JP2006330141A - Optical element, and optical system and electronic apparatus using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子及びそれを用いた光学系、電子機器に関するものである。ここで、光学素子には、例えば、レンズ、プリズム、ミラー等がある。そして、この光学素子は、例えば、球面や非球面、あるいは自由曲面等の光学面を有する。また、光学面は、例えば、切削加工で製作されたり、あるいは、切削で加工した金型を使用して成形される。また、光学系は上記の光学素子を備えている。この光学素子あるいは光学系は、電子機器に内蔵又は外付けされる。また、電子機器には、例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオユニット、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、携帯電話、情報携帯端末等がある。 The present invention relates to an optical element, an optical system using the optical element, and an electronic apparatus. Here, examples of the optical element include a lens, a prism, and a mirror. And this optical element has optical surfaces, such as a spherical surface, an aspherical surface, or a free-form surface, for example. The optical surface is manufactured by, for example, cutting or using a die processed by cutting. The optical system includes the above-described optical element. This optical element or optical system is built in or externally attached to the electronic apparatus. Examples of the electronic device include a digital camera, a video camera, a digital video unit, a personal computer, a mobile computer, a mobile phone, and an information portable terminal.
近年、PDAと呼ばれる情報携帯端末や携帯電話が、爆発的に普及している。そして、これらの電子機器の中のうち、コンパクトなデジタルカメラやデジタルビデオユニットを内蔵したものが増えてきている。デジタルカメラやデジタルビデオユニットには、撮像素子として、CCD(Charge Coupled Device )やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor )センサーが使われている。このようなデジタルカメラ等では、光学系の性能を高性能に保ったままで、小型化と低コスト化の両立が必要となる。小型化の1つの手段として、受光面の有効エリアが比較的小さい撮像素子を使う方法がある。また、別の小型化の手段として、光学系の小型化がある。 In recent years, portable information terminals and mobile phones called PDAs have become explosive. And among these electronic devices, those incorporating compact digital cameras and digital video units are increasing. In digital cameras and digital video units, CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensors are used as imaging devices. In such a digital camera or the like, it is necessary to achieve both miniaturization and cost reduction while maintaining high performance of the optical system. As one means for miniaturization, there is a method of using an image sensor having a relatively small effective area of the light receiving surface. Another means for reducing the size is to reduce the size of the optical system.
小型かつ低コストの光学系の1つとして、非球面や自由曲面を使用した光学素子を含む光学系がある。このような光学系として、例えば、特許文献1に記載のものがある。一般に、このような非球面あるいは自由曲面を含む光学素子を大量生産する場合には、モールド加工が用いられる。この場合、金型は切削加工で作製されることが多い。
As one of small and low cost optical systems, there is an optical system including an optical element using an aspherical surface or a free-form surface. An example of such an optical system is disclosed in
ここで、非球面は軸対称な面形状であり、自由曲面は軸対称ではない面形状である。よって、切削加工によって非球面を形成する場合には、図1に模式的に示すように、ワークWを回転させてバイトBで削ることになる。また、切削加工によって自由曲面を形成する場合には、図2(a)に模式的に示すように、バイトBを回転させながら、回転方向と同じ方向にワークWを動かす。あるいは、図2(b)に示すように、バイトBを回転させながら、回転方向と垂直な方向にワークWを動かす方法がある。なお、いずれの場合も、バイトBの刃先Tの形状は円形である。
しかし、上記のように切削加工を行うと、ワークWの表面には挽き目Gができる。挽き目Gは、断面形状が円弧状の溝である。この円弧の半径は、図1及び図2(a)の場合には、加工機のバイト刃先Tの曲率半径と等しくなる。一方、図2(b)の場合には、この円弧の半径は、バイト刃先Tの回転半径と等しくなる。このとき、ワークWの表面全体の断面形状は、図3(a)に示すように、溝51が規則正しく(周期的に)並んでいる形状となる。ここで、図3において、Rは、バイト刃先Tの曲率半径、あるいはバイト刃先Tの回転半径である。
However, when cutting is performed as described above, a grind G is formed on the surface of the workpiece W. The grind G is a groove having a circular cross section. The radius of this arc is equal to the radius of curvature of the cutting edge T of the processing machine in the case of FIGS. 1 and 2A. On the other hand, in the case of FIG. 2B, the radius of the arc is equal to the turning radius of the cutting edge T. At this time, the cross-sectional shape of the entire surface of the workpiece W is a shape in which the
ワークWが光学素子の場合、光学素子WをバイトBで直接削ることになる。そうすると、光学素子の表面には、このような溝51が周期的に形成される。また、ワークWが金型の場合、図3(a)のように、金型の表面に、溝51が周期的に形成される。そのため、その金型を使って光学素子60を成形すると、光学素子60の表面に図3(a)の形状が転写される。その結果、光学素子60の表面には、図3(b)のように、図3(a)の形状が上下反転した溝が形成される。すなわち、光学素子60の表面形状は、規則正しく突起部が並んでいる形状となる。なお、図3(b)に示す形状では、突起部の中央部が最も高く、周辺部が最も低い。よって、1つの突起部と、この突起部に隣接する突起部の境界を溝と考えると、図3(b)においても、複数の溝が形成されていることになる。そして、図3(b)に示すように、隣り合う溝の間隔Pが、図3(b)に示す断面形状の周期となる。
When the workpiece W is an optical element, the optical element W is directly shaved with the cutting tool B. Then,
このような面に光が入射すると、屈折時あるいは反射時に回折が起こる。その結果、回折光(±1次光)が発生する。この回折光の進行方向は、設計時の光線の進行方向とは異なる方向である。そのため、例えば、撮像光学系では、回折光は不要光(ゴースト光やフレア光)となって、正規光(物体の像を形成する光)と一緒に、撮像素子に入射する。その結果、画質の低下を招いてしまう。特に反射面で回折が起こる場合、溝51、52が浅くても回折効率が高くなりやすいので、問題となりやすい。
When light enters such a surface, diffraction occurs during refraction or reflection. As a result, diffracted light (± first order light) is generated. The traveling direction of the diffracted light is different from the traveling direction of the light beam at the time of design. Therefore, for example, in the imaging optical system, the diffracted light becomes unnecessary light (ghost light or flare light) and enters the image sensor together with normal light (light forming an object image). As a result, the image quality is degraded. In particular, when diffraction occurs on the reflecting surface, even if the
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回折光による画像劣化を効果的に防ぐことのできる光学素子及びそれを用いた光学系、電子機器を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an optical element that can effectively prevent image degradation due to diffracted light, an optical system using the optical element, and an electronic apparatus. is there.
上記目的を達成する本発明の光学素子は、反射面を少なくとも1面含む光学素子であって、前記反射面は、その表面に所定の周期で形成された複数の溝を有し、前記複数の溝の各々における断面は略円弧状であり、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。 The optical element of the present invention that achieves the above object is an optical element including at least one reflecting surface, and the reflecting surface has a plurality of grooves formed in a predetermined period on the surface, The cross section in each of the grooves is substantially arc-shaped, and satisfies the following conditional expression.
0.03≦(n0 ×P2 )/(R×λ0 )≦0.17 ・・・(1)
ただし、λ0 :前記光学素子が使用される波長範囲内における基準波長、
n0 :前記光学素子を構成する材料の前記基準波長における屈折率、
R:前記円弧の曲率半径、
P:前記所定の周期、
である。
0.03 ≦ (n 0 × P 2 ) / (R × λ 0 ) ≦ 0.17 (1)
Where λ 0 is a reference wavelength within a wavelength range in which the optical element is used,
n 0 : refractive index at the reference wavelength of the material constituting the optical element,
R: radius of curvature of the arc,
P: the predetermined period;
It is.
また、本発明の光学素子は、前記光学素子が、自由曲面からなる光学面を少なくとも1面有するプリズムであることを特徴とするものである。 The optical element of the present invention is characterized in that the optical element is a prism having at least one optical surface made of a free-form surface.
また、本発明の光学系は、上記の光学素子を有することを特徴とするものである。 The optical system of the present invention is characterized by having the optical element described above.
また、本発明の電子機器は、上記の光学素子、あるいは、上記の光学系が含まれることを特徴とするものである。 In addition, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described optical element or the above-described optical system.
以上の本発明によると、光学素子の反射面に略等間隔の溝が存在しても、この溝により発生する回折光の強さを、0次光よりも弱くすることができる。よって、回折光による画像劣化を効果的に防ぐことのできる光学素子、光学系、電子機器を実現することができる。 According to the present invention as described above, even if grooves having substantially equal intervals exist on the reflection surface of the optical element, the intensity of the diffracted light generated by these grooves can be made weaker than the zero-order light. Therefore, it is possible to realize an optical element, an optical system, and an electronic device that can effectively prevent image deterioration due to diffracted light.
本発明の実施形態について説明する。 本実施形態の光学素子は、反射面を少なくとも1面含む光学素子である。この反射面は、その表面に所定の周期で形成された複数の溝を有している。さらに、複数の溝の各々における断面は略円弧状になっている。そして、以下の条件式を満たす。 An embodiment of the present invention will be described. The optical element of this embodiment is an optical element including at least one reflecting surface. This reflecting surface has a plurality of grooves formed on the surface thereof at a predetermined cycle. Further, the cross section in each of the plurality of grooves is substantially arcuate. And the following conditional expressions are satisfied.
0.03≦(n0 ×P2 )/(R×λ0 )≦0.17 ・・・(1)
ただし、λ0 :前記光学素子が使用される波長範囲内における基準波長、
n0 :前記光学素子を構成する材料の前記基準波長における屈折率、
R:前記円弧の曲率半径、
P:前記所定の周期、
である。
0.03 ≦ (n 0 × P 2 ) / (R × λ 0 ) ≦ 0.17 (1)
Where λ 0 is a reference wavelength within a wavelength range in which the optical element is used,
n 0 : refractive index at the reference wavelength of the material constituting the optical element,
R: radius of curvature of the arc,
P: the predetermined period;
It is.
以下に、本実施形態の光学素子において上記構成をとる理由を説明する。 The reason why the above configuration is adopted in the optical element of this embodiment will be described below.
