JPH09159908A - Combined lens - Google Patents

Combined lens

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JPH09159908A
JPH09159908A JP7346246A JP34624695A JPH09159908A JP H09159908 A JPH09159908 A JP H09159908A JP 7346246 A JP7346246 A JP 7346246A JP 34624695 A JP34624695 A JP 34624695A JP H09159908 A JPH09159908 A JP H09159908A
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JP
Japan
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lens
radial type
gradient index
homogeneous
type gradient
Prior art date
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Pending
Application number
JP7346246A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Nagaoka
利之 永岡
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Priority to US08/764,521 priority patent/US5995295A/en
Publication of JPH09159908A publication Critical patent/JPH09159908A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144113Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-++

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To excellently correct chromatic aberration and Petzval's sum by constituting a lens of a homogeneous lens having negative refractive power and a specified radial type refractive index distribution lens which has positive refractive power and in which a refractive index is distributed in a radial direction from an optical axis, bringing the plane shaped parts of both lenses into contact with each other and satisfying a specified condition. SOLUTION: This lens is constituted of the homogeneous lens having the negative refractive power and one radial type refractive index distribution lens which has the positive refractive power and in which the refractive index is distributed in the radial direction from the optical axis, and is expressed by an expression N(r)=N00 +N10 r<2> +N20 r<4> ; and both surfaces of refractive index distribution lens are plane and at least one-side surface of the homogenous lens is plane, and the plane shaped parts of both lenses are brought into contact or stuck to each other and they satisfy a condition: 1/V10 <1/νh . Provided (r) expresses a distance from the optical axis in the radial direction, N(r) expresses the refractive index distribution at a point being the distance (r), N10 expresses the coefficient of 2i-order refractive index distribution, and νh expresses the Abbe number of the homogeneous lens, and V10 expresses dispersion corresponding to the coefficient of the 2i-order refractive index distribution of the refractive index distribution lens.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ラジアル型屈折率
分布レンズを用いた組合せレンズ(複数のレンズよりな
り一つのレンズとして用いられるレンズ)に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combination lens (a lens composed of a plurality of lenses and used as one lens) using a radial type gradient index lens.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、銀塩写真用カメラ、顕微鏡、ビ
デオカメラあるいは内視鏡等の白色光源下で用いられる
光学系は、色収差やペッツバール和といった諸収差を良
好に補正するため、通常は複数枚のレンズを必要とす
る。また、諸収差の補正に加えて、コストを低減するた
めに例えばレンズの枚数を削減したり、あるいは鏡枠構
成を簡素化するといったことが求められている。これを
解決する手段として従来より、ラジアル型屈折率分布レ
ンズを光学系中に用いることが知られている。ラジアル
型屈折率分布レンズは諸収差の中でも色収差とペッツバ
ール和の補正に優れた特徴を持つことから、特に、白色
光源下で用いられるレンズ系のレンズ枚数を削減する場
合に有効である。例えば、ラジアル型屈折率分布レンズ
を銀塩写真用カメラに用いた従来例として特開昭60−
218614号公報に記載されているものが知られてい
る。この従来例は、従来6〜7枚程度のレンズ枚数を必
要としたガウスタイプの光学系をラジアル型屈折率分布
レンズを用いることにより、レンズ枚数2枚で構成した
レンズ系である。また、ラジアル型屈折率分布レンズを
内視鏡対物レンズに用いた従来例として特開平5−10
7471号公報に記載されたレンズ系が知られている。
この従来例は、従来6枚程度のレンズを必要としたレト
ロフォーカスタイプの光学系をラジアル型屈折率分布レ
ンズを用いることにより2〜4枚のレンズにて構成した
レンズ系である。しかし、これら従来例はいずれもラジ
アル型屈折率分布レンズの面形状を球面形状としている
ために、実際の加工の場面では面の光軸と媒質の光軸を
高い精度で容易に一致させることが困難であり高性能な
レンズ系を実現する点ではあるいは作製コストの安いレ
ンズ系を実現する点では好ましくない。
2. Description of the Related Art For example, an optical system used under a white light source such as a camera for silver halide photography, a microscope, a video camera or an endoscope usually has a plurality of aberrations in order to satisfactorily correct various aberrations such as chromatic aberration and Petzval sum. Needs one lens. Further, in addition to correction of various aberrations, it is required to reduce the number of lenses or to simplify the lens frame structure in order to reduce the cost. As a means for solving this, it has been conventionally known to use a radial type gradient index lens element in an optical system. The radial type gradient index lens element is excellent in correction of chromatic aberration and Petzval sum among various aberrations, and thus is particularly effective in reducing the number of lenses in a lens system used under a white light source. For example, as a conventional example in which a radial type gradient index lens is used in a camera for silver salt photography, Japanese Patent Laid-Open No. 60-
The one described in Japanese Patent No. 218614 is known. This conventional example is a lens system in which a Gauss type optical system, which conventionally requires the number of lenses of about 6 to 7, is composed of two lenses by using a radial type gradient index lens. Further, as a conventional example in which a radial type gradient index lens is used as an objective lens for an endoscope, JP-A-5-10 is known.
A lens system described in Japanese Patent No. 7471 is known.
This conventional example is a lens system in which a retro-focus type optical system, which has conventionally required about 6 lenses, is composed of 2 to 4 lenses by using a radial type gradient index lens. However, in all of these conventional examples, since the surface shape of the radial type gradient index lens element is spherical, it is possible to easily match the optical axis of the surface and the optical axis of the medium with high accuracy in the actual processing scene. It is not preferable in terms of realizing a difficult and high-performance lens system or in terms of realizing a lens system that is inexpensive to manufacture.

【0003】また、上記問題点に鑑みラジアル型屈折率
分布レンズを球面加工せずに両面平面形状のまま用いる
ことも考えられるが、球面加工した場合と比較して特に
ペッツバール和が補正不足となるため好ましくない。
In view of the above problems, it may be possible to use the radial type gradient index lens element as it is without being spherically processed, but the Petzval sum is particularly insufficiently corrected as compared with the case of spherically processing. Therefore, it is not preferable.

【0004】また、収差補正の自由度を多くするために
両平面形状のラジアル型屈折率分布レンズと片側の面が
平面形状でもう一方の面を球面加工した均質レンズとを
平面部で接合して用いた例が、例えば、特開昭58−5
9420号公報、特開平4−114112号公報等で知
られている。しかし、これら従来例は、単色光源下で用
いられるピックアップレンズに関するものであり、これ
ら従来例の公報には色収差の補正については何等記載さ
れていない。また、この種の従来例である特開平1−2
8514号公報、特開平2−284107号公報につい
ても同様に、色収差補正については何等記載されていな
い。
Further, in order to increase the degree of freedom of aberration correction, a radial type gradient index lens having a biplanar shape and a homogeneous lens having a flat surface on one side and a spherical surface on the other surface are joined at a flat portion. The example used as described above is, for example, JP-A-58-5.
It is known from Japanese Patent No. 9420, Japanese Patent Laid-Open No. 4-114112, and the like. However, these conventional examples relate to pickup lenses used under a monochromatic light source, and the publications of these conventional examples do not describe correction of chromatic aberration. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 1-2-2, which is a conventional example of this type.
Similarly, Japanese Patent Laid-Open No. 8514 and Japanese Patent Laid-Open No. 2-284107 do not describe correction of chromatic aberration.

【0005】また、ラジアル型屈折率分布レンズと均質
球面レンズを平面部で接合し、白色光源下で用いるレン
ズ系に適用した従来例として欧州特許(出願公開)第6
09093号明細書および特開昭58−184113号
公報が知られている。これらの従来例はラジアル型屈折
率分布レンズを硬性鏡のリレーレンズ部に用いた例であ
るがペッツバール和の値が大きく、また、径に対してレ
ンズ長が非常に長いため、画角の狭い硬性鏡のリレーレ
ンズの様な特殊な用途のレンズ系にしか用いることがで
きない。
Further, as a conventional example in which a radial type gradient index lens and a homogeneous spherical lens are cemented at a flat portion and applied to a lens system used under a white light source, European Patent (Application Publication No. 6)
The specification of 09093 and JP-A-58-184113 are known. These conventional examples are examples in which a radial type gradient index lens is used in the relay lens part of a rigid endoscope, but the value of Petzval sum is large, and the lens length is very long with respect to the diameter, so the angle of view is narrow. It can only be used for lens systems for special applications such as relay lenses for rigid endoscopes.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は加工性に優れ
ており、白色光源下で用いられる様々な光学系に適用で
きる、諸収差、特に色収差とペッツバール和が良好に補
正された組合せレンズを提供することを目的とする。
The present invention provides a combination lens which is excellent in workability and can be applied to various optical systems used under a white light source, in which various aberrations, particularly chromatic aberration and Petzval sum, are well corrected. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の組合せレンズ
は、少なくとも1枚の負の屈折力を持つ均質レンズと正
の屈折力を持つ光軸から半径方向に屈折率が分布してい
る下記の式(a)で表されるラジアル型屈折率分布レン
ズ1枚とで構成され、前記ラジアル型屈折率分布レンズ
が両平面の形状であり、前記均質レンズの少なくとも片
側の面の一部あるいは全部が略平面形状であり、前記均
質レンズの平面形状部と前記ラジアル型屈折率分布レン
ズの平面形状部とが接着あるいは密着され、下記の条件
(1)を満足することを特徴としている。
A combination lens of the present invention has at least one homogeneous lens having a negative refractive power and a refractive index distributed in a radial direction from an optical axis having a positive refractive power as described below. And one radial type gradient index lens element represented by the formula (a), the radial type gradient index lens element has a shape of both planes, and at least one surface of at least one side of the homogeneous lens is partially or entirely The planar shape of the homogeneous lens and the planar shape of the radial type gradient index lens are adhered or brought into close contact with each other, and the following condition (1) is satisfied.

【0008】 N(r) =N00+N102 +N204 ・・・ (a) (1) 1/V10<1/νh ただし、rは光軸から半径方向への距離、N(r) は距離
rの点での屈折率分布、Ni0は2i次の屈折率分布係
数、νh は均質レンズのアッベ数、Vi0はラジアル型屈
折率分布レンズの2i次の屈折率分布係数に対応する分
散を表し以下の式(b),(c)で与えられる。
N (r) = N 00 + N 10 r 2 + N 20 r 4 (a) (1) 1 / V 10 <1 / ν h where r is the distance from the optical axis in the radial direction, N (r) is the refractive index distribution at the distance r, N i0 is the 2i th order refractive index distribution coefficient, ν h is the Abbe number of the homogeneous lens, V i0 is the 2 i th order refractive index distribution of the radial type gradient index lens It represents the variance corresponding to the coefficient and is given by the following equations (b) and (c).

【0009】 V00=(N00d −1)/(N00F −N00C ) (i=0) (b) Vi0=Ni0d /(Ni0F −Ni0C ) (i=1,2,3・・) (c) ここで、N00d ,N00F ,N00C はそれぞれd線,F
線,C線の光軸上の屈折率、Ni0d ,Ni0F ,Ni0C
それぞれd線,F線,C線の2i次の屈折率分布係数で
ある。
V 00 = (N 00d −1) / (N 00F −N 00C ) (i = 0) (b) V i0 = N i0d / (N i0F −N i0C ) (i = 1,2,3 ·)・) (C) where N 00d , N 00F and N 00C are d line and F, respectively.
The refractive indices of the lines C and C on the optical axis, N i0d , N i0F and N i0C are the 2i-th order refractive index distribution coefficients of the d line, F line and C line, respectively.

【0010】本発明においては、上記問題点を解決する
ため白色光源下で用いられる光学系の一部に適用できる
次のような組合せレンズユニットを考えた。それは、少
なくとも片方の面に平面部を有する均質レンズと両平面
のラジアル型屈折率分布レンズとを接着あるいは密着
し、両レンズの屈折力とアッベ数等を適当な値に設定し
た組合せレンズである。ラジアル型屈折率分布レンズを
両平面の形状とすれば、実際の加工の場面で問題となる
面と媒質の偏心を防止することが可能であり、また、均
質レンズを接着あるいは密着させれば、諸収差を良好に
補正することができる。さらに、均質レンズが平面部を
有し、この平面部でラジアル型屈折率分布レンズと接着
あるいは密着すれば、比較的容易に高い精度で均質レン
ズとラジアル型屈折率分布レンズの光軸を一致させるこ
とができる。さらにこのとき、均質レンズとラジアル型
屈折率分布レンズの屈折力、アッベ数等のパラメータを
適当な値に設定することで色収差およびペッツバール和
を良好に補正することができる。以下、これらの補正に
ついて詳細に述べる。
In the present invention, in order to solve the above problems, the following combined lens unit applicable to a part of an optical system used under a white light source was considered. It is a combination lens in which a homogeneous lens having a flat surface on at least one surface and a radial type gradient index lens on both surfaces are adhered or in close contact, and the refractive power and Abbe number of both lenses are set to appropriate values. . If the radial type gradient index lens has a shape of both planes, it is possible to prevent decentering of the surface and the medium, which is a problem in the actual processing scene, and if a homogeneous lens is adhered or adhered, Various aberrations can be corrected well. Further, if the homogeneous lens has a flat surface portion and is bonded or adhered to the radial type gradient index lens element at this flat surface portion, the optical axes of the homogeneous lens element and the radial type gradient index lens element can be relatively easily and accurately matched. be able to. Further, at this time, chromatic aberration and Petzval sum can be satisfactorily corrected by setting parameters such as refractive power and Abbe number of the homogeneous lens and the radial type gradient index lens element to appropriate values. Hereinafter, these corrections will be described in detail.

【0011】ラジアル型屈折率分布レンズ単体の軸上色
収差PACは式(d)の近似式で表される。
The axial chromatic aberration PAC of the radial type gradient index lens unit is expressed by an approximate expression of the expression (d).

