JP4745707B2 - 光学系 - Google Patents
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Description
また、異常部分分散材料を用いず、回折光学素子を用いて光学系の色収差の補正を行ったものも知られている(特許文献3、4)。特許文献3や特許文献4には、回折光学素子と屈折光学素子とを適切に組み合わせることで、色収差が比較的良好に補正されたレトロフォーカス型の光学系が開示されている。
νd=(Nd−1)/(NF−NC)
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC)
とするとき、
−2.100×10−3・νd+0.693 < θgF
0.555 < θgF < 0.9
νd < 60
なる条件を満足する固体材料から形成される少なくとも1つの屈折光学素子を有し、該屈折光学素子が、前記交点より前方に配置されている場合は負の屈折力を有し、前記交点より後方に配置されている場合は正の屈折力を有することを特徴としている。
θgd=(Ng−Nd)/(NF−NC)
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC)
ここで、レトロフォーカス型の光学系とは、
・最も前方のレンズ面を通過する近軸軸上光線の光軸からの高さが、光軸と瞳近軸光線との交点より後方で近軸軸上光線がレンズ面を通過する光軸からの高さの最大値よりも小さい光学系
・光学系の光学全長をOTL、光学系の焦点距離をfとするとき、
2<OTL/f<15
なる条件を満足する光学系(但し、光学系がズームレンズの場合、OTL,fは各々広角端の数値)
である。
・開口絞りの位置
・光軸と瞳近軸光線との交点
に相当する。
νd=(Nd−1)/(NF−NC)
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC)
とおくとき、
−2.100×10−3・νd+0.693 < θgF ・・・(1)
0.555 < θgF < 0.9 ・・・(2)
なる条件を満足する固体材料から形成される1つ以上の屈折光学素子を有している。
ここで、片方のレンズを異常部分分散の材料で構成した2枚のレンズの組み合わせから成る光学系について考える。
ΔT ∝ Δψ/ν ・・・(c)
式(b)及び式(c)から明らかなとおり、レンズ面のパワー変化に対する各収差係数の変化ΔL,ΔTは、アッベ数νの絶対値が小さい(すなわち、分散が大きい)ほど大きくなる。したがって、アッベ数νの絶対値が小さい高分散材料を用いれば、必要な色収差を得るためのパワー変化量は小さくて済むことになる。このことは収差論上、球面収差、コマ収差や非点収差などに大きな影響を及ぼすことなく色収差をコントロールでき、色収差補正の独立性が高まることを意味する。
θgd=(Ng−Nd)/(NF−NC)
するとき、
−2.407×10−3・νd+1.420 < θgd ・・・(3)
1.255 < θgd < 1.67 ・・・(4)
なる条件を満足することである。
νd < 60 ・・・(5)
を満足することが好ましい。
νGni(λ)={NGnj(λ0)−1}/{NGnj(λ)−NGnj(λ0)}
νGpi(λ)={NGpi(λ0)−1}/{NGpi(λ)−NGpi(λ0)}
である。ここで、
φGni:前群Gnを構成する、各薄肉単レンズの屈折力(光学的パワー)
φGpi:後群Gpを構成する、各薄肉単レンズの屈折力(光学的パワー)
νGni:前群Gnを構成する、各薄肉単レンズのアッべ数
νGpi:後群Gpを構成する、各薄肉単レンズのアッべ数
hGn :前群Gnへ入射する近軸軸上光線の高さ
hGp :後群Gpへ入射する近軸軸上光線の高さ
HGn :前群Gnへ入射する瞳近軸光線の高さ
HGp :後群Gpへ入射する瞳近軸光線の高さ
NGnj:前群Gnを構成する、各薄肉単レンズの屈折率
NGpi:後群Gpを構成する、各薄肉単レンズの屈折率
λ:任意波長
λ0:設計波長
である。
LGIT(λ)=hGn 2(λ0)φGIT(λ0)/νGIT(λ)
・・・(f)
TGIT(λ)=hGn(λ0) HGn(λ0)φGIT(λ0)/νGIT(λ)
・・・(g)
となる。但し、
φGIT(λ0):屈折光学系部分GITの屈折力(光学的パワー)
hGIT(λ0):屈折光学系部分GITへ入射する近軸軸上光線の高さ
νGIT(λ)={NGIT(λ0)−1}/{NGIT(λ)−NGIT(λ0)}
である。
0 <|ψGIT1/ψ| < 0.5 ・・・(6)
の条件を満足している。
0<|ψGIT1/ψ| < 0.3 ・・・(6a)
とするのが良い。
0<|ψGIT1/ψ| < 0.15 ・・・(6b)
とするのが良い。
0<|ψGIT2/ψ| < 1.0 ・・・(7)
