形成している。また、非球面は第１レンズの両面と第
４レンズの両面に形成している。そして、第１レンズと
第４レンズをアクリル系樹脂で構成している。

【００９０】実施例８は、パワーレスレンズを有する４
群５枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであ
り、図８に示すように、物体側から、物体側に凸でパワ
ーレスの第１レンズ、物体側に凸の負メニスカスの第２
負レンズと両凸の第３正レンズを接合した接合レンズか
らなり、像側に明るさ絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸
でパワーレスの第４レンズ、像側に凸の負メニスカスの
第５負レンズからなる第２群Ｇ２の順に配置し、回折面
を第４レンズの像側に形成している。また、非球面は第
１レンズの両面と第４レンズの両面に形成しており、第
４レンズの像側の面は非球面の基板に回折面を形成して
いる。そして、第１レンズと第４レンズをアクリル系樹
脂で構成している。

【００９１】実施例９は、パワーレスレンズを有する４
群５枚の２群ズームレンズに回折面を設けたものであ
り、図９に示すように、物体側から、物体側に凸でパワ
ーレスの第１レンズ、両凹の第２負レンズと両凸の第３
正レンズを接合した接合レンズからなり、像側に明るさ
絞りを含む第１群Ｇ１、像側に凸でパワーレスの第４レ
ンズ、像側に凸の負メニスカスの第５負レンズからなる
第２群Ｇ２の順に配置し、回折面を第４レンズの像側に
形成している。また、非球面は第１レンズの像側と第４
レンズの物体側に形成している。そして、第１レンズと
第４レンズをアクリル系樹脂で構成している。

【００９２】以上のプラスチックを用いた実施例は、ア
クリル系樹脂若しくは湿度変化に対して低吸湿なポリオ
レフィン系樹脂の何れを用いてもよい。また、ガラス面
に回折面を設けている実施例は、成形等でガラス面に直
接回折面を構成してもよいし、樹脂等をガラス表面に設
け、そこに回折面を構成してもよい。

【００９３】以下に、上記実施例１〜９の数値データを
示す。なお、各実施例において、記号は上記の外、ｆは
焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバー、ωは半画角、ｆ_Bはバッ
クフォーカスである。また、ｒ₁、ｒ₂…は各レンズ面
の曲率半径、ｄ₁、ｄ₂…は各レンズ面間の間隔、
ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…
は各レンズのｄ線のアッべ数であり、また、非球面形状
は前記の（ａ）式にて表される。

【００９４】実施例１ｆ＝ 39.36 〜 75.00 〜125.89 Ｆ_NO＝ 3.60 〜 6.86 〜 11.51 ω ＝ 28.50°〜 15.95°〜 9.73° ｆ_B＝ 8.50 〜 41.83 〜 89.44 ｒ₁= 34.43778 （非球面）ｄ₁= 2.34531 ｎ_d1 =1.76200 ν_d1 =40.10 ｒ₂= 17.75170 （非球面）ｄ₂= 1.87953 ｒ₃= 131.82540 ｄ₃= 6.68204 ｎ_d2 =1.56384 ν_d2 =60.67 ｒ₄= -13.01744 ｄ₄= 0.00000 ｎ_d3 =1001.00 ν_d3 =-3.45 ｒ₅= -13.01724 （回折面）ｄ₅= 1.70000 ｒ₆= ∞（絞り）ｄ₆= （可変）ｒ₇= -83.31846 （非球面）ｄ₇= 4.09863 ｎ_d4 =1.51633 ν_d4 =64.14 ｒ₈= -23.16017 （非球面）ｄ₈= 3.49462 ｒ₉= -11.73680 ｄ₉= 1.00000 ｎ_d5 =1.69680 ν_d5 =55.53 ｒ₁₀= -95.27607 ｄ₁₀= 0.00000 ｎ_d6 =1001.00 ν_d6 =-3.45 ｒ₁₁= -95.28930 （回折面）非球面係数第１面Ｋ = 0 A₄ =-2.93456×10^-4 A₆ =-2.01608×10^-6 A₈ = 2.29935×10^-8 A₁₀= 1.76308×10^-11 A₁₂=-1.53840×10^-12 A₁₄= 0 第２面Ｋ = 0 A₄ =-2.58599×10^-4 A₆ =-1.73858×10^-6 A₈ = 5.45977×10^-8 A₁₀=-3.90060×10^-10 A₁₂= 1.55649×10^-12 A₁₄= 0 第５面Ｋ = 0 A₄ = 3.97545×10^-9 A₆ =-3.35484×10^-11 A₈ = 4.35752×10^-12 A₁₀=-1.18204×10^-13 A₁₂= 7.32890×10^-16 A₁₄= 0 第７面Ｋ = 0 A₄ = 4.79239×10^-5 A₆ = 1.65566×10^-6 A₈ =-8.95464×10^-8 A₁₀= 1.75080×10^-9 A₁₂=-1.48472×10^-11 A₁₄= 4.89661×10^-14 第８面Ｋ = 0 A₄ =-5.75669×10^-6 A₆ = 1.53306×10^-6 A₈ =-9.35844×10^-8 A₁₀= 1.73099×10^-9 A₁₂=-1.43680×10^-11 A₁₄= 4.65373×10^-14
。