【0012】 PAC=K(φs /V00+φm /V10) (d) ここで、Kは軸上光線の光線高および最終近軸光線角度
に依存する定数、φS およびφm はラジアル型屈折率分
布レンズの面および媒質の薄肉の屈折力である。
PAC = K (φ s / V 00 + φ m / V 10 ) (d) where K is a constant depending on the ray height of the axial ray and the final paraxial ray angle, and φ S and φ m are radials. The refractive power of the surface of the type gradient index lens and the thin thickness of the medium.

【0013】また、媒質の屈折力は式(e)で近似され
る。
The refractive power of the medium is approximated by the equation (e).

【0014】 φm ≒−2N10G (e) ただし、tG はラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚
である。
Φ m ≈−2N 10 t G (e) where t G is the lens thickness of the radial type gradient index lens.

【0015】ここで、本発明においては製作性を向上さ
せるためラジアル型屈折率分布レンズを両平面の形状と
しているのでφS ≒0であり、式(d)は第2項のみと
なる。さらに、均質レンズを接着あるいは密着している
ので、本発明の組合わせレンズの軸上色収差は下記式
(f)で表される。
Here, in the present invention, since the radial type gradient index lens element has the shape of both planes in order to improve the manufacturability, φ S ≈0, and the equation (d) is only the second term. Further, since the homogeneous lens is adhered or closely attached, the axial chromatic aberration of the combined lens of the present invention is represented by the following formula (f).

【0016】 PAC=K(φh /νh +φm /V10) (f) ただし、φh およびνh はラジアル型屈折率分布レンズ
に接着あるいは密着している均質レンズの薄肉の屈折力
およびアッベ数である。
PAC = K (φ h / ν h + φ m / V 10 ) (f) where φ h and ν h are the thin-walled refractive power of the homogeneous lens adhered or closely attached to the radial type gradient index lens and Abbe number.

【0017】式(f)より、V10の値を変化させること
で軸上色収差の発生量をコントロール可能であることが
わかる。そこで、本発明の組合せレンズと同じ屈折力φ
を持ちアッベ数がνh である均質レンズよりも軸上色収
差を小さくする場合を考えると、下記式を満足する必要
がる。
From equation (f), it can be seen that the amount of axial chromatic aberration generated can be controlled by changing the value of V 10 . Therefore, the same refracting power φ as the combined lens of the present invention is used.
Considering the case where the axial chromatic aberration is made smaller than that of a homogeneous lens having an Abbe number of ν h, it is necessary to satisfy the following equation.

【0018】 K(φh /νh +φm /V10)<K(φ/νh ) ただ
し、φ=φm +φh 上式を展開すると、φm /V10<φm /νh となり、こ
れより、上記の条件(1)が導かれる。
K (φ h / ν h + φ m / V 10 ) <K (φ / ν h ) However, if φ = φ m + φ h is expanded, φ m / V 10m / ν h From this, the above condition (1) is derived.

【0019】以上の通り、組合せレンズの均質レンズの
アッベ数νh とラジアル型屈折率分布レンズの媒質アッ
ベ数V10が条件(1)の関係を満足すれば、軸上色収差
を良好に補正することが可能となる。つまり、条件
(1)は、本発明の組合せレンズで軸上色収差を良好に
補正するための必要条件で、もし、条件(1)を満足し
ないと、組合せレンズの軸上色収差が補正不足となるた
め好ましくない。
As described above, when the Abbe number ν h of the homogeneous lens of the combination lens and the medium Abbe number V 10 of the radial type gradient index lens element satisfy the condition (1), the axial chromatic aberration is satisfactorily corrected. It becomes possible. That is, the condition (1) is a necessary condition for favorably correcting the axial chromatic aberration with the combined lens of the present invention, and if the condition (1) is not satisfied, the axial chromatic aberration of the combined lens is insufficiently corrected. Therefore, it is not preferable.

【0020】さらに、軸上色収差を良好に補正するには
条件(1)に加えて、均質レンズとラジアル型屈折率分
布レンズの屈折力配置を適切な値に設定する必要があ
る。ただし、屈折力配置の設定の際は、色収差に加えて
ペッツバール和の補正も十分に考慮する必要がある。そ
れは、ペッツバール和が色収差と同様にレンズ系の屈折
力配置でその発生量がほぼ決まってくる収差であり、一
度配置が決まるとペンディング等では補正することが困
難なためである。
Further, in order to satisfactorily correct the axial chromatic aberration, in addition to the condition (1), it is necessary to set the refractive power arrangements of the homogeneous lens and the radial type gradient index lens element to appropriate values. However, when setting the refractive power arrangement, it is necessary to sufficiently consider the Petzval sum correction in addition to the chromatic aberration. This is because the Petzval sum is an aberration whose generation amount is substantially determined by the refractive power arrangement of the lens system, like chromatic aberration, and it is difficult to correct it by pending etc. once the arrangement is determined.

【0021】ラジアル型屈折率分布レンズ単体のペッツ
バール和PTZは下記式(g)の近似式で表される。
The Petzval sum PTZ of the radial type gradient index lens unit is expressed by an approximate expression of the following expression (g).

【0022】 PTZ=φS /N00+φm /N00 2 (g) また、本発明では製作性を向上させるため両平面の形状
としているのでφS≒0であり、式(g)は第2項のみ
となる。さらに、均質レンズを接着あるいは密着してい
るので、本発明の組合せレンズのペッツバール和は下記
の式(h)で表される。
PTZ = φ S / N 00 + φ m / N 00 2 (g) Further, in the present invention, since both surfaces are formed to improve manufacturability, φ S ≈0, and the equation (g) is There are only two terms. Further, since a homogeneous lens is adhered or closely attached, the Petzval sum of the combination lens of the present invention is represented by the following formula (h).

【0023】 PTZ=φh /nh +φm /N00 2 (h) ここで、nh は均質レンズの屈折率である。PTZ = φ h / n h + φ m / N 00 2 (h) where n h is the refractive index of the homogeneous lens.

【0024】式(h)より、第2項の分母に2乗が掛か
っているので、例えば、屈折率nh を持つ同じ屈折力の
均質レンズと比較して組合せレンズで発生するペッツバ
ール和の値を小さくできる。
From the equation (h), the denominator of the second term is squared, so that, for example, the value of the Petzval sum generated in the combination lens compared to a homogeneous lens having the same refractive power and having a refractive index n h. Can be made smaller.

【0025】次に、式(f)および式(h)より、組合
せレンズの軸上色収差およびペッツバール和の値を同時
に補正するための適切な屈折力の配置を考える。
Next, from the equations (f) and (h), consider the arrangement of appropriate refractive power for simultaneously correcting the axial chromatic aberration and Petzval sum of the combined lens.

【0026】まず、わかり易い様に下記式(i)で与え
られる媒質の屈折力比aというパラメータを式(f)、
式(h)に導入するとそれぞれ式(f’)、式(h’)
が得られる。
First, for easy understanding, the parameter of the refractive power ratio a of the medium given by the following equation (i) is given by the equation (f),
When introduced into formula (h), formula (f ') and formula (h'), respectively
Is obtained.

【0027】 a=φm /φ (φ=φm +φh ) (i) PAC=Kφ{(νh −V10)a+V10}/(νh10) (f’) PTZ=φ{(nh −N00 2 )a+N00 2 }/(nh00 2 ) (h’) ここで、媒質の屈折力比aと軸上色収差およびペッツバ
ール和の関係が分かり易いように、式(f’)、式
(h’)をグラフ化したのが図17である。図17は横
軸を媒質の屈折力比a、縦軸を組合せレンズの軸上色収
差PAC及びペッツバール和PTZとしている。また、
図中のaPAC は組合せレンズの軸上色収差PAC=0と
なるときの媒質の屈折力比aの値、aPTZ は組合せレン
ズのペッツバール和PTZ=0となるときの媒質の屈折
力比aの値であり、これらは、下記の式(j)および式
(k)で与えられる。
A = φ m / φ (φ = φ m + φ h ) (i) PAC = Kφ {(ν h −V 10 ) a + V 10 } / (ν h V 10 ) (f ′) PTZ = φ {( n h −N 00 2 ) a + N 00 2 } / (n h N 00 2 ) (h ′) Here, in order to make it easy to understand the relationship between the refractive power ratio a of the medium and the axial chromatic aberration and Petzval sum, the expression (f FIG. 17 is a graph of ') and equation (h'). In FIG. 17, the horizontal axis represents the refractive power ratio a of the medium, and the vertical axis represents the axial chromatic aberration PAC and Petzval sum PTZ of the combined lens. Also,
In the figure, a PAC is the value of the refractive power ratio a of the medium when the axial chromatic aberration PAC = 0 of the combined lens, and a PTZ is the refractive power ratio a of the medium when the Petzval sum PTZ = 0 of the combined lens. Values, which are given by equation (j) and equation (k) below.

【0028】 aPAC =V10/(V10−νh ) (j) aPTZ =N00 2 /(N00 2 −nh ) (k) 図17より、軸上色収差とペッツバール和を同時に補正
するには、まずaPAC とaPTZ が近い値を持つことが必
要であることがわかる。例えば、aPAC とaPTZ の符号
が異なれば、組合せレンズで軸上色収差とペッツバール
和を同時に補正することはできなくなる。このことに加
えてさらに、媒質の屈折力比aの値もこれらの値と近い
値を持てば、軸上色収差とペッツバール和が極めて良好
に補正された組合せレンズを達成することが可能とな
る。
A PAC = V 10 / (V 10 −ν h ) (j) a PTZ = N 00 2 / (N 00 2 −n h ) (k) From FIG. 17, axial chromatic aberration and Petzval sum are simultaneously corrected. To realize this, first, it is necessary that a PAC and a PTZ have close values. For example, if the signs of a PAC and a PTZ are different, it becomes impossible to correct axial chromatic aberration and Petzval sum at the same time with the combination lens. In addition to this, if the value of the refractive power ratio a of the medium also has a value close to these values, it is possible to achieve a combined lens in which axial chromatic aberration and Petzval sum are extremely well corrected.

【0029】ただし、屈折率分布素材の作製上光軸上の
屈折率N00は既存の均質ガラスの持つ屈折率と大きく異
なることはないので、N00は1.5〜1.9程度の値を
持つ。また、均質ガラスの屈折率nh も1.5〜1.9
程度の値であるので、式(k)は下記の関係式(k’)
を満足する。
However, since the refractive index N 00 on the optical axis does not greatly differ from the refractive index of the existing homogeneous glass in manufacturing the gradient index material, N 00 is a value of about 1.5 to 1.9. have. Also, the refractive index n h of the homogeneous glass is 1.5 to 1.9.
Since it is a value of the degree, the expression (k) is the following relational expression (k ').
To be satisfied.

【0030】 aPTZ =N00 2 /(N00 2 −nh )>1 (k’) また、本発明の組合せレンズは、条件(1)を満足する
ので、式(j)は以下の関係式(j’)を満足する。
A PTZ = N 00 2 / (N 00 2 −n h )> 1 (k ′) Since the combination lens of the present invention satisfies the condition (1), the expression (j) is expressed by the following relation. Expression (j ') is satisfied.

【0031】 aPAC =V10/(V10−νh )>0 (j’) このことから、軸上色収差とペッツバール和の値が良好
に補正されるときのaPAC とaPTZ の値は0以上であ
り、媒質の屈折力比aの値も0以上となることが必要と
なる。さらに、(k’)より、媒質の屈折力比aの値は
1以上であればさらに望ましい。つまり、ラジアル型屈
折率分布レンズの媒質の屈折力と均質レンズの屈折力配
置は下記の式(i’)の関係を満足することが望まし
い。
A PAC = V 10 / (V 10 −ν h )> 0 (j ′) From this, the values of a PAC and a PTZ when the axial chromatic aberration and Petzval sum values are well corrected are It is necessary to be 0 or more, and the value of the refractive power ratio a of the medium must be 0 or more. Further, from (k ′), it is more desirable that the value of the refractive power ratio a of the medium is 1 or more. That is, it is desirable that the refractive power of the medium of the radial type gradient index lens and the refractive power arrangement of the homogeneous lens satisfy the relationship of the following expression (i ′).

【0032】 φm /(φm +φh )>1 (i’) 組合せレンズを構成するラジアル型屈折率分布レンズと
均質レンズの屈折力が式(h’)を満足すれば、軸上色
収差とペッツバール和を良好に補正することが可能とな
る。
Φ m / (φ m + φ h )> 1 (i ′) If the refractive powers of the radial type gradient index lens component and the homogeneous lens forming the combination lens satisfy the expression (h ′), the axial chromatic aberration is obtained. It is possible to satisfactorily correct the Petzval sum.

【0033】また、本発明の組合せレンズは正の屈折力
を持つことが望ましいので、式(h’)が成り立つため
には、φm >0およびφh <0を満足することが必要で
ある。つまり、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈
折力は正の値を持ち、均質レンズの屈折力は負の値を持
つことが必要である。もし、均質レンズが正の値を持つ
と、ペッツバール和と軸上色収差を良好に補正すること
が困難となる。
Further, since it is desirable for the combined lens of the present invention to have a positive refracting power, it is necessary to satisfy φ m > 0 and φ h <0 for the expression (h ′) to hold. . That is, it is necessary that the refractive power of the medium of the radial type gradient index lens has a positive value and the refractive power of the homogeneous lens has a negative value. If the homogeneous lens has a positive value, it becomes difficult to satisfactorily correct Petzval sum and axial chromatic aberration.

