JP2010266577A

JP2010266577A - 光学系及びそれを有する光学機器

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Publication number: JP2010266577A
Application number: JP2009116313A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Sano; 大介佐野; Kazuhiko Momoki; 和彦桃木; Takeharu Okuno; 丈晴奥野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-11-25
Also published as: US20100290133A1; US8717684B2

Abstract

【課題】良好なる反射防止効果を有し、ゴーストの発生が少なく高い光学性能が容易に得られる光学系を得ること。
【解決手段】光学ガラスの入出射面のうち、少なくとも一方が非球面より成る非球面レンズを有する光学系であって、該非球面には無機物を材料とし、使用波長よりも細かい複数の構造部より成る反射防止機能を有する反射防止構造体が形成されており、該非球面は任意の一点におけるメリジオナル方向の曲率半径をＲｍ、サジタル方向の曲率半径をＲｓとするとき、
│（１／Ｒｍ―１／Ｒｓ）／Ｒｍ│＞５．０×１０^−５
なる式を満たす点があること。
【選択図】図１

Description

本発明は高い光学性能を有しつつ、レンズ面の反射防止を効果的に行ったビデオカメラ、プロジェクター等の光学機器に好適な光学系に関するものである。

カメラやプロジェクター等の光学機器に用いられる光学系には、光学機器の高性能化に対応して高い光学性能を有することが要望されている。高い光学性能の光学系を得るためには、球面レンズに加えて非球面レンズを用いるのが有効である。またレンズ面からの反射光が像面に入射し、ゴースト光になると画質が大きく低下するので、高い光学性能の光学系を得るには、レンズ面には反射を防止するための反射防止構造体を設けるのが有効である。

可視域の広い波長領域で反射率が低く、かつ入射角度特性が良い反射防止構造体として、可視光の波長よりも短いピッチの構造部を複数配列した反射防止構造体が知られている。このような反射防止構造体をレンズ面に設けて反射光の軽減を効果的に図った光学系が知られている（特許文献１、２）。特許文献１では入射光の波長よりも小さい周期の微細周期構造を非球面に形成した光学素子を利用した光学系を開示している。また、特許文献２ではベース部材とは線膨張係数が異なる樹脂層を持ち、その樹脂層の表面が入射光の波長よりも小さい周期を持つ微細周期構造より成る光学素子を用いた光学系を開示している。

特開２００５−６２５２５号公報特開２００５−６２５２６号公報

光学系の一部に非球面レンズを用いると、収差補正が良好に行われ画面全体にわたり高い光学性能を得るのが容易になる。しかしながら非球面の曲率半径が小さくなると非球面への光束の入射角度範囲が拡大し、非球面から不要な反射光が多く発生し、不要な反射光が像面に入射し、フレアーやゴーストが多く発生する原因になってくる。特に光学系の画角が大きくなるとこの傾向が強くなってくる。また、非球面で発生するフレアーやゴーストは、球面で発生するものに比べて異形になりやすい。異形のゴースト像が発生すると非常に目立つため、好ましくない。

これに対して薄膜より成る反射防止構造体に比べて使用波長よりも細かい微細凹凸形状の複数の構造体をレンズ面上に配列した反射防止構造体は、広い入射角度範囲で良好なる反射防止効果が得られる。しかしながら非球面レンズを用いて光学系の光学性能を高めつつ、非球面からの反射光を広い波長域で軽減することができる反射防止機能（波長帯域特性）を得るには、反射防止構造体を付与する非球面の形状を適切に設定しておくことが重要になってくる。

特に微細な複数の構造部より成る反射防止構造体を非球面に形成し、高い光学性能を確保しつつ、反射防止を効果的に行うには、反射防止構造体を付与する非球面の形状やその光学系中における適用箇所を適切に設定することが重要になってくる。これらの要件が不適切であると、良好なる反射防止効果が得られず、異形なゴーストが多く発生し、高い光学性能の光学系を得るのが難しくなってくる。

本発明は、良好なる反射防止効果を有し、ゴーストの発生が少なく高い光学性能が容易に得られる光学系の提供を目的とする。

本発明の光学系は、光学ガラスの入出射面のうち、少なくとも一方が非球面より成る非球面レンズを有する光学系であって、該非球面には無機物を材料とし、使用波長よりも細かい複数の構造部より成る反射防止機能を有する反射防止構造体が形成されており、該非球面は任意の一点におけるメリジオナル方向の曲率半径をＲｍ、サジタル方向の曲率半径をＲｓとするとき、
│（１／Ｒｍ―１／Ｒｓ）／Ｒｍ│＞５．０×１０^−５
なる式を満たす点があることを特徴としている。

