JPH05210047A - 広角レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、レンズ枚数が４〜７枚程度で、
画角が６０°〜７５°程度、Ｆナンバーが１．８〜２．
８程度の明るい広角レンズを提供することを目的として
いる。 【構成】 負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の
屈折力を有する第２レンズ群とからなり、絞りが第２レ
ンズ群中に配置されこの絞りより物体側で第２レンズ群
中に少なくとも１枚の正レンズを配置したもので、第２
レンズ群中の絞りより物体側の正レンズのうち少なくと
も一つがラジアル型屈折率分布レンズであることを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、屈折率分布レンズ特に
ラジアル型屈折率分布型レンズを用いた広角レンズに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】画角が６０°〜７５°程度の一眼レフ用
広角レンズは、レンズとフィルムの間にミラーが配置さ
れるためにバックフォーカスを長くする必要がある。そ
のためこの種の広角レンズは、物体側から順に負の第１
レンズ群と正の第２レンズ群とにて配置された非対称な
構成をとるのが一般的である。そのために諸収差の補正
が非常に困難であり、上記の広角レンズでＦナンバーが
２．８程度の明るいレンズ系にするためには、レンズ枚
数を５〜７枚程度にする必要がある。

【０００３】又、上記のように５〜７枚程度のレンズ枚
数で、Ｆナンバーが１．８〜２．０程度の明るいレンズ
系にしようとすると、負の屈折力の第１レンズ群へのマ
ージナル光線の入射光線高が高くなり、この群からの射
出が大になる。そのために正の第２レンズ群へ入射する
マージナル光線高がさらに高くなり、第２レンズ群で発
生する負の球面収差が大になる。したがって全系での負
の球面収差も大になる。この負の球面収差を、レンズ枚
数を増加せずに補正することは困難である。更に上記の
広角レンズは、第２レンズ群の正の屈折力が強くなるた
め、この群でのペッツバール和が大になり、像面が物体
側へ倒れる傾向になる。

【０００４】このペッツバール和と球面収差とを補正す
るためにラジアル型屈折率分布レンズをレンズ系中に用
いることが考えられる。

【０００５】一眼レフ用の広角レンズに、ラジアル型屈
折率分布型レンズを用いた従来例として、特開昭６２−
１５３９０９号公報に記載されたレンズ系がある。しか
しこの従来例は、ラジアル型屈折率分布レンズを用いて
いるにも拘らず、Ｆナンバーが３．５で暗いレンズ系で
ある。

【０００６】またラジアル型屈折率分布レンズを用いた
この種のレンズ系として、特開昭６３−１４３５１６号
公報に記載されたものが知られている。

【０００７】しかしこの従来例のレンズ系は、ラジアル
型屈折率分布レンズを３〜５枚使用しており、公差およ
び経済性等で問題がある。

【０００８】公差や経済性を考慮した場合、レンズ系中
に用いるラジアル型屈折率分布レンズは、１〜２枚程度
にするのが好ましい。

【０００９】またこの種広角レンズで、ラジアル型屈折
率分布を１枚だけ用いたレンズ系として、特開昭６３−
１８０９２５号公報に記載されたレンズ系が知られてい
る。しかしこのレンズ系は、色収差の補正を考慮してい
ないため、実用的ではない。カメラ用レンズやビデオ等
の撮像光学系においては、色収差の補正は非常に重要で
あり、色収差を考慮せずにこれらの光学系を設計するこ
とは現実的ではなく、ラジアル型屈折率分布レンズを用
いたレンズ系においてもこの点では変わりがない。

【００１０】更に広角レンズにラジアル型屈折率分布レ
ンズを用いたレンズ系で、色収差の補正も考慮した従来
例として、特開平２−２８５３１２号公報に記載された
レンズ系がある。この従来例は、マージナル光線の光線
高の低い第１レンズにラジアル型屈折率分布レンズを用
いている。しかし、球面収差の補正を考えると、マージ
ナル光線の光線高が高いレンズにラジアル型屈折率分布
レンズを用いることがより効果的である。

【００１１】またこの種広角レンズに非球面を用いて収
差補正を行なうことも考えられるが、非球面は、球面収
差を補正することは可能であっても、ラジアル型屈折率
分布レンズのようにペッツバール和や色収差を補正する
ことは出来ない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、レンズ枚数
が４〜７枚のレンズ系で画角が６０°〜７５°程度で、
Ｆナンバーが１．８〜２．８程度の明るい広角レンズを
提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の広角レンズは、
物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と正
の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、第２レンズ
群中に絞を配置し、又この第２レンズ群中の絞りよりも
物体側に少なくとも１枚の正レンズを配置したもので、
これら正レンズのうちの少なくとも１枚が下記の式にて
表わされる屈折率分布を持つラジアル型屈折率分布レン
ズで、このラジアル型屈折率分布レンズが次の条件
（１），（２）を満足するレンズ系である。 ｎ(r) ＝Ｎ₀ ＋Ｎ₁ ｒ² ＋Ｎ₂ ｒ⁴ ＋・・・ （１） Ｎ₁ ＜０ （２） ｜Ｎ₁・ｆ² ｜＞０．０５ ただしｒは光軸から半径方向への距離、ｎ(r) はレンズ
の中心から半径ｒの所での基準波長の屈折率、Ｎ₀ はレ
ンズの中心での基準波長の屈折率、Ｎ₁ ，Ｎ₂ ，・・・
は夫々２次，４次，・・・の係数、ｆは全系の焦点距離
である。

