JP2004240464A - Optical system - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an optical system used in various optical systems.
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。 Generally, in the zoom optical system, in order to reduce aberration fluctuation during zooming in addition to aberration correction in the reference state, it is desirable that aberration generated in each lens group is corrected by each lens group alone. For this purpose, each lens group is usually composed of a plurality of lenses.
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。 In recent years, zoom optical systems used in various optical systems have been strongly required to be reduced in size and cost. In order to achieve the miniaturization of the zoom optical system, it is only necessary to increase the refractive power of the lens unit having a zooming effect paraxially and to reduce the amount of movement of this lens unit during zooming. However, if the refractive power of the lens group is increased, the amount of generated aberration increases, and the number of lenses must be increased in order to correct the aberration and reduce the amount of generated aberration. When the number of lenses is increased as described above, it is impossible to achieve downsizing and cost reduction of the optical system. Due to such a vicious cycle, when the zoom optical system is constituted by a homogeneous lens system, there is a limit to miniaturization and cost reduction.
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。 Therefore, in order to further reduce the size of the zoom optical system, it is known to use a radial type gradient index lens having a refractive index distribution in the medium in the radial direction from the optical axis.
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。 Since the radial type gradient index lens has a refractive index distribution in the medium, the radial type gradient index lens has a greater degree of freedom for aberration correction than a homogeneous lens. In particular, since the medium also has a refractive index, it has excellent characteristics in correcting Petzval sum and chromatic aberration.
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61−231517号公報の実施例5,6のレンズ系、特開昭61−248015号公報の実施例2のレンズ系、特開平2−79013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。 As a conventional example using a radial type gradient index lens in the optical system, for example, the lens systems of Examples 5 and 6 of JP-A-61-231517 and Example 2 of JP-A-61-248015 are disclosed. A lens system, a lens system according to a third embodiment of JP-A-2-79013, and the like are known. However, each of these zoom optical systems is a zoom optical system having a zoom ratio of about 3 and has 9 to 13 lenses in spite of using a radial type gradient index lens, and has a large number of lenses. It is.
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。 The present invention provides a small and inexpensive zoom optical system having a small number of lenses.
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。 The optical system according to the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, a third lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. The second lens group includes at least one refractive index distribution as a lens medium in the second lens group. Further, the optical system of the present invention is an optical system that performs zooming by moving the second lens group along the optical axis.
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。 Since the radial type gradient index lens has a refractive power in the lens medium, the degree of freedom of aberration correction is greater than that of a homogeneous lens. In general, a zoom optical system generally includes a plurality of lenses in order to correct various aberrations by each lens group alone. If the number of lenses in each lens group is reduced in order to achieve cost reduction in such a zoom optical system, the amount of aberration generated in each lens group increases, making it difficult to obtain good imaging performance. Become. Therefore, by using a radial type gradient index lens for the zoom optical system, the lens system can be configured with a smaller number of lenses than a homogeneous lens, and a compact and low-cost zoom optical system can be realized.
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。 In order to realize a compact and low-cost zoom optical system, it is desirable to provide at least one radial type gradient index lens in a lens group that contributes to zooming.
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。 When the refractive power of the lens group that contributes to zooming is increased in order to achieve the miniaturization of the zoom optical system, it is particularly difficult to correct chromatic aberration and Petzval sum whose generation amount largely depends on the refractive power. These aberrations cannot be corrected by using an aspherical surface, and in the case of a homogeneous lens system, it must be corrected by increasing the number of lenses. In order to correct these chromatic aberrations and Petzval sum, it is desirable to include at least one radial type gradient index lens excellent in correcting these aberrations in the lens group. In particular, if a radial type gradient index lens is used for the lens group that contributes to zooming of the zoom optical system, the number of lenses will not increase even if the refractive power of this lens group is increased in order to achieve downsizing of the lens system. In addition, the Petzval sum and chromatic aberration can be corrected well. For example, in a negative-positive-negative-positive four-group zoom optical system, it is desirable to use a radial type refractive index distribution lens for the second lens group that mainly performs zooming.
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。 For the above reasons, the optical system of the present invention has the above-described configuration.
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。 Another optical system according to the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. And a zoom optical system that performs zooming by moving the second lens group along the optical axis, wherein at least one radial type gradient index lens is used.
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。 This zoom optical system according to the present invention can also be realized as a small and low-cost lens system.
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。 In the optical system according to the present invention, which is a negative / positive / positive three-unit zoom optical system, it is desirable to use at least one radial type gradient index lens for the second lens group mainly contributing to zooming.
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。 Normally, in the case of a homogeneous lens, if the refractive power and glass type are determined, the Petzval sum and the generation amount of chromatic aberration are determined. However, the radial type gradient index lens can control the amount of these aberrations to a desired value by controlling the parameters as described above.
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。 By using a radial type gradient index lens for the zoom optical system and controlling each parameter, the amount of aberrations can be set to a desired value.
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。
When the refractive index distribution of the radial type gradient index lens medium is approximated by the square equation, it is expressed by the following equation (a).
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。 The primary axial chromatic aberration, that is, the chromatic aberration PAC of the d-line, the C-line, and the F-line, and the Petzval sum PTZ are represented by equations (b) and (c).
PAC=K(φS /V0d+φm /V1d) (b)
PTZ=φS /N0d+φm /N0d 2 (c)
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2i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。
PAC = K (φ S / V 0d + φ m / V 1d ) (b)
PTZ = φ S / N 0d + φ m / N 0d 2 (c)
Here, K is a constant depending on the ray height of the on-axis ray and the ray angle on the final surface, V 0d is the Abbe number at the d-line on the optical axis of the radial type gradient index lens, and V id is the 2i-order refractive index. A value representing the dispersion corresponding to the distribution coefficient N 2i , φ S is the refractive power of a thin wall at the d-line of the radial type gradient index lens, φ m is the refractive power of the medium of the radial type gradient index lens, V 0d , V id, φ m are respectively the following formula (d), (e), it is given in (f).
V0d=(N0d−1)/(N0F−N0C) (d)
Vid=Nid/(NiF−NiC) (i=1,2,3・・・) (e)
φm ≒−2NidtG (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。
V 0d = (N 0d -1) / (N 0F -N 0C ) (d)
Vid = Nid / ( NiF- NiC ) (i = 1, 2, 3 ...) (e)
φ m ≒ -2N id t G (f)
Here, t G is the lens thickness of the radial type gradient index lens.
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。 As is clear from equations (b) and (c), by setting the value of the second term to which the refractive power of the medium contributes in each equation to an appropriate value, the desired chromatic aberration and Petzval sum can be obtained in a radial form. The refractive index distribution lens can be obtained by itself. For example, if the refractive power of the medium is extremely small, the second term in equations (b) and (c) becomes almost zero, and it is difficult to have the effect of correcting the chromatic aberration and Petzval sum.
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。 In the optical system of the present invention having the above-described configuration, it is preferable that the radial type gradient index lens satisfy the following condition (1).
(1) 0.01<|N1d・tG |<1
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。
(1) 0.01 <| N 1d · t G | <1
If this condition (1) is satisfied, chromatic aberration and Petzval sum can be corrected well. If the lower limit of 0.01 to condition (1) is exceeded, the refractive power of the medium becomes weak, making it difficult to satisfactorily correct chromatic aberration and Petzval sum. When the value exceeds the upper limit of 1, chromatic aberration and Petzval sum are overcorrected.
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。 For better correction of chromatic aberration and Petzval sum, it is desirable that the following condition (1-1) is satisfied instead of the condition (1).
(1−1) 0.02<|N1d・tG |<0.2
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。
(1-1) 0.02 <| N 1d · t G | <0.2
From equation (f), in order to increase the refractive power of the medium of the radial type gradient index lens element, the second-order dispersion coefficient N 1d is increased, that is, the difference Δn between the refractive index distribution on the optical axis and the periphery is calculated. What is necessary is just to make it large or to make a lens thickness large. However, in actually manufacturing a radial type gradient index lens material, there is a certain limit to increasing Δn. Further, for example, when the refractive index distribution material is formed by an ion exchange method or a sol-gel method, the time for providing the refractive index distribution becomes long in order to increase Δn, which causes a problem such as high cost of the material. Therefore, Δn of the radial type gradient index lens cannot be extremely increased.
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。
In the optical system of the present invention, in order to effectively correct chromatic aberration and Petzval sum by the radial type gradient index lens, it is desirable that the lens thickness t G satisfies the following condition (2).
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。 However, f W, f T is the focal length of the entire system at each wide end and the telephoto end.
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。 If the condition (2) is satisfied, it is possible to provide the medium with a refractive power sufficient to correct chromatic aberration and Petzval sum without increasing Δn extremely. If the lower limit of 0.05 of the condition (2) is exceeded, chromatic aberration and Petzval sum will be insufficiently corrected. If the upper limit of 2 is exceeded, these aberrations are overcorrected, which is not preferable.
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。
It is more preferable that the following condition (2-1) is satisfied instead of the condition (2).
また、下記条件(2−2)を満足すれば一層望ましい。
It is more desirable that the following condition (2-2) be satisfied.