図3(a)のような円弧状の溝51が、反射面に形成されているとする。この場合、溝51の深さは、約P2 /8Rとなる。そして、このような溝51が複数、周期的に形成されているとする。すると、図4に示すように、光学素子Wの媒質側から入射した光Li のうちの大部分の光が、0次回折光L0 として正反射する。しかし、0次以外にも、回折光L+1、L-1等が発生する。この回折光L+1、L-1等は、0次回折光L0 とは異なる方向に進む。0次光を設計時の光とすると、回折光L+1、L-1等は、設計時の光とは異なる方向へ進む。また、回折効率は、溝51の深さと光の波長、その波長における媒質の屈折率の関係で決まる。溝51が切削加工による挽き目の場合、溝51の深さは非常に浅くなる。そのため、0次回折光L0 を除くと、回折光のなかでは、1次回折光L+1(+1次)、L-1(−1次)の回折効率が、一番高くなる。この1次回折光L+1、L-1は、本来、不要な光である。よって、1次回折光L+1、L-1の存在が問題となる。例えば、このような反射面を使って、物体の像を形成したとする。この場合、本来の像(0次回折光L0 によって形成された像)の他に、不要光(1次回折光L+1、L-1よって形成された像)の像が形成されてしまう。不要光による像は、ゴースト像やフレア像と呼ばれ、像(撮像した場合は画質)を劣化させる。
It is assumed that an
そこで、反射面としては、0次回折光L0 の回折効率が高く、1次回折光L+1、L-1の回折効率が低い面であることが望ましい。1次回折光L+1、L-1の回折効率は、溝51深さが浅くなる程、入射する光の波長が長くなる程、そして光学素子Wの屈折率が低くなる程、0次回折光L0 の回折効率に対して相対的に低くなる。すなわち、(n0 ×P2 )/(R×λ0 )の値が小さくなる程、1次回折光の回折効率が低くなる。このようにすれば、1次回折光L+1、L-1が画質に及ぼす影響が小さくなる。
Therefore, it is desirable that the reflecting surface be a surface having a high diffraction efficiency of the 0th- order diffracted light L0 and a low diffraction efficiency of the 1st-order diffracted light L + 1 , L- 1 . The diffraction efficiencies of the first-order diffracted lights L +1 and L −1 are that the 0th-order diffracted light L decreases as the depth of the
また、図3(b)のような形状の溝52が、反射面に形成されているとする。この場合、溝の深さは、約P2 /8Rとなる。また、回折効率と溝深さ、光の波長、その波長における媒質の屈折率の関係は、図3(a)の場合と同様である。すなわち、(n0 ×P2 )/(R×λ0 )の値が小さくなる程、1次回折光L+1、L-1の回折効率が低くなる。
Further, it is assumed that the
以下、1次回折光の強度が(n0 ×P2 )/(R×λ0 )に比例することを、非特許文献1の記載を参考にしながら説明する。
Hereinafter, the fact that the intensity of the first-order diffracted light is proportional to (n 0 × P 2 ) / (R × λ 0 ) will be described with reference to the description of
任意の形状にした溝をN個有する1次元回折格子を考える。この1次元回折格子において、回折光の強度I(x)は、非特許文献1の第611頁の式(5)を当てはめると、以下のようになる。
Consider a one-dimensional diffraction grating having N grooves of arbitrary shape. In this one-dimensional diffraction grating, the intensity I (x) of the diffracted light is as follows when Equation (5) on page 611 of
I(x)={(1−cosNkP’x)/(1−coskP’x)}×I(0) (x) ・・・(2)
ここで、P’:格子のξ方向の周期(非特許文献1ではd)、
x:回折像内の点Pのx座標(非特許文献1ではp)、
I(0) (x):1周期の格子による回折光の強度、
である。
I (x) = {(1-cosNkP′x) / (1-cosP′x)} × I (0) (x) (2)
Here, P ′: period in the ξ direction of the lattice (d in Non-Patent Document 1),
x: x coordinate of point P in the diffraction image (p in Non-Patent Document 1),
I (0) (x): intensity of diffracted light by a grating of one period,
It is.
非特許文献1の第611頁の式(6)の関数:
H(N,x)=(sinNx/sinx)2 ・・・(3)
を導入すると、式(2)は、
I(x)={sinN(kP’x/2)/sin(kP’x/2)}2
×I(0) (x)
=H(N,kP’x/2)I(0) (x) ・・・(4)
となる。ここで、関数H(N,kP’x/2)は、
kP’x/2=mπ (m:整数) ・・・(5)
となるときに極大値N2 となる関数である。
Function of formula (6) on page 611 of Non-Patent Document 1:
H (N, x) = (sinNx / sinx) 2 (3)
When equation (2) is introduced,
I (x) = {sinN (kP′x / 2) / sin (kP′x / 2)} 2
× I (0) (x)
= H (N, kP′x / 2) I (0) (x) (4)
It becomes. Here, the function H (N, kP′x / 2) is
kP′x / 2 = mπ (m: integer) (5)
Is a function that has a maximum value N 2 .
図5に、Nを10としたときの関数H(N,mπ)を示す。 FIG. 5 shows a function H (N, mπ) where N is 10.
つまり、m次回折光の強度I(m)は、kP’x/2に依存し、kP’x/2がmに近づく程強くなることになる。 That is, the intensity I (m) of the m-th order diffracted light depends on kP′x / 2, and becomes stronger as kP′x / 2 approaches m.
ここで、図3(a)の格子を考える。溝深さdは、
d=R−√{R2 −(P/2)2 }=R−R{1−P2 /(4R2 )}1/2
である。そして、P2 /(4R2 )≪1であるから、溝深さdは以下のようになる。
Here, consider the lattice of FIG. The groove depth d is
d = R−√ {R 2 − (P / 2) 2 } = R−R {1−P 2 / (4R 2 )} 1/2
It is. Since P 2 / (4R 2 ) << 1, the groove depth d is as follows.
d≒R−R{1−P2 /(8R2 )}=P2 /8R ・・・(6)
この結果は、図3(b)の格子でも同様である。
d≈R−R {1−P 2 / (8R 2 )} = P 2 / 8R (6)
This result is the same for the lattice of FIG.
m次反射回折光の強度が極大になる条件は、波長λ0 で、格子の屈折率がn0 とすると、
2dn0 /λ0 =m ・・・(7)
である。そこで、(6)式を代入して、mは、
m=n0 P2 /4Rλ0 ・・・(8)
と表せる。
The condition that the intensity of the m-th order reflected diffracted light becomes maximum is the wavelength λ 0 and the refractive index of the grating is n 0 .
2dn 0 / λ 0 = m (7)
It is. Therefore, substituting equation (6), m is
m = n 0 P 2 / 4Rλ 0 (8)
It can be expressed.
よって、図3の構造において、H(N,kPx/2)はH(N,n0 P2 π/4Rλ0 )と表せる。また、m次回折光の強度は、n0 P2 /Rλ0 の値に依存し、
n0 P2 /Rλ0 =4m
のときに極大となる。なお、P’はPに置き換えている。
Therefore, in the structure of FIG. 3, H (N, kPx / 2) can be expressed as H (N, n 0 P 2 π / 4Rλ 0 ). The intensity of the m-th order diffracted light depends on the value of n 0 P 2 / Rλ 0 ,
n 0 P 2 / Rλ 0 = 4 m
It becomes maximum at the time. P ′ is replaced with P.
ここで、正反射光は0次回折光である。そのため、正反射光の強度が強くなるのは、mが0に近づくとき(図5)、つまり、(n0 ×P2 )/(R×λ0 )が0に近づくときである。このとき、1次回折光の強度は小さくなり、回折効率も低くなる。 Here, the specularly reflected light is zero-order diffracted light. Therefore, the intensity of the specularly reflected light is increased when m approaches 0 (FIG. 5), that is, when (n 0 × P 2 ) / (R × λ 0 ) approaches 0. At this time, the intensity of the first-order diffracted light is reduced and the diffraction efficiency is also lowered.
以上のように、1次回折光L+1、L-1の強度は、(n0 ×P2 )/(R×λ0 )に比例することが明らかになった。 As described above, it has been clarified that the intensities of the first-order diffracted beams L +1 and L −1 are proportional to (n 0 × P 2 ) / (R × λ 0 ).
ここで、入射する光が白色光等のように波長域に幅を持つ場合、波長λ0 はある基準波長で考えるとよい。基準波長としては例えば、以下のものが考えられる。 Here, when the incident light has a width in the wavelength range such as white light, the wavelength λ 0 may be considered as a certain reference wavelength. For example, the following can be considered as the reference wavelength.
1)使用する光源の発光スペクトル特性において、光強度が最大になるときの波長。 1) The wavelength at which the light intensity becomes maximum in the emission spectrum characteristics of the light source used.
2)光学系の分光透過率特性または分光反射率特性において、透過率(反射率)が最大となるときの波長。 2) The wavelength at which the transmittance (reflectance) is maximum in the spectral transmittance characteristic or spectral reflectance characteristic of the optical system.
3)波長フィルターの分光透過率特性または分光反射率特性において、透過率(反射率)が最大になるときの波長。 3) The wavelength at which the transmittance (reflectance) is maximum in the spectral transmittance characteristic or spectral reflectance characteristic of the wavelength filter.
4)光電変換器(センサー)分光感度特性において、感度が最大になるときの波長。 4) The wavelength at which the sensitivity becomes maximum in the photoelectric converter (sensor) spectral sensitivity characteristic.
5)人間の目において、比視感度が最も高くなるときの波長。 5) The wavelength at which the relative visibility is highest in the human eye.
6)結像に関与する波長範囲における中心の波長。 6) The central wavelength in the wavelength range involved in imaging.
7)上記1)〜4)の特性(発光スペクトル特性、分光透過率特性、分光反射率特性、分光感度特性)のうちの少なくとも2つから求めた特性において、特性の値が最大になるときの波長。 7) Among the characteristics obtained from at least two of the above characteristics 1) to 4) (emission spectrum characteristics, spectral transmittance characteristics, spectral reflectance characteristics, spectral sensitivity characteristics), wavelength.
8)RGBフィルターの分光透過率特性または分光反射率特性において、透過率または反射率が最大になるときの波長。 8) The wavelength at which the transmittance or reflectance is maximized in the spectral transmittance characteristic or spectral reflectance characteristic of the RGB filter.
なお、基準波長の選択基準は、上記の1)〜8)に限られるものではない。すなわち、光学系を使用する目的、使用環境、センサーの感度等に応じて、最適な基準波長を選べば良い。よって、どの波長であってもよい。 The selection criteria for the reference wavelength are not limited to the above 1) to 8). That is, an optimum reference wavelength may be selected according to the purpose of using the optical system, the usage environment, the sensitivity of the sensor, and the like. Therefore, any wavelength may be used.
条件式(1)を満たすと、±1次回折光の回折効率はおよそ0.3%以下となり、±1次回折光の強度が非常に弱くなる。そのため、不要な回折光による画像品質劣化を防ぐことができる。条件式(1)の上限値の0.17を上回ると、±1次回折光の回折効率が、正反射の0次回折光に対して高くなる。そのため、±1次回折光に起因する画像品質の劣化が起こる。また、下限値の0.03を下回ると、屈折率が小さくなりすぎる。そのため、光学素子Wに利用できる材料が存在しなくなる。あるいは、溝の間隔が狭くなりすぎ、実質上加工が困難である。また、溝の間隔が狭いということは、加工時のバイト移動のピッチが狭いということである。よって、広い面積を加工する際には、非常に時間が掛かってしまう。 When the conditional expression (1) is satisfied, the diffraction efficiency of ± 1st order diffracted light is about 0.3% or less, and the intensity of ± 1st order diffracted light becomes very weak. Therefore, image quality deterioration due to unnecessary diffracted light can be prevented. When the upper limit of 0.17 in conditional expression (1) is exceeded, the diffraction efficiency of ± 1st order diffracted light becomes higher than that of regular reflection 0th order diffracted light. As a result, image quality degradation due to ± first-order diffracted light occurs. On the other hand, if the lower limit of 0.03 is not reached, the refractive index becomes too small. Therefore, there is no material that can be used for the optical element W. Or the space | interval of a groove | channel becomes too narrow and processing is substantially difficult. In addition, the fact that the gap between the grooves is narrow means that the pitch of the tool movement during processing is narrow. Therefore, it takes a very long time to process a large area.
また、以下の条件式(1−2)を満たすと、±1次回折光の強度がより弱くなるので、より好ましい。 Moreover, when the following conditional expression (1-2) is satisfied, the intensity of ± first-order diffracted light becomes weaker, which is more preferable.
0.05≦(n0 ×P2 )/(R×λ0 )≦0.14 ・・・(1−1)
また、以下の条件式(1−3)を満たすと、±1次回折光の強度がさらに弱くなるので、さらに好ましい。
0.05 ≦ (n 0 × P 2 ) / (R × λ 0 ) ≦ 0.14 (1-1)
Moreover, when the following conditional expression (1-3) is satisfied, the intensity of the ± first-order diffracted light is further decreased, which is more preferable.
0.07≦(n0 ×P2 )/(R×λ0 )≦0.099 ・・・(1−2)
本実施形態の光学素子としては、例えば自由曲面からなる光学面を少なくとも1面有するプリズムがある。
0.07 ≦ (n 0 × P 2 ) / (R × λ 0 ) ≦ 0.099 (1-2)
As an optical element of this embodiment, for example, there is a prism having at least one optical surface composed of a free-form surface.
ここで、自由曲面とは、以下の(a)式で定義される。なお、この定義式のZ軸が自由曲面の軸となる。 Here, the free-form surface is defined by the following equation (a). Note that the Z axis of this defining formula is the axis of the free-form surface.
66
Z=cr2 /[1+√{1−(1+k)c2 r2 }]+Σ Cj Xm Yn
j=2
・・・(a)
ここで、(a)式の第1項は球面項、第2項は自由曲面項である。
66
Z = cr 2 / [1 + √ {1− (1 + k) c 2 r 2 }] + ΣC j X m Y n
j = 2
... (a)
Here, the first term of the equation (a) is a spherical term, and the second term is a free-form surface term.