【００９５】実施例２ｆ＝ 39.35 〜 75.03 〜126.13 Ｆ_NO＝ 3.60 〜 6.87 〜 11.54 ω ＝ 28.06°〜 15.92°〜 9.70° ｆ_B＝ 8.50 〜 40.53 〜 86.40 ｒ₁= 19.23881 （非球面）ｄ₁= 2.50000 ｎ_d1 =1.74950 ν_d1 =35.28 ｒ₂= 11.99789 （非球面）ｄ₂= 4.02698 ｒ₃= 67.87361 （回折面）ｄ₃= 0.00000 ｎ_d2 =1001.00 ν_d2 =-3.45 ｒ₄= 67.87657 ｄ₄= 4.09637 ｎ_d3 =1.51633 ν_d3 =64.14 ｒ₅= -12.29798 ｄ₅= 1.70000 ｒ₆= ∞（絞り）ｄ₆= （可変）ｒ₇= -73.23200 （非球面）ｄ₇= 3.20000 ｎ_d4 =1.58144 ν_d4 =40.75 ｒ₈= -26.11312 （非球面）ｄ₈= 4.23647 ｒ₉= -11.96875 ｄ₉= 1.00000 ｎ_d5 =1.72916 ν_d5 =54.68 ｒ₁₀= -103.16767 非球面係数第１面Ｋ = 0 A₄ =-2.92522×10^-4 A₆ =-2.40451×10^-6 A₈ = 2.37816×10^-8 A₁₀=-1.57985×10^-10 A₁₂= 1.33926×10^-13 A₁₄= 0 第２面Ｋ = 0 A₄ =-3.08410×10^-4 A₆ =-2.14845×10^-6 A₈ = 2.75231×10^-8 A₁₀= 2.47003×10^-10 A₁₂=-3.16403×10^-12 A₁₄= 0 第３面Ｋ =-6.32241×10^-3 A₄ =-4.71686×10^-9 A₆ = 3.42810×10^-10 A₈ =-9.66991×10^-12 A₁₀= 1.06266×10^-13 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第７面Ｋ = 2.89020×10⁺¹ A₄ = 4.34134×10^-5 A₆ = 7.93558×10^-7 A₈ =-5.85701×10^-8Ａ_１０＝１．４０２２３×10^-9 A₁₂=-1.40884×10^-11 A₁₄= 5.34936×10^-14 第８面Ｋ = 0 A₄ =-3.49699×10^-5 A₆ = 1.98882×10^-6 A₈ =-9.60916×10^-8 A₁₀= 1.83104×10^-9 A₁₂=-1.61211×10^-11 A₁₄= 5.48017×10^-14
。

【００９６】実施例３ｆ＝ 39.34 〜 75.00 〜126.05 Ｆ_NO＝ 3.65 〜 6.96 〜 11.69 ω ＝ 28.18°〜 15.95°〜 9.72° ｆ_B＝ 8.50 〜 41.74 〜 89.33 ｒ₁= 26.41476 （非球面）ｄ₁= 2.50000 ｎ_d1 =1.76182 ν_d1 =26.52 ｒ₂= 15.01391 （非球面）ｄ₂= 3.48230 ｒ₃= 113.23865 ｄ₃= 3.74298 ｎ_d2 =1.56883 ν_d2 =56.36 ｒ₄= -12.68605 ｄ₄= 1.70000 ｒ₅= ∞（絞り）ｄ₅= （可変）ｒ₆= -46.65734 （非球面）ｄ₆= 3.20000 ｎ_d3 =1.52542 ν_d3 =55.78 ｒ₇= -21.98569 （非球面）ｄ₇= 0.00000 ｎ_d4 =1001.00 ν_d4 =-3.45 ｒ₈= -21.98589 （回折面）ｄ₈= 4.08749 ｒ₉= -11.23818 ｄ₉= 1.00000 ｎ_d5 =1.64850 ν_d5 =53.02 ｒ₁₀= -82.28860 非球面係数第１面Ｋ = 0 A₄ =-3.00588×10^-4 A₆ =-2.41492×10^-6 A₈ = 2.90371×10^-8 A₁₀=-2.19237×10^-10 A₁₂= 4.57978×10^-15 A₁₄= 0 第２面Ｋ = 0 A₄ =-2.71630×10^-4 A₆ =-2.35047×10^-6 A₈ = 4.79973×10^-8 A₁₀= 2.03907×10^-11 A₁₂=-3.91188×10^-12 A₁₄= 0 第６面Ｋ =-2.36191 A₄ = 6.49006×10^-5 A₆ = 2.93084×10^-7 A₈ =-5.42190×10^-8 A₁₀= 1.39535×10^-9 A₁₂=-1.39629×10^-11 A₁₄= 5.26702×10^-14第７面Ｋ = 0 A₄ =-2.31838×10^-5 A₆ = 1.66119×10^-6 A₈ =-9.16370×10^-8 A₁₀= 1.80390×10^-9 A₁₂=-1.60926×10^-11 A₁₄= 5.56519×10^-14 第８面Ｋ = 0 A₄ =-2.31763×10^-5 A₆ = 1.66113×10^-6 A₈ =-9.16378×10^-8 A₁₀= 1.80390×10^-9 A₁₂=-1.60926×10^-11 A₁₄= 5.56512×10^-14
。

