JP4944586B2 - Optical system and optical apparatus having the same - Google Patents

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Description

本発明は、光学系に関し、例えば、銀塩フィルム用カメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、望遠鏡、双眼鏡、プロジェクター、複写機等の光学機器に好適なものである。   The present invention relates to an optical system, and is suitable for optical equipment such as a silver salt film camera, a digital still camera, a video camera, a telescope, binoculars, a projector, and a copying machine.

デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に用いられる光学系には、レンズ全長(光学全長、物体側の第1レンズ面から像面までの長さ)が短く、光学系全体が小型であることが求められている。一般に、光学系の小型化を図るほど該収差、特に軸上色収差及び倍率色収差などの色収差が多く発生し、光学性能が低下する傾向にある。特にレンズ全長の短縮化を図ったテレフォトタイプの光学系では、焦点距離を長くするほど色収差が多く発生する。   An optical system used in an optical apparatus such as a digital camera or a video camera has a short total lens length (optical total length, length from the first lens surface on the object side to the image plane), and the entire optical system is small. It has been demanded. In general, the smaller the optical system is, the more aberrations, particularly chromatic aberrations such as axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration, occur, and the optical performance tends to deteriorate. In particular, in a telephoto type optical system in which the total lens length is shortened, the chromatic aberration increases as the focal length increases.

テレフォトタイプの光学系で異常部分分散材料を用いて色消し(色収差の補正)を行った光学系が知られている(特許文献1〜3)。   There is known an optical system in which achromatic (correction of chromatic aberration) is performed using an abnormal partial dispersion material in a telephoto type optical system (Patent Documents 1 to 3).

また、色収差の補正作用を持つ光学材料として、高分散で、かつ異常部分分散特性を示す液体材料が知られており、それを用いて色消しを行った光学系が知られている(特許文献4、5)。   Further, as an optical material having a correction function for chromatic aberration, a liquid material that exhibits high dispersion and exhibits anomalous partial dispersion characteristics is known, and an optical system that is achromatic using the liquid material is known (Patent Literature). 4, 5).

又、異常部分分散特性を持つ固体材料として透明媒体にIndium−Tin Oxide(ITO)微粒子を分散させた混合体からなる固体材料を用いて、色消しを行った光学系が知られている(特許文献6)。   Further, an optical system is known in which a solid material made of a mixture in which Indium-Tin Oxide (ITO) fine particles are dispersed in a transparent medium is used as a solid material having an anomalous partial dispersion characteristic (Patent) Reference 6).

又、異常部分分散特性を持つ固体材料として、透明媒体にTiO微粒子を分散させた混合体や樹脂からなる固体材料を用いて色消しを行った光学系が知られている(特許文献7)。
特公昭60−49883号公報 特公昭60−55805号公報 特開平11−119092号公報 米国特許第4913535号明細書 米国特許第5731907号明細書 特開2005−181392号公報 特開2006−145823号公報
Further, as a solid material having an anomalous partial dispersion characteristic, there is known an optical system in which achromatization is performed using a solid material made of a mixture or resin in which TiO 2 fine particles are dispersed in a transparent medium (Patent Document 7). .
Japanese Patent Publication No. 60-49883 Japanese Patent Publication No. 60-55805 JP-A-11-119092 U.S. Pat. No. 4,913,535 US Pat. No. 5,731,907 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-181392 JP 2006-145823 A

特許文献1〜3に開示されている、光学材料に蛍石等を使ったテレフォトタイプの光学系では、レンズ全長を比較的長めに設定した場合は色収差の補正が容易である。しかしながら、レンズ全長の短縮化を図ると色収差が多く発生し、これを良好に補正することが困難となる。この方法は、蛍石等の材料が持つ低分散と異常部分分散を利用して正の屈折力の前玉レンズ系で発生する色収差を単に低減するに留まるためである。レンズ全長の短縮に伴って悪化した色収差を補正しようとすると、例えば、蛍石のようなアッベ数の大きい低分散ガラスを使ったレンズでは、レンズ面の屈折力を大きく変化させないと色収差が大きく変化しない。このため、色収差の補正と、屈折力を大きくしたことによって発生する球面収差、コマ収差、非点収差などの諸収差の補正との両立が困難となる。また、蛍石等の異常部分分散特性を有するガラス材料は非常に加工が難しいという問題や、表面が傷つきやすいため光学系への使用箇所が制限されるということもある。   In the telephoto type optical system disclosed in Patent Documents 1 to 3 using fluorite or the like as the optical material, correction of chromatic aberration is easy when the overall lens length is set relatively long. However, if the total lens length is shortened, a large amount of chromatic aberration occurs, and it is difficult to correct this well. This is because the chromatic aberration generated in the front lens system having a positive refractive power is merely reduced by utilizing the low dispersion and the anomalous partial dispersion of materials such as fluorite. If you try to correct chromatic aberration that has deteriorated as the overall length of the lens is shortened, for example, a lens using low-dispersion glass with a large Abbe number, such as fluorite, will have a significant change in chromatic aberration unless the refractive power of the lens surface is significantly changed. do not do. For this reason, it is difficult to achieve both correction of chromatic aberration and correction of various aberrations such as spherical aberration, coma aberration, and astigmatism caused by increasing the refractive power. In addition, a glass material having an abnormal partial dispersion characteristic such as fluorite has a problem that it is very difficult to process, and since the surface is easily damaged, there are cases where the use place for the optical system is limited.

特許文献4、5に開示された材料は、液体であるために、それを封止する構造が必要と
なり、光学材料に用いる場合、製造が難しくなる。また、温度変化により屈折率、分散な
どの特性が大きく変化し、耐環境性が十分でない。更に空気との界面が得られないために
十分な色収差の補正作用が得られにくい。
Since the materials disclosed in Patent Documents 4 and 5 are liquids, a structure for sealing them is required, and when used as an optical material, the manufacture becomes difficult. In addition, characteristics such as refractive index and dispersion greatly change due to temperature change, and environmental resistance is not sufficient. Furthermore, since an interface with air cannot be obtained, it is difficult to obtain a sufficient chromatic aberration correcting action.

特許文献6及び7に開示されている異常部分分散特性を有している固体材料は、一般の光学材料と比べて透過率が比較的低い。   Solid materials having anomalous partial dispersion characteristics disclosed in Patent Documents 6 and 7 have a relatively low transmittance as compared with general optical materials.

光学系全系の透過率の低下を防ぐためには、この固体材料の光軸方向の厚さは薄い方が望ましい。一方、固体材料を用いて色収差を良好に補正するためには、一定の厚さが必要である。   In order to prevent a decrease in the transmittance of the entire optical system, it is desirable that the thickness of the solid material in the optical axis direction is thin. On the other hand, in order to satisfactorily correct chromatic aberration using a solid material, a certain thickness is required.

しかし、光路中において、固体材料の厚みが増すほど、環境下での光学特性の変動が大きくなるため、耐環境性が悪化していく。また、厚い固体材料を成型することは難しいため、製造が容易ではない。 そのため、特許文献6、7に開示されている異常部分分散性を有する固体材料より成る光学素子を光学系中にレンズもしくは屈折力のある層として用いる場合には、光軸方向の厚さを薄くしつつ、色収差の補正をすることが重要である。   However, as the thickness of the solid material increases in the optical path, the variation in optical characteristics under the environment increases, and the environmental resistance deteriorates. Further, since it is difficult to mold a thick solid material, it is not easy to manufacture. Therefore, when an optical element made of a solid material having anomalous partial dispersion disclosed in Patent Documents 6 and 7 is used as a lens or a layer having refractive power in an optical system, the thickness in the optical axis direction is reduced. However, it is important to correct chromatic aberration.

本発明は、色収差を始めとする諸収差を良好に補正することができる、製造が容易で、耐環境性に優れた光学系及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide an optical system that can satisfactorily correct various aberrations including chromatic aberration, is easy to manufacture, and has excellent environmental resistance, and an optical apparatus having the same.

本発明の光学系は、光軸と瞳近軸光線の交わる点をPとするとき、点Pよりも拡大側又は縮小側の少なくとも一方に、光入出射面が共に屈折面で固体材料より成る第1、第2光学素子を有し、該第1、第2光学素子のg線とF線に関する異常部分分散性を各々ΔθgF1、ΔθgF2、該第1、第2光学素子の焦点距離を各々f1、f2とするとき、
ΔθgF1>0.0272
ΔθgF2<−0.0278
f1×f2<0
なる条件を満足することを特徴としている。
The optical system of the present invention, when the point of intersection of the optical axis and the paraxial chief ray is P, at least one of enlargement side or reduced side than the point P, the light input and morphism surface is made of solid material together with the refractive surface The first and second optical elements have anomalous partial dispersibility with respect to the g-line and F-line of the first and second optical elements, respectively, ΔθgF1, ΔθgF2, and the focal lengths of the first and second optical elements, respectively. , F2,
ΔθgF1> 0.0272
ΔθgF2 <−0.0278
f1 × f2 <0
It is characterized by satisfying the following conditions.

本発明によれば、製造が容易で、耐環境特性に優れた、高い光学性能を有するコンパクトな光学系が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a compact optical system that is easy to manufacture, excellent in environmental resistance, and having high optical performance.

以下、本発明の光学系及びそれを有する光学機器について説明する。   Hereinafter, the optical system of the present invention and the optical apparatus having the same will be described.

本発明の光学系は、後述する条件を満足する固体材料に屈折作用を持たせた屈折光学素子(以下単に「光学素子」ともいう。)を用いている。   The optical system of the present invention uses a refractive optical element (hereinafter, also simply referred to as “optical element”) in which a solid material that satisfies the conditions described later has a refractive action.

本発明の光学系に用いる屈折光学素子の固体材料とは、光学系を使用する状態で固体の材料を指し、製造時などの光学系を使用する前での状態は、どのような状態であっても良い。例えば、製造時には液体材料であっても、それを硬化させて固体材料としたものも、ここでいう固体材料に該当する。   The solid material of the refractive optical element used in the optical system of the present invention refers to a solid material in a state where the optical system is used, and what is the state before using the optical system at the time of manufacture or the like. May be. For example, even if it is a liquid material at the time of manufacture, the solid material obtained by curing it corresponds to the solid material here.

本実施例の光学系OLの特徴は、次のとおりである。   The characteristics of the optical system OL of the present embodiment are as follows.