本発明によれば良好なる反射防止効果を有し、フレアやゴーストの発生が少ない高い光学性能を有した光学系が得られる。

本発明の実施例１に関わる光学系のレンズ断面図非球面レンズにおけるメリジオナル方向、サジタル方向の概略図使用波長よりも細かい構造をもつ反射防止構造体の概略図非球面レンズにおける半開角θｒのイメージ図本発明の実施例２関わる光学系のレンズ断面図本発明の実施例３に関わる光学系のレンズ断面図使用波長よりも細かい構造をもつ反射防止構造体の他の一例の概略図本実施例を使用したデジタルカメラの概略図非球面のメリジオナル方向の曲率半径Ｒｍを求める概念図非球面のサジタル方向の曲率半径Ｒｓを求める概念図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面や数値例に基づいて詳細に説明する。ここでは、説明のために使用波長域として可視域（波長４００〜波長７００ｎｍ）を例に記述するが、本発明はこの波長域に限定されるものではなく、例えば波長３５０ｎｍ〜１０００ｎｍであっても良い。

本発明の光学系は、単一の焦点距離の撮像光学系や投射光学系そしてズームレンズ等である。本発明の光学系は光路中に光学ガラスの入出射面のうち、少なくとも一方が非球面（非球面形状のレンズ面）より成る非球面レンズを有する。非球面には無機物を材料とし、使用波長よりも細かい複数の構造部（微細凹凸構造体）より成る反射防止機能を有する反射防止構造体が形成されている。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の光学系のレンズ断面図である。実施例１の光学系を撮像光学系として用いる場合、図中左方が物体側で、右方が像側である。一方、この光学系をプロジェクターなどの投影光学系に用いても良い。このときは左方がスクリーン、右方が被投影画像となる。本実施例では光学系を撮像光学系として用いた場合を例に上げて、以下説明する。

図１において、０１１は撮像光学系であり、レトロフォーカス型より成っている。０１２は非球面形状のレンズ面を有する非球面レンズである。０１３は非球面レンズ０１２の非球面である。０１４は像面である。ＳＰは開口絞りである。表１に実施例１の撮像光学系の詳細な数値例を示す。本実施例の非球面レンズ０１２は物体側から数えて第２番目のレンズであり、像側のレンズ面０１３が非球面形状である。非球面０１３の面上には、無機物を材料とした使用波長（波長４００ｎｍ〜波長７００ｎｍ）よりも細かい構造部（微細構造体）より成る反射防止構造体が付与されている。

次に本発明の実施例１に対応する数値実施例１を示す。数値実施例においてｉは物体側からの光学面の順序を示し、ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。非球面形状はレンズ面の中心部の曲率半径をＲとし、光軸方向をＸ軸とし、光軸と垂直方向をＹ軸とし、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈをそれぞれ非球面係数としたとき、以下の式（１）で表される。

本実施例において、非球面０１３上のある任意の一点のメリジオナル方向の曲率半径をＲｍ、サジタル方向の曲率半径をＲｓとする。このとき以下の式（２）を満たしている。

│（１／Ｒｍ―１／Ｒｓ）／Ｒｍ│＞５．０×１０^−５ ‥‥‥（２）
図２に本実施例に係る非球面レンズの略図を示す。図２において０２１は非球面レンズ、０２２は非球面レンズ０２１の非球面の断面、０２３は非球面レンズ０２１を非球面０２２側から見た非球面の正面図である。０２４は非球面０２２のメリジオナル方向、０２５は非球面０２３のメリジオナル方向、０２６は非球面０２３のサジタル方向、０２７は非球面レンズ０２１の外形、０２８は非球面レンズ０２１の光軸である。メリジオナル方向０２３は非球面レンズ０２１の放射線方向、サジタル方向０２６は非球面レンズ０２１の同心円方向に対応している。式（２）に利用されている曲率半径Ｒｍ、Ｒｓは非球面の場所によって異なるため、各位置で求める必要がある。

