JPH10333034A - 光学系 - Google Patents

光学系

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JPH10333034A
JPH10333034A JP9159328A JP15932897A JPH10333034A JP H10333034 A JPH10333034 A JP H10333034A JP 9159328 A JP9159328 A JP 9159328A JP 15932897 A JP15932897 A JP 15932897A JP H10333034 A JPH10333034 A JP H10333034A
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JP
Japan
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lens
optical system
group
refractive index
index distribution
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JP9159328A
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Toshiyuki Nagaoka
利之 永岡
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ枚数が少なく小型で低コストの光学
系を提供する。 【解決手段】 負の第1レンズ群と正の第2レンズ群
と負の第3レンズ群と正の第4レンズ群とにて構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種光学システム
において用いられる光学系に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ズーム光学系は、基準状態にお
ける収差補正に加えて変倍中の収差変動を小さくするた
め各レンズ群で発生する収差は各レンズ群単独で補正さ
れていることが望ましい。そのために各レンズ群は、通
常複数枚のレンズで構成される。
【0003】近年、各種光学システムに用いられるズー
ム光学系は、小型化および低コスト化が強く求められて
いる。ズーム光学系の小型化を達成するために、近軸的
には変倍作用を有するレンズ群の屈折力を強くして変倍
時におけるこのレンズ群の移動量を小さくすればよい。
しかし、レンズ群の屈折力を強くすると収差発生量が大
になり、収差を補正して収差発生量を少なくするために
は、レンズの枚数を増やさなければならない。このよう
にレンズ枚数を多くすると、光学系の小型化および低コ
スト化を達成し得なくなる。このような悪循環のため
に、ズーム光学系を均質レンズ系にて構成する場合、小
型化、低コスト化には限界がある。
【0004】そのため、ズーム光学系を一層小型にする
ために、媒質中に光軸から半径方向に向かって屈折率分
布を有するラジアル型屈折率分布レンズを用いることが
知られている。
【0005】このラジアル型屈折率分布レンズは、媒質
に屈折率分布を持つため、均質レンズと比較して収差補
正の自由度が大である。特に媒質にも屈折率を持つこと
により、ペッツバール和と色収差の補正に優れた特徴を
有している。
【0006】光学系中にラジアル型屈折率分布レンズを
用いた従来例として、例えば、特開昭61−23151
7号公報の実施例5,6のレンズ系、特開昭61−24
8015号公報の実施例2のレンズ系、特開平2−79
013号公報の実施例3のレンズ系等が知られている。
しかし、これらズーム光学系は、いずれもズーム比が3
程度のズーム光学系で、ラジアル型屈折率分布レンズを
用いたにも拘らずレンズ枚数が9枚〜13枚で、レンズ
枚数の多い光学系である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、レンズ枚数
が少ない小型で安価なズーム光学系を提供するものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の光学系は、物体
側から順に、負の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力
の第2レンズ群と、負の屈折力の第3レンズ群と正の屈
折力の第4レンズ群とよりなり、第2レンズ群中にレン
ズ媒質に屈折率分布を少なくとも1枚用いたことを特徴
とする。又本発明の光学系は、第2レンズ群を光軸に沿
って移動させることにより変倍を行なう光学系である。
【0009】ラジアル型屈折率分布レンズは、レンズ媒
質に屈折力を持つため、均質レンズに比べ収差補正の自
由度が大である。又、ズーム光学系は、一般に各レンズ
群単独で諸収差を補正するために、一般に各レンズ群を
夫々複数のレンズにて構成する。このようなズーム光学
系において低コスト化を達成するために各レンズ群のレ
ンズ枚数を削減すると、各レンズ群にて発生する収差量
が大になり、良好な結像性能を得ることが困難になる。
そこでズーム光学系にラジアル型屈折率分布レンズを用
いることにより、均質レンズに比べて少ないレンズ枚数
にてレンズ系を構成することが可能であり小型で低コス
トのズーム光学系を実現し得る。
【0010】又、小型で低コストのズーム光学系を実現
するためには、変倍に寄与するレンズ群に少なくとも1
枚のラジアル型屈折率分布レンズを設けることが望まし
い。
【0011】ズーム光学系の小型化を達成するために、
変倍に寄与するレンズ群の屈折力を強くした場合、特
に、発生量が屈折力に大きく依存する色収差とペッツバ
ール和の補正が困難になる。これらの収差は、非球面を
用いても補正することが出来ず、均質レンズ系の場合、
レンズの枚数を増やすことにより補正しなければならな
い。これらの色収差、ペッツバール和を補正するために
は、これら収差の補正に優れているラジアル型屈折率分
布レンズを少なくとも1枚レンズ群中に含むようにする
ことが望ましい。特にズーム光学系の変倍に寄与するレ
ンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いれば、レン
ズ系の小型化を達成するためにこのレンズ群の屈折力を
強くしてもレンズ枚数を増やすことなしにペッツバール
和と色収差を良好に補正し得る。例えば、負正負正の4
群ズーム光学系において、主として変倍作用を行なう第
2レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いること
が望ましい。
【0012】以上の理由から、本発明の光学系は前述の
ような構成にした。
【0013】又、本発明の他の光学系は、物体側より順
に、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持
つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とに
て構成され、主として第2レンズ群を光軸に沿って移動
させることにより変倍作用を行なうズーム光学系で、少
なくとも1枚のラジアル型屈折率分布レンズを用いたこ
とを特徴とする。
【0014】この本発明のズーム光学系も小型で低コス
トのレンズ系になし得たものである。
【0015】この負正正の3群ズーム光学系である本発
明の光学系も、主として変倍に寄与する第2レンズ群に
少なくとも1枚のラジアル型屈折率分布レンズを用いる
ことが望ましい。
【0016】通常、均質レンズの場合、屈折力と硝種が
決まればペッツバール和と色収差の発生量が決まる。し
かし、ラジアル型屈折率分布レンズは、前述のように各
パラメーターをコントロールすることによってこれら収
差の発生量を所望の値にすることが可能である。
【0017】ズーム光学系にラジアル型屈折率分布レン
ズを用い、各パラメーターをコントロールすることによ
り収差の発生量を所望の値にすることが出来る。
【0018】ラジアル型屈折率分布レンズ媒質の屈折率
分布を二乗式にて近似すると次の式(a)にて表わされ
る。
【0019】また、1次の軸上色収差つまりd線、C
線、F線の色収差PACおよびペッツバール和PTZは
式(b),(c)で表わされる。 PAC=K(φS /V0d+φm /V1d) (b) PTZ=φS /N0d+φm /N0d 2 (c)
【0020】ここで、Kは軸上光線の光線高および最終
面の光線角度に依存する定数、V0dはラジアル型屈折率
分布レンズの光軸上のd線におけるアッベ数、Vidは2
i次の屈折率分布係数N2iに対応する分散を表わす値、
φS はラジアル型屈折率分布レンズのd線における薄肉
の面の屈折力、φm はラジアル型屈折率分布レンズの媒
質の屈折力で、V0d,Vid,φm は夫々下記式(d),
(e),(f)にて与えられる。 V0d=(N0d−1)/(N0F−N0C) (d) Vid=Nid/(NiF−NiC) (i=1,2,3・・・) (e) φm ≒−2NidG (f) 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。
【0021】式(b),式(c)から明らかなように、
夫々の式において媒質の屈折力が寄与する第2項の値を
適切な値に設定することにより、所望の色収差とペッツ
バール和をラジアル型屈折率分布レンズ単体で得ること
ができる。例えば、媒質の屈折力が極端に小さければ、
式(b),(c)の第2項はほぼ0になり、前記の色収
差とペッツバール和の補正効果を有することは難しい。
【0022】前記構成の本発明の光学系において、ラジ
アル型屈折率分布レンズが下記条件(1)を満足するこ
とが望ましい。 (1) 0.01<|N1d・tG |<1
【0023】この条件(1)を満足すれば、色収差およ
びペッツバール和を良好に補正することが可能になる。
もし条件(1)の下限値の0.01を超えると媒質の屈
折力が弱くなり、色収差およびペッツバール和を良好に
補正することが困難になる。また上限値の1を超えると
色収差およびペッツバール和が補正過剰になる。
【0024】又、色収差およびペッツバール和をより良
好に補正するためには、条件(1)の代りに下記条件
(1−1)を満足することが望ましい。 (1−1) 0.02<|N1d・tG |<0.2
【0025】また、式(f)からラジアル型屈折率分布
レンズの媒質の屈折力を大きくするためには、2次の分
散係数N1dを大きくするかつまり光軸上と周辺との屈折
率分布差Δnを大きくするか、あるいは、レンズ厚を大
にすればよい。しかし、ラジアル型屈折率分布レンズ素
材を実際に作製するにあたって、Δnを大きくするには
ある程度の限界がある。また、例えばイオン交換法やゾ
ルゲル法によって屈折率分布素材を形成する場合、Δn
を大きくするためには屈折率分布付与のための時間が長
くなり、素材のコスト高等の問題が生ずる。そのため
に、ラジアル型屈折率分布レンズのΔnを極端に大きく
することは出来ない。
【0026】本発明の光学系において、ラジアル型屈折
率分布レンズにより色収差やペッツバール和を効果的に
補正するためには、レンズ厚tG が下記条件(2)を満
足することが望ましい。 ただし、fW ,fT は夫々ワイド端およびテレ端での全
系の焦点距離である。
【0027】条件(2)を満足すれば、Δnを極端に大
きくしなくとも色収差やペッツバール和を補正するのに
十分な屈折力を媒質に与えることができる。もし条件
(2)の下限の0.05を超えると色収差やペッツバー
ル和が補正不足になる。又上限の2を超えるとこれら収
差が補正過剰になり好ましくない。
【0028】また、条件(2)の代りに下記条件(2−