球面項中、
c:頂点の曲率
k:コーニック定数(円錐定数)
r=√(X2 +Y2 )
である。
In the spherical term,
c: curvature of vertex k: conic constant (conical constant)
r = √ (X 2 + Y 2 )
It is.
自由曲面項は、以下の(b)式のように展開できる。 The free-form surface term can be expanded as shown in the following equation (b).
∞
Σ Cj Xm Yn
j=2
=C2 X+C3 Y
+C4 X2 +C5 XY+C6 Y2
+C7 X3 +C8 X2 Y+C9 XY2 +C10Y3
+C11X4 +C12X3 Y+C13X2 Y2 +C14XY3 +C15Y4
+C16X5 +C17X4 Y+C18X3 Y2 +C19X2 Y3 +C20XY4
+C21Y5
+C22X6 +C23X5 Y+C24X4 Y2 +C25X3 Y3 +C26X2 Y4
+C27XY5 +C28Y6
+C29X7 +C30X6 Y+C31X5 Y2 +C32X4 Y3 +C33X3 Y4
+C34X2 Y5 +C35XY6 +C36Y7
・・・・・・
・・・(b)
ただし、Cj (jは2以上の整数)は係数である。
∞
ΣC j X m Y n
j = 2
= C 2 X + C 3 Y
+ C 4 X 2 + C 5 XY + C 6 Y 2
+ C 7 X 3 + C 8 X 2 Y + C 9 XY 2 + C 10 Y 3
+ C 11 X 4 + C 12 X 3 Y + C 13 X 2 Y 2 + C 14 XY 3 + C 15 Y 4
+ C 16 X 5 + C 17 X 4 Y + C 18 X 3 Y 2 + C 19 X 2 Y 3 + C 20 XY 4
+ C 21 Y 5
+ C 22 X 6 + C 23 X 5 Y + C 24 X 4 Y 2 + C 25 X 3 Y 3 + C 26 X 2 Y 4
+ C 27 XY 5 + C 28 Y 6
+ C 29 X 7 + C 30 X 6 Y + C 31 X 5 Y 2 + C 32 X 4 Y 3 + C 33 X 3 Y 4
+ C 34 X 2 Y 5 + C 35 XY 6 + C 36 Y 7
・ ・ ・ ・ ・ ・
... (b)
However, C j (j is an integer of 2 or more) is a coefficient.
上記自由曲面は、一般的には、X−Z面、Y−Z面共に対称面を持つことはないが、Xの奇数次項の係数、すなわち、C2 、C5 、C7 、C9 、C12、C14、C16、C18、C20、C23、C25、C27、C29、C31、C33、C35・・・を全て0にすることによって、Y−Z面と平行な対称面が1つだけ存在する自由曲面となる。また、Yの奇数次項の係数、すなわち、C3 、C5 、C8 、C10、C12、C14、C17、C19、C21、C23、C25、C27、C30、C32、C34、C36・・・を全て0にすることによって、X−Z面と平行な対称面が1つだけ存在する自由曲面となる。 The free-form surface generally does not have a symmetric surface in both the XZ plane and the YZ plane, but the coefficients of odd-order terms of X, that is, C 2 , C 5 , C 7 , C 9 , By setting all of C 12 , C 14 , C 16 , C 18 , C 20 , C 23 , C 25 , C 27 , C 29 , C 31 , C 33 , C 35. Is a free-form surface having only one plane of symmetry parallel to the. Further, coefficients of odd-order terms of Y, that is, C 3 , C 5 , C 8 , C 10 , C 12 , C 14 , C 17 , C 19 , C 21 , C 23 , C 25 , C 27 , C 30 , By setting all of C 32 , C 34 , C 36 ... To 0, a free-form surface having only one symmetry plane parallel to the XZ plane is obtained.
このような自由曲面を光学面(反射面、屈折面)として有するプリズム(以下、自由曲面プリズムと呼ぶ。)は、軸対称な面しかない光学系に比べて設計の自由度が高いため、高性能の光学系を構成することができる。また、プリズム内で反射することで光路を折り曲げることができ、小型化の点でも有利である。 A prism having such a free-form surface as an optical surface (reflecting surface, refracting surface) (hereinafter referred to as a free-form surface prism) has a higher degree of design freedom than an optical system having only an axisymmetric surface. A performance optical system can be constructed. In addition, the optical path can be bent by reflecting in the prism, which is advantageous in terms of miniaturization.
また、光学系を、以上のような光学素子を有するように構成することができる。 Further, the optical system can be configured to have the optical elements as described above.
すなわち、条件式(1)を満たす光学素子を光学系が含むため、光学素子の反射面で回折が起こっても不要な回折光の光強度を弱く抑えられる。よって、画像劣化を有効に防ぐことができるので、このような光学系により品質の高い画像を得られる。 That is, since the optical system includes an optical element that satisfies the conditional expression (1), the light intensity of unnecessary diffracted light can be suppressed to a low level even if diffraction occurs on the reflection surface of the optical element. Therefore, image deterioration can be effectively prevented, and a high-quality image can be obtained by such an optical system.
また、光学系は、光学材料として有機無機複合材料を用いた光学素子を少なくとも1つ含んでいてもよい。 The optical system may include at least one optical element using an organic-inorganic composite material as an optical material.
光学素子の光学材料として有機無機複合材料を用いると、有機成分と無機成分の種類と存在量比率に応じて、種々の光学特性(屈折率、波長分散性)が発現するようになる(得られる)。このように、有機成分と無機成分を任意の比率で配合することで、所望の光学特性、あるいは高い光学特性を持つ光学材料を実現できる。これにより、性能の高い光学素子を得ることができるので、より少ない枚数で諸収差を補正できる。よって、光学系を低コスト・小型化できる。 When an organic-inorganic composite material is used as the optical material of the optical element, various optical properties (refractive index, wavelength dispersion) are exhibited depending on the type and abundance ratio of the organic component and the inorganic component (obtained). ). Thus, an optical material having desired optical characteristics or high optical characteristics can be realized by blending an organic component and an inorganic component in an arbitrary ratio. Thereby, since an optical element with high performance can be obtained, various aberrations can be corrected with a smaller number of sheets. Therefore, the optical system can be reduced in cost and size.
有機無機複合体としては、ジルコニアのナノ粒子を含むもの、ジルコニアとアルミナのナノ粒子を含むもの、ニオブ酸化物のナノ粒子を含むもの、ジルコニウムアルコキシドの加水分解物とアルミナのナノ粒子を含むもの等がある。 Examples of organic / inorganic composites include zirconia nanoparticles, zirconia and alumina nanoparticles, niobium oxide nanoparticles, zirconium alkoxide hydrolysates and alumina nanoparticles, etc. There is.
これらの材料のナノ粒子は、無機成分の例示である。そして、このようなナノ粒子を有機成分のプラスチック中に所定の存在量比率で分散させることにより、種々の光学特性(屈折率、波長分散性)を発現させることができる。 The nanoparticles of these materials are examples of inorganic components. Then, by dispersing such nanoparticles in an organic component plastic at a predetermined abundance ratio, various optical characteristics (refractive index, wavelength dispersibility) can be expressed.
また、以上のような光学素子、あるいは、光学系が含むようにして、電子機器を構成しても良い。 Further, the electronic device may be configured so that the optical element or the optical system as described above is included.
続いて、上記光学素子を備えた撮像光学系(像面に撮像素子を配置して撮像装置が構成される。)の数値実施例1を説明する。そして、その数値実施例1の光学系に基づいて、回折光を少なくする手段を順に説明する。 Subsequently, Numerical Example 1 of an imaging optical system including the optical element (an imaging device is configured by arranging an imaging element on an image plane) will be described. Based on the optical system of Numerical Example 1, means for reducing diffracted light will be described in order.
この実施例について、子午断面内の光路図を図6に示す。ここで、本発明の撮像光学系は、物体側から光の通る順に、前群、絞り、後群で構成されている。絞り2より前の前群には、カバーガラス30と第1プリズム10が配置されている。また、絞り2より後の後群には、第2プリズム20と、カバーガラス40が配置されている。ここで、カバーガラス30は、前面31と後面32が平行な平面からなる。また、カバーガラス40は、前面41と後面42が平行な平面からなる。そして、そのカバーガラス40の直後に、撮像素子(像面)3が位置する。この実施例においては、撮像素子3に入射する軸上主光線1と物体空間での軸上主光線1の方向は平行で、同じ方向である。
FIG. 6 shows an optical path diagram in the meridional section for this example. Here, the imaging optical system of the present invention includes a front group, a stop, and a rear group in the order in which light passes from the object side. A
そして、第1プリズム10は、第1面11から第3面13で構成されている。その第1面11は入射面、第2面12は反射面、第3面13は射出面である。物体からの光線は、入射面11を透過し、反射面12で内面反射され、射出面13を透過する。また、第2プリズム20は、第1面21から第4面24で構成されている。その第1面21は入射面、第2面22は第1反射面、第3面23は第2反射面、第4面24は射出面である。第1プリズム10から絞り2を経た光線は、入射面21を透過し、第1反射面22で内面反射され、第2反射面23で内面反射され、射出面24を透過する。そして、この透過した光は、撮像素子3の撮像面上に結像する。
The
この撮像光学系において、絞り2は開口絞りとして機能する。また、この撮像光学系は、中間像を形成しない光学系である。また、第2プリズム20の第1面21と第2面22とがプリズム媒質を挟んで対向配置され、第3面23と第4面24とがプリズム媒質を挟んで対向配置されている。よって、第2プリズム20では、第1面21と第2面22とを結ぶ光路が、第3面23と第4面24とを結ぶ光路とプリズム内で交差している。なお、第1プリズム10の第1面11から第3面13、第2プリズム20の第1面21から第4面24は全て、図6の面(Y−Z面)を唯一の対称面とする自由曲面からなる。そのため、光学系全体も、図6の子午断面に対して面対称な光学系となっている。
In this imaging optical system, the
上記実施例の構成パラメータは下記に示すが、面番号は、物体から光学系の前群を経て、絞り2を通り、後群を通って撮像素子3の撮像面へ向う順光線追跡の面番号として示してある。座標の取り方に関しては、図6に示すように、ここで、軸上主光線1を、絞り2の中心から撮像素子3の中心に至る光線で定義する。そして、カバーガラス30の第1面31の物体側での軸上主光線1をZ軸とし、このZ軸と直交し、かつ、子午断面内の方向をY軸の方向と定義し、Z軸と直交し、かつ、Y軸の方向と直交する方向をX軸の方向と定義する。また、カバーガラス30の表面31と、Z軸との交点をこの座標系の原点とする。そして、カバーガラス30から、第1プリズム10に向かう方向をZ軸の正方向、撮像素子3に向かうY軸の方向をY軸の正方向、Y軸とZ軸と右手系を構成するX軸の方向をX軸の正方向とそれぞれ定義する。この座標系をグローバル座標系と呼ぶ。
The configuration parameters of the above embodiment are shown below. The surface number is the surface number of the forward ray tracing from the object through the front group of the optical system, through the
これとは別に、各面毎に面形状を定義する座標系(ローカル座標系)を考える。各面の面頂に原点を置き、子午断面内にY−Z平面を設定する。 Apart from this, a coordinate system (local coordinate system) that defines a surface shape for each surface is considered. Place the origin at the top of each surface and set the YZ plane in the meridional section.
この実施例で用いる自由曲面は、ローカル座標系に対し、前記の(a)式で定義される。なお、前記定義式のZ軸が自由曲面の軸となる。 The free-form surface used in this embodiment is defined by the above equation (a) with respect to the local coordinate system. Note that the Z axis of the defining formula is the axis of the free-form surface.