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。 Another third configuration of the present invention is an optical system composed of a plurality of lens groups, wherein at least one lens in the optical system is a refractive index distribution lens having a refractive index distribution in a medium. It is characterized in that a lens group having one element moves on the optical axis mainly for zooming, and the aperture stop moves on the optical axis together with this moving lens group. In the case where a refractive index distribution lens is used for a lens group that moves during zooming in a zoom optical system, it is desirable that the movable refractive index distribution lens and the aperture stop be moved integrally on the optical axis. With this configuration, the height of off-axis light rays entering the refractive index distribution lens becomes substantially constant irrespective of the zoom state, and it becomes possible to correct aberrations well in all states.
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。 If the refractive index distribution lens and the aperture stop do not move together on the optical axis, it is difficult to satisfactorily correct off-axis aberrations such as coma in all states from the wide-angle end to the telephoto end. Become.
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。 Further, if the refractive index distribution lens and the aperture stop are moved integrally on the optical axis, there is an advantage in terms of cost reduction in addition to an advantage in aberration correction. That is, the off-axis ray height near the aperture stop is relatively low, and the diameter of the gradient index lens can be reduced. If the lens diameter of the gradient index lens is small, the manufacturing cost of the gradient index lens element is reduced, and a low-cost optical system can be achieved. Further, even when the refractive index distribution lens is not movable, disposing the refractive index distribution lens near the aperture stop is effective for reducing the cost of the optical system.
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。 As described above, when the gradient index lens is disposed near the aperture stop, the present invention is not limited to the radial type gradient index lens but may be an axial type gradient index lens or an aspheric lens. Further, the refractive index distribution lens and the stop can be incorporated in the same lens frame member and can be moved on the optical axis. Further, the refractive index distribution lens and the stop may be incorporated in different lens frame members and moved on the optical axis respectively.
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。 Also, it is desirable that the sign (positive or negative sign) of the refractive power of the medium of the radial type gradient index lens be the same as the sign of the refractive power of the lens group using the radial type gradient index lens. This is particularly advantageous for correcting Petzval sum.
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。 In the radial type gradient index lens, the denominator of the second term of the equation is squared, as is clear from equation (c). Therefore, the Petzval sum generated can be reduced as compared with a homogeneous lens having the same refractive power. Therefore, it is desirable that the medium has a refractive power having the same sign as the refractive power of the lens group. In particular, when a refractive index distribution lens is used for a lens group mainly contributing to zooming, it is desirable because the optical system can be reduced in size. For example, the optical system having the above-described configuration, which includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a subsequent lens group. In a case where a radial type gradient index lens is used for the second lens group in an optical system in which the second lens group mainly has a zooming function, the medium preferably has a positive refractive power.
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。 In the case of a negative, positive, negative, positive four-group zoom optical system or a negative, positive, positive three-group zoom optical system, when the second lens group mainly has a zooming function, a lens group other than the second lens group is used as a movable group during zooming. It is preferable to correct the image plane position.
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。 In the case of an optical system having two or more lens units having a variable power function, if a radial type gradient index lens is used for any one of the lens units having a variable power function, the size and cost can be reduced. Can be achieved. For example, the first lens group having a positive refractive power, the second lens group having a negative refractive power, the third lens group having a positive refractive power, and the subsequent lens groups, and the second lens group and the third lens group. In the case where the lens group is a variable power optical system in which the lens group has a variable power function, any one of the second lens group and the third lens group, or both the second lens group and the third lens group If a radial type gradient index lens is used for the group, the size and cost of the optical system can be reduced.
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。 In the zoom optical systems having the respective configurations according to the present invention, it is preferable that at least one surface of the radial type gradient index lens used in these optical systems is flat, because flat polishing is less expensive than spherical polishing. In addition, it is more preferable that the radial type gradient index lens has a two-sided planar shape in order to achieve low cost.
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。 Further, in an optical system using an image pickup device such as a CCD, it is desirable to reduce an incident angle of an off-axis ray on an image plane in order to prevent a shortage of light amount in a peripheral portion of an image. In order to reduce the angle of incidence of off-axis light rays on the image plane, it is preferable that the lens closest to the image in the optical system be a positive lens or a positive cemented lens.
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。 Also, in order to make the optical system compact and low cost with a small number of lenses, the most image side lens of the lens system composed of a plurality of lens groups should be a positive lens, and a radial type It is desirable to adopt a configuration in which a refractive index distribution lens is arranged. In the optical system having such a configuration, when the lens group including the radial type gradient index lens moves on the optical axis, the light flux from the radial type gradient index lens is converged on the image plane by the positive lens closest to the image side. The zoom optical system can be configured with a small number of lenses.
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。 Also, in an optical system that requires a certain degree of back focus, in order to achieve miniaturization and cost reduction, in a lens system composed of a plurality of lens groups, the lens closest to the image as a positive lens, It is desirable to include a lens group having a configuration in which a negative lens is disposed on the object side of the positive lens and a radial type gradient index lens is disposed on the object side of the negative lens. The negative lens of this lens system mainly has the function of increasing the back focus.
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。 In the zoom optical system having a plurality of lens groups according to the third configuration of the present invention, it is desirable that the first lens group closest to the object be fixed during zooming. If the first lens group is fixed as described above, the strength against an external impact or pressure can be increased in the lens frame configuration. If the first lens group is movable, the movable mechanism of the lens frame may be damaged by external impact or pressure.
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。 Further, in a zoom optical system including a plurality of lens groups, it is desirable that the lens group closest to the image side in terms of aberration correction be fixed during zooming. The lens group closest to the image mainly has an image forming function. Therefore, if this lens group is fixed, fluctuations in aberrations during zooming can be reduced.
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。 In the zoom optical system of each configuration of the present invention, it is desirable to satisfy the following condition (3) in order to sufficiently and sufficiently correct chromatic aberration by the radial type gradient index lens used in the optical system.
(3) 1/V1d<0.15
もし、条件(3)を満足しないと色収差が補正不足になる。
(3) 1 / V 1d <0.15
If the condition (3) is not satisfied, chromatic aberration will be insufficiently corrected.
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。 It is more preferable that the following condition (3-1) is satisfied instead of the condition (3).
(3−1) −0.1<1/V1d<0.1
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。
(3-1) −0.1 <1 / V 1d <0.1
If the value exceeds the upper limit of 0.1 to condition (3-1), chromatic aberration will be undercorrected. If the lower limit of -0.1 is exceeded, chromatic aberration will be overcorrected.
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。 It is more desirable that the following condition (3-2) is satisfied instead of the condition (3-1).
(3−2) −0.02<1/V1d<0.02
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。
(3-2) −0.02 <1 / V 1d <0.02
In particular, when the optical system is used as an optical system requiring high-definition image quality, it is desirable to satisfy the following condition (3-3).
(3−3) −0.01<1/V1d<0.01
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。
(3-3) −0.01 <1 / V 1d <0.01
The optical system of the present invention described above is used as an optical system of a silver halide camera, a video camera, a digital camera, an endoscope, an imaging device, a measuring instrument, and the like.
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。 In the case of manufacturing a radial type gradient index lens by, for example, an ion exchange method or a sol-gel method, it is not easy to control the refractive index distribution with high accuracy, and the refractive index distribution at the outer periphery of the lens may deviate from a designed value. The material whose refractive index distribution deviates from the design value can be used as a non-defective lens by correcting the deviation amount by processing the outer diameter. For example, a non-defective product can be obtained relatively easily by removing the outer peripheral portion of the lens material or adding a transparent member such as a resin to correct the deviation amount. Further, by providing a diaphragm, it is possible to shield the light beam so as not to pass through the outer peripheral portion.
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。 Further, as described above, the radial type gradient index lens can control the chromatic aberration generated in the medium to a desired value, so that a prism optical system with less chromatic aberration can be achieved by using this.
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。 In general, when glass is given a prism function to refract the optical axis, chromatic aberration occurs due to a difference in refractive index depending on the wavelength on the refraction surface. Therefore, if the prism optical system is configured using a radial type gradient index lens, it is possible to satisfactorily correct the chromatic aberration of the entire prism optical system by setting the chromatic aberration generated in the medium to a desired value. In this case, it is desirable to use only one radial type gradient index lens used in the prism optical system in order to achieve low cost.
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10mm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。 Further, as the size of various optical systems is reduced, the diameter of a lens used in the optical system also tends to be reduced. However, when the diameter of the lens is small, it becomes difficult to assemble a plurality of lenses with high accuracy. In particular, it is not easy to assemble a lens having a diameter of 10 mm or less with high accuracy. Therefore, it is desired that the number of lenses in the optical system is small, and for that purpose, it is preferable to use a gradient index lens. By using a refractive index distribution lens, it is possible to obtain an optical system having good optical performance with a smaller number of lenses than a homogeneous lens, and thus it is easy to assemble the lens. In addition, the refractive index distribution lens tends to be thicker, so that the edge thickness is relatively thicker, which makes it easier to hold the lens and assemble it with high precision.
屈折率分布レンズは、レンズの直径が10mm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。 The refractive index distribution lens is effectively used for a lens having a diameter of 10 mm or less, and more effective for a lens having a diameter of 5 mm or less. However, in view of manufacturability, the refractive index distribution lens preferably has a lens diameter of 0.1 mm or more. If the diameter is extremely small, it becomes difficult to hold or process the lens. Therefore, more preferably, the diameter of the gradient index lens is 0.2 mm or more.
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。 In addition, when the diameter of the radial type gradient index lens is small, the cost for producing the material is reduced, which is also desirable from this point.
