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JP7379079B2 - 光学系及びそれを有する光学機器 - Google Patents

光学系及びそれを有する光学機器 Download PDF

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Description

本発明は、光学系に関し、例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、銀塩フィルム用カメラ、望遠鏡等の光学機器に好適なものである。
光学機器に用いられる光学素子として、透過光量を調整するＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタが知られている。特に、焦点外れ像（ボケ像）の輪郭の先鋭度のばらつきを改善する（アポダイゼーション効果を得る）ためには、領域ごとに透過率が異なるグラデーション型のＮＤフィルタ（アポダイゼーションフィルタ）が用いられる。特許文献１には、アポダイゼーション効果を得るために、透過率分布を有する光学素子を光学系に設けることが記載されている。
国際公開第２０１６／０３９１４７号公報
しかしながら、特許文献１では、透過率分布を有する光学素子を通過する軸上光線及び軸外光線の高さについて考慮されていない。軸上光線及び軸外光線の高さに対して光学素子の透過率分布が適切でない場合、回転対称性の高いアポダイゼーション効果が得られなくなってしまうことが考えられる。
本発明の目的は、回転対称性の高いアポダイゼーション効果を得ることである。
本発明の一側面としての光学系は、開口絞りと、該開口絞りよりも物体側又は像側の何れか一方に配置される第１の光学素子と、他方に配置される第２の光学素子とを有し、前記第１及び第２の光学素子の夫々は透過率が光軸に垂直な方向に変化する領域を含み、前記第１及び第２の光学素子における軸上光線の光軸からの最大高さを各々ａ１及びａ２、前記第１及び第２の光学素子における最軸外光線の光軸からの最大高さを各々ｍ１及びｍ２、光軸からの高さｈにおける前記第１及び第２の光学素子の透過率を各々Ｔ１（ｈ）及びＴ２（ｈ）、前記第１及び第２の光学素子の有効径を各々φ１及びφ２、ｈ１／φ１＝ｈ２／φ２とするとき、
０．８０≦｜ｍ１／ａ１｜＜｜ｍ２／ａ２｜＜１．００
０．４０≦Ｔ１（ｈ１）／Ｔ２（ｈ２）＜０．９８
０．３０≦２×ｈ１／φ１≦０．７０
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明によれば、回転対称性の高いアポダイゼーション効果を得ることができる。
実施例１の光学系の断面図である。 実施例２の光学系の断面図である。 実施例３の光学系の断面図である。 実施例４の光学系の断面図である。 実施例５の光学系の断面図である。 実施例６の光学系の断面図である。 実施例７の光学系の断面図である。 実施例８の光学系の断面図である。 実施形態の撮像装置の模式図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。
図１乃至８は、実施例１乃至８に係る光学系の無限遠に合焦している状態での断面図である。図１乃至８では、各光学系の光軸ＯＡを含むメリジオナル断面を示している。各実施例の光学系をデジタルビデオカメラやデジタルカメラの撮像光学系として用いる際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子が像面ＩＰに配置される。各実施例の光学系を銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として用いる際には、フィルムが像面ＩＰに配置される。図１乃至８における矢印は、無限遠から最至近距離までのフォーカシングに際して移動するレンズ群（フォーカス群）の移動軌跡を示している。矢印が描かれていないレンズ群は、フォーカシングに際して不動である。
まず、図１を参照して実施例１に係る光学系１について説明する。
実施例１の光学系１は、開口絞りＳＰと、開口絞りＳＰよりも物体側（左側）又は像側（右側）の何れか一方に配置される第１の光学素子１１と、他方に配置される第２の光学素子１２とを有する。第１及び第２の光学素子の夫々は、透過率が光軸に垂直な方向（第１の方向）に変化する領域（透過率分布領域）を含んでおり、これによりアポダイゼーション効果を実現している。透過率分布領域としては、例えば、各光学素子の中心から周辺へ向かって連続的に透過率が減少するような透過率分布を有する領域を採用することができる。ただし、必要に応じて各光学素子の中心に透過率が一定である領域を設けても良い。
このような透過率分布領域は、光を吸収又は反射させる光学材料を成形したり基板上に成膜したりすることで得られる。このとき、色ガラスなどの光を吸収する物質を含有する媒質を光学材料として採用し、その厚みを位置に応じて変化させたり、該物質の濃度を部分的に変化させたりすることで透過率分布を形成しても良い。また、真空蒸着によって光学材料を基板上に堆積させたり、銀塩粒子などの感光材料を基板上に塗布して露光したりすることで透過率分布領域を形成しても良い。光学材料としては、例えば、熱硬化性、熱可塑性、光硬化性などの性質を有する材料を用いることができる。基板としては、レンズ等の曲面を有するものに限らず、平板状やフィルム状のものであっても良い。
なお、第１及び第２の光学素子の少なくとも一方を、電圧の印加によって透過率分布を生じさせるエレクトロクロミック素子としても良い。この場合、印加される電圧に応じてエレクトロクロミック素子の透過率分布が変化するが、ある電圧において後述する各条件式を満足するような透過率分布が得られるようにエレクトロクロミック素子を構成すれば良い。
