JPH10170818A - 光学系及びそれを用いた光学機器 - Google Patents
光学系及びそれを用いた光学機器Info
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- JPH10170818A JPH10170818A JP9245315A JP24531597A JPH10170818A JP H10170818 A JPH10170818 A JP H10170818A JP 9245315 A JP9245315 A JP 9245315A JP 24531597 A JP24531597 A JP 24531597A JP H10170818 A JPH10170818 A JP H10170818A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大口径かつ比較的広画角でありながら、色収
差をはじめとする諸収差が良好に補正された光学系を提
供すること。 【解決手段】 光学系が、絞りに対して対称型もしくは
略対称型の屈折光学系と、絞り近傍に配置された色収差
を補正する回折光学系とを有する。
差をはじめとする諸収差が良好に補正された光学系を提
供すること。 【解決手段】 光学系が、絞りに対して対称型もしくは
略対称型の屈折光学系と、絞り近傍に配置された色収差
を補正する回折光学系とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学系に関し、特に
３５ｍｍ一眼レフレックスカメラ、電子スチルカメラ、
ビデオカメラ等の撮影レンズに好適に用いられる諸収差
が良好に補正された光学系に関するものである。
３５ｍｍ一眼レフレックスカメラ、電子スチルカメラ、
ビデオカメラ等の撮影レンズに好適に用いられる諸収差
が良好に補正された光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に撮影レンズでは、球面収差、コマ
収差、非点隔差等が良好に補正されていても、軸上色収
差や倍率色収差が補正されていなければ充分な性能が得
られない。
収差、非点隔差等が良好に補正されていても、軸上色収
差や倍率色収差が補正されていなければ充分な性能が得
られない。
【０００３】従来の屈折光学系のみによる収差補正で
は、色収差はその光学系のパワー配置と硝材が決定され
る比較的設計の初期段階でほぼ決まってしまい、軸上色
収差を例にとると、可視波長域の短波長側で補正過剰、
中間域で補正不足、長波長側で再び補正過剰のいわゆる
アクロマートの傾向を持つ。
は、色収差はその光学系のパワー配置と硝材が決定され
る比較的設計の初期段階でほぼ決まってしまい、軸上色
収差を例にとると、可視波長域の短波長側で補正過剰、
中間域で補正不足、長波長側で再び補正過剰のいわゆる
アクロマートの傾向を持つ。
【０００４】広帯域の波長に対して軸上色収差を補正す
る方法として、凸レンズに低屈折率低分散で異常部分分
散を持つ蛍石等を使用して、残存色収差を比較的良好に
補正する手法が知られているが、これらの異常部分分散
ガラスは極めて高価であるという欠点を持つ。
る方法として、凸レンズに低屈折率低分散で異常部分分
散を持つ蛍石等を使用して、残存色収差を比較的良好に
補正する手法が知られているが、これらの異常部分分散
ガラスは極めて高価であるという欠点を持つ。
【０００５】又、屈折率が１．５前後と比較的低い為、
中望遠以上の収差の画角変化が比較的少ない焦点距離域
の光学系以外に使用することは諸収差をバランスする上
で非常に難かしい。
中望遠以上の収差の画角変化が比較的少ない焦点距離域
の光学系以外に使用することは諸収差をバランスする上
で非常に難かしい。
【０００６】例えば、３５ｍｍ一眼レフレックスカメラ
の標準レンズとして、よく用いられるガウス型の光学系
に、これらの低屈折率のガラスを使用した場合、球面収
差と非点隔差、像面湾曲がバランスできず、特に球面収
差は３次の領域と高次の領域で悪化してしまう。３次の
球面収差係数と高次の球面収差係数をバランスさせるこ
とにより高次の領域での球面収差をゼロとすることはで
きるが、３次と高次の球面収差係数の絶対値を減らすこ
とが困難の為、補正不足の輪帯球面収差は残ってしまう
という問題がある。高屈折率、高分散で異常部分分散の
あるガラスを使えば、この問題は解決できるが、残念な
がらその様な硝材はまだ存在していない。
の標準レンズとして、よく用いられるガウス型の光学系
に、これらの低屈折率のガラスを使用した場合、球面収
差と非点隔差、像面湾曲がバランスできず、特に球面収
差は３次の領域と高次の領域で悪化してしまう。３次の
球面収差係数と高次の球面収差係数をバランスさせるこ
とにより高次の領域での球面収差をゼロとすることはで
きるが、３次と高次の球面収差係数の絶対値を減らすこ
とが困難の為、補正不足の輪帯球面収差は残ってしまう
という問題がある。高屈折率、高分散で異常部分分散の
あるガラスを使えば、この問題は解決できるが、残念な
がらその様な硝材はまだ存在していない。
【０００７】蛍石等の異常部分分散ガラスを使用せず
に、広帯域の波長に対して軸上色収差を補正する方法と
して、屈折光学系と回折光学系を組み合せて用いる方法
が知られている。回折光学素子は、アッベ数が負である
という性質を持つため、屈折型光学系と組み合せれば非