1)を満足すればより好ましい。 また、下記条件(2−2)を満足すれば一層望ましい。
【0029】本発明の他の第3の構成は、複数のレンズ
群よりなる光学系で、光学系中の少なくとも1枚のレン
ズが媒質に屈折率分布を有する屈折率分布レンズであ
り、屈折率分布レンズを1枚有するレンズ群が主として
変倍のために光軸上を移動しこの移動するレンズ群と共
に明るさ絞りが光軸上を移動することを特徴とする。ズ
ーム光学系において変倍の際に移動するレンズ群に屈折
率分布レンズを用いる場合、この可動の屈折率分布レン
ズと明るさ絞りとを一体に光軸上を移動させるようにす
ることが望ましい。このような構成にすれば、屈折率分
布レンズに入射する軸外光線の光線高は、ズーム状態に
関係なくほぼ一定になり、全状態において収差を良好に
補正することが可能になる。
【0030】もし、屈折率分布レンズと明るさ絞りとが
一体に光軸上を移動しないと、特にコマ収差等の軸外収
差を広角端から望遠端までのすべての状態において良好
に補正することは困難になる。
【0031】又、屈折率分布レンズと明るさ絞りとを光
軸上を一体に移動させるようにすれば、収差補正上のメ
リットに加えて、低コスト化の点でもメリットを有す
る。それは、明るさ絞りの近傍の軸外光線高は、比較的
低く屈折率分布レンズのレンズ径を小さくできる。屈折
率分布レンズのレンズ径が小さければ、屈折率分布レン
ズ素子の作製費用が安くなり、低コストな光学系を達成
することが可能になる。又、屈折率分布レンズが可動で
ない場合も、明るさ絞りの近傍に屈折率分布レンズを配
置すれば光学系の低コスト化にとって有効である。
【0032】このように、明るさ絞りの近傍に屈折率分
布レンズを配置する場合、ラジアル型屈折率分布レンズ
に限らずアキシャル型屈折率分布レンズや非球面レンズ
でもよい。また、屈折率分布レンズと絞りとは同じ鏡枠
部材に組込んで光軸上を移動させることが可能である。
又屈折率分布レンズと絞りとを別の鏡枠部材に組込んで
夫々光軸上を移動させてもよい。
【0033】また、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質
の屈折力の符号(正、負の符号)は、ラジアル型屈折率
分布レンズを用いるレンズ群の屈折力の符号と同じ符号
であることが望ましい。このようにすれば、特にペッツ
バール和の補正にとって有利である。
【0034】ラジアル型屈折率分布レンズは、式(c)
より明らかなように、式の第2項の分母に二乗が掛かっ
ている。そのため、同じ屈折力を有する均質レンズと比
べて発生するペッツバール和を小さくできる。そのた
め、レンズ群の屈折力と同じ符号を持つ屈折力を媒質に
持たせることが望ましい。特に、主として変倍に寄与す
るレンズ群に屈折率分布レンズを用いる場合、光学系を
小型化し得るので望ましい。例えば、前記構成の光学系
である、物体側より順に、負の屈折力の第1レンズ群
と、正の屈折力の第2レンズ群と、それ以降のレンズ群
とにて構成される光学系で、第2レンズ群が主として変
倍作用を持つ光学系において、第2レンズ群にラジアル
型屈折率分布レンズを用いる場合、媒質の屈折力は正の
屈折力を持つことが望ましい。
【0035】また、負正負正の4群ズーム光学系あるい
は負正正の3群ズーム光学系において第2レンズ群が主
として変倍作用を持つ場合第2レンズ群以外のレンズ群
を可動群として変倍時における像面位置の補正を行なう
ようにすることが好ましい。
【0036】又、変倍作用を持つレンズ群が二つ以上あ
る光学系の場合は、変倍作用を持つレンズ群のうちのい
ずれかのレンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用い
れば小型化および低コスト化を達成できる。例えば、正
の屈折力の第1レンズ群と負の屈折力の第2レンズ群
と、正の屈折力の第3レンズ群とそれ以降のレンズ群に
て構成され、第2レンズ群と第3レンズ群とが変倍作用
を有するレンズ群である変倍光学系の場合、第2レンズ
群と第3レンズ群のいずれかのレンズ群かあるいは第2
レンズ群と第3レンズ群の両方のレンズ群にラジアル型
屈折率分布レンズを用いれば、光学系の小型化、低コス
ト化を達成し得る。
【0037】又、本発明の各構成のズーム光学系におい
て、これら光学系に用いるラジアル型屈折率分布レンズ
は、少なくとも1面が平面であることが、平面研磨が球
面研磨よりも安価であるので望ましい。又ラジアル型屈
折率分布レンズが両面平面形状であれば低コストを達成
する上で一層好ましい。
【0038】また、CCD等の撮像素子を用いる光学系
は、画像周辺部での光量の不足を防止するために像面へ
の軸外光線の入射角を小さくすることが望ましい。この
ように像面への軸外光線の入射角を小にするためには、
光学系の最も像側のレンズは正レンズ又は正の接合レン
ズにすることが好ましい。
【0039】また、光学系を少ないレンズ枚数で小型で
低コストにするためには、複数のレンズ群にて構成され
たレンズ系の最も像側のレンズを正レンズにし、この正
レンズの物体側にラジアル型屈折率分布レンズを配置し
た構成にすることが望ましい。このような構成の光学系
は、ラジアル型屈折率分布レンズを含むレンズ群が光軸
上を移動するとき、ラジアル型屈折率分布レンズからの
光束を最も像側の正レンズにより像面に収束させること
が可能になり少ないレンズ枚数でズーム光学系を構成で
きる。
【0040】また、ある程度のバックフォーカスを必要
とする光学系において、小型化と低コスト化を達成する
ためには、複数のレンズ群にて構成されたレンズ系で、
最も像側のレンズを正レンズとして、この正レンズの物
体側に負レンズを配置し、この負レンズの物体側にラジ
アル型屈折率分布レンズを配置した構成のレンズ群を含
むものにすることが望ましい。このレンズ系の負レンズ
は主としてバックフォーカスを長くする作用を有してい
る。
【0041】また本発明の第3の構成である複数のレン
ズ群にて構成するズーム光学系において最も物体側の第
1レンズ群は、変倍時固定であることが望ましい。この
ように第1レンズ群を固定にすれば、鏡枠構成上外部か
らの衝撃や圧力に対する強度を増大させ得る。もし、こ
の第1レンズ群が可動であると、外部からの衝撃や圧力
によって鏡枠の可動機構が破損するおそれがある。
【0042】また、複数のレンズ群よりなるズーム光学
系は、収差補正上最も像側のレンズ群を変倍の際に固定
にすることが望ましい。この最も像側のレンズ群は、主
として結像作用を有するために、このレンズ群を固定に
すれば変倍の際の収差変動を小さく抑えることが出来
る。
【0043】又、本発明の各構成のズーム光学系におい
て、光学系中に用いるラジアル型屈折率分布レンズによ
り色収差を十分良好に補正するためには、下記の条件
(3)を満足することが望ましい。 (3) 1/V1d<0.15
【0044】もし、条件(3)を満足しないと色収差が
補正不足になる。
【0045】また、条件(3)の変りに下記条件(3−
1)を満足することがより好ましい。 (3−1) −0.1<1/V1d<0.1
【0046】もし、条件(3−1)の上限の0.1を超
えると色収差が補正不足になる。また下限の−0.1を
超えると色収差が補正過剰になる。
【0047】また、条件(3−1)の代りに下記条件
(3−2)を満足すれば一層望ましい。 (3−2) −0.02<1/V1d<0.02
【0048】また、特に高精細な画質を必要とする光学
系として用いる場合は、下記条件(3−3)を満足する
ことが望ましい。 (3−3) −0.01<1/V1d<0.01
【0049】以上述べた本発明の光学系は、銀塩カメ
ラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、内視鏡、撮像装
置、測定器等の光学系として用いられる。
【0050】ラジアル型屈折率分布レンズを例えばイオ
ン交換法やゾルゲル法にて作製する場合、屈折率分布の
高精度な制御は容易ではなく、レンズ外周部の屈折率分
布が設計値から外れることがある。この屈折率分布が設
計値より外れた素材は、外れ量を外径の加工により補正
することにより良品レンズとして使用することが可能で
ある。例えばレンズ素材の外周部を除去するか、樹脂等
の透明部材を付加することにより外れ量を補正すれば比
較的容易に良品を得ることが可能である。また絞りを設
けることにより光束が外周部を通らないようにして遮蔽
することも可能である。
【0051】又、前述のようにラジアル型屈折率分布レ
ンズは、媒質で発生する色収差を所望の値にコントロー
ルすることができるので、これを用いて色収差の少ない
プリズム光学系を達成し得る。
【0052】通常、ガラスにプリズム作用を持たせ光軸
を屈折させる場合、屈折面における波長による屈折率の
違いにより色収差が発生する。そこでラジアル型屈折率
分布レンズを用いてプリズム光学系を構成すれば、媒質
で発生する色収差を所望の値にすることによりプリズム
光学系全体の色収差を良好に補正することが可能であ
る。この場合、プリズム光学系にて用いるラジアル型屈
折率分布レンズは、低コストを達成するため1枚のみで
あることが望ましい。
【0053】また、各種光学システムの小型化に伴い光
学系に用いられるレンズの径も微小化する傾向にある。
しかしレンズの径が小さくなると複数のレンズを精度良
く組立てることが困難になる。特にレンズの直径が10
mm以下のレンズを高い精度で組立てることは容易ではな
い。したがって光学系のレンズ枚数が少ないことが望ま
れ、そのためにも屈折率分布レンズを用いることが好ま
しい。屈折率分布レンズを用いることにより均質レンズ
よりも少ないレンズ枚数にて光学性能の良好な光学系を
得ることが可能であり、したがってレンズの組立ても容
易になる。また、屈折率分布レンズは、レンズが厚くな
る傾向があり、そのためコバ厚も比較的厚くなり、レン
ズの保持や高精度な組立てが容易になる。
【0054】屈折率分布レンズは、レンズの直径が10
mm以下のレンズに用いることが効果的であり、レンズの
直径が5mm以下のレンズに用いれば一層効果的である。
しかし、屈折率分布レンズは、製作性を考えた場合、レ
ンズの直径が0.1mm以上であることが望ましく、直径
が極端に小さくなるとレンズの保持や加工が困難にな
る。そのためより望ましくは、屈折率分布レンズの直径
は0.2mm以上であることが望ましい。
【0055】また、ラジアル型屈折率分布レンズの径が
小さい場合素材作製のためのコストが低くなり、この点
からも望ましい。
【0056】又、近年CCD等の撮像素子の高密度化に
伴って撮像素子の径が小さくなる傾向にある。そのた
め、撮像素子を用いた光学系においても屈折率分布レン
ズを用いることが望ましい。特に、CCD等の撮像素子
のサイズが画面対角長で1/2インチ(像高4mm)以下の
光学系に屈折率分布レンズを用いることが効果的であ
る。また、より望ましくは、CCD等の撮像素子サイズ
が画面対角長で1/3 インチ(像高3mm)以下の光学素子
の光学系に屈折率分布レンズを用いることが効果的であ
る。
【0057】また、本発明の光学系で用いる屈折率分布
素材は、式(a)にて表わされる二乗式にて近似してい
る。しかし、式(a)以外の式にて表わされる屈折率分
布素材の場合も、式(a)にて近似して本発明の光学系
にて適用することは可能である。
【0058】また、本発明は、特許請求の範囲に記載す
るものに限らず、特許請求の範囲に記載する構成を実質
上満足するものであればよい。
【0059】
【発明の実施の形態】次に本発明の光学系の実施の形態
を図示する実施例にもとずき説明する。
【0060】本発明の各実施例は、図1乃至図11に示