【００９７】実施例４ｆ＝ 39.34 〜 74.99 〜126.06 Ｆ_NO＝ 3.60 〜 6.86 〜 11.54 ω ＝ 28.01°〜 15.91°〜 9.70° ｆ_B＝ 8.50 〜 40.14 〜 85.47 ｒ₁= 24.93378 （非球面）ｄ₁= 2.50000 ｎ_d1 =1.74950 ν_d1 =35.28 ｒ₂= 14.52044 （非球面）ｄ₂= 2.13251 ｒ₃= 23.68137 ｄ₃= 1.50000 ｎ_d2 =1.52542 ν_d2 =55.78 ｒ₄= 23.68911 ｄ₄= 0.00000 ｎ_d3 =1001.00 ν_d3 =-3.45 ｒ₅= 23.68975 （回折面）ｄ₅= 1.00000 ｒ₆= 79.31825 ｄ₆= 3.19253 ｎ_d4 =1.56384 ν_d4 =60.67 ｒ₇= -13.08680 ｄ₇= 1.70000 ｒ₈= ∞（絞り）ｄ₈= （可変）ｒ₉= -46.28467 （非球面）ｄ₉= 3.20000 ｎ_d5 =1.52542 ν_d5 =55.78 ｒ₁₀= -21.90258 （非球面）ｄ₁₀= 0.00000 ｎ_d6 =1001.00 ν_d6 =-3.45 ｒ₁₁= -21.90309 （回折面）ｄ₁₁= 4.12375 ｒ₁₂= -10.84945 ｄ₁₂= 1.00000 ｎ_d7 =1.69680 ν_d7 =55.53 ｒ₁₃= -56.22159 非球面係数第１面Ｋ = 0 A₄ =-2.89831×10^-4 A₆ =-2.22516×10^-6 A₈ = 2.48012×10^-8 A₁₀=-1.00512×10^-10 A₁₂=-5.26201×10^-13 A₁₄= 0 第２面Ｋ = 0 A₄ =-2.80786×10^-4 A₆ =-2.06248×10^-6 A₈ = 4.06518×10^-8 A₁₀= 9.62828×10^-11 A₁₂=-3.81457×10^-12 A₁₄= 0第５面Ｋ = 0 A₄ = 4.95144×10^-9 A₆ =-2.35989×10^-10 A₈ = 8.84465×10^-12 A₁₀=-1.11437×10^-13 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第９面Ｋ = 6.08860 A₄ = 6.91205×10^-5 A₆ = 4.14044×10^-7 A₈ =-5.08179×10^-8 A₁₀= 1.35899×10^-9 A₁₂=-1.38032×10^-11 A₁₄= 5.27927×10^-14 第１０面Ｋ = 0 A₄ =-2.31922×10^-5 A₆ = 1.66104×10^-6 A₈ =-9.16356×10^-8 A₁₀= 1.80389×10^-9 A₁₂=-1.60924×10^-11 A₁₄= 5.56586×10^-14 第１１面Ｋ = 0 A₄ =-2.31925×10^-5 A₆ = 1.66111×10^-6 A₈ =-9.16395×10^-8A₁₀= 1.80393×10^-9 A₁₂=-1.60924×10^-11 A₁₄= 5.56572×10^-14
。

【００９８】実施例５ｆ＝ 39.33 〜 51.54 〜 67.55 Ｆ_NO＝ 4.66 〜 6.10 〜 8.00 ω ＝ 28.04°〜 22.49°〜 17.68° ｆ_B＝ 10.86 〜 22.64 〜 38.09 ｒ₁= 56.50291 （非球面）ｄ₁= 2.00000 ｎ_d1 =1.49241 ν_d1 =57.66 ｒ₂= 61.74751 （非球面）ｄ₂= 3.54490 ｒ₃= 1526.90884 ｄ₃= 10.05703 ｎ_d2 =1.51633 ν_d2 =64.14 ｒ₄= -14.47316 ｄ₄= 0.00000 ｎ_d3 =1001.00 ν_d3 =-3.45 ｒ₅= -14.47267 （回折面）ｄ₅= 1.00000 ｒ₆= ∞（絞り）ｄ₆= （可変）ｒ₇= -39.63888 （非球面）ｄ₇= 2.00000 ｎ_d4 =1.49241 ν_d4 =57.66 ｒ₈= -39.66031 （非球面）ｄ₈= 6.10610 ｒ₉= -8.66745 （回折面）ｄ₉= 0.00000 ｎ_d5 =1001.00 ν_d5 =-3.45 ｒ₁₀= -8.66761 ｄ₁₀= 1.50000 ｎ_d6 =1.51633 ν_d6 =64.14 ｒ₁₁= -24.55864 非球面係数第１面Ｋ =-1.88590×10⁺¹ A₄ =-5.26777×10^-6 A₆ = 2.22726×10^-7 A₈ = 8.86103×10^-10 A₁₀=-3.34550×10^-11 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第２面Ｋ = 5.08470×10⁺¹ A₄ = 5.74343×10^-5 A₆ = 2.27456×10^-7 A₈ = 1.25808×10^-8 A₁₀=-9.76059×10^-11 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第５面Ｋ = 7.81893×10^-5 A₄ = 1.07097×10^-8 A₆ =-3.17521×10^-10 A₈ = 2.29420×10^-11 A₁₀=-5.12313×10^-13 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第７面Ｋ =-1.06045×10⁺² A₄ =-7.41004×10^-5 A₆ = 3.70162×10^-6 A₈ =-1.86312×10^-8 A₁₀= 1.36638×10^-10 A₁₂= 0Ａ_１４＝０第８面Ｋ = 1.57542×10⁺¹ A₄ = 4.27535×10^-5 A₆ = 5.62595×10^-8 A₈ = 3.02944×10^-9 A₁₀= 1.27472×10^-10 A₁₂= 0 A₁₄= 0
。