常に良好に色収差の補正を行うことができる。
に、広帯域の波長に対して軸上色収差を補正する方法と
して、屈折光学系と回折光学系を組み合せて用いる方法
が知られている。回折光学素子は、アッベ数が負である
という性質を持つため、屈折型光学系と組み合せれば非
常に良好に色収差の補正を行うことができる。
【０００８】屈折光学系と回折光学系を組み合わせて色
収差の補正を行った撮影光学系の例に、特開平６−３２
４２６２号公報がある。
収差の補正を行った撮影光学系の例に、特開平６−３２
４２６２号公報がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この公報では画角１４
°前後のテレフォト光学系（３５ｍｍ一眼レフレックス
カメラ換算で焦点距離１８０ｍｍ前後）に回折光学素子
を配置して軸上色収差を補正したものが開示されてい
る。
°前後のテレフォト光学系（３５ｍｍ一眼レフレックス
カメラ換算で焦点距離１８０ｍｍ前後）に回折光学素子
を配置して軸上色収差を補正したものが開示されてい
る。
【００１０】この光学系は、収差の画角変化の少ない中
望遠レンズとしては、軸上色収差をはじめ諸収差が比較
的良好に補正されている。しかしながら、Ｆナンバーは
Ｆ２．８前後と比較的暗く、このままのレンズ構成でＦ
１．４前後と大口径化しつつ広画角を得ることはできな
いという問題がある。
望遠レンズとしては、軸上色収差をはじめ諸収差が比較
的良好に補正されている。しかしながら、Ｆナンバーは
Ｆ２．８前後と比較的暗く、このままのレンズ構成でＦ
１．４前後と大口径化しつつ広画角を得ることはできな
いという問題がある。
【００１１】本発明は、屈折光学系と回析光学系を組み
合わせることにより大口径かつ比較的広画角でありなが
ら、色収差をはじめとする諸収差を良好に補正した新規
の光学系を提供することを目的とする。
合わせることにより大口径かつ比較的広画角でありなが
ら、色収差をはじめとする諸収差を良好に補正した新規
の光学系を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願第１発明の光学系は、絞りに対して対称型もし
くは略対称型の屈折光学系と、絞り近傍に配置された色
収差を補正する回折光学系とを有することを特徴として
いる。
め、本願第１発明の光学系は、絞りに対して対称型もし
くは略対称型の屈折光学系と、絞り近傍に配置された色
収差を補正する回折光学系とを有することを特徴として
いる。
【００１３】また、本願第２発明の光学系は、物体から
の光が順に、屈折光学系、絞り近傍に設けられた色収差
を補正する回折光学系、そして屈折光学系を通過する光
学系であって、絞り前後の屈折光学系の絞りに近い側か
らの配置が、同一もしくは略同一であることを特徴とし
ている。
の光が順に、屈折光学系、絞り近傍に設けられた色収差
を補正する回折光学系、そして屈折光学系を通過する光
学系であって、絞り前後の屈折光学系の絞りに近い側か
らの配置が、同一もしくは略同一であることを特徴とし
ている。
【００１４】本願第１、第２発明の光学系において、絞
り前後の屈折光学系は、それぞれ少なくとも１枚の正レ
ンズと、この正レンズよりも絞り側に配置され、絞り側
に強い凹面を向けた少なくとも１枚の負レンズとを有す
ることが好ましい。
り前後の屈折光学系は、それぞれ少なくとも１枚の正レ
ンズと、この正レンズよりも絞り側に配置され、絞り側
に強い凹面を向けた少なくとも１枚の負レンズとを有す
ることが好ましい。
【００１５】また、回折光学系は、全系の屈折力よりも
弱い屈折力を持った回折光学面を有することが好まし
い。
弱い屈折力を持った回折光学面を有することが好まし
い。
【００１６】この回折光学面は、光軸に対し回転対称な
回折格子であり、この回折格子の位相φ（ｈ）が、
回折格子であり、この回折格子の位相φ（ｈ）が、
【００１７】
【外３】 λ ：波長 Ｃｉ：非球面位相係数 ｈ ：光軸からの高さ で与えられるとき、 Ｃ１＜０ かつ Ｃ２＞０ なる条件を満足することが好ましい。
【００１８】また、回折光学面の屈折力の和をＰｄ、全
系の焦点距離をｆとするとき、 ０．０２＜Ｐｄ・ｆ＜０．４ を満足することが好ましい。
系の焦点距離をｆとするとき、 ０．０２＜Ｐｄ・ｆ＜０．４ を満足することが好ましい。
【００１９】そして、本願第３発明は、本願第１、第２
発明の光学系を用いた光学機器であり、本発明の光学系
を光学機器に適用することにより良好な光学性能を有す
る光学機器が提供できる。
発明の光学系を用いた光学機器であり、本発明の光学系
を光学機器に適用することにより良好な光学性能を有す
る光学機器が提供できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１〜図４は、それぞれ数値実施
例１〜４に対応する光学系を表す断面図である。また、
図５、図６は数値実施例１に、図７、図８は数値実施例
２に、図９、図１０は数値実施例３に、図１１、図１２
は数値実施例４に対応する光学系の収差図である。
例１〜４に対応する光学系を表す断面図である。また、
図５、図６は数値実施例１に、図７、図８は数値実施例
２に、図９、図１０は数値実施例３に、図１１、図１２
は数値実施例４に対応する光学系の収差図である。
【００２１】図中、１は屈折光学系により構成された第
１群、２は回折光学系により構成された第２群、３は屈