す構成で下記データを有する光学系である。 実施例1 f=6.56〜10.78 〜18.91 ,Fナンバー=3.6 〜4.7 〜6.2 2ω=60.4°〜36°〜20° r1 =∞ d1 =0.8000 n1 =1.81600 ν1 =46.62 r2 =5.6195 d2 =0.4788 r3 =6.1295 d3 =0.9983 n2 =1.84666 ν2 =23.78 r4 =11.5281 d4 =D1 (可変) r5 =∞(絞り) d5 =0.5000 r6 =∞ d6 =5.9864 n3 (屈折率分布レンズ) r7 =∞ d7 =D2 (可変) r8 =11.6948 d8 =0.8000 n4 =1.74077 ν4 =27.79 r9 =5.7435 d9 =D3 (可変) r10=15.2627 d10=1.4009 n5 =1.88300 ν5 =40.76 r11=-26.2228 d11=0.1993 r12=∞ d12=1.6000 n6 =1.51633 ν6 =64.14 r13=∞ d13=1.6000 n7 =1.51633 ν7 =64.14 r14=∞ d14=0.4000 r15=∞ d15=0.7500 n8 =1.51633 ν8 =64.14 r16=∞ d16=1.1255 r17=∞(像) f 6.56 10.78 18.91 D1 11.06493 5.95704 0.50000 D2 5.81906 6.47619 11.96499 D3 1.82166 6.33050 6.36121 屈折率分布レンズ 波長 N01 d線 1.65000 -9.2600 ×10-3 C線 1.64512 -9.2557 ×10-3 F線 1.66138 -9.2700 ×10-3
【0061】 実施例2 f=6.68〜10.93 〜19.39 ,Fナンバー=2.4 〜3.1 〜4.2 2ω=60°〜36°〜19.8° r1 =-361.5471 d1 =1.0000 n1 =1.81600 ν1 =46.62 r2 =7.0279 d2 =0.8270 r3 =7.6415 d3 =2.4141 n2 =1.84666 ν2 =23.78 r4 =12.9691 d4 =D1 (可変) r5 =∞(絞り) d5 =0.5000 r6 =∞ d6 =4.7683 n3 (屈折率分布レンズ) r7 =∞ d7 =D2 (可変) r8 =11.9747 d8 =0.9999 n4 =1.84666 ν4 =23.78 r9 =6.5959 d9 =D3 (可変) r10=21.3761 d10=1.8432 n5 =1.88300 ν5 =40.76 r11=-21.3051 d11=1.0000 r12=∞ d12=1.6000 n6 =1.51633 ν6 =64.14 r13=∞ d13=1.6000 n7 =1.51633 ν7 =64.14 r14=∞ d14=1.0000 r15=∞ d15=0.7500 n8 =1.51633 ν8 =64.14 r16=∞ d16=1.1681 r17=∞(像) f 6.68 10.93 19.39 D1 14.87539 8.67516 2.00000 D2 7.18816 8.25510 15.35672 D3 0.95504 6.09207 5.68683 屈折率分布レンズ 波長 N012 d線 1.75000 -9.4769 ×10-3 4.7643×10-6 C線 1.74250 -9.4684 ×10-3 4.7643×10-6 F線 1.76750 -9.4968 ×10-3 4.7643×10-6
【0062】 実施例3 f=6.58〜10.05 〜18.18 ,Fナンバー=3.8 〜4.0 〜4.8 2ω=59.8°〜36.2°〜20° r1 =16.8604 d1 =2.1134 n1 =1.83481 ν1 =42.72 r2 =-391.7314 d2 =D1 (可変) r3 =103.5216 d3 =1.0000 n2 =1.61800 ν2 =63.33 r4 =6.9508 d4 =1.4921 r5 =-7.4105 d5 =1.0000 n3 =1.72916 ν3 =54.68 r6 =-68.1757 d6 =D2 (可変) r7 =∞(絞り) d7 =1.0000 r8 =87.3294 d8 =5.8926 n4 (屈折率分布レンズ) r9 =∞ d9 =4.0561 r10=12.5839 d10=1.0000 n5 =1.84666 ν5 =23.78 r11=8.5354 d11=5.1373 r12=13.2633 d12=1.2214 n6 =1.83481 ν6 =42.72 r13=136.3787 d13=D3 (可変) r14=∞ d14=1.8000 n7 =1.61700 ν7 =62.80 r15=∞ d15=0.2000 r16=∞ d16=0.7500 n8 =1.51633 ν8 =64.14 r17=∞ d17=1.1715 r18=∞(像) f 6.58 10.05 18.18 D1 1.06245 2.85460 3.49323 D2 10.72360 6.43554 0.50000 D3 0.49996 2.33703 8.32438 屈折率分布レンズ 波長 N01 d線 1.65000 -9.2600 ×10-3 C線 1.64512 -9.2557 ×10-3 F線 1.66138 -9.2700 ×10-3
【0063】 実施例4 f=6.12〜10.37 〜17.41 ,Fナンバー=3.1 〜3.3 〜3.4 2ω=64°〜37.8°〜22.8° r1 =21.5966 d1 =2.4811 n1 =1.84666 ν1 =23.78 r2 =83.9279 d2 =D1 (可変) r3 =2148.0415 d3 =0.7999 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =7.7737 d4 =D2 (可変) r5 =∞(絞り) d5 =1.0000 r6 =∞ d6 =7.0573 n3 (屈折率分布レンズ) r7 =∞ d7 =D3 (可変) r8 =25.3819 d8 =0.7999 n4 =1.84666 ν4 =23.78 r9 =6.9348 d9 =D4 (可変) r10=160.7405 d10=2.0020 n5 =1.84666 ν5 =23.78 r11=-9.8318 d11=D5 (可変) r12=∞ d12=1.6000 n6 =1.51633 ν6 =64.14 r13=∞ d13=1.6000 n7 =1.51633 ν7 =64.14 r14=∞ d14=1.5000 r15=∞ d15=0.7500 n8 =1.51633 ν8 =64.14 r16=∞ d16=1.1568 r17=∞(像) f 6.12 10.37 17.41 D1 1.89674 6.02579 9.83419 D2 15.19674 7.32933 1.00000 D3 2.27608 0.14807 0.42202 D4 0.92932 3.69229 5.15328 D5 0.19982 3.32183 4.12121 屈折率分布レンズ 波長 N012 d線 1.65000 -9.2600 ×10-3 1.0785×10-5 C線 1.64512 -9.2557 ×10-3 1.0780×10-5 F線 1.66138 -9.2700 ×10-3 1.0796×10-5 g線 1.67083 -9.2518 ×10-3 1.1185×10-5
【0064】 実施例5 f=4.75〜8.67〜13.94 ,Fナンバー=2.7 〜3.8 〜4.8 2ω=71°〜40.5°〜24.2° r1 =295.4949 d1 =1.6000 n1 =1.84666 ν1 =23.78 r2 =-33.3209 d2 =0.2000 r3 =-61.1954 d3 =0.8000 n2 =1.61800 ν2 =46.62 r4 =5.4615 d4 =2.0212 r5 =6.3586 d5 =1.6000 n3 =1.84666 ν3 =23.78 r6 =7.8635 d6 =D1 (可変) r7 =∞ d7 =6.9390 n4(屈折率分布レンズ) r8 =∞ d8 =D2 (可変) r9 =6.7708 d9 =0.7997 n5 =1.84666 ν5 =23.78 r10=4.5573 d10=D3 (可変) r11=26.7807 d11=1.8000 n6 =1.81600 ν6 =46.62 r12=-11.9170 d12=0.1999 r13=∞ d13=1.6000 n7 =1.51633 ν7 =64.14 r14=∞ d14=1.6000 n8 =1.51633 ν8 =64.14 r15=∞ d15=0.4000 r16=∞ d16=0.7500 n9 =1.51633 ν9 =64.14 r17=∞ d17=1.1419 r18=∞(像) f 4.75 8.67 13.94 D1 11.45422 5.39034 1.00000 D2 3.98909 5.04270 11.13732 D3 2.20490 7.18586 5.47117 屈折率分布レンズ 波長 N012 d線 1.80000 -8.3994 ×10-3 6.9866×10-6 C線 1.79200 -8.3821 ×10-3 6.9866×10-6 F線 1.81867 -8.4397 ×10-3 6.9866×10-6 g線 1.83483 -8.4356 ×10-3 6.9866×10-6 e線 1.80630 -8.4145 ×10-3 6.9866×10-6
【0065】 実施例6 f=4.22〜7.46〜11.59 ,Fナンバー=3.5 〜3.7 〜3.9 2ω=59.2°〜32.6°〜21° r1 =-83.2538 d1 =0.9563 n1 =1.72916 ν1 =54.68 r2 =13.7980 d2 =D1 (可変) r3 =∞(絞り) d3 =1.0000 r4 =8.2784 d4 =6.1835 n2 (屈折率分布レンズ) r5 =3.7725 d5 =3.4709 r6 =9.3241 d6 =1.5000 n3 =1.72916 ν3 =54.68 r7 =-21.8979 d7 =D2 (可変) r8 =∞ d8 =1.8000 n4 =1.61700 ν4 =62.80 r9 =∞ d9 =0.2000 r10=∞ d10=0.7500 n5 =1.51633 ν5 =64.14 r11=∞ d11=1.2424 r12=∞(像) f 4.22 7.46 11.5 D1 23.99294 7.93421 0.50000 D2 1.00000 2.93580 5.39558 屈折率分布レンズ 波長 N01 d線 1.65000 -9.2600 ×10-3 C線 1.64512 -9.2557 ×10-3 F線 1.66138 -9.2700 ×10-3
