JPH10333026A - Lens - Google Patents

Lens

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JPH10333026A
JPH10333026A JP13953697A JP13953697A JPH10333026A JP H10333026 A JPH10333026 A JP H10333026A JP 13953697 A JP13953697 A JP 13953697A JP 13953697 A JP13953697 A JP 13953697A JP H10333026 A JPH10333026 A JP H10333026A
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JP
Japan
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refractive index
lens
index distribution
order
optical axis
Prior art date
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Application number
JP13953697A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Hashimura
淳司 橋村
Yuichiro Otoshi
祐一郎 大利
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To constitute a high-performance optical system of a small number of lenses by allowing medium to have specified refractive index distribution and making both surfaces thereof specified diffraction optical surfaces. SOLUTION: The medium has the refractive index distribution expressed by an expression I and both surfaces thereof are the diffraction optical surfaces expressed by an expression II. In the expression I, H means height in a direction perpendicular to an optical axis, N0 means a refractive index on the optical axis, N1 means a quadratic refractive index distribution coefficient, N2 means a forth-order refractive index distribution coefficient, N3 means a sixth-order refractive index distribution coefficient and N4 means an eighth-order refractive index distribution coefficient. In the expression II, ϕ(H) means a phase function, H means height in the direction perpendicular to the optical axis, Ri is the i-order phase function and λ0 means design wavelength. Thus, the direction of the dispersion distribution of a refractive index distribution type lens becomes a direction where production is facilitated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、レンズに関するも
ので、特に写真用カメラやビデオカメラ等に適した高性
能なレンズに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens, and more particularly to a high-performance lens suitable for a photographic camera or a video camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、写真用カメラやビデオカメラ
等のレンズにおいて屈折率分布型レンズを用いたものが
種々提案されている。屈折率分布型レンズは、レンズの
面の屈折作用に基くパワーに加えて、媒質の屈折率分布
に基く屈折作用を有しているので、光学系設計の際の新
たな自由度を付加することができ、良好に収差補正を行
うことが可能になる。
2. Description of the Related Art Hitherto, various types of lenses such as photographic cameras and video cameras using a gradient index lens have been proposed. Since the refractive index distribution type lens has a refraction function based on the refractive index distribution of the medium in addition to the power based on the refraction function of the lens surface, it adds a new degree of freedom when designing an optical system. And aberration can be corrected favorably.

【0003】このような屈折率分布型レンズの分散の分
布には、正の分散方向と、負の分散方向がある。屈折率
分布型レンズを用いて色収差の補正を行おうとすると、
山本、槌田,“写真レンズ−不均質レンズを用いたカメ
ラレンズ”,OPTRONICS,(1992),No.1,171−175にあるよ
うに、負の分散方向の分布を有する屈折率分布型レンズ
が有効であることが知られている。しかしながら、負の
分散方向の媒質は、製造が極めて困難であるという問題
を有していた。
The dispersion distribution of such a gradient index lens has a positive dispersion direction and a negative dispersion direction. When trying to correct chromatic aberration using a gradient index lens,
As described in Yamamoto and Tsuchida, “Photo Lens-Camera Lens Using Heterogeneous Lens”, OPTRONICS, (1992), No. 1, 171-175, a gradient index lens having a distribution in the negative dispersion direction is effective. It is known that there is. However, the medium in the negative dispersion direction has a problem that it is extremely difficult to manufacture.

【0004】一方、レンズ表面に所定のピッチでステッ
プ状あるいは鋸歯状の微細なパターンを付加し、レンズ
面に入射する光線を回折作用により偏向させる回折型レ
ンズを用いた光学系も各種提案されている。このような
回折型レンズを用いると、回折型レンズの回折光学面が
有する大きな負の分散特性を利用することができるの
で、収差補正、特に色収差の補正を良好に行うことがで
きる。
On the other hand, there have been proposed various optical systems using a diffractive lens in which a fine step-like or saw-tooth pattern is added to a lens surface at a predetermined pitch and light rays incident on the lens surface are deflected by diffraction. I have. When such a diffractive lens is used, the large negative dispersion characteristic of the diffractive optical surface of the diffractive lens can be used, so that aberration correction, particularly correction of chromatic aberration, can be performed well.

【0005】しかしながら、回折型レンズを用いる場
合、回折光学面だけではそれが持つ負の分散が特性が強
すぎてしまう場合が多く、回折光学面のパワーが大きす
ぎる場合、強い負の分散特性によって色収差が補正過多
となり、負の色収差が発生してしまうという問題があっ
た。
[0005] However, when a diffractive lens is used, the negative dispersion of the diffractive optical surface alone often has too strong a characteristic, and when the power of the diffractive optical surface is too large, a strong negative dispersion characteristic results. There is a problem that chromatic aberration is excessively corrected and negative chromatic aberration occurs.

【0006】このような問題を解決するものとして、特
開平4−181908号公報には、上記屈折率型レンズ及び回
折型レンズとの両方を備える光学系が提案されている。
この公報記載の光学系は、光軸に対して垂直な方向に屈
折率分布を有するラジアル型屈折率分布レンズと回折型
レンズを組み合わせることにより、製造可能な正の分散
方向の屈折率分布でありながら、色収差補正を行うこと
ができる光学系が提案されている。
To solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-181908 proposes an optical system including both the above-mentioned refractive index type lens and diffraction type lens.
The optical system described in this publication has a refractive index distribution in a positive dispersion direction that can be manufactured by combining a radial type refractive index distribution lens and a diffraction type lens having a refractive index distribution in a direction perpendicular to the optical axis. Meanwhile, an optical system capable of performing chromatic aberration correction has been proposed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載の光学系は、回折光学面を球面または平面上に設
けているために、なお収差補正が不十分で光学性能が十
分とは言えないという問題があった。さらに、光学系を
構成するレンズの枚数として少なくとも2枚必要であ
り、光学系を1枚で構成した場合には十分な画角を得る
ことができないという問題があった。
However, in the optical system described in the above publication, since the diffractive optical surface is provided on a spherical surface or a flat surface, aberration correction is insufficient and optical performance cannot be said to be sufficient. There was a problem. Further, at least two lenses are required as the number of lenses constituting the optical system, and there is a problem that a sufficient angle of view cannot be obtained when the optical system is constituted by one lens.

【0008】本発明の目的は、非常に高性能な光学系を
少ない枚数で構成するために好適なレンズを提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a lens suitable for forming an extremely high-performance optical system with a small number of optical systems.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るレンズは、媒質が以下の式[a]で表
される屈折率分布を有し、かつ両方の面が以下の式
[b]で表される回折光学面であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in a lens according to the present invention, a medium has a refractive index distribution represented by the following formula [a], and both surfaces have the following It is a diffractive optical surface represented by the formula [b].