折光学系により構成された第３群、Ｄは第２群に含まれ
る回析光学面、Ｓは絞り、Ｉは像面である。
１群、２は回折光学系により構成された第２群、３は屈
折光学系により構成された第３群、Ｄは第２群に含まれ
る回析光学面、Ｓは絞り、Ｉは像面である。
【００２２】回折光学面Ｄは、光軸に対し回転対称な回
折格子により構成されており、その位相φ（ｈ）は、
折格子により構成されており、その位相φ（ｈ）は、
【００２３】
【外４】 ただし、λ ：波長 Ｃｉ：非球面位相係数 ｈ ：光軸からの高さ で表せる。
【００２４】以下に数値実施例を示す。数値実施例中、
ｒｉは第ｉ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ番目のレンズ厚ま
たは空気間隔、ｎｉとνｉは第ｉ番目のレンズ（回折光
学素子）の屈折率とアッベ数である。なお、式（１）中
のλは、５８７．６ｎｍ（ｄ線）と設定している。
ｒｉは第ｉ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ番目のレンズ厚ま
たは空気間隔、ｎｉとνｉは第ｉ番目のレンズ（回折光
学素子）の屈折率とアッベ数である。なお、式（１）中
のλは、５８７．６ｎｍ（ｄ線）と設定している。
【００２５】
【外５】
【００２６】
【外６】
【００２７】
【外７】
【００２８】
【外８】
【００２９】一般に非球面は、軸上から軸外に渡って良
好に収差補正するために光学系の絞りから比較的離れ
た、軸上光線の光軸からの通過位置と、軸外光線の光軸
からの通過位置が供に高くなる位置に配置することが多
い。
好に収差補正するために光学系の絞りから比較的離れ
た、軸上光線の光軸からの通過位置と、軸外光線の光軸
からの通過位置が供に高くなる位置に配置することが多
い。
【００３０】ところが、ガウス型レンズのような略対称
型レンズでは物体側レンズ群と像側レンズ群の対称性を
利用し、軸上及び軸外の諸収差を補正するため、その対
称性をくずさずに収差補正をすることが、軸上と軸外の
収差のバランスを取る上で重要となってくる。特に回折
光学素子を撮影光学系に導入しようとするときは、色収
差へ大きく影響することをふまえ、非球面の配置から更
に吟味して回折光学面の配置を決定する必要がある。
型レンズでは物体側レンズ群と像側レンズ群の対称性を
利用し、軸上及び軸外の諸収差を補正するため、その対
称性をくずさずに収差補正をすることが、軸上と軸外の
収差のバランスを取る上で重要となってくる。特に回折
光学素子を撮影光学系に導入しようとするときは、色収
差へ大きく影響することをふまえ、非球面の配置から更
に吟味して回折光学面の配置を決定する必要がある。
【００３１】本発明のような略対称型の光学系では絞り
近傍に回折光学面を設けるのが好ましい。一般に、絞り
近傍では軸外光線の光軸からの通過位置が低い為、主に
球面収差と軸上色収差に作用し、軸外収差へはあまり作
用しない。従って、軸外収差へほとんど影響を与えず
に、全系の球面収差を回析光学面により良好に補正する
ことが可能である。更に収差補正の自由度が増した分、
絞りの前後のレンズにより、コマ収差、像面湾曲等の軸
外収差を良好に補正することができる。
近傍に回折光学面を設けるのが好ましい。一般に、絞り
近傍では軸外光線の光軸からの通過位置が低い為、主に
球面収差と軸上色収差に作用し、軸外収差へはあまり作
用しない。従って、軸外収差へほとんど影響を与えず
に、全系の球面収差を回析光学面により良好に補正する
ことが可能である。更に収差補正の自由度が増した分、
絞りの前後のレンズにより、コマ収差、像面湾曲等の軸
外収差を良好に補正することができる。
【００３２】また、軸上色収差がほぼ完全にコントロー
ル可能であるため、絞り前後のレンズ群での色収差の補
正の自由度が増し、倍率色収差も良好に補正できる。こ
のため、絞り前後のレンズ群中の正レンズには従来の屈
折型光学素子のみの光学系では色収差の補正上不利であ
った高分散ガラス、つまり高屈折率のガラスを積極的に
使用することが可能となり、その結果、球面収差や像面
湾曲も更に良好なものとなる。
ル可能であるため、絞り前後のレンズ群での色収差の補
正の自由度が増し、倍率色収差も良好に補正できる。こ
のため、絞り前後のレンズ群中の正レンズには従来の屈
折型光学素子のみの光学系では色収差の補正上不利であ
った高分散ガラス、つまり高屈折率のガラスを積極的に
使用することが可能となり、その結果、球面収差や像面
湾曲も更に良好なものとなる。
【００３３】以上説明したように略対称型の光学系で
は、特に絞りの近傍に回折光学面を配置するのがよいこ
とが分かる。
は、特に絞りの近傍に回折光学面を配置するのがよいこ
とが分かる。
【００３４】また式（１）において、 Ｃ1 ＜０かつＣ2 ＞０ （２） の条件を満足することが好ましい。
【００３５】式（２）は、球面収差を良好に補正するた
めの条件であり、Ｃ1 ＜０は、回折格子の近軸的な屈折
力が正であることを意味し、Ｃ2 ＞０は、周辺へゆくに
従い正の屈折力が徐々に弱まってゆくことを意味してい
る。つまりＣ1 ＜０とすることにより絞り前後のレンズ
群で発生する軸上色収差を打ち消すと同時に光学系全系
の正屈折力の一部を回折光学面で負担し、絞り前後のレ
ンズ群が本質的に持つ補正不足の低次の球面収差の発生
を抑えている。そして、Ｃ2 ＞０とすることにより、同
様に絞り前後のレンズ群が本質的に持つ補正不足の比較