【0066】 実施例7 f=7.82〜10.73 〜23.55 ,Fナンバー=2.6 〜3.2 〜5.0 2ω=45.8°〜23°〜15° r1 =-87.9283 d1 =1.0110 n1 =1.88300 ν1 =40.76 r2 =8.5547 d2 =0.3932 r3 =8.7336 d3 =3.9684 n2 =1.68893 ν2 =31.08 r4 =94.0338 d4 =D1 (可変) r5 =∞(絞り) d5 =1.0502 r6 =∞ d6 =11.8703 n3 (屈折率分布レンズ) r7 =5.0684 d7 =D2 (可変) r8 =21.3858 d8 =2.4007 n4 =1.60300 ν4 =65.44 r9 =-19.6447 d9 =D3 (可変) r10=∞ d10=2.0200 n5 =1.51633 ν5 =64.14 r11=∞ d11=1.6000 n6 =1.51633 ν6 =64.14 r12=∞ d12=1.6000 r13=∞ d13=0.7500 n7 =1.51633 ν7 =64.14 r14=∞ d14=1.1586 r15=∞(像) f 7.82 10.78 23.55 D1 20.16326 15.52315 2.07349 D2 2.42907 8.51751 21.98237 D3 1.61275 0.19996 0.19997 屈折率分布レンズ 波長 N012 d線 1.58000 -6.0000 ×10-3 2.0040×10-5 C線 1.57652 -5.9775 ×10-3 1.9965×10-5 F線 1.58812 -6.0525 ×10-3 2.0216×10-5
【0067】 実施例8 f=6.55〜11〜19.46 ,Fナンバー=3.6 〜4.8 〜6.4 2ω=60.4°〜35.6°〜14.1° r1 =40.9080 d1 =0.7999 n1 =1.69680 ν1 =55.53 r2 =5.7662 d2 =1.4033 r3 =6.1102 d3 =1.2293 n2 =1.84666 ν2 =23.78 r4 =7.3191 d4 =D1 (可変) r5 =∞(絞り) d5 =0.5000 r6 =10.7147 d6 =1.2317 n3 =1.77250 ν3 =49.60 r7 =-202.6535 d7 =2.7200 r8 =15.4248 d8 =1.6245 n4 =1.88300 ν4 =40.76 r9 =-7.0963 d9 =0.1988 r10=-6.0819 d10=0.8000 n5 =1.84666 ν5 =23.78 r11=59.2972 d11=D2 (可変) r12=15.5725 d12=0.8000 n6 =1.54814 ν6 =45.78 r13=5.7769 d13=D3 (可変) r14=13.2623 d14=1.9556 n7 =1.88300 ν7 =40.76 r15=-40.0039 d15=0.1998 r16=∞ d16=1.6000 n8 =1.51633 ν8 =64.14 r17=∞ d17=1.6000 n9 =1.51633 ν9 =64.14 r18=∞ d18=0.4000 r19=∞ d19=0.7500 n10=1.51633 ν10=64.14 r20=∞ d20=1.1663 r21=∞(像) f 6.55 11 19.46 D1 11.53674 5.96880 0.50000 D2 2.09559 2.70333 7.71887 D3 2.60453 7.57840 8.04678
【0068】 実施例9 f=7.52,Fナンバー=2.9 ,2ω=59° r1 =∞(絞り) d1 =0.5000 r2 =-4.2544 d2 =3.3444 n1 (屈折率分布レンズ) r3 =-8.1332 d3 =3.0948 r4 =10.1395 d4 =3.9600 n2 =1.80610 ν2 =40.92 r5 =-4.6038 d5 =0.7983 n3 =1.84666 ν3 =23.78 r6 =-25.3258 d6 =2.4766 r7 =∞ d7 =1.6000 n4 =1.51633 ν4 =64.14 r8 =∞ d8 =1.6000 n5 =1.51633 ν5 =64.14 r9 =∞ d9 =0.5000 r10=∞ d10=0.7500 n6 =1.48749 ν6 =70.23 r11=∞ d11=1.1912 r12=∞(像) 屈折率分布レンズ 波長 N01 d線 1.65000 -9.2600 ×10-3 C線 1.64487 -9.2558 ×10-3 F線 1.66197 -9.2699 ×10-3
【0069】 実施例10 r1 =∞(絞り) d1 =15.0000 n1 (屈折率分布レンズ) r2 =∞ d2 =0.0925 r3 =∞(像) 屈折率分布レンズ 波長 N01 d線 1.67800 -9.0245 ×10-3 C線 1.67265 -9.0959 ×10-3 F線 1.69049 -8.8577 ×10-3
【0070】 実施例11 f=4.89〜8.63〜20.4,Fナンバー=3.2 〜4.1 〜6.6 2ω=76.6°〜44.4°〜19.2° r1 =17.8104 d1 =2.6456 n1 =1.74100 ν1 =52.64 r2 =6.7693 d2 =2.5884 r3 =330.8548 d3 =0.8000 n2 =1.60300 ν2 =65.44 r4 =8.6751 d4 =0.7126 r5 =8.4625 d5 =1.6000 n3 =1.84666 ν3 =23.78 r6 =16.3699 d6 =D1 (可変) r7 =∞(絞り) d7 =0.5000 r8 =∞ d8 =5.4448 n4 (屈折率分布レンズ) r9 =-40.2775 d9 =D2 (可変) r10=7.1860 d10=2.8854 n5 =1.78472 ν5 =25.68 r11=4.5503 d11=D3 (可変) r12=29.4393 d12=2.0000 n6 =1.69680 ν6 =55.53 r13=-12.3722 d13=0.2000 r14=∞ d14=1.6000 n7 =1.51633 ν7 =64.14 r15=∞ d15=1.6000 n8 =1.51633 ν8 =64.14 r16=∞ d16=0.4000 r17=∞ d17=0.7500 n9 =1.51633 ν9 =64.14 r18=∞ d18=1.1493 r19=∞(像) f 4.89 8.63 20.4 D1 17.65743 8.86991 1.00000 D2 4.75469 6.19762 16.16667 D3 2.00000 5.65005 9.32004 屈折率分布レンズ 波長 N012 d線 1.70000 -6.2418 ×10-3 -1.1880 ×10-5 C線 1.69475 -6.2588 ×10-3 -1.1912 ×10-5 F線 1.71225 -6.2021 ×10-3 -1.1804 ×10-5 g線 1.72241 -6.1441 ×10-3 -1.1589 ×10-5 ただしr1 ,r2 ,・・・ はレンズ各面の曲率半径、d
1 ,d2 ,・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、n
1 ,n2 ,・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ,ν2 ,・・・
は各レンズのアッベ数である。
【0071】実施例1は、図1に示す構成の光学系で、
物体側より順に、負の屈折力の第1群と、正の屈折力の
第2群と、負の屈折力の第3群と、正の屈折力の第4群
とより構成されたズーム光学系である。又第4群以降に
配置されている平行平板はローパスフィルターや赤外カ
ットフィルター等の各種フィルターおよび撮像素子のカ
バーガラスである。
【0072】この実施例において、第1群は、変倍時に
固定であり、軸上光束および軸外光束を第2群へ導く作
用を有し、第2群は変倍時に可動であり、主として変倍
作用を有し、第3群は変倍時に可動であり主として変倍
に伴う像面位置のずれを補正する作用を有し、第4群は
変倍時に固定であって第3群からの光束を結像する作用
を有する。
【0073】以上のように、この実施例1は、負正負正
の4群ズーム光学系で、光学系中にラジアル型屈折率分
布レンズを用いることにより小型で低コストの光学系を
達成し得た。また、ラジアル型屈折率分布レンズを変倍
作用を有する第2群に用いることによりこの第2群の屈
折力を強くして光学系を小型化したにも拘らず諸収差を
良好に補正することが可能になった。またラジアル型屈
折率分布レンズを用いることにより第2群を1枚のレン
ズにて構成することが可能になり、低コストの光学系に
なし得た。
【0074】また、本発明の光学系は、第3群である負
レンズを光軸に沿って移動させて至近距離物点へのフォ
ーカシングを行なうことが出来る。また第1群を光軸に
沿って移動させてもフォーカシングを行なうことができ
る。
【0075】また、第1群は主として倍率の色収差や歪
曲収差等の軸外収差を良好に補正するために、物体側よ
り順に、負レンズと正レンズにて構成している。また、
第1群を変倍の際に固定させることにより外部からの衝
撃や圧力に対する強度を増すような鏡枠構成にすること
が可能である。
【0076】また、最も像側のレンズ群(第4群)を変
倍の際固定として変倍に伴う収差の変動を小さく抑える
ことを可能にした。
【0077】また、この実施例1の光学系は、絞りを第
2群の物体側に配置し、変倍の際に絞りを第2群と一体
に移動させるようにして変倍の際の収差変動が小さくな
るようにした。したがって、第2群であるラジアル型屈
折率分布レンズと絞りとが一体に移動するために、ラジ
アル型屈折率分布レンズの径を小さくすることができ低
コストになし得る。又このラジアル型屈折率分布レンズ
の像側の第3群と第4群を負レンズ(第3群)および正
レンズ(第4群)にて構成した。つまりラジアル型屈折
率分布レンズの像側が物体側より順に負レンズと正レン
ズとにて構成して少ないレンズ枚数にて光学系を構成し
得るようにした。つまり、画角を広げる作用を有する第
1群より像側のレンズ構成を正レンズ、負レンズ、正レ
ンズのトリプレット構成にし、少ないレンズ枚数で諸収
差を効果的に補正し得るようにした。又最も像側のレン
ズを正レンズにしたことにより、軸外光線を光軸とほぼ
平行に像面へ入射させることが出来る。また、屈折率分
布レンズ以外のレンズを全て均質球面レンズにて構成し
て光学系の偏芯による悪影響が少なく(偏芯に強く)ま
た低コストになし得る構成になっている。又ラジアル型
屈折率分布レンズの両面を平面にしこれによっても低コ
スト化を達成した。
【0078】この実施例1の収差状況は、図14、図1
5、図16に示す通りである。
【0079】実施例2は、図2に示す構成で、物体側よ
り順に、変倍時固定の負の屈折力の第1群と、変倍時可
動で正の屈折力の第2群と、変倍時可動で負の屈折力の
第3群と、変倍時固定で正の屈折力の第4群とにて構成
されたズーム光学系であり、第2群にラジアル型屈折率
分布レンズを用いている。つまり実施例2は負正負正の
4群構成の光学系であって、光学系中にラジアル型屈折
率分布レンズを用いて小型で低コストになし得たもので
ある。
【0080】また実施例2の各群の作用は実施例1とほ
ぼ同様であるが、実施例1よりもFナンバーを小にし明
るい光学系にした。そのため特に第2群で発生する球面
収差が大になる傾向を有するが、この群にラジアル型屈
折率分布レンズを用いて球面収差を良好に補正するよう
にした。この正の屈折力の第2群は、負の球面収差 にして媒質で正の球面収差を発生させて球面収差が良好
に補正されるようにした。
【0081】実施例3は、図3に示す通りの構成で、物
体側より順に、正の屈折力の第1群と、負の屈折力の第
2群と、正の屈折力の第3群とより構成されたズーム光
学系である。
【0082】この光学系の各群のうち、第1群は変倍時
固定で第2群へ軸上および軸外光束を導く作用を有し、
第2群および第3群は、変倍時可動で変倍作用を有する
と共に両群の間隔を変化させることにより変倍に伴う像
面位置のずれを補正する作用を有している。
【0083】この実施例3は正負正の3群ズーム光学系
であり、光学系中にラジアル型屈折率分布レンズを用い
て小型化と低コスト化を達成したものである。
【0084】又この実施例3は、正のレンズ群を先行さ
