JPH1073706A - 両面が回折面からなる回折型光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回折型光学素子を用いて単レンズの全長を短
縮することを目的とし、銀塩カメラや電子カメラ等のカ
メラ用光学系に利用できる回折型光学素子。 【解決手段】 単レンズの両面が共に回折面にて構成さ
れ、両面共に平面であか、両面共に曲率を有し、被写体
側より順に、正パワー及び正パワー、正パワー及び負パ
ワー、負パワー及び正パワーの回折面からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回折現象に基づく
レンズ作用を持った回折面を有するような回折型光学素
子（以下、Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｅｌｅｍｅｎｔを略してＤＯＥと称する。）に関するも
のであり、特に、両面が回折面にて構成された単レンズ
からなるレンズ系等に利用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】銀塩カメラや電子カメラ等に用いられる
光学系は、撮影レンズに代表されるように高仕様・高性
能になる程多くのレンズ枚数と複雑な構成が要求され
る。しかし、全ての光学系が複雑な構成をしている訳で
はなく、単レンズ１枚にて構成される光学系もある。例
えば、図１に示されるようなアクティブ型の測距装置で
ある。これは、三角測距の原理に基づく方法であり、図
１を参照にして簡単に説明すると、１１は赤外発光ダイ
オード（以下、ＩＲＥＤと称す。）、１２はＩＲＥＤか
ら発せられた赤外光を投射する投光レンズ系、１３は被
写体、１４は被写体からの反射光を集光する受光レンズ
系、１５は集光された光の位置を測定する位置検出手段
（以下、ＰＳＤと称す。）である。ＩＲＥＤ１１から発
せられた赤外光は投光レンズ系１２によって被写体１３
へ投射される。被写体１３によって反射された光は投光
レンズ系１２から基線長だけ離れて設けられた受光レン
ズ系１４によってＰＳＤ１５上に集光される。そして、
ＰＳＤ１５上の位置情報から被写体１３までの距離を算
出する方法である。

【０００３】このようなアクティブ型測距装置に用いら
れる投光レンズ系や受光レンズ系としては、１枚の単レ
ンズにて構成されることが多い。また、製品によっては
反射面を有するプリズム状の場合もあるが、基本的には
１枚構成であることに変わりはない。これらの投光レン
ズ系あるいは受光レンズ系は明るさが重要であるため、
レンズ径、厚み共に大きなものになってしまう。

【０００４】次に、外部測光方式の測光装置に用いられ
るレンズ系も単レンズにて構成される。これは、撮影レ
ンズやファインダーレンズ等とは別にカメラボディ内に
配置されており、被写体の測光を行うものである。図２
を参照にして説明すると、２１は集光レンズ、２２はフ
ィルター、２３は受光素子である。２２のフィルターは
受光素子２３の分光感度をフィルムの特性に合わせるも
のであり、基本的には赤外光をカットする作用を持って
いる。集光レンズ２１はコンパクト化とコストダウンの
ために１枚の単レンズにて構成されることが多いが、十
分な明るさと撮影レンズの画角に応じた測光角度を必要
とするため、やはり大きなレンズになってしまう。

【０００５】また、撮影レンズにしても、レンズ付きフ
ィルムに代表されるような安価なカメラには、プラスチ
ック製の単レンズが用いられている。図３は概念図であ
るが、単レンズからなる撮影レンズ３１、明るさ絞り３
２、フィルム面３３にて構成される。フィルム面３３
は、通常その長手方向に沿って被写体側に凹面を向けた
湾曲した面となっている。単レンズの場合は、球面収差
を小さくするか、あるいは、低次コマ収差を小さくする
程度の自由度しかなく、レンズのベンディング形状を選
択する余地はない。すなわち、一般的には、絞りに対し
て凹面を向けたメニスカスレンズとなる例が多く、した
がって、収差補正上レンズ形状は決まってしまうので、
レンズ全長を短縮する余裕はない。

【０００６】一方、近年になって、カメラのコンパクト
化が大幅に進められ、更なる小型化が求められている。
カメラボディ内には多くの部品が配置されているが、小
型化のため、それら部品点数の削減や部品の小型化が必
要であり、上記した各種レンズ系も小型化が要求される
ようになってきた。このような状況に鑑みて、後記する
本発明では、回折型光学素子を利用することによって単
レンズの更なる小型化、特に薄型化を目的としている。

【０００７】次に、回折型光学素子（ＤＯＥ）について
説明する。ＤＯＥに関しては、「光学」２２巻６３５〜
６４２頁及び７３０〜７３７頁に詳しく解説されてい
る。

【０００８】従来のレンズが媒質の界面における屈折作
用に基づいているのに対し、ＤＯＥは光の回折作用に基
づいている。一般的に、図４で示すような回折格子へ光
が入射したとき、回折作用にて射出される光は以下の関
係式を満たす。 ｓｉｎθ−ｓｉｎθ’＝ｍλ／ｄ ・・・（ａ） ただし、θは入射角、θ’は射出角、λは光の波長、ｄ
は回折格子のピッチ、ｍは回折次数である。

【０００９】したがって、（ａ）式に従ってリング状の
回折格子のピッチを適切に構成してやれば、光を一点に
集光させること、すなわちレンズ作用を持たせることが
できる。このとき、ｊ番目の格子のリング半径をｒ_j 、
回折面の焦点距離をｆとすると、１次近似の領域にて以
下の式を満たす。

【００１０】 ｒ_j ² ＝２ｊλｆ ・・・（ｂ） 一方、回折格子の構成法としては、明暗のリングにて構
成する振幅変調型、屈折率あるいは光路長を変える位相
変調型等が提案されている。振幅変調型のＤＯＥでは複
数の回折次数光が発生するため、例えば入射光の光量と
１次回折光の光量比（以下、回折効率と称する。）は最
大でも６％程度である。あるいは、振幅変調型のＤＯＥ
を漂白処理等を施して位相変調型へ改良したとしても、
回折効率は最大で３４％程度である。しかし、同じく位
相変調型のＤＯＥでも、その断面形状を図５（ａ）に示
すような鋸形状で構成すれば回折効率を１００％まで向
上できる。このようなＤＯＥをキノフォームと称してい
る。このとき、鋸状の山の高さは次式で与えられる。 ｈ＝ｍλ／（ｎ−１） ・・・（ｃ） ただし、ｈは山の高さ、ｎは基材の屈折率である。