図９は非球面０２２の曲率半径Ｒｍを求めるための概念図である。ここで、０９１は非球面を含む非球面レンズ、０９２は非球面の断面、０９３は非球面０９２上の曲率を求める点である。また０９４、０９５は点０９３を挟む点、０９６は非球面０９２に内接する円、０９７は非球面レンズ０９１の光軸である。曲率半径Ｒｍを求めるには、まず曲率を求めたい点０９３に近接する２つの点０９４、点０９５を求める。これらの３つの点０９３、点０９４、点０９５は全て、非球面レンズ０９１を光軸０９７を含む面で切った時の断面の非球面０９２上に存在する。そして、この３つの点０９３、点０９４、点０９５を通る内接円０９６を描く。この内接円０９６の半径が曲率半径Ｒｍとなる。ただし、厳密な曲率半径Ｒｍを求めるためには、点０９３と点０９４、点０９３と点０９５の間隔は限り無く０に近くする必要がある。

図１０は非球面０２１の曲率半径Ｒｓを求めるための概念図である。ここで、１０１は非球面を含む非球面レンズ、１０２は非球面の断面、１０３は非球面１０２上の曲率を求める点である。１０４は点１０３で非球面１０２に接する接平面、１０６は非球面１０１に内接する円、１０７は非球面レンズ１０１の光軸である。曲率半径Ｒｓを求めるには、まず曲率半径を求めたい点１０３で非球面１０２に接する接平面１０４を求める。そして、この接平面１０４に内接し、かつ光軸１０７上に中心を持つ内接円１０６を求める。この内接円１０６の曲率半径がＲｓとなる。

通常の球面レンズの場合、曲率半径Ｒｍと曲率半径Ｒｓは全ての位置で一致している。しかし、非球面レンズの非球面では、非球面量が大きくなると曲率半径Ｒｍと曲率半径Ｒｓの差が大きくなり、式（２）の左辺の値が大きくなる。このような非球面でゴースト光が発生する場合、反射する面の方向によって発散もしくは集束の程度が変わるため、ゴーストが異形の像になりやすい。異形の像は球面で発生するゴースト像よりも目立つため、好ましくない。

本実施例では、式（２）の左辺の値が５．０×１０^−５より大きいことを特徴としている。この条件を満たす非球面で発生するゴーストは、非球面量が大きいために球面に比べて異形になりやすい。そのような非球面に本実施例に係る反射防止構造体を適用すると、ゴーストを効果的に抑制できる。また、式（２）の左辺の値は
７．０×１０^−５＜│（１／Ｒｍ―１／Ｒｓ）／Ｒｍ│＜１．０×１０^−４
‥‥‥（１ａ）
であると、よりゴーストが異形になりやすくなり、本実施例によってゴーストを効果的に抑制できる。実施例１の非球面０１３は、式（２）の左辺の値が３．０×１０^−３となり、式（２）の条件を満たしている。そのため、非球面０１３で発生するゴーストは異形の像になりやすいが、本実施例の反射防止構造体を適用することでゴーストを効果的に抑制することができる。

本実施例では、非球面レンズ０１２に入射する光の波長（使用波長）よりも細かい構造を持つ凹凸形状の構造部より成る反射防止構造体が付与されている。図３は本実施例の反射防止構造体の概略図である。ここで、０３１は光学ガラスからなる基板（レンズ基板）、０３２は反射防止構造体、０３３は反射防止構造体０３２の構造間（構造部間）のピッチ、０３４は反射防止構造体０３２の構造部である。

反射防止構造体０３２は、ピッチ０３３が使用波長（例えば波長４００ｎｍ〜波長７００ｎｍ）よりも小さい。このような構造の内部では、光は反射防止構造体０３２が均質な膜であるかのように振舞うことが知られている。反射防止構造体０３２の内部では、その構造部０３４をなす材料の体積比に準じた特性を示す。図３の構成を例にとると、反射防止構造体０３２の等価屈折率ｎｅｆｆは、構造部０３４の屈折率ｎｓと構造部０３４の体積比ｆｆを使って、式（３）で簡略的に求められる。