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。
Further, in recent years, the diameter of an image sensor has tended to decrease with the increase in the density of the image sensor such as a CCD. Therefore, it is desirable to use a gradient index lens even in an optical system using an image sensor. In particular, it is effective to use a gradient index lens in an optical system in which the size of an image pickup device such as a CCD has a screen diagonal length of 1/2 inch (
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。 Further, the refractive index distribution material used in the optical system of the present invention is approximated by the square equation represented by the equation (a). However, in the case of a refractive index distribution material represented by an expression other than the expression (a), it is possible to approximate the expression (a) and apply it to the optical system of the present invention.
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。 Further, the present invention is not limited to what is described in the claims, but may be any as long as it substantially satisfies the configuration described in the claims.
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。 The optical system of the present invention was able to achieve good optical performance with a small optical system having a small number of lenses by effectively arranging the radial type gradient index lenses. In particular, in a zoom optical system, a small, high-performance optical system is realized by using a radial type gradient index lens for a lens group that contributes to zooming.
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。 Next, an optical system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
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 N0 N1
d線 1.65000 -9.2600 ×10-3
C線 1.64512 -9.2557 ×10-3
F線 1.66138 -9.2700 ×10-3
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 N0 N1 N2
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
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 N0 N1
d線 1.65000 -9.2600 ×10-3
C線 1.64512 -9.2557 ×10-3
F線 1.66138 -9.2700 ×10-3
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 N0 N1 N2
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
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 N0 N1 N2
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
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 N0 N1
d線 1.65000 -9.2600 ×10-3
C線 1.64512 -9.2557 ×10-3
F線 1.66138 -9.2700 ×10-3
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 N0 N1 N2
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
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
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 N0 N1
d線 1.65000 -9.2600 ×10-3
C線 1.64487 -9.2558 ×10-3
F線 1.66197 -9.2699 ×10-3
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 N0 N1
d線 1.67800 -9.0245 ×10-3
C線 1.67265 -9.0959 ×10-3
F線 1.69049 -8.8577 ×10-3
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 N0 N1 N2
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、d1 ,d2 ,・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、n1 ,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。
Each embodiment of the present invention is an optical system having the following data in the configuration shown in FIGS.
Example 1
f = 6.56 to 10.78 to 18.91, F number = 3.6 to 4.7 to 6.2
2ω = 60.4 ° ~ 36 ° ~ 20 °
r 1 = ∞ d 1 = 0.8000 n 1 = 1.81600 ν 1 = 46.62
r 2 = 5.6195 d 2 = 0.4788
r 3 = 6.1295 d 3 = 0.9983 n 2 = 1.84666 ν 2 = 23.78
r 4 = 11.5281 d 4 = D 1 (variable)
r 5 = ∞ (aperture) d 5 = 0.5000
r 6 = ∞ d 6 = 5.9864 n 3 (refractive index distribution lens)
r 7 = ∞ d 7 = D 2 (variable)
r 8 = 11.6948 d 8 = 0.8000 n 4 = 1.74077 ν 4 = 27.79
r 9 = 5.7435 d 9 = D 3 (variable)
r 10 = 15.2627 d 10 = 1.4009 n 5 = 1.88300 ν 5 = 40.76
r 11 = -26.2228 d 11 = 0.1993
r 12 = ∞ d 12 = 1.6000 n 6 = 1.51633 ν 6 = 64.14
r 13 = ∞d 13 = 1.6000 n 7 = 1.51633 ν 7 = 64.14
r 14 = ∞ d 14 = 0.4000
r 15 = ∞ d 15 = 0.7500 n 8 = 1.51633 ν 8 = 64.14
r 16 = ∞ d 16 = 1.1255
r 17 = ∞ (image)
f 6.56 10.78 18.91
D 1 11.06493 5.95704 0.50000
D 2 5.81906 6.47619 11.96499
D 3 1.82166 6.33050 6.36121
Refractive index distribution lens wavelength N 0 N 1
d-line 1.65000 -9.2600 × 10 -3
C line 1.64512 -9.2557 × 10 -3
F line 1.66138 -9.2700 × 10 -3
Example 2
f = 6.68 to 10.93 to 19.39, F number = 2.4 to 3.1 to 4.2
2ω = 60 ° ~ 36 ° ~ 19.8 °
r 1 = −361.5471 d 1 = 1.0000 n 1 = 1.81600 ν 1 = 46.62
r 2 = 7.0279 d 2 = 0.8270
r 3 = 7.6415 d 3 = 2.4141 n 2 = 1.84666 ν 2 = 23.78
r 4 = 12.9691 d 4 = D 1 (variable)
r 5 = ∞ (aperture) d 5 = 0.5000
r 6 = ∞ d 6 = 4.7683 n 3 (refractive index distribution lens)
r 7 = ∞ d 7 = D 2 (variable)
r 8 = 11.9747 d 8 = 0.9999
r 9 = 6.5959 d 9 = D 3 (variable)
r 10 = 21.3761 d 10 = 1.8432 n 5 = 1.88300 ν 5 = 40.76
r 11 = -21.3051 d 11 = 1.0000
r 12 = ∞ d 12 = 1.6000 n 6 = 1.51633 ν 6 = 64.14
r 13 = ∞d 13 = 1.6000 n 7 = 1.51633 ν 7 = 64.14
r 14 = ∞ d 14 = 1.0000
r 15 = ∞ d 15 = 0.7500 n 8 = 1.51633 ν 8 = 64.14
r 16 = ∞ d 16 = 1.1681
r 17 = ∞ (image)
f 6.68 10.93 19.39
D 1 14.87539 8.67516 2.00000
D 2 7.18816 8.25510 15.35672
D 3 0.95504 6.09207 5.68683
Refractive index distribution lens wavelength N 0 N 1 N 2
d-line 1.75000 -9.4769 × 10 -3 4.7643 × 10 -6
C line 1.74250 -9.4684 × 10 -3 4.7643 × 10 -6
F line 1.76750 -9.4968 × 10 -3 4.7643 × 10 -6
Example 3
f = 6.58-10.05-18.18, F-number = 3.8-4.0-4.8
2ω = 59.8 ° -36.2 ° -20 °
r 1 = 16.8604 d 1 = 2.1134 n 1 = 1.83481 ν 1 = 42.72
r 2 = -391.7314 d 2 = D 1 (variable)
r 3 = 103.5216 d 3 = 1.0000 n 2 = 1.61800 ν 2 = 63.33
r 4 = 6.9508 d 4 = 1.4921
r 5 = −7.4105 d 5 = 1.0000 n 3 = 1.79216 ν 3 = 54.68
r 6 = -68.1757 d 6 = D 2 (variable)
r 7 = ∞ (aperture) d 7 = 1.0000
r 8 = 87.3294 d 8 = 5.8926 n 4 (refractive index distribution lens)
r 9 = ∞d 9 = 4.0561
r 10 = 12.55839 d 10 = 1.0000 n 5 = 1.84666 ν 5 = 23.78
r 11 = 8.5354 d 11 = 5.1373
r 12 = 13.2633 d 12 = 1.21414 n 6 = 1.83481 ν 6 = 42.72
r 13 = 136.3787 d 13 = D 3 (variable)
r 14 = ∞ d 14 = 1.8000 n 7 = 1.61700 ν 7 = 62.80
r 15 = ∞ d 15 = 0.2000
r 16 = ∞ d 16 = 0.7500 n 8 = 1.51633 ν 8 = 64.14
r 17 = ∞ d 17 = 1.1715
r 18 = ∞ (image)
f 6.58 10.05 18.18
D 1 1.06245 2.85460 3.49323
D 2 10.72360 6.43554 0.50000
D 3 0.49996 2.33703 8.32438
Refractive index distribution lens wavelength N 0 N 1
d-line 1.65000 -9.2600 × 10 -3
C line 1.64512 -9.2557 × 10 -3
F line 1.66138 -9.2700 × 10 -3
Example 4
f = 6.12 to 10.37 to 17.41, F number = 3.1 to 3.3 to 3.4
2ω = 64 ° ~ 37.8 ° ~ 22.8 °
r 1 = 21.5966 d 1 = 2.4811 n 1 = 1.84666 ν 1 = 23.78
r 2 = 83.9279 d 2 = D 1 (variable)
r 3 = 2148.0415 d 3 = 0.7999 n 2 = 1.77250 ν 2 = 49.60
r 4 = 7.7737 d 4 = D 2 (variable)
r 5 = ∞ (aperture) d 5 = 1.0000
r 6 = ∞d 6 = 7.0573 n 3 (refractive index lens)
r 7 = ∞ d 7 = D 3 (variable)
r 8 = 25.3819 d 8 = 0.7999 n 4 = 1.84666 ν 4 = 23.78
r 9 = 6.9348 d 9 = D 4 (variable)
r 10 = 160.7405 d 10 = 2.0020 n 5 = 1.84666 ν 5 = 23.78
r 11 = -9.8318 d 11 = D 5 (variable)
r 12 = ∞ d 12 = 1.6000 n 6 = 1.51633 ν 6 = 64.14
r 13 = ∞d 13 = 1.6000 n 7 = 1.51633 ν 7 = 64.14
r 14 = ∞ d 14 = 1.5000
r 15 = ∞ d 15 = 0.7500 n 8 = 1.51633 ν 8 = 64.14
r 16 = ∞d 16 = 1.1568
r 17 = ∞ (image)
f 6.12 10.37 17.41
D 1 1.89674 6.02579 9.83419
D 2 15.19674 7.32933 1.00000
D 3 2.27608 0.14807 0.42202
D 4 0.92932 3.69229 5.15328
D 5 0.19982 3.32183 4.12121
Refractive index distribution lens wavelength N 0 N 1 N 2
d-line 1.65000 -9.2600 × 10 -3 1.0785 × 10 -5
C line 1.64512 -9.2557 × 10 -3 1.0780 × 10 -5
F line 1.66138 -9.2700 × 10 -3 1.0796 × 10 -5
g-line 1.67083 -9.2518 × 10 -3 1.1185 × 10 -5
Example 5
f = 4.75 to 8.67 to 13.94, F number = 2.7 to 3.8 to 4.8
2ω = 71 ° ~ 40.5 ° ~ 24.2 °
r 1 = 295.4949 d 1 = 1.6000 n 1 = 1.84666 ν 1 = 23.78
r 2 = -33.3209 d 2 = 0.2000
r 3 = -61.1954 d 3 = 0.8000 n 2 = 1.61800 ν 2 = 46.62
r 4 = 5.4615 d 4 = 2.0212
r 5 = 6.3586 d 5 = 1.6000 n 3 = 1.84666 ν 3 = 23.78
r 6 = 7.8635 d 6 = D 1 (variable)
r 7 = ∞ d 7 = 6.9390 n 4 (refractive index distribution lens)