【００９９】実施例６ｆ＝ 39.33 〜 51.54 〜 67.55 Ｆ_NO＝ 4.66 〜 6.10 〜 8.00 ω ＝ 28.00°〜 22.54°〜 17.75° ｆ_B＝ 11.44 〜 24.47 〜 41.56 ｒ₁= 112.18686 （非球面）ｄ₁= 2.00000 ｎ_d1 =1.49241 ν_d1 =57.66 ｒ₂= 463.61547 （非球面）ｄ₂= 1.25172 ｒ₃= -238.87054 ｄ₃= 10.08442 ｎ_d2 =1.51742 ν_d2 =52.43 ｒ₄= -14.56020 ｄ₄= 0.00000 ｎ_d3 =1001.00 ν_d3 =-3.45 ｒ₅= -14.55952 （回折面）ｄ₅= 1.00000 ｒ₆= ∞（絞り）ｄ₆= （可変）ｒ₇= -33.56188 （非球面）ｄ₇= 2.55867 ｎ_d4 =1.49241 ν_d4 =57.66 ｒ₈= -37.64112 （非球面）ｄ₈= 0.00000 ｎ_d5 =1001.00 ν_d5 =-3.45 ｒ₉= -37.64480 （回折面）ｄ₉= 5.19557 ｒ₁₀= -7.33628 ｄ₁₀= 1.50000 ｎ_d6 =1.51742 ν_d6 =52.43 ｒ₁₁= -14.19033 非球面係数第１面Ｋ =-7.65481×10⁺² A₄ =-4.98245×10^-5 A₆ = 2.50831×10^-7 A₈ =-1.11570×10^-8 A₁₀= 8.92588×10^-11 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第２面Ｋ =-4.20915×10⁺³ A₄ = 4.31962×10^-7 A₆ = 2.71778×10^-6 A₈ =-4.89365×10^-8 A₁₀= 5.00637×10^-10 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第５面Ｋ =-4.53438×10^-4 A₄ =-2.56843×10^-8 A₆ =-4.65037×10^-11 A₈ = 4.82009×10^-12 A₁₀=-1.04845×10^-13 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第７面Ｋ =-9.27415×10⁺¹ A₄ =-1.55026×10^-4 A₆ = 9.18635×10^-6 A₈ =-1.29538×10^-7 A₁₀= 1.48684×10^-9 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第８面Ｋ = 1.57553×10⁺¹ A₄ = 4.28426×10^-5 A₆ = 5.61374×10^-8 A₈ = 3.04931×10^-9 A₁₀= 1.27486×10^-10 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第９面Ｋ = 1.57347×10⁺¹ A₄ = 4.27774×10^-5 A₆ = 5.51436×10^-8 A₈ = 3.06281×10^-9 A₁₀= 1.27023×10^-10 A₁₂= 0 A₁₄= 0
。

【０１００】実施例７ｆ＝ 39.33 〜 63.12 〜101.32 Ｆ_NO＝ 4.66 〜 6.55 〜 9.21 ω ＝ 27.98°〜 18.71°〜 12.02° ｆ_B＝ 8.80 〜 30.02 〜 64.09 r₁= 80.12904 （非球面）ｄ₁= 2.00000 ｎ_d1 =1.49241 ν_d1 =57.66 ｒ₂= 148.52362 （非球面）ｄ₂= 1.75794 ｒ₃= -189.38481 ｄ₃= 2.05117 ｎ_d2 =1.60562 ν_d2 =43.70 ｒ₄= 9.92073 ｄ₄= 10.58140 ｎ_d3 =1.56384 ν_d3 =60.67 ｒ₅= -13.73034 ｄ₅= 1.00000 ｒ₆= ∞（絞り）ｄ₆= （可変）ｒ₇= -49.84574 （非球面）ｄ₇= 2.00000 ｎ_d4 =1.49241 ν_d4 =57.66 ｒ₈= -75.83966 （非球面）ｄ₈= 6.23613 ｒ₉= -8.53218 （回折面）ｄ₉= 0.00000 ｎ_d5 =1001.00 ν_d5 =-3.45 ｒ₁₀= -8.53224 ｄ₁₀= 1.50000 ｎ_d6 =1.51633 ν_d6 =64.14 ｒ₁₁= -22.87514 非球面係数第１面Ｋ = 7.07311×10⁺¹ A₄ =-2.29425×10^-5 A₆ = 3.74612×10^-7 A₈ =-7.53021×10^-10 A₁₀=-8.85595×10^-11 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第２面Ｋ = 3.63260×10⁺² A₄ = 8.89825×10^-5A₆ = 1.03603×10^-6 A₈ = 5.36900×10^-9 A₁₀=-1.11943×10^-10 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第７面Ｋ =-1.09913×10⁺² A₄ = 6.23000×10^-5 A₆ = 9.88073×10^-7 A₈ =-8.80801×10^-9 A₁₀= 2.60162×10^-10 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第８面Ｋ =-6.10569×10⁺¹ A₄ = 6.53091×10^-5 A₆ =-1.41518×10^-6 A₈ = 6.91849×10^-9 A₁₀= 9.95723×10^-11 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第９面Ｋ = 0 A₄ = 8.58424×10^-9 A₆ = 2.22881×10^-10 A₈ =-9.27162×10^-12 A₁₀= 1.01544×10^-13 A₁₂= 0 A₁₄= 0
。