近軸軸上光線とは、光学系全系の焦点距離を1に正規化し、光学系の光軸と平行に、光軸からの高さ1の光を入射させたときの近軸光線のことである。以下物体は光学系の左側にあるものとし、物体側から光学系に入射する光線は左から右へ進むものとして扱う。また瞳近軸光線とは光学系全系の焦点距離を1に正規化し、光軸に対して−45°で入射する光線の内、光学系の入射瞳と光軸との交点を通過する近軸光線である。以下光学系への入射角度は、光軸から測って時計回りを正、反時計回りを負とする。 光軸Laと瞳近軸光線Rの交わる点をPとする。   The paraxial light beam is a paraxial light beam obtained when normal light having a focal length of 1 is incident on the optical system in parallel with the optical axis of the optical system. It is. In the following, it is assumed that the object is on the left side of the optical system, and light rays incident on the optical system from the object side travel from left to right. Also, the pupil paraxial ray normalizes the focal length of the entire optical system to 1, and among the rays incident at −45 ° with respect to the optical axis, the near paraxial ray passing through the intersection of the entrance pupil of the optical system and the optical axis. An axial ray. Hereinafter, the incident angle to the optical system is measured clockwise from the optical axis and positive in the counterclockwise direction. Let P be the point where the optical axis La intersects the pupil paraxial ray R.

点Pよりも拡大側又は縮小側の少なくとも一方に、光入射面と光出射面が共に屈折面で固体材料より成る第1、第2光学素子GNL1、GL1を有している。第1、第2光学素子GNL1、GL1のg線とF線に関する異常部分分散性を各々ΔθgF1、ΔθgF2とする。   On at least one of the enlargement side or the reduction side with respect to the point P, first and second optical elements GNL1 and GL1 made of a solid material, both of which are light refracting surfaces and light refracting surfaces, are provided. Anomalous partial dispersibility of the first and second optical elements GNL1 and GL1 regarding the g-line and the F-line is denoted by ΔθgF1 and ΔθgF2, respectively.

第1、第2光学素子GNL1、GL1の光入出射面が共に空気に接する面としたときの焦点距離を各々f1、f2とする。   The focal lengths when the light incident / exit surfaces of the first and second optical elements GNL1 and GL1 are both in contact with air are denoted by f1 and f2, respectively.

第1、第2光学素子GNL1、GL1のg線とd線に関する異常部分分散性を各々Δθgd1、Δθgd2とする。   The abnormal partial dispersions regarding the g-line and d-line of the first and second optical elements GNL1, GL1 are denoted by Δθgd1 and Δθgd2, respectively.

第1、第2光学素子GNL1、GL1の固体材料のアッベ数をそれぞれνd1、νd2とする。   The Abbe numbers of the solid materials of the first and second optical elements GNL1 and GL1 are νd1 and νd2, respectively.

このとき次の条件のうち1以上を満足している。   At this time, one or more of the following conditions are satisfied.

ΔθgF1 > 0.0272 ・・・・・・(1)
ΔθgF2 < −0.0278 ・・・・・・(2)
Δθgd1 > 0.038 ・・・・・・(3)
Δθgd2 < −0.037 ・・・・・・(4)
νd1 < 60 ・・・・・・(5)
νd2 < 60 ・・・・・・(6)
f1×f2 < 0 ・・・・・・(7)
本実施例の光学系に用いる光学素子の固体材料の異常部分分散性とアッベ数は次のとおりである。
ΔθgF1> 0.0272 (1)
ΔθgF2 <−0.0278 (2)
Δθgd1> 0.038 (3)
Δθgd2 <−0.037 (4)
νd1 <60 (5)
νd2 <60 (6)
f1 × f2 <0 (7)
The anomalous partial dispersibility and Abbe number of the solid material of the optical element used in the optical system of the present example are as follows.

フラウンフォーファ線のg線(435.8nm)、F線(486.1nm)、d線(587.6nm)、C線(656.3nm)に対する屈折率をそれぞれNg、NF、Nd、NCとする。アッベ数νd、g線とd線に関する部分分散比θgd、g線とF線に関する部分分散比θgFは次のとおりである。   The refractive indexes of the Fraunhofer line for g-line (435.8 nm), F-line (486.1 nm), d-line (587.6 nm), and C-line (656.3 nm) are Ng, NF, Nd, and NC, respectively. To do. The Abbe number νd, the partial dispersion ratio θgd for the g line and the d line, and the partial dispersion ratio θgF for the g line and the F line are as follows.

νd =(Nd−1)/(NF−NC)
θgd =(Ng−Nd)/(NF−NC)
θgF =(Ng−NF)/(NF−NC)
g線とd線に関する異常部分分散性Δθgdと、g線とF線に関する異常部分分散性ΔθgFは次のとおりである。一般的にレンズ系に使用される固体材料の部分分散比θgd、θgFを
θgd=−1.687×10−7νd+5.702×10−5νd
−6.603×10−3νd+1.462
θgF=−1.665×10−7νd+5.213×10−5νd
−5.656×10−3νd+0.7278
として近似する。
νd = (Nd-1) / (NF-NC)
θgd = (Ng−Nd) / (NF−NC)
θgF = (Ng−NF) / (NF−NC)
The anomalous partial dispersibility Δθgd for g-line and d-line and the anomalous partial dispersibility ΔθgF for g-line and F-line are as follows. Generally, the partial dispersion ratios θgd and θgF of a solid material used for a lens system are set to θgd = −1.687 × 10 −7 νd 3 + 5.702 × 10 −5 νd 2.
-6.603 × 10 −3 νd + 1.462
θgF = −1.665 × 10 −7 νd 3 + 5.213 × 10 −5 νd 2
−5.656 × 10 −3 νd + 0.7278
Approximate as

このとき異常部分分散性Δθgd、ΔθgFは、
Δθgd=θgd−(−1.687×10−7νd+5.702×10−5νd
−6.603×10−3νd+1.462)
ΔθgF=θgF−(−1.665×10−7νd+5.213×10−5νd
−5.656×10−3νd+0.7278)
である。
At this time, the abnormal partial dispersions Δθgd and ΔθgF are
Δθgd = θgd − (− 1.687 × 10 −7 νd 3 + 5.702 × 10 −5 νd 2
-6.603 × 10 −3 νd + 1.462)
ΔθgF = θgF − (− 1.665 × 10 −7 νd 3 + 5.213 × 10 −5 νd 2
−5.656 × 10 −3 νd + 0.7278)
It is.

本実施例の光学系OLは、屈折力を有する屈折光学素子として、高分散で部分分散比が大きい固体材料で形成した第1光学素子GNL1と、高分散で部分分散比が小さい固体材料で形成した第2光学素子GL1とを、少なくともそれぞれ1枚ずつ用いている。   The optical system OL of the present embodiment is formed of a first optical element GNL1 formed of a solid material having a high dispersion and a high partial dispersion ratio as a refractive optical element having refractive power, and a solid material having a high dispersion and a low partial dispersion ratio. At least one second optical element GL1 is used.

尚、ここでいう屈折光学素子とは、屈折作用でパワー(屈折力)を生じる、例えば屈折レンズ等を意味し、回折作用でパワーが生じる回折光学素子を含まない。   Here, the refractive optical element means a refractive lens that generates power (refractive power) by a refractive action, and does not include a diffractive optical element that generates power by a diffractive action.

条件式(1)を満足する固体材料で形成される屈折光学素子GNL1と、条件式(2)を満足する固体材料で形成される屈折光学素子GL1とを少なくとも1つずつ光学系中に用いることで、可視域の波長域全体にわたって、良好に色収差を補正している。   At least one refractive optical element GNL1 formed of a solid material satisfying the conditional expression (1) and one refractive optical element GL1 formed of a solid material satisfying the conditional expression (2) are used in the optical system. Thus, the chromatic aberration is corrected well over the entire visible wavelength range.

条件式(3)と条件式(4)を満足することで短波長から中間波長までの間の色収差の補正を良好に行うことを容易にしている。これより、短波長から長波長までの広い波長域において、より良好に色収差を補正することができる。   By satisfying conditional expressions (3) and (4), it is easy to satisfactorily correct chromatic aberration between the short wavelength and the intermediate wavelength. Thus, chromatic aberration can be corrected more favorably in a wide wavelength range from a short wavelength to a long wavelength.

条件式(5)、(6)を満足する固体材料を用いることによって、色収差の補正を容易にしている。   By using a solid material that satisfies the conditional expressions (5) and (6), correction of chromatic aberration is facilitated.

条件式(7)を満足するように第1、第2光学素子GNL1、GL1を構成することによって広い波長域にわたり色収差を良好に補正している。   By configuring the first and second optical elements GNL1 and GL1 so as to satisfy the conditional expression (7), chromatic aberration is corrected well over a wide wavelength range.

本実施例において、第1、第2光学素子GNL1、GL1を光学系中に設けるときは、双方を同一のレンズ群内に設けるのが良い。この時、第1、第2光学素子GNL1、GL1は互いに接合されていても良い。   In the present embodiment, when the first and second optical elements GNL1 and GL1 are provided in the optical system, both are preferably provided in the same lens group. At this time, the first and second optical elements GNL1, GL1 may be joined to each other.

そして、第1、第2光学素子GNL1、GL1の少なくとも1面は、非球面形状とするのが収差補正上好ましい。   In view of aberration correction, it is preferable that at least one surface of the first and second optical elements GNL1 and GL1 has an aspherical shape.

そして、第1、第2光学素子GNL1、GL1の少なくとも1面は、空気に接していることが収差補正上好ましい。   In view of aberration correction, it is preferable that at least one surface of the first and second optical elements GNL1, GL1 is in contact with air.

条件式(1)を満足する固体材料(以下、「光学材料」ともいう。)の具体例としては、例えば樹脂がある。さまざまな樹脂の中でも特にUV硬化樹脂(Nd=1.635,νd=22.7,θgF=0.69)やN−ポリビニルカルバゾール(Nd=1.696,νd=17.7,θgF=0.69)は条件式(1)を満足する光学材料である。尚、条件式(1)を満足する固体材料であれば、これらに限定するものではない。   As a specific example of the solid material (hereinafter, also referred to as “optical material”) that satisfies the conditional expression (1), there is a resin, for example. Among various resins, UV curable resin (Nd = 1.635, νd = 22.7, θgF = 0.69) and N-polyvinylcarbazole (Nd = 1.696, νd = 17.7, θgF = 0. 69) is an optical material satisfying conditional expression (1). The solid material is not limited to these as long as it satisfies the conditional expression (1).

また、一般の硝材とは異なる特性を持つ光学材料として、下記の無機酸化物ナノ微粒子を合成樹脂中に分散させた混合体がある。すなわち、TiO(Nd=2.304,νd=13.8)、Nb(Nd=2.367,νd=14.0)、ITO(Nd=1.8571,νd=5.69)、CrO(Nd=2.2178,νd=13.4)、BaTiO(Nd=2.4362,νd=11.3)等が挙げられる。 Further, as an optical material having characteristics different from those of general glass materials, there is a mixture in which the following inorganic oxide nanoparticles are dispersed in a synthetic resin. That is, TiO 2 (Nd = 2.304, νd = 13.8), Nb 2 O 5 (Nd = 2.367, νd = 14.0), ITO (Nd = 1.8571, νd = 5.69) CrO 3 (Nd = 2.2178, νd = 13.4), BaTiO 3 (Nd = 2.4362, νd = 11.3), and the like.