的高次の球面収差（輪帯球面収差）を打ち消している。
めの条件であり、Ｃ1 ＜０は、回折格子の近軸的な屈折
力が正であることを意味し、Ｃ2 ＞０は、周辺へゆくに
従い正の屈折力が徐々に弱まってゆくことを意味してい
る。つまりＣ1 ＜０とすることにより絞り前後のレンズ
群で発生する軸上色収差を打ち消すと同時に光学系全系
の正屈折力の一部を回折光学面で負担し、絞り前後のレ
ンズ群が本質的に持つ補正不足の低次の球面収差の発生
を抑えている。そして、Ｃ2 ＞０とすることにより、同
様に絞り前後のレンズ群が本質的に持つ補正不足の比較
的高次の球面収差（輪帯球面収差）を打ち消している。
【００３６】式（２）の条件からはずれると球面収差と
軸上色収差を良好に補正することができなくなるのでよ
くない。
軸上色収差を良好に補正することができなくなるのでよ
くない。
【００３７】更に諸収差を良好に補正するには、光学系
全系の焦点距離をｆ、第２群中の回折光学面の屈折力の
和をＰｄとしたとき、 ０．０２＜Ｐｄ・ｆ＜０．４ （３） を満足することが好ましい。
全系の焦点距離をｆ、第２群中の回折光学面の屈折力の
和をＰｄとしたとき、 ０．０２＜Ｐｄ・ｆ＜０．４ （３） を満足することが好ましい。
【００３８】式（３）の下限値を越えて回折光学面の正
屈折力が弱くなると、絞り前後のレンズ群での低次の球
面収差の負変位が大きくなるのでよくない。
屈折力が弱くなると、絞り前後のレンズ群での低次の球
面収差の負変位が大きくなるのでよくない。
【００３９】また、式（３）の上限値を越えて回折光学
面の正屈折力が強くなると絞り前後のレンズ群の屈折力
の分担が変化し、諸収差をバランスさせることが困難と
なるのでよくない。
面の正屈折力が強くなると絞り前後のレンズ群の屈折力
の分担が変化し、諸収差をバランスさせることが困難と
なるのでよくない。
【００４０】回折光学面の位置は絞り前後のレンズ群の
間にあれば、絞りの物体側にあっても像側にあってもよ
い。
間にあれば、絞りの物体側にあっても像側にあってもよ
い。
【００４１】本数値実施例１〜４に示した光学系は回折
光の内、１次光が最良に結像するように設計したが他の
回折次数の光線が最良に結像するようにしてもよい。ま
た回折光学面に形成された回折格子の形状はキノフォー
ム形状、バイナリー形状等いずれの形状においても本発
明の光学系を実現できる。
光の内、１次光が最良に結像するように設計したが他の
回折次数の光線が最良に結像するようにしてもよい。ま
た回折光学面に形成された回折格子の形状はキノフォー
ム形状、バイナリー形状等いずれの形状においても本発
明の光学系を実現できる。
【００４２】ところで、各数値実施例において回折光学
素子の格子断面形状が、図１３に示すようなキノフォー
ム形状をしているとする。図１３中、１０１は回折光学
素子であり、１０２は基材、１０３は基材１０２の表面
に紫外線硬化樹脂により形成された環状回折格子であ
る。図１３の回折光学素子は、波長５３０ｎｍで１次回
折効率が１００％となるよう、環状回折格子１０３の格
子厚ｄを設定している。
素子の格子断面形状が、図１３に示すようなキノフォー
ム形状をしているとする。図１３中、１０１は回折光学
素子であり、１０２は基材、１０３は基材１０２の表面
に紫外線硬化樹脂により形成された環状回折格子であ
る。図１３の回折光学素子は、波長５３０ｎｍで１次回
折効率が１００％となるよう、環状回折格子１０３の格
子厚ｄを設定している。
【００４３】図１４は、図１３に示す回折光学素子の１
次回折効率の波長依存特性を示している。図１４から明
らかなように、設計次数での回折効率は最適化した波長
５３０ｎｍから離れるに従って低下する一方、設計次数
近傍の次数の０次、２次回折光の回折効率が増大する。
この設計次数以外の回折光は、フレアの原因となるため
光学系の解像度の低下につながる。
次回折効率の波長依存特性を示している。図１４から明
らかなように、設計次数での回折効率は最適化した波長
５３０ｎｍから離れるに従って低下する一方、設計次数
近傍の次数の０次、２次回折光の回折効率が増大する。
この設計次数以外の回折光は、フレアの原因となるため
光学系の解像度の低下につながる。
【００４４】数値実施例１の光学系において、回折光学
素子の格子断面形状が図１３の格子形状の場合であっ
て、Ｃ光源を用いて一般的な白黒フィルムを用いて撮影
したときの空間周波数に対するＭＴＦ特性を図１５に示
す。この図で、低周波数領域のＭＴＦが所望の値より低
下していることがわかる。
素子の格子断面形状が図１３の格子形状の場合であっ
て、Ｃ光源を用いて一般的な白黒フィルムを用いて撮影
したときの空間周波数に対するＭＴＦ特性を図１５に示
す。この図で、低周波数領域のＭＴＦが所望の値より低
下していることがわかる。
【００４５】ここで、回折光学素子が、図１６に示すよ
うな積層型の格子断面形状である場合を考える。具体的
な構成としては、基材１０２上に紫外線硬化樹脂（ｎｄ
＝１．４９９、νｄ＝５４）からなる第１の回折格子１
０４を形成し、その上に別の紫外線硬化樹脂（ｎｄ＝
１．５９８、νｄ＝２８）からなる第２の回折格子１０
５を形成している。この材質の組み合わせでは、第１の
回折格子部の格子厚ｄｌはｄｌ＝１３．８μｍ、第２の
回折格子部の格子厚ｄ２はｄ２＝１０．５μｍとなる。
うな積層型の格子断面形状である場合を考える。具体的