ｎｅｆｆ＝ｆｆ・ｎｓ＋（１−ｆｆ） ‥‥‥（３）
ここで体積比ｆｆは、｛（構造部０３４）／（構造間のピッチ０３３）｝で求められる。反射防止構造体０３２が空気との混合体の場合、等価屈折率ｎｅｆｆは従来の薄膜材料では実現困難な低屈折率な膜と等価である。低屈折率な膜を利用した反射防止膜は、非常に高性能な反射防止性能を示す。非球面０１３にこのような構成の反射防止構造体０３２を付与すると、ゴーストの強度が非常に弱くなり、目立たなくなる。そのため、式（２）を満足するような非球面に反射防止構造体０３２を付与すると、ゴーストは異形になるが像として目立たなくなるというメリットがある。

ここでは説明の簡単のために反射防止構造体０３２は周期構造の構造部より成る場合を例にあげたが、構造部間のピッチ０３２が使用光の波長以下ならば、反射防止構造体０３２は非周期構造の構造部より成る場合でもかまわない。また、反射防止構造体０３２の構造部０３４は矩形構造でなくても良い。また、非球面には反射防止構造体０３２を使用していれば薄膜などと組み合わせた多層膜を用いてもかまわない。

図７は本実施例の他の実施形態の説明図である。図７において、０７１は光学ガラスからなる基板、０７２は反射防止構造体、０７３は薄膜である。反射防止構造体０７２の構造部の平均ピッチは使用波長以下である。このように、反射防止構造体０７２は厚さ方向に密度が変わってもかまわない。反射防止構造体０７２のように厚さ方向で密度が変わる構造は、空気から基板０７１に向けて屈折率がグレーデッドに変化するような膜と等価である。また、反射防止構造体０７２と基板０７１の間に薄膜０７３を設けている。これにより、より高性能な反射防止性能が得られる。

本実施例では、反射防止構造体が無機の材料からなる。反射防止構造体０３２を利用する場合、従来の反射防止膜に比べて表面積が大きくなる。樹脂に代表される耐水性や耐光性に劣る材料の表面積を大きくすることは、耐環境性を著しく低下させるため、好ましくない。そのため、このような反射防止構造体０３２には無機の材料を使用することで、耐環境性に優れた反射防止性能を得ている。本実施例の、光学系０１１は画角（撮像画角）２ωが
８０度＜２ω
である。ここで画角２ωは以下の式で表される。

画角２ωが大きいと、光学系０１１の各レンズ面に入射する光の入射角が大きくなる。このような光がレンズ面で反射してゴーストになると、ゴーストが発生するレンズ面での光の入射角が大きいため反射率が高くなりやすい。そうなるとゴーストの強度は強くなり、像として目立つため好ましくない。このようなレンズ面に反射防止構造体０３２を付与することで、入射角の大きい光の反射率を抑制することができるため、ゴーストを効果的に抑制できる。光学系の画角２ωについては、
９０度＜２ω
更には
１００度＜２ω
になると、より課題が明確になり、本実施例の反射防止構造体を適用することで、よりゴーストを効果的に抑制できる。

本実施例の光学系０１１は１１８．７度と式（４）を満足している。そのため、非球面０１３には入射角の大きい光が入射しやすく、ゴーストの強度が強くなりやすい。そこで、非球面０１３に反射防止構造体０３２を付与することで斜入射光の反射をよく抑制できるため、ゴーストを効果的に抑制することができる。

本実施例において、非球面０１３の最大半開角は３０度以上である。図４はレンズ面の半開角θｒのイメージ図である。図４において０４１は非球面レンズ、０４２は非球面の断面、０４３は非球面レンズ０４１の光軸、０４４は非球面０４２の面法線である。半開角θｒは、非球面０４２の面法線０４４と光軸０４３のなす角度である。ただし、面法線０４４は非球面０４２の場所により異なるため、半開角θｒは非球面０４２の場所によって異なる。本発明では、非球面０４２のうち最大の半開角θｒが３０度以上である。

最大半開角が３０度以上ある非球面の場合、従来の真空成膜法で反射防止膜を設けようとすると、レンズ中心とレンズ周辺で膜厚差が出てしまう。また、半開角がきつい面には斜入射で入るゴースト光が多く、従来の反射防止膜だとゴーストを排除することが難しい。本実施例では、このような非球面に反射防止構造体０３２を付与することで、半開角が大きいところでの反射も抑制できるため、ゴーストを効果的に抑制することができる。さらに最大半開角は４０度以上，さらには４５度以上になると，より効果が明確になる。そのような非球面に本実施例の反射防止構造体を適用することで、ゴーストをより効果的に抑制できる。