また、偏心面については、対応するグローバル座標系の原点から、その面の面頂位置の偏心量(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向をそれぞれ、X,Y,Z)と、その面の中心軸(自由曲面については、上記式(a)のZ軸)のX軸、Y軸、Z軸のそれぞれを中心とする傾き角(それぞれα,β,γ(°))とが与えられている。その場合、αとβの正はそれぞれの軸の正方向に対して反時計回りを、γの正はZ軸の正方向に対して時計回りを意味する。なお、面の中心軸のα,β,γの回転のさせ方は、面の中心軸とそのXYZ直交座標系を、まずX軸の回りで反時計回りにα回転させ、次に、その回転した面の中心軸を新たな座標系のY軸の回りで反時計回りにβ回転させると共に1度回転した座標系もY軸の回りで反時計回りにβ回転させ、次いで、その2度回転した面の中心軸を新たな座標系の新たな座標系のZ軸の回りで時計回りにγ回転させるものである。 For the eccentric surface, from the origin of the corresponding global coordinate system, the amount of eccentricity of the surface top position of the surface (X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction respectively X, Y, Z) and its surface And the inclination angles (α, β, γ (°), respectively) about the X axis, the Y axis, and the Z axis of the equation (a) for the free-form surface are given. ing. In this case, positive α and β mean counterclockwise rotation with respect to the positive direction of each axis, and positive γ means clockwise rotation with respect to the positive direction of the Z axis. Note that the α, β, and γ rotations of the central axis of the surface are performed by first rotating the central axis of the surface and its XYZ orthogonal coordinate system by α counterclockwise around the X axis, and then rotating the rotation. The center axis of the surface is rotated β counterclockwise around the Y axis of the new coordinate system, and the coordinate system rotated once is also rotated β counterclockwise around the Y axis and then rotated twice. The center axis of the surface is rotated γ clockwise around the Z axis of the new coordinate system.
また、光学系を構成する光学作用面の中、特定の面とそれに続く面が共軸光学系を構成する場合には、面間隔が与えられており、その他、媒質の屈折率、アッベ数が慣用法に従って与えられている。 In addition, when a specific surface and subsequent surfaces of the optical working surface constituting the optical system constitute a coaxial optical system, a surface interval is given, and in addition, the refractive index of the medium and the Abbe number are It is given according to common usage.
なお、自由曲面の他の定義式として、Zernike多項式がある。この面の形状は以下の式(c)により定義する。その定義式(c)のZ軸がZernike多項式の軸となる。回転非対称面の定義は、X−Y面に対するZの軸の高さの極座標で定義され、RはX−Y面内のZ軸からの距離、AはZ軸回りの方位角で、X軸から測った回転角で表せられる。 In addition, there is a Zernike polynomial as another defining formula of the free-form surface. The shape of this surface is defined by the following equation (c). The Z axis of the defining formula (c) is the axis of the Zernike polynomial. The definition of the rotationally asymmetric surface is defined by polar coordinates of the height of the Z axis relative to the XY plane, R is the distance from the Z axis in the XY plane, A is the azimuth around the Z axis, and the X axis It is expressed by the rotation angle measured from.
x=R×cos(A)
y=R×sin(A)
Z=D2
+D3 Rcos(A)+D4 Rsin(A)
+D5 R2 cos(2A)+D6 (R2 −1)+D7 R2 sin(2A)
+D8 R3 cos(3A) +D9 (3R3 −2R)cos(A)
+D10(3R3 −2R)sin(A)+D11R3 sin(3A)
+D12Recos(4A)+D13(4R4 −3R2 )cos(2A)
+D14(6R4 −6R2 +1)+D15(4R4 −3R2 )sin(2A)
+D16R4 sin(4A)
+D17R5 cos(5A) +D18(5R5 −4R3 )cos(3A)
+D19(10R5 −12R3 +3R)cos(A)
+D20(10R5 −12R3 +3R)sin(A)
+D21(5R5 −4R3 )sin(3A) +D22R5 sin(5A)
+D23Rocos(6A)+D24(6R6 −5R4 )cos(4A)
+D25(15R6 −20R4 +6R2 )cos(2A)
+D26(20R6 −30R4 +12R2 −1)
+D27(15R6 −20R4 +6R2 )sin(2A)
+D28(6R6 −5R4 )sin(4A) +D29Rosin(6A)・・・・・
・・・(c)
ただし、Dm (mは2以上の整数)は係数である。
x = R × cos (A)
y = R × sin (A)
Z = D 2
+ D 3 Rcos (A) + D 4 Rsin (A)
+ D 5 R 2 cos (2A) + D 6 (R 2 −1) + D 7 R 2 sin (2A)
+ D 8 R 3 cos (3A) + D 9 (3R 3 −2R) cos (A)
+ D 10 (3R 3 -2R) sin (A) + D 11 R 3 sin (3A)
+ D 12 Recos (4A) + D 13 (4R 4 -3R 2 ) cos (2A)
+ D 14 (6R 4 -6R 2 +1) + D 15 (4R 4 -3R 2 ) sin (2A)
+ D 16 R 4 sin (4A)
+ D 17 R 5 cos (5A) + D 18 (5R 5 -4R 3 ) cos (3A)
+ D 19 (10R 5 -12R 3 + 3R) cos (A)
+ D 20 (10R 5 -12R 3 + 3R) sin (A)
+ D 21 (5R 5 -4R 3 ) sin (3A) + D 22
+ D 23 Rocos (6A) + D 24 (6R 6 -5R 4 ) cos (4A)
+ D 25 (15R 6 -20R 4 + 6R 2 ) cos (2A)
+ D 26 (20R 6 -30R 4 + 12R 2 -1)
+ D 27 (15R 6 -20R 4 + 6R 2 ) sin (2A)
+ D 28 (6R 6 -5R 4 ) sin (4A) + D 29 Rosin (6A)
... (c)
However, Dm (m is an integer greater than or equal to 2) is a coefficient.
以下に、数値実施例1の数値データを示す。これら表中の“FFS”は自由曲面、“RE”は反射面を示す。 The numerical data of Numerical Example 1 is shown below. In these tables, “FFS” indicates a free-form surface, and “RE” indicates a reflective surface.
数値実施例1
入射瞳系の大きさ Φ1.3mm
像面の大きさ 幅 3.6mm 高さ 2.7mm
半画角 X方向 26.06 ° Y方向 20.15 °
焦点距離 3.68mm Fナンバー 2.8
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 ∞ 偏心(1) 1.4950 65.0
2 ∞ 偏心(2)
3 FFS[1] 偏心(3) 1.6069 27.0
4 FFS[2] (RE) 偏心(4) 1.6069 27.0
5 FFS[3] 偏心(5)
6 ∞(絞り面) 偏心(6)
7 FFS[4] 偏心(7) 1.5256 56.4
8 FFS[5] (RE) 偏心(8) 1.5256 56.4
9 FFS[6] (RE) 偏心(9) 1.5256 56.4
10 FFS[7] 偏心(10)
11 ∞ 偏心(11) 1.5163 64.1
12 ∞ 偏心(12)
像 面 ∞ 偏心(13)
FFS[1]
C4 4.1709 ×10-2 C6 6.5908 ×10-2 C8 -1.0688 ×10-4
C10 -1.1246 ×10-3 C11 6.6599 ×10-4 C13 1.6298 ×10-3
C15 7.4708 ×10-4 C17 -2.9507 ×10-5 C19 9.7169 ×10-5
C21 -1.7566 ×10-4 C22 -2.5840 ×10-6 C24 5.7315 ×10-5
C26 -3.4271 ×10-5 C28 3.0860 ×10-5
FFS[2]
C4 -3.9587 ×10-3 C6 2.7654 ×10-2 C8 -1.0723 ×10-3
C10 1.9555 ×10-3 C11 7.7516 ×10-5 C13 -1.7029 ×10-4
C15 3.4007 ×10-4 C17 -3.4680 ×10-5 C19 1.0476 ×10-4
C21 4.8180 ×10-6 C22 -6.2801 ×10-6 C24 -4.7571 ×10-7
C26 1.6082 ×10-5 C28 -8.1118 ×10-6
FFS[3]
C3 -3.3425 ×10-2 C4 -7.8403 ×10-2 C6 -4.0695 ×10-2
C8 -8.8984 ×10-3 C10 6.2496 ×10-3 C11 -1.5720 ×10-3
C13 -2.7166 ×10-2 C15 1.4357 ×10-3 C17 -6.5515 ×10-4
C19 3.6911 ×10-4 C21 -2.1928 ×10-4 C22 1.8341 ×10-3
C24 -3.0393 ×10-3 C26 2.0951 ×10-3 C28 -6.7649 ×10-4
FFS[4]
C3 -2.8391 ×10-2 C4 1.2123 ×10-1 C6 -8.3113 ×10-2
C8 7.8309 ×10-3 C10 2.1910 ×10-3 C11 6.5905 ×10-3
C13 -1.7892 ×10-2 C15 1.5127 ×10-3 C17 -6.7547 ×10-4
C19 4.3224 ×10-4 C21 -8.3463 ×10-5 C22 -2.3991 ×10-4
C24 -8.1334 ×10-3 C26 7.9144 ×10-4 C28 -4.9662 ×10-4
FFS[5]
C4 3.8550 ×10-2 C6 4.1924 ×10-2 C8 1.7538 ×10-3
C10 -3.9045 ×10-4 C11 8.7475 ×10-5 C13 6.4778 ×10-4
C15 1.7386 ×10-4 C17 -1.0376 ×10-5 C19 -1.6202 ×10-6
C21 -1.7314 ×10-5 C22 -2.3351 ×10-7 C24 1.1257 ×10-5
C26 -9.6773 ×10-6 C28 -9.8518 ×10-6
FFS[6]
C4 -2.4098 ×10-2 C6 1.1095 ×10-2 C8 2.5243 ×10-4
C10 8.0683 ×10-5 C11 -1.0086 ×10-4 C13 8.3763 ×10-4
C15 3.5919 ×10-4 C17 -6.6515 ×10-5 C19 5.2149 ×10-5
C21 6.6212 ×10-5 C22 4.1040 ×10-7 C24 4.0895 ×10-6
C26 -6.4842 ×10-6 C28 -9.8152 ×10-6
FFS[7]
C3 4.8640 ×10-2 C4 3.7051 ×10-2 C6 6.3083 ×10-2
C8 1.4429 ×10-3 C10 2.1610 ×10-4 C11 -8.4235 ×10-3
C13 -8.8574 ×10-3 C15 -4.6112 ×10-3 C17 -4.4861 ×10-4
C19 5.3081 ×10-4 C21 1.1103 ×10-3 C22 4.3529 ×10-4
C24 5.0879 ×10-4 C26 1.0880 ×10-3 C28 -1.2467 ×10-4
偏心(1)
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(2)
X 0.00 Y 0.00 Z 0.50
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(3)
X 0.00 Y -0.00 Z 0.64
α -0.95 β 0.00 γ 0.00
偏心(4)
X 0.00 Y -0.02 Z 3.34
α -41.75 β 0.00 γ 0.00
偏心(5)
X 0.00 Y 2.63 Z 3.02
α -83.86 β 0.00 γ 0.00
偏心(6)
X 0.00 Y 3.21 Z 2.96
α -83.86 β 0.00 γ 0.00
偏心(7)
X 0.00 Y 3.39 Z 2.94
α -83.86 β 0.00 γ 0.00
偏心(8)
X 0.00 Y 7.89 Z 2.41
α -101.29 β 0.00 γ 0.00
偏心(9)
X 0.00 Y 5.44 Z 1.03
α -150.09 β 0.00 γ 0.00
偏心(10)
X 0.00 Y 5.38 Z 4.48
α -180.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(11)
X 0.00 Y 5.38 Z 4.79
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(12)
X 0.00 Y 5.38 Z 5.09
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(13)
X 0.00 Y 5.38 Z 5.72
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
Numerical example 1
Size of entrance pupil system Φ1.3mm
Image size Width 3.6mm Height 2.7mm