【0034】また、本発明の組合せレズにおいて軸上色
収差とペッツバール和を良好に補正するには、均質レン
ズがある程度大きな負の屈折力を持つことが望ましい。
前述のように、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈
折力は正の値を持ち、均質レンズの屈折力は負の値を持
つことが軸上色収差とペッツバール和を良好に補正する
ための必要条件となるが、このとき均質レンズの屈折力
が極端に小さいと、特にペッツバール和を良好に補正す
ることが困難となる。そこで、下記の条件(2)を満足
することが望ましい。
Further, in order to satisfactorily correct the axial chromatic aberration and Petzval sum in the combination lens of the present invention, it is desirable that the homogeneous lens has a certain large negative refractive power.
As described above, the refractive power of the medium of the radial type gradient index lens has a positive value, and the refractive power of the homogeneous lens has a negative value, which is necessary for good correction of axial chromatic aberration and Petzval sum. This is a condition, but if the refractive power of the homogeneous lens is extremely small at this time, it becomes difficult to satisfactorily correct the Petzval sum in particular. Therefore, it is desirable to satisfy the following condition (2).

【0035】(2) −2<fc /fh <−0.05 ただし、fc は組合せレンズの焦点距離、fh は均質レ
ンズの焦点距離である。
[0035] (2) -2 <f c / f h <-0.05 However, f c is the focal length of the focal length, f h is homogeneous lens combination lenses.

【0036】本発明の組合せレンズが条件(2)を満足
すれば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(2)の上限値−0.05を越えてしま
うとペッツバール和が補正不足となり像面が物体側に倒
れてくるため好ましくない。また、下限値−2を越えて
しまうとペッツバール和が補正過剰となり像面が物体か
ら離れる方向へ倒れてくるため好ましくない。
If the combined lens of the present invention satisfies the condition (2), it is possible to satisfactorily correct the Petzval sum. If the upper limit of -0.05 of the condition (2) is exceeded, the Petzval sum will be undercorrected and the image plane will tilt toward the object side, which is not preferable. If the lower limit of -2 is exceeded, the Petzval sum will be overcorrected and the image plane will tilt away from the object, which is not preferable.

【0037】また、本発明の組合せレンズを白色光学系
中に適用する場合は、組合せレンズの屈折力φはある程
度大きいことが望ましい。それは、仮りに軸上色収差と
ペッツバール和が良好に補正されていても、屈折力が弱
ければこれらの効果を有効利用することは出来ないため
である。そこで、軸上色収差とペッツバール和の補正を
考慮しつつ屈折力φ(=φm +φh )を大きくすること
を考えた。屈折力φを大きくするにはラジアル型屈折率
分布レンズの正の屈折力を大きくするか、均質レンズの
負の屈折力を弱くする方法がある。しかし、前述のよう
に均質レンズの負の屈折力を弱くすることは特にペッツ
バール和の補正上好ましくない。そこで、ラジアル型屈
折率分布レンズの媒質の正の屈折力を大きくすることを
考えた。式(e)より、媒質の屈折力を大きくするため
にはN10を大きくするかtG を大きくすることが必要で
ある。しかしながら、屈折率分布素材の作製上、N10
極端に大きい素材を作製することは困難である。本発明
において、N10を極端に大きくせずに、十分な屈折力が
得られるようにラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚
を適当な厚さとすることを考えると、以下の条件(3)
を満足することが望ましい。
When the combined lens of the present invention is applied to a white optical system, it is desirable that the combined lens has a large refracting power φ. This is because even if the axial chromatic aberration and Petzval sum are satisfactorily corrected, these effects cannot be effectively used if the refractive power is weak. Therefore, it was considered to increase the refracting power φ (= φ m + φ h ) while considering the correction of axial chromatic aberration and Petzval sum. In order to increase the refractive power φ, there is a method of increasing the positive refractive power of the radial type gradient index lens or weakening the negative refractive power of the homogeneous lens. However, weakening the negative refracting power of the homogeneous lens as described above is not preferable in terms of Petzval sum correction. Therefore, we considered increasing the positive refractive power of the medium of the radial type gradient index lens. From the equation (e), it is necessary to increase N 10 or increase t G in order to increase the refractive power of the medium. However, it is difficult to manufacture a material having an extremely large N 10 in terms of manufacturing a material having a refractive index distribution. In the present invention, considering that the lens thickness of the radial type gradient index lens element is set to an appropriate thickness so as to obtain a sufficient refractive power without making N 10 extremely large, the following condition (3) is considered.
It is desirable to satisfy

【0038】(3) 0.1<tG /fT <7 ただし、fT は組合せレンズを適用する光学系の焦点距
離であり、特にズームレンズの場合は広角端の焦点距離
である。
(3) 0.1 <t G / f T <7 where f T is the focal length of the optical system to which the combination lens is applied, and in the case of a zoom lens, it is the focal length at the wide-angle end.

【0039】条件(3)を満足すれば、本発明の組合せ
レンズを光学系に適用する場合、軸上色収差とペッツバ
ール和の補正効果を有効利用することが可能になる。も
し、下限値0.1を越えてしまうと組合せレンズの屈折
力が弱くなり、軸上色収差とペッツバール和の補正効果
を有効利用することが困難となる。また、上限値7を越
えてしまうと、レンズが厚くなりラジアル型屈折率分布
レンズの作製コストが高くなるため好ましくない。
If the condition (3) is satisfied, it becomes possible to effectively use the effect of correcting axial chromatic aberration and Petzval sum when the combined lens of the present invention is applied to an optical system. If the lower limit of 0.1 is exceeded, the refractive power of the combined lens will be weakened, and it will be difficult to effectively use the effect of correcting axial chromatic aberration and Petzval sum. On the other hand, if the upper limit of 7 is exceeded, the lens becomes thick and the manufacturing cost of the radial type gradient index lens element becomes high, which is not preferable.

【0040】また、本発明の組合せレンズをより高性能
な結像性能を要するレンズ系に適用する場合はさらに条
件(4)を満足することが望ましい。
Further, when the combined lens of the present invention is applied to a lens system which requires higher performance of image formation, it is desirable to further satisfy the condition (4).

【0041】(4) 0.25<tG /fT <5.5 もし、下限値0.25を越えてしまうと組合せレンズの
屈折力が弱くなり、軸上色収差とペッツバール和の補正
効果を高性能な結像性能を要するレンズ系で有効利用す
ることが困難となる。また、上限値5.5を越えてしま
うと、レンズが厚くなり透過率やフレアーが悪化するの
で高性能な結像性能を達成することが困難となる。
(4) 0.25 <t G / f T <5.5 If the lower limit of 0.25 is exceeded, the refracting power of the combination lens will be weakened, and the effect of correcting axial chromatic aberration and Petzval sum will be reduced. It becomes difficult to effectively use it in a lens system that requires high-performance imaging performance. On the other hand, if the upper limit of 5.5 is exceeded, the lens becomes thick and the transmittance and flare deteriorate, so that it becomes difficult to achieve high-performance imaging performance.

【0042】また、本発明の組合せレンズを用いて光学
系の軸上色収差をより良好に補正する場合は以下の条件
(5)を満足することが望ましい。
Further, when the axial chromatic aberration of the optical system is better corrected by using the combination lens of the present invention, it is desirable to satisfy the following condition (5).

【0043】 (5) −0.05<1/V10<0.012 ラジアル型屈折率分布レンズが条件(5)を満足すれ
ば、軸上色収差をより良好に補正することが可能となり
得る。もし、上限値0.012を越えてしまうと軸上色
収差が補正不足となるため好ましくない。また、下限値
−0.05を越えてしまうと軸上色収差が補正過剰とな
るため好ましくない。
(5) −0.05 <1 / V 10 <0.012 If the radial type gradient index lens element satisfies the condition (5), it may be possible to correct axial chromatic aberration better. If the upper limit of 0.012 is exceeded, axial chromatic aberration will be undercorrected, which is not preferable. If the lower limit value of -0.05 is exceeded, the axial chromatic aberration will be overcorrected, which is not preferable.

【0044】また、本発明の組合せレンズを、例えば顕
微鏡対物レンズ等の特に色収差の補正が重要視される光
学系に適用する場合は条件(6)を満足することが望ま
しい。
Further, when the combined lens of the present invention is applied to an optical system in which correction of chromatic aberration is particularly important, such as a microscope objective lens, it is desirable to satisfy the condition (6).

【0045】 (6) −0.03<1/V10<0.008 ラジアル型屈折率分布レンズが条件(6)を満足すれ
ば、特に軸上色収差の補正が重要視される光学系へ適用
することができる。もし、上限値0.008を越えてし
まうと軸上色収差が補正不足となるため好ましくない。
また、下限値−0.03を越えてしまうと軸上色収差が
補正過剰となるため好ましくない。
(6) −0.03 <1 / V 10 <0.008 If the radial type gradient index lens element satisfies the condition (6), it is applied to an optical system in which correction of axial chromatic aberration is particularly important. can do. If the upper limit of 0.008 is exceeded, axial chromatic aberration will be undercorrected, which is not preferable.
If the lower limit value of -0.03 is exceeded, axial chromatic aberration will be overcorrected, which is not preferable.

【0046】また、ラジアル型屈折率分布レンズは屈折
率分布の4次の項N20の値を変えることで球面収差の発
生量をコントロールすることが可能である。本発明の組
合せレンズにおいて球面収差を良好に補正するために
は、条件(7)を満足することが望ましい。
Further, the radial type gradient index lens element can control the amount of spherical aberration generated by changing the value of the fourth-order term N 20 of the refractive index distribution. In order to satisfactorily correct spherical aberration in the combined lens of the present invention, it is desirable to satisfy the condition (7).

【0047】(7) −0.6<N20×fT 4<0.6 ラジアル型屈折率分布レンズが条件(7)を満足すれ
ば、球面収差を良好に補正することが可能となる。も
し、上限値0.6を越えてしまうと球面収差が補正過剰
となるため好ましくない。また、下限値−0.6を越え
てしまうと球面収差が補正不足となるため好ましくな
い。
(7) −0.6 <N 20 × f T 4 <0.6 If the radial type gradient index lens element satisfies the condition (7), it becomes possible to excellently correct spherical aberration. If the upper limit of 0.6 is exceeded, spherical aberration will be overcorrected, which is not preferable. If the lower limit of -0.6 is exceeded, spherical aberration will be undercorrected, which is not preferable.

【0048】また、本発明の組合せレンズをより高性能
な結像性能を必要とするレンズ系に適用する場合は以下
の条件(8)を満足することが望ましい。
Further, when the combined lens of the present invention is applied to a lens system which requires higher performance of image formation, it is desirable to satisfy the following condition (8).

【0049】(8) −0.4<N20×fT 4<0.4 ラジアル型屈折率分布レンズが条件(8)を満足すれ
ば、球面収差をより良好に補正することが可能となる。
もし、上限値0.4を越えてしまうと球面収差が補正過
剰となり高性能な結像性能を達成できなくなるため好ま
しくない。また、下限値−0.4を越えてしまうと球面
収差が補正不足となり高性能な結像性能を達成できなく
なるため好ましくない。
(8) −0.4 <N 20 × f T 4 <0.4 If the radial type gradient index lens element satisfies the condition (8), spherical aberration can be corrected more favorably. .
If the upper limit of 0.4 is exceeded, spherical aberration will be overcorrected and high-performance imaging performance cannot be achieved, which is not preferable. On the other hand, if the lower limit value of -0.4 is exceeded, spherical aberration will be undercorrected and high-performance imaging performance cannot be achieved, which is not preferable.

【0050】また、本発明の組合せレンズにおいては、
条件(1)を満足することで軸上色収差の発生量を少な
くすることが可能であるが、軸上色収差に加えてさらに
倍率の色収差も良好に補正する場合は下記条件(9)を
満足することが望ましい。
Further, in the combination lens of the present invention,
By satisfying the condition (1), it is possible to reduce the generation amount of the axial chromatic aberration. However, in the case where the lateral chromatic aberration as well as the lateral chromatic aberration is corrected well, the following condition (9) is satisfied. Is desirable.

【0051】(9) 1/νh <0.025 本発明の組合せレンズを構成する均質レンズとラジアル
型屈折率分布レンズを通過する軸外光線の光線高は異な
るので、いずれのレンズにおいても色収差の発生量は少
ないことが望ましい。そこで、均質レンズ条件が(9)
を満足すれば軸上色収差に加えて倍率の色収差をも良好
に補正することが可能である。もし、条件(9)を満足
しないと倍率の色収差が補正不足となる。
(9) 1 / ν h <0.025 Since the ray heights of the off-axis rays passing through the homogenous lens and the radial type gradient index lens element constituting the combination lens of the present invention are different, chromatic aberration is generated in any lens. It is desirable that the generation amount of is small. Therefore, the homogeneous lens condition is (9)
If the above condition is satisfied, it is possible to excellently correct lateral chromatic aberration as well as lateral chromatic aberration. If the condition (9) is not satisfied, lateral chromatic aberration will be undercorrected.

【0052】また、本発明のレンズ系でペッツバール和
をより良好に補正するには下記の条件(10)を満足す
ることが望ましい。
Further, in the lens system of the present invention, it is desirable to satisfy the following condition (10) in order to correct the Petzval sum better.

【0053】(10) N00d >1.55 条件(10)を満足すれば式(h)の第2項の値がより
小さくなり、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質で発生
するペッツバール和を十分に小さくすることが可能であ
る。もし、条件(10)を満足しないと媒質で発生する
ペッツバール和が補正不足となるため好ましくない。
(10) N 00d > 1.55 If the condition (10) is satisfied, the value of the second term of the formula (h) becomes smaller, and the Petzval sum generated in the medium of the radial type gradient index lens element is sufficiently small. It can be made very small. If the condition (10) is not satisfied, the Petzval sum generated in the medium will be undercorrected, which is not preferable.

【0054】また、本発明の組合せレンズ系では均質レ
ンズあるいはラジアル型屈折率分布レンズを、特定の波
長成分をカットする例えば、ローパスフィルターやバン
ドカットフィルターの効果を持つ光学素子で構成するこ
とで高機能な組合せレンズを実現することも可能であ
る。
Further, in the combination lens system of the present invention, a homogenous lens or a radial type gradient index lens element is constructed by an optical element which has an effect of, for example, a low pass filter or a band cut filter for cutting a specific wavelength component. It is also possible to realize a functional combination lens.