【００１４】画角が６０°〜７５°程度の一眼レフカメ
ラ用広角レンズは、レンズ系とフィルムの間にミラーを
配置するためバックフォーカスを長くする必要があり、
物体側より順に、負のレンズ群、正のレンズ群の非対称
な構成をとるのが一般的である。また上記のレンズ系
は、画角が６０°〜７５°程度と広いために負の屈折力
の第１レンズ群で発生する負の歪曲収差が大きく、全系
では負の歪曲収差が発生する傾向にある。この収差をレ
ンズの枚数を増やさずに良好に補正するためには、正の
屈折力を有する第２レンズ群の絞りよりも物体側に少な
くとも１枚の正レンズを配置することが効果的である。

【００１５】さらに上記の広角レンズのＦナンバーを小
さくして明るいレンズ系を得ようとすると正の屈折力の
第２レンズ群で大きな負の球面収差が発生する。また正
の屈折力の第２レンズ群の屈折力が強いために全系では
正のペッツバール和が大になり像面湾曲が物体側に傾く
傾向にある。

【００１６】上記の収差を補正するために、媒質中の光
軸から半径方向に屈折率分布を持つラジアル型屈折率分
布レンズを上記の広角レンズに用いることが考えられ
る。ここでラジアル型屈折率分布レンズは、媒質に光軸
から半径方向に向かって順次屈折率分布を持つので球面
収差とペッツバール和を補正する能力を持っている。

【００１７】まず、ラジアル型屈折率分布レンズによる
ペッツバール和の補正について考える。ここでラジアル
型屈折率分布レンズ単体のペッツバール和ＰＳは次の式
（ａ）で表わされる。 ＰＳ＝φ_s/Ｎ₀ ＋φ_M/Ｎ₀ ² （ａ） ただし、φ_s はラジアル型屈折率分布レンズの面の屈折
力、φ_M はラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力
で次の式（ｂ）で表わされる。 φ_M ≒−２Ｎ₁ｄ （ｂ） ただし、ｄはラジアル型屈折率分布レンズの光軸上のレ
ンズの厚さである。上記の式（ａ）で、媒質のペッツバ
ール和を表わす第２項の分母のＮ₀ に２乗が掛かってい
るために、同じ屈折力の均質レンズと比較してラジアル
型屈折率分布レンズではペッツバール和の値を小さくす
ることが可能である。そのため媒質が正の屈折力を持つ
ラジアル型屈折率分布レンズを本発明のレンズ系に用い
ると、同じ屈折力の均質単レンズと比較すると正のペッ
ツバール和を小さくすることが可能であり、像面が物体
側に倒れるのを防ぐことが出来る。ここで、ラジアル型
屈折率分布レンズの媒質が正の値を持つためには、式
（ｂ）から、Ｎ₁ が負の値を持つ必要があることがわか
る。

【００１８】次に、Ｆナンバーを小さくするために正の
屈折力の第２レンズ群で発生する負の球面収差をラジア
ル型屈折率分布レンズで補正することを考えると、光軸
から周辺へ向かって順次屈折率が低くなるような分布を
持つラジアル型屈折率分布レンズを第２レンズ群中の正
レンズに用いればよい。このような分布を持つラジアル
型屈折率分布レンズは、光軸から周辺へ向かうにつれて
マージナル光線の屈折角を小さくすることが出来るた
め、凸形状の面では同じ曲率の均質レンズと比較して発
生する負の球面収差の値を小さくすることが可能であ
る。

【００１９】以上のことから、本発明のレンズ系中の正
レンズに、光軸から周辺へ向かって順次屈折率が低くな
るような分布を持つラジアル型屈折率分布レンズを用い
れば、このレンズ系で発生する負の球面収差を小さくす
ることが出来る。ラジアル型屈折率分布レンズが光軸か
ら周辺へ向かって屈折率が順次小さくなるような分布を
持つには、Ｎ₁ が負の値であればよく、条件（１）を満
足すればよい。

【００２０】以上の説明から、球面収差とペッツバール
和を同時に補正することを考えると、第２レンズ群中の
正レンズに条件（１）を満足するラジアル型屈折率分布
レンズを用いることが好ましい。

【００２１】このようにラジアル型屈折率分布型レンズ
が条件（１）を満足していれば全系で球面収差およびペ
ッツバール和を良好に補正することが可能である。もし
条件（１）を満足しないと、ラジアル型屈折率分布レン
ズは、光軸から周辺へ向かって順次屈折率が高くなる分
布になり、面で負の球面収差を補正出来なくなる。又、
全系で発生ペッツバール和が正の大きな値になり、像面
が一層物体側に倒れ好ましくない。