上述したボケ像の輪郭の先鋭度のばらつきを改善するためには、ボケ像の輪郭付近（エッジ部）において光量がなだらかに減少するような光量分布を実現することが好ましい。実施例１の光学系１は、透過率分布領域を含む第１及び第２の光学素子を有するため、このような好ましい光量分布を実現することができる。一方、ボケ像の輪郭付近で光量が増加するような光量分布である場合、ボケ像の輪郭が強調されてしまうため好ましくない。ここでのボケ像とは、物体（被写体）の動きや撮影者の手ぶれによりボケた像ではなく、撮像光学系の焦点面から焦点深度以上はなれた位置に形成される像（デフォーカス像）を意味する。
ここで、実施例１の光学系１において、透過率分布を有する光学素子が開口絞りＳＰの物体側（光入射側）と像側（光出射側）の夫々に配置されている理由について説明する。
一般的な撮像光学系において、像面ＩＰに結像する光束の径は、その結像点が光軸から離れるにつれて小さくなる。すなわち、結像点の像高が高くなるほど光束の径は小さくなる。これは、光学素子の端部、鏡筒や押え環等の保持部材、開口絞り、フレアカッター等によって軸外光束が遮光されるためである。このことは口径食やケラレと呼ばれる。このような撮像光学系において、各像高に結像する各光束の光軸に垂直な任意の断面における通過領域は互いに異なる。したがって、撮像光学系に透過率分布領域を有する光学素子を一つのみ設けただけでは像高が高い光束に対して十分な光量分布を与えることができず、像高によって光量分布が大きく異なったり、光量分布がメリジオナル方向において非対称なったりしてしまう。
図１において、結像点の像高が最も高い光束（光学系１の最大画角に対応するメリジオナル光束）である最軸外光束ＲＥについて考える。開口絞りＳＰよりも物体側において、最軸外光束ＲＥの上線ＲＥＵは下線ＲＥＬよりも光軸ＯＡに近い位置を通る。そのため、透過率分布を有する光学素子を開口絞りＳＰの物体側にのみ設けた場合、該光学素子による最軸外光束ＲＥの上線ＲＥＵの減光量は最軸外光束ＲＥの下線ＲＥＬの減光量よりも小さくなる。一方、開口絞りＳＰよりも像側においては、下線ＲＥＬは上線ＲＥＵよりも光軸ＯＡに近い位置を通る。そのため、透過率分布を有する光学素子を開口絞りＳＰの像側にのみ設けた場合には、下線ＲＥＬの減光量は上線ＲＥＵの減光量よりも小さくなる。
すなわち、透過率分布を有する光学素子を一つだけ設ける場合、最軸外光束ＲＥの光量分布は非回転対称となってしまう。ゆえに、透過率分布を有する一つの光学素子のみで各像高に結像するそれぞれの光束に対して有効にアポダイゼーション効果を与えることは困難である。
一方、開口絞りＳＰの物体側と像側の夫々に透過率分布を有する光学素子を設けた場合、各光学素子により与えられる光量分布が重ね合わされることになる。このため、透過率分布を有する光学素子を一つだけ設けた場合に生じる光量分布の非回転対称性を低減することができる。ゆえに、開口絞りＳＰの物体側と像側の夫々に透過率分布を有する光学素子を設けることで、各像高に結像する各光束に対して良好なアポダイゼーション効果を与えることができる。
言い換えると、第１及び第２の光学素子における最軸外光線の光軸ＯＡからの最大高さを各々ｍ１及びｍ２とするとき、以下の条件式（１）を満足するように第１及び第２の光学素子を配置すればよい。ただし、ここでの「高さ」とは、光軸ＯＡに垂直な方向における光軸ＯＡからの距離を示す。条件式（１）上限を下回るように、開口絞りＳＰの物体側及び像側の両方に光学素子を一つ以上配置することで、前述のとおり各像高に結像する各光束に対して良好なアポダイゼーション効果を与えることができる。
ｍ１×ｍ２＜０ （１）
次に、第１及び第２の光学素子の位置における軸上光束ＲＡ及び最軸外光束ＲＥの光軸からの高さとアポダイゼーション効果の回転対称性との関係について説明する。
最軸外光束ＲＥにおいて、開口絞りＳＰと光軸ＯＡとの交点（開口絞りＳＰの開口中心）を通過する主光線ＲＥＳを考える。この主光線ＲＥＳに対して回転対称なアポダイゼーション効果を得るためには、第１及び第２の光学素子における主光線ＲＥＳの通過位置での透過率を互いに同程度とすればよい。また、軸上から最軸外まで均一なアポダイゼーション効果を得るためには、軸上光束に含まれる光線（軸上光線）と最軸外光束に含まれる光線（最軸外光線）の高さの比を、第１及び第２の光学素子で互いに同等とすればよい。しかし、一般的な光学系においては、必ずしも軸上光線と最軸外光線の高さの比が略等しくなる位置に透過率分布を有する光学素子を配置できるとは限らない。
そこで、各実施例の光学系においては、開口絞りＳＰの物体側及び像側に配置される第１及び第２の光学素子の透過率分布を互いに異ならせることで、回転対称性の高いアポダイゼーション効果を実現している。例えば、実施例１の光学系１においては、軸上光線に対する最軸外光線の高さの比は、第１の光学素子１１よりも第２の光学素子１２での方が大きい。よって、第２の光学素子１２よりも第１の光学素子１１の透過率の方が低くなるような透過率分布にすることで、アポダイゼーション効果の回転対称性を高めることが可能となる。
ここで、第１及び第２の光学素子における軸上光線の光軸ＯＡからの最大高さを各々ａ１及びａ２、光軸からの高さｈにおける第１及び第２の光学素子の透過率を各々Ｔ１（ｈ）及びＴ２（ｈ）、第１及び第２の光学素子の有効径を各々φ１及びφ２とする。このとき、各実施例の光学系は、以下の条件式（２）乃至（４）を満足する。ただし、ｈ１及びｈ２の夫々は、ｈ１／φ１＝ｈ２／φ２なる式を満たす光線高さであり、第１及び第２の光学素子の有効径に対する光線高さの比率が互いに一致する場合の光線高さを示している。