【0055】また、均質球面レンズを非球面とすること
で諸収差をさらに良好に補正することが可能である。
By using an aspherical surface as the homogeneous spherical lens, it is possible to satisfactorily correct various aberrations.

【0056】また、本発明の組合せレンズを安価に作製
することを考えると、均質レンズは凹面と平面形状であ
ることが望ましい。片側の面が平面形状であれば研磨が
極めて容易であり、安価に加工することが可能である。
Further, considering that the combination lens of the present invention is manufactured at a low cost, it is desirable that the homogeneous lens has a concave surface and a plane shape. If the surface on one side is flat, polishing is extremely easy and processing can be performed at low cost.

【0057】また、本発明の組合せレンズはラジアル型
屈折率分布レンズの両側の面に均質レンズを接着あるい
は密着すれば、更に良好に諸収差、特に色収差とペッツ
バール和を良好に補正することが可能である。また、均
質レンズとラジアル型屈折率分布レンズの光軸を高い精
度で容易に一致させるには均質レンズの少なくとも片側
の面の一部あるいは全部が平面形状であり、該平面部で
ラジアル型屈折率分布レンズと接着あるいは密着させる
ことが望ましく、例えば、均質レンズとラジアル型屈折
率分布レンズの外径を等しくし、外径を衝として両レン
ズを平面部で接着あるいは密着すれば高い精度で容易に
両レンズの光軸を一致させることが可能である。また、
他の方法として、均質レンズとラジアル型屈折率分布レ
ンズの一方あるいは両方の光軸位置を測定して、両レン
ズの光軸が一致するようにレンズの位置を調節し両レン
ズを接着あるいは密着することも可能である。このとき
両レンズが平面部を有し、該平面部で両レンズが接触し
ていれば、調節が極めて容易となる。また、両レンズを
接着あるいは密着することは鏡枠構成を簡素化できるメ
リットも有する。また、均質レンズとラジアル型屈折率
分布レンズの間に、レンズ間隔を調整する環(スぺーサ
ー)や、絞り用薄板等を挿入しても前述の加工性や収差
補正等についてほぼ同様の効果を得られる。
Further, in the combined lens of the present invention, if homogeneous lenses are adhered or adhered to both surfaces of the radial type gradient index lens element, various aberrations, particularly chromatic aberration and Petzval sum can be corrected well. Is. Further, in order to easily match the optical axes of the homogeneous lens and the radial type gradient index lens element with high accuracy, at least one surface of at least one side of the homogeneous lens has a planar shape, and the radial type refractive index at the plane portion. Adhesion or close contact with a distributed lens is desirable. For example, if the outer diameters of a homogeneous lens and a radial type gradient index lens are made equal, and both lenses are adhered or adhered to each other on a flat surface with the outer diameters as a boundary, it is easy and highly accurate. It is possible to match the optical axes of both lenses. Also,
As another method, measure the optical axis position of one or both of the homogeneous lens and the radial type gradient index lens, and adjust the lens position so that the optical axes of both lenses match, and bond or adhere both lenses. It is also possible. At this time, if both lenses have a flat surface portion and both lenses are in contact with each other, the adjustment becomes extremely easy. In addition, the adhesion or close contact between the two lenses has an advantage that the lens frame structure can be simplified. In addition, even if a ring (spacer) for adjusting the lens interval or a thin plate for the diaphragm is inserted between the homogeneous lens and the radial type gradient index lens element, almost the same effect can be obtained with respect to the above-mentioned workability and aberration correction. Can be obtained.

【0058】[0058]

【発明の実施の形態】次に本発明の組合せレンズの実施
の形態を各実施例をもとに述べる。本発明の組合せレン
ズは、各種の光学系に適用されるもので、例えば実施例
3のように広角の内視鏡対物レンズ、実施例5のように
顕微鏡対物レンズ又実施例6のようにズームレンズ等の
各種光学系に適用される。又、実施例4のように2組の
組合せレンズとすることも可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of the combination lens of the present invention will be described based on each example. The combination lens of the present invention is applied to various optical systems, for example, a wide-angle endoscope objective lens as in Example 3, a microscope objective lens as in Example 5, or a zoom as in Example 6. It is applied to various optical systems such as lenses. It is also possible to use two sets of combination lenses as in the fourth embodiment.

【0059】以下に本発明の組合せレンズの各実施例を
示す。 実施例1 fT =4.2 ,Fナンバー 2.0 ,2ω=42° r1 =-10.4898 d1 =1.0000 n1 =1.48749 ν1 =70.21 r2 =∞ d2 =8.0000 n2 (屈折率分布レンズ) r3 =∞ d3 =1.0000 n3 =1.51633 ν3 =64.15 r4 =∞ 屈折率分布レンズ N001020 d線 1.75000 ,-0.19934×10-1,-0.28601×10-4 C線 1.74500 ,-0.19904×10-1,-0.28557×10-4 F線 1.76167 ,-0.20005×10-1,-0.28703×10-4 1/V10=0.005 ,1/νh =0.014 ,fC /fh =-0.195 tG /fT =1.905 ,N20×fT 4=-0.009
Examples of the compound lens of the present invention will be shown below. Example 1 f T = 4.2, F number 2.0, 2ω = 42 ° r 1 = -10.4898 d 1 = 1.0000 n 1 = 1.48749 ν 1 = 70.21 r 2 = ∞ d 2 = 8.0000 n 2 (refractive index distribution lens) r 3 = ∞ d 3 = 1.0000 n 3 = 1.51633 ν 3 = 64.15 r 4 = ∞ Gradient distribution lens N 00 N 10 N 20 d line 1.75000, -0.9934 x 10 -1 , -0.28601 x 10 -4 C line 1.74500, -0.19904 x 10 -1 , -0.28557 x 10 -4 F wire 1.76167, -0.20005 x 10 -1 , -0.28703 x 10 -4 1 / V 10 = 0.005, 1 / ν h = 0.014, f C / f h = -0.195 t G / f T = 1.905, N 20 × f T 4 = -0.009

【0060】実施例2 fT =4.88,Fナンバー 3.5 ,2ω=28.6° r1 =10.1312 d1 =1.8000 n1 =1.84666 ν1 =23.78 r2 =4.3922(非球面) d2 =0.5000 r3 =∞ d3 =8.0000 n2 (屈折率分布レンズ) r4 =∞ d4 =1.0000 n3 =1.51633 ν3 =64.15 r5 =∞ 非球面係数 P=1 ,A4 =-0.63278×10-2,A6 =0.38524 ×10-28 =-0.12709×10-2 屈折率分布レンズ N001020 d線 1.75000 ,-0.19934×10-1,-0.28601×10-4 C線 1.74500 ,-0.19904×10-1,-0.28557×10-4 F線 1.76167 ,-0.20005×10-1,-0.28703×10-4 1/V10=0.005 ,1/νh =0.042 ,fC /fh =-0.456 tG /fT =1.641 ,N20×fT 4=-0.016Example 2 f T = 4.88, F number 3.5, 2ω = 28.6 ° r 1 = 10.11312 d 1 = 1.8000 n 1 = 1.84666 ν 1 = 23.78 r 2 = 4.3922 (aspherical surface) d 2 = 0.5000 r 3 = ∞ d 3 = 8.0000 n 2 (refractive index distribution lens) r 4 = ∞ d 4 = 1.0000 n 3 = 1.51633 ν 3 = 64.15 r 5 = ∞ aspherical coefficient P = 1, A 4 = -0.63278 × 10 -2 , A 6 = 0.38524 × 10 -2 A 8 = -0.12709 × 10 -2 Refractive index distribution lens N 00 N 10 N 20 d line 1.75000, -0.19934 × 10 -1 , -0.28601 × 10 -4 C line 1.74500, -0.19904 × 10 -1 , 、 0.28557 × 10 -4 F line 1.76167 、 -0.20005 × 10 -1 , -0.28703 × 10 -4 1 / V 10 = 0.005, 1 / ν h = 0.042 、 f C / f h = 0.456 t G / f T = 1.641, N 20 × f T 4 = -0.016

【0061】実施例3 fT =0.844 ,NA=0.011 ,2ω=129.2 °,物点距離 11mm r1 =∞ d1 =0.3600 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.6800 d2 =0.8000 r3 =∞ d3 =3.8000 n2 (屈折率分布レンズ) r4 =∞ d4 =2.8000 n3 =1.51633 ν3 =64.15 r5 =∞ 屈折率分布レンズ N00102030 d線 1.70000 ,-0.12580 ,0.78000 ×10-2,-0.47000×10-3 C線 1.69475 ,-0.12567 ,0.77922 ×10-2,-0.46953×10-3 F線 1.71225 ,-0.12609 ,0.78182 ×10-2,-0.47110×10-3 1/V10=0.003 ,1/νh =0.025 ,fC /fh =-1.096 tG /fT =4.502 ,N20×fT 4=0.004 Example 3 f T = 0.844, NA = 0.011, 2ω = 129.2 °, object point distance 11 mm r 1 = ∞ d 1 = 0.3600 n 1 = 1.88300 ν 1 = 40.78 r 2 = 0.6800 d 2 = 0.8000 r 3 = ∞ d 3 = 3.8000 n 2 (refractive index distribution lens) r 4 = ∞ d 4 = 2.8000 n 3 = 1.51633 ν 3 = 64.15 r 5 = ∞ refractive index distribution lens N 00 N 10 N 20 N 30 d line 1.70000, -0.12580, 0.78000 x 10 -2 , -0.47000 x 10 -3 C line 1.69475, -0.12567, 0.77922 x 10 -2 , -0.46953 x 10 -3 F line 1.71225, -0.12609, 0.78182 x 10 -2 , -0.47110 x 10 -3 1 / V 10 = 0.003, 1 / ν h = 0.025, f C / f h = -1.096 t G / f T = 4.502, N 20 × f T 4 = 0.004

【0062】実施例4 倍率 10×,像高 13.25 mm,NA=0.3 ,WD=8.2368mm r1 =-15.1221 d1 =2.1659 n1 =1.48749 ν1 =70.21 r2 =∞ d2 =11.4031 n2 (屈折率分布レンズ1) r3 =∞ d3 =14.6902 r4 =-15.1221 d4 =2.1659 n3 =1.48749 ν3 =70.21 r5 =∞ d5 =6.2606 n4 (屈折率分布レンズ2) r6 =∞ 屈折率分布レンズ1 N00102030 d線 1.74320 ,-0.44065×10-2,0.15976 ×10-5,-0.10847×10-8 C線 1.73865 ,-0.44012×10-2,0.15955 ×10-5,-0.10826×10-8 F線 1.75372 ,-0.44190×10-2,0.16028 ×10-5,-0.10880×10-8 屈折率分布レンズ2 N00102030 d線 1.74320 ,-0.27110×10-2,0.41329 ×10-5,0.33007 ×10-8 C線 1.73865 ,-0.27005×10-2,0.41183 ×10-5,0.32896 ×10-8 F線 1.75372 ,-0.27356×10-2,0.41669 ×10-5,0.33284 ×10-8 組合せレンズ1 1/V10=0.004 ,1/νh =0.014 ,fC /fh =-0.449 tG /fT =0.723 ,N20×fT 4=0.099 組合せレンズ2 1/V10=0.013 ,1/νh =0.014 ,fC /fh =-7.118 tG /fT =0.397 ,N20×fT 4=0.256 Example 4 Magnification 10 ×, image height 13.25 mm, NA = 0.3, WD = 8.2368 mm r 1 = -15.1221 d 1 = 2.1659 n 1 = 1.48749 ν 1 = 70.21 r 2 = ∞ d 2 = 1.4031 n 2 (Refractive index distribution lens 1) r 3 = ∞ d 3 = 14.6902 r 4 = -15.1221 d 4 = 2.1659 n 3 = 1.48749 ν 3 = 70.21 r 5 = ∞ d 5 = 6.2606 n 4 (Refractive index distribution lens 2) r 6 = ∞ Gradient distribution lens 1 N 00 N 10 N 20 N 30 d line 1.74320, -0.44065 x 10 -2 , 0.15976 x 10 -5 , -0.10847 x 10 -8 C line 1.73865, -0.44012 x 10 -2 , 0.15955 × 10 -5 , -0.10826 × 10 -8 F line 1.75372, -0.44190 × 10 -2 , 0.16028 × 10 -5 , -0.10880 × 10 -8 Gradient index lens 2 N 00 N 10 N 20 N 30 d line 1.74320, -0.27110 x 10 -2 , 0.41329 x 10 -5 , 0.33007 x 10 -8 C line 1.73865, -0.27005 x 10 -2 , 0.41183 x 10 -5 , 0.32896 x 10 -8 F line 1.75372, -0.27356 x 10 -2, 0.41669 × 10 -5, 0.33284 × 10 -8 combination lens 1 1 / V 10 = 0.004, / Ν h = 0.014, f C / f h = -0.449 t G / f T = 0.723, N 20 × f T 4 = 0.099 combination lens 2 1 / V 10 = 0.013, 1 / ν h = 0.014, f C / f h = -7.118 t G / f T = 0.397, N 20 × f T 4 = 0.256