【０１０１】実施例８ｆ＝ 39.34 〜 63.12 〜101.32 Ｆ_NO＝ 4.66 〜 6.55 〜 9.21 ω ＝ 28.00°〜 18.72°〜 12.03° ｆ_B＝ 8.94 〜 32.89 〜 71.36 ｒ₁= 101.71139 （非球面）ｄ₁= 2.00000 ｎ_d1 =1.49241 ν_d1 =57.66 ｒ₂= 122.06236 （非球面）ｄ₂= 6.15631 ｒ₃= 561.64371 ｄ₃= 1.50000 ｎ_d2 =1.62004 ν_d2 =36.26 ｒ₄= 18.20739 ｄ₄= 6.83336 ｎ_d3 =1.52542 ν_d3 =64.55 ｒ₅= -13.60769 ｄ₅= 1.00000 ｒ₆= ∞（絞り）ｄ₆= （可変）ｒ₇= -30.54699 （非球面）ｄ₇= 2.00000 ｎ_d4 =1.49241 ν_d4 =57.66 ｒ₈= -30.07660 （非球面）ｄ₈= 0.00000 ｎ_d5 =1001.00 ν_d5 =-3.45 ｒ₉= -30.07750 （回折面）ｄ₉= 5.80226 ｒ₁₀= -9.41607 ｄ₁₀= 1.50000 ｎ_d6 =1.51633 ν_d6 =64.14 ｒ₁₁= -26.09511 非球面係数第１面Ｋ = 8.19415×10⁺¹ A₄ = 9.23105×10^-5 A₆ = 8.45423×10^-7 A₈ = 3.04438×10^-10 A₁₀=-4.08688×10^-11 A₁₂=-2.06011×10^-13 A₁₄= 0 第２面Ｋ = 2.11926×10⁺² A₄ = 1.88966×10^-4 A₆ = 1.45638×10^-6 A₈ = 1.50672×10^-8 A₁₀=-1.93638×10^-10 A₁₂= 2.17750×10^-12 A₁₄= 0 第７面Ｋ =-3.57756×10⁺¹ A₄ = 2.77722×10^-5 A₆ = 7.65380×10^-7 A₈ = 4.06301×10^-9 A₁₀= 5.59848×10^-11 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第８面Ｋ =-2.81460×10⁺¹ A₄ =-8.30191×10^-6 A₆ =-1.91275×10^-7 A₈ =-4.57137×10^-10 A₁₀= 1.08375×10^-10 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第９面Ｋ =-2.81547×10⁺¹ A₄ =-8.33838×10^-6 A₆ =-1.90523×10^-7 A₈ =-4.64562×10^-10 A₁₀= 1.08400×10^-10 A₁₂= 0 A₁₄= 0
。

【０１０２】実施例９ｆ＝ 39.34 〜 63.12 〜101.33 Ｆ_NO＝ 4.66 〜 6.55 〜 9.21 ω ＝ 27.97°〜 18.62°〜 11.99° ｆ_B＝ 8.80 〜 29.46 〜 62.64 ｒ₁= 60.85682 ｄ₁= 2.00000 ｎ_d1 =1.49241 ν_d1 =57.66 ｒ₂= 119.05071 （非球面）ｄ₂= 2.55923 ｒ₃= -1570.55321 ｄ₃= 1.50000 ｎ_d2 =1.60342 ν_d2 =38.03 ｒ₄= 12.68943 ｄ₄= 8.73457 ｎ_d3 =1.51633 ν_d3 =64.14 ｒ₅= -12.56390 ｄ₅= 1.00000 ｒ₆= ∞（絞り）ｄ₆= （可変）ｒ₇= -37.67224 （非球面）ｄ₇= 2.00000 ｎ_d4 =1.49241 ν_d4 =57.66 ｒ₈= -42.60150 ｄ₈= 0.00000 ｎ_d5 =1001.00 ν_d5 =-3.45 ｒ₉= -42.60342 （回折面）ｄ₉= 5.90749 ｒ₁₀= -8.64077 ｄ₁₀= 1.50000 ｎ_d6 =1.62299 ν_d6 =58.16 ｒ₁₁= -20.62500 非球面係数第２面Ｋ = 2.52707×10⁺² A₄ = 9.93041×10^-5 A₆ = 6.93327×10^-7 A₈ =-9.60319×10^-10 A₁₀= 1.26366×10^-10 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第７面Ｋ =-2.69383×10⁺¹ A₄ = 7.45257×10^-5 A₆ =-8.98532×10^-8 A₈ = 1.66180×10^-8 A₁₀= 3.96775×10^-11 A₁₂= 0 A₁₄= 0 第９面Ｋ =-3.14969×10^-3 A₄ = 1.10919×10^-8 A₆ =-5.72024×10^-10 A₈ = 4.69244×10^-12 A₁₀= 3.85573×10^-15 A₁₂= 0 A₁₄= 0
。