０．６０≦｜ｍ１／ａ１｜＜｜ｍ２／ａ２｜≦１．４０ （２）
０．４０≦Ｔ１（ｈ１）／Ｔ２（ｈ２）＜０．９８ （３）
０．３０≦２×ｈ１／φ１≦０．７０ （４）
条件式（２）の下限を下回る程に最軸外光線の高さが相対的に低くなると、軸外光束に対するアポダイゼーション効果が十分に得られず、像高ごとのアポダイゼーション効果の差異が大きくなってしまう。条件式（２）の上限を上回る程に軸上光線の高さが相対的に低くなると、軸上光束に対するアポダイゼーション効果が十分に得られず、像高ごとのアポダイゼーション効果の差異が大きくなってしまう。
条件式（４）を満たす光線高さの領域において、条件式（３）を満たすよう透過率分布を設定すれば、回転対称性の高いアポダイゼーション効果を得ることができる。条件式（３）の下限を下回る程に第１の光学素子の透過率が低いと、第１の光学素子によるアポダイゼーション効果が過大になり、メリジオナル断面での透過率分布の対称性が低くなってしまう。条件式（３）の上限を上回る程に第１の光学素子の透過率が高いと、第１の光学素子によるアポダイゼーション効果が十分に得られず、メリジオナル断面での軸外光束に対する透過率分布の対称性が低くなってしまう。条件式（４）の下限を下回る程に光線高さが低い領域の透過率は、ボケ像の輪郭の先鋭度には影響を与えない。条件式（４）の上限を上回る程に光線高さが高い領域の透過率は、ボケ像の中間領域の先鋭度には影響を与えない。
条件式（２）の数値範囲は、順に以下の条件式（２ａ）乃至（２ｄ）とすることが好ましい。
０．７０≦｜ｍ１／ａ１｜＜｜ｍ２／ａ２｜≦１．２０ （２ａ）
０．７５≦｜ｍ１／ａ１｜＜｜ｍ２／ａ２｜≦１．１０ （２ｂ）
０．８０≦｜ｍ１／ａ１｜＜｜ｍ２／ａ２｜≦０．９８ （２ｃ）
０．８０≦｜ｍ１／ａ１｜＜｜ｍ２／ａ２｜≦０．９４ （２ｄ）
条件式（３）の数値範囲は、順に以下の条件式（３ａ）乃至（３ｃ）とすることが好ましい。
０．５５≦Ｔ１（ｈ１）／Ｔ２（ｈ２）＜０．９２ （３ａ）
０．６５≦Ｔ１（ｈ１）／Ｔ２（ｈ２）＜０．８５ （３ｂ）
０．７５≦Ｔ１（ｈ１）／Ｔ２（ｈ２）＜０．９０ （３ｃ）
条件式（４）の数値範囲は、順に以下の条件式（４ａ）乃至（４ｂ）とすることが好ましい。
０．５０≦２×ｈ１／φ１≦０．７０ （４ａ）
０．６０≦２×ｈ１／φ１≦０．７０ （４ｂ）
また、第１及び第２の光学素子の（基板の）ｄ線に対する屈折率を各々ｎ１及びｎ２とするとき、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
｜ｎ１－ｎ２｜≦０．３２ （５）
条件式（５）の上限を上回る程に第１及び第２の光学素子の屈折率の差が大きくなると、各光学素子に対して共通の膜構成で良好な吸収特性と反射防止特性とを両立させることが難しくなる。
条件式（５）の数値範囲は、順に以下の条件式（５ａ）乃至（５ｂ）とすることが好ましい。
｜ｎ１－ｎ２｜≦０．２０ （５ａ）
｜ｎ１－ｎ２｜≦０．０７ （５ｂ）
さらに、各光学素子の有効径の位置における透過率の比を適切に定めることによって、軸外光束のメリジオナル断面での透過率分布の対称性をより高めることができる。したがって、アポダイゼーション効果の回転対称性をより高めるためには、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
０．８０≦Ｔ１（φ１／２）／Ｔ２（φ２／２）＜１．２０ （６）
条件式（６）の下限を下回る程に第１の光学素子の有効径位置における透過率が低いと、第１の光学素子によるアポダイゼーション効果が過大になり、メリジオナル断面での透過率分布の対称性が低くなってしまう。条件式（６）の上限を上回る程に第１の光学素子の透過率が高いと、第１の光学素子によるアポダイゼーション効果が十分に得られず、軸外光束に対するメリジオナル断面での透過率分布の対称性が低くなってしまう。
条件式（６）の数値範囲は、順に以下の条件式（６ａ）乃至（６ｂ）とすることが好ましい。
０．８３≦Ｔ１（φ１／２）／Ｔ２（φ２／２）＜１．１０ （６ａ）
０．８６≦Ｔ１（φ１／２）／Ｔ２（φ２／２）＜１．０５ （６ｂ）
さらに、各光学素子における軸上光線及び最軸外光線の高さを適切に定めることによって、各光線に対する透過率分布の対称性をより高めることができる。したがって、アポダイゼーション効果の回転対称性をより高めるためには、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
０＜（｜ｍ１／ａ１｜－１）×（｜ｍ２／ａ２｜－１） （７）
条件式（７）の下限値を下回る程に各光学素子における軸上光線及び最軸外光線の光線高さの比率に差異があると、軸上光線と最軸外光線における透過率分布に差が生じ、アポダイゼーション効果の回転対称性が低くなってしまう。
同様に、アポダイゼーション効果の対称性をより高めるためには、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
０．８０≦｜ｍ１／ａ１｜／｜ｍ２／ａ２｜＜１．００ （８）
条件式（８）の下限値を下回る程に第１の光学素子における軸上光線の高さに対する最軸外光線の高さの比率が小さいと、第１の光学素子による透過率分布の最大値と最小値の差が小さくなり、アポダイゼーション効果を十分に得られない。条件式（８）の上限値を上回る程に第２の光学素子の軸上光線の高さに対する最軸外光線の高さの比率が小さいと、第２の光学素子による透過率分布の最大値と最小値の差が小さくなり、アポダイゼーション効果を十分に得られない。