【0063】実施例5 倍率 20×,像高 10.5 mm ,NA=0.4 ,WD=1.06mm r1 =∞ d1 =21.6063 n1 (屈折率分布レンズ) r2 =∞ d2 =1.5278 n2 =1.48749 ν2 =70.21 r3 =5.3752 d3 =1.9921 r4 =-3.7704 d4 =5.7047 n3 =1.54814 ν3 =45.78 r5 =-6.7479 d5 =0.1000 r6 =-15.9975 d6 =11.3836 n4 =1.88300 ν4 =40.78 r7 =-20.0917 屈折率分布レンズ N00102030 d線 1.67000 ,-0.73239×10-2,0.13526 ×10-4,-0.10734×10-7 C線 1.66521 ,-0.73091×10-2,0.13499 ×10-4,-0.10712×10-7 F線 1.68117 ,-0.73583×10-2,0.13590 ×10-4,-0.10785×10-7 1/V10=0.007 ,1/νh =0.014 ,fC /fh =-0.469 tG /fT =2.303 ,N20×fT 4=0.105 Example 5 Magnification 20 ×, image height 10.5 mm, NA = 0.4, WD = 1.06 mm r 1 = ∞ d 1 = 21.6063 n 1 (refractive index distribution lens) r 2 = ∞ d 2 = 1.5278 n 2 = 1.48749 ν 2 = 70.21 r 3 = 5.3752 d 3 = 1.9921 r 4 = -3.7704 d 4 = 5.7047 n 3 = 1.54814 ν 3 = 45.78 r 5 = -6.7479 d 5 = 0.1000 r 6 = -15.9975 d 6 = 11.3836 n 4 = 1.88300 ν 4 = 40.78 r 7 = -20.0917 Refractive index distribution lens N 00 N 10 N 20 N 30 d line 1.67000, -0.73239 x 10 -2 , 0.13526 x 10 -4 , -0.10734 x 10 -7 C line 1.66521, -0.73091 x 10 -2 , 0.13499 x 10 -4 , -0.10712 x 10 -7 F wire 1.68117, -0.73583 x 10 -2 , 0.13590 x 10 -4 , -0.10785 x 10 -7 1 / V 10 = 0.007, 1 / Ν h = 0.014, f C / f h = -0.469 t G / f T = 2.303, N 20 × f T 4 = 0.105

【0064】実施例6 fT =8.99〜23.54 〜72.01 ,Fナンバー 2.0 〜2.0 〜2.0 2ω=51°〜20°〜6.4 ° r1 =56.9216 d1 =1.8000 n1 =1.84666 ν1 =23.78 r2 =37.1745 d2 =5.5000 n2 =1.61800 ν2 =63.39 r3 =411.4915 d3 =0.2000 r4 =35.4817 d4 =4.2000 n3 =1.49700 ν3 =81.61 r5 =70.4018 d5 =D1 (可変) r6 =78.8955 d6 =1.0000 n4 =1.61800 ν4 =63.39 r7 =10.1490 d7 =5.4000 r8 =-39.8780 d8 =1.0000 n5 =1.61800 ν5 =63.39 r9 =50.0629 d9 =0.2000 r10=18.0611 d10=2.8700 n6 =1.83350 ν6 =21.00 r11=32.1135 d11=D2 (可変) r12=∞(絞り) d12=6.0000 r13=43.3128 d13=4.4001 n7 =1.74100 ν7 =52.65 r14=-124.7618 d14=1.0000 r15=-88.9910 d15=3.3028 n8 =1.69895 ν8 =30.12 r16=∞ d16=2.5105 n9 (屈折率分布レンズ) r17=∞ d17=D3 (可変) r18=42.7284 d18=1.8000 n10=1.78472 ν10=25.71 r19=15.7567 d19=7.8648 n11=1.72916 ν11=54.68 r20=-45.1076 d20=D4 (可変) r21=∞ d21=5.0000 n12=1.51633 ν12=64.15 r22=∞ 屈折率分布レンズ N00102030 d線 1.70000 ,-0.26527×10-2,0.39061 ×10-5,0.59043 ×10-8 C線 1.69618 ,-0.26649×10-2,0.39061 ×10-5,0.59043 ×10-8 F線 1.70891 ,-0.26242×10-2,0.39061 ×10-5,0.59043 ×10-8 f 8.99 23.54 72.01 D1 1.5 23.327 39.68 D2 40.187 18.356 2.0 D3 8.242 5.421 9.347 D4 3.195 6.018 2.092 1/V10=-0.015,1/νh =0.033 ,fC /fh =-1.378 tG /fT =0.279 ,N20×fT 4=0.026 Example 6 f T = 8.99 to 23.54 to 72.01, F number 2.0 to 2.0 to 2.0 2ω = 51 ° to 20 ° to 6.4 ° r 1 = 56.9216 d 1 = 1.8000 n 1 = 1.84666 ν 1 = 23.78 r 2 = 37.1745 d 2 = 5.5000 n 2 = 1.61800 ν 2 = 63.39 r 3 = 411.4915 d 3 = 0.2000 r 4 = 35.4817 d 4 = 4.2000 n 3 = 1.49700 ν 3 = 81.61 r 5 = 70.4018 d 5 = D 1 (variable) r 6 = 78.8955 d 6 = 1.0000 n 4 = 1.61800 ν 4 = 63.39 r 7 = 10.1490 d 7 = 5.4000 r 8 = -39.8780 d 8 = 1.0000 n 5 = 1.61800 ν 5 = 63.39 r 9 = 50.0629 d 9 = 0.2000 r 10 = 18.0611 d 10 = 2.8700 n 6 = 1.83350 ν 6 = 21.00 r 11 = 32.1135 d 11 = D 2 ( variable) r 12 = ∞ (stop) d 12 = 6.0000 r 13 = 43.3128 d 13 = 4.4001 n 7 = 1.74100 ν 7 = 52.65 r 14 = -124.7618 d 14 = 1.0000 r 15 = -88.9910 d 15 = 3.3028 n 8 = 1.69895 ν 8 = 30.12 r 16 = ∞ d 16 = 2.5105 n 9 ( gradient index lens) r 17 = d 17 = D 3 (variable) r 18 = 42.7284 d 18 = 1.8000 n 10 = 1.78472 ν 10 = 25.71 r 19 = 15.7567 d 19 = 7.8648 n 11 = 1.72916 ν 11 = 54.68 r 20 = -45.1076 d 20 = D 4 (variable) r 21 = ∞ d 21 = 5.0000 n 12 = 1.51633 ν 12 = 64.15 r 22 = ∞ gradient index lens n 00 n 10 n 20 n 30 d line 1.70000, -0.26527 × 10 -2, 0.39061 × 10 - 5, 0.59043 × 10 -8 C line 1.69618, -0.26649 × 10 -2, 0.39061 × 10 -5, 0.59043 × 10 -8 F line 1.70891, -0.26242 × 10 -2, 0.39061 × 10 -5, 0.59043 × 10 - 8 f 8.99 23.54 72.01 D 1 1.5 23.327 39.68 D 2 40.187 18.356 2.0 D 3 8.242 5.421 9.347 D 4 3.195 6.018 2.092 1 / V 10 = -0.015, 1 / ν h = 0.033, f C / f h = -1.378 t G / F T = 0.279, N 20 × f T 4 = 0.026

【0065】実施例7 fT =1.18,NA=0.01,2ω=74.8°,物点距離 15mm r1 =∞ d1 =0.3000 n1 =1.51633 ν1 =64.15 r2 =1.1693 d2 =0.3000 r3 =∞ d3 =1.5926 n2 (屈折率分布レンズ) r44 =0.8325 n3 =1.51633 ν3 =64.15 r5 =-0.9417 (非球面) 非球面係数 P=1 ,A4 =0.38208 ,A6 =-0.87563,A8 =0.10053 ×10 屈折率分布レンズ N00102030 d線 1.62000 ,-0.17530,-0.18627,0.74637 C線 1.61628 ,-0.17530,-0.18627,0.74638 F線 1.62868 ,-0.17529,-0.18626,0.74635 1/V10=0.000 ,1/νh =0.016 ,fC /fh =-1.764 tG /fT =1.353 ,N20×fT 4=-0.358 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d線の屈折率、ν1 ,ν
2 ,・・・ は各レンズのアッベ数である。
Example 7 f T = 1.18, NA = 0.01, 2ω = 74.8 °, object distance 15 mm r 1 = ∞ d 1 = 0.3000 n 1 = 1.51633 ν 1 = 64.15 r 2 = 1.1693 d 2 = 0.3000 r 3 = ∞ d 3 = 1.5926 n 2 (refractive index distribution lens) r 4 d 4 = 0.8325 n 3 = 1.51633 ν 3 = 64.15 r 5 = -0.9417 (aspherical surface) aspherical coefficient P = 1, A 4 = 0.38208, A 6 = -0.87563, A 8 = 0.10053 × 10 index lens N 00 N 10 N 20 N 30 d line 1.62000, -0.17530, -0.18627,0.74637 C line 1.61628, -0.17530, -0.18627,0.74638 F line 1.62868, - 0.17529, -0.18626, 0.74635 1 / V 10 = 0.000, 1 / ν h = 0.016, f C / f h = -1.764 t G / f T = 1.353, N 20 × f T 4 = -0.358 where r 1 , r 2 , ... is the radius of curvature of each surface of the lens, d
1 , d 2 , ... Is the thickness of each lens and the lens interval, n
1 , n 2 , ... Are refractive indices of d-line of each lens, ν 1 , ν
2 , ... Is the Abbe number of each lens.

【0066】本発明の実施例は図1に示すものである。
つまり、物体側より順に負レンズの第1レンズと、正レ
ンズの第2レンズの2枚構成で第2レンズが両平面のラ
ジアル型屈折率分布レンズで構成された組合せレンズで
ある。負の第1レンズは物体側の面が凹面で像側の面が
平面形状であり、この平面部でラジアル型屈折率分布レ
ンズと接着あるいは密着されている。また、絞りSを均
質レンズLh とラジアル型屈折率分布レンズLg の間に
設けたことでレンズ系を通過する軸外光線の光線高を低
くし、レンズの径を小さくすることに役立っている。
An embodiment of the present invention is shown in FIG.
That is, it is a combination lens in which a first lens that is a negative lens and a second lens that is a positive lens are arranged in order from the object side, and the second lens is a radial type gradient index lens element having both planes. The negative first lens has a concave surface on the object side and a flat surface on the image side, and is adhered or adhered to the radial type gradient index lens element at this flat surface portion. Further, by providing the diaphragm S between the homogeneous lens L h and the radial type gradient index lens L g , the ray height of off-axis rays passing through the lens system is lowered, which helps to reduce the lens diameter. There is.

【0067】本実施例の組合せレンズは例えば銀塩カメ
ラや顕微鏡対物レンズ等の白色光源下で用いられる光学
系中の一部に用いることができるが、像面位置にCCD
やCMD等の固体撮像素子を配置することで、例えばテ
レビ電話やインターホンに用いられる撮像系として利用
することも可能である。実施例1はこの様な撮像系に用
いた例であり、特定の波長成分をカットするためのフィ
ルターFがラジアル型屈折率分布レンズの像側の面に接
着あるいは密着され、像面位置には固体撮像素子Eが配
置されている。
The combination lens of this embodiment can be used as a part of an optical system used under a white light source such as a silver halide camera or a microscope objective lens, but a CCD is provided at the image plane position.
By arranging a solid-state image pickup device such as a CMD or a CMD, it can be used as an image pickup system used for a videophone or an intercom, for example. Example 1 is an example used in such an image pickup system. A filter F for cutting a specific wavelength component is adhered or adhered to the image side surface of the radial type gradient index lens element, and the image plane position is A solid-state image sensor E is arranged.

【0068】また、ラジアル型屈折率分布レンズあるい
は均質レンズに特定の波長成分をカットするためのフィ
ルター機能を持たせれば、図1中にフィルターFは用い
ずに済む。
If the radial type gradient index lens element or the homogeneous lens element has a filter function for cutting a specific wavelength component, the filter F in FIG. 1 can be omitted.

【0069】また、実施例1では均質レンズLh が負の
屈折力を持つので、軸上色収差を良好に補正するためラ
ジアル型屈折率分布レンズLg の1/V10は正の小さい
値を持たせるようにした。
Further, in Example 1, since the homogeneous lens L h has a negative refractive power, 1 / V 10 of the radial type gradient index lens component L g has a small positive value in order to satisfactorily correct axial chromatic aberration. I tried to have it.

【0070】また、本発明の組合せレンズはラジアル型
屈折率分布レンズLg に直接球面加工を施したものと比
較して、特に球面収差の補正に優れているメリットも有
している。つまり、直接凹面加工を施すと、この面の屈
折率が光軸から周辺に行くに従い順次小さくなるので、
負の屈折力を弱める作用を持ち、面で発生する正の球面
収差の値が小さくなる。このため全体では負の球面収差
が発生してしまう。ところが、本発明の組合せレンズで
はラジアル型屈折率分布レンズLg の面形状が両平面で
あるので、面で発生する球面収差はほぼ0でありこのよ
うな問題が生ずることはなく、全系で球面収差を良好に
補正することができる。
Further, the combined lens of the present invention has an advantage that it is particularly excellent in correction of spherical aberration, as compared with a radial type gradient index lens L g which is directly spherically processed. In other words, if the concave surface is directly processed, the refractive index of this surface gradually decreases from the optical axis to the periphery,
It has the effect of weakening the negative refracting power and reduces the value of positive spherical aberration generated on the surface. For this reason, negative spherical aberration occurs as a whole. However, in the combination lens of the present invention, since the surface shape of the radial type gradient index lens element L g is biplanar, the spherical aberration generated on the surface is almost 0, and such a problem does not occur, and the whole system does not occur. It is possible to excellently correct spherical aberration.

【0071】また、実施例1では絞りSを均質レンズL
h とラジアル型屈折率分布レンズLg の間に設けている
ので、均質レンズには1/νh <0.02を満足するよ
うな低分散ガラスを用いるようにした。このため、軸上
色収差を良好に補正することに加えさらに倍率の色収差
をも良好に補正することを可能としている。
In the first embodiment, the diaphragm S is replaced by the homogeneous lens L.
Since it is provided between h and the radial type gradient index lens L g , a low dispersion glass satisfying 1 / ν h <0.02 is used for the homogeneous lens. Therefore, it is possible to correct not only the axial chromatic aberration but also the chromatic aberration of magnification.