図１に示す非球面０１３の最大半開角は５３．４度と３０度以上である。そのため、非球面０１３に反射防止構造体０３２を付与すると、半開角が大きいところでの反射も抑制できるため、ゴーストを効果的に抑制することができる。

本実施例の光学系では、前記した非球面０１３が開口絞りＳＰよりも物体側に位置している。開口絞りＳＰより物体側に位置するレンズには、像側に位置するレンズに比べて大きな斜入射角度で光が入りやすい。また、ゴーストの入射角もきつくなりやすく、より低反射な反射防止膜が必要になる。本実施例では、このようなレンズ面に反射防止構造体０３２を適用することで、斜入射の反射を抑制することができ、ゴーストを効果的に抑制することができる。

非球面０１３は、開口絞りＳＰよりも物体側に位置している。そのため、非球面０１３に反射防止構造体０３２を付与すると、入射角のきつい光の反射を抑制するため、ゴーストが目立つことを抑制できる。本実施例において前記した非球面が以下の式（５）を満たすのが好ましい。

│Ｒｍ／Ｒｓ│＞１．０５ ‥‥‥（５）
式（５）は、メリジオナル方向の曲率半径Ｒｍとサジタル方向の曲率半径Ｒｓの比が大きいことを表している。この条件式（５）を満たすと、式（２）を満足する以上にゴーストが異形になる可能性が高くなる。

また、この式（５）はメリジオナル方向の曲率半径Ｒｍの符号が逆転する、つまり非球面に変極点がある場合も含まれる。このような面がゴーストの発生面となった場合、光が入射位置によって発散するか集束するかが変化してしまう。そのため、このような面はより異形なゴーストの発生元となりやすい。本実施例では、このような面に反射防止構造体０３２を適用することで、面での光の反射を抑制するため、ゴーストを効果的に抑制することができる。

好ましくは式（５）の右辺の値は、１．１以上，さらには１．１５以上だと、より効果が明確になる。このような面に本実施例の反射防止構造体を適用することで、ゴーストをより効果的に抑制することができる。本実施例において、非球面０１３は，式（５）の左辺が１００以上である。そのため、非球面０１３に入射するゴースト光はより異形なゴーストの発生元となりやすい。その非球面０１３に反射防止構造体０３２を付与すると、ゴーストの強度を弱くすることができ、ゴーストを、より効果的に抑制することができる。

［実施例２］
図５は、本発明の実施例２の光学系のレンズ断面図である。ここで０５１は撮像光学系、０５２は非球面レンズ、０５３は非球面、０５４は像面である。本実施例では物体側から数えて第１レンズの像側面が非球面０５３である。非球面０５３には、無機物を材料とした使用波長よりも細かい構造部より成る反射防止構造体が付与されている。実施例２の数値実施例２を数値実施例１と同様に表２に示す。

本実施例において、非球面０５３は式（２）の左辺の値が７．９×１０^−４となり、式（２）の条件を満たしている。そのため、非球面０５３で発生するゴーストは異形の像になりやすい。そこで非球面０５３に反射防止構造体０３２を付与すると、ゴーストを効果的に抑制することができる。また、本実施例の光学系０５１の画角２ωは１００．２４度と式（４）を満足している。そのため、非球面０５３には入射角の大きい光が入射しやすく、ゴーストの強度が強くなりやすい。そこで、非球面０５３に反射防止構造体０３２を付与すると、斜入射の反射を抑制するため、ゴーストを効果的に抑制することができる。

また、非球面０５３の最大半開角は５９．４度と３０度以上である。そのため、非球面０５３に反射防止構造体０３２を付与すると、開角のきついところでの反射も抑制するため、ゴーストを効果的に抑制することができる。また、非球面０５３は、式（５）の左辺が１．９程度であり、式（５）を満足している。そのため、非球面０５３に反射防止構造体０３２を付与すると、ゴーストの強度を弱くすることができ、ゴーストを効果的に抑制することができる。