r 8 = ∞ d 8 = D 2 (variable)
r 9 = 6.7708 d 9 = 0.7997 n 5 = 1.84666 ν 5 = 23.78
r 10 = 4.5573 d 10 = D 3 (variable)
r 11 = 26.7807 d 11 = 1.8000 n 6 = 1.81600 ν 6 = 46.62
r 12 = -11.9170 d 12 = 0.1999
r 13 = ∞d 13 = 1.6000 n 7 = 1.51633 ν 7 = 64.14
r 14 = ∞ d 14 = 1.6000 n 8 = 1.51633 ν 8 = 64.14
r 15 = ∞ d 15 = 0.4000
r 16 = ∞ d 16 = 0.7500 n 9 = 1.51633 ν 9 = 64.14
r 17 = ∞ d 17 = 1.1419
r 18 = ∞ (image)
f 4.75 8.67 13.94
D 1 11.45422 5.39034 1.00000
D 2 3.98909 5.04270 11.13732
D 3 2.20490 7.18586 5.47117
Refractive index distribution lens wavelength N 0 N 1 N 2
d-line 1.80000 -8.3994 × 10 -3 6.9866 × 10 -6
C line 1.79200 -8.3821 × 10 -3 6.9866 × 10 -6
F line 1.81867 -8.4397 × 10 -3 6.9866 × 10 -6
g-line 1.83483 -8.4356 × 10 -3 6.9866 × 10 -6
e-line 1.80630 -8.4145 × 10 -3 6.9866 × 10 -6
Example 6
f = 4.22 ~ 7.46 ~ 11.59, F number = 3.5 ~ 3.7 ~ 3.9
2ω = 59.2 ° -32.6 ° -21 °
r 1 = -83.2538 d 1 = 0.9563 n 1 = 1.72916 ν 1 = 54.68
r 2 = 13.7980 d 2 = D 1 (variable)
r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 1.0000
r 4 = 8.2784 d 4 = 6.1835 n 2 (refractive index distribution lens)
r 5 = 3.7725 d 5 = 3.4709
r 6 = 9.3241 d 6 = 1.5000 n 3 = 1.72916 ν 3 = 54.68
r 7 = -21.8979 d 7 = D 2 (variable)
r 8 = ∞ d 8 = 1.8000
r 9 = ∞d 9 = 0.2000
r 10 = ∞ d 10 = 0.7500 n 5 = 1.51633 ν 5 = 64.14
r 11 = ∞ d 11 = 1.2424
r 12 = ∞ (image)
f 4.22 7.46 11.5
D 1 23.99294 7.93421 0.50000
D 2 1.00000 2.93580 5.39558
Refractive index distribution lens wavelength N 0 N 1
d-line 1.65000 -9.2600 × 10 -3
C line 1.64512 -9.2557 × 10 -3
F line 1.66138 -9.2700 × 10 -3
Example 7
f = 7.82 to 10.73 to 23.55, F number = 2.6 to 3.2 to 5.0
2ω = 45.8 ° -23 ° -15 °
r 1 = -87.9283 d 1 = 1.0110 n 1 = 1.88300 ν 1 = 40.76
r 2 = 8.5547 d 2 = 0.3932
r 3 = 8.7336 d 3 = 3.9684 n 2 = 1.68893 ν 2 = 31.08
r 4 = 94.0338 d 4 = D 1 (variable)
r 5 = ∞ (aperture) d 5 = 1.0502
r 6 = ∞ d 6 = 11.8703 n 3 (refractive index distribution lens)
r 7 = 5.0684 d 7 = D 2 (variable)
r 8 = 21.3858 d 8 = 2.4007 n 4 = 1.60300 ν 4 = 65.44
r 9 = -19.6447 d 9 = D 3 (variable)
r 10 = ∞ d 10 = 2.0200 n 5 = 1.51633 ν 5 = 64.14
r 11 = ∞ d 11 = 1.6000 n 6 = 1.51633 ν 6 = 64.14
r 12 = ∞d 12 = 1.6000
r 13 = ∞d 13 = 0.7500 n 7 = 1.51633 ν 7 = 64.14
r 14 = ∞ d 14 = 1.1586
r 15 = ∞ (image)
f 7.82 10.78 23.55
D 1 20.16326 15.52315 2.07349
D 2 2.42907 8.51751 21.98237
D 3 1.61275 0.19996 0.19997
Refractive index distribution lens wavelength N 0 N 1 N 2
d-line 1.58000 -6.0000 × 10 -3 2.0040 × 10 -5
C line 1.57652 -5.9775 × 10 -3 1.9965 × 10 -5
F line 1.58812 -6.0525 × 10 -3 2.0216 × 10 -5
Example 8
f = 6.55 ~ 11 ~ 19.46, F number = 3.6 ~ 4.8 ~ 6.4
2ω = 60.4 ° -35.6 ° -14.1 °
r 1 = 40.9080 d 1 = 0.7999 n 1 = 1.69680 ν 1 = 55.53
r 2 = 5.7662 d 2 = 1.403
r 3 = 6.1102 d 3 = 1.2293 n 2 = 1.84666 ν 2 = 23.78
r 4 = 7.3191 d 4 = D 1 (variable)
r 5 = ∞ (aperture) d 5 = 0.5000
r 6 = 10.7147 d 6 = 1.2317 n 3 = 1.77250 ν 3 = 49.60
r 7 = -202.6535 d 7 = 2.7200
r 8 = 15.4248 d 8 = 1.6245 n 4 = 1.88300 ν 4 = 40.76
r 9 = -7.0963 d 9 = 0.1988
r 10 = −6.0819 d 10 = 0.8000 n 5 = 1.84666 ν 5 = 23.78
r 11 = 59.2972 d 11 = D 2 (variable)
r 12 = 15.5725 d 12 = 0.8000 n 6 = 1.54814 ν 6 = 45.78
r 13 = 5.77769 d 13 = D 3 (variable)
r 14 = 13.2623 d 14 = 1.9556
r 15 = -40.0039 d 15 = 0.1998
r 16 = ∞ d 16 = 1.6000 n 8 = 1.51633 ν 8 = 64.14
r 17 = ∞ d 17 = 1.6000 n 9 = 1.51633 ν 9 = 64.14
r 18 = ∞ d 18 = 0.4000
r 19 = ∞ d 19 = 0.7500 n 10 = 1.51633 ν 10 = 64.14
r 20 = ∞ d 20 = 1.1663
r 21 = ∞ (image)
f 6.55 11 19.46
D 1 11.53674 5.96880 0.50000
D 2 2.09559 2.70333 7.71887
D 3 2.60453 7.57840 8.04678
Example 9
f = 7.52, F number = 2.9, 2ω = 59 °
r 1 = ∞ (aperture) d 1 = 0.5000
r 2 = −4.2544 d 2 = 3.3444 n 1 (refractive index distribution lens)
r 3 = -8.1332 d 3 = 3.0948
r 4 = 10.1395 d 4 = 3.9600 n 2 = 1.80610 ν 2 = 40.92
r 5 = -4.6038 d 5 = 0.7983 n 3 = 1.84666 ν 3 = 23.78
r 6 = -25.3258 d 6 = 2.4766
r 7 = ∞ d 7 = 1.6000 n 4 = 1.51633 ν 4 = 64.14
r 8 = ∞ d 8 = 1.6000 n 5 = 1.51633 ν 5 = 64.14
r 9 = ∞d 9 = 0.5000
r 10 = ∞ d 10 = 0.7500 n 6 = 1.48749 ν 6 = 70.23
r 11 = ∞ d 11 = 1.1912
r 12 = ∞ (image)
Refractive index distribution lens wavelength N 0 N 1
d-line 1.65000 -9.2600 × 10 -3
C line 1.64487 -9.2558 × 10 -3
F line 1.66197 -9.2699 × 10 -3
Example 10
r 1 = ∞ (aperture) d 1 = 15.0000 n 1 (refractive index distribution lens)
r 2 = ∞d 2 = 0.0925
r 3 = ∞ (image)
Refractive index distribution lens wavelength N 0 N 1
d line 1.67800 -9.0245 × 10 -3
C line 1.67265 -9.0959 × 10 -3
F line 1.69049 -8.8577 × 10 -3
Example 11
f = 4.89 to 8.63 to 20.4, F number = 3.2 to 4.1 to 6.6
2ω = 76.6 ° -44.4 ° -19.2 °
r 1 = 17.8104 d 1 = 2.6456 n 1 = 1.74100 ν 1 = 52.64
r 2 = 6.7693 d 2 = 2.5884
r 3 = 330.8548 d 3 = 0.8000 n 2 = 1.60300 ν 2 = 65.44
r 4 = 8.6751 d 4 = 0.7126
r 5 = 8.4625 d 5 = 1.6000 n 3 = 1.84666 ν 3 = 23.78
r 6 = 16.3699 d 6 = D 1 (variable)
r 7 = ∞ (aperture) d 7 = 0.5000
r 8 = ∞ d 8 = 5.4448 n 4 (refractive index distribution lens)
r 9 = -40.2775 d 9 = D 2 (variable)
r 10 = 7.1860 d 10 = 2.8854 n 5 = 1.78472 ν 5 = 25.68
r 11 = 4.5503 d 11 = D 3 (variable)
r 12 = 29.4393 d 12 = 2.0000 n 6 = 1.69680 ν 6 = 55.53
r 13 = -12.3722 d 13 = 0.2000
r 14 = ∞ d 14 = 1.6000 n 7 = 1.51633 ν 7 = 64.14
r 15 = ∞ d 15 = 1.6000 n 8 = 1.51633 ν 8 = 64.14
r 16 = ∞ d 16 = 0.4000
r 17 = ∞ d 17 = 0.7500 n 9 = 1.51633 ν 9 = 64.14
r 18 = ∞d 18 = 1.1493
r 19 = ∞ (image)
f 4.89 8.63 20.4
D 1 17.65743 8.86991 1.00000
D 2 4.75469 6.19762 16.16667
D 3 2.00000 5.65005 9.32004
Refractive index distribution lens wavelength N 0 N 1 N 2
d-line 1.70000 -6.2418 × 10 -3 -1.1880 × 10 -5
C line 1.69475 -6.2588 × 10 -3 -1.1912 × 10 -5
F line 1.71225 -6.2021 × 10 -3 -1.1804 × 10 -5
g-line 1.72241 -6.1441 × 10 -3 -1.1589 × 10 -5
Where r 1 , r 2 ,... Are the radii of curvature of each lens surface, d 1 , d 2 ,... Are the thicknesses and lens intervals of each lens, and n 1 , n 2 ,. refractive index, ν 1, ν 2, ··· is the Abbe number of each lens.
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。 Example 1 is an optical system having the configuration shown in FIG. 1, which includes, in order from the object side, a first group having a negative refractive power, a second group having a positive refractive power, and a third group having a negative refractive power. This is a zoom optical system including a fourth lens unit having a positive refractive power. The parallel plates arranged in the fourth and subsequent groups are various filters such as a low-pass filter and an infrared cut filter and a cover glass of the image pickup device.
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。 In this embodiment, the first unit is fixed at the time of zooming, has an action of guiding the on-axis light beam and the off-axis light beam to the second group, and the second group is movable at the time of zooming, and mainly has a zooming action. The third unit is movable at the time of zooming and has an action of mainly correcting a shift of the image plane position due to the zooming, and the fourth unit is fixed at the time of zooming and controls the luminous flux from the third unit. It has the function of forming an image.
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。 As described above, Example 1 was a four-group zoom optical system of negative, positive, negative, positive, and was able to achieve a small and low-cost optical system by using a radial type gradient index lens in the optical system. In addition, by using a radial type gradient index lens for the second lens unit having a variable power function, the refracting power of the second lens unit is strengthened, and various aberrations can be satisfactorily corrected despite the miniaturization of the optical system. Is now possible. Further, by using the radial type gradient index lens, the second group can be constituted by one lens, and a low-cost optical system can be obtained.