【００１１】（ｃ）式からも予測されるように、回折効
率１００％は只一つの波長に対してのみ達成される。ま
た、キノフォーム形状を図５（ｂ）のように階段近似し
たものはバイナリー光学素子と呼ばれたりするが、これ
はリソグラフィー的手法にて比較的容易に製作できる。
バイナリー光学素子では、４段階近似で８１％、８段階
近似で９５％、１６段階近似で９９％の回折効率が得ら
れることが知られている。

【００１２】ＤＯＥの設計法についてもいくつかの方法
が知られているが、本発明ではウルトラ・ハイ・インデ
ックス法を用いている。この手法については、"Mathema
tical equivalence between a holographic optical el
ement and ultra-high indexlens"J. Opt. Sos. Am. 6
9,486-487 、又は、"Using a conventional opticaldes
ign program to design holographic optical element
s" Opt. Eng. 19,649-653 等に示されている。すなわ
ち、ＤＯＥは厚みが０で屈折率が非常に大きな屈折面と
等価であることが知られている。

【００１３】ＤＯＥをレンズとして用いているとき、２
つの重要な特徴がある。第１の特徴は、非球面作用であ
る。回折格子のピッチを適切に構成すれば、光を完全に
一点に集めることができるが、これは非球面にて球面収
差を０に補正することと同じ作用である。第２の特徴
は、色の分散が非常に大きいことである。アッベ数で表
現すれば−３．４５という値になり、従来の屈折作用の
材料と比べると、数１０倍の色収差がしかも符号が−だ
から逆方向に発生する。分散が大きいことは、自然光の
下で使用されるレンズ系にＤＯＥを応用するときに最大
の問題となる。また、ＤＯＥの任意の波長における屈折
率は、以下の（ｄ）式にて与えられる。

【００１４】 ｎ（λ）＝１＋〔ｎ（λ₀ ）−１〕・λ／λ₀ ・・・（ｄ） ただし、λは任意の波長、ｎ（λ）はそのときの屈折
率、λ₀ は基準波長、ｎ（λ₀ ）はそのときの屈折率で
ある。

【００１５】このようなＤＯＥをアクティブ方式の測距
装置へ応用した例としては、特開平７−６３９８２号の
ものが知られている。この公報において、マスターレン
ズのＩＲＥＤ側にコンバーターレンズを挿入して変倍を
行うものであるが、このとき、マスターレンズは凸平形
状、コンバーターレンズは凹平形状であり、各平面を回
折面にて構成している。その結果、マスターレンズを固
定のままで変倍を実現しているが、小型化への考慮はな
されていない。

【００１６】また、ＤＯＥを撮影レンズへ適用した先行
例として、"Hybrid diffractive-lenses and achromat
s" Appl.Opt.27,2960-2971 が知られている。この先行
例においては、近軸の色収差補正の原理に基づいて、ア
ッベ数−３．４５の回折型レンズと従来の屈折型レンズ
を組み合わせて色収差補正を行った場合の計算例が示さ
れている。具体的には、物体側面は凸面であり、像側面
は平面であるようなレンズにおいて、像側の平面上に回
折面を構成しており、このとき、軸上色収差のアクロマ
ート化と残存する２次スペクトルについて示されてい
る。しかし、倍率色収差やその他の収差に関しては触れ
ておらず、具体的な設計データもない。

【００１７】また、ＷＯ９５／１８３９３において、被
写体側に凸な正メニスカスレンズと絞りを配置し、正レ
ンズの像側面を回折面にて構成された例が示されてい
る。この先行例では、屈折系と回折系の組み合わせによ
り色収差を補正し、レンズ部品を増やすことなく高性能
を達成したものである。

【００１８】しかし、撮影レンズにＤＯＥを適用した上
記先行例は、２つ共に色収差補正が目的であり、レンズ
系の部品を増やさないことによる小型化の利点は説明さ
れているが、単レンズの全長を短縮するという内容は含
まれていない。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】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、その目的
は、ＤＯＥを用いて単レンズの全長を短縮することであ
り、銀塩カメラや電子カメラ等のカメラ用光学系に利用
できるＤＯＥを提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の回折型光学素子は、両面共に回折面にて構成される
ことを特徴とするものである。

【００２１】この場合、回折型光学素子は両面共に平面
であることが望ましい。また、回折型光学素子は、被写
体側より順に、正パワー及び負パワーの回折面からなる
ことが望ましい。

【００２２】以下、本発明においてこのような構成をと
る理由と作用について説明する。

【００２３】本発明の回折型光学素子は、両面共に回折
面にて構成されることを特徴とするものであり、これを
利用するレンズ系は、両面共に回折面にて構成された回
折型光学素子からなることを特徴としている。

【００２４】後述するように、レンズの両面を平面とし
てレンズの全長の短縮を図る場合、コマ収差補正のため
に両面共に回折面が必要となる。また、面が曲率を有し
たレンズにてレンズ全長の短縮を図る場合、像側主点を
被写体側へ寄せればよいが、そのためには、レンズを強
いメニスカス形状で構成する必要があり、面のパワーが
強いために、収差の発生量が大きくなる。両面共に回折
面にて構成すれば、これらの収差を補正でき、全長短縮
が可能となる。

【００２５】本発明のレンズ系にて全長短縮を実現する
より具体的な第１の構成は、両面共に回折面にて構成さ
れた回折型光学素子において、両面共に平面にて構成さ
れるものである。

【００２６】従来、アクティブ型測距装置のレンズ系や
測光装置のレンズ系は焦点距離が短いので、レンズ面の
パワーが大変に強くなり、さらに、Ｆナンバーが非常に
小さいことと相まって、レンズ面のサグ量（レンズ面の
面頂からの変化量）が非常に大きくなっていた。そのた
め、レンズの径や厚みが共に大きくなり、小型化は困難
であった。その対策として、レンズ面のパワーを両面に
分割しようとしても、収差補正上被写体側の面にパワー
が集中するために、改善されなかった。従来の屈折面に
対して、回折面はサグ量を０にできるので、特に薄型化
の効果は大きい。

【００２７】ところで、実際の回折面はキノフォーム形
状の場合、前記（ｃ）式より数波長から数１０波長程度
の凹凸があるが、実質的に平面と見なしてよい。また、
レンズの厚みも加工上の制約条件や組立上の条件等で決
まる程度まで薄くすることが可能である。したがって、
ＤＯＥを両面平面の平板状のレンズとすれば、大幅な薄
型化が実現できる。このとき、収差補正上、両面共に回
折面で構成する理由を以下に説明する。