【0010】[0010]

【数7】 (Equation 7)

【0011】ただし、 H:光軸に対して垂直な方向の高さ、 N0:光軸上での屈折率、 N1:2次の屈折率分布係数、 N2:4次の屈折率分布係数、 N3:6次の屈折率分布係数、 N4:8次の屈折率分布係数、 である。Where H: height in a direction perpendicular to the optical axis, N 0 : refractive index on the optical axis, N 1 : second-order refractive index distribution coefficient, N 2 : fourth-order refractive index distribution Coefficient, N 3 : sixth-order refractive index distribution coefficient, N 4 : eighth-order refractive index distribution coefficient.

【0012】[0012]

【数8】 (Equation 8)

【0013】ただし、 φ(H):位相関数、 H:光軸に対して垂直な方向の高さ、 Ri:i次の位相係数、 λ0:設計波長、 である。Where φ (H): phase function, H: height in the direction perpendicular to the optical axis, Ri: i-th phase coefficient, and λ 0 : design wavelength.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態のレ
ンズについて説明する。本発明の実施形態のレンズは、
媒質が以下の式[1]で表される屈折率分布を有し、両
方の面が以下の式[2]で表される回折光学面であるこ
とを特徴としている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a lens according to an embodiment of the present invention will be described. The lens according to the embodiment of the present invention includes:
The medium has a refractive index distribution represented by the following formula [1], and both surfaces are diffractive optical surfaces represented by the following formula [2].

【0015】[0015]

【数9】 (Equation 9)

【0016】ただし、 H:光軸に対して垂直な方向の高さ、 N0:光軸上での屈折率、 N1:2次の屈折率分布係数、 N2:4次の屈折率分布係数、 N3:6次の屈折率分布係数、 N4:8次の屈折率分布係数、 である。H: height in the direction perpendicular to the optical axis, N 0 : refractive index on the optical axis, N 1 : second-order refractive index distribution coefficient, N 2 : fourth-order refractive index distribution Coefficient, N 3 : sixth-order refractive index distribution coefficient, N 4 : eighth-order refractive index distribution coefficient.

【0017】[0017]

【数10】 (Equation 10)

【0018】ただし、 φ(H):位相関数、 H:光軸に対して垂直な方向の高さ、 Ri:i次の位相係数、 λ0:設計波長、 である。Here, φ (H): phase function, H: height in a direction perpendicular to the optical axis, Ri: i-th phase coefficient, λ 0 : design wavelength.

【0019】従来のように、屈折率が均質な媒質のみで
光学系を構成する場合には、レンズの屈折面に非球面を
付加しても、非球面には色収差補正やペッツバール和補
正する能力がないので、結局光学系には少なくとも2枚
のレンズ(正レンズ1枚と負レンズ1枚)が必要となる。
In the case where an optical system is constituted only by a medium having a uniform refractive index as in the prior art, even if an aspherical surface is added to the refracting surface of the lens, the ability of the aspherical surface to correct chromatic aberration and Petzval sum correction. Therefore, at least two lenses (one positive lens and one negative lens) are required for the optical system.

【0020】また、従来の公知文献にも開示されている
ように、例えば単焦点光学系を球面または平板の屈折率
分布型レンズで構成した場合、3次の収差補正に対する
自由度が不足することから、単焦点光学系を1枚で構成
することは不可能である(L.G.Atokinson et.al.,“Des
ign of a gradient-index photographic objective”,
Appl. Opt., Vol. 21, 1982, 993-998 を参照。)。ま
た、ズーム光学系の場合も同様で、レンズ群を1枚で構
成することはできない。
Further, as disclosed in the prior art, when the single focus optical system is constituted by a spherical or flat refractive index distribution type lens, the degree of freedom for the third-order aberration correction is insufficient. Therefore, it is impossible to configure a single-focal optical system with one sheet (LGAtokinson et.al., “Des
ign of a gradient-index photographic objective ”,
See Appl. Opt., Vol. 21, 1982, 993-998. ). The same applies to a zoom optical system, and a single lens group cannot be formed.

【0021】しかしながら、屈折率分布型レンズは色収
差補正とペッツバール和補正いずれの能力もあるため、
屈折率分布型レンズに非球面を組み合わせることにより
単焦点光学系を1枚で構成したり、ズーム光学系におい
て各群を1枚構成にすることも可能となる。この場合に
おいては、媒質ガラス自身の分散は正の方向であるた
め、自らの正の分散を1枚で補正するために屈折率分布
の分散の方向は負である必要が生ずる。しかしながら、
このような負方向の分散特性を有する媒質は製造上非常
に困難である。
However, since the gradient index lens has both chromatic aberration correction and Petzval sum correction capabilities,
By combining a refractive index distribution type lens with an aspherical surface, it becomes possible to form a single-focal-length optical system with one piece, or to form one group in a zoom optical system. In this case, since the dispersion of the medium glass itself is in the positive direction, the dispersion direction of the refractive index distribution needs to be negative in order to correct the positive dispersion of the medium glass by one sheet. However,
A medium having such a negative dispersion characteristic is very difficult to manufacture.

【0022】一方、回折光学面はそれ自身が以下の式で
表されるような、負の分散を有するという大きな特徴が
ある。
On the other hand, the diffractive optical surface has a great feature that it has a negative dispersion as represented by the following equation.

【0023】[0023]

【数11】 [Equation 11]

【0024】ただし、 λd :d線の波長 λF:F線の波長 λC:C線の波長 この式より、屈折光学面と回折光学面を組み合わせて色
収差を補正する場合には、このように回折光学面が負の
分散を有するために屈折光学面と回折光学面のパワーの
符号が同じであってもよいことが分かる。従って、1枚
の屈折型レンズのいずれかの面に回折光学面を形成する
ことで、色収差を補正することが可能となる。しかしな
がら、屈折光学面と回折光学面の組み合わせは、色収差
の補正のために非常に有効であるが、回折光学面が有す
る負の分散値が非常に大きいため、色収差の補正が補正
過剰となり負の色収差を発生させてしまうという問題も
ある。
Here, λ d : the wavelength of the d-line λ F : the wavelength of the F-line λ C : the wavelength of the C-line From this equation, when correcting the chromatic aberration by combining the refractive optical surface and the diffractive optical surface, It can be seen that since the diffractive optical surface has a negative dispersion, the signs of the powers of the refractive optical surface and the diffractive optical surface may be the same. Therefore, chromatic aberration can be corrected by forming a diffractive optical surface on one of the surfaces of one refraction lens. However, although the combination of a refractive optical surface and a diffractive optical surface is very effective for correcting chromatic aberration, the negative chromatic value of the diffractive optical surface is so large that the correction of chromatic aberration becomes overcorrected and the negative There is also a problem that chromatic aberration is generated.