【００２２】上記の条件（１）を満足するラジアル型屈
折率分布レンズを第２レンズ群中のどの正レンズに用い
ても球面収差を補正する効果は得られるが、マージナル
光線の光線高が最も高い第２レンズ群内の絞りよりも物
体側の正レンズにラジアル型屈折率分布を用いることが
最大限の効果が得られるので好ましい。

【００２３】ラジアル型屈折率分布レンズは、光軸から
周辺へ向かって屈折率分布を有することにより球面収差
の補正効果を得ることが出来る。しかし、光軸とレンズ
外周との屈折率差が小さいと大きな球面収差の補正効果
を得ることが出来ない。

【００２４】本発明は、ラジアル型屈折率分布レンズで
良好に球面収差を補正出来る程度に屈折率差を得るため
に条件（２）を満足するようにした。この条件（２）を
満足しないと光軸と周辺との屈折率差が小さくなり、球
面収差を十分に補正し得ない。

【００２５】ラジアル型屈折率分布レンズを用いて、球
面収差の補正のみでなく均質レンズを上回るペッツバー
ル和の補正効果を得ることが出来る。この補正効果を十
分に生かすためには、媒質の持つ屈折力の大きさが重要
であり、媒質がほとんど屈折力を持たなければ均質レン
ズを大きく上回る効果をラジアル型屈折率分布レンズに
期待することは出来ない。

【００２６】ラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折
力を表わす式（ｂ）から、媒質が大きな屈折力を持つた
めには、Ｎ₁ の値を大にするか、ｄの値を大きくする必
要があるが、素材作製上Ｎ₁ の値は上限がある。そのた
めにＮ₁ の値が条件（２）を満足すると同時に、ｄの値
を次の条件（３）を満足することが望ましい。 （３） ｄ／ｆ＞０．１ 上記のラジアル型屈折率分布レンズが条件（３）を満足
すれば、媒質ではペッツバール和を補正するのに十分な
屈折力を有することが可能である。もし条件（３）を満
足しないとラジアル型屈折率分布レンズでペッツバール
和の補正効果が十分に得られない。

【００２７】ここで、球面収差の補正のために屈折率分
布式の２次の係数Ｎ₁ は負の値であることが望ましい。
しかし更に屈折率分布式の４次の係数Ｎ₂ について考え
ると、球面収差の補正のために、光軸と周辺との屈折率
差を大にすることがより効果的であるので、Ｎ₂ は負の
値を持つことが望ましい。

【００２８】しかし、Ｎ₂ の値が負になれば、ラジアル
型屈折率分布レンズの媒質で負の球面収差が発生し、面
の球面収差補正効果を打ち消してしまう。またＮ₂ の値
が正となればラジアル型屈折率分布レンズの媒質では、
正の球面収差を発生するが、光軸と周辺との屈折率差が
小さくなるため、面の球面収差の補正効果を打消してし
まう。この問題を解決するためには、Ｎ₂ の値が下記の
条件（４）を満足することが望ましい。 （４） ｜Ｎ₂/Ｎ₁ ｜＜０．０１ Ｎ₂ が条件（４）を満足すれば、符号にかかわらず球面
収差を良好に補正することが出来る。もし条件（４）を
満足しないと、全系で球面収差を良好に補正出来ない。

【００２９】また本発明のレンズ系は、負のレンズ群へ
の軸外主光線の入射光線高が高いため、このレンズ群で
大きな倍率の色収差が発生する。この収差を補正するた
めには、絞りよりも物体側に分散の大きな正レンズを配
置し、負のレンズ群で発生する倍率の色収差を打ち消す
ようにする必要がある。均質レンズでも画角の小さいレ
ンズ系や全長が長いレンズ系の場合は、補正出来る。し
かし画角が６０°〜７５°程度の広角レンズをコンパク
トに保ったまま補正することは困難である。本発明のレ
ンズ系において、球面収差およびペッツバール和を補正
するために絞りと負のレンズ群（第１レンズ群）との間
つまり第２レンズ群中の絞りよりも物体側に配置した正
の屈折力のラジアル型屈折率分布レンズに均質レンズと
比較して大きな色収差を発生するような分散特性を持た
せるようにすれば、全系での倍率の色収差を良好に補正
することが可能である。その意味から、前記ラジアル型
屈折率分布レンズが次の条件（５）を満足することが望
ましい。 （５） ０＜ν_1d＜ν_0d ただしν_0d，ν_1dは夫々下記の式で表わされる定数であ
る。

【００３０】ν_0d＝（Ｎ_0d−１）／（Ｎ_0F−Ｎ_0C） ν_1d＝Ｎ_1d／（Ｎ_1F−Ｎ_1C） ここでＮ_0d，Ｎ_0F，Ｎ_0Cは夫々ｄ線，Ｆ線・Ｃ線の光軸
上の屈折率、Ｎ_1d，Ｎ_1F，Ｎ_1Cは夫々屈折率分布レンズ
のｄ線，Ｆ線・Ｃ線の２次の係数である。