【００２８】レンズ系の使用画角が十分に小さい場合に
は球面収差の補正のみでよいから、非球面作用の効果に
より片面の回折面にて十分な収差補正が可能である。し
かし、使用画角が広くなった場合、例えば測距装置のレ
ンズ系では５°程度の画角であり、測光装置のレンズ系
では２０°程度の画角が使われるが、このような場合
は、球面収差のみならず、コマ収差の補正も必要であ
る。しかしながら、平板状のレンズではコマ収差の発生
を防げない。そこで、球面収差とコマ収差を共に補正す
るために平板状のレンズの両面を回折面にて構成する。

【００２９】図６に従って説明すると、６１は被写体側
の回折面、６２は反対側の回折面、６３は像面であり、
絞りは６１面と一致しているとする。そして、無限物点
から平行光が入射したとき、各面におけるマージナル光
線６４と主光線６５の光線高をｙ及びｙ’とする。ウル
トラ・ハイ・インデックス法によると、回折面の屈折率
は非常に大きく、逆に曲率は非常に小さいから、被写体
側の回折面６１で発生する球面収差やコマ収差は略０で
ある。一方、反対側の回折面６２では負の球面収差と正
のコマ収差が発生し、性能を劣化させる。この場合、反
対側の回折面６２で発生する正のコマ収差の補正が困難
となる。また、"Design of a wide field diffractive
landscape lens" Appl.Opt.28,3950-3959 より、以下の
関係式が得られる。

【００３０】 ＳＩ^* ＝ＳＩ ・・・（ｅ） ＳII^* ＝ＳII＋（ｙ’／ｙ）ＳＩ ・・・（ｆ） ただし、ＳＩ及びＳIIは絞り密着時の３次の球面収差係
数及びコマ収差係数であり、ＳＩ^* 及びＳII^* は絞りが
一致していないときの各収差係数である。図６の場合、
（ｆ）式に従って回折面６２のＳＩでＳIIを打ち消すよ
うに構成される。このとき、ｙ’／ｙが小さいためにＳ
Ｉが負で大きな値となってしまう。その結果、回折面６
２で発生した負の球面収差をキャンセルするために、回
折面６１では逆に正の大きな球面収差を発生させる必要
がある。

【００３１】このように、平面状のレンズにて広い画角
へ対応するためには、球面収差とコマ収差を補正するこ
とが重要であり、両面共に回折面とすることが必要とな
る。そして、このときの面は、その周辺部において、被
写体側の面は発散作用を有し、被写体と反対側の面は収
斂作用を有していることが特徴である。

【００３２】以上で説明した通り、レンズの両面で符号
の異なる大きな球面収差が発生しており、これらの球面
収差を互いに打ち消し合っているので、両面の偏心精度
が大変に厳しくなってしまう。このような問題を解決す
るためには、レンズ径に比べてレンズ厚みを厚くする
と、コマ収差補正に必要な球面収差量が小さくて済むか
ら、両面の偏心精度を緩和できる。このとき、具体的に
は、下記条件式を満たすことが望ましい。

【００３３】 ０．３＜ｄ／φ＜１．５ ・・・（１） ただし、ｄは回折型光学素子の中心の厚み、φは回折型
光学素子の径である。

【００３４】上記（１）式の下限の０．３を越えてレン
ズが薄くなると、収差補正上両面で発生する正負の球面
収差が大きくなるので、両面の偏心精度が厳しくなる。
また、（１）式の上限の１．５を越えてレンズが厚くな
ると、全長短縮の目的に反する。

【００３５】次に、本発明のレンズ系にて全長短縮を実
現するためのより具体的な第２の構成は、回折型光学素
子を両面共に回折面にて構成し、回折面のパワーを被写
体側より順に、正パワー及び負パワーにて構成するもの
である。

【００３６】このような正負パワーの構成は、レンズ面
が平面であるかあるいは曲率を有する面であるかに係わ
らず、いわゆるテレフォトタイプの構成として、主点位
置を被写体側へ移動できるから、レンズ全長の短縮が可
能となる。従来の屈折系で同様の構成を用いると、レン
ズ全長短縮の効果が得られる程度のパワーを持たせるに
は面の曲率が大きくなってしまうので、十分な収差補正
はできなかった。しかし、回折系を利用すれば、収差補
正とレンズ全長短縮を両立できる。

【００３７】このとき、下記条件式（２）式あるいは
（３）式を満たすことが望ましい。

【００３８】 −２０＜ｆ₂ ／ｆ＜−２ ・・・（２） −５＜ｆ₂ ／ｆ＜−０．５ ・・・（３） ただし、ｆは回折型光学素子の焦点距離、ｆ₂ は被写体
と反対側の回折面の焦点距離である。

【００３９】条件式（２）は撮影レンズのように高度な
収差補正を要するレンズ系に適用される条件である。撮
影レンズにおいては、たとえ安価な単レンズであって
も、平板状の回折型レンズでは、色収差の発生が大きく
実用に耐えない。また、先行技術で述べたような凸平形
状のレンズにしても、コマ収差の補正が不十分であり、
さらに、非点収差の色収差が大きく発生してしまい、た
とえ回折面を用いたとしても十分な性能は得られない。
したがって、両面共に曲率を有するレンズ面で構成し、
さらに、１面の回折面を用いることで単色収差と色収差
を良好に補正することができる。しかし、これだけでは
全長の短縮は困難なので、本発明では、両面は共に回折
面で構成し、各回折面のパワーを被写体側より順に正パ
ワー及び負パワーの配置とした。このとき、条件式
（２）を満たすことが望ましい。（２）式の下限の−２
０を越えて負パワーが弱くなると、全長短縮の効果が得
られない。また、（２）式の上限の−２を越えて負パワ
ーが強くなると、全長短縮には有利だが、倍率色収差の
発生が大きくなり、好ましくない。回折面の場合、分散
が非常に大きいので、パワーの変化に対して色収差の発
生が顕著である。

【００４０】一方、条件式（３）は測距装置のレンズ系
や測光装置のレンズ系等に適用されるものである。これ
らのレンズでは、色収差の発生が小さいか、あるいは、
大きな問題とはならないので、条件式（２）よりも比較
的強いパワーを与えて全長の短縮が可能である。このと
き、条件式（３）を満たすことが望ましい。（３）式の
下限の−５を越えて負パワーが弱くなると、全長短縮の
効果が得られない。また、（３）式の上限を越えて負パ
ワーを強くすると、全長短縮には有利だが、単色収差の
補正が困難となり、好ましくない。