Half angle of view X direction 26.06 ° Y direction 20.15 °
Focal length 3.68mm F-number 2.8
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ ∞
1 ∞ Eccentricity (1) 1.4950 65.0
2 ∞ Eccentricity (2)
3 FFS [1] Eccentricity (3) 1.6069 27.0
4 FFS [2] (RE) Eccentricity (4) 1.6069 27.0
5 FFS [3] Eccentricity (5)
6 ∞ (diaphragm surface) Eccentricity (6)
7 FFS [4] Eccentricity (7) 1.5256 56.4
8 FFS [5] (RE) Eccentricity (8) 1.5256 56.4
9 FFS [6] (RE) Eccentricity (9) 1.5256 56.4
10 FFS [7] Eccentricity (10)
11 ∞ Eccentricity (11) 1.5163 64.1
12 ∞ Eccentricity (12)
Image plane ∞ Eccentricity (13)
FFS [1]
C 4 4.1709 × 10 -2 C 6 6.5908 × 10 -2 C 8 -1.0688 × 10 -4
C 10 -1.1246 × 10 -3 C 11 6.6599 × 10 -4 C 13 1.6298 × 10 -3
C 15 7.4708 × 10 -4 C 17 -2.9507 × 10 -5 C 19 9.7169 × 10 -5
C 21 -1.7566 × 10 -4 C 22 -2.5840 × 10 -6 C 24 5.7315 × 10 -5
C 26 -3.4271 × 10 -5 C 28 3.0860 × 10 -5
FFS [2]
C 4 -3.9587 × 10 -3 C 6 2.7654 × 10 -2 C 8 -1.0723 × 10 -3
C 10 1.9555 × 10 -3 C 11 7.7516 × 10 -5 C 13 -1.7029 × 10 -4
C 15 3.4007 × 10 -4 C 17 -3.4680 × 10 -5 C 19 1.0476 × 10 -4
C 21 4.8180 × 10 -6 C 22 -6.2801 × 10 -6 C 24 -4.7571 × 10 -7
C 26 1.6082 × 10 -5 C 28 -8.1118 × 10 -6
FFS [3]
C 3 -3.3425 × 10 -2 C 4 -7.8403 × 10 -2 C 6 -4.0695 × 10 -2
C 8 -8.8984 × 10 -3 C 10 6.2496 × 10 -3 C 11 -1.5720 × 10 -3
C 13 -2.7166 × 10 -2 C 15 1.4357 × 10 -3 C 17 -6.5515 × 10 -4
C 19 3.6911 × 10 -4 C 21 -2.1928 × 10 -4 C 22 1.8341 × 10 -3
C 24 -3.0393 × 10 -3 C 26 2.0951 × 10 -3 C 28 -6.7649 × 10 -4
FFS [4]
C 3 -2.8391 × 10 -2 C 4 1.2123 × 10 -1 C 6 -8.3113 × 10 -2
C 8 7.8309 × 10 -3 C 10 2.1910 × 10 -3 C 11 6.5 905 × 10 -3
C 13 -1.7892 × 10 -2 C 15 1.5127 × 10 -3 C 17 -6.7547 × 10 -4
C 19 4.3224 × 10 -4 C 21 -8.3463 × 10 -5 C 22 -2.3991 × 10 -4
C 24 -8.1334 × 10 -3 C 26 7.9144 × 10 -4 C 28 -4.9662 × 10 -4
FFS [5]
C 4 3.8550 × 10 -2 C 6 4.1924 × 10 -2 C 8 1.7538 × 10 -3
C 10 -3.9045 × 10 -4 C 11 8.7475 × 10 -5 C 13 6.4778 × 10 -4
C 15 1.7386 × 10 -4 C 17 -1.0376 × 10 -5 C 19 -1.6202 × 10 -6
C 21 -1.7314 × 10 -5 C 22 -2.3351 × 10 -7 C 24 1.1257 × 10 -5
C 26 -9.6773 × 10 -6 C 28 -9.8518 × 10 -6
FFS [6]
C 4 -2.4098 × 10 -2 C 6 1.1095 × 10 -2 C 8 2.5243 × 10 -4
C 10 8.0683 × 10 -5 C 11 -1.0086 × 10 -4 C 13 8.3763 × 10 -4
C 15 3.5919 × 10 -4 C 17 -6.6515 × 10 -5 C 19 5.2149 × 10 -5
C 21 6.6212 × 10 -5 C 22 4.1040 × 10 -7 C 24 4.0895 × 10 -6
C 26 -6.4842 × 10 -6 C 28 -9.8152 × 10 -6
FFS [7]
C 3 4.8640 × 10 -2 C 4 3.7051 × 10 -2 C 6 6.3083 × 10 -2
C 8 1.4429 × 10 -3 C 10 2.1610 × 10 -4 C 11 -8.4235 × 10 -3
C 13 -8.8574 × 10 -3 C 15 -4.6112 × 10 -3 C 17 -4.4861 × 10 -4
C 19 5.3081 × 10 -4 C 21 1.1103 × 10 -3 C 22 4.3529 × 10 -4
C 24 5.0879 × 10 -4 C 26 1.0880 × 10 -3 C 28 -1.2467 × 10 -4
Eccentricity (1)
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentricity (2)
X 0.00 Y 0.00 Z 0.50
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentricity (3)
X 0.00 Y -0.00 Z 0.64
α -0.95 β 0.00 γ 0.00
Eccentricity (4)
X 0.00 Y -0.02 Z 3.34
α -41.75 β 0.00 γ 0.00
Eccentricity (5)
X 0.00 Y 2.63 Z 3.02
α -83.86 β 0.00 γ 0.00
Eccentricity (6)
X 0.00 Y 3.21 Z 2.96
α -83.86 β 0.00 γ 0.00
Eccentricity (7)
X 0.00 Y 3.39 Z 2.94
α -83.86 β 0.00 γ 0.00
Eccentricity (8)
X 0.00 Y 7.89 Z 2.41
α -101.29 β 0.00 γ 0.00
Eccentric (9)
X 0.00 Y 5.44 Z 1.03
α -150.09 β 0.00 γ 0.00
Eccentric (10)
X 0.00 Y 5.38 Z 4.48
α -180.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric (11)
X 0.00 Y 5.38 Z 4.79
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric (12)
X 0.00 Y 5.38 Z 5.09
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric (13)
X 0.00 Y 5.38 Z 5.72
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
[実施例1]
上記数値実施例1の面番号7〜10が、実施例1のプリズムを表している。このプリズムは、自由曲面を4面有するプリズムである。このプリズムを光学系に組み込んだ例を、図6に示す。図6は、撮像装置の一例であって、2つのプリズムを備えている。図6において、第2プリズム20が、実施例1のプリズムになる。第2プリズム20では、第21面から光が入射する。入射した光は、第2面22に到達する。第2面22と第3面23には、アルミコートが施してある。よって、第2面22は、第1面21から入射した光を反射する。第2面22で反射した光は第3面23に入射し、ここで反射される。そして、第3面で反射した光は、第4面24から射出する。このプリズム20の材料は、ZEONEX480R(日本ゼオン(株)製)である。
[Example 1]
この第2プリズム20は、切削加工機で、光学材料を直接切削して製作されたものである。よって、4つの面のいずれにも、図3(a)のように、複数の溝が周期的に形成されている。ここで、第2面22と第3面23が反射面である。よって、この2つの面における回折光の発生が問題となる。
The
このとき、溝の断面形状は、略円弧状(光学素子W側に向かって凸)であり、円弧の曲率半径Rは3.5mmである。また、隣り合う溝の間隔(周期)Pは0.01mmである。この第2プリズム20を、図6のような光学系に使用する。この光学系は、波長範囲は400〜700nmでの使用を想定している。また、撮像素子3として、CCDを使用することを想定する。ここで、CCDには、RGBカラーフィルターが設けられている。そこで、RGBカラーフィルターの分光透過率分布と、CCDの分光感度から、例えば、図7のような分光感度特性が求まる。図7の場合、Gで示すグラフで透過率が最も高くなっている。よって、図7から、基準波長λ0 は530nmとなる。また、基準波長λ0 =530nmにおける屈折率n0 は、1.52881である。なお、第1プリズム10及び第2プリズム20の分光透過率は、400〜700nmの波長範囲において、ほぼ一定としている。
At this time, the cross-sectional shape of the groove is substantially arcuate (convex toward the optical element W), and the radius of curvature R of the arc is 3.5 mm. The interval (period) P between adjacent grooves is 0.01 mm. This
このとき、(n0 ×P2 )/(R×λ0 )の値は、0.082となる。また、第2面22、第3面23での正反射光、つまり0次回折光の回折効率は99.85%、±1次回折光の回折効率は0.07%(λ0 =530nm)となる。このように、画質劣化を引き起こす±1次回折光の強度は、0次回折光に比べて十分弱い。したがって、この第2プリズム20を用いて光学系を構成し、この光学系を用いて被写体を撮像しても、回折による画質劣化のない画像を得ることができる。なお、この実施例における±1次回折光の回折効率を図8に示す。ここで、波長範囲は400〜700nmである。
At this time, the value of (n 0 × P 2 ) / (R × λ 0 ) is 0.082. Further, the regular reflection light on the
[実施例2]
上記数値実施例1の面番号3〜5が、実施例2のプリズムを表している。このプリズムは、自由曲面を3面有するプリズムである。このプリズムを光学系に組み込んだ例を、図6に示す。図6において、第1プリズム10が、実施例2のプリズムになる。第1プリズム10では、第1面11から光が入射する。入射した光は、第2面12に到達する。第2面12にはアルミコートが施されている。よって、第2面12は、第1面11から入射した光を反射する。第2面12で反射した光は、第3面13から射出する。この第1プリズム10の材料は、PC(ポリカーボネート)である。
[Example 2]
この第1プリズム10は、射出成形による成形品である。よって、3つの面のいずれにも、図3(b)のように、複数の突起部が周期的に形成されている(金型により転写されている)。ここで、第2面12が反射面である。よって、この面における回折光の発生が問題となる。
The
このとき、突起部の形状は略円弧状(光学素子60側に向かって凹)であり、円弧の曲率半径Rは2.0mmである。また、隣り合う溝の間隔P(周期)は0.008mmである。また、この第1プリズム10を、図6に示す光学系に組み込んで使用する。ただし、実施例2では、CCDを用いるのではなく、使用者がこの光学系を介して物体の像を観察するものとする。このとき、波長範囲は、400nmから700nmの可視域である。よって、使用波長帯域の中心波長を基準波長とすると、基準波長λ0 は550nmとなる。また、基準波長λ0 =550nmにおける屈折率n0 は1.58710となる。なお、第1プリズム10及び第2プリズム20の分光透過率は、400〜700nmの波長範囲において、ほぼ一定としている。
At this time, the shape of the protrusion is substantially arcuate (concave toward the
このとき、(n0 ×P2 )/(R×λ0 )の値は、0.092となる。また、第2面12での正反射光、つまり0次回折光の回折効率は99.81%、±1次回折光の回折効率は0.09%となる。このように、画質劣化の原因となる±1次回折光の強度は、0次回折光に比べて十分弱い。したがって、この第1プリズム10を用いて光学系を構成し、この光学系を用いて観察を行なっても、回折による劣化のない像を観察することができる。
At this time, the value of (n 0 × P 2 ) / (R × λ 0 ) is 0.092. Further, the diffraction efficiency of specularly reflected light on the
なお、溝あるいは突起部の断面における曲率半径R、溝間隔P、波長λ0 及びその波長での屈折率n0 の組み合わせは、以上の実施例の組み合わせに限らない。以下、表に上記実施例1、2に加えて、他の例(実施例3、4、5)の組み合わせを示す。また、プリズムの製作方法は、何れも直接加工でも、金型による成型でもよい。実施例1乃至実施例5は、何れも条件式(1)を満たしているので、±1 次回折光の強度は0次回折光に比べて十分弱くなっている。そのため、実施例1から5の光学素子を使用して光学系を構成したとしても、回折による劣化のない像あるいは画像を得ることができる。 Note that the combination of the radius of curvature R, the groove interval P, the wavelength λ 0, and the refractive index n 0 at that wavelength in the cross section of the groove or protrusion is not limited to the combination of the above embodiments. The table below shows combinations of other examples (Examples 3, 4, and 5) in addition to the above Examples 1 and 2. In addition, any prism manufacturing method may be direct processing or molding by a mold. Since all of Examples 1 to 5 satisfy the conditional expression (1), the intensity of ± 1st order diffracted light is sufficiently weaker than 0th order diffracted light. Therefore, even if the optical system is configured using the optical elements of Examples 1 to 5, it is possible to obtain an image or image that is not deteriorated by diffraction.
