JP2000066092A - 結像光学系 - Google Patents
結像光学系Info
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- JP2000066092A JP2000066092A JP10246542A JP24654298A JP2000066092A JP 2000066092 A JP2000066092 A JP 2000066092A JP 10246542 A JP10246542 A JP 10246542A JP 24654298 A JP24654298 A JP 24654298A JP 2000066092 A JP2000066092 A JP 2000066092A
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- lens
- imaging optical
- lens group
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 焦点距離に対してバックフォーカスが長い逆
望遠型結像光学系において、倍率色収差を有効に補正
し、良好な画像を形成する。 【解決手段】 物体側から順に負の屈折力を有する第１
のレンズ群と、正の屈折力を有する第２のレンズ群とで
レンズ群を構成し、焦点距離ｆに対して全レンズ系の最
終面から結像面までの距離Ｂｆを長くとる（ｆ＜Ｂｆ）
とともに、前記第１のレンズ群に負の屈折作用（ｆdoe
＜０）を有する回折面を有する光学部材ＤＯＥを形成
し、前記回折面の焦点距離をｆdoeをとするとき５０ｆ
＜｜ｆdoe ｜＜５００ｆなる条件を満足するように構成
する。負の光学部材ＤＯＥは、その部分分散に優れ、倍
率色収差を効果的に補正する
望遠型結像光学系において、倍率色収差を有効に補正
し、良好な画像を形成する。 【解決手段】 物体側から順に負の屈折力を有する第１
のレンズ群と、正の屈折力を有する第２のレンズ群とで
レンズ群を構成し、焦点距離ｆに対して全レンズ系の最
終面から結像面までの距離Ｂｆを長くとる（ｆ＜Ｂｆ）
とともに、前記第１のレンズ群に負の屈折作用（ｆdoe
＜０）を有する回折面を有する光学部材ＤＯＥを形成
し、前記回折面の焦点距離をｆdoeをとするとき５０ｆ
＜｜ｆdoe ｜＜５００ｆなる条件を満足するように構成
する。負の光学部材ＤＯＥは、その部分分散に優れ、倍
率色収差を効果的に補正する
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は写真或いは電子画像
に用いられる、焦点距離に対してバックフォーカスが長
い結像光学系に関するものであり、特に、バックフォー
カスを長く確保しつつも倍率色収差が良好に補正される
結像光学系に関する。
に用いられる、焦点距離に対してバックフォーカスが長
い結像光学系に関するものであり、特に、バックフォー
カスを長く確保しつつも倍率色収差が良好に補正される
結像光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】一眼レフカメラ用の広角レンズや電子画
像用の結像光学系においては、焦点距離に対して長いバ
ックフォーカスが必要とされている。これは一眼レフカ
メラ用の広角レンズでは鏡を跳ね上げる必要があり、バ
ックフォーカスが短か過ぎると鏡がレンズにぶつかって
しまうことになる。また、電子画像用の結像光学系で
は、ボディ全体を小型にする必要があり、レンズとＣＣ
Ｄ等の撮像素子の間にフィルター等の挿入が必要なため
である。
像用の結像光学系においては、焦点距離に対して長いバ
ックフォーカスが必要とされている。これは一眼レフカ
メラ用の広角レンズでは鏡を跳ね上げる必要があり、バ
ックフォーカスが短か過ぎると鏡がレンズにぶつかって
しまうことになる。また、電子画像用の結像光学系で
は、ボディ全体を小型にする必要があり、レンズとＣＣ
Ｄ等の撮像素子の間にフィルター等の挿入が必要なため
である。
【０００３】ところで、逆望遠型広角レンズを構成する
光学系は、一般に、負の屈折力を有する第１のレンズ群
（前群）と、正の屈折力を有する第２のレンズ群（後
群）とから構成され、そのレンズ系自体が非対称となる
ために、収差の補正に困難が伴う。特に、強い負の屈折
力の第１のレンズ群により発生する負の歪曲収差と倍率
色収差の補正が容易でない。そして、その画角が大きく
なるほど、或いは焦点距離に対してバックフォーカスを
長く確保するほど、その収差の補正が困難となる。
光学系は、一般に、負の屈折力を有する第１のレンズ群
（前群）と、正の屈折力を有する第２のレンズ群（後
群）とから構成され、そのレンズ系自体が非対称となる
ために、収差の補正に困難が伴う。特に、強い負の屈折
力の第１のレンズ群により発生する負の歪曲収差と倍率
色収差の補正が容易でない。そして、その画角が大きく
なるほど、或いは焦点距離に対してバックフォーカスを
長く確保するほど、その収差の補正が困難となる。
【０００４】負の歪曲収差を補正する手法としては種々