【００４１】条件式（２）の説明で述べたように、両面
共に曲率を有する場合の方が、収差補正の自由度が高
く、高仕様・高性能なレンズ系が得られる。このとき、
ＤＯＥは被写体に凸面を向けた形状が好ましい。その結
果、被写体側面の正パワーを屈折面にて多く負担できる
ため、回折面のパワーを小さくできる。回折パターンは
回折面のパワーが小さい程その間隔が大きくなるので、
加工が容易になる。同様に、後述する実施例の撮影レン
ズや測距装置のレンズのように、被写体と反対側の面が
凹面であれば、負パワーを屈折面にて多く負担できるた
め、回折面の負担を小さくできる。すなわち、これらの
レンズは被写体側に凸面を向けたメニスカス形状が好ま
しい。

【００４２】また、このような正負のパワーの構成につ
いては、両パワーの間隔が遠い方がテレフォト化の効果
を得られやすい。つまり、レンズ厚みが厚い程各回折面
のパワーを小さくできるので、収差補正上好ましい。こ
のとき、下記条件式（４）を満たすことが望ましい。 ０．２＜ｄ／ｆ＜１．５ ・・・（４） ただし、ｄは回折型光学素子の中心の厚み、ｆは回折型
光学素子の焦点距離である。

【００４３】（４）式の下限の０．２を越えて厚みが薄
くなると、全長短縮のための各面のパワーが強くなりす
ぎて、単色収差の補正が困難となる。一方、（４）式の
上限の１．５を越えて厚くなると、ＤＯＥの厚みで巨大
化してしまう。ただし、ＤＯＥが反射面を有するプリズ
ムとして構成される場合は、（４）式を適用しない。

【００４４】次に、両面共に平面の場合は、回折面が全
てのパワーを負担するため、回折パターンの間隔が小さ
くなりすぎる問題がある。その結果、加工や製造が非常
に困難となる。また、間隔が波長の数倍程度まで細かく
なると、最早平面型のＤＯＥとして見なせなくなる。そ
こで、平板状のレンズにおいて、両面共に正パワーの回
折面にて構成すれば、パワーを分割できるので、回折パ
ターンの間隔を広げることができ、加工性を改善でき
る。

【００４５】また、平板状のレンズでは、収差補正上、
被写体側の面が発散作用で反対側の面が収斂作用を有す
ると述べた。このとき、被写体側の面において近軸的な
パワーを収斂作用に設定すると、レンズの中心から周辺
に向かって収斂作用から発散作用へと変化して行き、正
負のパワーが混合した形状となるため、製造上の困難が
予想される。そこで、平板状のレンズにおいて、被写体
側を負パワーとし、反対側を正パワーとすれば、収差補
正の作用と矛盾がなくなり、加工が容易となる。ただ
し、回折パターンの間隔は小さいままなので、このよう
な場合、高次回折光を用いるとよい。ただし、回折次数
が大きい程、設計波長と使用波長が異なったときの回折
効率の低下が激しくなる。したがって、撮影レンズのよ
うに広い波長領域で用いられるＤＯＥでは、設計回折次
数はせいぜい２次程度が限界である。一方、測距装置に
用いられるレンズ系は、ＩＲＥＤの波長領域が狭いの
で、１０次以上の回折次数を用いることができる。しか
し、この場合にも、回折パターンの間隔が広がると同時
に回折パターンの深さも深くなって行く。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の回折型光学素子を
用いたレンズ系の実施例１〜１１について説明する。本
発明による回折型光学素子の回折面は、ウルトラ・ハイ
・インデックス法を用いて設計しており、具体的には、
回折面は厚みが０で波長がｄ−ｌｉｎｅのときの屈折率
が１００１、また、波長が９００ｎｍのときの屈折率が
１５３３の屈折型レンズとして表現されている。したが
って、後記する数値データにおいても、以下に示すよう
な通常の非球面式にて記載する。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。

【００４７】 Ｚ＝ＣＹ² ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）Ｃ² Ｙ² ｝］ ＋Ａ₄ Ｙ⁴ ＋Ａ₆ Ｙ⁶ ＋Ａ₈ Ｙ⁸ ＋Ａ₁₀Ｙ¹⁰・・・（ｇ） 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。

【００４８】また、回折面と厚みが０で接する面はＤＯ
Ｅの基材表面である。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格子を形成する。つまり、
後述する各実施例において、最終的にレンズとしての作
用を有するのは基材の面である。

【００４９】回折面の具体的な形状としては、例えば図
７に断面を示すようなものがある。図の（ａ）は、透明
部７１と不透明部７２が交互に配列され、不透明部７２
の厚みはほぼ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７３
と低屈折率部７４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５（ａ））。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５（ｂ））。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７（ｄ）のキノフォ
ームや図７（ｅ）や図７（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。

【００５０】実施例１〜１１のレンズ系の光軸を含む断
面図をそれぞれ図８〜図１８に示す。各実施例の数値デ
ータは後記するが、実施例１から実施例４までは、撮影
レンズの設計例である。これらの実施例は何れも基材表
面は両面共に曲率を有しており、絞りに対して凹面を向
けたメニスカス形状として構成することで、単色収差を
良好に補正している。また、カメラ等に用いられる撮影
レンズは、ｇ−ｌｉｎｅからＣ−ｌｉｎｅの波長領域に
わたって、色収差を補正することが望ましい。

【００５１】実施例１は、図８に示すように、リアー絞
りを有する単レンズであり、アクリル基材の両面を回折
面にて構成している。両面共正パワーを有しており、各
回折面の焦点距離は、被写体側より順に、９６８．６８
ｍｍ、３８０．６６ｍｍである。

【００５２】実施例２は、図９に示すように、リアー絞
りを有する単レンズであり、アクリル基材の両面を回折
面にて構成している。２つの回折面は、被写体側より順
に、正パワーと負パワーであり、各回折面の焦点距離
は、１５９．８７ｍｍと−１２１．０５ｍｍである。

【００５３】実施例３は、図１０に示すように、リアー
絞りを有する単レンズであり、アクリル基材の両面を回
折面にて構成している。２つの回折面は、被写体側より
順に、正パワーと負パワーであり、各回折面の焦点距離
は、２０４．１８ｍｍと−５４２．１８ｍｍである。実
施例２と実施例３を比べると、実施例２の方が回折面の
パワーを強く設定しているので、一層の全長短縮が可能
な反面、倍率色収差の発生が大きくなってしまい、周辺
の性能が劣っている。