【００３１】上記の条件で、ν_1dはラジアル型屈折率分
布レンズの媒質のアッベ数を表しν_1dが小さければ小さ
い程同じ屈折力の均質レンズと比較して大きな色収差を
発生させることが可能である。

【００３２】この条件（５）を満足しないと、ラジアル
型屈折率分布レンズで発生する倍率色収差の値が少なく
なり、全系で十分に補正出来なくなる。

【００３３】

【実施例】次に本発明の広角ズームレンズの各実施例を
示す。 実施例１ ｆ＝28.27mm ，Ｆ／2.02 ，２ω＝75.99 ° ｒ₁ ＝45.3587 ｄ₁ ＝2.7928 ｎ₁ ＝1.67790 ν₁ ＝53.36 ｒ₂ ＝83.0550 ｄ₂ ＝0.1500 ｒ₃ ＝34.2065 ｄ₃ ＝1.7709 ｎ₂ ＝1.74100 ν₂ ＝52.68 ｒ₄ ＝12.4112 ｄ₄ ＝4.9070 ｒ₅ ＝47.7243 ｄ₅ ＝1.7395 ｎ₃ ＝1.58267 ν₃ ＝46.33 ｒ₆ ＝24.6375 ｄ₆ ＝5.7076 ｒ₇ ＝28.4521 ｄ₇ ＝14.9083 ｎ₄ （屈折率分布レンズ） ｒ₈ ＝-24.1013 ｄ₈ ＝0.2000 ｒ₉ ＝絞り ｄ₉ ＝2.4820 ｒ₁₀＝-31.9699 ｄ₁₀＝1.4000 ｎ₅ ＝1.84666 ν₅ ＝23.78 ｒ₁₁＝26.4517 ｄ₁₁＝2.8036 ｒ₁₂＝732.4016 ｄ₁₂＝5.1185 ｎ₆ ＝1.72916 ν₆ ＝54.68 ｒ₁₃＝-17.5207 屈折率分布レンズ Ｎ₀ Ｎ₁ Ｎ₂ ｄ線 1.66998 -0.57033×10^-3 0.57134×10^-7 Ｃ線 1.66495 -0.56537×10^-3 0.49627×10^-7 Ｆ線 1.68201 -0.58190×10^-3 0.74650×10^-7 Ｎ₁ ＝-0.57033×10^-3，｜Ｎ₁・ｆ² ｜＝0.447 ，｜Ｎ₂/Ｎ₁ ｜＝0.100 ×10^-3 ｄ／ｆ＝0.532 ，ν₁d＝34.51 ，ν₀d＝39.27 実施例２ ｆ＝28.0mm ，Ｆ／2.0 ，２ω＝77.80 ° ｒ₁ ＝26.0467 ｄ₁ ＝2.6910 ｎ₁ ＝1.62041 ν₁ ＝60.27 ｒ₂ ＝12.3298 ｄ₂ ＝4.8618 ｒ₃ ＝26.6661 ｄ₃ ＝1.6989 ｎ₂ ＝1.60342 ν₂ ＝38.01 ｒ₄ ＝15.7916 ｄ₄ ＝5.2603 ｒ₅ ＝26.7203 ｄ₅ ＝12.9698 ｎ₃ （屈折率分布レンズ） ｒ₆ ＝-20.7947 ｄ₆ ＝0.2000 ｒ₇ ＝絞り ｄ₇ ＝2.7035 ｒ₈ ＝-25.6233 ｄ₈ ＝1.3629 ｎ₄ ＝1.84666 ν₄ ＝23.78 ｒ₉ ＝30.2749 ｄ₉ ＝2.7451 ｒ₁₀＝-163.1518 ｄ₁₀＝4.4179 ｎ₅ ＝1.75500 ν₅ ＝52.33 ｒ₁₁＝-15.3317 屈折率分布レンズ Ｎ₀ Ｎ₁ Ｎ₂ Ｎ₃ ｄ線 1.66998 -0.45752×10^-3 0.57225×10^-6 0.45892×10^-8 Ｃ線 1.66495 -0.45291×10^-3 0.56612×10^-6 0.45401×10^-8 Ｆ線 1.68201 -0.46827×10^-3 0.58656×10^-6 0.47040×10^-8 Ｎ₁ ＝-0.45752×10^-3，｜Ｎ₁・ｆ² ｜＝0.359 ，｜Ｎ₂/Ｎ₁ ｜＝0.125 ×10^-2 ｄ／ｆ＝0.463 ，ν₁d＝29.78 ，ν₀d＝39.27 実施例３ ｆ＝28.0mm ，Ｆ／1.8 ，２ω＝76.31 ° ｒ₁ ＝31.1080 ｄ₁ ＝1.8000 ｎ₁ ＝1.58900 ν₁ ＝48.61 ｒ₂ ＝16.0845 ｄ₂ ＝6.4575 ｒ₃ ＝42.3312 ｄ₃ ＝1.5000 ｎ₂ ＝1.56965 ν₂ ＝49.33 ｒ₄ ＝16.6486 ｄ₄ ＝5.5318 ｒ₅ ＝79.7798 ｄ₅ ＝4.8187 ｎ₃ （屈折率分布レンズ） ｒ₆ ＝-64.9141 ｄ₆ ＝4.0653 ｒ₇ ＝79.6022 ｄ₇ ＝11.3417 ｎ₄ ＝1.72916 ν₄ ＝54.68 ｒ₈ ＝-27.0617 ｄ₈ ＝3.1461 ｒ₉ ＝絞り ｄ₉ ＝3.0344 ｒ₁₀＝-33.8821 ｄ₁₀＝1.5000 ｎ₅ ＝1.84666 ν₅ ＝23.78 ｒ₁₁＝42.0211 ｄ₁₁＝2.8999 ｒ₁₂＝-50.3357 ｄ₁₂＝3.1188 ｎ₆ ＝1.74100 ν₆ ＝52.68 ｒ₁₃＝-20.8738 ｄ₁₃＝0.2000 ｒ₁₄＝-763.1737 ｄ₁₄＝2.0000 ｎ₇ ＝1.77250 ν₇ ＝49.66 ｒ₁₅＝-40.7324 屈折率分布レンズ Ｎ₀ Ｎ₁ Ｎ₂ ｄ線 1.64769 -0.14038×10^-3 0.36413×10^-6 Ｃ線 1.64209 -0.13737×10^-3 0.35633×10^-6 Ｆ線 1.66125 -0.14739×10^-3 0.38234×10^-6 Ｎ₁ ＝-0.14038×10^-3，｜Ｎ₁・ｆ² ｜＝0.110 ，｜Ｎ₂/Ｎ₁ ｜＝0.259 ×10^-2 ｄ／ｆ＝0.172 ，ν₁d＝14.0 ，ν₀d＝33.8 実施例４ ｆ＝28.0mm ，Ｆ／2.8 ，２ω＝77.53 ° ｒ₁ ＝34.0450 ｄ₁ ＝1.8000 ｎ₁ ＝1.56883 ν₁ ＝56.34 ｒ₂ ＝13.5005 ｄ₂ ＝15.7269 ｒ₃ ＝68.5722 ｄ₃ ＝8.1491 ｎ₂ （屈折率分布レンズ） ｒ₄ ＝-32.8230 ｄ₄ ＝2.7750 ｒ₅ ＝＝絞り ｄ₅ ＝1.6055 ｒ₆ ＝-31.8540 ｄ₆ ＝1.2998 ｎ₃ ＝1.80518 ν₃ ＝25.43 ｒ₇ ＝25.3237 ｄ₇ ＝1.6398 ｒ₈ ＝-349.3871 ｄ₈ ＝3.9367 ｎ₄ ＝1.65160 ν₄ ＝58.52 ｒ₉ ＝-12.9499 屈折率分布レンズ Ｎ₀ Ｎ₁ Ｎ₂ ｄ線 1.72342 -0.91017×10^-3 0.94747×10^-6 Ｃ線 1.71783 -0.90107×10^-3 0.93799×10^-6 Ｆ線 1.73689 -0.93141×10^-3 0.96957×10^-6 Ｎ₁ ＝-0.91017×10^-3，｜Ｎ₁・ｆ² ｜＝0.714 ，｜Ｎ₂/Ｎ₁ ｜＝0.104 ×10^-2 ｄ／ｆ＝0.562 ，ν₁d＝30 ，ν₀d＝37.95 実施例５ ｆ＝35.0mm ，Ｆ／2.05 ，２ω＝63.75 ° ｒ₁ ＝40.9655 ｄ₁ ＝3.4925 ｎ₁ ＝1.83481 ν₁ ＝42.72 ｒ₂ ＝104.0841 ｄ₂ ＝0.2000 ｒ₃ ＝21.7744 ｄ₃ ＝3.0220 ｎ₂ ＝1.51823 ν₂ ＝58.96 ｒ₄ ＝11.9989 ｄ₄ ＝9.8554 ｒ₅ ＝266.5521 ｄ₅ ＝6.9698 ｎ₃ （屈折率分布レンズ） ｒ₆ ＝-102.9758 ｄ₆ ＝0.2000 ｒ₇ ＝絞り ｄ₇ ＝3.4906 ｒ₈ ＝-17.1964 ｄ₈ ＝5.0160 ｎ₄ ＝1.75520 ν₄ ＝27.51 ｒ₉ ＝324.6254 ｄ₉ ＝0.7985 ｒ₁₀＝-139.7425 ｄ₁₀＝4.9605 ｎ₅ ＝1.74100 ν₅ ＝52.68 ｒ₁₁＝-17.5444 ｄ₁₁＝0.2000 ｒ₁₂＝147.1278 