の技術が知られている。その１つは、第１のレンズ群の
枚数を増やしながら凸レンズと組み合わせていくもので
あり、また、非球面レンズを採用して、歪曲収差を除去
するものが知られる。多くのレンズを使用する方法で
は、そのレンズの枚数だけコスト増加を招くことにな
り、またその重量も増加する。これに対して、非球面レ
ンズを用いた場合には、レンズの枚数を減らすことがで
きるが、非球面化によって補正されるのは歪曲収差等で
あり、色収差の補正は困難なままである。
の技術が知られている。その１つは、第１のレンズ群の
枚数を増やしながら凸レンズと組み合わせていくもので
あり、また、非球面レンズを採用して、歪曲収差を除去
するものが知られる。多くのレンズを使用する方法で
は、そのレンズの枚数だけコスト増加を招くことにな
り、またその重量も増加する。これに対して、非球面レ
ンズを用いた場合には、レンズの枚数を減らすことがで
きるが、非球面化によって補正されるのは歪曲収差等で
あり、色収差の補正は困難なままである。
【０００５】色収差は大きく分けて２種類あり、これら
は軸上色収差と倍率色収差と呼ばれる。前者は焦点位置
のずれであり、後者は焦点距離（倍率）のずれである。
これらの色収差のうち、逆望遠型広角レンズを構成する
光学系では特に倍率色収差の補正が困難であり、ｇ線
（λ＝４３６ｎｍ）に対する倍率の色収差として、画面
の中間帯域で補正不足、最周辺で補正過剰となる所謂倍
率色収差の曲がりが問題となる。
は軸上色収差と倍率色収差と呼ばれる。前者は焦点位置
のずれであり、後者は焦点距離（倍率）のずれである。
これらの色収差のうち、逆望遠型広角レンズを構成する
光学系では特に倍率色収差の補正が困難であり、ｇ線
（λ＝４３６ｎｍ）に対する倍率の色収差として、画面
の中間帯域で補正不足、最周辺で補正過剰となる所謂倍
率色収差の曲がりが問題となる。
【０００６】このような倍率色収差の曲がりの問題を解
決するために、アッベ数の大きな低分散ガラスで正メニ
スカスレンズを構成すると共に負メニスカスレンズとし
てアッベ数が所要の範囲の高分散ガラスを加えて組み合
わせる手法も知られる。
決するために、アッベ数の大きな低分散ガラスで正メニ
スカスレンズを構成すると共に負メニスカスレンズとし
てアッベ数が所要の範囲の高分散ガラスを加えて組み合
わせる手法も知られる。
【発明が解決しようとする課題】ところが、以上のよう
な従来の倍率色収差の曲がりを補正するための手法で
は、ｄ線に対するｇ線の曲がりはある程度改善されてい
るが、ｄ線に対するＣ線（λ＝６５３ｎｍ）の倍率色収
差が残ることになり、このように基本的に色収差が改善
されていないものに対して、所要の絞りを設けても、十
分な品質の撮影や撮像を行うことができない。
な従来の倍率色収差の曲がりを補正するための手法で
は、ｄ線に対するｇ線の曲がりはある程度改善されてい
るが、ｄ線に対するＣ線（λ＝６５３ｎｍ）の倍率色収
差が残ることになり、このように基本的に色収差が改善
されていないものに対して、所要の絞りを設けても、十
分な品質の撮影や撮像を行うことができない。
【０００７】そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑
み、焦点距離に対してバックフォーカスが長い結像光学
系において、その倍率色収差を有効に補正する結像光学
系を提供することを目的とする。
み、焦点距離に対してバックフォーカスが長い結像光学
系において、その倍率色収差を有効に補正する結像光学
系を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による結像光学系は、図１に示
すように、物体側から順に負の屈折力を有する第１のレ
ンズ群Ｌ１〜Ｌ６と、正の屈折力を有する第２のレンズ
群Ｌ７〜Ｌ１０とを備え、前記第１のレンズ群は負の屈
折作用を有する回折面を有する光学部材Ｌ１を含み、前
記回折面の焦点距離をｆdoe 、前記第１のレンズ群と前
記第２のレンズ群とを含む全レンズ系の焦点距離をｆと
し、全レンズ系の最終面から結像面までの距離（バック
フォーカス）をＢｆとするとき、 （１） ｆ＜Ｂｆ （２） ５０ｆ＜｜ｆdoe ｜＜５００ｆ （３） ｆdoe ＜０ なる各条件を満足することを特徴とする。
に、請求項１に係る発明による結像光学系は、図１に示
すように、物体側から順に負の屈折力を有する第１のレ
ンズ群Ｌ１〜Ｌ６と、正の屈折力を有する第２のレンズ
群Ｌ７〜Ｌ１０とを備え、前記第１のレンズ群は負の屈
折作用を有する回折面を有する光学部材Ｌ１を含み、前
記回折面の焦点距離をｆdoe 、前記第１のレンズ群と前
記第２のレンズ群とを含む全レンズ系の焦点距離をｆと
し、全レンズ系の最終面から結像面までの距離（バック
フォーカス）をＢｆとするとき、 （１） ｆ＜Ｂｆ （２） ５０ｆ＜｜ｆdoe ｜＜５００ｆ （３） ｆdoe ＜０ なる各条件を満足することを特徴とする。
【０００９】いわゆる逆望遠型の結像光学系は物体側か
ら順に、負の屈折力を有する第１のレンズ群と、正の屈