【0025】そこで、レンズの媒質を正の分散を有する
屈折率分布材料にすることにより、回折光学面によって
補正過多となった負の分散による色収差を、媒質の屈折
率分布による屈折作用によって補正することができ、非
常に好ましい。この場合、屈折率分布の分散分布の方向
は正の色収差を発生する方向(ν1>0となる方向)、ま
たは負の弱い分散分布の方向(ν1が大きな負の値とな
る方向)となるので、屈折率分布レンズのみで色補正を
行う場合(ν1が負の小さい値となる方向となる)と違
い、屈折率分布レンズの製造が容易となる。なお、上記
ν1は、以下の式で定義される。
Therefore, by making the medium of the lens a refractive index distribution material having a positive dispersion, the chromatic aberration due to the negative dispersion, which has been overcorrected by the diffractive optical surface, is corrected by the refraction effect by the refractive index distribution of the medium. Can be very favorable. In this case, the direction of the dispersion distribution of the refractive index distribution is the direction in which positive chromatic aberration occurs (the direction in which ν 1 > 0) or the direction of the weak negative dispersion distribution (the direction in which ν 1 has a large negative value). Therefore, unlike the case where the color correction is performed only with the gradient index lens (the direction in which ν 1 becomes a small negative value), the manufacture of the gradient index lens is facilitated. Note that ν 1 is defined by the following equation.

【0026】[0026]

【数12】 (Equation 12)

【0027】ただし、 N1d:d線に対する2次の屈折率分布係数 N1F:F線に対する2次の屈折率分布係数 N1C:C線に対する2次の屈折率分布係数 である。Here, N 1 d: a secondary refractive index distribution coefficient for the d line N 1 F: a secondary refractive index distribution coefficient for the F line N 1 C: a secondary refractive index distribution coefficient for the C line

【0028】以下、本発明のレンズが満足すべきその他
の条件について説明する。なお、以下の条件にあって
は、全ての条件を同時に満足することが望ましいが、必
ずしも全体を同時に満足する必要はなく、それぞれ単独
で満足されていてもよい。本実施形態のレンズは、以下
の条件[5]を満足することが望ましい。
Hereinafter, other conditions which should be satisfied by the lens of the present invention will be described. In the following conditions, it is desirable to satisfy all conditions at the same time, but it is not always necessary to satisfy the entire condition at the same time, and they may be satisfied independently. It is desirable that the lens of the present embodiment satisfies the following condition [5].

【0029】[0029]

【数13】 (Equation 13)

【0030】ただし、 N1:2次の屈折率分布係数、 νd(H):光軸からの高さHにおけるアッベ数、 νd(0):光軸上におけるアッベ数、 であって、上記νd(H)及びνd(0)は以下の式で表されて
おり、
However, N 1 : second order refractive index distribution coefficient, νd (H): Abbe number at a height H from the optical axis, νd (0): Abbe number on the optical axis, wherein νd (H) and νd (0) is represented by the following equation,

【0031】[0031]

【数14】 [Equation 14]

【0032】Nd(H):光軸からの高さHでのd線に対する
屈折率、 NF(H):光軸からの高さHでのF線に対する屈折率、 NC(H):光軸からの高さHでのC線に対する屈折率、 である。
N d (H): refractive index for d-line at height H from the optical axis, N F (H): refractive index for F-line at height H from the optical axis, N C (H) : Refractive index for C-line at a height H from the optical axis.

【0033】条件[5]は、屈折率分布媒質の分散分布
に関するもので、回折光学面で発生する色収差を補正す
るための条件である。この範囲を越えた場合には、回折
光学素子により補正過多となった色収差を屈折率分布に
よる屈折作用によって更に悪化させてしまうことになり
望ましくない。また屈折率分布型レンズの製造も困難な
方向の分布となり、望ましくなくなる。
The condition [5] relates to the dispersion distribution of the refractive index distribution medium, and is a condition for correcting chromatic aberration generated on the diffractive optical surface. Exceeding this range is undesirable because the chromatic aberration overcorrected by the diffractive optical element is further deteriorated by the refraction effect of the refractive index distribution. In addition, the production of a gradient index lens is also difficult, which is undesirable.

【0034】実施形態のレンズにおいて、その回折光学
面は、以下の条件[7]を満たすことが望ましい。
In the lens of the embodiment, the diffractive optical surface preferably satisfies the following condition [7].

【0035】[0035]

【数15】 (Equation 15)

【0036】ただし、 φd=−2mR2 R2:2次の位相係数、 m:回折次数、 であり、 φ=φr+φd φ:レンズ全体の合成パワー φr:レンズ全体の屈折作用による合成パワー(レンズ
を均質レンズと仮定した場合の面の屈折作用によるパワ
ーと、媒質の屈折率分布に基く屈折作用によるパワーの
和)、 φd:回折作用によるパワー、 である。
Where φd = −2 mR 2 R 2 : second-order phase coefficient, m: diffraction order, φ = φr + φd φ: combined power of the entire lens φr: combined power of the entire lens due to refraction The sum of the power due to the refraction of the surface and the power due to the refraction based on the refractive index distribution of the medium, assuming a homogeneous lens), φd: the power due to the diffraction.

【0037】条件[7]は、回折光学面のパワーを規制
するものである。条件式[7]の上限を越えるとレンズ
全体に対する回折光学面のパワーが強くなりすぎるた
め、回折光学面の色収差が補正過剰に成り過ぎる。逆に
式[7]の下限を越えると群内での回折光学面のパワー
が弱くなりすぎるため、色収差補正が不足となる。
Condition [7] regulates the power of the diffractive optical surface. If the upper limit of conditional expression [7] is exceeded, the power of the diffractive optical surface with respect to the entire lens becomes too strong, and the chromatic aberration of the diffractive optical surface is excessively corrected. Conversely, if the lower limit of the expression [7] is exceeded, the power of the diffractive optical surface in the group becomes too weak, and chromatic aberration correction becomes insufficient.

【0038】実施形態のレンズは以下の条件[8]を満
たすことが望ましい。
It is desirable that the lens of the embodiment satisfies the following condition [8].

【0039】[0039]

【数16】 (Equation 16)

【0040】ただし、 φ1d:第1面の回折作用によるパワー、 φ2d:第2面の回折作用によるパワー、 φd=−2mR2 R2:2次の位相係数、 m:回折次数、 である。Where φ1d: power due to the diffraction effect of the first surface, φ2d: power due to the diffraction effect of the second surface, φd = −2 mR 2 R 2 : second-order phase coefficient, m: diffraction order.

【0041】条件[8]は、レンズの両面に回折光学面
を設ける場合の各面の回折作用によるパワーを規定した
条件である。条件[8]が規定する範囲を超えると、一
方の面による回折作用が強くなりすぎ、回折光学面の製
造が困難となるので望ましくない。
The condition [8] is a condition that defines the power due to the diffractive action of each surface when diffractive optical surfaces are provided on both surfaces of the lens. When the value exceeds the range defined by the condition [8], the diffractive action of one surface becomes too strong, and it becomes difficult to manufacture the diffractive optical surface, which is not desirable.

【0042】実施形態のレンズは以下の条件[9]を満
たすことが望ましい。
It is desirable that the lens of the embodiment satisfies the following condition [9].

【0043】[0043]

【数17】 [Equation 17]

【0044】ただし、 N1:2次の屈折率分布係数、 φ:レンズ全体の合成パワー、 である。However, N 1 : second-order refractive index distribution coefficient, φ: combined power of the entire lens.