【００５４】実施例４は、図１１に示すように、フロン
ト絞りを有する単レンズであり、ポリカーボネート基材
の両面を回折面にて構成している。２つの回折面は、被
写体側より順に、負パワーと正パワーであり、各回折面
の焦点距離は、−３０５．６１ｍｍと１６２．６２ｍｍ
である。

【００５５】実施例５から実施例９までは、アクティブ
型測距装置の投光レンズに用いた設計例である。何れの
実施例もＩＲＥＤは発光部を曲率を有する樹脂製パッケ
ージにて覆ったものである。

【００５６】実施例５は、図１２に示すように、アクリ
ル基材の表面を両面共に回折面となし、各々回折面は、
被写体側より順に、正パワー及び負パワーの構成として
いる。基材の表面は両面共に曲率を有し、被写体側に凸
なメニスカス形状となっている。各回折面の焦点距離
は、２７．６８ｍｍと−２８．６６ｍｍである。

【００５７】実施例６は、図１３に示すように、アクリ
ル基材の表面を両面共に回折面となし、各々回折面は、
被写体側より順に、正パワー及び負パワーの構成として
いる。基材の表面は両面共に曲率を有し、被写体側に凸
なメニスカス形状となっている。各回折面の焦点距離
は、２０．５８ｍｍと−９．２１ｍｍである。実施例５
と比べて回折面のパワーを強くし、さらに、中心厚を厚
くしているので、全長短縮をより達成できる。

【００５８】実施例７は、図１４に示すように、アクリ
ル基材の表面を両面共に回折面となし、各々回折面は、
被写体側より順に、正パワー及び正パワーの構成として
いるが、基材の表面は両面共に平面であり、平板状のレ
ンズとなっている。各回折面の焦点距離は、２３．３１
ｍｍと２３．３１ｍｍである。

【００５９】実施例８は、図１５に示すように、両面が
平面のアクリル基材の表面を両面共に回折面となし、各
々回折面は、被写体側より順に、正パワー及び負パワー
の構成として、全長短縮を一層可能にしている。各回折
面の焦点距離は、７．５０ｍｍと−１１．０２ｍｍであ
る。

【００６０】実施例９は、図１６に示すように、両面が
平面のアクリル基材の表面を両面共に回折面となし、各
々回折面は、被写体側より順に、負パワー及び正パワー
の構成としている。各回折面の焦点距離は、−５１．９
２ｍｍと１０．００ｍｍである。

【００６１】実施例１０と実施例１１は、測光装置に用
いられるレンズ系の設計例である。実施例１０は、図１
７に示すように、両凸形状のアクリル基材の表面を両面
共に回折面となし、各々回折面は、被写体側より順に、
正パワー及び負パワーの構成としている。各回折面の焦
点距離は、１４．４０ｍｍと−１０．４７ｍｍである。

【００６２】実施例１１は、図１８に示すように、両面
が平面のアクリル基材の表面を両面共に回折面となし、
各々回折面は、被写体側より順に、正パワー及び正パワ
ーの構成としている。各回折面の焦点距離は、６．９６
ｍｍと６．９６ｍｍである。

【００６３】以上のように、何れの実施例も樹脂材料の
基材の表面に回折面を構成している。樹脂材料であれ
ば、成形法によって回折型光学素子を安く大量に生産で
きるので、好ましい。また、部品の軽量化も可能であ
る。撮影レンズや測光装置のレンズのように、広い波長
域で使用されるレンズにおいては、屈折系と回折系にて
色収差補正したときの残存色収差量を減少させるため、
基材としてアクリルのようにアッベ数の大きな材料が望
ましい。

【００６４】また、樹脂材料は、使用環境の温度や湿度
の変化によってレンズの特性が変わってしまうが、基材
としてポリオレフィン系の材料で構成しておけば、この
材料は低吸湿な特性を有しているから、湿度変化による
悪影響をなくすことができる。

【００６５】以下に、上記実施例１〜１１の数値データ
を示す。各データ中、Ｆは全系の焦点距離、ｆは回折型
光学素子の焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバー、ｆ_B はバック
フォーカース、ωは半画角、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−ｌｉｎｅにおける屈折
率、ν_d1、ν_d2…は各レンズのｄ−ｌｉｎｅにおけるア
ッべ数、ｎ_900,1 、ｎ_900,2…は各レンズの波長９００
ｎｍの屈折率であり、また、非球面形状は前記（ｇ）式
にて表される。

【００６６】実施例１ Ｆ＝40.16mm , Ｆ_NO＝ 8.0, ｆ_B ＝29.95mm , ω＝28.3° ｒ₁ = 7.62367 （回折面）ｄ₁ = 0 ｎ_d1 =1001 ν_d1 =-3.45 ｒ₂ = 7.62373 ｄ₂ = 3.8 ｎ_d2 =1.49241 ν_d2 =57.66 ｒ₃ = 9.55803 ｄ₃ = 0 ｎ_d3 =1001 ν_d3 =-3.45 ｒ₄ = 9.55827 （回折面）ｄ₄ = 3.5 ｒ₅ = ∞（絞り） 非球面係数 第１面 Ｋ = 0 A₄ = 3.8782 ×10^-8 A₆ =-7.3318 ×10^-10 A₈ = 9.3894 ×10^-11 A₁₀=-5.3266 ×10^-13 第４面 Ｋ = 0 A₄ = 3.1926 ×10^-7 A₆ =-4.0794 ×10^-8 A₈ = 4.7505 ×10^-9 A₁₀=-1.6735 ×10^-10 。

【００６７】実施例２ Ｆ＝44.79mm , Ｆ_NO＝10.0, ｆ_B ＝33.10mm , ω＝25.7° ｒ₁ = 7.79408 （回折面）ｄ₁ = 0 ｎ_d1 =1001 ν_d1 =-3.45 ｒ₂ = 7.79446 ｄ₂ = 4.7 ｎ_d2 =1.49241 ν_d2 =57.66 ｒ₃ = 9.46476 ｄ₃ = 0 ｎ_d3 =1001 ν_d3 =-3.45 ｒ₄ = 9.46402 （回折面）ｄ₄ = 1.9 ｒ₅ = ∞（絞り） 非球面係数 第１面 Ｋ = 0 A₄ =-2.1507 ×10^-8 A₆ = 7.1525 ×10^-9 A₈ =-3.6163 ×10^-10 A₁₀= 7.8368 ×10^-12 第４面 Ｋ = 0 A₄ = 1.0745 ×10^-7 A₆ = 1.3145 ×10^-8 A₈ =-6.6927 ×10^-10 A₁₀= 2.4583 ×10^-11 ｆ₂ ／ｆ＝-2.70 （ただし、ｆ＝44.79 ） ｄ／ｆ ＝0.10 （ただし、ｆ＝44.79 ） 。