これらの無機酸化物の中では、TiO(Nd=2.304,νd=13.8,θgF=0.87)微粒子を合成樹脂中に適切なる体積比で分散させた場合、上記条件式(1)を満足する光学材料が得られる。また、ITO(Indium−Tin−Oxide)(Nd=1.8571,νd=5.69,θgF=0.873)微粒子を合成樹脂中に適切なる体積比で分散させた場合、上記条件式(2)を満足する光学材料が得られる。尚、条件式(2)を満足する固体材料であれば、これらに限定するものではない。 Among these inorganic oxides, when TiO 2 (Nd = 2.304, νd = 13.8, θgF = 0.87) fine particles are dispersed in a synthetic resin at an appropriate volume ratio, the above conditional expression ( An optical material satisfying 1) is obtained. Further, when ITO (Indium-Tin-Oxide) (Nd = 1.8571, νd = 5.69, θgF = 0.873) fine particles are dispersed in a synthetic resin at an appropriate volume ratio, the above conditional expression (2 ) Is obtained. The solid material is not limited to these as long as it satisfies the conditional expression (2).

各実施例では、一般的な光学材料に比べて、部分分散比の大きい光学材料と、部分分散比の小さい光学材料とを用いて、良好な色収差補正を行っている。   In each embodiment, chromatic aberration is corrected favorably by using an optical material having a large partial dispersion ratio and an optical material having a small partial dispersion ratio compared to a general optical material.

光学材料の屈折率の波長依存特性(分散特性)において、アッベ数は分散特性曲線の傾きを表し、部分分散比は分散特性曲線の曲がり具合を表すものである。   In the wavelength-dependent characteristic (dispersion characteristic) of the refractive index of the optical material, the Abbe number represents the slope of the dispersion characteristic curve, and the partial dispersion ratio represents the degree of bending of the dispersion characteristic curve.

一般的に光学材料は、短波長側の屈折率が長波長側の屈折率よりも高く、アッベ数、部分分散比は正の値をとる。このため、分散特性曲線は下に凸を描き、短波長側になるほど波長の変化に対する屈折率の変化は大きくなる。例えばOHARA社のS−TIH53なる硝材の屈折率の波長特性は図16のようになる。   In general, an optical material has a refractive index on the short wavelength side higher than that on the long wavelength side, and the Abbe number and the partial dispersion ratio have positive values. For this reason, the dispersion characteristic curve is convex downward, and the change in the refractive index with respect to the change in wavelength increases as the wavelength becomes shorter. For example, the wavelength characteristic of the refractive index of the glass material S-TIH53 manufactured by OHARA is as shown in FIG.

そして、アッベ数の小さい高分散な光学材料ほど部分分散比が大きくなる傾向がある。一般の光学材料においては、部分分散比はアッベ数に対してほぼ直線的な変化をする。この直線的な変化から外れたものが異常部分分散を有する光学材料であり、一般的には蛍石等が挙げられる。   And a high dispersion optical material with a smaller Abbe number tends to increase the partial dispersion ratio. In a general optical material, the partial dispersion ratio changes substantially linearly with respect to the Abbe number. What deviates from this linear change is an optical material having anomalous partial dispersion, and generally includes fluorite and the like.

一般の光学材料と比較して、部分分散比が大きい光学材料とは、色収差係数の波長依存特性曲線が、短波長側で大きく曲がっているという特性を持つ。   Compared with a general optical material, an optical material having a large partial dispersion ratio has a characteristic that a wavelength-dependent characteristic curve of a chromatic aberration coefficient is greatly bent on the short wavelength side.

色収差をコントロールするように、部分分散比の大きな光学材料のレンズ面のパワーを変化させると、色収差係数の波長依存特性曲線は設計基準波長の位置を回転中心として全体に傾きが変化する。この変化は、部分分散比が大きい材料では特に短波長側での変化が大きくなる。結果として、短波長側で大きく曲がり量を変化させながら全体の傾きが変化することになる。   When the power of the lens surface of an optical material having a large partial dispersion ratio is changed so as to control chromatic aberration, the inclination of the wavelength dependence characteristic curve of the chromatic aberration coefficient changes as a whole around the position of the design reference wavelength. This change is particularly large on a short wavelength side in a material having a large partial dispersion ratio. As a result, the overall inclination changes while greatly changing the amount of bending on the short wavelength side.

これを利用することで、色収差係数の波長依存特性曲線の短波長側での曲がりをキャンセルすることができる。しかし、残存する色収差係数の波長依存特性曲線の傾きを同時に補正することは難しい。さらに、短波長側の曲がりを補正したことによって、長波長側の色収差は比較的悪化してしまう。この長波長側の補正を行うには、光学系中の適切なガラス面のパワーを変化させる必要があるが、色収差以外の諸収差の補正をするためには好ましくない。   By utilizing this, it is possible to cancel the bending of the wavelength dependence characteristic curve of the chromatic aberration coefficient on the short wavelength side. However, it is difficult to simultaneously correct the slope of the wavelength-dependent characteristic curve of the remaining chromatic aberration coefficient. Further, by correcting the short wavelength side curvature, the long wavelength side chromatic aberration is relatively deteriorated. In order to perform correction on the long wavelength side, it is necessary to change the power of an appropriate glass surface in the optical system, but this is not preferable for correcting various aberrations other than chromatic aberration.

一方、部分分散比が小さい光学材料では、色収差係数の波長依存特性曲線における短波長側での曲がりが小さい。このため、一般の光学材料と比較して、波長の変化に対して色収差係数がより直線的に変化するという特性を持つ。色収差をコントロールするように、部分分散比の小さな光学材料でレンズ面のパワーを変化させると、色収差係数の波長依存特性曲線は、設計基準波長の位置を回転中心として、波長に対して比較的直線性を保ちつつ傾きが変化する。このことから、色収差係数の波長依存特性曲線の傾きを補正することができる。   On the other hand, in an optical material having a small partial dispersion ratio, the curve on the short wavelength side in the wavelength dependence characteristic curve of the chromatic aberration coefficient is small. For this reason, compared with a general optical material, it has the characteristic that a chromatic aberration coefficient changes more linearly with respect to a change in wavelength. When the power of the lens surface is changed with an optical material with a small partial dispersion ratio so as to control chromatic aberration, the wavelength-dependent characteristic curve of the chromatic aberration coefficient is relatively linear with respect to the wavelength with the position of the design reference wavelength as the center of rotation. The inclination changes while maintaining the sex. From this, the inclination of the wavelength-dependent characteristic curve of the chromatic aberration coefficient can be corrected.

そこで部分分散比の大きな光学材料に加えて、部分分散比の小さな光学材料を用いることで、色収差係数の波長依存特性曲線の短波長側の曲がりと全体的な傾きを同時に補正することが可能となる。つまり、光学系全体としての色収差を、g線からC線までの広い波長領域において、良好に補正することができる。   Therefore, by using an optical material with a small partial dispersion ratio in addition to an optical material with a large partial dispersion ratio, it is possible to simultaneously correct the short wavelength side curve and the overall inclination of the wavelength dependence characteristic curve of the chromatic aberration coefficient. Become. That is, the chromatic aberration of the entire optical system can be corrected well in a wide wavelength region from the g line to the C line.

これを、部分分散比が大きな光学材料を用いた屈折光学系部分GNLと、部分分散比が小さな光学材料を用いた屈折光学系部分GLと、部分分散比が一般的な値である一般の光学材料を用いた屈折光学系部分Gより構成される光学系の色収差補正を説明する。   The refractive optical system part GNL using an optical material having a large partial dispersion ratio, the refractive optical system part GL using an optical material having a small partial dispersion ratio, and a general optical whose partial dispersion ratio is a general value. The chromatic aberration correction of the optical system constituted by the refractive optical system part G using the material will be described.

まず、屈折光学系部分Gが部分系としてある程度色収差が補正された状態から、屈折光学系部分Gを構成する負レンズに比較的、高分散な光学材料を選択する。屈折光学系部分Gの色収差係数の波長依存特性曲線は、短波長側で元の状態よりも大きく曲がりながら全体の傾きが変化する。   First, a relatively high dispersion optical material is selected for the negative lens constituting the refractive optical system part G from a state in which the chromatic aberration is corrected to some extent by using the refractive optical system part G as a partial system. The wavelength-dependent characteristic curve of the chromatic aberration coefficient of the refractive optical system portion G changes the overall inclination while being bent larger than the original state on the short wavelength side.

この状態で、屈折光学系部分GNLに適当なパワーを与えると同時に、屈折光学系部分Gを構成する正レンズも比較的分散の大きな材料を選択する。ところが、屈折光学系部分GNLをアッベ数に対して一様な部分分散比を持つ一般の光学材料で構成している場合、屈折光学系部分GNLは、屈折光学系部分Gの色収差係数の波長依存特性曲線の曲がり成分と傾き成分と同時に一定の割合で寄与する。このため、これら曲がり成分と傾き成分とを同時にキャンセルすることができないため、良好な色収差の補正は困難となる。   In this state, an appropriate power is given to the refractive optical system part GNL, and at the same time, a positive lens constituting the refractive optical system part G is also selected with a material having a relatively large dispersion. However, when the refractive optical system portion GNL is made of a general optical material having a uniform partial dispersion ratio with respect to the Abbe number, the refractive optical system portion GNL is dependent on the wavelength dependence of the chromatic aberration coefficient of the refractive optical system portion G. Contributes at a constant rate at the same time as the curve component and slope component of the characteristic curve. For this reason, since it is impossible to cancel the bending component and the inclination component at the same time, it is difficult to correct chromatic aberration satisfactorily.

これに対し、屈折光学系部分GNLを一般の光学材料に比べて部分分散比の大きい材料で構成している場合には、屈折光学系部分GNLは主屈折光学系部分Gの色収差係数の波長依存特性曲線全体の曲がり成分に比較的大きく寄与する。このため、主に曲がり成分をキャンセルさせることができる。これより、元の状態よりも直線性を増しながら、色収差係数波長の依存特性曲線の全体の傾きを変化させることができる。   On the other hand, when the refractive optical system portion GNL is made of a material having a partial dispersion ratio larger than that of a general optical material, the refractive optical system portion GNL is dependent on the wavelength dependence of the chromatic aberration coefficient of the main refractive optical system portion G. It contributes relatively greatly to the bending component of the entire characteristic curve. For this reason, the bending component can be canceled mainly. As a result, the overall slope of the dependency characteristic curve of the chromatic aberration coefficient wavelength can be changed while increasing the linearity as compared with the original state.