【０１０３】以上の実施例１の広角端、標準状態、望遠
端での収差図をそれぞれ図１０〜図１２に示す。これら
収差図において、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収
差、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は倍率色収差を示す図で
ある。

【０１０４】次に、上記実施例１〜９の条件式（１）〜
（３１）に関する値を示す。注）２段表示してある数値は、上段は第１群、下段は第２群の値を示す。

【０１０５】以上の本発明のズームレンズは、例えば次
のように構成することができる。〔１〕物体側より、正の屈折力を有する第１群と、負
の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔を変化
させることによって変倍を行い、光学系中に少なくとも
１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２枚以上
のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴とする
ズームレンズ。５０＜ν_d2＜８５・・・（２）ただし、ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズ
のアッべ数である。

【０１０６】〔２〕物体側より、正の屈折力を有する
第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それら
の間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中
に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれ
ぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすこと
を特徴とするズームレンズ。５０＜ν_d1＜８５・・・（１）５０＜ν_d2＜８５・・・（２）ただし、ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズ
のアッべ数、 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１０７】〔３〕物体側より、正の屈折力を有する
第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それら
の間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中
に少なくとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれ
ぞれ２枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすこと
を特徴とするズームレンズ。５５＜ν_d1＜６５・・・（３）５３＜ν_d2＜６５・・・（４）ただし、ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズ
のアッべ数、 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１０８】〔４〕物体側より、正の屈折力を有する
第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それら
の間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中
に少なくとも１面の回折面を有し、次の条件式を満たす
ことを特徴とするズームレンズ。０＜ｄ_DOE／ｆ₁＜０．３・・・（５）５０＜ν_d1＜８５・・・（６）ただし、ｄ_DOE：明るさ絞りから回折面までの軸上間
隔、ｆ₁：第１群の焦点距離、 ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１０９】〔５〕物体側より、正の屈折力を有する
第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それら
の間隔を変化させることによって変倍を行い、光学系中
に少なくとも１面の回折面を有し、次の条件式を満たす
ことを特徴とするズームレンズ。０．０２＜ｄ_DOE／ｆ₁＜０．２５・・・（７）５５＜ν_d1＜６５・・・（８）ただし、ｄ_DOE：明るさ絞りから回折面までの軸上間
隔、ｆ₁：第１群の焦点距離、 ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１１０】〔６〕上記４又は５において、回折面は
正の屈折力の最も大きいレンズ、又は、それに隣接する
レンズの正レンズ側の面に設けたことを特徴とするズー
ムレンズ。

【０１１１】〔７〕物体側より、正の屈折力を有する
第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それら
の間隔を変化させることによって変倍を行い、少なくと
も第２群に回折面を有し、次の条件式を満たすことを特
徴とするズームレンズ。０＜｜ｄ_DOE’／ｆ₂｜＜０．３５・・・（９）５０＜ν₂＜８５・・・（１０）ただし、ｄ_DOE’：第２群の最終面から回折面までの軸
上間隔、ｆ₂：第２群の焦点距離 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１１２】〔８〕物体側より、正の屈折力を有する
第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それら
の間隔を変化させることによって変倍を行い、少なくと
も第２群に回折面を有し、次の条件式を満たすことを特
徴とするズームレンズ。０＜｜ｄ_DOE’／ｆ₂｜＜０．２７・・・（１１）５３＜ν₂＜６５・・・（１２）ただし、ｄ_DOE’：第２群の最終面から回折面までの軸
上間隔、ｆ₂：第２群の焦点距離 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１１３】

〔９〕上記７又は８において、回折面は
負の屈折力の最も大きいレンズ、又は、それに隣接する
レンズの負レンズ側の面に設けたことを特徴とするズー
ムレンズ。

【０１１４】〔１０〕上記１から９の何れか１項にお
いて、第２群の最も正の屈折力の強いレンズが以下の条
件式を満たしていることを特徴とするズームレンズ。４０＜ν_d2pos＜６５・・・（１３）ただし、ν_d2pos：第２群で正の屈折力の最も大きいレ
ンズのアッべ数、である。

【０１１５】〔１１〕少なくとも２つの群を有し、そ
れらの間隔を変化させることにより変倍を行い、少なく
とも１つの群は少なくとも１面に回折面を有し、その群
は強いパワーを有するレンズとパワーレスレンズの２枚
から構成されていることを特徴とするズームレンズ。

【０１１６】〔１２〕少なくとも２つの群を有し、ま
た、最も像側には負レンズ群を配置し、それらの間隔を
変化させることにより変倍を行い、その負レンズ群は少
なくとも１面に回折面を有し、物体側よりパワーレスレ
ンズ、負レンズの２枚から構成されていることを特徴と
するズームレンズ。

