JP5202014B2 - 光学系及びそれを用いた光学機器 - Google Patents
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Description
前記固体材料素子と前記屈折光学素子の光軸上の厚さを各々dnom、dgls、
前記回折光学素子の回折光学部と前記固体材料素子の空気中における焦点距離を各々fdoe、fnomとするとき
θgF<(-1.665×10-7・νd3+5.213×10-5・νd2-5.656×10-3・νd+0.700)
若しくは
θgF>(-1.665×10-7・νd3+5.213×10-5・νd2-5.656×10-3・νd+0.755)
なる条件式を満足し、かつ
νd<60
dnom/dgls<0.50
0.01<|fnom/fdoe|<0.80
なる条件を満足することを特徴としている。
θgF<(-1.665×10-7・νd3+5.213×10-5・νd2-5.656×10-3・νd+0.700)・・・・・(1)
若しくは
θgF>(-1.665×10-7・νd3+5.213×10-5・νd2-5.656×10-3・νd+0.755)・・・・・(2)
なる条件式を満足し、かつ
νd<60 ・・・・・(3)
dnom/dgls<0.50 ・・・・・(4)
0.01<|fnom/fdoe|<0.80 ・・・・・(5)
なる条件を満足する。
φ(h)=(2π/λd)・(C1・h2+C2・h4+C3・h6+・・・・)
なる式で表される。このとき2次項の係数C1より、基準波長(d線)における屈折力φDはφD=-2・C1となる。
θgF=(ng-nF)/(nF-nC)
の式で表される。
νd=(nd-1)/(nF-nC)
の式で表される。
θgF<(-1.665×10-7・νd3+5.213×10-5・νd2−5.656×10-3・νd+0.675)
・・・・・(1a)
若しくは
θgF>(-1.665×10-7・νd3+5.213×10-5・νd2−5.656×10-3・νd+0.662)
・・・・・(2a)
νd<50 ・・・・・(3a)
更に
νd<40 ・・・・・(3b)
dnom/dgls<0.40 ・・・・・(4a)
更に
dnom/dgls<0.30 ・・・・・(4b)
0.02<|fnom/fdoe|<0.50・・・・・(5a)
以上のように各実施例によれば、異常部分分散特性を有した固体材料素子(微粒子分散材料若しくは樹脂材料を用いた素子)と回折光学素子を適切に箇所に適切な条件で設定している。これにより、色収差の補正が十分になされ良好な光学性能を有した、コンパクトな光学系を達成することができる。その際、固体材料素子の厚さも比較的薄くすることが容易となる。
0.01<|f/fdoe|<0.20 ・・・・・(6)
0.01<|f/fnom|<0.90 ・・・・・(7)
0.05<(Ldoe-img/Lnom-img)<0.70・・・・・(8)
0.10<|Rdoe/Ldoe-img|<10.0 ・・・・・(9)
なる条件式のうち1以上を満足するのが良い。
0.01<|f/fdoe|<0.10・・・・・(6a)
条件式(7)は、光学系における固体材料素子Lnomと全系の焦点距離の関係を規定するものである。条件式(7)の下限値を超えると、固体材料素子Ldomの屈折力が弱くなり過ぎて、色収差の補正が困難となり且つ固体材料素子Ldomの厚さも増す方向にあるので好ましくない。
0.03<|f/fnom|<0.80 ・・・・・(7a)
条件式(8)は、光学系における固体材料素子Ldomと回折光学部Ldoeの配置箇所の関係を規定するものである。条件式(8)の下限値を超えると、固体材料素子Ldomの配置が最も物体側の面となってしまうため、耐環境性の面から好ましくない。
0.10<(Ldoe-img/Lnom-img)<0.60 ・・・・・(8a)
条件式(9)は、回折光学面(回折光学部)Ldoeから像面までの距離に対する回折光学面Ldoeの曲率半径を規定するものである。
0.30<|Rdoe/Ldoe-img|<7.0 ・・・・・(9a)
以上のように各実施例によれば、レンズ系全体の小型化を図りつつ、諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した光学系を達成することができる。
次に各実施例で用いる回折光学素子の構成について説明する。
また無限遠物点から至近距離物点へのフォーカシングは、前群LFの最も像面側の接合レンズ(Lfo)を像面側へ移動させて行っている。
各数値実施例において、iは物体側からの面の順序を示す。riは物体側より第i番目のレンズ面の曲率半径である。diは物体側より第i番目の基準状態の軸上面間隔、ndiとνdiは第i番目の光学部材のd線における屈折率とアッべ数を各々表している。また、FnoはFナンバーである。BFは空気換算したときのバックフォーカスである。
更に、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とする。また、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した時、次式によって表される。
単位 mm
焦点距離 585.00
Fno 4.12
画角 4.24
像高 21.64
レンズ全長 402.52
BF 67.92
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
物面 ∞ ∞
1 137.302 23.57 1.48749 70.2 141.99
2 1072.651 5.00 1.63555 22.7 139.68
3 -1534.215 32.22 139.27
4 110.965 13.43 1.49700 81.5 108.16
5 550.128 5.33 106.62
6 -557.521 4.00 2.00330 28.3 106.39
7 246.906 3.21 101.65
8 119.244 19.28 1.43384 95.2 98.40
9 -914.752 0.15 94.43
10 63.666 5.30 1.43875 94.9 80.86
11 47.866 48.02 72.75
12 -39183.386 3.50 2.00330 28.3 49.00