【0072】また、本発明の組合せレンズは、直接球面
加工を施したものと比較して、さらに、色収差の補正に
おいても優れた特徴を持っている。図18は縦軸を屈折
率、横軸をアッベ数としたガラスマップであり、太線で
囲われた領域は既存ガラスのおおよその存在範囲、矢印
はラジアル型屈折率分布レンズの屈折率とアッベ数の変
化、黒丸は光軸上の屈折率とアッベ数を表している。例
えば、イオン交換法やゾルゲル法により作製されるラジ
アル型屈折率分布レンズ素材の光軸から周辺へ分布して
いる屈折率とアッベ数の値は、素材の作製上、図18中
の矢印Aで示されるようにほぼ既存ガラスの範囲内とな
り、例えば、図18中の矢印Bで示すような、光軸上の
屈折率とアッベ数が既存ガラスの範囲内であり、周辺に
行くにしたがい屈折率とアッベ数が既存ガラスの範囲か
ら外れるようなラジアル型屈折率分布レンズ素材の作製
は極めて困難である。しかし、諸収差の補正上このよう
な素材が望まれる場合もある。例えば、矢印Bで表され
るものは分散が小さいので色収差の補正に有利な素材で
ある。
Further, the combined lens of the present invention has an excellent feature in correction of chromatic aberration as compared with a lens directly subjected to spherical surface processing. FIG. 18 is a glass map in which the vertical axis is the refractive index and the horizontal axis is the Abbe number. The area surrounded by the thick line is the approximate range of existing glass, and the arrows show the refractive index and Abbe number of the radial type gradient index lens. , The black circles represent the refractive index and Abbe number on the optical axis. For example, the values of the refractive index and the Abbe number distributed from the optical axis to the periphery of the radial type gradient index lens material manufactured by the ion exchange method or the sol-gel method are indicated by the arrow A in FIG. As shown in the figure, it is within the range of the existing glass. For example, as shown by the arrow B in FIG. 18, the refractive index on the optical axis and the Abbe number are within the range of the existing glass. It is extremely difficult to manufacture a radial type gradient index lens material whose Abbe number is out of the range of existing glass. However, there are cases where such a material is desired to correct various aberrations. For example, the material represented by the arrow B is a material that is advantageous for correcting chromatic aberration because it has a small dispersion.

【0073】本発明の組合せレンズを用いれば、ラジア
ル型屈折率分布レンズが既存ガラスの範囲内の素材であ
ったとしても、前述の既存ガラスの範囲から外れるよう
な屈折率分布を持つ素材とほぼ同様の効果を得ることが
可能である。この点につき、具体的に、実施例1を用い
て説明する。矢印Aは実施例1のラジアル型屈折率分布
レンズを表しN00=1.75,V00=45,V10≒20
0の値を持ち軸上色収差PACA は下記の式で表され
る。
By using the combination lens of the present invention, even if the radial type gradient index lens element is a material within the range of the existing glass, it is almost the same as a material having a refractive index distribution outside the range of the above existing glass. It is possible to obtain the same effect. This point will be specifically described with reference to the first embodiment. An arrow A represents the radial type gradient index lens of the first embodiment, N 00 = 1.75, V 00 = 45, V 10 ≈20.
The axial chromatic aberration PAC A having a value of 0 is represented by the following formula.

【0074】 PACA =K(φS /45+φm /200) また、矢印Bの軸上色収差PACB は下記の式で表され
る。
PAC A = K (φ S / 45 + φ m / 200) Further, the axial chromatic aberration PAC B of the arrow B is expressed by the following formula.

【0075】 PACB =K(φS /70.21+φm /200) 本実施例1ではnh =1.48749,νh =70.2
1の均質レンズとラジアル型屈折率分布レンズで構成さ
れており、この組合せレンズの軸上色収差PACC は下
記の式のようになる。
PAC B = K (φ S /70.21+φ m / 200) In the present Example 1, n h = 1.48749, ν h = 70.2
It is composed of a homogenous lens No. 1 and a radial type gradient index lens, and the axial chromatic aberration PAC C of this combined lens is given by the following formula.

【0076】 PACC =K(φh /70.21+φm /200) そこで、φh ≒φs となるように均質レンズの屈折力を
選べば、実際には作製が困難である矢印Bで表される素
材とほぼ同様の色収差補正効果を持つ組合せレンズを達
成することができる。
[0076] PAC C = K (φ h /70.21+φ m / 200) Therefore, if you choose the refractive power of the homogeneous lens such that φ h ≒ φ s, table by an arrow B is practically difficult to produce the It is possible to achieve a combined lens having a chromatic aberration correction effect that is substantially the same as that of the material described above.

【0077】このように、本発明の組合せレンズでは、
所望の均質レンズを選択することで収差補正の自由度が
大きくなるというメリットを有する。
As described above, in the combination lens of the present invention,
By selecting a desired homogeneous lens, there is an advantage that the degree of freedom in aberration correction is increased.

【0078】実施例1の収差状況は図8に示す通りで、
レンズ枚数が2枚であるにもかかわらず諸収差が良好に
補正されていることがわかる。
The aberrations of Example 1 are as shown in FIG.
It can be seen that various aberrations are well corrected even though the number of lenses is two.

【0079】本発明の実施例2は図2に示すものであ
る。つまり、物体側より順に負レンズの第1レンズと正
レンズの第2レンズの2枚構成で第2レンズが両平面の
ラジアル型屈折率分布レンズで構成された組合せレンズ
である。また、第1レンズは凹面を像側に向けたメニス
カス形状であり、像面側の面の有効径よりも外周部に平
面部1を有し、この平面部1でラジアル型屈折率分布レ
ンズと接着あるいは密着されている。
The second embodiment of the present invention is shown in FIG. In other words, it is a combination lens in which the first lens that is a negative lens and the second lens that is a positive lens are arranged in order from the object side, and the second lens is a radial type gradient index lens element having both planes. Further, the first lens has a meniscus shape with a concave surface facing the image side, and has a flat surface portion 1 on the outer peripheral portion with respect to the effective diameter of the image surface side surface, and this flat surface portion 1 forms a radial type gradient index lens element. Adhered or adhered.

【0080】実施例2は実施例1で用いた組合せレンズ
の均質レンズをメニスカス形状の均質レンズLh と交換
したものであり、ラジアル型屈折率分布レンズLg は共
通であるにもかかわらず、焦点距離の異なる組合せレン
ズを実現した例である。つまり、本発明の組合せレンズ
は図19に示すようにラジアル型屈折率分布レンズLg
は共通としr,d,nの異なる様々な形状の均質レン
ズ、例えばLh1,Lh2,Lh3を組み合わせることで、ラ
ジアル型屈折率分布レンズLg は1種類であるにもかか
わらず焦点距離や諸収差の発生量が異なる組合せレンズ
C1,LC2,LC3を達成することができる。ラジアル型
屈折率分布レンズを共通部品として使えるため、白色光
源下で用いる様々なレンズ系に対応できるにもかかわら
ず、安価なレンズ系を実現することが可能である。
In Example 2, the homogeneous lens of the combination lens used in Example 1 was replaced with a meniscus-shaped homogeneous lens L h , and the radial type gradient index lens L g was common, but This is an example of realizing a combination lens having different focal lengths. That is, the combination lens of the present invention has a radial type gradient index lens component L g as shown in FIG.
Is a common type, and by combining homogeneous lenses of various shapes with different r, d, and n, for example, L h1 , L h2 , and L h3 , the radial type gradient index lens L g is one type, but the focal length is It is possible to achieve the combined lenses L C1 , L C2 , and L C3 in which the amounts of various aberrations are different. Since the radial type gradient index lens can be used as a common component, it is possible to realize an inexpensive lens system in spite of being compatible with various lens systems used under a white light source.

【0081】また、絞りSを均質レンズのLh の物体側
に設けたことで、特に軸外収差を良好に補正することを
可能としている。
Further, by providing the diaphragm S on the object side of the homogeneous lens at L h , it is possible to particularly favorably correct off-axis aberrations.

【0082】また、実施例1と比較して焦点距離が長く
特に軸上色収差の補正が難しいことから、本実施例では
均質レンズのアッベ数が1/νh >0.03を満足する
ようにした。
Further, since the focal length is long as compared with the first embodiment and correction of axial chromatic aberration is particularly difficult, in this embodiment, the Abbe number of the homogeneous lens should satisfy 1 / ν h > 0.03. did.

【0083】また、均質レンズの像面側の面に非球面を
用いたことで、諸収差を良好に補正している。なお、実
施例中で用いる非球面の形状は以下の式で表されるもの
である。
Further, various aberrations are well corrected by using an aspherical surface for the image side of the homogeneous lens. The shape of the aspherical surface used in the examples is represented by the following formula.

【0084】ただし、上記式はx軸を光軸方向にとり、
y軸を光軸と直角方向にとったもので、rは光軸上の曲
率半径、Pは円錐定数、A2iは非球面係数である。
However, the above equation takes the x-axis in the optical axis direction,
The y axis is taken in the direction perpendicular to the optical axis, r is the radius of curvature on the optical axis, P is the conical constant, and A 2i is the aspherical coefficient.

【0085】また、本発明の組み合せレンズの均質レン
ズとラジアル型屈折率分布レンズとを接着する場合、図
2中の1で表される平面部に接着剤を塗布して組立ても
よいが、図2の断面図[図2の(A)]のBに示す部分
を拡大して示した図2の(B)に符号3にて示すように
レンズの外周部に接着剤を塗布して組み立てることも可
能である。
When the homogenous lens and the radial type gradient index lens of the combination lens of the present invention are adhered, an adhesive may be applied to the plane portion indicated by 1 in FIG. 2 for assembly. 2 is an enlarged view of the portion indicated by B in the sectional view of FIG. 2 [A of FIG. 2]. As shown by reference numeral 3 in FIG. Is also possible.

【0086】実施例2の収差状況は図9に示す通りで、
レンズ枚数が2枚であるにもかかわらず諸収差が良好に
補正されていることがわかる。
The aberrations of Example 2 are as shown in FIG.
It can be seen that various aberrations are well corrected even though the number of lenses is two.

【0087】本発明の実施例3は図3に示すものであ
る。つまり、物体側より順に負レンズの第1レンズと、
正レンズの第2レンズの2枚構成で第2レンズが両平面
のラジアル型屈折率分布レンズで構成された組合せレン
ズである。また、第1レンズは平凹レンズであり、像側
の面の有効径よりも外周部に平面部1を有し、この平面
部1でラジアル型屈折率分布レンズLg と接着あるいは
密着されている。また、絞りSはラジアル型屈折率分布
レンズLg の物体側の面から像側に向かって1mmの位置
に設けられている。また、ラジアル型屈折率分布レンズ
の像側に特定の波長成分をカットするためのフィルター
Fが用いられている。
The third embodiment of the present invention is shown in FIG. That is, from the object side in order, the first lens of the negative lens,
This is a combination lens in which the second lens is a positive lens and the second lens is a radial type gradient index lens element of both planes. Further, the first lens is a plano-concave lens, and has a flat surface portion 1 on the outer peripheral portion with respect to the effective diameter of the image side surface, and the flat surface portion 1 is adhered or adhered to the radial type gradient index lens L g . . Further, the diaphragm S is provided at a position of 1 mm from the object side surface of the radial type gradient index lens L g toward the image side. Further, a filter F for cutting a specific wavelength component is used on the image side of the radial type gradient index lens.

【0088】実施例3は均質レンズの負の屈折力を大き
くしたことで、レンズ系の広角化を達成した例であり、
例えば内視鏡の対物レンズに用いることが可能である。
実施例3の如く本発明の組合せレンズを広画角なレンズ
系に適用する場合は、下記条件(11)を満足すること
が望ましい。
The third embodiment is an example in which a wide angle of the lens system is achieved by increasing the negative refractive power of the homogeneous lens.
For example, it can be used for an objective lens of an endoscope.
When the combined lens of the present invention is applied to a wide-angle lens system as in Example 3, it is desirable to satisfy the following condition (11).

【0089】(11) −2<fC /fh <−0.6 もし、条件(11)の上限値−0.6を越えると広画角
化を達成することが困難となる。また、下限値−2を越
えるとペッツバール和が補正過剰となり像面が物体から
遠ざかる方向に倒れてくるため好ましくない。
(11) -2 <f C / f h <-0.6 If the upper limit of condition (11) -0.6 is exceeded, it will be difficult to achieve a wide angle of view. If the lower limit of -2 is exceeded, the Petzval sum will be overcorrected and the image plane will tilt away from the object.

【0090】また、本実施例は本発明の組合せレンズを
広画角なレンズ系に用いるために特にペッツバール和の
補正が困難となっているがラジアル型屈折率分布レンズ
がN00d >1.6を満足することでこれを良好に補正し
ている。
Further, in this embodiment, since the combined lens of the present invention is used in a lens system having a wide angle of view, it is particularly difficult to correct Petzval sum, but the radial type gradient index lens element has N 00d > 1.6. This is satisfactorily corrected by satisfying.

【0091】また、絞りをラジアル型屈折率分布レンズ
内部に設けたことでレンズの径を小さくすることに加え
て、特に軸外収差を良好に補正することを可能としてい
る。
Further, by providing the diaphragm inside the radial type gradient index lens element, it is possible to reduce the diameter of the lens and to particularly favorably correct the off-axis aberration.

【0092】実施例3の収差図は図10に示す通りで、
レンズ枚数が2枚であるにもかかわらず諸収差が良好に
補正されていることがわかる。
The aberration diagram of Example 3 is as shown in FIG.
It can be seen that various aberrations are well corrected even though the number of lenses is two.