条件式（８）の数値範囲は、順に以下の条件式（８ａ）乃至（８ｃ）とすることが好ましい。
０．８０≦｜ｍ１／ａ１｜／｜ｍ２／ａ２｜≦０．９９ （８ａ）
０．８４≦｜ｍ１／ａ１｜／｜ｍ２／ａ２｜≦０．９８ （８ｂ）
０．８８≦｜ｍ１／ａ１｜／｜ｍ２／ａ２｜≦０．９１ （８ｃ）
また、アポダイゼーション効果の対称性をより高めるためには、以下の条件式（９）及び条件式（１０）を満足することが望ましい。
０．５０≦｜ｍ１／ａ１｜＜１．００ （９）
０．５０≦｜ｍ２／ａ２｜＜１．００ （１０）
条件式（９）及び条件式（１０）の下限値を下回る程に各光学素子の軸上光線の高さに対して最軸外光線の高さが小さいと、最軸外光線に対するメリジオナル断面での透過率分布の最大値と最小値の差が小さくなり、アポダイゼーション効果を十分に得られない。条件式（９）及び条件式（１０）の上限値を上回る程に各光学素子の軸上光線の高さに対して最軸外光線の高さが大きいと、軸上光線に対する透過率分布の最大値と最小値の差が小さくなり、アポダイゼーション効果を十分に得られない。
条件式（９）の数値範囲は、順に以下の条件式（９ａ）乃至（９ｃ）とすることが好ましい。
０．６０≦｜ｍ１／ａ１｜＜０．９４ （９ａ）
０．７０≦｜ｍ１／ａ１｜＜０．８８ （９ｂ）
０．８０≦｜ｍ１／ａ１｜＜０．８４ （９ｃ）
条件式（１０）の数値範囲は、順に以下の条件式（１０ａ）乃至（１０ｃ）とすることが好ましい。
０．７０≦｜ｍ２／ａ２｜＜０．９８ （１０ａ）
０．８０≦｜ｍ２／ａ２｜＜０．９６ （１０ｂ）
０．９０≦｜ｍ２／ａ２｜＜０．９４ （１０ｃ）
さらに、第１及び第２の光学素子の有効径位置における透過率を適切に定めることによって、ボケ像の輪郭の先鋭度の対称性を高めることができる。したがって、アポダイゼーション効果の対称性をより高めるためには、以下の条件式（１１）及び条件式（１２）を満足することが望ましい。
０．０００≦Ｔ１（φ１／２）≦０．１２５ （１１）
０．０００≦Ｔ２（φ２／２）≦０．１２５ （１２）
条件式（１１）及び条件式（１２）の上限値を上回る程に各光学素子の透過率が高い場合、ボケ像の輪郭部分において透過率が低くならず、アポダイゼーション効果を十分に得ることができない。また、軸外光線に対するサジタル断面での透過率分布の最大値と最小値の差が小さくなり、回転対称性の高いアポダイゼーション効果を得ることができない。透過率の符号は常に正であるため、条件式（１１）及び条件式（１２）の下限値を下回ることはない。なお、条件式（１１）及び条件式（１２）の中辺が小さい値になる程高いアポダイゼーション効果を得ることができるが、透過率が著しく小さい光学素子の製造難易度は高いため、製造難易度を考慮して各光学素子の透過率を適切に設定することがより好ましい。
具体的には、条件式（１１）の数値範囲は、順に以下の条件式（１１ａ）乃至（１１ｃ）とすることが好ましい。
０．００８≦Ｔ１（φ１／２）≦０．０８８ （１１ａ）
０．０１６≦Ｔ１（φ１／２）≦０．０６３ （１１ｂ）
０．０３１≦Ｔ１（φ１／２）≦０．０５０ （１１ｃ）
条件式（１２）の数値範囲は、順に以下の条件式（１２ａ）乃至（１２ｃ）とすることが好ましい。
０．００８≦Ｔ２（φ２／２）≦０．０８８ （１２ａ）
０．０１６≦Ｔ２（φ２／２）≦０．０６３ （１２ｂ）
０．０３１≦Ｔ２（φ２／２）≦０．０５０ （１２ｃ）
さらに、メリジオナル断面における各光束の開口絞りＳＰの位置での直径（光束径）を適切に定めることによって、光学系を小型化及び軽量化しつつ対称性の高い透過率分布を得ることができる。したがって、メリジオナル断面における軸上光束及び最軸外光束の開口絞りＳＰの位置での直径を各々Ｄａ及びＤｍとするとき、以下の条件式（１３）を満足することが望ましい。
０．２０≦Ｄｍ／Ｄａ≦０．７０ （１３）
条件式（１３）の下限値を下回る程に最軸外光束の直径が小さいと、アポダイゼーション効果を得るために急峻な透過率分布を形成することが必要になる。このとき、軸上光束に対してはボケ像の輪郭付近にしか透過率分布を形成することができず、十分なアポダイゼーション効果を得ることができない。条件式（１３）の上限値を上回る程に最軸外光束の直径を大きくするためには、最軸外光束がケラレないように第１及び第２の光学素子の直径を大きくすることが必要になるため、光学系が大型化及び重量化してしまう。
条件式（１３）の数値範囲は、順に以下の条件式（１３ａ）乃至（１３ｃ）とすることが好ましい。
０．２４≦Ｄｍ／Ｄａ≦０．５８ （１３ａ）
０．２８≦Ｄｍ／Ｄａ≦０．４７ （１３ｂ）
０．３０≦Ｄｍ／Ｄａ≦０．４２ （１３ｃ）
また、条件式（２）乃至（４）を満足する代わりに、条件式（２）と以下の条件式（１４）乃至（１７）を満足することによっても、同様にアポダイゼーション効果の回転対称性を高めることができる。
０．７０≦｜ｍ１／ａ１｜／｜ｍ２／ａ２｜≦０．９５ （１４）
０．４０≦Ｔ１（φ１／４）＜０．９０ （１５）
０．４０≦Ｔ２（φ２／４）＜０．９０ （１６）
０．００１≦Ｔ１（φ１／２）／Ｔ２（φ２／２）＜０．４００ （１７）
条件式（１４）の下限値を下回る程に第１の光学素子の軸上光線の高さに対する最軸外光線の高さの比率が小さいと、第１の光学素子による透過率分布の最大値と最小値の差が小さくなり、アポダイゼーション効果を十分に得られない。条件式（１４）の上限値を上回る程に第２の光学素子の軸上光線の高さに対する最軸外光線の高さの比率が小さいと、第２の光学素子による透過率分布の最大値と最小値の差が小さくなり、アポダイゼーション効果を十分に得られない。