【0045】条件[9]は、屈折率分布型レンズを用い
てペッツバール和を補正するためのものである。条件
[9]の範囲を越えた場合、媒質の屈折率分布による屈
折作用に基くペッツバール和が大きくなってしまい望ま
しくない。またこの範囲を越えた場合には、レンズ曲率
も強くしなければならなくなるので、製造も困難となり
望ましくない。
Condition [9] is for correcting the Petzval sum using a gradient index lens. When the value exceeds the range of the condition [9], the Petzval sum based on the refraction effect due to the refractive index distribution of the medium becomes large, which is not desirable. If the ratio is outside this range, the curvature of the lens must be increased.

【0046】実施形態のレンズは以下の条件[10]及
び[11]を満たすことが望ましい。
It is desirable that the lens of the embodiment satisfies the following conditions [10] and [11].

【0047】[0047]

【数18】 (Equation 18)

【0048】ただし、 N1d :d線に対する2次の屈折率分布係数 N2d :d線に対する4次の屈折率分布係数 φ:レンズ全体の合成パワー 条件[10]及び[11]は、レンズの屈折率分布に関
するもので、この範囲を越えた場合には、高次収差の補
正が困難となると共に、屈折率分布が大きくなりすぎ
て、製造が困難となり望ましくない。
Where N 1 d: the second-order refractive index distribution coefficient for the d-line N 2 d: the fourth-order refractive index distribution coefficient for the d-line φ: combined power of the entire lens Conditions [10] and [11] are as follows: This is related to the refractive index distribution of the lens. If the refractive index distribution exceeds this range, it becomes difficult to correct high-order aberrations, and the refractive index distribution becomes too large.

【0049】実施形態のレンズは、以下の条件[12]
を満たすことが望ましい。
The lens according to the embodiment has the following condition [12].
It is desirable to satisfy

【0050】[0050]

【数19】 [Equation 19]

【0051】ただし、 φsd:レンズの面のパワー(レンズを均質レンズとした
場合の面の屈折作用によるパワーとレンズの回折作用に
よるパワーの和)、 φm:レンズの屈折率分布のパワー(媒質の屈折率分布
に基く屈折作用によるパワー)、 であって、さらに詳しくはいえば、φsd、及びφmは、
レンズ全体の合成パワーをφとすると、 φ=φsdm [13] φsdsd [14] φm=−2・N1d・T [15] ここで、 φs:レンズを均質レンズとした場合の面の屈折作用に
よるパワー(屈折率はレンズ光軸上の屈折率) φd:回折光学面のパワー T:レンズの心厚 N1d:d線に対する2次の屈折率分布係数 で表される。
Where φ sd is the power of the lens surface (sum of the power due to the refraction of the surface and the power due to the diffraction of the lens when the lens is a homogeneous lens), and φ m is the power of the refractive index distribution of the lens ( Power due to the refraction effect based on the refractive index distribution of the medium), and more specifically, φ sd and φ m are:
Assuming that the combined power of the entire lens is φ, φ = φ s + φ d + φ m [13] φ sd = φ s + φ d [14] φ m = −2 · N 1 d · T [15] , Φ s : power due to refraction of the surface when the lens is a homogeneous lens (the refractive index is the refractive index on the optical axis of the lens) φ d : power of the diffractive optical surface T: core thickness of the lens N 1 d: d-line Is represented by the second-order refractive index distribution coefficient

【0052】条件式[12]は、レンズの屈折率分布が
満足するべき条件で、この上限を越えると、屈折率分布
が大きくなりすぎて、製造が困難となると共に、高次の
収差が発生するので望ましくない。また、この下限を越
えると、ペッツバール補正が困難となると共に、各収差
の補正、特に高次の収差の補正が困難となるので望まし
くない。
Conditional expression [12] is a condition that the refractive index distribution of the lens should be satisfied. If the upper limit of this condition is exceeded, the refractive index distribution becomes too large, making the production difficult and causing higher-order aberrations. It is not desirable. If the lower limit is exceeded, Petzval correction becomes difficult, and correction of each aberration, particularly correction of higher-order aberrations, becomes difficult.

【0053】実施形態のレンズにおいて、3次収差の補
正のための自由度を与えるため、屈折率分布型レンズに
回折光学面を組み合わせる構成のうち、少なくとも1つ
の面を非球面と等価な屈折作用も有する回折光学面にす
ることが望ましい。このように構成することにより、3
次収差補正に対する自由度が非常に増大するので、単焦
点光学系を1枚で構成したりズーム光学系の各レンズ群
を1枚のレンズで構成した高性能な光学系を達成するこ
とが可能となる。
In the lens according to the embodiment, in order to provide a degree of freedom for correcting the third-order aberration, at least one surface of the refractive index distribution type lens combined with the diffractive optical surface has a refracting action equivalent to an aspheric surface. It is desirable to have a diffractive optical surface that also has With this configuration, 3
The degree of freedom for the next-order aberration correction is greatly increased, so it is possible to achieve a high-performance optical system in which a single-focus optical system is composed of one lens, and each lens group of the zoom optical system is composed of one lens. Becomes

【0054】回折光学面を非球面と等価な屈折作用も有
する構成とした場合、実施形態のレンズは以下の条件
[16]を満たすことが望ましい。
When the diffractive optical surface has a refraction function equivalent to an aspherical surface, the lens of the embodiment preferably satisfies the following condition [16].

【0055】[0055]

【数20】 (Equation 20)

【0056】ただし、 φa:非球面と等価な屈折光学面の局所的な面の屈折作
用によるパワー、 φ0a:非球面と等価な屈折光学面の基準曲率に対する屈
折作用によるパワー、 φ:レンズ全体の合成パワー、 であり、φaおよびφ0aは、 φa =Calo(N(H)'−N(H)) [17] φ0a =C0(N0'−N0) [18] Calo:非球面と等価な屈折光学面の局所的な曲率、 C0:非球面と等価な屈折光学面の基準曲率、 N(H)':非球面と等価な屈折光学面の入射側媒質の光軸
からの高さHでの屈折率、 N(H):非球面と等価な屈折光学面の射出側媒質の光軸か
らの高さHでの屈折率、 N0':非球面と等価な屈折光学面の入射側媒質の光軸上
での屈折率、 N0:非球面と等価な屈折光学面の射出側媒質の光軸上で
の屈折率、 である。
Where φa: power due to local surface refraction of the refractive optical surface equivalent to the aspherical surface, φ0a: power due to refraction to the reference curvature of the refractive optical surface equivalent to the aspherical surface, φ: overall power of the lens Where φ a and φ 0a are φ a = C alo (N (H) ′ − N (H)) [17] φ 0a = C 0 (N 0 ′ −N 0 ) [18] C alo : Local curvature of the refractive optical surface equivalent to the aspherical surface, C0: Reference curvature of the refractive optical surface equivalent to the aspherical surface, N (H) ': Light of the incident side medium of the refractive optical surface equivalent to the aspherical surface Refractive index at height H from axis, N (H): Refractive index at height H from optical axis of exit side medium of refractive optical surface equivalent to aspherical surface, N 0 ': Equivalent to aspherical surface The refractive index on the optical axis of the medium on the incident side of the refractive optical surface, N 0 : the refractive index on the optical axis of the medium on the exit side of the refractive optical surface equivalent to an aspheric surface.