な構成としては、基材１０２上に紫外線硬化樹脂（ｎｄ
＝１．４９９、νｄ＝５４）からなる第１の回折格子１
０４を形成し、その上に別の紫外線硬化樹脂（ｎｄ＝
１．５９８、νｄ＝２８）からなる第２の回折格子１０
５を形成している。この材質の組み合わせでは、第１の
回折格子部の格子厚ｄｌはｄｌ＝１３．８μｍ、第２の
回折格子部の格子厚ｄ２はｄ２＝１０．５μｍとなる。
【００４６】図１７は、図１６に示す回折光学素子の１
次回折効率の波長依存特性である。図１７からわかるよ
うに、積層構造の回折格子にすることで、設計次数の回
折効率が使用波長城全域で９５％以上の高い回折効率を
有している。
次回折効率の波長依存特性である。図１７からわかるよ
うに、積層構造の回折格子にすることで、設計次数の回
折効率が使用波長城全域で９５％以上の高い回折効率を
有している。
【００４７】数値実施例１の光学系において、回折光学
素子の格子断面形状が図１６の格子形状の場合であっ
て、Ｃ光源を用いて一般的な白黒フィルムを用いて撮影
したときの空間周波数に対するＭＴＦ特性を図１８に示
す。積層構造の回折格子を用いることで、低周波数領域
のＭＴＦは改善され、所望のＭＴＦ特性が得られる。こ
のように、積層構造の回折格子を回折光学素子として用
いることで、光学性能はさらに改善される。
素子の格子断面形状が図１６の格子形状の場合であっ
て、Ｃ光源を用いて一般的な白黒フィルムを用いて撮影
したときの空間周波数に対するＭＴＦ特性を図１８に示
す。積層構造の回折格子を用いることで、低周波数領域
のＭＴＦは改善され、所望のＭＴＦ特性が得られる。こ
のように、積層構造の回折格子を回折光学素子として用
いることで、光学性能はさらに改善される。
【００４８】なお前述の積層構造の回折光学素子の材質
は、紫外線硬化樹脂に限定されるものではなく、他のプ
ラスチック材なども使用できるし、基材によっては、第
１の回折格子１０４を直接基材に形成してもよい。また
各格子厚が必ずしも異なる必要はなく、材料の組み合わ
せによっては図１９に示すように２つの格子厚を等しく
できる。この場合は、回折光学素子表面に格子形状が形
成されないので、防塵性に優れ、回折光学素子の組み立
て作業性が向上し、より安価な光学系を提供できる。
は、紫外線硬化樹脂に限定されるものではなく、他のプ
ラスチック材なども使用できるし、基材によっては、第
１の回折格子１０４を直接基材に形成してもよい。また
各格子厚が必ずしも異なる必要はなく、材料の組み合わ
せによっては図１９に示すように２つの格子厚を等しく
できる。この場合は、回折光学素子表面に格子形状が形
成されないので、防塵性に優れ、回折光学素子の組み立
て作業性が向上し、より安価な光学系を提供できる。
【００４９】また、数値実施例では開示していないが、
本発明の光学系を屈折光学系、回折光学系で実現するほ
か、更に反射光学系を利用しても本発明の主旨を逸脱し
ない限り、同様の効果が期待できる。
本発明の光学系を屈折光学系、回折光学系で実現するほ
か、更に反射光学系を利用しても本発明の主旨を逸脱し
ない限り、同様の効果が期待できる。
【００５０】図２０は反射光学系を利用した本発明の一
例である。図中、１１は第１群と第３群を兼ねる屈折光
学系、１２は第２群として作用する回折光学素子であ
る。第２群１２の最終面に反射面Ｒが形成されており、
物体からの光は、図中矢印のように進み結像する。すな
わち、第２群には、回折光学素子であると同時に反射光
学系としても作用している。
例である。図中、１１は第１群と第３群を兼ねる屈折光
学系、１２は第２群として作用する回折光学素子であ
る。第２群１２の最終面に反射面Ｒが形成されており、
物体からの光は、図中矢印のように進み結像する。すな
わち、第２群には、回折光学素子であると同時に反射光
学系としても作用している。
【００５１】図２１は、本発明の光学系をカメラに適用
した例である。
した例である。
【００５２】図中２０はカメラ本体、２１は本発明の光
学系によって構成される撮影光学系、２２は可動ミラ
ー、２３はフィルム面、２４はファインダー光学系であ
る。
学系によって構成される撮影光学系、２２は可動ミラ
ー、２３はフィルム面、２４はファインダー光学系であ
る。
【００５３】このように本発明の光学系をカメラ等の光
学機器に適用することにより、良好に諸収差の補正され
た光学機器を提供できる。
学機器に適用することにより、良好に諸収差の補正され
た光学機器を提供できる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば大
口径かつ比較的広画角でありながら色収差をはじめとす
る諸収差が良好に補正された光学系を提供できる。
口径かつ比較的広画角でありながら色収差をはじめとす
る諸収差が良好に補正された光学系を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の数値実施例１の光学系の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の数値実施例２の光学系の断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の数値実施例３の光学系の断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の数値実施例４の光学系の断面図であ
る。
る。