この状態でさらに、屈折光学系部分GLに、屈折光学系部分GNLとは符号の異なる適当なパワーを与えることで、屈折光学系部分Gの色収差係数の波長依存特性曲線の全体の傾きを補正することができる。ところが、屈折光学系部分GLを一般の光学材料で構成している場合、屈折光学系部分GLは、屈折光学系部分Gの色収差の波長依存特性曲線の曲がりよりも逆方向に比較的大きな曲がりを持つ。そのため、光学系全体として色収差係数の波長依存特性曲線の傾き成分はキャンセルできるが、色収差を悪化させるような曲がり成分が発生してしまうことになる。   In this state, the entire refractive index of the wavelength-dependent characteristic curve of the chromatic aberration coefficient of the refractive optical system part G is corrected by giving the refractive optical system part GL an appropriate power having a sign different from that of the refractive optical system part GNL. be able to. However, when the refractive optical system part GL is made of a general optical material, the refractive optical system part GL has a relatively large curve in the opposite direction to the curve of the wavelength-dependent characteristic curve of the chromatic aberration of the refractive optical system part G. Have. Therefore, the inclination component of the wavelength dependence characteristic curve of the chromatic aberration coefficient can be canceled as a whole optical system, but a bending component that deteriorates the chromatic aberration is generated.

これに対し、屈折光学系部分GLを部分分散比の小さな光学材料で構成している場合、屈折光学系部分GLの色収差係数の波長依存特性曲線が比較的線形性を示す。つまり、色収差をコントロールするために屈折光学系部分GLのパワーを変化させると、比較的直線性を維持したまま、設計基準波長を回転中心として傾きを変化させることができる。   On the other hand, when the refractive optical system part GL is made of an optical material having a small partial dispersion ratio, the wavelength-dependent characteristic curve of the chromatic aberration coefficient of the refractive optical system part GL is relatively linear. That is, when the power of the refractive optical system portion GL is changed to control chromatic aberration, the inclination can be changed with the design reference wavelength as the rotation center while maintaining relatively linearity.

このように、屈折光学系部分GNL、屈折光学系部分GL、屈折光学系部分Gとを用いることで、比較的容易に色収差係数の波長依存特性曲線の傾き成分と曲がり成分を同時に補正することができる。   In this way, by using the refractive optical system part GNL, the refractive optical system part GL, and the refractive optical system part G, it is relatively easy to simultaneously correct the inclination component and the bending component of the wavelength-dependent characteristic curve of the chromatic aberration coefficient. it can.

屈折光学系部分GNL、屈折光学系部分GLのどちらか一方のみを用いて色消しを行う場合には、GNLもしくはGLと、屈折光学系部分Gのどちらもレンズ面のパワーを比較的大きく変化させないと十分な効果を得がたい。つまり、屈折光学系部分GNLと屈折光学系部分GLの両者を用いることで個々の屈折力が比較的小さくてすむために、結果的に固体材料の光軸方向の厚みを薄くすることができる。さらに、屈折光学系部分GNLと屈折光学系部分GLの両者を用いることで屈折光学系部分Gも比較的大きくパワーを変化させずに色消し効果を得ることができるため、色収差以外の諸収差も大きく変化しないで済むことになる。   When achromatic is performed using only one of the refractive optical system part GNL and the refractive optical system part GL, neither GNL or GL nor the refractive optical system part G changes the power of the lens surface relatively large. It is difficult to obtain a sufficient effect. That is, by using both the refractive optical system portion GNL and the refractive optical system portion GL, each refractive power can be relatively small, and as a result, the thickness of the solid material in the optical axis direction can be reduced. Further, by using both the refractive optical system part GNL and the refractive optical system part GL, the refractive optical system part G can also obtain an achromatic effect without changing the power relatively large. There will be no major changes.

このとき、色収差を独立に補正するという観点から、屈折光学系部分GNL、屈折光学系部分GLは共にアッベ数が小さい、すなわち高分散材料から形成されていることが好ましい。さらに、屈折光学系部分GNL、GLは瞳近軸光線が光軸と交わる点Pよりも拡大側、もしくは縮小側に、少なくとも1枚ずつあることが好ましい。このことをレンズ面での軸上色収差係数及び倍率色収差係数を用いて説明する。   At this time, from the viewpoint of correcting chromatic aberration independently, it is preferable that both the refractive optical system portion GNL and the refractive optical system portion GL have a small Abbe number, that is, are made of a highly dispersed material. Further, it is preferable that at least one refractive optical system portion GNL, GL is provided on the enlargement side or the reduction side from the point P where the pupil paraxial ray intersects the optical axis. This will be described using the axial chromatic aberration coefficient and the lateral chromatic aberration coefficient on the lens surface.

屈折レンズの面におけるパワー変化をΔψ、アッベ数をν、近軸軸上光線及び瞳近軸光線がレンズ面を通過する光軸からの高さをそれぞれh、Hとする。このとき、レンズ面での軸上色収差係数の変化ΔLと倍率色収差係数の変化ΔTは、以下のように表すことができる。   Let Δψ be the power change at the surface of the refractive lens, ν be the Abbe number, and h and H be the heights from the optical axis through which the paraxial ray and the pupil paraxial ray pass through the lens surface. At this time, the axial chromatic aberration coefficient change ΔL and the magnification chromatic aberration coefficient change ΔT on the lens surface can be expressed as follows.

ΔL = h・Δψ/ν …(a)
ΔT = h・H・Δψ/ν …(b)
式(a)及び式(b)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は、アッベ数の絶対値が小さい(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。
ΔL = h 2 · Δψ / ν (a)
ΔT = h · H · Δψ / ν (b)
As apparent from the equations (a) and (b), the change of each aberration coefficient with respect to the power change of the lens surface becomes larger as the absolute value of the Abbe number is smaller (that is, the variance is larger). Therefore, if a high dispersion material having a small absolute value of the Abbe number is used, the amount of power change for obtaining the necessary chromatic aberration can be small.

このことは収差論上、球面収差、コマ収差、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るため、色収差補正の独立性が高まることを意味する。   This means that independence of chromatic aberration correction is enhanced because chromatic aberration can be controlled without greatly affecting spherical aberration, coma aberration, astigmatism, and the like in terms of aberration.

逆に、低分散材料を用いると、必要な色収差を得るためのパワー変化量は大きくなり、それに伴って球面収差などの諸収差が大きく変化し、色収差補正の独立性が弱まることになる。したがって、光学系を構成するレンズの内、少なくとも1つのレンズ面は、高分散材料で形成された屈折レンズ面であることが収差補正上重要である。   On the other hand, when a low dispersion material is used, the amount of power change for obtaining the necessary chromatic aberration increases, and accordingly, various aberrations such as spherical aberration change greatly, and the independence of chromatic aberration correction is weakened. Therefore, it is important for aberration correction that at least one lens surface of the lenses constituting the optical system is a refractive lens surface formed of a high dispersion material.

また、式(a)及び式(b)から、軸上色収差係数、倍率色収差係数の変化量はh及びHの値によって決まることが分かる。このことから、屈折光学系部分GNL,GLを光学系のどのような位置に配置させるのが適しているのかを説明する。   It can also be seen from the equations (a) and (b) that the amount of change in the axial chromatic aberration coefficient and the lateral chromatic aberration coefficient is determined by the values of h and H. From this, the position where the refractive optical system parts GNL and GL are suitable to be arranged in the optical system will be described.

色収差を良好に補正するためには、これらの傾き成分と曲がり成分を同時に補正する必要がある。しかし、パワー変化Δψを小さくすると十分な色収差補正効果を得ることはできない。逆に、パワー変化Δψを大きくすると、レンズとしての光学素子の厚さが厚くなってしまう。   In order to correct chromatic aberration satisfactorily, it is necessary to correct these inclination components and bending components simultaneously. However, if the power change Δψ is reduced, a sufficient chromatic aberration correction effect cannot be obtained. Conversely, when the power change Δψ is increased, the thickness of the optical element as a lens increases.

屈折光学系部分GNL及びGLを構成する異常部分分散特性を有する光学材料では一般的に透過率が低いため、レンズとして用いる場合には厚みを比較的薄くする必要がある。   The optical material having the anomalous partial dispersion characteristic that constitutes the refractive optical system parts GNL and GL generally has a low transmittance. Therefore, when used as a lens, it is necessary to make the thickness relatively thin.

つまり、十分な色収差の補正効果を得つつ、屈折光学系部分GNL及びGLの厚みを薄くするためには、色収差係数の波長依存特性曲線の曲がり成分と傾き成分に与える影響を同程度とすることが好ましい。このためには、屈折光学系部分GNL及びGLにおける光軸からの高さhとHの値が、近い値をとることが望ましい。   In other words, in order to reduce the thickness of the refractive optical system parts GNL and GL while obtaining a sufficient correction effect for chromatic aberration, the influence of the chromatic aberration coefficient on the bending component and the inclination component of the wavelength-dependent characteristic curve should be approximately the same. Is preferred. For this purpose, it is desirable that the values of the heights h and H from the optical axis in the refractive optical system parts GNL and GL are close to each other.

点Pの拡大側と縮小側では高さHの値の符号が異なる。つまり、屈折光学系部分GNLとGLとを前記点Pの拡大側と縮小側にそれぞれ配置させると、高さh、Hのとり得る値は大きく異なる。これより、屈折光学系部分GNLとGLとは、点Pの拡大側もしくは縮小側に少なくとも1枚ずつ配置させるのが色収差補正上好ましい。この時、色収差係数の波長依存特性曲線の曲がり成分と傾き成分をキャンセルさせるには、屈折光学系部分GNLの焦点距離(f1)と、GLの焦点距離(f2)との積が条件式(7)の如く負となればよい。   The sign of the value of the height H is different between the enlargement side and the reduction side of the point P. That is, when the refractive optical system portions GNL and GL are arranged on the enlargement side and the reduction side of the point P, the values that the heights h and H can take are greatly different. Accordingly, it is preferable in terms of chromatic aberration correction that the refractive optical system parts GNL and GL are arranged at least one by one on the enlargement side or reduction side of the point P. At this time, in order to cancel the bending component and the inclination component of the wavelength dependence characteristic curve of the chromatic aberration coefficient, the product of the focal length (f1) of the refractive optical system portion GNL and the focal length (f2) of the GL is a conditional expression (7 ) As long as it is negative.

光軸と瞳近軸光線の交点Pより拡大側で近軸軸上光線がレンズ面を通過するときの光軸からの高さの最大値が、交点Pより縮小側で近軸軸上光線がレンズ面を通過するときの光軸からの高さの最大値よりも大きい光学系をテレフォトタイプの光学系とする。テレフォトタイプの光学系では、GNL及びGLはPより拡大側に配置すれば、軸上色収差と倍率色収差を良好に補正することができる。   The maximum height from the optical axis when the ray on the paraxial axis passes through the lens surface on the enlargement side from the intersection point P of the optical axis and the pupil paraxial ray, and the ray on the paraxial axis on the reduction side from the intersection point P. An optical system that is larger than the maximum height from the optical axis when passing through the lens surface is a telephoto type optical system. In the telephoto type optical system, if the GNL and the GL are arranged on the enlargement side from the P, the axial chromatic aberration and the lateral chromatic aberration can be favorably corrected.