折力を有する第２のレンズ群とによって構成され、条件
（１）を満たすことが焦点距離に対してバックフォーカ
スＢｆが長い構成となる。条件（３）は本発明で用いら
れる回折面を有する光学部材が負の屈折作用を有するこ
とを示しており、負の屈折作用を有する回折面を有する
光学部材を用いることで、非球面レンズ等を利用した屈
折光学系とは異なり、その分散特性からｄ線に対するｇ
線の倍率色収差を正とすると共にｄ線に対するＣ線の倍
率色収差を負にできる。これと同時に、その部分分散に
優れることから、ｄ線に対するＣ線の倍率色収差を効果
的に補正することができる。条件（２）は適正な屈折力
の範囲を示したものであり、前記回折面の焦点距離ｆdo
e の絶対値が下限より小さい場合には、該光学部材を回
折レンズとして見なした場合の屈折力が強くなり、色収
差の補正が困難となると共に、前記回折面のピッチが細
かくなり過ぎて製造が容易に行えないなどの問題を生ず
る。また、条件（２）の焦点距離ｆdoe の絶対値が上限
を超える場合には、回折レンズとしての屈折力が弱ま
り、従来の屈折系との差異が薄れてしまう。
ら順に、負の屈折力を有する第１のレンズ群と、正の屈
折力を有する第２のレンズ群とによって構成され、条件
（１）を満たすことが焦点距離に対してバックフォーカ
スＢｆが長い構成となる。条件（３）は本発明で用いら
れる回折面を有する光学部材が負の屈折作用を有するこ
とを示しており、負の屈折作用を有する回折面を有する
光学部材を用いることで、非球面レンズ等を利用した屈
折光学系とは異なり、その分散特性からｄ線に対するｇ
線の倍率色収差を正とすると共にｄ線に対するＣ線の倍
率色収差を負にできる。これと同時に、その部分分散に
優れることから、ｄ線に対するＣ線の倍率色収差を効果
的に補正することができる。条件（２）は適正な屈折力
の範囲を示したものであり、前記回折面の焦点距離ｆdo
e の絶対値が下限より小さい場合には、該光学部材を回
折レンズとして見なした場合の屈折力が強くなり、色収
差の補正が困難となると共に、前記回折面のピッチが細
かくなり過ぎて製造が容易に行えないなどの問題を生ず
る。また、条件（２）の焦点距離ｆdoe の絶対値が上限
を超える場合には、回折レンズとしての屈折力が弱ま
り、従来の屈折系との差異が薄れてしまう。
【００１０】このような本発明の結像光学系は、請求項
２に記載のように、その一例として、さらに前記回折面
を通過する最大画角軸外主光線の光軸からの高さをｈd
、前記全レンズ系における最大画角軸外主光線の光軸
からの最大高さをｈm とするとき、 （４） ０．２＜ｈd ／ｈm ≦１．０ なる条件を満足するように構成してもよい。
２に記載のように、その一例として、さらに前記回折面
を通過する最大画角軸外主光線の光軸からの高さをｈd
、前記全レンズ系における最大画角軸外主光線の光軸
からの最大高さをｈm とするとき、 （４） ０．２＜ｈd ／ｈm ≦１．０ なる条件を満足するように構成してもよい。
【００１１】この条件（４）は光軸高さに関する範囲を
示したものであり、パラメーターｈd ／ｈm が上限の場
合には、最も物体に近いレンズ群上の位置に回折面が配
置されたものに相当する。また、パラメーターｈd ／ｈ
m が下限近くの場合には、例えば回折面が広角のレンズ
群の絞り近傍に配置された場合に相当する。このパラメ
ーターｈd ／ｈm が下限を超えた場合には、倍率色収差
の補正効果が不良となり、特に、入射高の高い屈折系に
よって発生するｇ線の倍率の色収差の曲がりを補正する
ことが困難となる。
示したものであり、パラメーターｈd ／ｈm が上限の場
合には、最も物体に近いレンズ群上の位置に回折面が配
置されたものに相当する。また、パラメーターｈd ／ｈ
m が下限近くの場合には、例えば回折面が広角のレンズ
群の絞り近傍に配置された場合に相当する。このパラメ
ーターｈd ／ｈm が下限を超えた場合には、倍率色収差
の補正効果が不良となり、特に、入射高の高い屈折系に
よって発生するｇ線の倍率の色収差の曲がりを補正する
ことが困難となる。
【００１２】本発明の前記結像光学系は、請求項３に記
載のように、前記回折面は、同心円状に所定のピッチの
鋸歯状凹凸を有して構成され、前記所定のピッチが、前
記回折面の有効系の範囲内で少なくとも１つの極小値を
有する構成とすることができる。また、請求項４に記載
のように、この回折面を所定のピッチの鋸歯状凹凸を有
する構成とした場合において、前記回折面は、前記所定
のピッチの極小値をｐ（ｍｍ）とし、前記鋸歯状凹凸の
高さをｈ（μｍ）とするとき、 （５） ０．０１＜ｐ＜０．５０ （６） ０．５＜ｈ＜１．５ なる条件を満足するように構成できる。
載のように、前記回折面は、同心円状に所定のピッチの
鋸歯状凹凸を有して構成され、前記所定のピッチが、前
記回折面の有効系の範囲内で少なくとも１つの極小値を
有する構成とすることができる。また、請求項４に記載
のように、この回折面を所定のピッチの鋸歯状凹凸を有
する構成とした場合において、前記回折面は、前記所定
のピッチの極小値をｐ（ｍｍ）とし、前記鋸歯状凹凸の