条件式（１５）の下限値を下回る程に第１の光学素子の中帯域（φ２／４）における透過率が低いとボケ像が小さくなってしまい、ボケ像の大きさに対する透過率変化が相対的に急峻になるため、アポダイゼーション効果を十分に得られない。条件式（１５）の上限値を上回る程に第１の光学素子の中帯域における透過率が高いと、第１の光学素子の外周部における透過率分布の変化が相対的に急峻になるため、アポダイゼーション効果を十分に得られない。
条件式（１６）の下限値を下回る程に第２の光学素子の中帯域（φ２／４）における透過率が低いとボケ像が小さくなってしまい、ボケ像の大きさに対する透過率変化が相対的に急峻になるため、アポダイゼーション効果を十分に得られない。条件式（１６）の上限値を上回る程に第１の光学素子の中帯域における透過率が高いと、第２の光学素子の外周部における透過率分布の変化が相対的に急峻になるため、アポダイゼーション効果を十分に得られない。
条件式（１７）の下限を下回る程に第２の光学素子の有効径位置における透過率が高いと、第２の光学素子によるアポダイゼーション効果が十分に得られず、軸外光束に対するメリジオナル断面での透過率分布の対称性が低くなってしまう。条件式（１７）の上限を上回る程に第１の光学素子の透過率が高いと、第１の光学素子によるアポダイゼーション効果が十分に得られず、軸外光束に対するメリジオナル断面での透過率分布の対称性が低くなってしまう。
条件式（１４）の数値範囲は、順に以下の条件式（１４ａ）乃至（１４ｃ）とすることが好ましい。
０．７４≦｜ｍ１／ａ１｜／｜ｍ２／ａ２｜≦０．９２ （１４ａ）
０．７８≦｜ｍ１／ａ１｜／｜ｍ２／ａ２｜≦０．９０ （１４ｂ）
０．８１≦｜ｍ１／ａ１｜／｜ｍ２／ａ２｜≦０．８５ （１４ｃ）
条件式（１５）の数値範囲は、順に以下の条件式（１５ａ）乃至（１５ｃ）とすることが好ましい。
０．６０≦Ｔ１（φ１／４）＜０．８０ （１５ａ）
０．６５≦Ｔ１（φ１／４）＜０．７６ （１５ｂ）
０．７０≦Ｔ１（φ１／４）＜０．７３ （１５ｃ）
条件式（１６）の数値範囲は、順に以下の条件式（１６ａ）乃至（１６ｃ）とすることが好ましい。
０．６０≦Ｔ２（φ２／４）＜０．９０ （１６ａ）
０．６８≦Ｔ２（φ２／４）＜０．８６ （１６ｂ）
０．７５≦Ｔ２（φ２／４）＜０．８４ （１６ｃ）
条件式（１７）の数値範囲は、順に以下の条件式（１７ａ）乃至（１７ｃ）とすることが好ましい。
０．０１≦Ｔ１（φ１／２）／Ｔ２（φ２／２）＜０．３８ （１７ａ）
０．０２≦Ｔ１（φ１／２）／Ｔ２（φ２／２）＜０．３５ （１７ｂ）
０．０３≦Ｔ１（φ１／２）／Ｔ２（φ２／２）＜０．３２ （１７ｃ）
また、条件式（２）乃至（４）を満足する代わりに、以下の条件式（１８）乃至（２２）を満足することによっても、同様にアポダイゼーション効果の回転対称性を高めることができる。ただし、メリジオナル断面における軸上光束の第１及び第２の光学素子での最大直径（光軸ＯＡに垂直な方向における最大径）を各々ＤＡ１及びＤＡ２、メリジオナル断面における最軸外光束の第１及び第２の光学素子での最大直径を各々ＤＭ１及びＤＭ２とする。また、ｈ１１及びｈ１２の夫々は、ｈ１１＜ｈ１２なる式を満たす光線高さである。
ＤＭ２／ＤＡ２＜ＤＭ１／ＤＡ１ （１８）
Ｔ１（ｈ１１）－Ｔ１（ｈ１２）＜Ｔ２（ｈ２１）－Ｔ２（ｈ２２） （１９）
０．７０≦２×ｈ１１／φ１＝２×ｈ２１／φ２＜０．９８ （２０）
０．７０≦２×ｈ１２／φ１＝２×ｈ２２／φ２＜０．９８ （２１）
条件式（１８）は、メリジオナル断面における軸上光束の直径に対する最軸外光束の直径の比率が、第２の光学素子よりも第１の光学素子の方において大きいことを示している。条件式（１８）を満たす位置に第１及び第２の光学素子が配置されている場合、第１の光学素子よりも第２の光学素子の透過率分布の変化量を大きくすることで、軸外光束に対するメリジオナル断面での透過率分布の対称性を高めることができる。また、各光学素子における条件式（２０）、及び（２１）を満たす外周部における透過率分布の変化量を適切に定めることによって、アポダイゼーション効果の対称性を高めることができる。
したがって、条件式（１８）、（２０）、及び（２１）を満足する光学系において、条件式（１９）を満足することで、最軸外光線に対するメリジオナル断面でのアポダイゼーション効果の対称性を高めることができる。
なお、上述した各条件式における各パラメータが絞り値（Ｆ値）や合焦位置に応じて変化する場合は、少なくとも開口絞りＳＰが開放でありかつ光学系が無限遠に合焦しているときに各条件式を満足すれば、各条件式の効果を得ることができる。
以下、各実施例の光学系についてより詳細に説明する。
［実施例１］
図１に示す通り、本実施例の光学系１は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、開口絞りＳＰを含む正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されている。第２レンズ群Ｌ２は第１の光学素子１１及び第２の光学素子１２を含む。
第１の光学素子１１は、第３レンズ（物体側から数えて３番目のレンズ）である。第３レンズの物体側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第２の光学素子１２は、第８レンズである。第８レンズの物体側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第１の光学素子１１及び第２の光学素子１２の透過率は、共に中心から周辺に向かって単調に減少するよう変化している。