一方、交点Pより拡大側で近軸軸上光線がレンズ面を通過するときの光軸からの高さの最大値が、交点Pより縮小側で近軸軸上光線がレンズ面を通過するときの光軸からの高さの最大値よりも小さい光学系をレトロフォーカスタイプの光学系とする。レトロフォーカスタイプの光学系では、GNL及びGLはPより縮小側に配置すれば、軸上色収差と倍率色収差を良好に補正することができる。   On the other hand, the maximum value from the optical axis when the paraxial light beam passes through the lens surface on the enlargement side from the intersection point P is when the paraxial light beam passes through the lens surface on the reduction side from the intersection point P. An optical system smaller than the maximum height from the optical axis is a retrofocus type optical system. In the retrofocus type optical system, if GNL and GL are arranged on the reduction side from P, axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration can be corrected satisfactorily.

屈折光学系部分GNLとGLとを光軸方向に比較的離して配置させると、それぞれのレンズ面における高さh及びHの値は大きく異なることとなる。このとき、それぞれのレンズ面における収差係数ΔL、ΔTの値は大きく異なり、そのために光学系全体の色収差係数の波長依存特性曲線の傾き成分と曲がり成分に及ぼす影響も大きく異なる。   If the refractive optical system parts GNL and GL are arranged relatively apart from each other in the optical axis direction, the values of the heights h and H on the respective lens surfaces are greatly different. At this time, the values of the aberration coefficients ΔL and ΔT on the respective lens surfaces are greatly different. For this reason, the influence of the chromatic aberration coefficient of the entire optical system on the inclination component and the bending component of the wavelength-dependent characteristic curve is also greatly different.

逆に、屈折光学系部分GNLとGLを光学系中近接配置させると、高さh及びHの値がそれぞれのレンズ面で比較的近い値をとる。この時、光学系全体の色収差係数の波長依存特性曲線の曲がり成分及び傾き成分に与える影響がほぼ同程度となり、良好に色収差補正ができる。   Conversely, when the refractive optical system parts GNL and GL are arranged close to each other in the optical system, the values of the heights h and H are relatively close to each lens surface. At this time, the influence of the chromatic aberration coefficient of the entire optical system on the bending component and the inclination component of the wavelength-dependent characteristic curve is almost the same, and the chromatic aberration can be corrected satisfactorily.

これより、屈折光学系部分GNLとGLとは近接配置させること、例えば接合させることが好ましい。また、光学系中の同一レンズ群内では高さh及びHが同程度大きく変化しないため、屈折光学系部分GNL及びGLを同一レンズ群内に配置させることがより好ましい。   Accordingly, it is preferable that the refractive optical system parts GNL and GL are arranged close to each other, for example, bonded. In addition, since the heights h and H do not change to the same extent in the same lens group in the optical system, it is more preferable to arrange the refractive optical system parts GNL and GL in the same lens group.

一般的に、ズーミングやフォーカシングや像位置の補正に際し、レンズ群の移動によって、各レンズ群に入射する光線の状態が変化し、それに伴い各レンズ群で発生する収差が変化する。したがって、すべての使用状態で光学系全体の収差を良好に補正するには、各レンズ群個々で、すべての使用状態で連立するような収差係数を与える必要がある。屈折光学素子GNL及びGLを同一のレンズ群内に配置させれば、所望の収差が得やすいことになる。   In general, during zooming, focusing, and image position correction, the state of light incident on each lens group changes due to the movement of the lens group, and the aberration generated in each lens group changes accordingly. Therefore, in order to satisfactorily correct the aberration of the entire optical system in all use states, it is necessary to provide an aberration coefficient that is continuous in all use states for each lens group. If the refractive optical elements GNL and GL are arranged in the same lens group, a desired aberration can be easily obtained.

また、屈折光学素子GNL及びGLの厚みが薄くなると、環境下での変動が小さくなり、さらに条件(7)を満足することで環境下での変動はキャンセルするため、耐環境性がよくなる。   In addition, when the refractive optical elements GNL and GL are thin, fluctuations in the environment are reduced, and furthermore, fluctuations in the environment are canceled when the condition (7) is satisfied, so that the environmental resistance is improved.

屈折光学系部分GNL、GLは一般の光学材料と組み合わせて色収差をはじめとする諸収差を補正する。そのため、それらの部分分散比は一般の光学材料とは異なる特性と持つことが収差補正上必要ではあるが、異常部分分散性が強すぎると良くない。   The refractive optical system portions GNL and GL are combined with a general optical material to correct various aberrations including chromatic aberration. Therefore, it is necessary for aberration correction that these partial dispersion ratios have characteristics different from those of general optical materials, but it is not good if the abnormal partial dispersion is too strong.

一般の光学材料とかけ離れた特性を持つ材料から成るレンズを用いた場合、そのレンズ面での色収差係数の波長依存特性の曲がりは特に大きくなる。その大きな曲がり成分を補正するためには、他のレンズのパワーも強くしなければならない。このとき、球面収差やコマ収差や非点収差などに大きな影響を及ぼすため、収差補正が困難となる。   When a lens made of a material having a characteristic far from that of a general optical material is used, the bending of the wavelength-dependent characteristic of the chromatic aberration coefficient on the lens surface is particularly large. In order to correct the large bending component, the power of other lenses must be increased. At this time, spherical aberration, coma aberration, astigmatism, etc. are greatly affected, making it difficult to correct aberrations.

つまり、屈折光学系部分GNLの材料としては、一般の光学材料に比べて部分分散比が大きな光学材料であり、かつ一般の光学材料と比べて部分分散比がかけ離れすぎないことも重要である。   In other words, it is important that the material of the refractive optical system partial GNL is an optical material having a large partial dispersion ratio compared to a general optical material, and that the partial dispersion ratio is not too far compared with a general optical material.

なお、条件式(1)の異常部分分散性ΔθgF1の数値範囲は、以下の範囲とすることで更に良好な色収差の補正効果が期待できる。   If the numerical range of the anomalous partial dispersibility ΔθgF1 in the conditional expression (1) is set to the following range, a better chromatic aberration correction effect can be expected.

0.0272 < ΔθgF1 < 0.2832 …(1a)
また収差補正上の観点から、更に望ましくは、(1a)の数値範囲を以下に示す範囲とするのが良い。
0.0272 <ΔθgF1 <0.2832 (1a)
Further, from the viewpoint of aberration correction, it is more desirable to set the numerical range of (1a) to the range shown below.

0.0342 < ΔθgF1 < 0.2832 …(1b)
条件式(2)の異常部分分散性ΔθgF2の数値範囲は、以下の範囲とすることで更に良好な色収差補正効果が期待できる。
0.0342 <ΔθgF1 <0.2832 (1b)
By setting the numerical range of the anomalous partial dispersibility ΔθgF2 in the conditional expression (2) to the following range, a further excellent chromatic aberration correction effect can be expected.

−0.4278 < ΔθgF2 < −0.0528 …(2a)
更に望ましくは、(2a)式の数値範囲を以下に示す範囲とするのが良い。
−0.4278 <ΔθgF2 <−0.0528 (2a)
More preferably, the numerical range of the formula (2a) is set to the range shown below.

−0.4278 < ΔθgF2 < −0.0778 …(2b)
条件式(3)の異常部分分散性Δθgd1の数値範囲は、以下の範囲とすることで更に良好な色収差補正効果が期待できる。
−0.4278 <ΔθgF2 <−0.0778 (2b)
When the numerical range of the anomalous partial dispersibility Δθgd1 in the conditional expression (3) is set to the following range, a better chromatic aberration correction effect can be expected.

0.038 < Δθgd1 < 0.347 …(3a)
更に望ましくは、(3a)式の数値範囲を以下に示す範囲とするのが良い。
0.038 <Δθgd1 <0.347 (3a)
More preferably, the numerical range of the expression (3a) is set to the following range.

0.051 < Δθgd1 < 0.347 …(3b)
条件式(4)の異常部分分散性Δθgd2の数値範囲は、以下の範囲とすることで更に良好な色収差補正効果が期待できる。
0.051 <Δθgd1 <0.347 (3b)
By setting the numerical range of the anomalous partial dispersibility Δθgd2 in the conditional expression (4) to the following range, a better chromatic aberration correction effect can be expected.

−0.5620 < Δθgd2 < −0.062 …(4a)
更に望ましくは、(4a)式の数値範囲を以下に示す範囲とするのが良い。
−0.5620 <Δθgd2 <−0.062 (4a)
More preferably, the numerical range of the equation (4a) is set to the range shown below.

−0.5620 < Δθgd2 < −0.112 …(4b)
条件式(5)、(6)のアッベ数νd1、νd2の数値範囲は、以下の範囲とすることで更に良好な色収差補正効果が期待できる。
−0.5620 <Δθgd2 <−0.112 (4b)
When the numerical ranges of the Abbe numbers νd1 and νd2 in the conditional expressions (5) and (6) are set to the following ranges, a further excellent chromatic aberration correction effect can be expected.

νd1 < 50 …(5a)
νd2 < 50 …(6a)
更に望ましくは、(5a)、(6a)の数値範囲を以下に示す範囲とするのが良い。
νd1 <50 (5a)
νd2 <50 (6a)
More preferably, the numerical ranges of (5a) and (6a) are set to the ranges shown below.

νd1 < 45 …(5b)
νd2 < 45 …(6b)
更に望ましくは、(5b)、(6b)条件式の数値範囲を以下に示す範囲とするのが良い。
νd1 <45 (5b)
νd2 <45 (6b)
More preferably, the numerical ranges of the conditional expressions (5b) and (6b) are set to the ranges shown below.

νd1 < 40 …(5c)
νd2 < 40 …(6c)
各実施例では、条件式(1)及び(2)を満足する光学材料より成る光学素子GNL1、GL1を光学系中のレンズやレンズ表面に設けられた屈折力のある層に適用している。そして、この光学材料で構成された屈折面を非球面形状とすれば、色の球面収差などの色収差フレアを補正することができる。また、これらの光学素子と空気などの雰囲気とで界面を形成したり、比較的、屈折率の低い光学材料とで界面を形成したりすれば、界面の僅かな曲率変化で色収差を比較的大きく変化させることができるため好ましい。
νd1 <40 (5c)
νd2 <40 (6c)
In each embodiment, the optical elements GNL1 and GL1 made of an optical material satisfying the conditional expressions (1) and (2) are applied to the lens in the optical system and the refractive layer provided on the lens surface. If the refracting surface made of this optical material is aspherical, chromatic aberration flare such as chromatic spherical aberration can be corrected. In addition, if an interface is formed between these optical elements and an atmosphere such as air, or an interface is formed with an optical material having a relatively low refractive index, the chromatic aberration is relatively large due to a slight change in the curvature of the interface. This is preferable because it can be changed.