【０１１７】〔１３〕少なくとも２つの群を有し、そ
れらの間隔を変化させることにより変倍を行い、何れか
の群に非球面と回折面を持つプラスチックのパワーレス
レンズを有していることを特徴とするズームレンズ。

【０１１８】〔１４〕物体側より、正の屈折力を有す
る第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それ
らの間隔を変化させることによって変倍を行い、第１群
は接合レンズを有し、第２群のみに回折面を有すること
を特徴とするズームレンズ。

【０１１９】〔１５〕物体側より、正の屈折力を有す
る第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それ
らの間隔を変化させることによって変倍を行い、第１群
は少なくとも１面の回折面を有し、非球面を有するパワ
ーレスレンズ、正レンズからなり、第２群は少なくとも
１面の回折面を有し、物体側より、非球面を有するパワ
ーレスレンズ、負レンズからなることを特徴とするズー
ムレンズ。

【０１２０】〔１６〕物体側より、正の屈折力を有す
る第１群と、負の屈折力を有する第２群からなり、それ
らの間隔を変化させることによって変倍を行い、第１群
は物体側より、非球面を有するパワーレスレンズ、負レ
ンズと正レンズの接合レンズからなり、第２群は少なく
とも１面の回折面を有し、非球面を有するパワーレスレ
ンズ、負レンズからなることを特徴とするズームレン
ズ。

【０１２１】〔１７〕上記１１から１３、１５、１６
の何れか１項において、明るさ絞りに対し、回折面を有
するパワーレスレンズが物体側に配置されているとき
は、物体側に凸の形状、像側に配置されているときは、
像側に凸の形状であることを特徴とするズームレンズ。

【０１２２】〔１８〕上記１１、１２、１５、１６の
何れか１項において、パワーレスレンズはプラスチック
からなることを特徴とするズームレンズ。

【０１２３】〔１９〕上記１１から１３、１５、１６
の何れか１項において、パワーレスレンズの屈折力が次
の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。｜ｆ_t／ｆ_pwless｜＜０．６・・・（１４）ただし、ｆ_t：ズームレンズの望遠端の焦点距離、ｆ_pwless：パワーレスレンズの焦点距離、である。

【０１２４】〔２０〕上記１１から１３、１５、１６
の何れか１項において、パワーレスレンズの屈折力が次
の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。｜ｆ_t／ｆ_pwless｜＜０．４・・・（１５）ただし、ｆ_t：ズームレンズの望遠端の焦点距離、ｆ_pwless：パワーレスレンズの焦点距離、である。

【０１２５】〔２１〕上記１９又は２０において、パ
ワーレスレンズの周辺の屈折力が次の条件式を満たすこ
とを特徴とするズームレンズ。｜ｆ_t／ｆ（ｙ）_pwless｜＜０．８・・・（１６）ただし、ｆ_t：ズームレンズの望遠端の焦点距離、ｆ（ｙ）_pwless：パワーレスレンズの周辺部の焦点距
離、である。ここで、周辺の焦点距離は次のように定義す
る。ｆ（ｙ）＝１／｛（ｎ−１）（１／ｒ_F（ｙ）−１／ｒ
_R（ｙ））｝ただし、ｎ：パワーレスレンズのｄ線の屈折率、ｒ_F（ｙ）：物体側曲率半径、ｒ_R（ｙ）：像側曲率半径、である。ただし、ｒ_F（ｙ）、ｒ_R（ｙ）は、非球面効
果がない場合には近軸曲率半径として、非球面効果があ
る場合には次の式で定義した曲率半径とする。ｒ（ｙ）＝ｙ（１＋ｆ’（ｙ）²）／ｆ”（ｙ）ここで、ｙ：望遠端の軸上マージナル光線高、ｆ（ｙ）：非球面定義式、である。

【０１２６】〔２２〕上記１９又は２０において、パ
ワーレスレンズの周辺の屈折力が次の条件式を満たすこ
とを特徴とするズームレンズ。｜ｆ_t／ｆ（ｙ）_pwless｜＜０．６・・・（１７）ただし、ｆ_t：ズームレンズの望遠端の焦点距離、ｆ（ｙ）_pwless：パワーレスレンズの周辺部の焦点距
離、である。ここで、周辺の焦点距離は次のように定義す
る。ｆ（ｙ）＝１／｛（ｎ−１）（１／ｒ_F（ｙ）−１／ｒ
_R（ｙ））｝ただし、ｎ：パワーレスレンズのｄ線の屈折率、ｒ_F（ｙ）：物体側曲率半径、ｒ_R（ｙ）：像側曲率半径、である。ただし、ｒ_F（ｙ）、ｒ_R（ｙ）は、非球面効
果がない場合には近軸曲率半径として、非球面効果があ
る場合には次の式で定義した曲率半径とする。ｒ（ｙ）＝ｙ（１＋ｆ’（ｙ）²）／ｆ”（ｙ）ここで、ｙ：望遠端の軸上マージナル光線高、ｆ（ｙ）：非球面定義式、である。

【０１２７】〔２３〕上記１から５、７、８、１１か
ら１６の何れか１項において、回折面の焦点距離は次の
条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。８＜｜ｆ_G／ｆ_DOE｜＜１００・・・（１８）ただし、ｆ_G：回折光学素子を有しているズーム群の焦
点距離、ｆ_DOE：回折光学素子の焦点距離、である。