【００６８】実施例３ Ｆ＝35.08mm , Ｆ_NO＝10.0, ｆ_B ＝27.41mm , ω＝31.6° ｒ₁ = 6.06231 （回折面）ｄ₁ = 0 ｎ_d1 =1001 ν_d1 =-3.45 ｒ₂ = 6.06249 ｄ₂ = 2.8 ｎ_d2 =1.49241 ν_d2 =57.66 ｒ₃ = 7.36331 ｄ₃ = 0 ｎ_d3 =1001 ν_d3 =-3.45 ｒ₄ = 7.36321 （回折面）ｄ₄ = 2.0 ｒ₅ = ∞（絞り） 非球面係数 第１面 Ｋ = 0 A₄ =-5.5812 ×10^-8 A₆ = 2.8355 ×10^-8 A₈ =-2.0264 ×10^-9 A₁₀= 7.9702 ×10^-11 第４面 Ｋ = 0 A₄ = 1.9277 ×10^-7 A₆ = 5.9853 ×10^-8 A₈ =-4.1730 ×10^-9 A₁₀= 2.5641 ×10^-10 ｆ₂ ／ｆ＝-15.46（ただし、ｆ＝35.08 ） ｄ／ｆ ＝0.08 （ただし、ｆ＝35.08 ） 。

【００６９】実施例４ Ｆ＝34.97mm , Ｆ_NO＝10.0, ｆ_B ＝39.43mm , ω＝31.7° ｒ₁ = ∞（絞り） ｄ₁ = 1.0 ｒ₂ = -9.41405 （回折面）ｄ₂ = 0 ｎ_d1 =1001 ν_d1 =-3.45 ｒ₃ = -9.41434 ｄ₃ = 3.0 ｎ_d2 =1.58423 ν_d2 =30.49 ｒ₄ = -7.54447 ｄ₄ = 0 ｎ_d3 =1001 ν_d3 =-3.45 ｒ₅ = -7.54412 （回折面） 非球面係数 第２面 Ｋ = 0 A₄ =-2.4353 ×10^-7 A₆ =-2.2464 ×10^-7 A₈ = 8.1057 ×10^-8 A₁₀=-9.4824 ×10^-9 第５面 Ｋ = 0 A₄ =-5.1609 ×10^-8 A₆ =-2.6784 ×10^-8 A₈ = 2.8376 ×10^-9 A₁₀=-1.4246 ×10^-10 。

【００７０】実施例５ Ｆ＝ 5.70mm , Ｆ_NO＝ 0.6, ω＝ 5.1° ｒ₁ = 6.70362 （回折面）ｄ₁ = 0 ｎ_900,1=1533 ｒ₂ = 6.70468 ｄ₂ = 5.000 ｎ_900,2=1.48536 ｒ₃ = 95.28850 ｄ₃ = 0 ｎ_900,3=1533 ｒ₄ = 95.08216 （回折面）ｄ₄ = 3.524 ｒ₅ = 2 ｄ₅ = 3 ｎ_900,4=1.54000 ｒ₆ = ∞（発光部） 非球面係数 第１面 Ｋ = 0 A₄ = 8.2801 ×10^-9 A₆ =-1.1027 ×10^-9 A₈ =-4.9699 ×10^-11 A₁₀= 5.3782 ×10^-12 第４面 Ｋ = 0 A₄ = 4.7607 ×10^-7 A₆ =-6.4340 ×10^-8 A₈ = 6.8222 ×10^-9 A₁₀=-1.9928 ×10^-10 ｆ₂ ／ｆ＝-2.38 （ただし、ｆ＝12.03) ｄ／ｆ ＝0.42 （ただし、ｆ＝12.03) 。

【００７１】実施例６ Ｆ＝ 5.69mm , Ｆ_NO＝ 0.6, ω＝ 5.1° ｒ₁ = 5.91509 （回折面）ｄ₁ = 0 ｎ_900,1=1533 ｒ₂ = 5.91620 ｄ₂ = 7.000 ｎ_900,2=1.48536 ｒ₃ = 32.94377 ｄ₃ = 0 ｎ_900,3=1533 ｒ₄ = 32.86706 （回折面）ｄ₄ = 3.000 ｒ₅ = 2 ｄ₅ = 3 ｎ_900,4=1.54000 ｒ₆ = ∞（発光部） 非球面係数 第１面 Ｋ = 0 A₄ =-7.5948 ×10^-10 A₆ =-2.2211 ×10^-9 A₈ = 8.6312 ×10^-11 A₁₀=-1.2705 ×１０^−１２ 第４面 Ｋ ＝ ０ A₄ = 2.0995 ×10^-6 A₆ = 1.2904 ×10^-8 A₈ = 4.1043 ×10^-9 A₁₀= 8.0099 ×10^-10 ｆ₂ ／ｆ＝-0.77 （ただし、ｆ＝12.01) ｄ／ｆ ＝0.58 （ただし、ｆ＝12.01) 。

【００７２】実施例７ Ｆ＝ 5.69mm , Ｆ_NO＝ 0.51 , ω＝ 6.3° ｒ₁ = 3.5706×10⁴ （回折面）ｄ₁ = 0 ｎ_900,1=1533 ｒ₂ = ∞ ｄ₂ = 2.000 ｎ_900,2=1.48536 ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 0 ｎ_900,3=1533 ｒ₄ =-3.5706×10⁴ （回折面）ｄ₄ = 7.197 ｒ₅ = 2 ｄ₅ = 3 ｎ_900,4=1.54000 ｒ₆ = ∞（発光部） 非球面係数 第１面 Ｋ = 0 A₄ =-4.8205 ×10^-7 A₆ =-3.0224 ×10^-9 A₈ =-1.5323 ×10^-11 A₁₀= 0 第４面 Ｋ = 0 A₄ =-5.5792 ×10^-7 A₆ = 1.4395 ×10^-9 A₈ = 6.2525 ×10^-12 A₁₀= 0 ｄ／φ ＝0.16 （ただし、φ＝12.44) 。