【図５】本発明の数値実施例１の光学系の収差図であ
る。
る。
【図６】本発明の数値実施例１の光学系の収差図であ
る。
る。
【図７】本発明の数値実施例２の光学系の収差図であ
る。
る。
【図８】本発明の数値実施例２の光学系の収差図であ
る。
る。
【図９】本発明の数値実施例３の光学系の収差図であ
る。
る。
【図１０】本発明の数値実施例３の光学系の収差図であ
る。
る。
【図１１】本発明の数値実施例４の光学系の収差図であ
る。
る。
【図１２】本発明の数値実施例４の光学系の収差図であ
る。
る。
【図１３】回折光学素子の格子断面形状の一例を示す図
である。
である。
【図１４】図１３の回折光学素子の１次回折効率の波長
依存特性を示す図である。
依存特性を示す図である。
【図１５】図１３の回折光学素子を有する光学系の空間
周波数に対するＭＴＦ特性を示す図である。
周波数に対するＭＴＦ特性を示す図である。
【図１６】積層構造の回折光学素子の格子断面形状の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図１７】図１６の回折光学素子の１次回折効率の波長
依存特性を示す図である。
依存特性を示す図である。
【図１８】図１６の回折光学素子を有する光学系の空間
周波数に対するＭＴＦ特性を示す図である。
周波数に対するＭＴＦ特性を示す図である。
【図１９】積層構造の回折光学素子の格子断面形状の別
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図２０】反射光学ユニットを有した本発明の光学系の
一実施形態を示す図である。
一実施形態を示す図である。
【図２１】本発明の光学系を有したカメラの要部概略図
である。
である。
１ 第１群 ２ 第２群 ３ 第３群 Ｄ 回折光学面 Ｓ 絞り Ｉ 像面
Claims (17)
- 【請求項１】 絞りに対して対称型もしくは略対称型の
屈折光学系と、絞り近傍に配置された色収差を補正する
回折光学系とを有することを特徴とする光学系。 - 【請求項２】 前記絞りに対して対称型もしくは略対称
型の屈折光学系は、それぞれ少なくとも１枚の正レンズ
と、該正レンズよりも絞り側に配置され、絞り側に強い
凹面を向けた少なくとも１枚の負レンズとを有すること
を特徴とする請求項１記載の光学系。 - 【請求項３】 前記回折光学系は、全系の屈折力よりも
弱い屈折力を持った回折光学面を有することを特徴とす
る請求項１，２記載の光学系。 - 【請求項４】 前記回折光学面は、光軸に対し回転対称
な回折格子であり、該回折格子の位相φ（ｈ）が、 【外１】 λ ：波長 Ｃｉ：非球面位相係数 ｈ ：光軸からの高さ で与えられるとき、 Ｃ１＜０ かつ Ｃ２＞０ であることを特徴とする請求項３記載の光学系。 - 【請求項５】 前記回折光学面の屈折力の和をＰｄ、全
系の焦点距離をｆとするとき、 ０．０２＜Ｐｄ・ｆ＜０．４ を満足することを特徴とする請求項３，４記載の光学
系。 - 【請求項６】 前記回折光学系は、色収差以外の収差も
補正することを特徴とする請求項１乃至５記載の光学
系。 - 【請求項７】 前記回折光学系は、第１の環状回折格子
と、該第１の環状回折格子とは異なる材料で該第１の環
状回折格子上に形成された第２の環状回折格子とを有す
る回折光学素子であることを特徴とする請求項１乃至６
記載の光学系。 - 【請求項８】 前記第１の環状回折格子と前記第２の環
状回折格子の格子厚が等しいことを特徴とする請求項７
記載の光学系。 - 【請求項９】 物体からの光が順に、屈折光学系、絞り
近傍に設けられた色収差を補正する回折光学系、そして
屈折光学系を通過する光学系であって、絞り前後の屈折
光学系の絞りに近い側からの配置が、同一もしくは略同
一であることを特徴とする光学系。 - 【請求項１０】 前記絞り前後の屈折光学系は、少なく
とも１枚の正レンズと、該正レンズより絞り側に配置さ
れ、絞り側に強い凹面を向けた少なくとも１枚の負レン
ズとを有することを特徴とする請求項９記載の光学系。 - 【請求項１１】 前記回折光学系は、全系の屈折力より
も弱い屈折力を持った回折光学面を有することを特徴と
する請求項９，１０記載の光学系。 - 【請求項１２】 前記回折光学面は、光軸に対し回転対
称な回折格子であり、該回折格子の位相φ（ｈ）が、 【外２】 λ ：波長 Ｃｉ：非球面位相係数 ｈ ：光軸からの高さ で与えられるとき、 Ｃ１＜０ かつ Ｃ２＞０ であることを特徴とする請求項１１記載の光学系。 - 【請求項１３】 前記回折光学面の屈折力の和をＰｄ、
光学系全系の焦点距離をｆとするとき、 ０．０２＜Ｐｄ・ｆ＜０．４ を満足することを特徴とする請求項１１，１２記載の光
学系。 - 【請求項１４】 前記回折光学系は、色収差以外の収差
も補正することを特徴とする請求項９乃至１３記載の光
学系。 - 【請求項１５】 前記回折光学系は、第１の環状回折格
子と、該第１の環状回折格子とは異なる材料で該第１の
環状回折格子上に形成された第２の環状回折格子とを有
する回折光学素子であることを特徴とする請求項９乃至
１４記載の光学系。 - 【請求項１６】 前記第１の環状回折格子と前記第２の
環状回折格子の格子厚が等しいことを特徴とする請求項
１５記載の光学系。 - 【請求項１７】 請求項１乃至１６記載の光学系を有す