次に、前述した条件式(1)〜(7)を満足する光学材料から形成された光学素子を、具体的な光学系に応用した実施例について説明する。ここでは、条件式(1)、(3)、(5)を満足する光学材料としてUV硬化樹脂1やN‐ポリビニルカルバゾール、UV硬化樹脂2にTiO微粒子を分散させた混合体を用いている。条件式(2)、(4)、(6)を満足する光学材料としては、UV硬化樹脂2及びN−ポリビニルカルバゾールにITO微粒子を分散させた混合体を用いている。 Next, an embodiment in which an optical element formed from an optical material that satisfies the conditional expressions (1) to (7) described above is applied to a specific optical system will be described. Here, as an optical material satisfying the conditional expressions (1), (3), and (5), a UV curable resin 1, N-polyvinylcarbazole, and a mixture in which TiO 2 fine particles are dispersed in the UV curable resin 2 are used. . As an optical material that satisfies the conditional expressions (2), (4), and (6), a mixture in which ITO fine particles are dispersed in the UV curable resin 2 and N-polyvinylcarbazole is used.

図1は実施例1の光学系としてのズームレンズを用いたときの広角端(短焦点距離)における断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view at the wide-angle end (short focal length) when the zoom lens as the optical system of Example 1 is used.

図2(A)、(B)、(C)はそれぞれ実施例1のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端(長焦点距離)における無限遠物体に合焦したときの収差図である。   2A, 2B, and 2C are aberration diagrams when focusing on an object at infinity at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end (long focal length) of the zoom lens of Embodiment 1, respectively. is there.

図3は本発明の光学系の実施例2のレンズ断面図、図4は本発明の光学系の実施例2の無限遠物体に合焦したときの収差図である。   FIG. 3 is a lens cross-sectional view of the optical system according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an aberration diagram when focusing on an object at infinity according to the second embodiment of the optical system of the present invention.

図5は本発明の光学系の実施例3のレンズ断面図、図6は本発明の光学系の実施例3の無限遠物体に合焦したときの収差図である。   FIG. 5 is a lens cross-sectional view of the optical system according to the third embodiment of the present invention. FIG. 6 is an aberration diagram when focusing on an object at infinity according to the third embodiment of the optical system of the present invention.

図7は本発明の光学系の実施例4のレンズ断面図、図8は本発明の光学系の実施例4の無限遠物体に合焦したときの収差図である。   FIG. 7 is a lens cross-sectional view of Embodiment 4 of the optical system of the present invention, and FIG. 8 is an aberration diagram when focusing on an infinite object of Embodiment 4 of the optical system of the present invention.

図9は本発明の光学系の実施例5のレンズ断面図、図10は本発明の光学系の実施例5の無限遠物体に合焦したときの収差図である。   FIG. 9 is a lens cross-sectional view of Example 5 of the optical system of the present invention, and FIG. 10 is an aberration diagram when focusing on an infinite object of Example 5 of the optical system of the present invention.

図11は本発明の光学系の実施例6のレンズ断面図、図12は本発明の光学系の実施例6の無限遠物体に合焦したときの収差図である。   FIG. 11 is a lens cross-sectional view of Embodiment 6 of the optical system of the present invention, and FIG. 12 is an aberration diagram when focusing on an infinite object in Embodiment 6 of the optical system of the present invention.

図13は本発明の光学系の実施例7のレンズ断面図、図14は本発明の光学系の実施例7の無限遠物体に合焦したときの収差図である。   13 is a lens cross-sectional view of Embodiment 7 of the optical system of the present invention, and FIG. 14 is an aberration diagram when focusing on an infinite object of Embodiment 7 of the optical system of the present invention.

図15は本発明の光学系を備えるカメラ(撮像装置)の要部概略図である。   FIG. 15 is a schematic view of a main part of a camera (imaging device) provided with the optical system of the present invention.

各実施例の光学系はビデオカメラやデジタルカメラそして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が被写体側(前方)で、右方が像側(後方)である。   The optical system of each embodiment is a photographic lens system used in an imaging apparatus such as a video camera, a digital camera, or a silver salt film camera. In the lens cross-sectional view, the left side is the subject side (front), and the right side is the image side (rear).

尚、各実施例の光学系をプロジェクター等の投射レンズとして用いるときは、左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。   When the optical system of each embodiment is used as a projection lens such as a projector, the left side is a screen and the right side is a projected image.

レンズ断面図において、iは物体側からのレンズ群の順番を示し、Liは第iレンズ群である。   In the lens cross-sectional view, i indicates the order of the lens groups from the object side, and Li is the i-th lens group.

SPは開口絞りである。Gは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。   SP is an aperture stop. G is an optical block corresponding to an optical filter, a face plate, a quartz low-pass filter, an infrared cut filter, or the like.

IPは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影レンズとして使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面が置かれる。   IP is an image plane. When used as a photographing lens for a video camera or a digital still camera, the imaging surface of a solid-state imaging device (photoelectric conversion device) such as a CCD sensor or a CMOS sensor is used. A photosensitive surface corresponding to the film surface is placed.

収差図においてd、gは各々d線及びg線、ΔM、ΔSはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はg線によって表している。ωは半画角、FnoはFナンバーである。   In the aberration diagrams, d and g are d-line and g-line, ΔM and ΔS are meridional image surface, sagittal image surface, and lateral chromatic aberration are represented by g-line. ω is a half angle of view, and Fno is an F number.

図1の実施例1の光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4からなるズーム比12程度の4群構成のズームレンズである。   The optical system of Example 1 in FIG. 1 includes, in order from the object side to the image side, a first lens unit L1 having a positive refractive power, a second lens unit L2 having a negative refractive power, and a third lens unit having a positive refractive power. L3 is a zoom lens having a four-group configuration having a zoom ratio of about 12 and comprising a fourth lens unit L4 having a positive refractive power.

矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群の移動軌跡を示している。   The arrows indicate the movement trajectory of each lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end.

ズーミングに際して、各レンズ群間隔が変化するように各レンズ群が移動している。   During zooming, the lens groups are moved so that the distance between the lens groups changes.

本実施例では、光学系の一部にUV硬化樹脂及びITO微粒子の混合体よりなるレンズを用いている。図1中、GNL1は、UV硬化樹脂1で形成したレンズ(層)である。GL1は、UV硬化樹脂2にITO微粒子を体積比で14.2%分散させた混合体で形成したレンズ(層)である。   In this embodiment, a lens made of a mixture of UV curable resin and ITO fine particles is used as a part of the optical system. In FIG. 1, GNL 1 is a lens (layer) formed of the UV curable resin 1. GL1 is a lens (layer) formed of a mixture in which ITO fine particles are dispersed in the UV curable resin 2 by a volume ratio of 14.2%.

実施例1では、ズームレンズを構成する各レンズ群のうち、近軸軸上光線の光軸からの通過位置が比較的高くなるフォーカスの際に不動の物体側の第1レンズ群L1にUV硬化樹脂1からなるレンズGNL1とITO微粒子の混合体からなるレンズGL1とを導入している。また、レンズGNL1とレンズGL1は密着しており、レンズ間に接合されている。 In the first embodiment, among the lens groups constituting the zoom lens, UV curing is applied to the first lens unit L1 on the object side that does not move at the time of focusing when the passing position of the paraxial light beam from the optical axis is relatively high. A lens GNL1 made of resin 1 and a lens GL1 made of a mixture of ITO fine particles are introduced. The lens GNL1 and the lens GL1 are in close contact with each other and are joined between the lenses.

UV硬化樹脂1で形成されたレンズ(層)GNL1は、正の屈折力、ITO微粒子の混合体で形成されたレンズ(層)GL1は負の屈折力を有している。これによって、広角端から望遠端までのズーミングにおいて、軸上色収差と倍率色収差を良好に補正し、かつ光学系全体のコンパクト化を達成している。   The lens (layer) GNL1 formed of the UV curable resin 1 has a positive refractive power, and the lens (layer) GL1 formed of a mixture of ITO fine particles has a negative refractive power. As a result, in zooming from the wide-angle end to the telephoto end, axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration are corrected well, and the entire optical system is made compact.

図3、図5、図7、図9、図11の実施例2〜6の光学系は、望遠型(テレフォトタイプ)の撮影レンズである。ここで望遠型の撮影レンズとはレンズ全長が焦点距離よりも短いレンズ系をいう。   The optical systems of Examples 2 to 6 in FIGS. 3, 5, 7, 9, and 11 are telephoto imaging lenses. Here, the telephoto photographic lens means a lens system in which the total lens length is shorter than the focal length.

図3の実施例2の光学系は、フォーカスの際に不動の正の屈折力の第1レンズ群L1、フォーカスのため光軸方向に移動する負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3からなる焦点距離300mmの超望遠レンズである。 The optical system of Example 2 in FIG. 3 includes a first lens unit L1 having positive refractive power that does not move during focusing, a second lens unit L2 having negative refractive power that moves in the optical axis direction for focusing, and a positive lens unit L2. This is a super-telephoto lens having a focal length of 300 mm and comprising a third lens unit L3 having a refractive power.

本実施例では、光学系の一部にUV硬化樹脂1より成るレンズGNL1と、UV硬化樹脂2にITO微粒子を体積比で14.2%分散させた混合体より成るレンズGL1とを用いた例である。図3中GNL1は、UV硬化樹脂1で形成したレンズ(層)である。GL1は、ITOの混合物で形成したレンズ(層)である。   In this example, a lens GNL1 made of UV curable resin 1 is used as a part of the optical system, and a lens GL1 made of a mixture obtained by dispersing 14.2% by volume of ITO fine particles in UV curable resin 2 is used. It is. In FIG. 3, GNL 1 is a lens (layer) formed of the UV curable resin 1. GL1 is a lens (layer) formed of a mixture of ITO.

実施例2の光学系では、近軸軸上光線の光軸からの通過位置が比較的高くなる物体側に、UV硬化樹脂1からなる正のパワーを持つレンズ(層)GNL1と、ITO微粒子の混合体からなる負のパワーを持つレンズ(層)GL1とを導入している。また、これらのレンズGNL1、GL1を密着させて用い、その密着面を非球面形状にしている。これにより軸上色収差と倍率色収差を良好に補正し、望遠比0.681と非常にコンパクトな超望遠レンズを得ている。   In the optical system of the second embodiment, a lens (layer) GNL1 having a positive power made of UV curable resin 1 and ITO fine particles are disposed on the object side where the passing position of the paraxial light beam from the optical axis is relatively high. A lens (layer) GL1 having a negative power made of a mixture is introduced. Further, these lenses GNL1, GL1 are used in close contact with each other, and the contact surfaces thereof are aspherical. As a result, axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration are corrected well, and a very compact super telephoto lens with a telephoto ratio of 0.681 is obtained.