の条件を満足している。
0<|ψGIT2/ψ| < 0.48 ・・・(7a)
とするのが良い。更に好ましくは、
0<|ψGIT2/ψ| < 0.36 ・・・(7b)
とするのが良い。
|dn/dT| < 2.5×10-4(1/℃)・・・(8)
なる条件を満足するのが良い。
2<OTL/f<15 ・・・(9)
但し、光学系がズームレンズの場合、OTL,fは各々広角端の数値である。
N(λ)=[1+V{NTiO 2(λ)−1}+(1−V){NP 2(λ)−1}]1/2
・・・(i)
である。ここで、λは任意の波長、NTiOはTiO2の屈折率、NPはポリマーの屈折率、Vはポリマー体積に対するTiO2微粒子の総体積の分率である。
次に本発明の光学系を撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)の実施例を図16を用いて説明する。
学系、22はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系21によって形成された被写体像を受光
するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)、23は撮像素子
22によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリ、24は液晶ディ
スプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子22上に形成された被写体像を観察す
るためのファインダである。
、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
GIT 部分分散比の大きい屈折光学素子
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L4 第4レンズ群
L5 第5レンズ群
SP 絞り
IP 像面
d d線
g g線
C C線
F F線
S.C 正弦条件
△M d線に対するメリディオナル像面
△S d線に対するサジタル像面
△Mg g線に対するメリディオナル像面
△Sg g線に対するサジタル像面
Claims (8)
- 最も前方のレンズ面を通過する近軸軸上光線の光軸からの高さが、光軸と瞳近軸光線との交点より後方で近軸軸上光線がレンズ面を通過する光軸からの高さの最大値よりも小さい光学系において、g線、d線、F線、C線に対する材料の屈折率をそれぞれNg,Nd,NF,NCとし、
νd=(Nd−1)/(NF−NC)
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC)
とするとき、
−2.100×10−3・νd+0.693 < θgF
0.555 < θgF < 0.9
νd < 60
なる条件を満足する固体材料から形成される少なくとも1つの屈折光学素子を有し、該屈折光学素子が、前記交点より前方に配置されている場合は負の屈折力を有し、前記交点より後方に配置されている場合は正の屈折力を有することを特徴とする光学系。 - 前記交点より前方に配置された前記屈折光学素子の屈折力をψGIT1、光学系全体の屈折力をψとするとき、
0 <|ψGIT1/ψ| < 0.5
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。 - 前記交点より後方に配置された前記屈折光学素子の屈折力をψGIT2、光学系全体の屈折力をψとするとき、
0<|ψGIT2/ψ| < 1.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。 - 前記固体材料は、
θgd=(Ng−Nd)/(NF−NC)
とするとき、
−2.407×10−3・νd+1.420 < θgd
1.255 < θgd < 1.67
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光学系。 - 前記固体材料の0℃〜40℃におけるd線の屈折率の温度に対する変化率の絶対値を|dn/dT|とするとき、
|dn/dT|< 2.5×10-4(1/℃)
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光学系。 - 前記固体材料は樹脂からなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学系。
- 光電変換素子に像を形成することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光学系。
- 請求項1乃至7のいずれか1項の光学系を備えることを特徴とする光学機器。
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