【0057】条件[16]は、レンズの非球面と等価な
屈折作用に関する条件で、この上限を越えるとレンズの
他の球面で発生している諸収差を非球面による効果でさ
らに悪くすることになり望ましくない。またこの下限を
越えると、非球面効果に補正が過多となり、レンズの両
面を実質的に非球面と等価な屈折作用を有する面とした
場合でも、その補正過多を他の非球面の屈折作用によっ
て打ち消すのが困難となり望ましくない。
The condition [16] is a condition relating to a refracting action equivalent to the aspherical surface of the lens. If the upper limit is exceeded, various aberrations occurring on other spherical surfaces of the lens are further deteriorated by the effect of the aspherical surface. It is not desirable. If the lower limit is exceeded, the aspheric effect is excessively corrected, and even when both surfaces of the lens are surfaces having a refraction effect substantially equivalent to the aspheric surface, the excessive correction is caused by the refraction effect of another aspheric surface. It is difficult to counteract, which is undesirable.

【0058】さらに、実施形態のレンズを用いた光学系
について図面を参照して説明する。図1乃至図4は、第
1乃至第4実施形態のレンズの構成を示す構成図であ
る。
Further, an optical system using the lens of the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 to FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a configuration of a lens according to first to fourth embodiments.

【0059】各実施形態は、屈折率分布型レンズ1枚か
ら成っている単焦点光学系で、そのレンズの両側の面が
回折光学面である。第1実施形態は、両凸形状で両側と
も非球面と等価な屈折作用を有するとともに回折作用を
有する面であるレンズG11枚から構成される単焦点光学
系である。
Each of the embodiments is a single focus optical system composed of one gradient index lens, and both sides of the lens are diffractive optical surfaces. The first embodiment is a single-focus optical system composed of one lens G, which is a biconvex shape and has a refraction function equivalent to an aspheric surface on both sides and a diffraction function.

【0060】第2実施形態は、像側に強い凹面を向けた
形状を有し、両側とも非球面と等価な屈折作用を有する
とともに回折作用を有する面であるレンズG11枚から構
成される単焦点光学系である。
The second embodiment has a shape in which a strong concave surface is directed toward the image side, and has a single focal point G1 which is a surface having a diffractive effect and a diffractive effect equivalent to an aspheric surface on both sides. It is an optical system.

【0061】第3実施形態は、物体側に凹面を向けた形
状を有し、両側とも非球面と等価な屈折作用を有すると
ともに回折作用を有する面であるレンズG11枚から構成
される単焦点光学系である。
The third embodiment is a single-focus optical system having one lens G1 having a shape with a concave surface facing the object side and having a refraction function equivalent to an aspheric surface on both sides and a surface having a diffraction function. System.

【0062】第4実施形態は、平板形状の屈折率分布型
レンズの両面に、複合型成形により樹脂を材料とする回
折パターンを付加して形成されたレンズG11枚から構成
される単焦点光学系である。
The fourth embodiment is a single-focus optical system composed of a single lens G1 formed by adding a diffraction pattern using resin as a material by composite molding on both surfaces of a flat refractive index distribution type lens. It is.

【0063】このように、各実施形態の単焦点光学系
は、光学系の構成を1枚という最小枚数で達成したもの
であり、レンズ枚数の大幅な削減に成功している。
As described above, the single focus optical system of each embodiment achieves the configuration of the optical system with a minimum number of one, and succeeds in greatly reducing the number of lenses.

【0064】なお、上述の第1乃至第3実施形態のレンズ
は、屈折率分布型材料を直接モールド成形して製造した
り、予め所定の形状に形成された屈折率分布型レンズの
表面に樹脂を塗布し、樹脂を回折パターンに成形するい
わゆる複合成形等、様々な製造方法で製造が可能であ
る。
The lenses of the above-described first to third embodiments can be manufactured by directly molding a gradient index material, or a resin can be formed on the surface of a gradient index lens formed in a predetermined shape in advance. Can be manufactured by various manufacturing methods such as so-called composite molding in which a resin is applied to form a diffraction pattern.

【0065】また、第4実施形態のレンズは、直接モー
ルド成形してもよいが、屈折率分布材料で形成されたロ
ッドレンズを所定の心厚に切断した後、接断面に回折パ
ターンを有する樹脂を付加して複合成形すると容易に製
造可能である。
The lens of the fourth embodiment may be directly molded. However, after cutting a rod lens formed of a refractive index distribution material into a predetermined core thickness, a resin having a diffraction pattern on a contact section is obtained. Can be easily manufactured by compound molding.

【0066】[0066]

【実施例】以下、本発明に係る実施例に関し、コンスト
ラクションデータ、収差図等を挙げて、更に具体例を示
す。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below with reference to construction data, aberration diagrams and the like.

【0067】以下に挙げる実施例1〜4は、前述した実
施形態にそれぞれ対応しており、実施形態を表すレンズ
配置図は、対応する実施例1〜4のレンズ構成を、それ
ぞれ示している。
The following Examples 1 to 4 correspond to the above-described embodiments, respectively. The lens arrangement diagrams representing the embodiments respectively show the corresponding lens configurations of Examples 1 to 4.

【0068】各実施例において、ri(i=1,2,3,...) は物
体側から数えてi番目の面の曲率半径、di(i=1,2,
3,...) は物体側から数えてi番目の軸上面間隔を示
し、Ni (i=1,2,3,...)、νi(i=1,2,3,...) は、物体側
から数えてi番目のレンズのd線に対する屈折率、アッ
ベ数を示す。また、fは全系の焦点距離、2ωは画角、Fn
oはFナンバーを表す。なお、実施例中のデータに付され
た文字Eは、該当する数値の指数部分を表し、例えば、
1.0E−2であれば、1.0×10-2を示すものとする。
In each embodiment, ri (i = 1, 2, 3,...) Is the radius of curvature of the i-th surface counted from the object side, and di (i = 1, 2,
3, ...) indicates the i-th axial top surface distance counted from the object side, Ni (i = 1,2,3, ...), νi (i = 1,2,3, ...) Denotes the refractive index and Abbe number of the i-th lens counted from the object side with respect to the d-line. F is the focal length of the entire system, 2ω is the angle of view, Fn
o represents an F number. In addition, the letter E attached to the data in the example represents the exponent part of the corresponding numerical value.
If 1.0E−2, it indicates 1.0 × 10 −2 .