13 -169.313 1.80 1.83481 42.7 48.42
14 82.052 0.00 45.76
15 ∞ 26.36 46.53
16(絞り) ∞ 0.17 40.31
17 209.488 1.30 2.00330 28.3 40.05
18 52.107 5.86 1.71300 53.9 39.16
19 89.636 1.50 38.68
20 57.034 5.00 1.63854 55.4 39.01
21 225.833 6.80 1.60562 43.7 38.51
22 1464.161 10.08 37.22
23 -68.262 1.30 1.88300 40.8 34.71
24 2237.697 2.00 34.99
25 -192.953 7.00 1.84666 23.8 35.18
26 -58.561 3.00 1.88300 40.8 36.03
27 -63.210 80.71 36.60
28 83.358 10.00 1.57135 53.0 41.05
29(回折面-39.960 3.71 1.60300 65.4 40.87
30 150.915 3.00 40.11
31 ∞ 2.00 1.51633 64.2 40.19
像面 ∞
回折面データ
第29面
C1 8.43497E-05
C2 6.35035E-09
C3 -4.14939E-11
単位 mm
広角端 ズーム中間 望遠端
焦点距離 72.50 135.50 290.90
Fno 4.66 4.97 5.87
画角 33.23 18.14 8.51
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長151.20 175.81 214.20
BF 40.04 40.04 40.04
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
物面 ∞ ∞
1 148.037 4.78 1.56384 60.7 57.56
2 -737.878 0.15 57.23
3 61.535 1.50 2.00330 28.3 54.27
4 49.753 7.83 1.48749 70.2 52.42
5* 323.186 1.50 1.57160 13.5 51.70
6 218.303 可変 50.72
7 ∞ 1.48 21.23
8 -139.062 1.50 1.60300 65.4 20.20
9 34.828 2.64 19.53
10 -44.236 1.50 1.69350 53.2 19.53
11 35.876 2.69 2.00330 28.3 20.32
12 293.553 可変 20.42
13 38.281 1.50 1.92286 18.9 20.95
14 27.990 4.99 1.48749 70.2 20.62
15* -32.739 1.00 20.65
16(絞り) ∞ 可変 19.09
17 -20.841 1.50 1.51633 64.1 19.06
18 27.706 3.46 1.69895 30.1 20.59
19 -604.437 可変 20.79
20 -128.523 3.67 1.51633 64.1 21.69
21 -23.268 0.15 21.98
22 97.878 5.01 1.53996 59.5 21.41
23 -19.708 1.50 2.00330 28.3 21.40
24 -57.813 0.15 22.41
25 67.900 3.42 1.60300 65.4 22.80
26 -57.227 可変 22.82
27 82.443 1.50 1.88300 40.8 20.28
28 23.592 2.29 19.31
29 -1759.700 3.21 1.84666 23.8 19.34
30 -27.495 1.50 1.88300 40.8 19.57
31 88.250 可変 20.37
32 44.586 3.36 1.64769 33.8 36.93
33(回折面83.922 1.50 1.48749 70.2 36.85
34 88.009 36.83
像面 ∞
回折面データ
第33面
C1 -4.56068E-05
C2 4.59548E-08
C3 -2.54253E-10
非球面データ
第6面
k -2.01028
B 2.30792E-08
C -6.52447E-11
D 3.69853E-14
第16面
k -1.42357
B 2.12160E-06
C -3.94118E-09
D 1.37187E-11
焦点距離/可変距離 72.50 135.50 290.90
6 1.30 26.62 58.14
12 13.58 1.88 1.20
16(絞り) 3.50 11.70 18.97
19 5.97 4.07 1.60
26 11.14 12.26 1.20
31 10.29 13.70 27.68
単位 mm
広角端 ズーム中間 望遠端
焦点距離 28.81 31.26 34.43
Fno 1.60 1.98 2.10
画角 46.91 43.59 39.91
像高 12.50 12.50 12.50
レンズ全長122.33 122.33 122.33
BF 6.00 6.00 6.00
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
物面 ∞ ∞
1 68.184 3.07 2.00330 28.3 35.20
2 230.128 0.80 1.51035 34.5 34.23
3 539.080 0.15 33.84
4 40.603 1.50 1.88300 40.8 29.75
5 21.337 5.94 26.15
6 -64.906 1.50 1.92286 18.9 26.03
7 61.843 可変 25.27
8 -1540.116 2.99 2.00330 28.3 25.36
9 -50.003 0.15 25.40
10 45.893 1.50 1.51633 64.1 23.69
11 20.043 3.20 1.92286 18.9 22.01
12 38.067 可変 21.06
13 ∞ 0.00 21.15
14 25.164 3.92 1.60562 43.7 21.24
15 -317.341 可変 20.79