【0093】本発明の実施例4は図4に示すものであ
る。つまり、物体側より順に負レンズの第1レンズと正
レンズの第2レンズから成る組合せレンズLC1と、負レ
ンズ、正レンズから成る組合せレンズLC2で構成され、
正レンズがいずれも両平面のラジアル型屈折率分布レン
ズであり、負レンズはいずれも凹平面形状の均質レンズ
である。実施例4は本発明の組合せレンズを2組用いた
ことでレンズ枚数の少ない高性能な顕微鏡対物レンズを
達成した例である。
The fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. That is, it is composed of a combination lens L C1 including a negative first lens and a positive second lens in order from the object side, and a combination lens L C2 including a negative lens and a positive lens,
Each of the positive lenses is a radial type gradient index lens having both planes, and each of the negative lenses is a concave plane homogeneous lens. Example 4 is an example of achieving a high-performance microscope objective lens with a small number of lenses by using two sets of the combination lenses of the present invention.

【0094】実施例4の様に本発明の組合せレンズは白
色光源下で用いる光学系中に適用することでレンズ枚数
の少ない高性能なレンズ系を達成することが可能であ
る。
By applying the combination lens of the present invention to the optical system used under the white light source as in Example 4, it is possible to achieve a high-performance lens system with a small number of lenses.

【0095】また、均質レンズにはr,d,nの等しい
レンズを用いており、実施例2の中で図17を用いて説
明した場合と同じ様に、一部のレンズを共通することで
コストの削減を達成している。
Further, as the homogeneous lens, lenses having the same r, d, and n are used, and as in the case described in Embodiment 2 with reference to FIG. 17, some of the lenses are common. Achieved cost reduction.

【0096】実施例4の収差状況は図11に示す通り
で、諸収差が良好に補正されていることがわかる。
The aberrations of Example 4 are as shown in FIG. 11, and it can be seen that the various aberrations are well corrected.

【0097】本発明の実施例5は図5に示すものであ
る。つまり、物体側より順に両平面の形状のラジアル型
屈折率分布レンズLg の第1レンズと負の屈折力の均質
レンズLh の第2レンズから成る組合せレンズLC1と負
の屈折力の均質レンズLh2の第3レンズと正の屈折力の
均質レンズLh3の第4レンズとで構成された倍率20倍
の顕微鏡対物レンズである。第2レンズは平凹形状のレ
ンズであり、物体側の面でラジアル型屈折率分布レンズ
と接着あるいは密着されている。本実施例では組合せレ
ンズを用いたことでレンズ枚数が4枚と少ないにもかか
わらず、諸収差が良好に補正されたレンズ系を達成して
いる。
The fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. That is, the combination lens L C1 including the first lens of the radial type gradient index lens element L g and the second lens of the homogeneous lens element L h having a negative refractive power in the form of a plane in order from the object side, and the homogeneous lens element with a negative refractive power. This is a microscope objective lens with a magnification of 20 times, which is composed of a third lens of the lens L h2 and a fourth lens of the homogeneous lens L h3 having a positive refractive power. The second lens is a plano-concave lens, and is cemented or adhered to the radial type gradient index lens on the object side surface. In the present embodiment, by using the combination lens, a lens system in which various aberrations are well corrected is achieved although the number of lenses is as small as four.

【0098】また、組合せレンズに屈折率の低い負の屈
折力の均質レンズを用いたことで、ペッツバール和を良
好に補正している。本実施例のように顕微鏡対物レンズ
やあるいは広画角な光学系で特にペッツバール和の補正
が問題となる場合は、組合せレンズを構成する均質レン
ズの屈折率は1.6以下であることが望ましい。
Further, the Petzval sum is satisfactorily corrected by using a homogeneous lens having a low refractive index and a negative refractive power as the combination lens. When the Petzval sum correction is particularly problematic in a microscope objective lens or an optical system having a wide angle of view as in this embodiment, it is desirable that the refractive index of the homogeneous lens constituting the combination lens is 1.6 or less. .

【0099】また、硬性鏡や顕微鏡の対物レンズ等の特
にレンズの透過率やフレアーが問題となる光学系に組合
せレンズを適用する場合、ラジアル型屈折率分布レンズ
のレンズ全長が40mm程度以下であることが望ましい。
また、本実施例の如くラジアル型屈折率分布レンズが2
5mm程度以下であればさらに良好な結像性能を持つレン
ズ系を達成できる。
When the combination lens is applied to an optical system in which the transmittance or flare of the lens is a problem, such as a rigid endoscope or an objective lens of a microscope, the total length of the radial type gradient index lens element is about 40 mm or less. Is desirable.
Further, as in the present embodiment, the radial type gradient index lens element is
If it is about 5 mm or less, a lens system having a better imaging performance can be achieved.

【0100】また、例えば顕微鏡対物レンズの様に画角
が比較的狭いレンズ系に本発明の組合せレンズを適用す
る場合、負の屈折力の均質レンズが大きな値を持つこと
は好ましくなく、条件(12)を満足するのが良い。
Further, when the combination lens of the present invention is applied to a lens system having a relatively narrow angle of view such as a microscope objective lens, it is not preferable that a homogeneous lens having a negative refractive power has a large value, and the condition ( It is good to satisfy 12).

【0101】 (12) −0.6<fC /fh <−0.1 もし、条件(11)の下限値−0.6を越えるとペッツ
バール和が補正過剰となり、像面が物体から遠ざかる方
向に倒れてくる。また、上限値−0.1を越えるとペッ
ツバール和が補正不足となり像面が物体側に倒れてくる
ため好ましくない。
(12) −0.6 <f C / f h <−0.1 If the lower limit value of condition (11) −0.6 is exceeded, the Petzval sum is overcorrected and the image surface moves away from the object. Falls in the direction. If the upper limit of -0.1 is exceeded, the Petzval sum will be undercorrected and the image plane will tilt toward the object side.

【0102】実施例5の収差図は図12で表されるもの
であり、諸収差が良好に補正されていることがわかる。
The aberration diagram of the fifth embodiment is shown in FIG. 12, and it can be seen that various aberrations are well corrected.

【0103】本発明の実施例6は図6に示すものであ
る。つまり、物体側より順に変倍時に固定の正の屈折力
の第1群G1 と変倍時に光軸上を前後に移動することで
変倍作用を持つ負の屈折力の第2群G2 と変倍時に固定
の正の屈折力の第3群G3 と変倍時に可動で焦点位置の
ずれを補正する作用を持つ正の屈折力の第4群G4 で構
成されたズームレンズである。第1群G1 は負レンズと
正レンズの接合レンズと正レンズから成り、第2群G2
は負レンズと負レンズと正レンズから成り、第3群G3
は正レンズと負レンズと正のラジアル型屈折率分布レン
ズLg で構成された組合せレンズLcから成り、第4群
は負レンズと正レンズの接合レンズから成る。第3群G
3 の組合せレンズは凹平形状の均質レンズLh と両平面
の形状のラジアル型屈折率分布レンズLg が接着あるい
は密着されている。組合せレンズでは特に、第3群G3
の軸上色収差を良好に補正している。また、第3群G3
では特に球面収差を良好に補正するため、組合せレンズ
の他に正レンズが1枚用いられており、特に軸上色収差
の補正が困難となっている。そこで、組合せレンズの1
/V10の値が負の値を持つようにしてこれを良好に補正
している。実施例6の収差図は図13、図14、図15
で表されるものであり、諸収差が良好に補正されている
ことがわかる。
The sixth embodiment of the present invention is shown in FIG. That is, in order from the object side, the first lens unit G 1 having a fixed positive refractive power at the time of zooming and the second lens group G 2 having a negative refractive power having a zooming action by moving back and forth on the optical axis at the time of zooming. And a zoom lens composed of a third lens unit G 3 having a positive refractive power which is fixed at the time of zooming, and a fourth lens unit G 4 having a positive refractive power which is movable at the time of zooming and has a function of correcting the shift of the focal position. . The first group G 1 is composed of a cemented lens of a negative lens and a positive lens and a positive lens, and the second group G 2
Is composed of a negative lens, a negative lens and a positive lens, and the third lens group G 3
Is a combination lens L c composed of a positive lens, a negative lens, and a positive radial type gradient index lens L g , and the fourth group is a cemented lens of a negative lens and a positive lens. Third group G
In the combination lens of No. 3, a concave flat homogeneous lens L h and a radial type gradient index lens L g having a shape of both planes are bonded or adhered. Especially in the combination lens, the third lens group G 3
The axial chromatic aberration of is well corrected. Also, the third group G 3
In particular, in order to satisfactorily correct spherical aberration in particular, one positive lens is used in addition to the combination lens, and it is particularly difficult to correct axial chromatic aberration. So, one of the combination lenses
This is satisfactorily corrected by making the value of / V 10 have a negative value. Aberration diagrams of Example 6 are shown in FIGS. 13, 14 and 15.
It can be seen that various aberrations are well corrected.

【0104】本発明の実施例7は図7に示すものであ
る。つまり、物体側より順に負レンズの第1レンズと正
レンズの第2レンズと正レンズの第3レンズの3枚構成
であり、第2レンズが両平面のラジアル型屈折率分布レ
ンズLg で構成された組合せレンズである。また、第1
レンズは平凹形状のレンズであり、像側の面の有効径よ
りも外周部に平面部1を有し、この平面部1でラジアル
型屈折率分布レンズLg と接着あるいは密着されてい
る。また、第3レンズは平凸形状のレンズであり物体側
の面でラジアル型屈折率分布レンズに接着あるいは密着
している。実施例7は本発明の組合せレンズにさらにも
う1枚のレンズが接着あるいは密着した例である。実施
例7では第1レンズと第2レンズから成る組合せレンズ
さらに正の均質レンズを用いたことで、広画角なレンズ
系を実現した例であり、例えば内視鏡の対物レンズや監
視カメラあるいはボードカメラの光学系として利用でき
る。
The seventh embodiment of the present invention is shown in FIG. That is, it is a three-lens structure of a first lens of a negative lens, a second lens of a positive lens, and a third lens of a positive lens in order from the object side, and the second lens is composed of a radial type gradient index lens L g of both planes It is a combined lens. Also, the first
The lens is a plano-concave lens, and has a flat surface portion 1 on the outer peripheral portion with respect to the effective diameter of the image-side surface, and the flat surface portion 1 is bonded or adhered to the radial type gradient index lens L g . The third lens is a plano-convex lens, and is adhered or adhered to the radial type gradient index lens element on the object side surface. Example 7 is an example in which another lens is bonded or adhered to the combination lens of the present invention. The seventh embodiment is an example in which a lens system having a wide angle of view is realized by using a combination lens including the first lens and the second lens and a positive homogeneous lens. For example, an objective lens of an endoscope or a surveillance camera or It can be used as an optical system for board cameras.

【0105】また、組合せレンズを構成するラジアル型
屈折率分布レンズの直径を均質レンズの直径と異なる様
にしたことで、鏡枠あるいは鏡枠の一部2を効率的に配
置でき、レンズ系の小型化を達成している。
Further, by making the diameter of the radial type gradient index lens constituting the combination lens different from the diameter of the homogeneous lens, the lens frame or the part 2 of the lens frame can be efficiently arranged, and the lens system Achieved miniaturization.

【0106】また、本発明の組合せレンズが鏡枠で保持
される場合、必ずしも均質レンズとラジアル型屈折率分
布レンズとが接着されている必要はない。
When the combination lens of the present invention is held by the lens frame, the homogenous lens and the radial type gradient index lens need not necessarily be bonded.

【0107】実施例7の収差状況は図16に示す通り
で、レンズ枚数が2枚であるにもかかわらず諸収差が良
好に補正されていることがわかる。
The aberrations of Example 7 are as shown in FIG. 16, and it can be seen that various aberrations are well corrected despite the fact that the number of lenses is two.

【0108】次に、本発明の組合せレンズを製作する場
合について従来例と比較しながら詳細に説明する。
Next, the case where the compound lens of the present invention is manufactured will be described in detail in comparison with the conventional example.

【0109】図20は従来例を示すもので、ラジアル型
屈折率分布レンズLg に直接球面加工を施す場合の例で
ある。図20の(A)は球面加工前の円柱形状のラジア
ル型屈折率分布レンズと屈折率分布を表した図であり、
図中Lはラジアル型屈折率分布レンズ、n(r) は半径
rの点での屈折率を表し、媒質の光軸5は外周部6の中
心軸と一致している。図20の(B)は片側の面R1
球面に加工した場合の理想的な例であり、面と媒質の光
軸は一致している。しかし、実際の加工の場面では図2
0(B)の如く面R1 を高い精度で容易に加工すること
は困難であり、図20(C)に示す様に、媒質の光軸5
と面R1 の光軸7は、媒質の光軸と垂直な方向8にδ、
傾き角εの偏心が生じてしまう場合がある。均質レンズ
の場合はこの様な偏心が生じても、研磨面の光軸を衝と
してレンズ外周を切削する心取り加工ができるため偏心
は問題とならないが、ラジアル型屈折率分布レンズの場
合は媒質の光軸が外周部に対して偏心してしまうため心
取り加工ができない。
FIG. 20 shows a conventional example, which is an example of the case where the radial type gradient index lens element L g is directly subjected to spherical surface processing. FIG. 20A is a diagram showing a cylindrical radial type gradient index lens and a refractive index distribution before spherical surface processing,
In the figure, L g is a radial type gradient index lens, n (r) is the refractive index at a point of radius r, and the optical axis 5 of the medium coincides with the central axis of the outer peripheral portion 6. FIG. 20B is an ideal example in which one surface R 1 is processed into a spherical surface, and the optical axes of the surface and the medium coincide with each other. However, in the actual processing scene,
It is difficult to easily process the surface R 1 with high precision as in the case of 0 (B), and as shown in FIG.
And the optical axis 7 of the plane R 1 is δ in the direction 8 perpendicular to the optical axis of the medium,
The tilt angle ε may be eccentric. In the case of a homogeneous lens, even if such eccentricity occurs, decentering is not a problem because centering can be performed by cutting the lens outer periphery with the optical axis of the polished surface as a collision, but in the case of a radial type gradient index lens the medium is used. Since the optical axis of is eccentric with respect to the outer peripheral portion, centering cannot be performed.