【0069】さらに、各実施例中、曲率半径riに*印を
付した面は非球面形状の屈折光学面あるいは非球面と等
価な屈折作用を有する面であることを示し、非球面の面
形状を表す以下の式で定義するものとする。
Further, in each embodiment, the surface marked with * for the radius of curvature ri indicates that the surface is an aspherical refracting optical surface or a surface having a refracting action equivalent to an aspherical surface. Is defined by the following equation.

【0070】[0070]

【数21】 (Equation 21)

【0071】ただし、 H:光軸に対して垂直な方向の高さ、 x(H):高さHの位置での光軸方向の変位量(面頂点基準) c:近軸曲率 ε:2次曲面パラメータ Ai :i次の非球面係数 である。Here, H: height in the direction perpendicular to the optical axis, x (H): displacement amount in the optical axis direction at the height H (based on surface vertex) c: paraxial curvature ε: 2 Second-order surface parameter Ai: The i-th order aspheric coefficient.

【0072】さらに、各実施例中、曲率半径riに+印を
付した面は回折光学面であることを示し、回折光学面の
面形状を表す以下の式で定義するものとする。
Further, in each embodiment, the surface with the radius of curvature ri with a plus sign indicates a diffractive optical surface, which is defined by the following expression representing the surface shape of the diffractive optical surface.

【0073】[0073]

【数22】 (Equation 22)

【0074】ただし、 φ(H):位相関数、 H:光軸に対して垂直な方向の高さ、 Ri:i次の位相係数、 λ0:設計波長、 である。Here, φ (H): phase function, H: height in a direction perpendicular to the optical axis, Ri: i-th phase coefficient, λ 0 : design wavelength.

【0075】また、各実施例中、屈折率Niの欄のGRINi
(i=1,2,3,...) は物体側から数えてi番目の屈折率分布
媒質であることを示し、その屈折率分布を以下の式で定
義するものとする。
In each example, GRINi in the column of refractive index Ni was used.
(i = 1, 2, 3,...) indicates the i-th refractive index distribution medium counted from the object side, and the refractive index distribution is defined by the following equation.

【0076】[0076]

【数23】 (Equation 23)

【0077】ただし、 H:光軸に対して垂直な方向の高さ、 N0:光軸上での屈折率、 N1:2次の屈折率分布係数、 N2:4次の屈折率分布係数、 N3:6次の屈折率分布係数、 N4:8次の屈折率分布係数、 である。Where H: height in the direction perpendicular to the optical axis, N 0 : refractive index on the optical axis, N 1 : second-order refractive index distribution coefficient, N 2 : fourth-order refractive index distribution Coefficient, N 3 : sixth-order refractive index distribution coefficient, N 4 : eighth-order refractive index distribution coefficient.