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。 Further, the optical system according to the present invention can perform focusing on a short-distance object point by moving the negative lens which is the third group along the optical axis. Focusing can also be performed by moving the first lens unit along the optical axis.
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。 The first group mainly includes a negative lens and a positive lens in order from the object side in order to favorably correct off-axis aberrations such as chromatic aberration of magnification and distortion. In addition, by fixing the first lens unit at the time of zooming, it is possible to adopt a lens frame configuration that increases the strength against external impact and pressure.
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。 Further, the lens unit (the fourth unit) closest to the image side is fixed at the time of zooming, thereby making it possible to suppress the fluctuation of aberration due to zooming.
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。 In the optical system according to the first embodiment, the stop is arranged on the object side of the second unit, and the stop is moved integrally with the second unit during zooming, so that aberration variation during zooming is small. I made it. Therefore, since the radial type gradient index lens and the stop, which are the second group, move together, the diameter of the radial type gradient index lens can be reduced, and the cost can be reduced. The third and fourth units on the image side of the radial type gradient index lens are constituted by a negative lens (third unit) and a positive lens (fourth unit). That is, the image side of the radial type gradient index lens is composed of a negative lens and a positive lens in order from the object side, so that the optical system can be composed of a small number of lenses. In other words, the lens configuration on the image side of the first lens unit having the function of widening the angle of view is a triplet configuration of a positive lens, a negative lens, and a positive lens, so that various aberrations can be effectively corrected with a small number of lenses. In addition, since the lens closest to the image side is a positive lens, off-axis rays can be incident on the image plane almost parallel to the optical axis. Further, all the lenses other than the refractive index distribution lens are constituted by homogeneous spherical lenses, so that there is little adverse effect due to the eccentricity of the optical system (it is strong against eccentricity) and the cost can be reduced. In addition, both surfaces of the radial type gradient index lens are flattened, thereby achieving cost reduction.
この実施例1の収差状況は、図14、図15、図16に示す通りである。 The aberration states of the first embodiment are as shown in FIGS.
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。 In the second embodiment, the first unit having a negative refractive power fixed at the time of zooming, the second unit having a positive refractive power movable at the time of zooming, and The zoom optical system includes a movable third lens unit having a negative refractive power and a fourth lens unit fixed at the time of zooming and having a positive refractive power. The second group includes a radial type gradient index lens. I have. That is, the second embodiment is an optical system having a four-group configuration of negative, positive, negative, positive, and can be made small and inexpensive by using a radial type gradient index lens in the optical system.
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
The operation of each group of the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the F-number is smaller than that of the first embodiment, and a bright optical system is provided. For this reason, the spherical aberration particularly generated in the second group tends to be large. However, the spherical aberration is favorably corrected by using a radial type gradient index lens in this group. This second group of positive refractive power has negative spherical aberration.
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。 Then, a positive spherical aberration is generated in the medium so that the spherical aberration is favorably corrected.
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。 Example 3 has a configuration as shown in FIG. 3 and includes, in order from the object side, a first group having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, and a third group having a positive refractive power. Zoom optical system.
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。 Of each group of this optical system, the first group has a function of guiding the on-axis and off-axis light beams to the second group while being fixed at the time of zooming, and the second and third groups are movable at the time of zooming. It has a doubling effect and has an effect of correcting a shift of an image plane position due to zooming by changing the distance between the two units.
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。 The third embodiment is a three-group positive / negative / positive zoom optical system, which achieves miniaturization and cost reduction by using a radial type gradient index lens in the optical system.
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。 The third embodiment is a zoom optical system in which a positive lens group precedes, but a third type group having a variable power function is provided with a radial type gradient index lens element to increase the refractive power of this group. Despite achieving miniaturization, various aberrations are satisfactorily corrected. The first group is composed of one positive lens, the second group is composed of two negative lenses, and the third group is composed of three lenses of a positive lens, a negative lens and a positive lens. The most object-side lens was a radial type gradient index lens. The diaphragm is disposed on the object side of the third lens unit, and the third lens unit and the diaphragm are moved integrally to reduce the diameter of the radial type gradient index lens element to reduce the cost. Further, the third lens unit is moved along the optical axis to perform focusing on a short-distance object point. Even if the positive lens closest to the object in the third lens group is movable, focusing to an object at a close distance is possible. Further, by forming the image side of the radial type gradient index lens element of the third group in order from the object side with a negative lens and a positive lens, an optical system having good performance with a small number of lenses is obtained. In addition, lenses other than the radial type gradient index lenses are all constituted by homogeneous spherical lenses, so that they are strong in eccentricity and can achieve low cost. Also, the cost is reduced by making both surfaces of the radial type gradient index lens flat.
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。 Example 4 is an optical system having the configuration shown in FIG. 4, and includes, in order from the object side, a first group having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, and a third group having a positive refractive power. And a fourth optical unit having a negative refractive power and a fifth optical unit having a positive refractive power.
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。 In this optical system, the first unit is fixed at the time of zooming and has an action of guiding on-axis and off-axis light beams, and the second and third units are movable at the time of zooming and mainly have a zooming action. The fourth unit mainly has a function of correcting a shift of the image plane position due to zooming, and the fifth group has a function of forming an image of the light flux from the fourth group on the image plane. are doing. In this embodiment, miniaturization and cost reduction are achieved by using a radial type gradient index lens element in a positive-negative positive-negative positive five-group zoom optical system.