せたズーム光学系であるが、主として変倍作用を有する
第3群にラジアル型屈折率分布レンズを用いてこの群の
屈折力を強くして小型化を達成したにも拘らず、諸収差
が良好に補正されている。また、第1群は正レンズ1枚
にて、第2群は負レンズ2枚にて、第3群は正レンズと
負レンズと正レンズの3枚のレンズにて夫々構成し、第
3群の最も物体側のレンズをラジアル型屈折率分布レン
ズにした。又絞りは第3群の物体側に配置し、第3群と
絞りとを一体に可動させて、ラジアル型屈折率分布レン
ズの径を小さくしてコストを低減させている。又第3群
の負レンズを光軸に沿って移動させて至近距離物点への
フォーカシングを行なうようにしてある。又第3群の最
も物体側の正レンズを可動にしても至近距離物点へのフ
ォーカシングが可能である。また第3群のラジアル型屈
折率分布レンズの像側を物体側より順に負レンズと正レ
ンズとにて構成することにより、少ないレンズ枚数にて
良好な性能を有する光学系にした。また、ラジアル型屈
折率分布レンズ以外のレンズは、すべて均質球面レンズ
にて構成し、偏芯に強くしたがって低コスト化を達成し
得るようにした。又ラジアル型屈折率分布レンズの両面
を平面にして低コストにした。
【0085】実施例4は、図4に示す構成の光学系であ
って、物体側より順に、正の屈折力の第1群と、負の屈
折力の第2群と、正の屈折力の第3群と、負の屈折力の
第4群と、正の屈折力の第5群とにて構成されたズーム
光学系である。
【0086】この光学系において、第1群は、変倍時固
定であり軸上および軸外光束を導く作用を有し、第2群
と第3群とは変倍時可動であって主として変倍作用を有
しており、第4群は主として変倍に伴う像面位置のずれ
を補正する作用を有しており、第5群は、第4群よりの
光束を像面に結像する作用を有している。この実施例
は、正負正負正の5群ズーム光学系中にラジアル型屈折
率分布レンズを用いて小型化と低コスト化を達成したも
のである。
【0087】この実施例4は、正群先行のズーム光学系
であるが、主として変倍作用を有する第3群にラジアル
型屈折率分布レンズを用いてこの群の屈折力を強くして
小型化を達成したもので、このように第3群の屈折力を
強くしたにも拘らず、諸収差が良好に補正されている。
また各群1枚のレンズにて構成した。
【0088】又、絞りは第3群の物体側に配置し、この
絞りを第3群と一体に移動するようにして変倍の際の収
差変動を少なくしている。また、絞りとラジアル型屈折
率分布レンズとが一体に移動するようにしたのでラジア
ル型屈折率分布レンズの径を小さくすることが可能であ
り、低コストになし得た。又、ラジアル型屈折率分布レ
ンズの像側の第4群を負レンズ1枚、第5群を正レンズ
1枚にて構成し、つまりラジアル型屈折率分布レンズの
像側が負レンズと正レンズのみにて構成され、これによ
り小型化を達成するようにした。
【0089】又、実施例4の光学系は、第4群を光軸に
沿って移動させて至近距離物点へのフォーカシングを行
なうようにしている。また第5群の正レンズにより至近
距離物点へのフォーカシングを行なうことも可能であ
る。
【0090】又この実施例はラジアル型屈折率分布レン
ズ以外はすべて均質球面レンズであり、光学系が偏芯に
強くしたがって低コストにし得る。また、ラジアル型屈
折率分布レンズの両面は平面であり、これによっても低
コストになし得たものである。
【0091】実施例5は、図5に示す構成の光学系で、
物体側より順に、負の屈折力の第1群と、正の屈折力の
第2群と、負の屈折力の第3群と、正の屈折力の第4群
とにて構成されたズーム光学系である。
【0092】この光学系において、第1群は、変倍時固
定であって軸上光束および軸外光束を第2群へ導く作用
を有し、第2群は変倍時可動であり主として変倍作用を
有し、第3群は変倍時可動であって主として変倍に伴う
像面位置のずれを補正する作用を有し、第4群は変倍時
固定で、第3群からの光束を結像する作用を有する。こ
のように本発明は負正負正の4群ズーム光学系で、光学
系中にラジアル型レンズを用いて小型で低コストにし
た。
【0093】この実施例5は、実施例1に比べて第1群
の構成枚数を3枚に増やすことによって広い画角の光学
系にした。またラジアル型屈折率分布レンズを変倍作用
を有する第2群に用いてこの第2群の屈折力を強くして
光学系の小型化を達成すると共に諸収差を良好に補正す
るようにした。またラジアル型屈折率分布レンズを用い
ることにより第2群を1枚のレンズで構成し得るように
した。
【0094】この実施例5において、第1群は主として
倍率の色収差や歪曲収差等の軸外収差を良好に補正する
ために、物体側より順に、正レンズと負レンズと正レン
ズとにて構成されている。明るさ絞りは第2群であるラ
ジアル型屈折率分布レンズのほぼ中央部に仮想的に設け
てあり、したがって第2群と一体に移動し変倍の際の収
差の変動を小さくすることができる。更に絞りが第2群
と一体に移動するために第2群であるラジアル型屈折率
分布レンズの径を小さくして低コストになし得る。尚図
においてSが仮想絞りである。
【0095】このようにラジアル型屈折率分布レンズ内
に明るさ絞りを仮想的に設ける場合、実際の絞り機構
は、屈折率分布レンズの物体側と像側の両方に設けるこ
とが望ましい。このようにすれば、光束を均一に絞り込
むことができ、画面内の明るさのむらを減小させること
ができ、又絞り込みによる解像力の向上が可能である。
【0096】図13は、屈折率分布レンズの両側に絞り
機構を設けた時の光束の状態を示す図である。図中GL
が屈折率分布レンズ、AXは光軸、L1 は軸外主光線、
2 は上側従属光線、L3 は下側従属光線、S1 は物体
側の絞り機構、S2 は像側の絞り機構、S3 は仮想絞り
である。
【0097】図13(A)は、屈折率分布レンズの物体
側に絞り機構S1 を配置した場合を示している。この場
合、上側従属光線L2 はレンズGLのP点で制限される
ため光束は主光線L1 に対して上側従属光線L2 と下側
従属光線L3 が非対称になる。そのため絞り機構S1
絞り込むと下側従属光線L3 から絞られることになり非
対称な絞り込みが生ずる。この非対称な絞り込みは、画
角によりその程度が変わるために、絞り込んだ時に画面
内で明るさのむらや解像のむらが生ずる。これを解消す
るためには、図13(B)に示すように、屈折率分布レ
ンズGLの物体側と像側の両方に絞り機構を設けて、仮
想的な明るさ絞りがレンズ内部に設けられたような構成
にすることが望ましい。この場合、上側従属光線L2
絞り機構S2にて制限され又下側従属光線L3は絞り機構
1により制限される。そのため二つの絞り機構S1とS
2とを絞り込めば図13(C)に示すように上側従属光
線と下側従属光線とが主光線L1に対して対称に絞り込
まれて、あたかもレンズ内部の仮想絞りS3が絞られた
ように作用する。
【0098】以上の理由から、実施例5のようにレンズ
内に仮想絞りのある光学系の場合、その物体側と像側の
両方に絞り機構を設けることが望ましい。
【0099】実施例6は、図6に示す構成で、物体側よ
り順に、負の屈折力の第1群と、正の屈折力の第2群と
で構成されたズーム光学系である。第1群と第2群は変
倍時可動であって、両群の間隔を変えることにより変倍
に伴う像面位置のずれを補正するようにしている。この
ように、実施例6は負正の2群ズーム光学系で、光学系
中にラジアル型屈折率分布レンズを用いて小型化および
低コスト化を達成した。この実施例は、負レンズ群先行
のズーム光学系であるが主として変倍作用を有する第2
群にラジアル型屈折率分布レンズを用いて、この第2群
の屈折力を強くして光学系の小型化を達成すると共に諸
収差を良好に補正した。
【0100】又明るさ絞りは第2群の物体側に配置し、
第2群と一体に移動させて変倍の際の収差の変動を小さ
くし得るようにした。絞りをラジアル型屈折率分布レン
ズと一体に移動させるようにしたことにより、この屈折
率分布レンズの径を小にすることができ低コストになし
得る。また屈折率分布レンズの像側を正レンズ1枚にて
構成し、つまり第2群をラジアル型屈折率分布レンズと
正レンズとにて構成することにより少ないレンズ枚数に
て光学系を構成するようにした。また屈折率分布レンズ
以外は全て均質球面レンズにて構成して偏芯に強く低コ
ストな光学系になし得る。
【0101】又ラジアル型屈折率分布レンズを負レンズ
の形状にして特にペッツバール和と色収差の補正を行な
い、又その像側の面を凹面にしてバックフォーカスを長
くした。
【0102】又、この実施例の光学系は、第2群の最も
像側の正レンズを光軸に沿って移動させることにより至
近距離物体へのフォーカシングを行なうようになってい
る。
【0103】実施例7は図7に示す通りの構成であっ
て、物体側より順に、負の屈折力の第1群と、正の屈折
力の第2群と、正の屈折力の第3群にて構成された3群
ズーム光学系である。
【0104】この実施例において、第1群は変倍時固定
で軸上光束および軸外光束を第2群へ導く作用を有し、
第2群は変倍時に可動であって主として変倍作用を有
し、第3群は主として変倍に伴う像面位置のずれを補正
する作用を有している。この実施例は負正正の3群ズー
ム光学系で、光学系中にラジアル型屈折率分布レンズを
用いて小型で低コストの光学系を達成し得たものであ
る。
【0105】この実施例は負の群が先行するズーム光学
系であるが、ラジアル型屈折率分布レンズを主として変
倍作用を有する第2群に用いてこの群の屈折力を強くし
て小型化を達成したにも拘らず諸収差を良好に補正する
ことを可能にした。又明るさ絞りを第2群である屈折率
分布レンズの物体側に配置しそして絞りと第2群とが一
体に可動であるので変倍の際の収差変動を小にすること
ができ、又ラジアル型屈折率分布レンズの径を小さくで
き小型化を達成し得る。また屈折率分布レンズの像側の
レンズつまり第3群を正レンズ1枚にて構成し、光学系
全体が少ないレンズ枚数にて構成されている。更に屈折
率分布レンズ以外は全て均質球面レンズにて構成して偏
芯に強く低コストな光学系になっている。又ラジアル型
屈折率分布レンズの片面を平面にしてコスト低減をはか
っている。
【0106】この実施例の光学系は、第3群を光軸に沿
って移動させてフォーカシングを行なう。
【0107】実施例8は、図8に示すように物体側より
順に、負の屈折力の第1群と、正の屈折力の第2群と、
負の屈折力の第3群と、正の屈折力の第4群とで構成さ
れた4群ズーム光学系である。
【0108】この実施例の光学系は、第1群が変倍時固
定で軸上および軸外光束を第2群へ導く作用を有し、第
2群が変倍時可動であり主として変倍作用を有し、第3
群が変倍時可動であって主として変倍に伴う像面位置の
ずれを補正する作用を有し、第4群が変倍時固定で第3
群からの光束を結像する作用を有している。つまりこの
実施例8は実施例1と同じ負正負正の4群ズーム光学系
である。しかし光学系のすべてのレンズが均質レンズで
ある点で異なっている。
【0109】又この光学系は、第1群が主として倍率の
色収差や歪曲収差等の軸外収差を良好に補正するために
物体側より順に、負レンズと正レンズにて構成されてい
る。また第1群は、変倍の際に固定であるので、外部か
らの衝撃や圧力に対する強度を増大させた鏡枠構成にす
ることができる。また最も像側のレンズ群である第4群
が変倍の際に固定であるので変倍に伴う収差の変動を小
さく抑えることが可能である。また、明るさ絞りが第2
群の物体側に配置され第2群と一体に移動するようにし
て変倍の際の収差変動を小さくすることを可能にした。
【0110】この実施例は、第3群を光軸に沿って移動
させて至近距離物体へのフォーカシングを行なう。ま