【0078】 《実施例1》 f = 2.85mm 2ω= 63.6° Fno= 4.6 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] r1*+= 3.357 d1= 4.722 N1= GRIN1 r2*+= -3.355 [第1面(r1)の非球面データ] ε= 1.00000000 A4= 6.9474377E-3 A6= -1.0689611E-2 A8= 3.7720502E-3 A10= -4.5626730E-4 [第2面(r2)の非球面データ] ε= 1.00000000 A4= 1.5701121E-1 A6= -9.2570377E-2 A8= 3.3071132E-2 A10= -3.9399826E-3 [第1面(r1)の回折光学面データ] R2= -5.1506442E-3 R4= 1.3873687E-2 R6= -1.1896594E-2 R8= 3.9458672E-3 R10= -4.7100394E-4 [第2面(r2)の回折光学面データ] R2= -2.0000000E-2 R4= 7.0384875E-2 R6= 5.7223145E-2 R8= -2.1253179E-2 R10= 2.8538053E-3 [第1レンズの材料(GRIN1)の屈折率分布データ] 656.28 nm 587.56 nm 486.13 nm N0 1.62037 1.62588 1.63826 N1 -1.4950000E-2 -1.5100000E-2 -1.5450000E-2 N2 -1.0250000E-3 -1.0300000E-3 -1.0380000E-3 N3 1.0000000E-4 1.0000000E-4 1.0000000E-4 《実施例2》 f = 2.85mm 2ω= 63.1° Fno= 4.6 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] r1*+= 7.623 d1= 4.779 N1= GRIN1 r2*+= -3.190 [第1面(r1)の非球面データ] ε= 1.00000000 A4= -4.5606083E-2 [第2面(r2)の非球面データ] ε= 1.00000000 A4= 2.6865812E-2 A6= -4.6393386E-3 A8= 2.2000634E-3 A10= -3.2802513E-4 [第1面(r1)の回折光学面データ] R2= -3.0408089E-3 R4= -7.5413006E-3 [第2面(r2)の回折光学面データ] R2= -2.7148712E-2 [第1レンズの材料(GRIN1)の屈折率分布データ] 656.28 nm 587.56 nm 486.13 nm N0 1.79610 1.80518 1.82776 N1 -5.1250000E-3 -5.1410000E-3 -5.1190000E-3 N2 -4.6060000E-3 -4.5830000E-3 -4.9250000E-3 《実施例3》 f = 6.85mm 2ω= 61.8° Fno= 4.6 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] r1*+= -10.066 d1= 1.809 N1= GRIN1 r2*+= ∞ [第1面(r1)の非球面データ] ε= 1.00000000 A4= -5.4928018E-2 A6= 1.4618570E-2 A8= -3.9403615E-3 A10= 1.3392053E-3 [第2面(r2)の非球面データ] ε= 1.00000000 A4= 3.8613212E-2 A6= 3.1206838E-3 A8= -1.5660651E-2 A10= -7.9921554E-3 [第1面(r1)の回折光学面データ] R2= -1.4445769E-2 R4= 1.7695005E-4 R6= 1.1360398E-2 R8= -5.2197156E-3 R10= 1.0712798E-3 [第2面(r2)の回折光学面データ] R2= -2.1316366E-2 R4= 1.2569456E-2 R6= -1.5979725E-2 R8= 3.8254788E-2 R10= -2.0153958E-2 [第1レンズの材料(GRIN1)の屈折率分布データ] 656.28 nm 587.56 nm 486.13 nm N0 1.79610 1.80518 1.82776 N1 -4.0576079E-2 -4.3036818E-2 -4.6846937E-2 N2 -4.4355588E-2 -4.3880110E-2 -4.4093250E-3 N3 6.9471899E-3 7.7673720E-3 9.7926245E-3 N4 2.3588243E-3 2.1034788E-3 1.4122665E-3 《実施例4》 f = 6.85mm 2ω= 61.8° Fno= 4.6 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1*+= -7.544 d1= 0.020 N1= 1.51790 νd= 52.31 r2= ∞ d2= 1.607 N2= GRIN1 r3= ∞ d3= 0.020 N3= 1.51790 νd= 52.31 r4*+= -16.203 [第1面(r1)の非球面データ] ε= 1.00000000 A4= -6.9412435E-2 A6= 1.5595209E-2 A8= 1.4786093E-2 A10= -8.2157866E-3 [第4面(r4)の非球面データ] ε= 1.00000000 A4= 4.0617279E-2 A6= 8.6644536E-2 A8= -2.6226215E-1 A10= 1.9590839E-1 [第1面(r1)の回折光学面データ] R2= -2.6311502E-2 R4= 2.7356807E-3 R6= 1.9420204E-3 R8= 6.2930221E-3 R10= -3.9729071E-3 [第4面(r4)の回折光学面データ] R2= -3.0268264E-2 R4= 1.6587542E-2 R6= -5.6594929E-2 R8= 1.5150737E-1 R10= -1.1785461E-1 [第1レンズの材料(GRIN1)の屈折率分布データ] 656.28 nm 587.56 nm 486.13 nm N0 1.62073 1.62588 1.63826 N1 -1.8237026E-2 -2.2284726E-2 -2.8269699E-2 N2 -4.5618161E-2 -4.4852102E-2 -4.4504727E-2 N3 6.9471899E-3 7.7673720E-3 9.7926245E-3 N4 2.3588243E-3 2.1034788E-3 1.4122665E-3 図5乃至8は、実施例1乃至4に対応する収差図であ
る。各収差図は、左側から順に、球面収差図、非点収差
図、歪曲収差図を表している。
<< Example 1 >> f = 2.85 mm 2ω = 63.6 ° Fno = 4.6 [Radius of curvature] [Space between upper surfaces of the shaft] [Refractive index] r1 * + = 3.357 d1 = 4.722 N1 = GRIN1 r2 * + = -3.355 [ Aspheric surface data of the first surface (r1)] ε = 1.00000000 A4 = 6.9474377E-3 A6 = -1.0689611E-2 A8 = 3.7720502E-3 A10 = -4.5626730E-4 [Aspheric surface of the second surface (r2)] Data] ε = 1.00000000 A4 = 1.5701121E-1 A6 = -9.2570377E-2 A8 = 3.3071132E-2 A10 = -3.9399826E-3 [Diffractive optical surface data of the first surface (r1)] R2 = -5.1506442E- 3 R4 = 1.3873687E-2 R6 = -1.1896594E-2 R8 = 3.9458672E-3 R10 = -4.7100394E-4 [Diffractive optical surface data of the second surface (r2)] R2 = -2.0000000E-2 R4 = 7.0384875 E-2 R6 = 5.7223145E-2 R8 = -2.1253179E-2 R10 = 2.8538053E-3 [Refractive index distribution data of the first lens material (GRIN1)] 656.28 nm 587.56 nm 486.13 nm N0 1.62037 1.62588 1.63826 N1 -1.4950000 E-2 -1.5100000E-2 -1.5450000E-2 N2 -1.0250000E-3 -1.0300000E-3 -1.0380000E-3 N3 1.0000000E-4 1.0000000E-4 1.0000000E-4 << Example 2 >> f = 2.85 mm 2ω = 63.1 ° Fno = 4.6 [Radius of curvature] [Shaft upper surface interval] [Refraction Rate] r1 * + = 7.623 d1 = 4.779 N1 = GRIN1 r2 * + = -3.190 [Aspherical surface data of the first surface (r1)] ε = 1.00000000 A4 = -4.5606083E-2 [Non-surface of the second surface (r2) Spherical data] ε = 1.00000000 A4 = 2.6865812E-2 A6 = -4.6393386E-3 A8 = 2.2000634E-3 A10 = -3.2802513E-4 [Diffractive optical surface data of the first surface (r1)] R2 = -3.0408089E -3 R4 = -7.5413006E-3 [Diffractive optical surface data of the second surface (r2)] R2 = -2.7148712E-2 [Refractive index distribution data of the first lens material (GRIN1)] 656.28 nm 587.56 nm 486.13 nm N0 1.79610 1.80518 1.82776 N1 -5.1250000E-3 -5.1410000E-3 -5.1190000E-3 N2 -4.6060000E-3 -4.5830000E-3 -4.9250000E-3 << Example 3 >> f = 6.85mm 2ω = 61.8 ° Fno = 4.6 [Curvature radius] [Shaft upper surface interval] [Refractive index] r1 * + = -10.066 d1 = 1.809 N1 = GRIN1 r2 * + = ∞ [Aspherical surface data of first surface (r1)] ε = 1.00000000 A4 =- 5.4928018E-2 A6 = 1.4618570E-2 A8 = -3.9403615E-3 A10 = 1.3392053E-3 [Aspherical surface data of the second surface (r2)] ε = 1.00000000 A4 = 3.8613212E-2 A6 = 3.1206838E-3 A8 = -1.5660651E-2 A10 = -7.9921554E-3 [Diffractive optical surface data of first surface (r1) ] R2 = -1.4445769E-2 R4 = 1.7695005E-4 R6 = 1.1360398E-2 R8 = -5.2197156E-3 R10 = 1.0712798E-3 [Diffractive optical surface data of the second surface (r2)] R2 = -2.1316366 E-2 R4 = 1.2569456E-2 R6 = -1.5979725E-2 R8 = 3.8254788E-2 R10 = -2.0153958E-2 [Refractive index distribution data of the first lens material (GRIN1)] 656.28 nm 587.56 nm 486.13 nm N0 1.79610 1.80518 1.82776 N1 -4.0576079E-2 -4.3036818E-2 -4.6846937E-2 N2 -4.4355588E-2 -4.3880110E-2 -4.4093250E-3 N3 6.9471899E-3 7.7673720E-3 9.7926245E-3 N4 2.3588243E-3 2.1034788E-3 1.4122665E-3 << Example 4 >> f = 6.85mm 2ω = 61.8 ° Fno = 4.6 [Radius of curvature] [Shaft upper surface interval] [Refractive index] [Abbe number] r1 * + =- 7.544 d1 = 0.020 N1 = 1.51790 νd = 52.31 r2 = ∞ d2 = 1.607 N2 = GRIN1 r3 = ∞ d3 = 0.020 N3 = 1.51790 νd = 52.31 r4 * + = -16.203 [Aspherical data of the first surface (r1)] ε = 1.00000000 A4 = -6.9412435E-2 A6 = 1.5595209E-2 A8 = 1.4786093E-2 A10 = -8.2157866E-3 [Aspherical surface data of the fourth surface (r4)] ε = 1.00000000 A4 = 4.0617279E-2 A6 = 8.6644536E-2 A8 = -2.6226215E-1 A10 = 1.9590839E-1 [1st Diffractive optical surface data of (r1)] R2 = -2.6311502E-2 R4 = 2.7356807E-3 R6 = 1.9420204E-3 R8 = 6.2930221E-3 R10 = -3.9729071E-3 [Diffraction of fourth surface (r4) Optical surface data] R2 = -3.0268264E-2 R4 = 1.6587542E-2 R6 = -5.6594929E-2 R8 = 1.5150737E-1 R10 = -1.1785461E-1 [Refractive index distribution of the first lens material (GRIN1) Data] 656.28 nm 587.56 nm 486.13 nm N0 1.62073 1.62588 1.63826 N1 -1.8237026E-2 -2.2284726E-2 -2.8269699E-2 N2 -4.5618161E-2 -4.4852102E-2 -4.4504727E-2 N3 6.9471899E-3 7.7673720 E-3 9.7926245E-3 N4 2.3588243E-3 2.1034788E-3 1.4122665E-3 FIGS. 5 to 8 are aberration diagrams corresponding to the first to fourth embodiments. Each aberration diagram represents a spherical aberration diagram, an astigmatism diagram, and a distortion aberration diagram in order from the left.