［実施例３］
図６は、本発明の実施例３の光学系のレンズ断面図である。ここで０６１は撮像光学系、０６２は非球面レンズ、０６３は非球面、０６４は像面である。本実施例では物体側から数えて第２レンズの像側面が非球面０６３である。非球面０６３には、無機物を材料とした使用波長よりも細かい構造部より成る反射防止構造が付与されている。実施例３の数値実施例３を数値実施例１と同様に表３に示す。非球面０６３は式（２）の左辺の値が８．４×１０^−１となり、式（２）の条件を満たしている。そのため、非球面０６３で発生するゴーストは異形の像になりやすい。そこで非球面０６３に反射防止構造体０３２を付与すると、ゴーストを効果的にゴーストを抑制することができる。

また、本実施例の光学系０６１の画角２ωは１１３．０度と式（４）を満足している。そのため、非球面０６３には入射角の大きい光が入射しやすく、ゴーストの強度が強くなりやすい。そこで、非球面０６３に反射防止構造体０３２を付与すると、斜入射の反射も抑制するため、ゴーストを効果的に抑制することができる。また、非球面０６３の最大半開角は４６．５度と３０度以上である。そのため、非球面０６３に反射防止構造体０３２を付与すると、開角のきついところでの反射も抑制するため、ゴーストを効果的に抑制することができる。また、非球面０６３は、式（５）の左辺が１００以上であり、式（５）を満足している。そのため、非球面０６３に反射防止構造体０３２を付与すると、ゴーストの強度を弱くすることができ、ゴーストを効果的に抑制することができる。以上のように各実施例によれば、結像性能に優れ、かつ異形なゴーストの少ない光学系を達成することができる。

実施例１〜３に示す光学系は、多くの光学機器で使用することができる。例えば、図８には、各実施例の光学系を用いた光学機器の例としてデジタルカメラを示している。０８０はカメラ本体、０８１は本実施例を用いた撮影光学系である。０８２はカメラ本体０８０に内蔵され、撮影光学系０８１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。０８３は撮像素子０８２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリ、０８４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子０８２上に形成された被写体像を観察するための電子ビューファインダである。

このように各実施例の撮像光学系を利用することで、撮像光学系内での不要な反射を抑えた高い光学性能を有するカメラ（撮像装置）を実現することができる。なお、各実施例の光学系は、液晶プロジェクターの照明光学系及び投射光学系等にも使用することができる。そして、該光学系が上述した構成を有することで、結像性能に優れ、かつ不要なゴーストを抑制した光学機器を提供することができる。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

［表１］
数値実施例１
ｆ＝ 17.30 Ｆｎｏ＝ 4.08 ２ω＝118.7° 像高 29.20

面データ
面番号 r d nd νd
1 39.032 3.50 1.78472 25.7
2 27.725 6.93
3 31.865 3.50 1.58313 59.4
4* 13.517 13.14
5 91.868 2.20 1.49700 81.5
6 15.964 7.78
7 107.797 7.29 1.65412 39.7
8 -19.345 1.40 1.83481 42.7
9 35.295 1.50
10 44.257 6.95 1.65412 39.7
11 -13.418 1.00 1.77250 49.6
12 -62.398 (可変)
13 48.270 8.00 1.74950 35.3
14 -73.913 (可変)
15(絞り) ∞ 0.50
16 33.082 2.88 1.59270 35.3
17 -68.298 0.70
18 -159.710 1.00 1.83400 37.2
19 13.505 4.58 1.56732 42.8
20 -20.235 1.15
21 -15.707 1.00 1.83400 37.2
22 92.413 0.15
23 37.208 4.78 1.49700 81.5
24 -17.223 0.15
25 323.333 1.20 1.83400 37.2
26 20.255 7.45 1.49700 81.5
27 -32.065 0.15
28 -1491.679 1.75 1.80518 25.4
29 -136.318 (可変)

非球面データ
第4面
K =-6.04712e-001 B = 2.34342e-007 C = -5.84547e-008
D = 2.31497e-010 E = -8.25084e-013