ｄ₁₂＝4.4506 ｎ₆ ＝1.69680 ν₆ ＝56.49 ｒ₁₃＝-48.6940 屈折率分布レンズ Ｎ₀ Ｎ₁ Ｎ₂ ｄ線 1.72000 -0.82905×10^-4 0.50866×10^-6 Ｃ線 1.71511 -0.82195×10^-4 0.50398×10^-6 Ｆ線 1.73159 -0.84564×10^-4 0.51958×10^-6 Ｎ₁ ＝-0.82905×10^-4 ，｜Ｎ₁・ｆ² ｜＝0.102 ，｜Ｎ₂/Ｎ₁ ｜＝0.614 ×10^-2 ｄ／ｆ＝0.199 ，ν₁d＝35 ，ν₀d＝43.7 実施例６ ｆ＝34.99mm ，Ｆ／1.99 ，２ω＝65.38 ° ｒ₁ ＝31.7605 ｄ₁ ＝2.0849 ｎ₁ ＝1.60729 ν₁ ＝59.38 ｒ₂ ＝17.4900 ｄ₂ ＝3.2380 ｒ₃ ＝89.5286 ｄ₃ ＝1.2063 ｎ₂ ＝1.62606 ν₂ ＝39.21 ｒ₄ ＝22.2482 ｄ₄ ＝5.0082 ｒ₅ ＝18.8086 ｄ₅ ＝12.7616 ｎ₃ （屈折率分布レンズ） ｒ₆ ＝-48.9733 ｄ₆ ＝0.2000 ｒ₇ ＝絞り ｄ₇ ＝2.1565 ｒ₈ ＝-33.6963 ｄ₈ ＝1.2115 ｎ₄ ＝1.84666 ν₄ ＝23.78 ｒ₉ ＝23.6441 ｄ₉ ＝2.9677 ｒ₁₀＝180.7940 ｄ₁₀＝4.6640 ｎ₅ ＝1.75500 ν₅ ＝52.33 ｒ₁₁＝-19.3861 屈折率分布レンズ Ｎ₀ Ｎ₁ Ｎ₂ Ｎ₃ ｄ線 1.66998 -0.72202×10^-3 -0.63833×10^-6 0.22914×10^-9 Ｃ線 1.66495 -0.71525×10^-3 -0.63150×10^-6 0.22669×10^-9 Ｆ線 1.68201 -0.73781×10^-3 -0.65429×10^-6 0.23487×10^-9 Ｎ₁ ＝-0.72202×10^-3，｜Ｎ₁・ｆ² ｜＝0.884 ，｜Ｎ₂/Ｎ₁ ｜＝0.884 ×10^-3 ｄ／ｆ＝0.365 ，ν₁d＝32 ，ν₀d＝39.27 実施例７ ｆ＝35.0mm ，Ｆ／2.8 ，２ω＝63.24 ° ｒ₁ ＝32.0178 ｄ₁ ＝2.2001 ｎ₁ ＝1.56965 ν₁ ＝49.33 ｒ₂ ＝15.0428 ｄ₂ ＝13.5210 ｒ₃ ＝27.8843 ｄ₃ ＝10.1082 ｎ₂ （屈折率分布レンズ） ｒ₄ ＝-34.0413 ｄ₄ ＝0.2000 ｒ₅ ＝＝絞り ｄ₅ ＝1.3498 ｒ₆ ＝-26.6938 ｄ₆ ＝1.2000 ｎ₃ ＝1.78472 ν₃ ＝25.68 ｒ₇ ＝23.9053 ｄ₇ ＝2.3997 ｒ₈ ＝-50.9495 ｄ₈ ＝4.1072 ｎ₄ ＝1.61700 ν₄ ＝62.79 ｒ₉ ＝-13.5367 屈折率分布レンズ Ｎ₀ Ｎ₁ Ｎ₂ ｄ線 1.72342 -0.77948×10^-3 -0.47022×10^-6 Ｃ線 1.71783 -0.77168×10^-3 -0.46551×10^-6 Ｆ線 1.73689 -0.79767×10^-3 -0.48119×10^-6 Ｎ₁ ＝-0.77948×10^-3，｜Ｎ₁・ｆ² ｜＝0.955 ，｜Ｎ₂/Ｎ₁ ｜＝0.603 ×10^-3 ｄ／ｆ＝0.289 ，ν₁d＝30 ，ν₀d＝37.95 ただしｒ₁ ，ｒ₂ ，・・・ はレンズ各面の曲率半径、ｄ
₁ ，ｄ₂ ，・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ
₁ ，ｎ₂ ，・・・ は各レンズの屈折率、ν₁ ，ν₂ ，・・・
は各レンズのアッベ数である。