光学系１は、上述した条件式（２）乃至（４）を満足することで軸外光束のアポダイゼーション効果の対称性が高めている。具体的には、メリジオナル断面における光学系１の最大像高（最軸外像高）は±２１．６４ｍｍであり、光学系１の全系において各最大像高に至る各最軸外光束が通過する各領域の透過率の差は０．７％である。一方、第１及び第２の光学素子の透過率分布が互いに同じである場合（比較例）の透過率の差は４．７％である。よって、光学系１によれば、各最大像高に対する透過率の差を十分に低減でき、回転対称性の高いアポダイゼーション効果の実現が可能である。
光学系１は、第２レンズ群Ｌ２を図１に矢印で示したように物体側へ移動させることで無限遠から最至近距離までフォーカシングを行うことができる。このとき、フォーカス群としての第２レンズ群Ｌ２に第１の光学素子１１及び第２の光学素子１２を設けることで、フォーカシングに伴う軸上光線及び最軸外光線の光線高さの変動を抑制でき、フォーカシングに伴うアポダイゼーション効果の変動を低減できる。フォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１及び第３レンズ群Ｌ３は不動である。
また、第１の光学素子１１及び第２の光学素子１２の基板の材料は無機ガラスであり、各材料のｄ線に対する屈折率の差は０．０４０と小さいため、共通の膜構成で良好な吸収特性と反射防止特性とを両立できている。なお、本実施例の光学系１は、各光学面の曲率中心及び像面ＩＰの中心位置が光軸上に配置された共軸系であるが、必要に応じて光学系１を非共軸系としてもよい。
［実施例２］
図２に示す通り、本実施例の光学系２は、第１及び第２の光学素子の位置以外については実施例１の光学系１と同じ構成である。光学系２において、第１レンズ群Ｌ１は第２の光学素子２２を含み、第２レンズ群Ｌ２は第１の光学素子２１を含む。
第１の光学素子２１は、第８レンズである。第８レンズの物体側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第２の光学素子２２は、第２レンズである。第２レンズの像側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第１の光学素子２１及び第２の光学素子２２の透過率は、共に中心から周辺に向かって単調に減少するよう変化している。
光学系２の最大像高は±２１．６４ｍｍであり、全系において各最軸外光束が通過する各領域の透過率の差は１４．１％である。光学系２によれば、第１及び第２の光学素子の透過率分布が互いに同じである場合と比較して、各最大像高に対する透過率の差を十分に低減でき、回転対称性の高いアポダイゼーション効果の実現が可能である。
［実施例３］
図３に示す通り、本実施例の光学系３は、物体側から像側へ順に配置された、開口絞りＳＰを含む正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されている。第１レンズ群Ｌ１は第１の光学素子３１を含み、第３レンズ群Ｌ３は第２の光学素子３２を含む。
第１の光学素子３１は、第３レンズである。第３レンズの像側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第２の光学素子３２は、第８レンズである。第８レンズの物体側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第１の光学素子３１及び第２の光学素子３２の透過率は、共に中心から周辺に向かって単調に減少するよう変化している。
光学系３は、第２レンズ群Ｌ２を図３に矢印で示したように移動させることで無限遠から最至近距離までフォーカシングを行うことができる。なお、フォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１及び第３レンズ群Ｌ３は不動である。
光学系３の最大像高は±２１．６４ｍｍであり、全系において各最軸外光束が通過する各領域の透過率の差は４．０％である。光学系３によれば、第１及び第２の光学素子の透過率分布が互いに同じである場合と比較して、各最大像高に対する透過率の差を十分に低減でき、回転対称性の高いアポダイゼーション効果の実現が可能である。
［実施例４］
図４に示す通り、本実施例の光学系４は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、開口絞りＳＰを含む正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されている。第２レンズ群Ｌ２は第１の光学素子４１を含み、第３レンズ群Ｌ３は第２の光学素子４２を含む。
第１の光学素子４１は、第５レンズである。第５レンズの像側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第２の光学素子４２は、第９レンズである。第９レンズの像側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第１の光学素子４１及び第２の光学素子４２の透過率は、共に中心から周辺に向かって単調に減少するよう変化している。
光学系４は、第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３を図４に矢印で示したように移動させることで無限遠から最至近距離までフォーカシングを行うことができる。フォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔は変化する。なお、フォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１は不動である。