た、第1群あるいは第4群が光軸上を移動するようにし
てフォーカシングを行なうこともできる。又第2群中の
少なくとも1枚のレンズを移動させてもフォーカシング
を行なうことができる。
【0111】実施例9は図9に示すように物体側より順
に、正の屈折力の第1群と正の屈折力の第2群とよりな
る単焦点の光学系で、第1群はラジアル型屈折率分布レ
ンズの正レンズ1枚、第2群は負レンズと正レンズとを
接合した接合レンズよりなる。この実施例はラジアル型
屈折率分布レンズと正の接合レンズの少ないレンズに拘
らず高い結像性能を有している。また明るさ絞りは最も
物体側に設けた。このようにラジアル型屈折率分布レン
ズの近傍に絞りを設けることにより屈折率分布レンズの
径を小さくしてコストの低減をはかっている。
【0112】また、この実施例では、ラジアル型屈折率
分布レンズの面の形状を負レンズの形状にし色収差とペ
ッツバール和を良好に補正している。またこの屈折率分
布レンズを物体側に凹面を向けたメニスカス形状にして
球面収差を良好に補正するようにしている。この屈折率
分布レンズは絞り側に凹面を向けたメニスカス形状とし
て特にコマ収差などの軸外収差も良好に補正し得るよう
にした。
【0113】実施例10は、図10に示すようにラジア
ル型屈折率分布レンズ1枚よりなるプリズム光学系であ
る。図10の(A)は面r1と屈折率分布レンズの媒質
の光軸AX2とを光学系の光軸AX1に対し偏芯させたも
のである。この実施例の光学系は、図示するような形状
を偏芯させたラジアル型屈折率分布レンズ1枚にて光学
系の光軸AX1 に対し斜め27°方向の光束を光学系の
面r2 近傍に結像させる。
【0114】通常の光学ガラスでは、図示するような形
状の場合第1面r1 におけるプリズム作用によりこの面
で色収差が発生するが、この実施例ではラジアル型屈折
率分布レンズにより色収差が補正されている。この場
合、色収差を補正するためには、条件(3)を満足する
ことが望ましい。この条件(3)を満足しないと色収差
が補正不足になる。
【0115】この実施例10の光学系は、条件(3)を
満足するようにしてあり、前記のように色収差が補正さ
れている。
【0116】図10の(A)に示すものは、第1面を光
学系の光軸に対し偏芯させたものであるが、面のみある
いは媒質のみを偏芯させても同様のプリズム光学系を構
成することができる。
【0117】図10(B)は媒質の光軸AX2 を光学系
の光軸AX1 に対して偏芯させたものである。図におい
てL1 は光学系の光軸AX1 上に入射する軸外主光線、
2 、L3 は夫々従属光線である。この図に示すよう
に、媒質の光軸AX2 を光学系の光軸に対して偏芯させ
ることによってプリズム光学系を達成し得る。
【0118】図10(B)のラジアル型屈折率分布レン
ズは、図10(C)に示すようにラジアル型屈折率分布
レンズの斜線部分のみを取り出したもので、これによっ
て図10(B)の光学系が得られる。
【0119】又、少なくとも1枚のレンズが、媒質に屈
折率分布を有する屈折率分布レンズである光学系であ
り、屈折率分布レンズの一方の面あるいは屈折率分布レ
ンズの媒質の光軸が光学系の光軸に対して偏芯している
場合には、色収差を補正するために条件(3)を満足す
ることが望ましい。
【0120】実施例11は、図11に示すように、物体
側より順に、負の屈折力の第1群と、正の屈折力の第2
群と、負の屈折力の第3群と、正の屈折力の第4群とで
構成されたズーム光学系である。また光学系の像側つま
り第4群の像側に配置されている平行平面板は、ローパ
スフィルターや赤外カットフィルター等の各種フィルタ
ーおよび撮像素子のカバーガラスである。
【0121】この実施例の光学系は、第1群と第2群が
変倍時に可動であって主として変倍作用を有しており、
第3群が変倍時に可動であって主として変倍に伴う像面
位置のずれを補正する作用を有しており、第4群が変倍
時に固定であって第3群からの光束を結像する作用を有
している。
【0122】このように、実施例11は負正負正のズー
ム光学系であって、光学系中にラジアル型屈折率分布レ
ンズを用いて小型化と低コスト化を達成したものであ
る。また、ラジアル型屈折率分布レンズを変倍作用を有
する第2群に用いてこの群の屈折力を強くして小型化を
達成したにも拘らず諸収差を良好に補正することができ
る。又、ラジアル型屈折率分布レンズを用いて第2群を
1枚のレンズにて構成して低コストにしている。
【0123】又、第1群は主として倍率の色収差や歪曲
収差等の軸外収差を良好に補正するために、物体側より
順に、負レンズと負レンズと正レンズにて構成してい
る。又最も像側のレンズ群つまり第4群は変倍時に固定
であり、これにより変倍に伴う収差変動を抑えることが
できる。また明るさ絞りは第2群の物体側に配置し、第
2群と絞りとを一体に移動させるようにして変倍時の収
差変動を小さくしている。又ラジアル型屈折率分布レン
ズを絞りと一体に移動することによりラジアル型屈折率
分布レンズの径を小にして低コストになし得る。また屈
折率分布レンズ(第2群)の像側は物体側より順に負レ
ンズ(第3群)と正レンズ(第4群)にて構成して少な
いレンズにてレンズ系を構成するようにした。又、これ
により第1群よりも像側の第2群、第3群、第4群が全
体として正レンズ、負レンズ、正レンズのトリプレット
の構成になり、少ないレンズ枚数にて諸収差を効率的に
補正し得るようにしてある。また最も像側のレンズを正
レンズにして軸外光線が光軸に対しほぼ平行に像面へ入
射させることが可能になる。またラジアル型屈折率分布
レンズ以外のレンズは全て均質球面レンズであり、偏芯
に強く又低コスト化にとって有効である。
【0124】実施例12は図12に示す通りで、ラジア
ル型屈折率分布レンズの外周部分が設計値より外れた場
合の補正方法を示すものである。図12の(A)におい
てAXは光軸、GLはラジアル型屈折率分布レンズ、L
11は光軸近傍の開口比が小さい軸上光束、L12は光軸か
ら離れた開口比の大きい軸上光束である。
【0125】この図12(A)に示す屈折率分布レンズ
GLは、外周の屈折率分布が良品分布から外れており軸
上光線が図示するような状況になっている。これによ
り、図17(A)に示すように開口比の大きい部分での
球面収差の発生量が急速に大になっている。
【0126】図12(B)は屈折率分布レンズの周辺部
分を加工して球面収差の補正を行なった例である。この
周辺部の加工により球面収差は図17(B)のように補
正される。
【0127】又図12(C)に示すように周辺部にガラ
スやプラスチック等の透明な光学材料Tを付加すること
により補正することも可能である。この例により球面収
差は図17(C)のように補正できる。
【0128】以上述べた本発明の光学系は、特許請求の
範囲に記載する発明のほか次の各項に記載する光学系も
発明の目的を達成し得るものである。
【0129】(1)特許請求の範囲の請求項1に記載す
る光学系で、第1レンズ群が変倍の際固定であることを
特徴とする光学系。
【0130】(2) 特許請求の範囲の請求項1に記載
する光学系で、第2レンズ群が媒質に屈折率の分布を有
する屈折率分布レンズを少なくとも1枚含むことを特徴
とする光学系。
【0131】(3)特許請求の範囲の請求項1に記載す
る光学系で第4レンズ群が変倍の際固定であることを特
徴とする光学系。
【0132】(4)特許請求の範囲の請求項1に記載す
る光学系で、媒質に光軸から半径方向に屈折率の分布を
有するラジアル型屈折率分布レンズを少なくとも1枚含
み、下記条件(1)を満足することを特徴とする光学
系。 (1) 0.01<|N1d×tG |<1
【0133】(5)特許請求の範囲の請求項1に記載す
る光学系で、媒質に光軸から半径方向に屈折率の分布を
有するラジアル型屈折率分布レンズを少なくとも1枚含
み、下記条件(2)を満足することを特徴とする光学
系。
【0134】(6)特許請求の範囲の請求項2に記載す
る光学系で、第1レンズ群が変倍の際に固定であり、少
なくとも1枚の負レンズと正レンズとにて構成されてい
ることを特徴とする光学系。
【0135】(7)特許請求の範囲の請求項2に記載す
る光学系で、媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レ
ンズを少なくとも1枚含むことを特徴とする光学系。
【0136】(8)特許請求の範囲の請求項3に記載す
る光学系で、物体側より順に、負のレンズ群と正のレン
ズ群とのみにて構成されたことを特徴とする光学系。
【0137】(9)特許請求の範囲の請求項3に記載す
る光学系で、最も物体側のレンズ群が変倍の際に固定で
あることを特徴とする光学系。
【0138】(10)特許請求の範囲の請求項3に記載
する光学系で、少なくとも一つの屈折率分布レンズが媒
質に光軸から半径方向に向かって屈折率の分布を有する
ラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件(1)を
満足することを特徴とする光学系。 (1) 0.01<|N1d×tG |<1
【0139】(11)特許請求の範囲の請求項3に記載
する光学系で、少なくとも一つの屈折率分布レンズが媒
質に光軸から半径方向に向かって屈折率の分布を有する
ラジアル型屈折率分布レンズで、下記条件(2)を満足
することを特徴とする光学系。
【0140】(12)複数のレンズ群よりなり少なくと
も一つのレンズ群が光軸上を移動して変倍を行なう光学
系で、光学系中の少なくとも1枚のレンズが媒質に屈折
率の分布を有する屈折率分布レンズであり、前記屈折率
分布レンズが両端面が平面である形状であることを特徴
とする光学系。
【0141】(13)前記の(12)の項に記載する光
学系で、変倍に際し移動するレンズ群中に屈折率分布レ
ンズを含み、前記の屈折率分布レンズを含むレンズ群と
明るさ絞りとが一体に移動するように構成されたことを
特徴とする光学系。
【0142】(14)前記の(12)の項に記載する光
学系で、下記条件(3)を満足することを特徴とする光
学系。 (3) 1/V1d<0.15
【0143】(15)前記の(12)の項に記載する光
学系で、少なくとも一つの屈折率分布レンズが媒質に光
軸から半径方向に向かって屈折率の分布を有するラジア
ル型屈折率分布レンズであり、下記条件(1)を満足す
ることを特徴とする光学系。 (1) 0.01<|N1d×tG |<1
【0144】(16)前記の(12)の項に記載する光
学系で、屈折率分布レンズの少なくとも一つが媒質に光
軸から半径方向に向かって屈折率の分布を有するラジア
ル型レンズで下記条件(2)を満足することを特徴とす
る光学系。
【0145】(17)複数のレンズ群よりなり、少なく
とも1つのレンズが媒質に屈折率の分布を有する屈折率
分布レンズであり、この屈折率分布レンズの像側に物体
側より順に負レンズと正レンズとを有することを特徴と
する光学系。
【0146】(18)前記の(17)の項に記載する光
学系で、少なくとも一つのレンズ群が光軸上を移動する
ことにより変倍を行なうことを特徴とする光学系。
【0147】(19)前記の(18)の項に記載する光
学系で、屈折率分布レンズが媒質に正の屈折力を持ち、
前記正レンズと負レンズが均質球面レンズであることを
特徴とする光学系。
【0148】(20)前記の(18)の項に記載する光
学系で、屈折率分布レンズの少なくとも1面が平面形状
であることを特徴とする光学系。
【0149】(21)複数のレンズ群よりなり、少なく
とも1枚のレンズが媒質に屈折率の分布を有する屈折率
分布レンズであり、屈折率分布レンズの像側が正レンズ
1枚のみからなることを特徴とする光学系。
【0150】(22)前記の(21)の項に記載する光