高さをｈ（μｍ）とするとき、 （５） ０．０１＜ｐ＜０．５０ （６） ０．５＜ｈ＜１．５ なる条件を満足するように構成できる。
【００１３】このような回折面を所定のピッチの鋸歯状
凹凸を有する構成の一例は、回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄ
ｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎ
ｔ）であって、その鋸歯状凹凸のピッチに応じて屈折力
が決められる。すなわち、ピッチが狭い場合に、屈折力
が強くなり、ピッチが広い場合に屈折力が弱くなる。前
記光学部材は、負の屈折作用を有するものとされるが、
これは光軸（光軸高さが零）に関する特性を指してお
り、必ずしも光学部材の中央部と周辺部の間の各領域で
一定の負の屈折作用を有するものという意味でなく、特
にそのピッチが少なくとも１つの極小値を有する構成で
あるので、ピッチが変化しながらも光学部材の中央部と
周辺部の間で最もピッチが狭くなる領域が少なくとも１
つあることをいう。
凹凸を有する構成の一例は、回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄ
ｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎ
ｔ）であって、その鋸歯状凹凸のピッチに応じて屈折力
が決められる。すなわち、ピッチが狭い場合に、屈折力
が強くなり、ピッチが広い場合に屈折力が弱くなる。前
記光学部材は、負の屈折作用を有するものとされるが、
これは光軸（光軸高さが零）に関する特性を指してお
り、必ずしも光学部材の中央部と周辺部の間の各領域で
一定の負の屈折作用を有するものという意味でなく、特
にそのピッチが少なくとも１つの極小値を有する構成で
あるので、ピッチが変化しながらも光学部材の中央部と
周辺部の間で最もピッチが狭くなる領域が少なくとも１
つあることをいう。
【００１４】回折効率の高い回折光学素子は、例えば位
相変調型の回折光学素子であり、そしてその回折効率を
高めるためには、条件（６）を満たすことが好ましい。
すなわち、鋸歯状凹凸の高さｈは、その凹凸部分を構成
する材料の屈折率と、入射する光の波長によって、最大
回折効率が決められるものであり、可視光の範囲でガラ
ス材料の屈折率を考慮すると、条件（６）を満たすこと
が好ましい。また、条件（５）はピッチの極小値につい
ての範囲を示したものであって、下限を超えるピッチの
場合には、該ピッチが細かすぎて、その製造が困難とな
る。また、上限を超えるような場合には、回折レンズと
見なした時に、その屈折力が弱く、色収差の補正が困難
となる。回折光学素子の格子ピッチを輪帯毎に適切に選
ぶことで、入射高に応じた倍率色収差補正を行うことが
でき、倍率色収差の曲がりを補正できる。
相変調型の回折光学素子であり、そしてその回折効率を
高めるためには、条件（６）を満たすことが好ましい。
すなわち、鋸歯状凹凸の高さｈは、その凹凸部分を構成
する材料の屈折率と、入射する光の波長によって、最大
回折効率が決められるものであり、可視光の範囲でガラ
ス材料の屈折率を考慮すると、条件（６）を満たすこと
が好ましい。また、条件（５）はピッチの極小値につい
ての範囲を示したものであって、下限を超えるピッチの
場合には、該ピッチが細かすぎて、その製造が困難とな
る。また、上限を超えるような場合には、回折レンズと
見なした時に、その屈折力が弱く、色収差の補正が困難
となる。回折光学素子の格子ピッチを輪帯毎に適切に選
ぶことで、入射高に応じた倍率色収差補正を行うことが
でき、倍率色収差の曲がりを補正できる。
【００１５】回折光学素子の形状として鋸歯状凹凸を有
する構成のものは、キノフォーム型と呼ばれており、前
記回折面はキノフォームで構成できる。また、キノフォ
ーム形状を階段近似したバイナリー光学素子と呼ばれる
ものを使用できることは勿論である。この回折面は、切
削、型による成形により作成できる。型による成形は、
プレス式、射出式、ハイブリッド式（例えば、ガラス基
板上に薄い樹脂層を形成し、この樹脂層に回折面形状を
転写する）等の方法を選択できる。
する構成のものは、キノフォーム型と呼ばれており、前
記回折面はキノフォームで構成できる。また、キノフォ
ーム形状を階段近似したバイナリー光学素子と呼ばれる
ものを使用できることは勿論である。この回折面は、切
削、型による成形により作成できる。型による成形は、
プレス式、射出式、ハイブリッド式（例えば、ガラス基
板上に薄い樹脂層を形成し、この樹脂層に回折面形状を
転写する）等の方法を選択できる。
【００１６】また、請求項５に記載のように、前記回折
面を有する光学部材は平面基板に形成できる（図２）。
平面基板に形成することで最も容易に加工することがで
き、設計の自由度に優れ、また、製造コスト上も有利で
ある。
面を有する光学部材は平面基板に形成できる（図２）。
平面基板に形成することで最も容易に加工することがで
き、設計の自由度に優れ、また、製造コスト上も有利で