【００７３】実施例８ Ｆ＝ 5.69mm , Ｆ_NO＝ 0.51 , ω＝ 5.2° ｒ₁ = 1.1490×10⁴ （回折面）ｄ₁ = 0 ｎ_900,1=1533 ｒ₂ = ∞ ｄ₂ = 5.000 ｎ_900,2=1.48536 ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 0 ｎ_900,3=1533 ｒ₄ = 1.6888×10⁴ （回折面）ｄ₄ = 2.505 ｒ₅ = 2 ｄ₅ = 3 ｎ_900,4=1.54000 ｒ₆ = ∞（発光部） 非球面係数 第１面 Ｋ = 0 A₄ =-1.9495 ×10^-7 A₆ = 2.9607 ×10^-10 A₈ =-5.9321 ×10^-12 A₁₀= 0 第４面 Ｋ = 0 A₄ =-1.4199 ×10^-6 A₆ = 3.1942 ×10^-8 A₈ =-4.3797 ×10^-10 A₁₀= 0 ｄ／φ ＝0.45 （ただし、φ＝11.15) ｄ／ｆ ＝0.42 （ただし、ｆ＝12.00) 。

【００７４】実施例９ Ｆ＝ 5.69mm , Ｆ_NO＝ 0.51 , ω＝ 5.7° ｒ₁ =-7.9543×10⁴ （回折面）ｄ₁ = 0 ｎ_900,1=1533 ｒ₂ = ∞ ｄ₂ = 2.000 ｎ_900,2=1.48536 ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 0 ｎ_900,3=1533 ｒ₄ =-1.5320×10⁴ （回折面）ｄ₄ = 8.202 ｒ₅ = 2 ｄ₅ = 3 ｎ_900,4=1.54000 ｒ₆ = ∞（発光部） 非球面係数 第１面 Ｋ = 0 A₄ =-5.3129 ×10^-7 A₆ =-2.0516 ×10^-9 A₈ = 1.4635 ×10^-11 A₁₀= 0 第４面 Ｋ = 0 A₄ =-4.3773 ×10^-7 A₆ = 2.0908 ×10^-9 A₈ = 9.3391 ×10^-14 A₁₀= 0 ｄ／φ ＝0.15 （ただし、φ＝13.44) 。

【００７５】実施例１０ Ｆ＝ 3.75mm , Ｆ_NO＝ 1.1, ｆ_B ＝ 1.47mm , ω＝19.0° ｒ₁ = 2.91481 （回折面）ｄ₁ = 0 ｎ_d1 =1001 ν_d1 =-3.45 ｒ₂ = 2.91540 ｄ₂ = 3.8 ｎ_d2 =1.49241 ν_d2 =57.66 ｒ₃ = -2.92907 ｄ₃ = 0 ｎ_d3 =1001 ν_d3 =-3.45 ｒ₄ = -2.92989 （回折面） 非球面係数 第１面 Ｋ = 0 A₄ =-6.5307 ×10^-6 A₆ = 2.7369 ×10^-6 A₈ =-1.2910 ×10^-6 A₁₀= 2.0098 ×10^-7 第４面 Ｋ = 0 A₄ =-2.0982 ×10^-5 A₆ = 5.0215 ×10^-5 A₈ =-2.2606 ×10^-5 A₁₀= 3.2339 ×10^-6 ｆ₂ ／ｆ＝-2.79 （ただし、φ＝3.75 ) ｄ／ｆ ＝1.01 （ただし、φ＝3.75 ) 。

【００７６】実施例１１ Ｆ＝ 3.75mm , Ｆ_NO＝ 1.2, ｆ_B ＝ 3.21mm , ω＝19.7° ｒ₁ = 6.9580×10³ （回折面）ｄ₁ = 0 ｎ_d1 =1001 ν_d1 =-3.45 ｒ₂ = ∞ ｄ₂ = 1.5 ｎ_d2 =1.49241 ν_d2 =57.66 ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 0 ｎ_d3 =1001 ν_d3 =-3.45 ｒ₄ =-6.9580×10³ （回折面） 非球面係数 第１面 Ｋ = 0 A₄ =-8.4522 ×10^-6 A₆ =-2.2768 ×10^-7 A₈ =-1.1844 ×10^-7 A₁₀= 0 第４面 Ｋ = 0 A₄ =-1.1382 ×10^-5 A₆ = 2.0246 ×10^-7 A₈ =-2.0407 ×10^-8 A₁₀= 0 ｄ／φ ＝0.48 （ただし、φ＝3.12) 。

【００７７】以上の実施例１〜１１の収差図をそれぞれ
図１９〜図２９に示す。各収差図中、（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。