ることを特徴とする光学機器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9245315A JPH10170818A (ja) | 1996-10-08 | 1997-09-10 | 光学系及びそれを用いた光学機器 |
| US08/944,644 US5930043A (en) | 1996-10-08 | 1997-10-06 | Optical system with refracting and diffracting optical units, and optical instrument including the optical system |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-267123 | 1996-10-08 | ||
| JP26712396 | 1996-10-08 | ||
| JP9245315A JPH10170818A (ja) | 1996-10-08 | 1997-09-10 | 光学系及びそれを用いた光学機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10170818A true JPH10170818A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=26537172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9245315A Pending JPH10170818A (ja) | 1996-10-08 | 1997-09-10 | 光学系及びそれを用いた光学機器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5930043A (ja) |
| JP (1) | JPH10170818A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002031755A (ja) * | 1999-11-29 | 2002-01-31 | Canon Inc | 光学系及び原稿読取装置 |
| US7312935B2 (en) | 2005-06-15 | 2007-12-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system and optical apparatus having the same |
| US7545573B2 (en) | 2007-01-10 | 2009-06-09 | Nikon Corporation | Projector optical system, projector, and method for forming real image in use of projector optical system |
| JP2011175124A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Nikon Corp | レンズ系、光学機器及びレンズ系の製造方法 |
| JP2016061926A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 株式会社リコー | 結像レンズおよび撮像装置 |
| US10914919B2 (en) | 2018-02-22 | 2021-02-09 | Largan Precision Co., Ltd. | Optical imaging lens assembly, image capturing unit and electronic device |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6115188A (en) * | 1997-10-16 | 2000-09-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system and optical apparatus having the same |
| US6597401B1 (en) * | 1997-10-20 | 2003-07-22 | Pentax Corporation | Image reading system with flare compensation |
| JP3359277B2 (ja) * | 1997-12-24 | 2002-12-24 | キヤノン株式会社 | 回折屈折型リアアタッチメントレンズ |
| JP3342400B2 (ja) | 1998-04-14 | 2002-11-05 | キヤノン株式会社 | 回折光学素子を有した光学系 |
| US7295387B1 (en) * | 1998-04-21 | 2007-11-13 | Minolta Co., Ltd. | Lens optical system |
| JPH11326753A (ja) * | 1998-05-07 | 1999-11-26 | Nikon Corp | 結像光学系 |
| JP3787474B2 (ja) * | 1998-12-24 | 2006-06-21 | キヤノン株式会社 | 回折光学素子における２つの設計波長の設定方法 |