光学系４の最大像高は±２１．６４ｍｍであり、全系において各最軸外光束が通過する各領域の透過率の差は０．２％である。光学系４によれば、第１及び第２の光学素子の透過率分布が互いに同じである場合と比較して、各最大像高に対する透過率の差を十分に低減でき、回転対称性の高いアポダイゼーション効果の実現が可能である。
［実施例５］
図５に示す通り、本実施例の光学系５は、第１及び第２の光学素子の位置以外については実施例４の光学系４と同じ構成である。光学系５において、第３レンズ群Ｌ３は第１の光学素子５１を含み、第２レンズ群Ｌ２は第２の光学素子５２を含む。
第１の光学素子５１は、第１０レンズである。第１０レンズの像側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第２の光学素子５２は、第４レンズである。第４レンズの物体側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第１の光学素子５１及び第２の光学素子５２の透過率は、共に中心から周辺に向かって単調に減少するよう変化している。
光学系５の最大像高は±２１．６４ｍｍであり、全系において各最軸外光束が通過する各領域の透過率の差は０．３％である。光学系５によれば、第１及び第２の光学素子の透過率分布が互いに同じである場合と比較して、各最大像高に対する透過率の差を十分に低減でき、回転対称性の高いアポダイゼーション効果の実現が可能である。
［実施例６］
図６に示す通り、本実施例の光学系６は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、開口絞りＳＰを含む正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されている。第２レンズ群Ｌ２は第１の光学素子６１及び第２の光学素子６２を含む。
第１の光学素子６１は、第４レンズである。第４レンズの像側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第２の光学素子６２は、第８レンズである。第８レンズの像側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第１の光学素子６１及び第２の光学素子６２の透過率は、共に中心から周辺に向かって単調に減少するよう変化している。
光学系６は、第２レンズ群Ｌ２を図６に矢印で示したように移動させることで無限遠から最至近距離までフォーカシングを行うことができる。なお、フォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１及び第３レンズ群Ｌ３は不動である。
光学系６の最大像高は±２１．６４ｍｍであり、全系において各最軸外光束が通過する各領域の透過率の差は１．０％である。光学系６によれば、第１及び第２の光学素子の透過率分布が互いに同じである場合と比較して、各最大像高に対する透過率の差を十分に低減でき、回転対称性の高いアポダイゼーション効果の実現が可能である。
［実施例７］
図７に示す通り、本実施例の光学系７は、第１及び第２の光学素子の位置以外については実施例１の光学系１と同じ構成である。光学系７において、第２レンズ群Ｌ２は第１の光学素子７１及び第２の光学素子７２を含む。
第１の光学素子７１は、第３レンズである。第３レンズの物体側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第２の光学素子７２は、第８レンズである。第８レンズの像側の第９レンズと接合された面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第１の光学素子７１及び第２の光学素子７２の透過率は、共に中心から周辺に向かって単調に減少するよう変化している。
光学系７の最大像高は±２１．６４ｍｍであり、全系において各最軸外光束が通過する各領域の透過率の差は２．０％である。光学系７によれば、第１及び第２の光学素子の透過率分布が互いに同じである場合と比較して、各最大像高に対する透過率の差を十分に低減でき、回転対称性の高いアポダイゼーション効果の実現が可能である。
［実施例８］
図８に示す通り、本実施例の光学系８は、第１及び第２の光学素子の位置以外については実施例３の光学系３と同じ構成である。光学系８において、第１レンズ群Ｌ１は第１の光学素子８１を含み、第３レンズ群Ｌ３は第２の光学素子８２を含む。
第１の光学素子８１は、第３レンズである。第３レンズの像側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第２の光学素子８２は、第９レンズである。第９レンズの像側の面には、光吸収性を有する薄膜が設けられており、これによって透過率分布が得られている。第１の光学素子８１及び第２の光学素子８２の透過率は、共に中心から周辺に向かって単調に減少するよう変化している。
光学系８の最大像高は±２１．６４ｍｍであり、全系において各最軸外光束が通過する各領域の透過率の差は４．０％である。光学系８によれば、第１及び第２の光学素子の透過率分布が互いに同じである場合と比較して、各最大像高に対する透過率の差を十分に低減でき、回転対称性の高いアポダイゼーション効果の実現が可能である。
［数値実施例］
次に、上述した実施例１乃至８の夫々に対応する数値実施例１乃至８を示す。各数値実施例において、物体側から数えた面の番号をｍとしたとき、ｒは第ｍ面の曲率半径、ｄは第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を表わしている。また、ｎｄは第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の媒質のｄ線に対する屈折率、νｄは該媒質のｄ線に対するアッベ数を表わしている。