ある。
【００１７】また、請求項６に記載のように、前記回折
面を有する光学部材は、その一例として、物体側に凸面
を有するレンズとすることができ（図１）、前記回折面
は前記凸面に形成され、該回折面に入射する軸外光束の
入射角をθとするとき、 （７） −４０°＜θ＜４０° なる条件を満足することを特徴とする。
面を有する光学部材は、その一例として、物体側に凸面
を有するレンズとすることができ（図１）、前記回折面
は前記凸面に形成され、該回折面に入射する軸外光束の
入射角をθとするとき、 （７） −４０°＜θ＜４０° なる条件を満足することを特徴とする。
【００１８】このような入射角の制限は、入射角の角度
が大きくなると回折効率が低下するためであり、その結
果として他の回折次数の光によるフレアから画質の劣化
とならないように条件（７）の範囲を設定している。な
お、θの範囲は、好ましくは−３５°＜θ＜３５°、さ
らに好ましくは−３０°＜θ＜３０°である。
が大きくなると回折効率が低下するためであり、その結
果として他の回折次数の光によるフレアから画質の劣化
とならないように条件（７）の範囲を設定している。な
お、θの範囲は、好ましくは−３５°＜θ＜３５°、さ
らに好ましくは−３０°＜θ＜３０°である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明による具体的な実施
例について説明する。第１実施例から第６実施例まで
と、第１及び第２比較例を説明する。各実施例は物体側
から順に負の屈折力を有する第１のレンズ群と、正の屈
折力を有する第２のレンズ群とを備え、前記第１のレン
ズ群に設けられる負の屈折作用を有する回折面を有する
光学部材として回折光学素子（DOE）を形成したもので
ある。各実施例中、回折光学素子はウルトラハイ・イン
デックス法に基づき、回折レンズを極めて屈折率の大き
な薄肉屈折レンズとして設計したうえで構成したもので
あって、その非球面は次式に数値を代入して与えられ
る。
例について説明する。第１実施例から第６実施例まで
と、第１及び第２比較例を説明する。各実施例は物体側
から順に負の屈折力を有する第１のレンズ群と、正の屈
折力を有する第２のレンズ群とを備え、前記第１のレン
ズ群に設けられる負の屈折作用を有する回折面を有する
光学部材として回折光学素子（DOE）を形成したもので
ある。各実施例中、回折光学素子はウルトラハイ・イン
デックス法に基づき、回折レンズを極めて屈折率の大き
な薄肉屈折レンズとして設計したうえで構成したもので
あって、その非球面は次式に数値を代入して与えられ
る。
【００２０】X = CY2 / (1 + [1 - K(CY)2 ]1/2 ) +C2Y
2 + C4Y4 + C6 Y6 +C8Y8 + C10Y10 但し、Ｙは光軸と垂直な方向の座標、Ｘは光軸方向座
標、Ｃは曲率（１／ｒ）、Ｋは円錐係数、Ｃ2 乃至Ｃ10
は非球面係数である。
2 + C4Y4 + C6 Y6 +C8Y8 + C10Y10 但し、Ｙは光軸と垂直な方向の座標、Ｘは光軸方向座
標、Ｃは曲率（１／ｒ）、Ｋは円錐係数、Ｃ2 乃至Ｃ10
は非球面係数である。
【００２１】第１実施例から第６実施例までと第１及び
第２比較例の各レンズ構成図を図1乃至図８にそれぞれ
示す。図中、符号Ｌｎは第ｎのレンズ （ｎは０（図２
の場合）及び１から１２までの自然数）であって物体側
に位置するレンズから順に番号を付与したもの、Ｓは絞
り、ＤＯＥは回折光学素子をそれぞれ示す。なお第１比
較例は第５実施例の回折面が形成されていない光学系で
あり、特開昭６１−９０１１６号に示す光学系である。
また第２比較例は第６実施例の回折面が形成されていな
いものであり、特公昭５１−２３１７７号に示す光学系
である。
第２比較例の各レンズ構成図を図1乃至図８にそれぞれ
示す。図中、符号Ｌｎは第ｎのレンズ （ｎは０（図２
の場合）及び１から１２までの自然数）であって物体側
に位置するレンズから順に番号を付与したもの、Ｓは絞
り、ＤＯＥは回折光学素子をそれぞれ示す。なお第１比
較例は第５実施例の回折面が形成されていない光学系で
あり、特開昭６１−９０１１６号に示す光学系である。
また第２比較例は第６実施例の回折面が形成されていな
いものであり、特公昭５１−２３１７７号に示す光学系
である。
【００２２】次に各実施例の具体的数値を表にして示
す。以下の表中、ｒは各面の曲率半径（ｍｍ）、ｄは各
面同士の距離（ｍｍ）、ｎ（ｄ）は各光学要素（レン
ズ）のｄ線に対する屈折率、Abbe No.はアッベ数を示
す。
す。以下の表中、ｒは各面の曲率半径（ｍｍ）、ｄは各
面同士の距離（ｍｍ）、ｎ（ｄ）は各光学要素（レン
ズ）のｄ線に対する屈折率、Abbe No.はアッベ数を示
す。
【００２３】
【表１】
【００２４】この第１実施例については、図１に示すよ
うに、回折面は第１面であり、その回折面非球面係数は
K=1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝4.55690e-15、C6＝8.