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。 The fourth embodiment is a zoom optical system that precedes the positive lens group, but uses a radial type gradient index lens for the third lens group that mainly has a variable power function, thereby increasing the refractive power of this lens group to achieve miniaturization. Thus, various aberrations are satisfactorily corrected in spite of increasing the refractive power of the third lens unit. Each group consisted of one lens.
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。 Further, the stop is arranged on the object side of the third lens unit, and the stop is moved integrally with the third lens unit so as to reduce aberration fluctuations during zooming. Further, since the diaphragm and the radial type gradient index lens are moved integrally, the diameter of the radial type gradient index lens can be reduced, and the cost can be reduced. Further, the fourth group on the image side of the radial type gradient index lens is composed of one negative lens, and the fifth group is composed of one positive lens, that is, the image side of the radial type gradient index lens has only a negative lens and a positive lens. , Thereby achieving miniaturization.
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。 In the optical system according to the fourth embodiment, the fourth lens unit is moved along the optical axis to perform focusing on an object at a short distance. It is also possible to perform focusing to a close object point by using the positive lens of the fifth group.
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。 In this embodiment, all the lenses except the radial type gradient index lenses are homogeneous spherical lenses, and the optical system is strong against eccentricity, so that the cost can be reduced. In addition, both surfaces of the radial type gradient index lens are flat, which can also be achieved at low cost.
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。 Example 5 is an optical system having a configuration shown in FIG. 5, and includes, in order from the object side, a first group having a negative refractive power, a second group having a positive refractive power, and a third group having a negative refractive power. This is a zoom optical system including a fourth lens unit having a positive refractive power.
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。 In this optical system, the first unit is fixed at the time of zooming and has an action of guiding the on-axis light beam and the off-axis light beam to the second group, and the second group is movable at the time of zooming and mainly has a zooming action. The third lens unit is movable at the time of zooming, and has an action of mainly correcting an image plane position shift caused by zooming, and the fourth lens unit is fixed at the time of zooming and couples the light flux from the third lens unit. It has the function of imaging. Thus, the present invention is a four-group zoom optical system of negative, positive, negative, positive, and small size and low cost by using a radial type lens in the optical system.
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。 In Example 5, an optical system having a wide angle of view was obtained by increasing the number of components of the first group to three as compared with Example 1. Further, a radial type gradient index lens is used for the second group having a variable power function, so that the refractive power of the second group is strengthened to achieve the miniaturization of the optical system and to correct various aberrations well. The second group can be constituted by one lens by using a radial type gradient index lens.
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。 In the fifth embodiment, the first unit mainly includes, in order from the object side, a positive lens, a negative lens, and a positive lens in order to favorably correct off-axis aberrations such as chromatic aberration of magnification and distortion. . The aperture stop is virtually provided substantially at the center of the radial type gradient index lens, which is the second unit, and therefore can move integrally with the second unit to reduce fluctuations in aberrations during zooming. . Further, since the diaphragm moves integrally with the second group, the diameter of the radial type gradient index lens, which is the second group, can be reduced to reduce the cost. In the figure, S is a virtual aperture.
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。 In the case where a brightness stop is virtually provided in the radial type gradient index lens as described above, it is desirable that an actual stop mechanism is provided on both the object side and the image side of the refractive index distribution lens. By doing so, the light beam can be uniformly narrowed down, the brightness unevenness in the screen can be reduced, and the resolution can be improved by the narrowing down.
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、L2 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。 FIG. 13 is a diagram showing a state of a light beam when a stop mechanism is provided on both sides of the refractive index distribution lens. Figure GL refractive index distribution lens, AX is an optical axis, L 1 is the off-axis principal ray, L 2 is the upper subordinate ray, L 3 is lower subordinate ray, S 1 is the object side of the throttle mechanism, S 2 is the image side of the diaphragm mechanism, S 3 denotes a stop virtual.
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を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は絞り機構S2にて制限され又下側従属光線L3は絞り機構S1により制限される。そのため二つの絞り機構S1とS2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。 FIG. 13 (A) shows the case of arranging the mechanism S 1 diaphragm on the object side of the gradient index lens. In this case, the upper subordinate ray L 2 is the upper subordinate ray L 2 and the lower subordinate ray L 3 is the luminous flux to be limited by the point P of the lens GL with respect to the principal ray L 1 is asymmetric. Therefore lower subordinate ray L to become asymmetrical narrowing be squeezed from 3 occurs when stops down the aperture mechanism S 1. Since the degree of this asymmetrical aperture stop varies depending on the angle of view, unevenness in brightness and uneven resolution occurs in the screen when the aperture is stopped down. In order to solve this, as shown in FIG. 13B, a diaphragm mechanism is provided on both the object side and the image side of the refractive index distribution lens GL, and a virtual brightness diaphragm is provided inside the lens. It is desirable to adopt such a configuration. In this case, the upper subordinate ray L 2 is throttle mechanism S lower subordinate ray L 3 also limited by 2 is limited by the stop mechanism S 1. Therefore, if the two stop mechanisms S 1 and S 2 are stopped down, the upper subordinate beam and the lower subordinate beam are narrowed down symmetrically with respect to the principal ray L 1 as shown in FIG. acts as a virtual stop S 3 is squeezed in.
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。 For the above reasons, in the case of an optical system having a virtual stop in the lens as in the fifth embodiment, it is desirable to provide stop mechanisms on both the object side and the image side.
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。 Example 6 is a zoom optical system having the configuration shown in FIG. 6 and including, in order from the object side, a first unit having a negative refractive power and a second unit having a positive refractive power. The first and second units are movable at the time of zooming, and the distance between the image plane positions due to zooming is corrected by changing the distance between the two units. As described above, the sixth embodiment is a negative / positive two-unit zoom optical system, and achieves miniaturization and cost reduction by using a radial type gradient index lens in the optical system. This embodiment is a zoom optical system preceding the negative lens group, but uses a radial type gradient index lens for the second group mainly having a zooming action, and strengthens the refractive power of the second group to improve the optical system. The miniaturization was achieved and various aberrations were corrected well.
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。 Further, the aperture stop is arranged on the object side of the second lens unit, and is moved integrally with the second lens unit so that the fluctuation of aberration at the time of zooming can be reduced. By moving the stop integrally with the radial type gradient index lens element, the diameter of the gradient index lens element can be reduced and the cost can be reduced. The image side of the gradient index lens is constituted by one positive lens, that is, the second group is constituted by a radial type gradient index lens and a positive lens, so that the optical system is constituted by a small number of lenses. I made it. Except for the refractive index distribution lens, all are constituted by homogeneous spherical lenses, so that an optical system which is strong in eccentricity and low in cost can be obtained.
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。 In addition, the radial type gradient index lens element was formed into a negative lens shape to correct especially Petzval sum and chromatic aberration, and its image-side surface was made concave to extend the back focus.
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。 Further, the optical system of this embodiment focuses on an object at a close distance by moving the positive lens closest to the image side of the second group along the optical axis.
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。 The seventh embodiment has a configuration as shown in FIG. 7, and includes, in order from the object side, a first group having a negative refractive power, a second group having a positive refractive power, and a third group having a positive refractive power. This is a configured three-unit zoom optical system.
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。 In this embodiment, the first unit is fixed at the time of zooming and has an action of guiding the on-axis light beam and the off-axis light beam to the second group, and the second group is movable at the time of zooming and mainly has a zooming action. The third lens unit mainly has an operation of correcting a shift of the image plane position caused by zooming. In this embodiment, a negative, positive, and positive three-unit zoom optical system is realized by using a radial type gradient index lens in the optical system to achieve a small and low-cost optical system.
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。 In this embodiment, the zoom optical system is preceded by a negative lens group. However, a radial type gradient index lens is mainly used for the second lens group having a zooming function, and the refractive power of this lens group is increased to achieve miniaturization. Nevertheless, it has made it possible to satisfactorily correct various aberrations. In addition, since the aperture stop is arranged on the object side of the refractive index distribution lens which is the second unit, and the stop and the second unit are movable integrally, aberration fluctuation at the time of zooming can be reduced. The diameter of the radial type gradient index lens can be reduced, and downsizing can be achieved. Further, the image side lens of the refractive index distribution lens, that is, the third group is constituted by one positive lens, and the entire optical system is constituted by a small number of lenses. Furthermore, except for the refractive index distribution lens, all are constituted by homogeneous spherical lenses, and the optical system is strong against eccentricity and low in cost. The cost is reduced by making one surface of the radial type gradient index lens element flat.
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。 The optical system of this embodiment performs focusing by moving the third lens unit along the optical axis.
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。 In Example 8, as shown in FIG. 8, in order from the object side, a first lens unit having a negative refractive power, a second lens unit having a positive refractive power, a third lens unit having a negative refractive power, and a positive refractive power And a fourth lens group.
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。 In the optical system according to this embodiment, the first unit has a function of guiding the on-axis and off-axis luminous fluxes to the second unit fixedly at the time of zooming, and the second unit is movable at the time of zooming, and has mainly a zooming operation. The third lens unit is movable at the time of zooming, and has an action of mainly correcting a shift of the image plane position caused by zooming, and the fourth lens unit forms an image of a light beam from the third lens unit at the time of zooming. Has an action. That is, the eighth embodiment is the same negative, positive, negative, positive four-group zoom optical system as in the first embodiment. However, the difference is that all lenses of the optical system are homogeneous lenses.