学系で、少なくとも一つのレンズ群が光軸上を移動する
ことにより変倍を行なうことを特徴とする光学系。
【0151】(23)光学系中に媒質に屈折率の分布を
有する屈折率分布レンズを少なくとも1枚含み、屈折率
分布レンズの物体側と像側に絞り機構が設けられている
ことを特徴とする光学系。
【0152】(24)前記の(23)の項に記載する光
学系で、少なくとも一つの屈折率分布レンズが媒質に光
軸から半径方向に向かって屈折率分布を有するラジアル
型屈折率分布レンズであり、下記条件(1)を満足する
ことを特徴とする光学系。 (1) 0.01<|N1d×tG |<1
【0153】(25)前記の(23)の項に記載する光
学系で、少なくとも一つの屈折率分布レンズが媒質に光
軸から半径方向に向かって屈折率分布を有するラジアル
型屈折率分布レンズであり、下記条件(2)を満足する
ことを特徴とする光学系。
【0154】(26)前記の(23)の項に記載する光
学系で、下記条件(3)を満足することを特徴とする光
学系。 (3) 1/V1d<0.15
【0155】(27)媒質に屈折率の分布を有する屈折
率分布レンズを含み、屈折率分布レンズの外周部を加工
して外周部の屈折率分布による結像性能の劣化を補正し
た光学系。
【0156】(28)前記の(27)の項に記載する光
学系で、屈折率分布レンズの外周部を除去加工したこと
を特徴とする光学系。
【0157】(29)前記の(27)の項に記載する光
学系で、屈折率分布レンズの外周部を透明な光学部材を
付加したことを特徴とする光学系。
【0158】(30)レンズ系中に少なくとも1枚の媒
質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズを含み、前
記屈折率分布レンズの少なくとも一方の面が偏芯してい
ることを特徴とする光学系。
【0159】(31)前記の(30)の項に記載する光
学系で、下記条件(3)を満足することを特徴とする光
学系。 (3) 1/V1d<0.15
【0160】(32)少なくとも1枚のレンズが媒質に
屈折率の分布を有する屈折率分布レンズで、この屈折率
分布レンズの媒質の光軸が光学系の光軸に対して偏芯し
ていることを特徴とする光学系。
【0161】(33)前記の(32)の項に記載する光
学系で、下記条件(3)を満足することを特徴とする光
学系。 (3) 1/V1d<0.15
【0162】(34)物体側より順に、正の屈折力の第
1群と、負の屈折力の第2群と、正の屈折力の第3群
と、負の屈折力の第4群と、正の屈折力の第5群とより
なり、少なくとも1枚の媒質に屈折率の分布を有する屈
折率分布レンズを用いたことを特徴とする光学系。
【0163】(35)前記の(34)の項に記載する光
学系で、媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズ
を少なくとも1枚含むことを特徴とする光学系。
【0164】(36)前記の(34)の項に記載する光
学系で、すべての群が3枚以下のレンズにて構成されて
いることを特徴とする光学系。
【0165】(37)前記の(35)の項に記載する光
学系で、すべての群が2枚以下のレンズにて構成されて
いることを特徴とする光学系。
【0166】(38)特許請求の範囲の請求項1、2又
は3あるいは前記の(12)、(17)、(21)、
(23)、(27)、(30)、(32)又は(34)
の項に記載する光学系で、画面の有効対角長が1/2 イン
チ以下の撮像素子を用いていることを特徴とする光学
系。
【0167】(39)特許請求の範囲の請求項1、2又
は3あるいは前記の(12)、(17)、(21)、
(23)、(27)、(30)、(32)又は(34)
の項に記載する光学系で、画面の有効対角長が1/3 イン
チ以下の撮像素子を備えたことを特徴とする光学系。
【0168】(40)特許請求の範囲の請求項1、2又
は3あるいは前記の(12)、(17)、(21)、
(23)、(27)、(30)、(32)又は(34)
の項に記載する光学系で、媒質に屈折率の分布を有する
屈折率分布レンズを少なくとも1枚含み、該屈折率分布
レンズの直径が0.1mm以上10mm以下であることを特
徴とする光学系。
【0169】(41)特許請求の範囲の請求項1、2又
は3あるいは前記の(12)、(17)、(21)、
(23)、(27)、(30)、(32)又は(34)
の項に記載する光学系で、媒質に屈折率の分布を有する
屈折率分布レンズを1枚含み、該屈折率分布レンズの直
径が0.2mm以上5mm以下であることを特徴とする光学
系。
【0170】(42)特許請求の範囲の請求項、2又は
3あるいは前記の(12)、(17)、(21)、(2
3)、(27)、(30)、(32)又は(34)の項
に記載する光学系を用いたことを特徴とする撮像装置。
【0171】
【発明の効果】本発明の光学系は、ラジアル型屈折率分
布レンズを効果的に配置することにより少ないレンズ枚
数の小型な光学系で、良好な光学性能になし得た。特に
ズーム光学系においては、変倍に寄与するレンズ群にラ
ジアル型屈折率分布レンズを用いて小型で高性能な光学
系を実現するようにした。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の断面図
【図2】本発明の実施例2の断面図
【図3】本発明の実施例3の断面図
【図4】本発明の実施例4の断面図
【図5】本発明の実施例5の断面図
【図6】本発明の実施例6の断面図
【図7】本発明の実施例7の断面図
【図8】本発明の実施例8の断面図
【図9】本発明の実施例9の断面図
【図10】本発明の実施例10の断面図
【図11】本発明の実施例11の断面図
【図12】本発明の実施例12の断面図
【図13】屈折率分布レンズの前後に絞りを配置した時
の光線の状況を示ず図
【図14】本発明の実施例1の広角端における収差曲線
【図15】本発明の実施例1の中間焦点距離における収
差曲線図
【図16】本発明の実施例1の望遠端における収差曲線
【図17】本発明の実施例12の収差の概要を示す図で
ある。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に、負の屈折力の第1レンズ
    群と、正の屈折力の第2レンズ群と、負の屈折力の第3
    レンズ群と、正の屈折力の第4レンズ群とよりなること
    を特徴とする光学系。
  2. 【請求項2】物体側より順に、負の屈折力の第1レンズ
    群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3
    レンズ群とよりなることを特徴とする光学系。
  3. 【請求項3】複数のレンズ群にて構成された光学系で、
    光学系中に少なくとも1枚の媒質に屈折率の分布を有す
    る屈折率分布レンズを含み、前記屈折率分布レンズを有
    するレンズ群が主として変倍のために移動し該レンズ群
    と共に明るさ絞りが光軸上を移動することを特徴とする
    光学系。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002296498A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Fuji Photo Optical Co Ltd 広角単焦点レンズ
JP2006039063A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Konica Minolta Opto Inc 変倍光学系、撮像レンズ装置及びデジタル機器
JP2006330349A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Konica Minolta Photo Imaging Inc 変倍光学系及び撮像装置
US7227697B2 (en) 2003-12-12 2007-06-05 Olympus Corporation Zoom optical system, and electronics incorporating the same
JP2008065124A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2011070032A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Canon Inc 光学素子および光学機器
WO2013046567A1 (ja) * 2011-09-29 2013-04-04 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置
WO2020012638A1 (ja) * 2018-07-13 2020-01-16 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法
CN114052622A (zh) * 2021-12-15 2022-02-18 厦门力鼎光电股份有限公司 一种医用内窥镜镜头
JP2022032924A (ja) * 2020-08-12 2022-02-25 エーエーシー オプティクス (チャンジョウ)カンパニーリミテッド 撮像光学レンズ
CN115047600A (zh) * 2022-07-21 2022-09-13 嘉兴中润光学科技股份有限公司 一种超大光圈望远物镜和成像装置

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3433734B2 (ja) * 2000-03-29 2003-08-04 ミノルタ株式会社 撮像レンズ装置
US6643072B2 (en) * 2000-07-10 2003-11-04 Olympus Corporation Electronic picture taking apparatus having a zoom lens system
DE10197043T1 (de) * 2000-12-15 2003-11-13 Cyberoptics Corp Kamera mit verbessertem Illuminator
JP2003021704A (ja) * 2001-07-10 2003-01-24 Nippon Sheet Glass Co Ltd 一組の屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学システム
JP4354153B2 (ja) * 2002-06-11 2009-10-28 株式会社リコー ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置
JP4048904B2 (ja) * 2002-10-08 2008-02-20 ソニー株式会社 撮像レンズ
JP2005055496A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 Olympus Corp 変倍光学系
JP4612824B2 (ja) * 2004-09-17 2011-01-12 キヤノン株式会社 画像投射装置
JP4681921B2 (ja) * 2005-03-30 2011-05-11 Hoya株式会社 内視鏡対物レンズ系
JP5280705B2 (ja) * 2008-02-29 2013-09-04 富士フイルム株式会社 変倍光学系および撮像装置
JP5787676B2 (ja) * 2011-09-02 2015-09-30 キヤノン株式会社 ズームレンズおよび光学機器