16(絞り) ∞ 0.51 19.62
17 -188.952 1.50 1.84666 23.8 19.48
18 36.271 可変 18.73
19 -18.410 1.50 1.84666 23.8 18.74
20 67.817 6.40 1.60300 65.4 23.90
21 -23.038 0.15 25.77
22 -359.810 4.19 2.00330 28.3 30.77
23 -41.751 可変 31.64
24 65.675 3.19 1.88300 40.8 34.22
25(回折面) 302.281 2.84 1.83481 42.7 34.17
26 -152.148 1.82 34.12
27 ∞ 41.50 1.62299 58.2 50.00
28 ∞ 0.00 50.00
29 ∞ 2.60 1.51633 64.1 40.00
30 ∞ 40.00
像面 ∞
回折面データ
第25面
C1 -3.12518E-04
C2 2.86030E-07
C3 -4.12902E-11
焦点距離/可変距離 28.81 31.26 34.43
7 3.90 2.80 1.75
12 7.91 5.73 2.50
15 1.85 3.42 5.15
18 11.25 10.10 8.90
23 0.50 3.36 7.11
[各実施例における条件式の数値(表-1)]
LF:前群
LR:後群
Lnom:固体材料素子
Ldoe:回折光学部
Lfo:フォーカスレンズ群
LIS:防振用レンズ群
S:開口絞り
G:ガラスブロック
IP:像面
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
L6:第6レンズ群
L7:第7レンズ群
ΔM:メリディオナル像面
ΔS:サジタル像面
1:回折光学素子
2:第1の素子部
3:第2の素子部
4:第1の基材
5:第2の基材
6:第1の回折格子
7:第2の回折格子
8:空気層
9:第2の回折格子に密着した樹脂層
D:空気間隔
d1:第1の回折格子の格子部の格子厚
d2:第2の回折格子の格子部の格子厚
101:液晶プロジェクタ
102:色合成手段
103:投射レンズ
104:スクリーン
105(5B,5G,5R):液晶パネル
106:撮像装置
107:撮像手段
108:撮影レンズ
109:被写体
Claims (11)
- 物体側より像側へ順に、前群、絞り、後群より構成される光学系において、前記前群は固体材料から成る屈折作用をする固体材料素子を有し、前記後群は回折光学素子を有し、該固体材料素子は、屈折光学素子の少なくとも一方の透過面に形成されており、該固体材料のd線に対するアッベ数、g線とF線に対する部分分散比を各々νd、θgF、
前記固体材料素子と前記屈折光学素子の光軸上の厚さを各々dnom、dgls、
前記回折光学素子の回折光学部と前記固体材料素子の空気中における焦点距離を各々fdoe、fnomとするとき
θgF<(-1.665×10-7・νd3+5.213×10-5・νd2-5.656×10-3・νd+0.700)
若しくは
θgF>(-1.665×10-7・νd3+5.213×10-5・νd2-5.656×10-3・νd+0.755)
なる条件式を満足し、かつ
νd<60
dnom/dgls<0.50
0.01<|fnom/fdoe|<0.80
なる条件を満足することを特徴とする光学系。 - 前記光学系の物体距離無限遠での全系の焦点距離(但し、光学系がズームレンズの場合は望遠端で且つ物体距離無限遠での全系の焦点距離)をfとするとき
0.01<|f/fdoe|<0.20
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。 - 前記光学系の物体距離無限遠での全系の焦点距離(但し、光学系がズームレンズの場合は望遠端で且つ物体距離無限遠での全系の焦点距離)をfとするとき
0.01<|f/fnom|<0.90
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。 - 前記屈折光学素子の透過面であって、前記固体材料素子が設けられた固体材料面から像面までの物体距離無限遠時における距離をLnom-img、前記回折光学素子の回折光学面から像面までの物体距離無限遠時における距離をLdoe-imgとするとき
0.05<(Ldoe-img/Lnom-img)<0.70
なる条件式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。 - 前記固体材料は、紫外線硬化樹脂若しくは無機微粒子を樹脂材料に分散させた混合体から成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。
- 前記回折光学素子の回折光学面の曲率半径をRdoe、前記回折光学面から像面までの物体距離無限遠時における距離をLdoe-imgとするとき
0.10<|Rdoe/Ldoe-img|<10.0
なる条件式を満足す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。 - 前記回折光学素子の回折光学部は、接合レンズの接合面に設けられてい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。
- 前記固体材料素子が設けられた屈折光学素子の透過面と反対側の透過面は空気と接した球面形状若しくは非球面形状であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光学系。
- 請求項1から8のいずれか1項の光学系を有していることを特徴とする光学機器。
- 請求項1から8のいずれか1項の光学系と該光学系によって形成された像を受光する撮像素子を有していることを特徴とする撮像装置。
- 請求項1から8のいずれか1項の光学系と投影像原画を照明する照明光学系とを有していることを特徴とする投影装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008028767A JP5202014B2 (ja) | 2008-02-08 | 2008-02-08 | 光学系及びそれを用いた光学機器 |
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