【００７８】以上の本発明の回折型光学素子は、例えば
次のように構成することができる。 〔１〕 両面共に回折面にて構成されることを特徴とす
る回折型光学素子。

【００７９】〔２〕 上記〔１〕において、回折型光学
素子は両面共に平面であることを特徴とする回折型光学
素子。

【００８０】〔３〕 上記〔１〕において、回折型光学
素子は両面共に曲率を有することを特徴とする回折型光
学素子。

【００８１】〔４〕 上記〔１〕において、回折型光学
素子は、被写体側より順に、正パワー及び正パワーの回
折面からなることを特徴とする回折型光学素子。

【００８２】〔５〕 上記〔１〕において、回折型光学
素子は、被写体側より順に、正パワー及び負パワーの回
折面からなることを特徴とする回折型光学素子。

【００８３】〔６〕 上記〔１〕において、回折型光学
素子は、被写体側より順に、負パワー及び正パワーの回
折面からなることを特徴とする回折型光学素子。

【００８４】〔７〕 両面共に回折面にて構成された回
折型光学素子からなることを特徴とする光学系。

【００８５】〔８〕 上記〔７〕において、光学系はフ
ィルム又は撮像素子に像を形成する結像レンズであるこ
とを特徴とする光学系。

【００８６】

〔９〕 上記〔７〕において、光学系はカ
メラ等のアクティブ型の測距装置に用いられる投光レン
ズ又は受光レンズであることを特徴とする光学系。

【００８７】〔１０〕 上記〔７〕において、光学系は
カメラ等の測光装置に用いられるレンズであることを特
徴とする光学系。

【００８８】〔１１〕 上記〔２〕において、回折型光
学素子は、被写体側より順に、正パワー及び正パワーの
回折面からなることを特徴とする回折型光学素子。

【００８９】〔１２〕 上記〔２〕において、回折型光
学素子は、被写体側より順に、正パワー及び負パワーの
回折面からなることを特徴とする回折型光学素子。

【００９０】〔１３〕 上記〔２〕において、回折型光
学素子は、被写体側より順に、負パワー及び正パワーの
回折面からなることを特徴とする回折型光学素子。

【００９１】〔１４〕 上記〔３〕において、回折型光
学素子は、被写体側より順に、正パワー及び正パワーの
回折面からなることを特徴とする回折型光学素子。

【００９２】〔１５〕 上記〔３〕において、回折型光
学素子は、被写体側より順に、正パワー及び負パワーの
回折面からなることを特徴とする回折型光学素子。

【００９３】〔１６〕 上記〔３〕において、回折型光
学素子は、被写体側より順に、負パワー及び正パワーの
回折面からなることを特徴とする回折型光学素子。

【００９４】〔１７〕 上記〔２〕、〔１１〕、〔１
２〕、〔１３〕の何れか１項において、下記条件式を満
足することを特徴とする回折型光学素子。 ０．３＜ｄ／φ＜１．５ ・・・（１） ただし、ｄは回折型光学素子の中心の厚み、φは回折型
光学素子の径である。

【００９５】〔１８〕 上記〔５〕又は〔１５〕におい
て、下記条件式を満足することを特徴とする回折型光学
素子。 −２０＜ｆ₂ ／ｆ＜−２ ・・・（２） ただし、ｆは回折型光学素子の焦点距離、ｆ₂ は被写体
と反対側の回折面の焦点距離である。

【００９６】〔１９〕 上記〔５〕又は〔１５〕におい
て、下記条件式を満足することを特徴とする回折型光学
素子。 −５＜ｆ₂ ／ｆ＜−０．５ ・・・（３） ただし、ｆは回折型光学素子の焦点距離、ｆ₂ は被写体
と反対側の回折面の焦点距離である。

【００９７】〔２０〕 上記〔５〕又は〔１５〕におい
て、下記条件式を満足することを特徴とする回折型光学
素子。 ０．２＜ｄ／ｆ＜１．５ ・・・（４） ただし、ｄは回折型光学素子の中心の厚み、ｆは回折型
光学素子の焦点距離である。

【００９８】〔２１〕 上記〔１９〕において、回折型
光学素子は被写体側に凸面を向けたメニスカスレンズで
あることを特徴とする回折型光学素子。

【００９９】〔２２〕 上記〔８〕において、回折型光
学素子は両面共に曲率を有し、下記条件式を満足するこ
とを特徴とする光学系。 −２０＜ｆ₂ ／ｆ＜−２ ・・・（２） ただし、ｆは回折型光学素子の焦点距離、ｆ₂ は被写体
と反対側の回折面の焦点距離である。

【０１００】〔２３〕 上記

〔９〕又は〔１０〕におい
て、回折型光学素子は両面共に曲率を有し、下記条件式
を満足することを特徴とする光学系。 −５＜ｆ₂ ／ｆ＜−０．５ ・・・（３） ただし、ｆは回折型光学素子の焦点距離、ｆ₂ は被写体
と反対側の回折面の焦点距離である。

【０１０１】〔２４〕 上記

〔９〕又は〔１０〕におい
て、回折型光学素子は下記条件式を満足することを特徴
とする光学系。 ０．２＜ｄ／ｆ＜１．５ ・・・（４） ただし、ｄは回折型光学素子の中心の厚み、ｆは回折型
光学素子の焦点距離である。

【０１０２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によって、カメラに用いられる安価な撮影レンズや測距
装置のレンズや測光装置のレンズのように、単レンズに
て構成される光学系を小型化し、レンズ全長の短い光学
系を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アクティブ型測距装置に用いられる光学系の概
念図である。

【図２】測光装置に用いられる光学系の概念図である。

【図３】撮影レンズの概念図である。

【図４】回折格子の回折作用を説明するための図であ
る。

【図５】キノフォームとバイナリー光学素子の断面形状
を示す断面図である。

【図６】本発明における回折型光学素子による収差補正
を説明するための図である。

【図７】本発明による回折型光学素子の回折面の具体的
な形状を示す図である。

【図８】本発明による実施例１のレンズ系の断面図であ
る。

【図９】本発明による実施例２のレンズ系の断面図であ
る。

【図１０】本発明による実施例３のレンズ系の断面図で
ある。

【図１１】本発明による実施例４のレンズ系の断面図で
ある。

【図１２】本発明による実施例５のレンズ系の断面図で
ある。

【図１３】本発明による実施例６のレンズ系の断面図で
ある。

【図１４】本発明による実施例７のレンズ系の断面図で
ある。

【図１５】本発明による実施例８のレンズ系の断面図で
ある。

【図１６】本発明による実施例９のレンズ系の断面図で
ある。

【図１７】本発明による実施例１０のレンズ系の断面図
である。

【図１８】本発明による実施例１１のレンズ系の断面図
である。

【図１９】実施例１の収差図である。

【図２０】実施例２の収差図である。

【図２１】実施例３の収差図である。

【図２２】実施例４の収差図である。

【図２３】実施例５の収差図である。

【図２４】実施例６の収差図である。

【図２５】実施例７の収差図である。

【図２６】実施例８の収差図である。

【図２７】実施例９の収差図である。

【図２８】実施例１０の収差図である。

【図２９】実施例１１の収差図である。

【符号の説明】

１１…赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ） １２…投光レンズ系 １３…被写体 １４…受光レンズ系 １５…位置検出手段（ＰＳＤ） ２１…集光レンズ ２２…フィルター ２３…受光素子 ３１…撮影レンズ ３２…明るさ絞り ３３…フィルム面 ６１…被写体側の回折面 ６２…反対側の回折面 ６３…像面 ６４…マージナル光線 ６５…主光線 ７１…透明部 ７２…不透明部 ７３…高屈折率部 ７４…低屈折率部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面共に回折面にて構成されることを特
   徴とする回折型光学素子。
2. 【請求項２】 請求項１において、回折型光学素子は両
   面共に平面であることを特徴とする回折型光学素子。
3. 【請求項３】 請求項１において、回折型光学素子は、
   被写体側より順に、正パワー及び負パワーの回折面から
   なることを特徴とする回折型光学素子。