【００３４】実施例１は、図１に示すレンズ構成で、物
体側より順に、正レンズ，負レンズ，負レンズの３枚で
構成された負の屈折力の第１レンズ群と正レンズ，絞
り、負レンズ，正レンズの全体で３枚で構成された正の
屈折力の第２レンズ群よりなり、画角が約７５°、Ｆナ
ンバーが２．０のレンズ系である。

【００３５】この実施例１の第２レンズ群の最も物体側
の正レンズに条件（１），（２），（３），（４）を満
足するようなラジアル型屈折率分布レンズを用いて、第
２レンズ群で発生する正の球面収差と全系で正の方向に
大きく発生するペッツバール和を良好に補正することを
可能にした。また画角が広いため、正の屈折力の第１レ
ンズ群への軸外光線の入射光線高が高く負レンズで大き
な倍率の色収差を発生しているが、ラジアル型屈折率分
布レンズを条件（５）を満足するようにして全系での倍
率の色収差を補正するようにしている。

【００３６】この実施例１の収差状況は図８に示す通り
である。

【００３７】実施例２は、図２に示す構成で、物体側よ
り順に、負レンズと負レンズの２枚で構成された負の屈
折力の第１レンズ群と、正レンズ，絞り、負レンズ，正
レンズの３枚より構成された正の屈折力の第２レンズ群
とよりなり、画角が約７５°でＦナンバーが２．０のレ
ンズ系である。このレンズ系の第２レンズ群の最も物体
側の正レンズに、条件（１），（２），（３），
（４），（５）を満足するようなラジアル型屈折率分布
レンズを用いて実施例１と同様の効果を有している。更
に実施例１では用いなかったラジアル型屈折率分布レン
ズの６次の係数Ｎ₃の値を設計時に考慮することによ
り、高次の球面収差の補正の自由度を増やして実施例１
よりもレンズ枚数をさらに１枚少なくした。これによっ
てレンズ系の全長を短くし、コストの低減を可能にし
た。

【００３８】この実施例の収差状況は図９に示す通りで
ある。

【００３９】実施例３は、図３に示す構成で、物体側よ
り順に負レンズ，負レンズの２枚からなる負の屈折力の
第１レンズ群と、正レンズ，正レンズ，絞り，負レン
ズ，正レンズ，正レンズの５枚で構成する正の屈折力の
第２レンズ群とよりなり、画角が約７５°、Ｆナンバー
が１．８のレンズ系である。このレンズ系の第２レンズ
群の最も物体側の正レンズに条件（１），（２），
（３），（４），（５）を満足するラジアル型屈折率分
布レンズを用いて実施例１と同様の効果が得られるレン
ズ系である。更に、実施例１よりもレンズ枚数を１枚増
やしたことによって収差補正の自由度を増やしＦナンバ
ーを１．８と明るくした。

【００４０】実施例４は、図４に示すレンズ構成で、物
体側より順に、負レンズ１枚で構成した負の屈折力の第
１レンズ群と、正レンズと絞りと負レンズと正レンズの
３枚で構成された正の屈折力の第２レンズ群とよりな
り、画角が約７５°、Ｆナンバー２．８のレンズ系であ
る。このレンズ系は、第２レンズ群の最も物体側の正レ
ンズに条件（１），（２），（３），（４），（５）を
満足するようなラジアル型屈折率分布レンズを用いて実
施例１と同様の効果を得ることを可能にした。この実施
例は、実施例１と比較してＦナンバーが２．８と暗いが
レンズ枚数は４枚と極めて少ない枚数である。レンズ設
計上、レンズ系の全長を短くし、レンズ枚数の削減等は
コンパクト化、低コスト化にとって重要であるが性能の
向上とは相反することになる。この実施例は、Ｆナンバ
ーを２．８とすればマージナル光線の光線高が低くな
り、球面収差の補正の負担が軽減し諸収差補正の自由度
が増え、レンズ枚数を４枚と非常に少くすることを可能
にした。この実施例の収差状況は、図１１に示す通りで
ある。

【００４１】実施例５は、図５に示す構成で、物体側よ
り順に、正レンズと負レンズの２枚で構成した負の屈折
力の第１レンズ群と、正レンズと絞りと負レンズと正レ
ンズと正レンズとの４枚にて構成された正の屈折力の第
２レンズ群とよりなり、画角が約６０°、Ｆナンバーが
２．０のレンズ系である。このレンズ系は、第２レンズ
群の最も物体側の正レンズが条件（１），（２），
（３），（４），（５）を満足するラジアル型屈折率分
布レンズで、これによって実施例１と同様の効果が得ら
れる。

【００４２】この実施例の収差状況は、図１２に示す通
りである。

【００４３】実施例６は、図６に示すレンズ構成で、物
体側より順に、負レンズと負レンズの２枚で構成された
負の屈折力の第１レンズ群と、正レンズと絞りと負レン
ズと正レンズの３枚で構成された正の屈折力の第２レン
ズ群とよりなり、画角が６０°、Ｆナンバーが２．０の
レンズ系である。この実施例のレンズ系は、第２レンズ
群の最も物体側の正レンズが、条件（１），（２），
（３），（４），（５）を満足するラジアル型屈折率分
布レンズで、これによって実施例１と同様の効果が得ら
れる。更に実施例５では用いなかったラジアル型屈折率
分布レンズの６次の係数Ｎ₃ の値を考慮して設計したこ
とにより、高次の球面収差補正の自由度を増大させ、実
施例５よりもレンズ枚数を更に１枚少なくした。これに
よって全長を短くし、レンズ系のコストを低減した。