［表２］
数値実施例２
ｆ＝ 24.40 Ｆｎｏ＝ 3.56 ２ω＝100.24° 像高 29.20

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 1.60
2 52.438 3.80 1.58313 59.4
3* 13.780 7.50
4 32.841 1.80 1.84666 23.8
5 17.276 7.09
6 280.581 6.33 1.68893 31.1
7 -26.041 1.40 1.83400 37.2
8 -190.133 2.93
9 -27.873 1.40 1.49700 81.5
10 64.649 0.16
11 45.028 6.86 1.51633 64.1
12 -31.077 (可変)
13 114.268 3.44 1.71736 29.5
14 -94.694 (可変)
15(絞り) ∞ 0.05
16 19.207 5.21 1.65412 39.7
17 544.261 0.50
18 92.444 1.00 1.88300 40.8
19 12.142 7.13 1.51742 52.4
20 -33.287 0.86
21 -21.599 0.90 1.83400 37.2
22 47.336 0.15
23 28.073 5.47 1.49700 81.5
24 -23.879 0.15
25 443.582 1.10 1.88300 40.8
26 19.175 6.66 1.49700 81.5
27 -40.453 0.15
28 -92.418 1.58 1.84666 23.8
29 -57.612 (可変)

非球面データ
第3面
K =-8.32287e-001 B = 1.23299e-005 C =-1.78962e-008
D= 2.37267e-010 E =-7.22792e-013 F = 9.89766e-016

［表３］
数値実施例３
ｆ＝ 14.33 Ｆｎｏ＝ 2.89 ２ω＝113.0° 像高 21.64

面データ
面番号 r d nd νd
1 44.000 3.40 1.772499 49.6
2 26.915 9.30
3 35.337 3.35 1.696797 55.5
4* 15.123 18.20
5 119.451 2.61 1.696797 55.5
6 20.354 0.40 1.516400 52.2
7* 25.788 8.50
8 37.975 1.50 1.834807 42.7
9 14.286 9.50 1.720467 34.7
10 -51.586 4.86
11 340.558 9.96 1.487490 70.2
12 -10.506 1.50 1.772499 49.6
13 -14.236 0.15
14 -18.747 1.60 1.804000 46.6
15 -28.924 1.53
16(絞り) ∞ 5.10
17 -33.161 1.75 1.749500 35.3
18 22.876 3.88 1.496999 81.5
19 -22.642 0.15
20 165.912 3.48 1.569070 71.3
21 -29.305 41.47

非球面係数
第4面
K =-8.26632e-001 B = -3.02313e-006 C =1.27000e-008
D = 2.65686e-011 E = -5.24061e-013 F =1.58414e-015
G =-2.44104e-018 H = 1.59960e-021

第4面
K =-1.06378e-001 B = 3.19400e-005 C =-1.47462e-007
D = 9.88342e-010 E = 8.80888e-012 F =-1.43421e-013
G = 6.81223e-016 H = -1.14158e-018

０１１、０５１、０６１、０８１は撮像光学系０１２、０５２、０６２は非球面レンズ０１３、０５３、０６３は非球面０１４、０５４、０６４は像面０２１、０４１、０９１、１０１は非球面を含むレンズ０２２、０４２、０９２、１０２は非球面の断面０２４は非球面０２２のメリジオナル方向０２５は非球面０２３のメリジオナル方向０２６は非球面０２３のサジタル方向０３１、０７１は光学ガラスからなる基板０３２、０７２は反射防止構造体０３３は反射防止構造体０３２の構造間のピッチ０３４は反射防止構造体０３２の構造部０４３は非球面レンズ０４１の光軸０４４は非球面の面法線０７３は薄膜０９３は曲率を求める点１０４は点１０３で非球面１０２に接する接平面

Claims

光学ガラスの入出射面のうち、少なくとも一方が非球面より成る非球面レンズを有する光学系であって、該非球面には無機物を材料とし、使用波長よりも細かい複数の構造部より成る反射防止機能を有する反射防止構造体が形成されており、該非球面は任意の一点におけるメリジオナル方向の曲率半径をＲｍ、サジタル方向の曲率半径をＲｓとするとき、
│（１／Ｒｍ―１／Ｒｓ）／Ｒｍ│＞５．０×１０^−５
なる式を満たす点があることを特徴とする光学系。
前記非球面の、最大半開角は３０度以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
前記光学系は開口絞りを有し、前記非球面は、該開口絞りよりも物体側に位置することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光学系。
前記非球面は任意の一点におけるメリジオナル方向の曲率半径をＲｍ、サジタル方向の曲率半径をＲｓとするとき、
│Ｒｍ／Ｒｓ│＞１．０５
なる式を満たす点があることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系と該光学系によって形成される像を受光する撮像素子とを有していることを特徴とする撮像装置。
前記光学系の撮像画角を２ωとするとき、８０度＜２ωであることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系を有することを特徴とする光学装置。