19020e-21、C8＝2.10800e-26、C10＝-9.71720e-32であ
る。また、ｈd ／ｈmは１．００で、回折面への入射角
は５．８２度である。本実施例の回折面のピッチを図９
に示す。図９に示すように半径３１０ｍｍの近くに極小
値がある。
うに、回折面は第１面であり、その回折面非球面係数は
K=1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝4.55690e-15、C6＝8.
19020e-21、C8＝2.10800e-26、C10＝-9.71720e-32であ
る。また、ｈd ／ｈmは１．００で、回折面への入射角
は５．８２度である。本実施例の回折面のピッチを図９
に示す。図９に示すように半径３１０ｍｍの近くに極小
値がある。
【００２５】
【表２】
【００２６】この第２実施例において、図２に示すよう
に、回折面は平面基板上の第３面であり、回折面非球面
係数についてはK=0.0000、C2＝2.21980e-09、C4＝-2.95
080e-15、C6＝-4.71830e-21、C8＝1.00670e-26、C10＝
9.72430e-33である。また、ｈd ／ｈmは0.937で、回折
面への入射角は35.48度である。本実施例の回折面のピ
ッチを図１０に示す。図１０に示すように半径３２０ｍ
ｍの近くに極小値がある。
に、回折面は平面基板上の第３面であり、回折面非球面
係数についてはK=0.0000、C2＝2.21980e-09、C4＝-2.95
080e-15、C6＝-4.71830e-21、C8＝1.00670e-26、C10＝
9.72430e-33である。また、ｈd ／ｈmは0.937で、回折
面への入射角は35.48度である。本実施例の回折面のピ
ッチを図１０に示す。図１０に示すように半径３２０ｍ
ｍの近くに極小値がある。
【００２７】
【表３】
【００２８】この第３実施例において、、図３に示すよ
うに、回折面は第７面であり、回折面非球面係数につい
てはK=1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝1.43570e-13、C6
＝7.87880e-18、C8＝1.74280e-22、C10＝-8.62630e-27
である。また、ｈd ／ｈmは0.241である。本実施例は回
折面の直径を小さくしたものである。 本実施例の回折
面のピッチを図１１に示す。図１１に示すように半径５
５ｍｍの近くに極小値がある。 また、半径９０ｍｍの
近くに漸近線があり、その内側と外側ではその符号が異
なる。
うに、回折面は第７面であり、回折面非球面係数につい
てはK=1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝1.43570e-13、C6
＝7.87880e-18、C8＝1.74280e-22、C10＝-8.62630e-27
である。また、ｈd ／ｈmは0.241である。本実施例は回
折面の直径を小さくしたものである。 本実施例の回折
面のピッチを図１１に示す。図１１に示すように半径５
５ｍｍの近くに極小値がある。 また、半径９０ｍｍの
近くに漸近線があり、その内側と外側ではその符号が異
なる。
【００２９】
【表４】
【００３０】この第４実施例において、図４に示すよう
に、その回折面は第５面であり、回折面非球面係数につ
いては、K=1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝1.61440e-14
、C6＝1.71520e-18、C8＝1.28280e-23、C10＝3.34910
e-29である。また、ｈd ／ｈmは0.364である。本実施例
の回折面のピッチを図１２に示す。図１２に示すように
半径１２５ｍｍの近くに極小値がある。
に、その回折面は第５面であり、回折面非球面係数につ
いては、K=1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝1.61440e-14
、C6＝1.71520e-18、C8＝1.28280e-23、C10＝3.34910
e-29である。また、ｈd ／ｈmは0.364である。本実施例
の回折面のピッチを図１２に示す。図１２に示すように
半径１２５ｍｍの近くに極小値がある。
【００３１】
【表５】
【００３２】この第５実施例については、図５に示すよ
うに、回折面は第１面であり、その回折面非球面係数K=
1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝2.81610e-13、C6＝1.24
370e-17、C8＝-1.75740e-22、C10＝6.05970e-29であ
る。 また、ｈd ／ｈmは１．００である。本実施例の回
折面のピッチを図１３に示す。図１３に示すように半径
６５ｍｍの近くに極小値がある。
うに、回折面は第１面であり、その回折面非球面係数K=
1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝2.81610e-13、C6＝1.24
370e-17、C8＝-1.75740e-22、C10＝6.05970e-29であ
る。 また、ｈd ／ｈmは１．００である。本実施例の回
折面のピッチを図１３に示す。図１３に示すように半径
６５ｍｍの近くに極小値がある。
【００３３】
【表６】
【００３４】この第６実施例については図６に示すよう
に、回折面は第２レンズの第一面であり、その回折面非
球面係数はK=1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝2.49240e-
08、C6＝8.30260e-14、C8＝-3.33000e-19、C10＝8.2138
0e-22である。また、ｈd ／ｈmは０．８０である。 ま
た基板も非球面（第４面）とされ、その基板非球面係数
はK=1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝2.49240e-08、C6＝
8.302２0e-14、C8＝-3.32870e-19 、C10＝8.21380e-22
である。本実施例の回折面のピッチを図１４に示す。
に、回折面は第２レンズの第一面であり、その回折面非
球面係数はK=1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝2.49240e-