図5の実施例3の光学系は、正の屈折力の第1レンズ群L1、フォーカスのために光軸方向に移動する負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3からなる焦点距離300mmの超望遠レンズである。   The optical system of Example 3 in FIG. 5 includes a first lens unit L1 having a positive refractive power, a second lens unit L2 having a negative refractive power that moves in the optical axis direction for focusing, and a third lens unit having a positive refractive power. This is a super telephoto lens having a focal length of 300 mm, which is composed of the lens unit L3.

本実施例では、光学系の一部にUV硬化樹脂2にTiO微粒子を体積比で20%分散させた混合体より成るレンズGNL1と、UV硬化樹脂2にITO微粒子を体積比で20%分散させた混合体より成るレンズGL1とを用いた例である。図5中、GNL1はTiOの混合体で形成したレンズ(層)である。GL1は、ITOの混合体で形成したレンズ(層)である
実施例3の光学系では、近軸軸上光線の光軸からの通過位置が比較的高くなる物体側に、TiO微粒子の混合体からなる正のパワーを持つレンズ(層)GNL1と、ITO微粒子の混合体からなる負のパワーを持つレンズ(層)GL1とを導入している。これにより軸上色収差と倍率色収差を良好に補正し、望遠比0.680とコンパクトな超望遠レンズを得ている。
In this example, a lens GNL1 made of a mixture in which 20% by volume of TiO 2 fine particles are dispersed in a UV curable resin 2 in a part of the optical system, and 20% by volume of ITO fine particles in a UV curable resin 2 are dispersed. This is an example using a lens GL1 made of a mixed material. In FIG. 5, GNL1 is a lens (layer) formed of a mixture of TiO 2 . GL1 is a lens (layer) formed of a mixture of ITO. In the optical system of Example 3, TiO 2 fine particles are mixed on the object side where the passing position of the paraxial light beam from the optical axis is relatively high. A lens (layer) GNL1 having a positive power consisting of a body and a lens (layer) GL1 having a negative power consisting of a mixture of ITO fine particles are introduced. As a result, axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration are corrected well, and a compact super telephoto lens with a telephoto ratio of 0.680 is obtained.

図7の実施例4の光学系は、正の屈折力の第1レンズ群L1、フォーカスのための光軸方向に移動する負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3からなる焦点距離300mmの超望遠レンズである。   7 includes a first lens unit L1 having a positive refractive power, a second lens unit L2 having a negative refractive power moving in the optical axis direction for focusing, and a third lens unit having a positive refractive power. This is a super telephoto lens having a focal length of 300 mm, which is composed of the lens unit L3.

本実施例では、光学系の一部にN‐ポリビニルカルバゾールより成るレンズGNL1と、UV硬化樹脂2にITO微粒子を体積比で5%分散させた混合体より成るGL1とを用いた例である。図7中GNL1は、N‐ポリビニルカルバゾールで形成したレンズ(層)である。GL1は、ITOの混合体で形成したレンズ(層)である。   In this example, a lens GNL1 made of N-polyvinylcarbazole and GL1 made of a mixture in which ITO fine particles are dispersed in a volume ratio of 5% in the UV curable resin 2 are used as a part of the optical system. In FIG. 7, GNL1 is a lens (layer) formed of N-polyvinylcarbazole. GL1 is a lens (layer) formed of a mixture of ITO.

実施例4の光学系では、近軸軸上光線の光軸からの通過位置が比較的高くなる物体側に、TiO微粒子の混合体からなる正のパワーを持つレンズ(層)GNL1と、ITO微粒子の混合体からなる負のパワーを持つレンズ(層)GL1とを導入している。これにより軸上色収差と倍率色収差を良好に補正し、望遠比0.731とコンパクトな超望遠レンズを得ている。 In the optical system of Example 4, a lens (layer) GNL1 having a positive power made of a mixture of TiO 2 fine particles is disposed on the object side where the passing position of the paraxial light beam from the optical axis is relatively high, and ITO. A lens (layer) GL1 having a negative power made of a mixture of fine particles is introduced. Thereby, axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration are corrected well, and a compact super telephoto lens with a telephoto ratio of 0.731 is obtained.

図9の実施例5の光学系は、正の屈折力の第1レンズ群L1、フォーカスのため光軸方向に移動する負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3からなる焦点距離300mmの超望遠レンズである。   9 includes a first lens unit L1 having a positive refractive power, a second lens unit L2 having a negative refractive power moving in the optical axis direction for focusing, and a third lens having a positive refractive power. This is a super telephoto lens having a focal length of 300 mm and composed of the group L3.

本実施例では、光学系の一部にUV硬化樹脂2にTiO微粒子を体積比で3%分散させた混合体より成るレンズGNL1と、N−ポリビニルカルバゾールにITO微粒子を体積比で10%分散させた混合体より成るGL1とを用いた例である。図9中、GNL1はTiOの混合体で形成したレンズ(層)である。GL1は、ITOの混合体で形成したレンズ(層)である。 In this example, a lens GNL1 made of a mixture obtained by dispersing 3% by volume of TiO 2 fine particles in UV curable resin 2 in a part of the optical system, and 10% by volume of ITO fine particles in N-polyvinylcarbazole are dispersed. It is an example using GL1 which consists of the made mixture. In FIG. 9, GNL1 is a lens (layer) formed of a mixture of TiO 2 . GL1 is a lens (layer) formed of a mixture of ITO.

実施例5の光学系では、近軸軸上光線の光軸からの通過位置が比較的高くなる物体側に、TiO微粒子の混合体からなる正のパワーを持つレンズ(層)GNL1と、ITO微粒子の混合体からなる負のパワーを持つレンズ(層)GL1とを導入している。これにより軸上色収差と倍率色収差を良好に補正し、望遠比0.748とコンパクトな超望遠レンズを得ている。 In the optical system of Example 5, a lens (layer) GNL1 having a positive power made of a mixture of TiO 2 fine particles is disposed on the object side where the passing position of the paraxial light beam from the optical axis is relatively high, and ITO. A lens (layer) GL1 having a negative power made of a mixture of fine particles is introduced. As a result, axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration are corrected well, and a compact super telephoto lens with a telephoto ratio of 0.748 is obtained.

図11の実施例6の光学系は、正の屈折力の第1レンズ群L1、フォーカスのため光軸方向に移動する負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3からなる焦点距離300mmの超望遠レンズである。   The optical system of Example 6 in FIG. 11 includes a first lens unit L1 having a positive refractive power, a second lens unit L2 having a negative refractive power that moves in the optical axis direction for focusing, and a third lens having a positive refractive power. This is a super telephoto lens having a focal length of 300 mm and composed of the group L3.

本実施例では、光学系の一部にUV硬化樹脂1より成るレンズGNL1と、UV硬化樹脂2にITO微粒子を体積比で5%分散させた混合体より成るGL1とを用いた例である。図11中、GNL1はUV硬貨樹脂1で形成したレンズ(層)である。GL1は、ITOの混合体で形成したレンズ(層)である。   In this example, a lens GNL1 made of UV curable resin 1 and GL1 made of a mixture in which ITO fine particles are dispersed in a volume ratio of 5% in UV curable resin 2 are used as part of the optical system. In FIG. 11, GNL 1 is a lens (layer) formed of the UV coin resin 1. GL1 is a lens (layer) formed of a mixture of ITO.

実施例6の光学系では、近軸軸上光線の光軸からの通過位置が比較的高くなる物体側に、UV硬化樹脂からなる正のパワーを持つレンズ(層)GNL1と、ITO微粒子の混合体からなる負のパワーを持つレンズ(層)GL1とを導入している。これにより軸上色収差と倍率色収差を良好に補正し、望遠比0.737とコンパクトな超望遠レンズを得ている。   In the optical system of Example 6, a lens (layer) GNL1 having a positive power made of UV curable resin and ITO fine particles are mixed on the object side where the passing position of the paraxial light beam from the optical axis is relatively high. A lens (layer) GL1 having a negative power composed of a body is introduced. As a result, axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration are corrected well, and a compact super telephoto lens with a telephoto ratio of 0.737 is obtained.

図13の実施例7の光学系は、広角型(レトロフォーカスタイプ)の撮影レンズである。ここで広角型の撮影レンズとは焦点距離がレンズ全長よりも短いレンズ系のことを意味している。   The optical system of Example 7 in FIG. 13 is a wide-angle (retro focus type) photographing lens. Here, the wide-angle photographic lens means a lens system whose focal length is shorter than the entire lens length.

図13の実施例7の光学系は、フォーカスのため光軸方向に移動する負の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3からなる焦点距離24.5mmの広角レンズである。   The optical system of Example 7 in FIG. 13 includes a first lens unit L1 having a negative refractive power that moves in the optical axis direction for focusing, a second lens unit L2 having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power. This is a wide-angle lens having a focal length of 24.5 mm and made up of the group L3.

本実施例では、光学系の一部にUV硬化樹脂1より成るレンズGNL1と、UV硬化樹脂2にITO微粒子を体積比で5%分散させた混合体より成るGL1とを用いた例である。図13中、GNL1はUV硬貨樹脂1で形成したレンズ(層)である。GL1は、ITOの混合体で形成したレンズ(層)である。 In this example, a lens GNL1 made of UV curable resin 1 and GL1 made of a mixture in which ITO fine particles are dispersed in a volume ratio of 5% in UV curable resin 2 are used as part of the optical system. In FIG. 13 , GNL 1 is a lens (layer) formed of the UV coin resin 1. GL1 is a lens (layer) formed of a mixture of ITO.

実施例7の光学系では、光軸と瞳近軸光線の交わる点Pよりも像側の第3レンズ群L3にUV硬化樹脂からなる正のパワーを持つレンズ(層)GNL1と、ITO微粒子の混合体からなる負のパワーを持つレンズ(層)GL1とを導入している。これにより軸上色収差と倍率色収差を良好に補正した広角レンズを得ている。 In the optical system of Example 7, the third lens unit L3 on the image side from the point P where the optical axis and the paraxial ray of the pupil cross each other has a lens (layer) GNL1 having a positive power made of UV curable resin, and ITO fine particles. A lens (layer) GL1 having a negative power made of a mixture is introduced. As a result, a wide-angle lens in which the longitudinal chromatic aberration and the lateral chromatic aberration are corrected well is obtained.