〔表〕
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
材料 ZEONEX480R PC OKP4 ZEONEX330R ZEONEX330R
R(mm) 3.5 2.0 0.5 0.2 1.0
P(μm) 10 8 5 3 5
λ0 (μm) 0.53 0.55 0.6328 0.58756 0.54
n0 1.52881 1.58710 1.60235 1.50913 1.52818
(n0 ×P2 )
/(R×λ0 ) 0.082 0.092 0.127 0.116 0.071
0次光の回折効率
(%) 99.85 99.81 99.65 99.71 99.89
±1次光の回折効率
(%) 0.07 0.09 0.16 0.14 0.05
。
〔table〕
Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5
Material ZEONEX480R PC OKP4 ZEONEX330R ZEONEX330R
R (mm) 3.5 2.0 0.5 0.2 1.0
P (μm) 10 8 5 3 5
λ 0 (μm) 0.53 0.55 0.6328 0.58756 0.54
n 0 1.52881 1.58710 1.60235 1.50913 1.52818
(N 0 × P 2 )
/ (R × λ 0 ) 0.082 0.092 0.127 0.116 0.071
Zero-order diffraction efficiency
(%) 99.85 99.81 99.65 99.71 99.89
± 1st order diffraction efficiency
(%) 0.07 0.09 0.16 0.14 0.05
.
なお、実施例3乃至実施例5では、基準波長λ0 は、以下のようになっている。 In the third to fifth embodiments, the reference wavelength λ 0 is as follows.
実施例3では、光源の発光スペクトル特性において、光強度が最大となるときの波長。 In Example 3, the wavelength at which the light intensity becomes maximum in the emission spectrum characteristics of the light source.
実施例4では、光源の発光スペクトル特性と波長フィルターの分光透過率特性から求めた特性において、特性の値が最大となるときの波長。 In Example 4, the wavelength at which the value of the characteristic is maximized in the characteristic obtained from the emission spectral characteristic of the light source and the spectral transmittance characteristic of the wavelength filter.
実施例5では、光電変換器(Siフォトダイオード(S7123−01:浜松ホトニクス(株)製))の分光感度特性において、感度が最大となるときの波長。 In Example 5, the wavelength at which the sensitivity is maximum in the spectral sensitivity characteristics of the photoelectric converter (Si photodiode (S7123-01: manufactured by Hamamatsu Photonics)).
そして、反射面の形状が条件式(1)を満たしているプリズム、例えば実施例1乃至実施例5のプリズムを、2個組み合わせて、例えば図6のような光学系を構成することができる。このようにすることで、光学系をコンパクトにすることができ、かつ、回折による劣化のない像や画像を得ることができる。 Then, for example, an optical system as shown in FIG. 6 can be configured by combining two prisms whose reflecting surfaces satisfy the conditional expression (1), for example, the prisms of the first to fifth embodiments. By doing in this way, an optical system can be made compact and an image and an image which do not deteriorate by diffraction can be obtained.
ところで、以上の実施例では、光学素子にガラスや樹脂材料を用いるものとしているが、代わりに有機無機複合材料を用いてもよい。本発明で利用可能な有機無機複合体について説明する。 In the above embodiments, glass or resin material is used for the optical element, but an organic-inorganic composite material may be used instead. The organic-inorganic composite usable in the present invention will be described.
有機無機複合体は、有機成分と無機成分とが分子レベル、若しくはナノスケールで混合複合化されたものである。その形態は、(1) 有機骨格からなる高分子マトリックスと無機骨格からなるマトリックスが相互に絡み合い、互いのマトリックスへ貫入された構造のもの、(2) 有機骨格からなる高分子マトリックス中に、ナノスケールの光の波長より十分小さな無機微粒子(いわゆるナノ粒子)が均一分散したもの、及び(3) これらの複合構造になったものがある。有機成分と無機成分との間には、水素結合や分散力、クーロン力等の分子間力や、共有結合、イオン結合、π電子雲の相互作用による引力等、何らかの相互作用が働いている。有機無機複合体では、前述のように有機成分と無機成分が分子レベル、若しくは光の波長より小さなスケール領域で混合されている。このため、光の散乱に対する影響がほとんどなくなっており、透明体が得られる。また、マックスウェル方程式からも導かれるように、有機成分、無機成分それぞれの光学特性を反映した材料となる。よって、有機成分、無機成分の種類と存在量比率に応じて、種々の光学特性(屈折率、波長分散性)を発現するようになる。このことから、 有機成分と無機成分を任意の比率で配合することで、 種々の光学特性が得られるようになる。 The organic-inorganic composite is a composite in which an organic component and an inorganic component are mixed and combined at a molecular level or nanoscale. Its form is (1) a structure in which a polymer matrix composed of an organic skeleton and a matrix composed of an inorganic skeleton are intertwined with each other and penetrated into each other's matrix. There are those in which inorganic fine particles (so-called nanoparticles) sufficiently smaller than the light wavelength of the scale are uniformly dispersed, and (3) those having a composite structure of these. Some interaction acts between the organic component and the inorganic component, such as intermolecular forces such as hydrogen bonds, dispersion forces, and Coulomb forces, and attractive forces due to covalent bonds, ionic bonds, and π electron cloud interactions. In the organic-inorganic composite, as described above, the organic component and the inorganic component are mixed at a molecular level or a scale region smaller than the wavelength of light. For this reason, there is almost no influence on light scattering, and a transparent body can be obtained. Further, as derived from the Maxwell equation, the material reflects the optical characteristics of the organic component and the inorganic component. Therefore, various optical characteristics (refractive index, wavelength dispersion) are developed according to the types and abundance ratios of the organic component and the inorganic component. Therefore, various optical characteristics can be obtained by blending organic and inorganic components in any ratio.
以下の表1は、アクリレート樹脂(紫外線硬化型)とジルコニア(ZrO2 )ナノ粒子の有機無機複合体の組成例を示す。表2は、アクリレート樹脂とジルコニア(ZrO2 )/アルミナ(Al2 O3 )ナノ粒子の有機無機複合体の組成例を示す。表3は、アクリレート系樹脂とニオブ酸化物(Nb2 O5 )ナノ粒子の有機無機複合体の組成例を示す。表4は、アクリレート樹脂とジルコニウムアルコキシドとアルミナ(Al2 O3 )ナノ粒子の有機無機複合体の組成例を示す。 Table 1 below shows a composition example of an organic-inorganic composite of acrylate resin (ultraviolet curable) and zirconia (ZrO 2 ) nanoparticles. Table 2 shows a composition example of an organic-inorganic composite of an acrylate resin and zirconia (ZrO 2 ) / alumina (Al 2 O 3 ) nanoparticles. Table 3 shows a composition example of an organic-inorganic composite of acrylate resin and niobium oxide (Nb 2 O 5 ) nanoparticles. Table 4 shows a composition example of an organic-inorganic composite of acrylate resin, zirconium alkoxide, and alumina (Al 2 O 3 ) nanoparticles.
表1
┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬─────┐
│ジルコニ│nd │νd │nC │nF │ng │ 備考 │
│ア含有量│ │ │ │ │ │ │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0 │1.49236 │57.85664│1.48981 │1.49832 │1.50309 │アクリル │
│ │ │ │ │ │ │100 % │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.1 │1.579526│54.85037│1.57579 │1.586355│1.59311 │ │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.2 │1.662128│53.223 │1.657315│1.669756│1.678308│ │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.3 │1.740814│52.27971│1.735014│1.749184│1.759385│ │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.4 │1.816094│51.71726│1.809379│1.825159│1.836887│ │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.5 │1.888376│51.3837 │1.880807│1.898096│1.911249│ │
└────┴────┴────┴────┴────┴────┴─────┘
。
Table 1
┌────┬────┬────┬┬────┬────┬────┬─────┐
│ zirconia │n d │ν d │n C │n F │n g │ Notes │
│A content│ │ │ │ │ │ │
├────┼────┼────┼┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0 │1.49236 │57.85664 │1.48981 │1.49832 │1.50309 │Acrylic │
│ │ │ │ │ │ │ 100% │
├────┼────┼────┼┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.1 │1.579526 │54.85037 │1.57579 │1.586355 │1.59311 │ │
├────┼────┼────┼┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.2 │1.662128 │53.223 │1.657315 │1.669756 │1.678308│ │
├────┼────┼────┼┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.3 │1.740814│52.27971│1.735014│1.749184│1.759385│ │
├────┼────┼────┼┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.4 │1.816094│51.71726│1.809379│1.825159│1.836887│ │
├────┼────┼────┼┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.5 │1.888376 │51.3837 │1.880807 │1.898096 │1.911249│ │
└────┴────┴────┴┴────┴────┴────┴─────┘
.
表2
┌───┬───┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│AlsO3 │ZrOs │nd │νd │nC │nF │ng │ 備考 │
│存在率│存在率│ │ │ │ │ │ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.1 │0.4 │1.831515│53.56672│1.824851│1.840374│1.851956│アクリレ│
│ │ │ │ │ │ │ │ート50%│
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.2 │0.3 │1.772832│56.58516│1.767125│1.780783│1.790701│ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.3 │0.2 │1.712138│60.97687│1.707449│1.719127│1.727275│ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.4 │0.1 │1.649213│67.85669│1.645609│1.655177│1.661429│ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.2 │0.2 │1.695632│58.32581│1.690903│1.702829│1.774891│ │
└───┴───┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘
。
Table 2
┌───┬───┬────┬────┬────┬────┬┬────┬────┐
│AlsO 3 │ZrOs │n d │ν d │n C │n F │n g │ Notes │
│ presence rate │ presence rate │ │ │ │ │ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼┼────┼────┤
│0.1 │0.4 │1.831515│53.56672│1.824851│1.840374│1.851956│Acryl│
│ │ │ │ │ │ │ │50% │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼┼────┼────┤
│0.2 │0.3 │1.772832│56.58516│1.767125│1.780783│1.790701│ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼┼────┼────┤
│0.3 │0.2 │1.712138│60.97687│1.707449│1.719127│1.727275│ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼┼────┼────┤
│0.4 │0.1 │1.649213│67.85669│1.645609│1.655177│1.661429│ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼┼────┼────┤
│0.2 │0.2 │1.695632│58.32581│1.690903│1.702829│1.774891│ │
└───┴───┴────┴────┴────┴────┴┴────┴────┘
.
表3
┌───┬───┬────┬────┬────┬────┬────┐
│NbsO5 │AlsO3 │nd │νd │nC │nF │ng │
│含有量│含有量│ │ │ │ │ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.1 │ 0 │1.589861│29.55772│1.584508│1.604464│1.617565│
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.2 │ 0 │1.681719│22.6091 │1.673857│1.70401 │1.724457│
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.3 │ 0 │1.768813│19.52321│1.758673│1.798053│1.8251 │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.4 │ 0 │1.851815│17.80818│1.839583│1.887415│1.920475│
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.5 │ 0 │1.931253│16.73291│1.91708 │1.972734│2.011334│
└───┴───┴────┴────┴────┴────┴────┘
。
Table 3
┌───┬───┬────┬────┬────┬┬────┬────┐
│NbsO 5 │AlsO 3 │n d │ν d │n C │n F │n g │
│Content│Content│ │ │ │ │ │
├───┼───┼────┼────┼────┼┼────┼────┤
│0.1 │ 0 │1.589861│29.55772│1.584508│1.604464│1.617565│
├───┼───┼────┼────┼────┼┼────┼────┤
│0.2 │ 0 │1.681719 │22.6091 │1.673857 │1.70401 │1.724457│
├───┼───┼────┼────┼────┼┼────┼────┤
│0.3 │ 0 │1.768813 │19.52321 │1.758673 │1.798053 │1.8251 │
├───┼───┼────┼────┼────┼┼────┼────┤
│0.4 │ 0 │1.851815 │17.80818 │1.839583 │1.887415 │1.920475│
├───┼───┼────┼────┼────┼┼────┼────┤
│0.5 │ 0 │1.931253 │16.73291 │1.91708 │1.972734 │2.011334│
└───┴───┴────┴────┴────┴┴────┴────┘
.