08、C6＝8.30260e-14、C8＝-3.33000e-19、C10＝8.2138
0e-22である。また、ｈd ／ｈmは０．８０である。 ま
た基板も非球面（第４面）とされ、その基板非球面係数
はK=1.0000、C2＝0.00000e+00、C4＝2.49240e-08、C6＝
8.302２0e-14、C8＝-3.32870e-19 、C10＝8.21380e-22
である。本実施例の回折面のピッチを図１４に示す。
【００３５】［第１及び第２の比較例］前述のように、
第１比較例は第５実施例の回折面が形成されていないも
のであり、特開昭６１−９０１１６号に示す光学系であ
る。また第２比較例は第６実施例の回折面が形成されて
いないものであり、特公昭５１−２３１７７号に示す光
学系である。それぞれのレンズ構成を図７、図８に示
す。具体的数値は第５実施例と第６実施例のものと同じ
であるので省略する。
第１比較例は第５実施例の回折面が形成されていないも
のであり、特開昭６１−９０１１６号に示す光学系であ
る。また第２比較例は第６実施例の回折面が形成されて
いないものであり、特公昭５１−２３１７７号に示す光
学系である。それぞれのレンズ構成を図７、図８に示
す。具体的数値は第５実施例と第６実施例のものと同じ
であるので省略する。
【００３６】第１実施例から第６実施例までと、第１及
び第２比較例の収差図をそれぞれ図１５乃至図２２に示
す。 また第１実施例から第６実施例の主要な各パラメ
ターを表７に示す。
び第２比較例の収差図をそれぞれ図１５乃至図２２に示
す。 また第１実施例から第６実施例の主要な各パラメ
ターを表７に示す。
【００３７】
【表７】
【００３８】図１５乃至図２２の各収差図からも明らか
なように、第１実施例から第6実施例の結像光学系では
いずれも十分な倍率色収差の補正がなされ、色消し効果
が得られていることがわかる。また、第１及び第２比較
例と第５及び第６実施例を比較してみても回折光学素子
により倍率色収差の補正がなされていることが示され
た。
なように、第１実施例から第6実施例の結像光学系では
いずれも十分な倍率色収差の補正がなされ、色消し効果
が得られていることがわかる。また、第１及び第２比較
例と第５及び第６実施例を比較してみても回折光学素子
により倍率色収差の補正がなされていることが示され
た。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、焦点距離に対してバッ
クフォーカスが長い結像光学系において、所要の条件の
もと、負の屈折作用を有する回折面を有する光学部材を
設けることでその倍率色収差が有効に補正される。特に
本発明の結像光学系を逆望遠型の一眼レフカメラ用の広
角レンズや電子画像用の撮像装置の結像光学系に適用す
ることで、良質の画像を得ることができ、またその経済
的効果も大きい。
クフォーカスが長い結像光学系において、所要の条件の
もと、負の屈折作用を有する回折面を有する光学部材を
設けることでその倍率色収差が有効に補正される。特に
本発明の結像光学系を逆望遠型の一眼レフカメラ用の広
角レンズや電子画像用の撮像装置の結像光学系に適用す
ることで、良質の画像を得ることができ、またその経済
的効果も大きい。
【図１】本発明の第１実施例の結像光学系のレンズ構成
図である。
図である。
【図２】本発明の第２実施例の結像光学系のレンズ構成
図である。
図である。
【図３】本発明の第３実施例の結像光学系のレンズ構成
図である。
図である。
【図４】本発明の第４実施例の結像光学系のレンズ構成
図である。
図である。
【図５】本発明の第５実施例の結像光学系のレンズ構成
図である。
図である。
【図６】本発明の第６実施例の結像光学系のレンズ構成
図である。
図である。
【図７】本発明の第１比較例の結像光学系のレンズ構成
図である。
図である。
【図８】本発明の第２比較例の結像光学系のレンズ構成
図である。
図である。
【図９】第１実施例の結像光学系の半径とピッチの関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図１０】第２実施例の結像光学系の半径とピッチの関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図１１】第３実施例の結像光学系の半径とピッチの関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図１２】第４実施例の結像光学系の半径とピッチの関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図１３】第５実施例の結像光学系の半径とピッチの関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図１４】第６実施例の結像光学系の半径とピッチの関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図１５】第１実施例の結像光学系の収差図である。
【図１６】第２実施例の結像光学系の収差図である。
【図１７】第３実施例の結像光学系の収差図である。
【図１８】第４実施例の結像光学系の収差図である。
【図１９】第５実施例の結像光学系の収差図である。
【図２０】第６実施例の結像光学系の収差図である。
【図２１】第１比較例の結像光学系の収差図である。
【図２２】第２比較例の結像光学系の収差図である。
Ｌｎ 第ｎのレンズ （ｎは０及び１から１２までの自然
数） Ｓ 絞り ＤＯＥ 回折光学素子
数） Ｓ 絞り ＤＯＥ 回折光学素子
Claims (6)
- 【請求項１】 物体側から順に負の屈折力を有する第１
のレンズ群と、正の屈折力を有する第２のレンズ群とを
備え、前記第１のレンズ群は負の屈折作用を有する回折
面を有する光学部材を含み、前記回折面の焦点距離をｆ
doe 、前記第１のレンズ群と前記第２のレンズ群とを含
む全レンズ系の焦点距離をｆとし、全レンズ系の最終面
から結像面までの距離をＢｆとするとき、 ｆ＜Ｂｆ ５０ｆ＜｜ｆdoe ｜＜５００ｆ ｆdoe ＜０ なる条件を満足することを特徴とする結像光学系。 - 【請求項２】 前記回折面を通過する最大画角軸外主光
線の光軸からの高さをｈd 、前記全レンズ系における最
大画角軸外主光線の光軸からの最大高さをｈm とすると
き、 ０．２＜ｈd ／ｈm ≦１．０ なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の