| US6473232B2 (en) | 2000-03-08 | 2002-10-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system having a diffractive optical element, and optical apparatus |
| JP2005164840A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Canon Inc | 光学系及びその設計方法 |
| JP2005181392A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Canon Inc | 光学系 |
| JP2009008759A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Fujinon Corp | カラー画像読取レンズおよびカラー画像読取装置 |
| DE102012202541B4 (de) * | 2011-02-21 | 2022-07-14 | Carl Zeiss Optronics Gmbh | Reimager für Wärmebildkameras sowie Wärmebildkamera mit einem Reimager für Wärmebildkameras |
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| US5241421A (en) * | 1990-01-31 | 1993-08-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens |
| US5568321A (en) * | 1990-11-16 | 1996-10-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens |
| US5528427A (en) * | 1991-10-30 | 1996-06-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens |
| US5268790A (en) * | 1991-12-20 | 1993-12-07 | Hughes Aircraft Company | Zoom lens employing refractive and diffractive optical elements |
| US5576890A (en) * | 1992-02-28 | 1996-11-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens |
| JPH06324262A (ja) * | 1993-05-11 | 1994-11-25 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像光学系 |
| JP3397440B2 (ja) * | 1994-04-26 | 2003-04-14 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ |
-
1997
- 1997-09-10 JP JP9245315A patent/JPH10170818A/ja active Pending
- 1997-10-06 US US08/944,644 patent/US5930043A/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2002031755A (ja) * | 1999-11-29 | 2002-01-31 | Canon Inc | 光学系及び原稿読取装置 |
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| JP2016061926A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 株式会社リコー | 結像レンズおよび撮像装置 |
| US10914919B2 (en) | 2018-02-22 | 2021-02-09 | Largan Precision Co., Ltd. | Optical imaging lens assembly, image capturing unit and electronic device |
| US11709338B2 (en) | 2018-02-22 | 2023-07-25 | Largan Precision Co., Ltd. | Optical imaging lens assembly, image capturing unit and electronic device |
| US11994748B2 (en) | 2018-02-22 | 2024-05-28 | Largan Precision Co., Ltd. | Optical imaging lens assembly, image capturing unit and electronic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5930043A (en) | 1999-07-27 |
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