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。 In this optical system, the first unit mainly includes, in order from the object side, a negative lens and a positive lens in order to favorably correct off-axis aberrations such as chromatic aberration of magnification and distortion. Further, since the first lens unit is fixed at the time of zooming, a lens frame structure having an increased strength against external impact and pressure can be provided. In addition, since the fourth lens unit, which is the lens unit closest to the image side, is fixed at the time of zooming, it is possible to suppress the fluctuation of aberration due to zooming. Further, the aperture stop is arranged on the object side of the second lens unit and moves together with the second lens unit, thereby making it possible to reduce aberration fluctuations during zooming.
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。 In this embodiment, the third unit is moved along the optical axis to perform focusing on a close object. Focusing can also be performed by moving the first or fourth lens unit on the optical axis. Focusing can also be performed by moving at least one lens in the second group.
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。 Embodiment 9 As shown in FIG. 9, Embodiment 9 is a single-focus optical system composed of a first group having a positive refractive power and a second group having a positive refractive power in order from the object side. The first group has a radial refractive index. One positive lens of the distribution lens, and the second group includes a cemented lens in which a negative lens and a positive lens are cemented. This embodiment has high imaging performance irrespective of the number of radial type gradient index lenses and the number of positive cemented lenses. The aperture stop was provided closest to the object. By providing the stop near the radial type gradient index lens, the diameter of the gradient index lens is reduced to reduce the cost.
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。 Further, in this embodiment, the surface of the radial type gradient index lens is formed into a negative lens shape, and chromatic aberration and Petzval sum are corrected well. Further, the refractive index distribution lens is formed in a meniscus shape having a concave surface facing the object side so that spherical aberration can be corrected well. The refractive index distribution lens is formed in a meniscus shape having a concave surface facing the stop side so that particularly off-axis aberrations such as coma aberration can be well corrected.
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。 Example 10 is a prism optical system including one radial type gradient index lens as shown in FIG. FIG. 10A is a diagram in which the surface r 1 and the optical axis AX 2 of the medium of the refractive index distribution lens are decentered with respect to the optical axis AX 1 of the optical system. The optical system of this example is an optical system with radial type refractive index distribution lens 1 Like was eccentric shape as shown optical axis AX 1 to diagonal 27 a light beam ° direction of the optical system surface r 2 An image is formed in the vicinity.
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。 In ordinary optical glass, chromatic aberration in the plane by the prism action in the first surface r 1 for the shape as shown occurs, chromatic aberration is corrected by the radial type refractive index distribution lens in this embodiment. In this case, it is desirable to satisfy the condition (3) in order to correct the chromatic aberration. If this condition (3) is not satisfied, chromatic aberration will be undercorrected.
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。 The optical system of the tenth embodiment satisfies the condition (3), and the chromatic aberration is corrected as described above.
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。 In FIG. 10A, the first surface is decentered with respect to the optical axis of the optical system, but a similar prism optical system is formed even when only the surface or only the medium is decentered. be able to.
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、L2 、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。 FIG. 10 (B) is obtained by eccentric optical axis AX 2 of the medium with respect to the optical axis AX 1 of the optical system. L 1 in the figure axis principal ray incident on the optical axis AX 1 of the optical system, L 2, L 3 are each dependent beam. As shown in this figure, it may be achieved prism optical system by eccentric optical axis AX 2 of the medium with respect to the optical axis of the optical system.
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。 The radial-type gradient index lens of FIG. 10B is obtained by extracting only the hatched portion of the radial-type gradient index lens as shown in FIG. 10C, whereby the optical system of FIG. can get.
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。 Further, at least one lens is an optical system that is a gradient index lens having a refractive index distribution in a medium, and one surface of the gradient index lens or the optical axis of the medium of the gradient index lens is an optical system. When the optical axis is decentered with respect to the axis, it is desirable to satisfy the condition (3) in order to correct chromatic aberration.
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。
In Example 11, as shown in FIG. 11, in order from the object side, a first lens unit having a negative refractive power, a second lens unit having a positive refractive power, a third lens unit having a negative refractive power, and a positive
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。 In the optical system of this embodiment, the first unit and the second unit are movable at the time of zooming and mainly have a zooming effect, and the third unit is movable at the time of zooming and is mainly an image associated with zooming. The fourth unit has an operation of correcting the displacement of the surface position, and the fourth unit is fixed at the time of zooming, and has an operation of forming an image of a light beam from the third unit.
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。 As described above, the eleventh embodiment is a negative-positive-negative-positive zoom optical system, which achieves miniaturization and cost reduction by using a radial type gradient index lens in the optical system. Also, the radial type gradient index lens is used for the second group having a variable power function, and the various groups of aberrations can be satisfactorily corrected in spite of achieving the miniaturization by increasing the refractive power of this group. Further, the second group is constituted by a single lens using a radial type gradient index lens element to reduce the cost.
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。 The first group mainly includes, in order from the object side, a negative lens, a negative lens, and a positive lens in order to favorably correct off-axis aberrations such as chromatic aberration of magnification and distortion. The lens unit closest to the image side, that is, the fourth unit, is fixed at the time of zooming, so that aberration fluctuations due to zooming can be suppressed. The aperture stop is disposed on the object side of the second lens unit, and the second lens unit and the stop are moved together to reduce aberration fluctuations during zooming. Further, by moving the radial type gradient index lens integrally with the stop, the diameter of the radial type gradient index lens can be reduced and the cost can be reduced. The image side of the refractive index distribution lens (second group) is composed of a negative lens (third group) and a positive lens (fourth group) in order from the object side, so that a lens system is composed of a small number of lenses. . In addition, the second, third, and fourth groups on the image side of the first group as a whole have a triplet configuration of a positive lens, a negative lens, and a positive lens. So that it can be corrected. Further, it is possible to make the lens closest to the image side a positive lens so that off-axis rays can be incident on the image plane almost parallel to the optical axis. All lenses other than the radial type gradient index lens are homogeneous spherical lenses, and are strong in eccentricity and effective for cost reduction.
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、L11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。
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。 In the refractive index distribution lens GL shown in FIG. 12A, the refractive index distribution on the outer periphery deviates from the non-defective distribution, and the on-axis rays are in the state shown in the figure. As a result, as shown in FIG. 17A, the amount of spherical aberration generated in a portion having a large aperture ratio is rapidly increased.
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。 FIG. 12B shows an example in which the peripheral portion of the gradient index lens is processed to correct spherical aberration. By processing this peripheral portion, the spherical aberration is corrected as shown in FIG.
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。 Further, as shown in FIG. 12C, the correction can be made by adding a transparent optical material T such as glass or plastic to the periphery. In this example, the spherical aberration can be corrected as shown in FIG.
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。 The above-described optical system of the present invention can achieve the object of the invention by the optical system described in the following items in addition to the invention described in the claims.
(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。 (1) The optical system according to claim 1, wherein the first lens group is fixed during zooming.
(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。 (2) The optical system according to claim 1, wherein the second lens group includes at least one refractive index distribution lens having a refractive index distribution in a medium.
(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。 (3) The optical system according to claim 1, wherein the fourth lens group is fixed during zooming.
(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。 (4) The optical system according to claim 1, wherein the medium includes at least one radial type gradient index lens having a refractive index distribution in a radial direction from the optical axis, and the following condition (1) is satisfied. An optical system characterized by satisfying.
(1) 0.01<|N1d×tG |<1
(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。
(1) 0.01 <| N 1d × t G | <1
(5) The optical system according to claim 1, wherein the medium includes at least one radial type gradient index lens having a refractive index distribution in a radial direction from the optical axis, and the following condition (2) is satisfied. An optical system characterized by satisfying.
(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。
(6) In the optical system according to
(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。
(7) The optical system according to
(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。
(8) The optical system according to
(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。
(9) The optical system according to
(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。
(10) The optical system according to
(1) 0.01<|N1d×tG |<1
(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。
(1) 0.01 <| N 1d × t G | <1
(11) The optical system according to
(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。 (12) An optical system composed of a plurality of lens groups, wherein at least one lens group moves on the optical axis to perform zooming, and at least one lens in the optical system has a refractive index distribution in a medium. An optical system, which is a distribution lens, wherein the refractive index distribution lens has a shape in which both end surfaces are flat.
(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。 (13) In the optical system described in the above item (12), a lens group moving at the time of zooming includes a refractive index distribution lens, and the lens group including the refractive index distribution lens and the aperture stop are integrated. An optical system characterized in that the optical system is configured to move to a position.
(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。 (14) The optical system according to the above (12), wherein the following condition (3) is satisfied.
(3) 1/V1d<0.15
(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
(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。
(3) 1 / V 1d <0.15
(15) In the optical system described in the above item (12), at least one refractive index distribution lens is a radial type refractive index distribution lens having a refractive index distribution in a medium in a radial direction from an optical axis, An optical system characterized by satisfying the following condition (1). (1) 0.01 <| N 1d × t G | <1
(16) In the optical system described in the above item (12), at least one of the refractive index distribution lenses is a radial type lens having a refractive index distribution in a medium in a radial direction from an optical axis to the following condition (2). An optical system characterized by satisfying the following.