表4
┌─────┬──────┬────┬────┬────┬────┐
│AlsOc(膜)│ジルコニアア│nd │νd │nC │nF │
│含有量 │ルコキシド │ │ │ │ │
├─────┼──────┼────┼────┼────┼────┤
│ 0 │ 0.3 │1.533113│58.39837│1.530205│1.539334│
├─────┼──────┼────┼────┼────┼────┤
│ 0.1 │ 0.27 │1.54737 │62.10192│1.544525│1.553339│
├─────┼──────┼────┼────┼────┼────┤
│ 0.2 │ 0.24 │1.561498│66.01481│1.558713│1.567219│
├─────┼──────┼────┼────┼────┼────┤
│ 0.3 │ 0.21 │1.575498│70.15415│1.572774│1.580977│
├─────┼──────┼────┼────┼────┼────┤
│ 0.4 │ 0.18 │1.589376│74.53905│1.586709│1.594616│
└─────┴──────┴────┴────┴────┴────┘
。
Table 4
┌─────┬──────┬────┬────┬┬────┬────┐
│AlsOc (film) │ zirconia A │n d │ν d │n C │n F │
│Content │Lucoxide │ │ │ │ │
├─────┼──────┼────┼────┼┼────┼────┤
│ 0 │ 0.3 │1.533113│58.39837│1.530205│1.539334│
├─────┼──────┼────┼────┼┼────┼────┤
│ 0.1 │ 0.27 │1.54737 │62.10192│1.544525│1.553339│
├─────┼──────┼────┼────┼┼────┼────┤
│ 0.2 │ 0.24 │1.561498│66.01481│1.558713│1.567219│
├─────┼──────┼────┼────┼┼────┼────┤
│ 0.3 │ 0.21 │1.575498│70.15415│1.572774│1.580977│
├─────┼──────┼────┼────┼┼────┼────┤
│ 0.4 │ 0.18 │1.589376│74.53905│1.586709│1.594616│
└─────┴──────┴────┴────┴┴────┴────┘
.
さて、以上のような本発明の光学素子を組み合わせた光学系を、例えば、図6に示す撮像装置に用いることができる。図6の撮像装置では、2つのプリズムを介して物体像を形成する。そして、形成した像を、CCDや銀塩フィルムといった撮像素子に受光させて撮影を行う。このような撮影装置としては、銀塩フィルムカメラや電子カメラ(デジタルカメラ)がある。また、接眼レンズを通して物体像を観察する観察装置、例えば、カメラのファインダーの対物光学系としても用いることが可能である。 Now, an optical system that combines the optical elements of the present invention as described above can be used in, for example, the imaging apparatus shown in FIG. In the imaging apparatus of FIG. 6, an object image is formed through two prisms. Then, the formed image is received by an image sensor such as a CCD or a silver salt film and photographed. Examples of such a photographing apparatus include a silver salt film camera and an electronic camera (digital camera). It can also be used as an observation optical device for observing an object image through an eyepiece, for example, an objective optical system of a camera finder.
図9〜図11は、電子カメラのファインダーの対物光学系概念図を示す。ここでは、図6の撮像光学系を、対物光学系に組み込んでいる。図9は電子カメラ140の外観を示す前方斜視図、図10は同後方斜視図、図11は電子カメラ140の構成を示す断面図である。 9 to 11 are conceptual diagrams of the objective optical system of the finder of the electronic camera. Here, the imaging optical system of FIG. 6 is incorporated in the objective optical system. 9 is a front perspective view showing the appearance of the electronic camera 140, FIG. 10 is a rear perspective view thereof, and FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of the electronic camera 140.
電子カメラ140は、この例の場合、撮影用光路142を有する撮影光学系141、ファインダー用光路144を有するファインダー光学系143、シャッター145、フラッシュ146、液晶表示モニター147等を含む。このような構成において、使用者が、カメラ140の上部に配置されたシャッター145を押圧すると、それに連動して撮影用対物光学系148を通して撮影が行われる。 In this example, the electronic camera 140 includes a photographing optical system 141 having a photographing optical path 142, a finder optical system 143 having a finder optical path 144, a shutter 145, a flash 146, a liquid crystal display monitor 147, and the like. In such a configuration, when the user presses the shutter 145 disposed on the upper part of the camera 140, photographing is performed through the photographing objective optical system 148 in conjunction therewith.
撮影用対物光学系148によって形成された物体像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター151を介して、CCD149の撮像面150上に形成される。このCCD149で受光された物体像は、処理手段152を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター147に表示される。また、この処理手段152にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは処理手段152と別体に設けらてもよいし、フロッピー(登録商標)ディスク等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、CCD149に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
An object image formed by the photographing objective optical system 148 is formed on the imaging surface 150 of the
さらに、ファインダー用光路144上には、ファインダー用対物光学系153が配置されている。このファインダー用対物光学系153は、カバーレンズ154、第1プリズム10、開口絞り2、第2プリズム20、フォーカス用レンズ166からなる。ここでは、カバーレンズ154あるいは第1プリズム10から第2プリズム20までの光学系に、本発明による光学系を用いている。
Further, a finder objective optical system 153 is disposed on the finder optical path 144. The finder objective optical system 153 includes a
また、カバー部材として用いられているカバーレンズ154は、負のパワーを有するレンズであり、画角を拡大している。また、後群のプリズム20の後方には、フォーカス用レンズ166が配置されている。このフォーカス用レンズ166は光軸の前後方向へ位置調節可能になっており、ファインダー用対物光学系153のピント調節に用いられる。このファインダー用対物光学系153によって結像面167上に形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム155の視野枠157上に形成される。なお、視野枠157は、ポロプリズム155の第1反射面156と第2反射面158との間を分離し、その間に配置されている。このポリプリズム155の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系159が配置されている。
Further, the
このように構成されたカメラ140は、撮影用対物光学系148と連動して変倍するファインダー用対物光学系153を、少ない光学部材で構成できる。そして、高性能・低コスト化が実現できると共に、対物光学系153の光路自体を折り曲げて構成できる。そのため、カメラ内部での配置の自由度が増し、設計上有利となる。 The camera 140 configured as described above can configure the finder objective optical system 153 that changes magnification in conjunction with the photographing objective optical system 148 with a small number of optical members. Further, high performance and low cost can be realized, and the optical path of the objective optical system 153 can be bent. This increases the degree of freedom of arrangement inside the camera, which is advantageous in design.
なお、図11の構成において、撮影用対物光学系148の構成については言及しなかったが、撮影用対物光学系148としては屈折型同軸光学系を用いることができる。あるいは、本発明による2つ以上のプリズム10、20からなる何れかのタイプの撮像光学系を用いることも当然可能である。
In the configuration of FIG. 11, the configuration of the photographing objective optical system 148 is not mentioned, but a refractive coaxial optical system can be used as the photographing objective optical system 148. Alternatively, it is naturally possible to use any type of imaging optical system including two or
次に、図12は、電子カメラ140の撮影部の対物光学系148に、本発明による図6のような撮像光学系を組み込んだ構成の概念図を示す。この場合は、撮影用光路142上に配置された撮影用対物光学系148に、第1プリズム10、開口絞り2、第2プリズム20からなる本発明による撮像光学系を用いている。
Next, FIG. 12 shows a conceptual diagram of a configuration in which the imaging optical system as shown in FIG. 6 according to the present invention is incorporated in the objective optical system 148 of the photographing unit of the electronic camera 140. In this case, an imaging optical system according to the present invention including the
この撮影用対物光学系148により形成された物体像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター151を介して、CCD149の撮像面150上に形成される。このCCD149で受光された物体像は、処理手段152を介し、液晶表示素子(LCD)160上に電子像として表示される。また、この処理手段152は、記録手段161の制御も行う。なお、記録手段161は、CCD149で撮影された物体像を電子情報として記録するためのものである。LCD160に表示された画像は、接眼光学系159を介して観察者眼球Eに導かれる。
An object image formed by the photographing objective optical system 148 is formed on the imaging surface 150 of the
この接眼光学系159は偏心プリズムからなり、この例では、入射面162と、反射面163と、反射と屈折の兼用面164の3面から構成されている。また、2つの反射作用を持った面63、64のうち、少なくとも一方の面、望ましくは両方の面が、光束にパワーを与え、かつ、偏心収差を補正する唯一の対称面を持つ面対称自由曲面にて構成されている。そして、この唯一の対称面は、撮影用対物光学系148のプリズム10、20が有する面対称自由曲面の唯一の対称面と略同一平面上に形成されている。また、この撮影用対物光学系148は他のレンズ(正レンズ、負レンズ)をプリズム10、20の物体側、プリズム間あるいは像側にその構成要素として含んでいてもよい。
The eyepiece optical system 159 includes a decentered prism. In this example, the eyepiece optical system 159 includes three surfaces, that is, an
このように構成されたカメラ140は、撮影用対物光学系148を少ない光学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できると共に、光学系全体を同一平面上に並べて配置できる。そのため、この配置平面と垂直方向の厚みの簿型化が実現できる。 In the camera 140 configured in this way, the photographing objective optical system 148 can be configured with a small number of optical members, high performance and low cost can be realized, and the entire optical system can be arranged on the same plane. Therefore, it is possible to realize a book shape having a thickness in a direction perpendicular to the arrangement plane.
なお、本例では、撮影用対物光学系148のカバー部材165はとして、平行平面板を配置しているが、前例と同様に、パワーを持ったレンズを用いてもよい。 In this example, a plane parallel plate is disposed as the cover member 165 of the photographing objective optical system 148, but a lens having power may be used as in the previous example.
ここで、カバー部材を設けずに、本発明の光学系中の最も物体側に配置された面をカバー部材と兼用することもできる。 Here, without providing the cover member, the surface disposed closest to the object side in the optical system of the present invention can also be used as the cover member.
次に、図13〜図15は本発明による図6のような撮像光学系を情報処理装置の一例であるパソコンに内蔵した構成を示す概念図である。 Next, FIG. 13 to FIG. 15 are conceptual diagrams showing a configuration in which the imaging optical system as shown in FIG. 6 according to the present invention is built in a personal computer which is an example of an information processing apparatus.
図13はパソコン300のカバーを開いた前方斜視図、図14はパソコン300の撮影光学系303の断面図、図15は図13の状態の側面図である。図13〜図15に示されるように、パソコン300は、キーボード301と、情報処理手段や記録手段と、モニター302と、撮影光学系303とを有している。
13 is a front perspective view with the cover of the
ここで、キーボード301は、外部から繰作者が情報を入力するためのものである。また、情報処理手段や記録手段は、図示を省略している。モニター302は、情報を操作者に表示するためのものである。また、モニター302は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、CRTディスプレイ等であってよい。また、撮影光学系303は、操作者自身や周辺の像を撮影するためのものである。なお、撮影光学系303は、図中、モニター302の右上に内蔵されているが、その場所に限られない。撮影光学系303は、例えば、モニター302の周囲や、キーボード301の周囲のどこであってもよい。
Here, the
この撮影光学系303は、撮影光路304上に、本発明による撮像光学系からなる対物光学系200と、像を受光する撮像素子チップ262とを有している。これらはパソコン300に内蔵されている。
The photographic
ここで、撮像素子チップ262上には、付加的にlRカットフィルター280が貼り付けられている。すなわち、撮像素子チップ262とlRカットフィルター280は、撮像ユニット260として一体に形成されている。そして、撮像ユニット260は、対物光学系200の鏡枠201の後端に、ワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっている。そのため、対物光学系200と撮像素子チップ262の中心合わせや、面間隔の調整が不要であり、組み立てが簡単となっている。また、鏡枠201の先端には、対物光学系200を保護するためのカバーガラス202が配置されている。
Here, an lR cut filter 280 is additionally attached on the
撮像素子チップ262で受光された物体像は、端子266を介して、パソコン300の処理手段に入力され、電子画像としてモニター302に表示される、図14には、その一例として、操作者の撮影された画像305が示されている。また、この画像305は、処理手段を経て外部に送信可能となる。よって、インターネットや電話を介して、遠隔地にいる通信相手に送信できる。これにより、通信相手のパソコンに、画像305を表示させることも可能である。
The object image received by the
次に、情報処理装置の他の例として電話、特に、その中でも持ち運びに便利な携帯電話に本発明による図6のような撮像光学系を内蔵した例を図16に示す。 Next, as another example of the information processing apparatus, FIG. 16 shows an example in which an imaging optical system as shown in FIG. 6 according to the present invention is built in a telephone, in particular, a portable telephone that is easy to carry.