【0079】各球面収差図おいて、実線はd線、点線はC
線、一点鎖線はF線のそれぞれに対する球面収差量を表
す。また、各非点収差図において、実線xはサジタル
面、実線yはメリディオナル面をそれぞれ表す。また、
球面収差図の縦軸は入射瞳径を正規化した光線の入射高
を表し、非点収差図及び歪曲収差図の縦軸は、像高を表
す。
In each of the spherical aberration diagrams, the solid line is the d line, and the dotted line is the C line.
The line and alternate long and short dash line indicate the amount of spherical aberration for each of the F lines. In each astigmatism diagram, a solid line x represents a sagittal surface, and a solid line y represents a meridional surface. Also,
The vertical axis of the spherical aberration diagram represents the incident height of the light beam with the entrance pupil diameter normalized, and the vertical axis of the astigmatism diagram and the distortion diagram represents the image height.

【0080】また、以下の表に、各実施例の条件式の値
を示す。
The following table shows the values of the conditional expressions in each embodiment.

【0081】[0081]

【表1】 [Table 1]

【0082】[0082]

【表2】 [Table 2]

【0083】[0083]

【表3】 [Table 3]

【0084】[0084]

【表4】 [Table 4]

【0085】[0085]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
性能なレンズを少ない構成枚数で提供することができ
る。また屈折率分布型レンズの分散分布の方向も、製造
容易な方向であるレンズを提供することができる。
As described above, according to the present invention, a high-performance lens can be provided with a small number of components. In addition, it is possible to provide a lens in which the direction of dispersion distribution of the refractive index distribution type lens is also a direction that is easy to manufacture.

【0086】従って、本発明に係るレンズを、光学系の
構成要素として適用した場合、光学系の大幅な枚数削減
に寄与する。
Therefore, when the lens according to the present invention is applied as a component of an optical system, it contributes to a significant reduction in the number of optical systems.

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

【図1】第1実施形態の光学系の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to a first embodiment.

【図2】第2実施形態の光学系の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of an optical system according to a second embodiment.

【図3】第3実施形態の光学系の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of an optical system according to a third embodiment.

【図4】第4実施形態の光学系の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of an optical system according to a fourth embodiment.

【図5】第1実施形態の光学系の収差図。FIG. 5 is an aberration diagram of the optical system according to the first embodiment.

【図6】第2実施形態の光学系の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of the optical system according to the second embodiment.

【図7】第3実施形態の光学系の収差図。FIG. 7 is an aberration diagram of an optical system according to a third embodiment.

【図8】第4実施形態の光学系の収差図。FIG. 8 is an aberration diagram of an optical system according to a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

L1:第1レンズ L1: First lens

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 媒質が以下の式[a]で表される屈折率
分布を有し、両方の面が、以下の式[b]で表される回
折光学面であることを特徴とするレンズ; 【数1】 ただし、 H:光軸に対して垂直な方向の高さ、 N0:光軸上での屈折率、 N1:2次の屈折率分布係数、 N2:4次の屈折率分布係数、 N3:6次の屈折率分布係数、 N4:8次の屈折率分布係数、 である。 【数2】 ただし、 φ(H):位相関数、 H:光軸に対して垂直な方向の高さ、 Ri:i次の位相係数、 λ0:設計波長、 である。
1. A lens characterized in that a medium has a refractive index distribution represented by the following formula [a], and both surfaces are diffractive optical surfaces represented by the following formula [b]. ; Here, H: height in the direction perpendicular to the optical axis, N 0 : refractive index on the optical axis, N 1 : second-order refractive index distribution coefficient, N 2 : fourth-order refractive index distribution coefficient, N 3 : 6th-order refractive index distribution coefficient, N 4 : 8th-order refractive index distribution coefficient (Equation 2) Here, φ (H): phase function, H: height in a direction perpendicular to the optical axis, Ri: i-th phase coefficient, λ 0 : design wavelength.
【請求項2】 以下の条件を満たすことを特徴とする請
求項1記載のレンズ; 【数3】 ただし、 N1:2次の屈折率分布係数、 νd(H):光軸からの高さHにおけるアッベ数、 νd(0):光軸上におけるアッベ数、 であって、上記νd(H)及びνd(0)は以下の式で表されて
おり、 【数4】 Nd(H):光軸からの高さHでのd線に対する屈折率、 NF(H):光軸からの高さHでのF線に対する屈折率、 NC(H):光軸からの高さHでのC線に対する屈折率、 である。
2. The lens according to claim 1, wherein the following condition is satisfied; However, N 1 : second order refractive index distribution coefficient, νd (H): Abbe number at a height H from the optical axis, νd (0): Abbe number on the optical axis, wherein νd (H) and νd (0) is represented by the following equation: N d (H): Refractive index for d-line at height H from optical axis, N F (H): Refractive index for F-line at height H from optical axis, N C (H): Optical axis Is the refractive index for the C-line at a height H from
【請求項3】 以下の条件を満たすことを特徴とする請
求項1記載のレンズ; 【数5】 ただし、 φd=−2mR2 R2:2次の位相係数、 m:回折次数、 であり、 φ=φr+φd φ:レンズ全体の合成パワー φr:レンズ全体の屈折作用による合成パワー(レンズ
を均質レンズと仮定した場合の面の屈折作用によるパワ
ーと、媒質の屈折率分布に基く屈折作用によるパワーの
和)、 φd:回折作用によるパワー、 である。
3. The lens according to claim 1, wherein the following condition is satisfied; Where φd = −2 mR 2 R 2 : second-order phase coefficient, m: diffraction order, φ = φr + φd φ: combined power of the entire lens φr: combined power by refraction of the entire lens (Sum of the power due to the refraction of the surface and the power due to the refraction based on the refractive index distribution of the medium), φd: the power due to the diffraction.
【請求項4】 以下の条件を満たすことを特徴とする、
請求項1記載のレンズ; 【数6】 ただし、 φ1d:第1面の回折作用によるパワー、 φ2d:第2面の回折作用によるパワー、 φd=−2mR2 R2:2次の位相係数、 m:回折次数、 である。
4. It satisfies the following conditions:
The lens according to claim 1; Here, φ1d: power due to the diffraction effect of the first surface, φ2d: power due to the diffraction effect of the second surface, φd = −2 mR 2 R 2 : second-order phase coefficient, m: diffraction order.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008519289A (en) * 2004-09-14 2008-06-05 シーディーエム オプティックス, インコーポレイテッド Low-height imaging system and related methods

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