(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。 (17) A plurality of lens groups, at least one of which is a refractive index distribution lens having a refractive index distribution in a medium. A negative lens and a positive lens are arranged on the image side of the refractive index distribution lens in order from the object side. An optical system, comprising:
(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。 (18) The optical system according to the above (17), wherein at least one lens group performs zooming by moving on the optical axis.
(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。 (19) The optical system according to the above (18), wherein the refractive index distribution lens has a positive refractive power in a medium, and the positive lens and the negative lens are homogeneous spherical lenses. .
(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。 (20) The optical system according to the above (18), wherein at least one surface of the gradient index lens has a planar shape.
(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。 (21) At least one lens is a refractive index distribution lens having a refractive index distribution in a medium, and the image side of the refractive index distribution lens is composed of only one positive lens. Optical system.
(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。 (22) The optical system according to the above (21), wherein at least one lens group performs zooming by moving on an optical axis.
(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。 (23) An optical system including at least one refractive index distribution lens having a refractive index distribution in a medium in an optical system, and a diaphragm mechanism provided on an object side and an image side of the refractive index distribution lens. .
(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。 (24) In the optical system described in the above item (23), at least one refractive index distribution lens is a radial type refractive index distribution lens having a refractive index distribution in a medium in a radial direction from an optical axis, and An optical system satisfying the condition (1).
(1) 0.01<|N1d×tG |<1
(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。
(1) 0.01 <| N 1d × t G | <1
(25) In the optical system described in the above item (23), at least one refractive index distribution lens is a radial type refractive index distribution lens having a refractive index distribution in a medium in a radial direction from an optical axis, and An optical system satisfying the condition (2).
(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。 (26) The optical system according to the above (23), wherein the following condition (3) is satisfied.
(3) 1/V1d<0.15
(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。
(3) 1 / V 1d <0.15
(27) An optical system including a refractive index distribution lens having a refractive index distribution in a medium, and processing the outer peripheral portion of the refractive index distribution lens to correct the deterioration of the imaging performance due to the refractive index distribution in the outer peripheral portion.
(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。 (28) The optical system according to the above (27), wherein an outer peripheral portion of the refractive index distribution lens is removed.
(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。 (29) The optical system according to the above (27), wherein a transparent optical member is added to the outer periphery of the refractive index distribution lens.
(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。 (30) An optical system including a refractive index distribution lens having a refractive index distribution in at least one medium in a lens system, wherein at least one surface of the refractive index distribution lens is eccentric.
(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。 (31) The optical system according to the above (30), wherein the following condition (3) is satisfied.
(3) 1/V1d<0.15
(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。
(3) 1 / V 1d <0.15
(32) At least one lens is a gradient index lens having a distribution of refractive index in the medium, wherein the optical axis of the medium of the refractive index distribution lens is eccentric with respect to the optical axis of the optical system. Optical system.
(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。 (33) The optical system according to the above (32), wherein the following condition (3) is satisfied.
(3) 1/V1d<0.15
(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。
(3) 1 / V 1d <0.15
(34) In order from the object side, a first lens unit having a positive refractive power, a second lens unit having a negative refractive power, a third lens unit having a positive refractive power, a fourth lens unit having a negative refractive power, An optical system comprising a fifth group of refractive power, wherein a refractive index distribution lens having a refractive index distribution is used for at least one medium.
(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。 (35) The optical system according to the above (34), wherein the medium includes at least one refractive index distribution lens having a refractive index distribution in the medium.
(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。 (36) The optical system according to the above (34), wherein all the groups are constituted by three or less lenses.
(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。 (37) The optical system according to the above (35), wherein all the groups are constituted by two or less lenses.
(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。
(38) The method according to
(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。
(39) The method according to
(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。
(40) The method according to
(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。
(41) The method according to
(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)、(23)、(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。
(42) The claim of
Claims (3)
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|---|---|
| JP (1) | JP2004240464A (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001215410A (en) * | 2000-01-28 | 2001-08-10 | Tochigi Nikon Corp | Zoom lens and projection display device including the zoom lens |
| JP2006098701A (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Canon Inc | Lens barrel and imaging apparatus having the same |
| US7212351B2 (en) | 2005-04-28 | 2007-05-01 | Olympus Imaging Corp. | Zoom optical system and image taking apparatus using the same |
| EP1998204A1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-03 | Nikon Corporation | Zoom lens of the telephoto type having four groups, rear focusing and an image shake correction function |
| JP2008292800A (en) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Topcon Corp | Anamorphic lens, imaging device and monitoring device |
| JP2011034106A (en) * | 2010-10-29 | 2011-02-17 | Olympus Medical Systems Corp | Objective lens for endoscope |
| US8189265B2 (en) | 2009-09-25 | 2012-05-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element having refractive index distribution and optical apparatus |
| CN103809274A (en) * | 2014-03-03 | 2014-05-21 | 福建福光数码科技有限公司 | Teleconverter for wide-angle high-magnification zoom lens |
| CN105676421A (en) * | 2014-12-05 | 2016-06-15 | 三星电机株式会社 | Lens module |
| CN106443961A (en) * | 2015-08-10 | 2017-02-22 | 三星电机株式会社 | Optical system |
| WO2019187874A1 (en) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | ソニー株式会社 | Optical system for rigid scope, imaging device, and endoscopic system |
| CN114077040A (en) * | 2020-08-17 | 2022-02-22 | 富士胶片株式会社 | Objective lens and endoscope for endoscope |
| CN119828319A (en) * | 2025-02-26 | 2025-04-15 | 广东奥普特科技股份有限公司 | Industrial telecentric lens and optical system thereof |
-
2004
- 2004-05-25 JP JP2004154220A patent/JP2004240464A/en active Pending
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001215410A (en) * | 2000-01-28 | 2001-08-10 | Tochigi Nikon Corp | Zoom lens and projection display device including the zoom lens |
| JP2006098701A (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Canon Inc | Lens barrel and imaging apparatus having the same |
| US7212351B2 (en) | 2005-04-28 | 2007-05-01 | Olympus Imaging Corp. | Zoom optical system and image taking apparatus using the same |
| JP2008292800A (en) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Topcon Corp | Anamorphic lens, imaging device and monitoring device |
| US8498051B2 (en) | 2007-05-29 | 2013-07-30 | Nikon Corporation | Zoom lens system, optical apparatus, and method for forming an image |
| EP1998204A1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-03 | Nikon Corporation | Zoom lens of the telephoto type having four groups, rear focusing and an image shake correction function |
| US8189265B2 (en) | 2009-09-25 | 2012-05-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element having refractive index distribution and optical apparatus |
| JP2011034106A (en) * | 2010-10-29 | 2011-02-17 | Olympus Medical Systems Corp | Objective lens for endoscope |
| CN103809274A (en) * | 2014-03-03 | 2014-05-21 | 福建福光数码科技有限公司 | Teleconverter for wide-angle high-magnification zoom lens |
| CN105676421A (en) * | 2014-12-05 | 2016-06-15 | 三星电机株式会社 | Lens module |
| US10061103B2 (en) | 2014-12-05 | 2018-08-28 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Lens module |
| US11733490B2 (en) | 2015-08-10 | 2023-08-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Optical system |
| CN106443961A (en) * | 2015-08-10 | 2017-02-22 | 三星电机株式会社 | Optical system |
| CN106443961B (en) * | 2015-08-10 | 2019-10-11 | 三星电机株式会社 | optical system |
| US10852509B2 (en) | 2015-08-10 | 2020-12-01 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Optical system |
| US12085697B2 (en) | 2015-08-10 | 2024-09-10 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Optical system |
| WO2019187874A1 (en) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | ソニー株式会社 | Optical system for rigid scope, imaging device, and endoscopic system |
| JP7205537B2 (en) | 2018-03-28 | 2023-01-17 | ソニーグループ株式会社 | Optical system for rigid endoscope, imaging device and endoscope system |
| US11675204B2 (en) | 2018-03-28 | 2023-06-13 | Sony Corporation | Scope optical system, imaging apparatus, and endoscope system |
| JPWO2019187874A1 (en) * | 2018-03-28 | 2021-05-20 | ソニーグループ株式会社 | Optical system for rigid mirrors, imaging devices and endoscopic systems |
| US20210030263A1 (en) * | 2018-03-28 | 2021-02-04 | Sony Corporation | Rigid-scope optical system, imaging apparatus, and endoscope system |
| US12271005B2 (en) | 2018-03-28 | 2025-04-08 | Sony Group Corporation | Scope optical system, imaging apparatus, and endoscope system |
| CN114077040A (en) * | 2020-08-17 | 2022-02-22 | 富士胶片株式会社 | Objective lens and endoscope for endoscope |
| JP2022033521A (en) * | 2020-08-17 | 2022-03-02 | 富士フイルム株式会社 | Endoscope objectives and endoscopes |
| JP7391794B2 (en) | 2020-08-17 | 2023-12-05 | 富士フイルム株式会社 | Objective lenses for endoscopes and endoscopes |
| US12153204B2 (en) | 2020-08-17 | 2024-11-26 | Fujifilm Corporation | Objective lens for endoscope and endoscope |
| CN119828319A (en) * | 2025-02-26 | 2025-04-15 | 广东奥普特科技股份有限公司 | Industrial telecentric lens and optical system thereof |
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