図16(a)は携帯電話400の正面図、図16(b)は側面図、図16(c)は撮影光学系405の断面図である。図16(a)〜(c)に示されるように、携帯電話400は、マイク部401と、スピーカ部402と、入力ダイアル403と、モニター404と、撮影光学系405と、アンテナ406と、処理手段(図示せず)とを有している。
16A is a front view of the
ここで、マイク部401は、操作者の声を情報として入力するためのものである。スピーカ部402は、通話相手の声を出力するためのものである。入力ダイアル403は、操作者が情報を入力するためのものである。モニター404は、操作者自身や通話相手等の撮影像や、電話番号等の情報を表示するためのものである。また、モニター404は液晶表示素子である。アンテナ406は、通信電波の送信と受信を行うためのものである。処理手段は、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行うためのものである。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。
Here, the
この撮影光学系405は、本発明による撮像光学系からなる対物光学系200と、像を受光する撮像素子チップ262とを有している。ここで、対物光学系200は本発明の光学系が用いられており、撮影光路407上に配置されている。これらは、携帯電話400に内蔵されている。
The photographing
ここで、撮像素子チップ262上には、付加的にlRカットフィルター280が貼り付けられている。すなわち、撮像素子チップ262とlRカットフィルター280は、撮像ユニット260として一体に形成されている。そして、撮像ユニット260は、対物光学系200の鏡枠201の後端に、ワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっている。そのため、対物光学系200と撮像素子チップ262の中心合わせや、面間隔の調整が不要であり、組み立てが簡単となっている。また、鏡枠201の先端には、対物光学系200を保護するためのカバーガラス202が配置されている。
Here, an lR cut filter 280 is additionally attached on the
撮影素子チップ262で受光された物体像は、端子266を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター404に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ262で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
The object image received by the
以上の実施例のように、デジタルカメラ、携帯電話、ノートパソコン等に本発明の光学素子を組み合わせた例えば図6のような光学系を搭載することで、コンパクトで、かつ、回折による画質劣化のない高性能な光学系を備えた電子機器を得ることができる。 As in the above embodiment, by mounting an optical system such as that shown in FIG. 6 in which the optical element of the present invention is combined with a digital camera, a mobile phone, a notebook personal computer, etc., it is compact and image quality degradation due to diffraction is reduced. It is possible to obtain an electronic apparatus having a high-performance optical system that is not required.
以上の本発明の光学素子及びそれを用いた光学系、電子機器は、例えば次のように構成することができる。 The above optical element of the present invention, an optical system using the same, and an electronic apparatus can be configured as follows, for example.
〔1〕 反射面を少なくとも1面含む光学素子であって、
前記反射面は、その表面に所定の周期で形成された複数の溝を有し、
前記複数の溝の各々における断面は略円弧状であり、
以下の条件式を満たすことを特徴とする光学素子。
[1] An optical element including at least one reflecting surface,
The reflective surface has a plurality of grooves formed on the surface thereof with a predetermined period,
The cross section of each of the plurality of grooves is substantially arc-shaped,
An optical element satisfying the following conditional expression:
0.03≦(n0 ×P2 )/(R×λ0 )≦0.17 ・・・(1)
ただし、λ0 :前記光学素子が使用される波長範囲内における基準波長、
n0 :前記光学素子を構成する材料の前記基準波長における屈折率、
R:前記円弧の曲率半径、
P:前記所定の周期、
である。
0.03 ≦ (n 0 × P 2 ) / (R × λ 0 ) ≦ 0.17 (1)
Where λ 0 is a reference wavelength within a wavelength range in which the optical element is used,
n 0 : refractive index at the reference wavelength of the material constituting the optical element,
R: radius of curvature of the arc,
P: the predetermined period;
It is.
〔2〕 前記基準波長が光源のスペクトルの中の最大強度の波長であることを特徴とする上記1記載の光学素子。 [2] The optical element as described in [1] above, wherein the reference wavelength is a wavelength of maximum intensity in a spectrum of a light source.
〔3〕 前記基準波長が光学系の透過率分布の最大透過率の波長であることを特徴とする上記1記載の光学素子。 [3] The optical element according to [1], wherein the reference wavelength is a wavelength of maximum transmittance in the transmittance distribution of the optical system.
〔4〕 前記基準波長が波長フィルターの最大透過率の波長であることを特徴とする上記1記載の光学素子。 [4] The optical element as described in 1 above, wherein the reference wavelength is a wavelength of maximum transmittance of the wavelength filter.
〔5〕 前記基準波長が光電変換器の最大感度の波長であることを特徴とする上記1記載の光学素子。 [5] The optical element as described in 1 above, wherein the reference wavelength is a wavelength of maximum sensitivity of the photoelectric converter.
〔6〕 前記基準波長が人間の目の比視感度が最も高い波長であることを特徴とする上記1記載の光学素子。 [6] The optical element as described in [1] above, wherein the reference wavelength is a wavelength having the highest specific visual sensitivity of human eyes.
〔7〕 前記基準波長が結像に使用する波長域の中心の波長であることを特徴とする上記1記載の光学素子。 [7] The optical element as described in [1], wherein the reference wavelength is a wavelength at the center of a wavelength region used for imaging.
〔8〕 前記基準波長が光源のスペクトル、光学系の透過率分布、波長フィルターの透過率分布、光電変換器の感度分布の中の少なくとも2つを掛け合わせて求めた感度分布での最大感度の波長であることを特徴とする上記1記載の光学素子。 [8] The reference wavelength is the maximum sensitivity in the sensitivity distribution obtained by multiplying at least two of the spectrum of the light source, the transmittance distribution of the optical system, the transmittance distribution of the wavelength filter, and the sensitivity distribution of the photoelectric converter. 2. The optical element as described in 1 above, which has a wavelength.
〔9〕 前記基準波長がRGBフィルターのGのフィルター部での最も透過率が高い波長であることを特徴とする上記1記載の光学素子。 [9] The optical element according to [1], wherein the reference wavelength is a wavelength having the highest transmittance in the G filter portion of the RGB filter.
〔10〕 前記光学素子が、自由曲面からなる光学面を少なくとも1面有するプリズムであることを特徴とする上記1から9の何れか1項記載の光学素子。 [10] The optical element as described in any one of 1 to 9 above, wherein the optical element is a prism having at least one optical surface composed of a free-form surface.
〔11〕 上記1から10の何れか1項記載の光学素子を有することを特徴とする光学系。 [11] An optical system comprising the optical element described in any one of 1 to 10 above.
〔12〕 光学材料として有機無機複合材料を用いた光学素子を少なくとも1つ含むことを特徴とする上記11記載の光学系。 [12] The optical system as described in 11 above, comprising at least one optical element using an organic-inorganic composite material as the optical material.
〔13〕 前記有機無機複合体はジルコニアのナノ粒子を含むことを特徴とする上記12記載の光学系。 [13] The optical system as set forth in [12], wherein the organic-inorganic composite includes zirconia nanoparticles.
〔14〕 前記有機無機複合体はジルコニアとアルミナのナノ粒子を含むことを特徴とする上記12記載の光学系。 [14] The optical system as set forth in [12], wherein the organic-inorganic composite includes nanoparticles of zirconia and alumina.
〔15〕 前記有機無機複合体はニオブ酸化物のナノ粒子を含むことを特徴とする上記12記載の光学系。 [15] The optical system as set forth in [12], wherein the organic-inorganic composite includes niobium oxide nanoparticles.
〔16〕 前記有機無機複合体はジルコニウムアルコキシドの加水分解物とアルミナのナノ粒子を含むことを特徴とする上記12記載の光学系。 [16] The optical system as described in 12 above, wherein the organic-inorganic composite includes a hydrolyzate of zirconium alkoxide and alumina nanoparticles.
〔17〕 上記1から10の何れか1項記載の光学素子、あるいは、上記11から16の何れか1項記載の光学系が含まれることを特徴とする電子機器。 [17] An electronic apparatus comprising the optical element according to any one of 1 to 10 or the optical system according to any one of 11 to 16.
1…軸上主光線(光軸)
2…絞り
3…撮像素子(像面)
10…第1プリズム
11…第1プリズムの第1面
12…第1プリズムの第2面
13…第1プリズムの第3面
20…第2プリズム
21…第2プリズムの第1面
22…第2プリズムの第2面
23…第2プリズムの第3面
24…第2プリズムの第4面
30…カバーガラス
31…カバーガラスの前面
32…カバーガラスの後面
40…カバーガラス
41…カバーガラスの前面
42…カバーガラスの後面
51、52…溝
60…光学素子
140…電子カメラ
141…撮影光学系
142…撮影用光路
143…ファインダー光学系
144…ファインダー用光路
145…シャッター
146…フラッシュ
147…液晶表示モニター
148…撮影用対物光学系
149…CCD
150…撮像面
151…フィルター
152…処理手段
153…ファインダー用対物光学系
154…カバーレンズ
155…ポロプリズム
156…第1反射面
157…視野枠
158…第2反射面
159…接眼光学系
160…液晶表示素子(LCD)
161…記録手段
162…入射面
163…反射面
164…反射と屈折の兼用面
165…カバー部材
166…フォーカス用レンズ
167…結像面
200…対物光学系
201…鏡枠
202…カバーガラス
260…撮像ユニット
262…撮像素子チップ
266…端子
280…lRカットフィルター
300…パソコン
301…キーボード
302…モニター
303…撮影光学系
304…撮影光路
305…画像
400…携帯電話
401…マイク部
402…スピーカ部
403…入力ダイアル
404…モニター
405…撮影光学系
406…アンテナ
407…撮影光路
W…ワーク
B…バイト
T…刃先
G…挽き目
Li …入射光
L+1、L-1…1次回折光
E…観察者眼球
1 ... On-axis chief ray (optical axis)
2 ...
DESCRIPTION OF
150 ... Imaging surface 151 ... Filter 152 ... Processing means 153 ... Finder objective
161: Recording means 162 ...
Claims (4)
前記反射面は、その表面に所定の周期で形成された複数の溝を有し、
前記複数の溝の各々における断面は略円弧状であり、
以下の条件式を満たすことを特徴とする光学素子。
0.03≦(n0 ×P2 )/(R×λ0 )≦0.17 ・・・(1)
ただし、λ0 :前記光学素子が使用される波長範囲内における基準波長、
n0 :前記光学素子を構成する材料の前記基準波長における屈折率、
R:前記円弧の曲率半径、
P:前記所定の周期、
である。 An optical element including at least one reflecting surface,
The reflective surface has a plurality of grooves formed on the surface thereof with a predetermined period,
The cross section of each of the plurality of grooves is substantially arc-shaped,
An optical element satisfying the following conditional expression:
0.03 ≦ (n 0 × P 2 ) / (R × λ 0 ) ≦ 0.17 (1)
Where λ 0 is a reference wavelength within a wavelength range in which the optical element is used,
n 0 : refractive index at the reference wavelength of the material constituting the optical element,
R: radius of curvature of the arc,
P: the predetermined period;
It is.
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| JP2009280731A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Olympus Corp | Material composition for optical use and optical element using the same |
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