【００４４】この実施例の収差状況は、図１３に示す通
りである。

【００４５】実施例７は、図７に示す構成で、物体側よ
り順に負レンズ１枚で構成した負の屈折力の第１レンズ
群と、正レンズと絞りと負レンズと正レンズとの３枚で
構成された第２レンズ群とよりなり、画角が約６２°で
Ｆナンバーが２．８のレンズ系である。この実施例のレ
ンズ系は、第２レンズ群の最も物体側の正レンズが条件
（１），（２），（３），（４），（５）を満足するラ
ジアル型屈折率分布レンズで、これにより実施例１と同
様の効果を得ている。この実施例は、実施例４と同様に
レンズ枚数の削減を目的とした設計で、Ｆナンバーが
２．８でレンズ枚数は４枚と非常に少ない枚数である。

【００４６】この実施例の収差状況は、図１４に示す通
りである。

【００４７】

【発明の効果】本発明のレンズ系は、ラジアル型屈折率
分布レンズを適切に使用することによって画角が６０°
〜７５°程度と大で、Ｆナンバーが１．８〜２．８の明
るいレンズ系でしかも４〜７枚程度の極めて少ない広角
レンズである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の断面図

【図２】本発明の実施例２の断面図

【図３】本発明の実施例３の断面図

【図４】本発明の実施例４の断面図

【図５】本発明の実施例５の断面図

【図６】本発明の実施例６の断面図

【図７】本発明の実施例７の断面図

【図８】本発明の実施例１の収差曲線図

【図９】本発明の実施例２の収差曲線図

【図１０】本発明の実施例３の収差曲線図

【図１１】本発明の実施例４の収差曲線図

【図１２】本発明の実施例５の収差曲線図

【図１３】本発明の実施例６の収差曲線図

【図１４】本発明の実施例７の収差曲線図

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】ラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折
力を表わす式（ｂ）から、媒質が大きな屈折力を持つた
めには、Ｎ_１の値を大にするか、ｄの値を大きくする必
要があるが、素材作製上Ｎ_１の値は上限がある。そのた
めにＮ_１の値が条件（２）を満足すると同時に、ｄの値
が次の条件（３）を満足することが望ましい。 （３） ｄ／ｆ＞０．１ 上記のラジアル型屈折率分布レンズが条件（３）を満足
すれば、媒質ではペッツバール和を補正するのに十分な
屈折力を有することが可能である。もし条件（３）を満
足しないとラジアル型屈折率分布レンズでペッツバール
和の補正効果が十分に得られない。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】この実施例１の第２レンズ群の最も物体側
の正レンズに条件（１），（２），（３），（４）を満
足するようなラジアル型屈折率分布レンズを用いて、第
２レンズ群で発生する正の球面収差と全系で正の方向に
大きく発生するペッツバール和を良好に補正することを
可能にした。また画角が広いため、負の屈折力の第１レ
ンズ群への軸外光線の入射光線高が高く負レンズで大き
な倍率の色収差を発生しているが、ラジアル型屈折率分
布レンズを条件（５）を満足するようにして全系での倍
率の色収差を補正するようにしている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】実施例３は、図３に示す構成で、物体側よ
り順に負レンズ，負レンズの２枚からなる負の屈折力の
第１レンズ群と、正レンズ，正レンズ，絞り，負レン
ズ，正レンズ，正レンズの５枚で構成する正の屈折力の
第２レンズ群とよりなり、画角が約７５°、Ｆナンバー
が１．８のレンズ系である。このレンズ系の第２レンズ
群の最も物体側の正レンズに条件（１），（２），
（３），（４），（５）を満足するラジアル型屈折率分
布レンズを用いて実施例１と同様の効果が得られるレン
ズ系である。更に、実施例１よりもレンズ枚数を１枚増
やしたことによって収差補正の自由度を増やしＦナンバ
ーを１．８と明るくした。この実施例の収差状況は図１
０に示す通りである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体側より順に、負の屈折力を有する第１
   レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とからな
   り、前記第２レンズ群中に絞りを配置し、前記第２レン
   ズ群中の絞りより物体側に少なくとも１枚の正レンズを
   配置し、前記正レンズのうちの少なくとも１枚が下記の
   式で表わされる分布を持ちかつ次の条件（１），（２）
   を満足するラジアル型屈折率分布レンズである広角レン
   ズ。 ｎ(r) ＝Ｎ₀ ＋Ｎ₁ ｒ² ＋Ｎ₂ ｒ⁴ ＋・・・ （１） Ｎ₁ ＜０ （２） ｜Ｎ₁・ｆ² ｜＞０．０５ ただしｒは光軸から半径方向への距離、ｎ(r) はレンズ
   の中心から半径ｒの所での基準波長の屈折率、Ｎ₀ はレ
   ンズの中心での基準波長の屈折率、Ｎ₁ ，Ｎ₂ ，・・・
   は夫々２次，４次，・・・の係数である。