【０１２８】〔２４〕上記１から５、７、８、１１か
ら１６の何れか１項において、回折面の焦点距離は次の
条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。１０＜｜ｆ_G／ｆ_DOE｜＜７０・・・（１９）ただし、ｆ_G：回折光学素子を有しているズーム群の焦
点距離、ｆ_DOE：回折光学素子の焦点距離、である。

【０１２９】〔２５〕上記１１から１６の何れか１項
において、次の条件式を満たしていることを特徴とする
ズームレンズ。５０＜ν_d1＜８５・・・（２０）５０＜ν_d2＜８５・・・（２１）ただし、ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズ
のアッべ数、 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１３０】〔２６〕上記１１から１６の何れか１項
において、次の条件式を満たしていることを特徴とする
ズームレンズ。５０＜ν_d1＜６５・・・（２２）５０＜ν_d2＜６５・・・（２３）ただし、ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズ
のアッべ数、 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１３１】〔２７〕上記１１から１６の何れか１項
において、次の条件式を満たしていることを特徴とする
ズームレンズ。０＜ｄ_DOE／ｆ₁＜０．３・・・（２４）５０＜ν_d1＜８５・・・（２５）ただし、ｄ_DOE：明るさ絞りから回折面までの軸上間
隔、ｆ₁：第１群の焦点距離、 ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１３２】〔２８〕上記１１から１６の何れか１項
において、次の条件式を満たしていることを特徴とする
ズームレンズ。０．０２＜ｄ_DOE／ｆ₁＜０．２５・・・（２６）５５＜ν_d1＜６５・・・（２７）ただし、ｄ_DOE：明るさ絞りから回折面までの軸上間
隔、ｆ₁：第１群の焦点距離、 ν_d1：第１群で正の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１３３】〔２９〕上記１１から１６の何れか１項
において、次の条件式を満たしていることを特徴とする
ズームレンズ。０＜｜ｄ_DOE’／ｆ₂｜＜０．３５・・・（２８）５０＜ν₂＜８５・・・（２９）ただし、ｄ_DOE’：第２群の最終面から回折面までの軸
上間隔、ｆ₂：第２群の焦点距離 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１３４】〔３０〕上記１１から１６の何れか１項
において、次の条件式を満たしていることを特徴とする
ズームレンズ。０＜｜ｄ_DOE’／ｆ₂｜＜０．２７・・・（３０）５３＜ν₂＜６５・・・（３１）ただし、ｄ_DOE’：第２群の最終面から回折面までの軸
上間隔、ｆ₂：第２群の焦点距離 ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズのアッべ
数、である。

【０１３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、ズームレンズに適切に回折光学素子を用いることに
より、高倍ズームレンズでありながら、色収差の十分補
正された高性能な光学系を得ることができる。また、パ
ワーレスレンズを用いても回折光学素子により色収差を
十分補正することができるので、高性能でありながら低
コストな光学系を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のズームレンズの広角端
（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の光軸を含む
断面図である。

【図２】本発明の実施例２のズームレンズの広角端の光
軸を含む断面図である。

【図３】本発明の実施例３のズームレンズの広角端の光
軸を含む断面図である。

【図４】本発明の実施例４のズームレンズの広角端の光
軸を含む断面図である。

【図５】本発明の実施例５のズームレンズの広角端の光
軸を含む断面図である。

【図６】本発明の実施例６のズームレンズの広角端の光
軸を含む断面図である。

【図７】本発明の実施例７のズームレンズの広角端の光
軸を含む断面図である。

【図８】本発明の実施例８のズームレンズの広角端の光
軸を含む断面図である。

【図９】本発明の実施例９のズームレンズの広角端の光
軸を含む断面図である。

【図１０】実施例１の広角端での収差図である。

【図１１】実施例１の標準状態での収差図である。

【図１２】実施例１の望遠端での収差図である。

【図１３】回折光学素子を用いた場合の残存色収差の例
を示す図である。

【図１４】回折光学素子の構造の例を示す断面図であ
る。

【図１５】回折面の具体的な形状を示す断面図である。

【符号の説明】

Ｇ１…第１レンズ群Ｇ２…第２レンズ群２１…透明部２２…不透明部２２…高屈折率部２４…低屈折率部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より、正の屈折力を有する第１群
と、負の屈折力を有する第２群からなり、それらの間隔
を変化させることによって変倍を行い、光学系中に少な
くとも１面の回折面を有し、また、各群にはそれぞれ２
枚以上のレンズを有し、次の条件式を満たすことを特徴
とするズームレンズ。５０＜ν_d2＜８５・・・（２）ただし、ν_d2：第２群で負の屈折力の最も大きいレンズ
のアッべ数である。
【請求項２】少なくとも２つの群を有し、それらの間
隔を変化させることにより変倍を行い、少なくとも１つ
の群は少なくとも１面に回折面を有し、その群は強いパ
ワーを有するレンズとパワーレスレンズの２枚から構成
されていることを特徴とするズームレンズ。
【請求項３】少なくとも２つの群を有し、それらの間
隔を変化させることにより変倍を行い、何れかの群に非
球面と回折面を持つプラスチックのパワーレスレンズを
有していることを特徴とするズームレンズ。