【0110】そこで、本発明のレンズ系では図21に示
すモデルの如く、両平面の形状のラジアル型屈折率分布
レンズLg と平面部Pを有する均質球面レンズLh を接
着あるいは密着させて用いるようにした。図21の
(A)は、両面を平面加工したラジアル型屈折率分布レ
ンズLg と片側に平面部Pを有する均質レンズLh を表
している。ラジアル型屈折率分布レンズLg の媒質の光
軸5は外周部6の中心軸と一致しており、また、均質レ
ンズLh は心取り加工が可能なため面R1の光軸5は外
周部6の中心軸と高い精度で容易に一致させることがで
きる。図21の(B)はラジアル型屈折率分布レンズL
g と均質レンズLh とをそれぞれの平面部P1 およびP
2 とで接着あるいは密着させた図を表している。このと
き、例えば、ラジアル型屈折率分布レンズLg の外周部
6と均質レンズLh の外周部6が一致するようにすれ
ば、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質の光軸と均質レ
ンズの光軸とを容易に一致させることができる。
Therefore, in the lens system of the present invention, as in the model shown in FIG. 21, a radial type gradient index lens L g having a shape of both planes and a homogeneous spherical lens L h having a plane portion P are used by adhering or adhering. I did it. FIG. 21A shows a radial type gradient index lens L g whose both surfaces are processed into a flat surface and a homogeneous lens L h having a flat surface P on one side. The optical axis 5 of the medium of the radial type gradient index lens L g coincides with the central axis of the outer peripheral portion 6, and since the homogeneous lens L h can be centered, the optical axis 5 of the surface R 1 is the outer periphery. The central axis of the portion 6 can be easily matched with high accuracy. FIG. 21B shows a radial type gradient index lens L.
g and the homogenous lens L h with their respective planes P 1 and P
2 shows the figure that is adhered or adhered. At this time, for example, if the outer peripheral portion 6 of the radial type gradient index lens L g and the outer peripheral portion 6 of the homogeneous lens L h are aligned with each other, the optical axis of the medium of the radial type gradient index lens and the light of the homogeneous lens are matched. The axis can be easily matched.

【0111】また、図20に示す従来のラジアル型屈折
率分布レンズの製作方法では球面加工の際に偏心が生じ
た場合、ラジアル型屈折率分布レンズLg は利用できな
くなるため歩留まりが悪くコスト高になるが、本発明の
組合せレンズにおける図19に示す製作方法では前述し
たように、球面加工の際の偏心は全く問題にならないの
で歩留まりを高くして極めて安価に加工することが可能
である。また、ラジアル型屈折率分布レンズも両面が平
面であるため、高精度かつ安価に加工することができ
る。
Further, in the conventional method of manufacturing a radial type gradient index lens element shown in FIG. 20, if decentering occurs during spherical surface processing, the radial type gradient index lens element L g cannot be used, resulting in poor yield and high cost. However, in the manufacturing method shown in FIG. 19 for the combined lens of the present invention, as described above, the eccentricity at the time of spherical surface processing does not pose any problem, so that the yield can be increased and processing can be performed at extremely low cost. Further, since the radial type gradient index lens has flat surfaces on both sides, it can be processed with high accuracy and at low cost.

【0112】本発明において、次の各項に記載するレン
ズ系も、その目的を達成するものである。
In the present invention, the lens system described in the following items also achieves the object.

【0113】(1) 特許請求の範囲の第1項に記載さ
れているレンズで、下記の条件(2)を満足する組合せ
レンズ。
(1) A lens according to the first aspect of the invention, which is a combination lens satisfying the following condition (2).

【0114】(2) −2<fC /fh <−0.05 (2) 特許請求の範囲の第1項あるいは前記の(1)
の項に記載されているレンズで、下記条件(3)を満足
する組合せレンズ。
(2) -2 <f C / f h <-0.05 (2) The first aspect of the claims or the above (1).
The lens described in the item (1), which is a combination lens satisfying the following condition (3).

【0115】(3) 0.1<tG /fT <7 (3) 特許請求の範囲の第1項あるいは前記の(1)
又は(2)の項に記載されているレンズで、下記条件
(4)を満足する組合せレンズ。
(3) 0.1 <t G / f T <7 (3) The first aspect of the claims or the above (1).
Alternatively, in the lens described in the item (2), a combination lens satisfying the following condition (4).

【0116】(4) 0.25<tG /fT <5.5 (4) 特許請求の範囲の第1項あるいは前記の
(1),(2)又は(3)の項に記載されているレンズ
で下記条件(5)を満足する組合せレンズ。
(4) 0.25 <t G / f T <5.5 (4) As described in the first item of the claims or the above (1), (2) or (3). A combination lens that satisfies the following condition (5).

【0117】 (5) −0.05<1/V10<0.012 (5) 特許請求の範囲の第1項あるいは前記の
(1),(2)又は(3)の項に記載されているレンズ
で下記条件(6)を満足する組合せレンズ。
(5) −0.05 <1 / V 10 <0.012 (5) As described in the first item of the claims or the above (1), (2) or (3). A combination lens that satisfies the following condition (6).

【0118】 (6) −0.03<1/V10<0.008 (6) 特許請求の範囲の第1項あるいは前記の
(1),(2),(3),(4)又は(5)の項に記載
されているレンズで下記条件(7)を満足する組合せレ
ンズ。
(6) −0.03 <1 / V 10 <0.008 (6) The first aspect of the claims or the above (1), (2), (3), (4) or ( A lens combination described in the item 5), which satisfies the following condition (7).

【0119】(7) −0.6<N20×fT 4<0.6 (7) 特許請求の範囲の第1項あるいは前記の
(1),(2),(3),(4),(5)又は(6)の
項に記載されているレンズで下記条件(8)を満足する
組合せレンズ。
(7) −0.6 <N 20 × f T 4 <0.6 (7) Claim 1 or the above (1), (2), (3), (4) A lens according to item (5) or (6), which satisfies the following condition (8).

【0120】(8) −0.4<N20×fT <0.4 (8) 特許請求の範囲の第1項あるいは前記の
(1),(2),(3),(4),(5),(6)又は
(7)の項に記載されているレンズで下記条件(9)を
満足する組合せレンズ。
(8) −0.4 <N 20 × f T <0.4 (8) Claim 1 or the above (1), (2), (3), (4), A lens combination described in the item (5), (6) or (7), which satisfies the following condition (9).

【0121】(9) 1/νh <0.025 (9) 特許請求の範囲の第1項あるいは前記の
(1),(2),(3),(4),(5),(6),
(7)又は(8)の項に記載されているレンズで下記条
件(10)を満足する組合せレンズ。
(9) 1 / ν h <0.025 (9) Claim 1 or the above (1), (2), (3), (4), (5), (6) ),
A lens according to item (7) or (8), which satisfies the following condition (10):

【0122】(10) N00d >1.55 (10) 特許請求の範囲の第1項あるいは前記の
(1),(2),(3),(4),(5),(6),
(7),(8)又は(9)に記載されているレンズで、
均質レンズの少なくとも1面が非球面である組合せレン
ズ。
(10) N 00d > 1.55 (10) The first item of the claims or the above (1), (2), (3), (4), (5), (6),
The lens described in (7), (8) or (9),
A combination lens in which at least one surface of the homogeneous lens is aspherical.

【0123】(11) 特許請求の範囲の第1項あるい
は前記の(2),(3),(4),(5),(6),
(7),(8),(9)又は(10)に記載されている
レンズで、下記条件(11)を満足する組合せレンズ。
(11) The first item of the claims or the above (2), (3), (4), (5), (6),
The lens described in (7), (8), (9) or (10), which is a combination lens satisfying the following condition (11).

【0124】(11) −2<fC /fh <−0.6 (12) 特許請求の範囲の第1項あるいは前記の
(2),(3),(4),(5),(6),(7),
(8),(9)又は(10)に記載されているレンズ
で、下記条件(12)を満足する組合せレンズ。
(11) −2 <f C / f h <−0.6 (12) The first item of the claims or the above (2), (3), (4), (5), ( 6), (7),
The lens described in (8), (9) or (10), which is a combination lens satisfying the following condition (12).

【0125】 (11) −0.6<fC /fh <−0.1(11) −0.6 <f C / f h <−0.1

【0126】[0126]

【発明の効果】本発明によれば各実施例からも明らかな
ように加工性に優れ、諸収差、特に軸上色収差とペッツ
バール和が良好に補正された組合せレンズを達成してい
る。
According to the present invention, as is apparent from each of the embodiments, a combination lens having excellent workability and various aberrations, in particular axial chromatic aberration and Petzval sum, corrected satisfactorily is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1の断面図FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2の断面図FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例3の断面図FIG. 3 is a sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例4の断面図FIG. 4 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例5の断面図FIG. 5 is a sectional view of a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例6の断面図FIG. 6 is a sectional view of a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例7の断面図FIG. 7 is a sectional view of a seventh embodiment of the present invention.

【図8】実施例1の収差曲線図8 is an aberration curve diagram of Example 1. FIG.

【図9】実施例2の収差曲線図9 is an aberration curve diagram of Example 2. FIG.

【図10】実施例3の収差曲線図FIG. 10 is an aberration curve diagram of Example 3

【図11】実施例4の収差曲線図FIG. 11 is an aberration curve diagram of Example 4.

【図12】実施例5の収差曲線図FIG. 12 is an aberration curve diagram of Example 5.

【図13】実施例6の広角端における収差曲線図FIG. 13 is an aberration curve diagram for Example 6 at the wide-angle end.

【図14】実施例6の中間焦点距離ににおける収差曲線
FIG. 14 is a diagram of aberration curves at the intermediate focal length of Example 6.

【図15】実施例6の望遠端における収差曲線図FIG. 15 is an aberration curve diagram for Example 6 at the telephoto end.

【図16】実施例7の収差曲線図16 is an aberration curve diagram for Example 7. FIG.

【図17】媒質の屈折力比aと軸上色収差およびペッツ
バール和との関係を示すグラフ
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the refractive power ratio a of the medium, the axial chromatic aberration, and the Petzval sum.

【図18】硝材の屈折率−アッベ数の分布を示す図FIG. 18 is a diagram showing a distribution of refractive index-Abbe number of a glass material.

【図19】ラジアル型屈折率分布レンズと均質レンズと
の組合せの例を示す図
FIG. 19 is a diagram showing an example of a combination of a radial type gradient index lens and a homogeneous lens.

【図20】従来の製作例であるラジアル型屈折率分布レ
ンズに直接球面加工を行なう例を示す図
FIG. 20 is a view showing an example in which a radial type gradient index lens, which is a conventional manufacturing example, is directly subjected to spherical surface processing.

【図21】本発明の組合せレンズの製作例を示す図FIG. 21 is a view showing an example of manufacturing the combined lens of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも1枚の負の屈折力を持つ均質レ
ンズと正の屈折力を持つ光軸から半径方向に屈折率が分
布している下記の式(a)で表されるラジアル型屈折率
分布レンズ1枚とで構成され、前記ラジアル型屈折率分
布レンズが両平面の形状であり、前記均質レンズの少な
くとも片側の面の一部あるいは全部が略平面形状であ
り、前記均質レンズの平面形状部と前記ラジアル型屈折
率分布レンズの平面形状部とが接着あるいは密着され、
条件(1)を満足することを特徴とした組合せレンズ。 N(r) =N00+N102 +N204 ・・・ (a) (1) 1/V10<1/νh ただし、rは光軸から半径方向への距離、N(r) は距離
rの点での屈折率分布、Ni0は2i次の屈折率分布係
数、νh は均質レンズのアッベ数、Vi0はラジアル型屈
折率分布レンズの2i次の屈折率分布係数に対応する分
散を表し下記式(b),(c)で与えられる。 V00=(N00d −1)/(N00F −N00C ) (i=0) (b) Vi0=Ni0d /(Ni0F −Ni0C ) (i=1,2,3・・) (c) ここで、N00d ,N00F ,N00C はそれぞれd線,F
線,C線の光軸上の屈折率、Ni0d ,Ni0F ,Ni0C
それぞれd線,F線,C線の2i次の屈折率分布係数で
ある。
1. A radial type refraction represented by the following formula (a) in which at least one homogeneous lens having a negative refracting power and a refractive index distributed in a radial direction from an optical axis having a positive refracting power. The radial type gradient index lens has a shape of both planes, and at least one surface of at least one side of the homogeneous lens has a substantially planar shape. The shape portion and the flat shape portion of the radial type gradient index lens are bonded or adhered to each other,
A combination lens characterized by satisfying the condition (1). N (r) = N 00 + N 10 r 2 + N 20 r 4 (a) (1) 1 / V 10 <1 / ν h where r is the distance from the optical axis in the radial direction, N (r) Is the refractive index distribution at the distance r, N i0 is the 2i th order refractive index distribution coefficient, ν h is the Abbe number of the homogeneous lens, and V i0 is the 2 i th order refractive index distribution coefficient of the radial type gradient index lens. It is expressed by the following equations (b) and (c). V 00 = (N 00d -1) / (N 00F -N 00C) (i = 0) (b) V i0 = N i0d / (N i0F -N i0C) (i = 1,2,3 ··) ( c) Here, N 00d , N 00F and N 00C are d line and F, respectively.
The refractive indices of the lines C and C on the optical axis, N i0d , N i0F and N i0C are the 2i-th order refractive index distribution coefficients of the d line, F line and C line, respectively.
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