以下、実施例1〜7に対応する数値実施例1から7について具体的な数値データを示す。各数値実施例において、iは物体側から数えた面の番号を示し、Riは第i番目の光学面(第i面)の曲率半径である。Diは第i面と第(i+1)面との間の軸上間隔、Ni、νiはそれぞれd線に対する第i番目(樹脂やTiO微粒子分散材料やITO微粒子分散材料で形成されたレンズ(層)は除く)の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を表す。樹脂やTiO微粒子分散材料で形成されたレンズGNLjのd線に対する屈折率、アッベ数は別途NGNLj、νGNLj(j=1,2,…)で示す。また、樹脂やITO微粒子分散材料で形成されたレンズGLjのd線に対する屈折率、アッベ数は別途NGLj、νGLj(j=1,2,…)で示す。fは光学系の焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角である。 Hereinafter, specific numerical data will be shown for numerical examples 1 to 7 corresponding to the first to seventh embodiments. In each numerical example, i indicates the number of the surface counted from the object side, and Ri is the radius of curvature of the i-th optical surface (i-th surface). Di is the axial distance between the i-th surface and the (i + 1) -th surface, and Ni and νi are the i-th lens (layer made of resin, TiO 2 fine particle dispersion material or ITO fine particle dispersion material) with respect to the d line, respectively. ) Represents the refractive index and Abbe number of the optical member material. The refractive index and Abbe number for the d-line of the lens GNLj formed of resin or TiO 2 fine particle dispersion material are separately indicated as NGNLj, νGNLj (j = 1, 2,...). Further, the refractive index and Abbe number for the d-line of the lens GLj formed of a resin or ITO fine particle dispersion material are separately indicated as NGLj, νGLj (j = 1, 2,...). f is the focal length of the optical system, Fno is the F number, and ω is the half angle of view.

また、非球面形状は、Xを光軸方向の面頂点からの変位量、hを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、rを近軸曲率半径、kを円錐定数、B,C,D,E…を各次数の非球面係数とするとき、   Further, the aspherical shape is such that X is the amount of displacement from the surface vertex in the optical axis direction, h is the height from the optical axis in the direction perpendicular to the optical axis, r is the paraxial radius of curvature, k is the conic constant, B, When C, D, E... Are the aspheric coefficients of the respective orders,

で表す。 Represented by

なお、表3及び各非球面係数における「E±XX」は「×10±XX」を意味している。 “E ± XX” in Table 3 and each aspheric coefficient means “× 10 ± XX ”.

数値実施例1の最も像側の5つの平面(曲率半径∞の面)は、差込フィルターや、光学的ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当するものである。   Five planes (surfaces with a radius of curvature ∞) closest to the image side in Numerical Example 1 correspond to insertion filters, optical low-pass filters, infrared cut filters, and the like.

各数値実施例に用いた屈折光学系部分GNL1及びGL1のd線、g線、C線、及びF線に対する屈折率、及びアッベ数、部分分散比を表1に示す。また、表2にUV効果樹脂2及びITO及びTiOのd線、g線、C線、及びF線に対する屈折率、及びアッベ数、部分分散比を示す。表3には各数値実施例における屈折光学素子GNLjおよびGLjのそれぞれの焦点距離fGNLj、fGLjの値を示す。 Table 1 shows the refractive index, Abbe number, and partial dispersion ratio of the refractive optical system parts GNL1 and GL1 used in each numerical example for the d-line, g-line, C-line, and F-line. Table 2 shows the refractive index, Abbe number, and partial dispersion ratio of the UV effect resin 2 and ITO and TiO 2 with respect to the d-line, g-line, C-line, and F-line. Table 3 shows the respective focal lengths fGNLj and fGLj of the refractive optical elements GNLj and GLj in each numerical example.

次に各実施例に示した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の実施形態を図15を用いて説明する。   Next, an embodiment of a digital still camera using the optical system shown in each example as a photographing optical system will be described with reference to FIG.

図15において、20はカメラ本体である。21は実施例1〜7で説明したいずれかの光学系によって構成された撮影光学系である。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)である。   In FIG. 15, reference numeral 20 denotes a camera body. Reference numeral 21 denotes a photographing optical system constituted by any one of the optical systems described in the first to seventh embodiments. Reference numeral 22 denotes a solid-state imaging device (photoelectric conversion device) such as a CCD sensor or a CMOS sensor that receives a subject image formed by the photographing optical system 21 and is built in the camera body.

23は固体撮像素子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である。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。   A memory 23 records information corresponding to a subject image photoelectrically converted by the solid-state imaging device 22. Reference numeral 24 denotes a finder for observing a subject image formed on the solid-state image sensor 22, which includes a liquid crystal display panel or the like.

このように本発明の光学系をデジタルスチルカメラに適用することにより、小型で高い光学性能を有する光学機器が実現できる。   In this way, by applying the optical system of the present invention to a digital still camera, it is possible to realize an optical apparatus having a small size and high optical performance.

数値実施例1の光学系の広角端における光学系断面図である。2 is an optical system cross-sectional view at the wide-angle end of the optical system according to Numerical Example 1. FIG. 数値実施例1の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of Numerical Example 1. 数値実施例1の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of Numerical Example 1. 数値実施例1の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of Numerical Example 1. 数値実施例2の光学系の光学系断面図である。6 is an optical system cross-sectional view of an optical system according to Numerical Example 2. FIG. 数値実施例2の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of Numerical Example 2. 数値実施例3の光学系の光学系断面図である。6 is an optical system cross-sectional view of an optical system according to Numerical Example 3. FIG. 数値実施例3の収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram of Numerical Example 3. 数値実施例4の光学系の光学系断面図である。10 is an optical system cross-sectional view of an optical system according to Numerical Example 4. FIG. 数値実施例4の光学系の収差図である。10 is an aberration diagram of the optical system according to Numerical Example 4. FIG. 数値実施例5の光学系の光学系断面図である。10 is an optical system sectional view of an optical system according to Numerical Example 5. FIG. 数値実施例5の収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram of Numerical Example 5. 数値実施例6の光学系の光学系断面図である。10 is an optical system sectional view of an optical system according to Numerical Example 6. FIG. 数値実施例6の光学系の収差図である。10 is an aberration diagram of the optical system according to Numerical Example 6. FIG. 数値実施例7の光学系の光学系断面図である。10 is an optical system sectional view of an optical system according to Numerical Example 7. FIG. 数値実施例7の光学系の収差図である。10 is an aberration diagram of the optical system according to Numerical Example 7. FIG. 本発明の撮像装置の要部概略図である。It is a principal part schematic of the imaging device of this invention. 一般的な光学素子の屈折率波長特性の図である。It is a figure of the refractive index wavelength characteristic of a common optical element.

符号の説明Explanation of symbols

OL 光学系
GNL1 光学素子
GL1 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
SP 開口絞り
IP 像面
d d線
g g線
G CCDのフォースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック
ΔM メリディオナル像面
ΔS サジタル像面
OL optical system GNL1 optical element GL1 optical element L1 first lens group L2 second lens group L3 third lens group L4 fourth lens group SP aperture stop IP image surface d d line g g line G CCD force plate, low pass filter, etc. Glass block ΔM Meridional image surface ΔS Sagittal image surface

Claims (9)

光軸と瞳近軸光線の交わる点をPとするとき、点Pよりも拡大側又は縮小側の少なくとも一方に、光入出射面が共に屈折面で固体材料より成る第1、第2光学素子を有し、該第1、第2光学素子のg線とF線に関する異常部分分散性を各々ΔθgF1、ΔθgF2、該第1、第2光学素子の光入出射面が共に空気に接する面としたときの焦点距離を各々f1、f2とするとき、
ΔθgF1>0.0272
ΔθgF2<−0.0278
f1×f2<0
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
When the point where the optical axis and the paraxial ray intersect with each other is P, the first and second optical elements made of a solid material are both refractive surfaces and refractive surfaces on at least one of the enlargement side or the reduction side from the point P. Anomalous partial dispersibility with respect to g-line and F-line of the first and second optical elements is defined as ΔθgF1, ΔθgF2, and the light incident / exit surfaces of the first and second optical elements are in contact with air, respectively. When the focal lengths are f1 and f2, respectively,
ΔθgF1> 0.0272
ΔθgF2 <−0.0278
f1 × f2 <0
An optical system that satisfies the following conditional expression:
前記第1、第2光学素子のg線とd線に関する異常部分分散性を各々Δθgd1、Δθgd2とするとき、
Δθgd1>0.038
Δθgd2<−0.037
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
When the anomalous partial dispersions for the g-line and d-line of the first and second optical elements are Δθgd1 and Δθgd2, respectively.
Δθgd1> 0.038
Δθgd2 <−0.037
The optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
前記第1、第2光学素子の固体材料のアッベ数をそれぞれνd1、νd2とするとき、
νd1<60
νd2<60
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学系。
When the Abbe numbers of the solid materials of the first and second optical elements are νd1 and νd2, respectively,
νd1 <60
νd2 <60
The optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
前記第1、第2光学素子の少なくとも1面は、非球面形状であることを特徴とする請求項1からのいずれか1項の光学系。 The first, at least one surface of the second optical element, an optical system of any one of claims 1 to 3, characterized in that an aspheric shape. 前記第1、第2光学素子の少なくとも1面は、空気に接していることを特徴とする請求項1からのいずれか1項の光学系。 The first, at least one surface of the second optical element is any one optical system of claim 1, characterized in that in contact with the air 4. 前記光学系は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群より構成され、ズーミングに際して、各レンズ群間隔が変化するズームレンズであり、前記第1、第2光学素子は、該第1レンズ群に含まれることを特徴とする請求項1からのいずれか1項の光学系。 The optical system includes, in order from the object side to the image side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, an aperture stop, a third lens group having a positive refractive power, and a positive refractive power. 2. The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is configured such that an interval between the lens groups changes during zooming, and the first and second optical elements are included in the first lens group. 6. The optical system according to any one of items 1 to 5 . 前記光学系は、物体側より像側へ順にフォーカスの際に不動の正の屈折力の第1レンズ群、開口絞り、フォーカスのために光軸方向へ移動する負の屈折力の第2レンズ群、フォーカスの際に不動の正の屈折力の第3レンズ群より構成され、前記第1、第2光学素子は、該第1レンズ群に含まれることを特徴とする請求項1からのいずれか1項の光学系。 The optical system includes a first lens group having positive refractive power that does not move during focusing from the object side to the image side, an aperture stop, and a second lens group having negative refractive power that moves in the optical axis direction for focusing. , a third lens group stationary positive refractive power during focusing, the first and second optical elements are one of claims 1, characterized in that included in the first lens group 5 Item 1 optical system. 前記光学系は、物体側より像面へ順にフォーカスのために光軸方向に移動する負の屈折力の第1レンズ群、フォーカスの際に不動の負の屈折力の第2レンズ群、開口絞り、フォーカスの際に不動の正の屈折力の第3レンズ群より構成され、前記第1、第2光学素子は、該第3レンズ群に含まれることを特徴とする請求項1からのいずれか1項の光学系。 The optical system includes a first lens group having a negative refractive power that moves in the direction of the optical axis for focusing in order from the object side to the image plane, a second lens group having a negative refractive power that does not move during focusing , and an aperture stop. , a third lens group stationary positive refractive power during focusing, the first and second optical elements are one of claims 1, characterized in that included in the third lens group 5 Item 1 optical system. 請求項1からのいずれか1項の光学系を備えていることを特徴とする光学機器。 An optical apparatus characterized by comprising an optical system of any one of claims 1 to 8.
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