DE102012214303B9 (de) 2012-08-10 2022-07-07 Carl Zeiss Ag Optisches System zur Abbildung eines Objekts sowie Aufnahmeeinheit mit einem optischen System
KR101719877B1 (ko) 2014-12-05 2017-03-24 삼성전기주식회사 렌즈 모듈
KR101823203B1 (ko) 2015-08-10 2018-01-29 삼성전기주식회사 촬상 광학계
CN108363166B (zh) * 2018-01-23 2020-05-29 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN108152925B (zh) * 2018-01-23 2020-10-23 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN112639568B (zh) 2019-03-01 2022-09-13 奥林巴斯株式会社 广角光学系统及具备该广角光学系统的摄像装置
JP7132424B2 (ja) 2019-03-01 2022-09-06 オリンパス株式会社 広角光学系及びそれを備えた撮像装置
WO2020178886A1 (ja) * 2019-03-01 2020-09-10 オリンパス株式会社 広角光学系及びそれを備えた撮像装置
CN113885185B (zh) * 2021-11-05 2024-06-04 舜宇光学(中山)有限公司 投影镜头

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2594020A (en) * 1949-06-25 1952-04-22 Elgeet Optical Company Inc Wide-angle photographic objective
JPS54622A (en) * 1977-05-31 1979-01-06 Konishiroku Photo Ind Co Ltd Copying lens
US4770506A (en) * 1983-12-28 1988-09-13 Canon Kabushiki Kaisha Gradient index single lens
US4907866A (en) * 1985-04-05 1990-03-13 Canon Kabushiki Kaisha Objective of variable focal length
JPH0718973B2 (ja) * 1985-04-25 1995-03-06 キヤノン株式会社 可変焦点距離レンズ
JPS61231517A (ja) * 1985-04-05 1986-10-15 Canon Inc 可変焦点距離レンズ
JPH0668573B2 (ja) * 1985-06-10 1994-08-31 キヤノン株式会社 可変焦点距離レンズ
US4916534A (en) * 1987-04-28 1990-04-10 Olympus Optical Co., Ltd. Endoscope
JPS6438711A (en) * 1987-08-05 1989-02-09 Olympus Optical Co Zoom lens
US4828372A (en) * 1987-10-09 1989-05-09 Eastman Kodak Company Wide-angle zoom lens
JPH0252308A (ja) * 1988-08-16 1990-02-21 Olympus Optical Co Ltd コンパクトなズームレンズ
JPH02124509A (ja) * 1988-08-19 1990-05-11 Olympus Optical Co Ltd ズームレンズ
JP2836691B2 (ja) * 1988-09-16 1998-12-14 オリンパス光学工業株式会社 ズームレンズ
JPH02285312A (ja) * 1989-04-27 1990-11-22 Olympus Optical Co Ltd 光学系
US5157550A (en) * 1989-10-26 1992-10-20 Olympus Optical Co., Ltd. Vari-focal lens system
JP3261716B2 (ja) * 1992-01-16 2002-03-04 株式会社ニコン 逆望遠型大口径広角レンズ
JP2516522B2 (ja) 1992-04-21 1996-07-24 株式会社エルモ社 ワイドズ―ムレンズ
JPH0682695A (ja) * 1992-09-04 1994-03-25 Konica Corp 読取用レンズ
US5731906A (en) * 1992-11-13 1998-03-24 Olympus Optical Co., Ltd. Gradient index optical element
JPH06337347A (ja) * 1993-03-30 1994-12-06 Konica Corp 屈折率分布型光学素子を含む光学系
JP3373913B2 (ja) * 1993-11-16 2003-02-04 オリンパス光学工業株式会社 ズームレンズ
US5663835A (en) * 1994-07-29 1997-09-02 Nikon Corporation Inner focus zoom lens
JP3399129B2 (ja) * 1994-12-21 2003-04-21 ミノルタ株式会社 屈折率分布型非球面レンズ
JPH08190052A (ja) * 1995-01-12 1996-07-23 Nikon Corp 近距離合焦可能なズームレンズ
JP3485685B2 (ja) * 1995-08-04 2004-01-13 オリンパス株式会社 屈折率分布型単レンズ
US5768025A (en) * 1995-08-21 1998-06-16 Olympus Optical Co., Ltd. Optical system and image display apparatus
JP3708995B2 (ja) 1995-09-20 2005-10-19 ペンタックス株式会社 ズームレンズ
US5995295A (en) * 1995-12-13 1999-11-30 Olympus Optical Co., Ltd. Lens system
US5999329A (en) * 1995-12-26 1999-12-07 Nikon Corporation Variable focal length optical system
JP3713779B2 (ja) 1995-12-26 2005-11-09 株式会社ニコン 変倍光学系
JP3576679B2 (ja) * 1996-01-25 2004-10-13 キヤノン株式会社 ズームレンズ
JP3310854B2 (ja) * 1996-03-04 2002-08-05 富士写真光機株式会社 ワイドズームレンズ
JP3548331B2 (ja) * 1996-04-15 2004-07-28 オリンパス株式会社 レンズ系
JPH1039210A (ja) * 1996-07-24 1998-02-13 Nikon Corp ズームレンズ
JPH1048702A (ja) * 1996-08-07 1998-02-20 Nikon Corp ケプラー式変倍ファインダー
KR19980024268A (ko) * 1996-09-02 1998-07-06 요시다 쇼이치로 케플러식 변환배율 파인더
JP3573575B2 (ja) * 1996-09-04 2004-10-06 オリンパス株式会社 光学系
JPH10170827A (ja) * 1996-12-11 1998-06-26 Fuji Photo Optical Co Ltd ズームレンズ

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002296498A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Fuji Photo Optical Co Ltd 広角単焦点レンズ
US7227697B2 (en) 2003-12-12 2007-06-05 Olympus Corporation Zoom optical system, and electronics incorporating the same
JP2006039063A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Konica Minolta Opto Inc 変倍光学系、撮像レンズ装置及びデジタル機器
JP2006330349A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Konica Minolta Photo Imaging Inc 変倍光学系及び撮像装置
JP2008065124A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2011070032A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Canon Inc 光学素子および光学機器
US9170404B2 (en) 2011-09-29 2015-10-27 Fujifilm Corporation Imaging lens
US9030764B2 (en) 2011-09-29 2015-05-12 Fujifilm Corporation Imaging lens and imaging apparatus
WO2013046567A1 (ja) * 2011-09-29 2013-04-04 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置
US9176304B2 (en) 2011-09-29 2015-11-03 Fujifilm Corporation Imaging lens
WO2020012638A1 (ja) * 2018-07-13 2020-01-16 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法
JPWO2020012638A1 (ja) * 2018-07-13 2021-06-10 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法
US11966032B2 (en) 2018-07-13 2024-04-23 Nikon Corporation Variable magnification optical system, optical equipment, and method for producing variable magnification optical system
JP2022032924A (ja) * 2020-08-12 2022-02-25 エーエーシー オプティクス (チャンジョウ)カンパニーリミテッド 撮像光学レンズ
CN114052622A (zh) * 2021-12-15 2022-02-18 厦门力鼎光电股份有限公司 一种医用内窥镜镜头
CN115047600A (zh) * 2022-07-21 2022-09-13 嘉兴中润光学科技股份有限公司 一种超大光圈望远物镜和成像装置

Also Published As

Publication number Publication date
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