結像光学系。 - 【請求項３】 前記回折面は同心円状に所定のピッチの
鋸歯状凹凸を有して構成され、前記所定のピッチが、前
記回折面の有効系の範囲内で少なくとも１つの極小値を
有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の結像光学系。 - 【請求項４】 前記回折面は、前記所定のピッチの極小
値をｐ（ｍｍ）とし、前記鋸歯状凹凸の高さをｈ（μ
ｍ）とするとき、 ０．０１＜ｐ＜０．５０ ０．５＜ｈ＜１．５ なる条件を満足することを特徴とする請求項３に記載の
結像光学系。 - 【請求項５】 前記回折面を有する光学部材は平面基板
に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の
いずれかに記載の結像光学系。 - 【請求項６】 前記回折面を有する光学部材は、物体側
に凸面を有するレンズであり、前記回折面は前記凸面に
形成され、該回折面に入射する軸外光束の入射角をθと
するとき、 −４０°＜θ＜４０° なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求
項４のいずれかに記載の結像光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24654298A JP4491845B2 (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | 結像光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24654298A JP4491845B2 (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | 結像光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000066092A true JP2000066092A (ja) | 2000-03-03 |
| JP4491845B2 JP4491845B2 (ja) | 2010-06-30 |
Family
ID=17149966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24654298A Expired - Lifetime JP4491845B2 (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | 結像光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4491845B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002031755A (ja) * | 1999-11-29 | 2002-01-31 | Canon Inc | 光学系及び原稿読取装置 |
| JP2005316398A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-10 | Nikon Corp | 超広角レンズ、該超広角レンズを備えた撮影装置 |
| WO2013128856A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 株式会社ニコン | ズーム光学系 |
| CN109725406A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-07 | 浙江舜宇光学有限公司 | 光学镜头 |
| CN113740996A (zh) * | 2020-05-15 | 2021-12-03 | 信泰光学(深圳)有限公司 | 广角镜头 |
| CN115494619A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-12-20 | 江西晶超光学有限公司 | 光学成像系统、取像装置及电子设备 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10213744A (ja) * | 1997-01-30 | 1998-08-11 | Minolta Co Ltd | ズームレンズ |
-
1998
- 1998-08-17 JP JP24654298A patent/JP4491845B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10213744A (ja) * | 1997-01-30 | 1998-08-11 | Minolta Co Ltd | ズームレンズ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2013128856A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 株式会社ニコン | ズーム光学系 |
| JPWO2013128856A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2015-07-30 | 株式会社ニコン | ズーム光学系 |
| US9535240B2 (en) | 2012-02-29 | 2017-01-03 | Nikon Corporation | Zoom optical system |
| CN109725406A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-07 | 浙江舜宇光学有限公司 | 光学镜头 |
| CN109725406B (zh) * | 2019-02-21 | 2024-04-02 | 浙江舜宇光学有限公司 | 光学镜头 |
| CN113740996A (zh) * | 2020-05-15 | 2021-12-03 | 信泰光学(深圳)有限公司 | 广角镜头 |
| CN115494619A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-12-20 | 江西晶超光学有限公司 | 光学成像系统、取像装置及电子设备 |
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|---|---|
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