なお、アッべ数νｄは、フラウンホーファー線のＦ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率を各々ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとしたとき以下の式で定義される値である。
νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）
また、各数値実施例において、非球面形状の光学面については、面番号の後に＊（アスタリスク）の符号を付加している。また、各非球面係数における「ｅ±Ｐ」は「×１０±Ｐ」を意味している。光学面の非球面形状は、光軸方向における面頂点からの変位量をｘ、光軸方向に垂直な方向における光軸からの高さをｈ、近軸曲率半径をｒ、円錐定数をｋ、非球面係数をＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅとするとき、以下の式により表される。
Figure 0007379079000001
（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 96.747 19.45 1.59282 68.6 92.64
2 -266.533 3.80 1.80610 33.3 91.19
3 279.509 (可変) 87.82
4 89.897 6.34 1.89286 20.4 78.00
5 198.679 0.15 77.27
6 49.365 13.93 1.49700 81.5 69.10
7 233.752 7.96 66.62
8* 132.469 3.00 1.85478 24.8 52.99
9 34.502 24.74 44.60
10(絞り) ∞ 2.60 37.65
11 374.702 2.00 1.72825 28.5 36.37
12 30.787 10.05 1.72916 54.7 34.45
13 -103.672 1.51 33.48
14 -74.493 2.00 1.72047 34.7 32.64
15 34.769 7.66 1.76182 26.5 30.95
16 -154.919 2.43 31.95
17 -95.585 3.50 1.80810 22.8 32.68
18 -63.407 (可変) 33.66
19 -623.111 4.93 1.88300 40.8 35.40
20 -50.035 2.30 1.48749 70.2 35.68
21 164.745 6.85 35.62
22 -50.699 2.50 1.72825 28.5 35.85
23 49.073 6.43 2.00100 29.1 39.48
24 -315.413 (可変) 39.78
像面 ∞

非球面データ
第8面
K=0.00000e+000 Ｂ=-7.47245e-007 Ｃ=1.06923e-010 Ｄ=-2.85764e-015

各種データ
焦点距離 131.00
Fナンバー 1.41
画角 9.38
像高 21.64
レンズ全長 182.28
BF 13.87

d 3 28.90
d18 5.39
d24 13.87

入射瞳位置 229.03
射出瞳位置 -43.24
前側主点位置 59.55
後側主点位置-117.13

群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 363.42 23.25 -18.57 -31.31
2 4 137.20 87.86 50.90 -53.87
3 19 -587.65 23.01 16.18 0.13

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 122.17
2 2 -168.73
3 4 178.97
4 6 122.84
5 8 -55.36
6 11 -46.17
7 12 33.61
8 14 -32.65
9 15 37.94
10 17 222.28
11 19 61.36
12 20 -78.45
13 22 -33.88
14 23 42.80
（数値実施例２）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 96.747 19.45 1.59282 68.6 92.64
2 -266.533 3.80 1.80610 33.3 91.19
3 279.509 (可変) 87.82
4 89.897 6.34 1.89286 20.4 78.00
5 198.679 0.15 77.27
6 49.365 13.93 1.49700 81.5 69.10
7 233.752 7.96 66.62
8* 132.469 3.00 1.85478 24.8 52.99
9 34.502 24.74 44.60
10(絞り) ∞ 2.60 37.65
11 374.702 2.00 1.72825 28.5 36.37
12 30.787 10.05 1.72916 54.7 34.45
13 -103.672 1.51 33.48
14 -74.493 2.00 1.72047 34.7 32.64
15 34.769 7.66 1.76182 26.5 30.95
16 -154.919 2.43 31.95
17 -95.585 3.50 1.80810 22.8 32.68
18 -63.407 (可変) 33.66
19 -623.111 4.93 1.88300 40.8 35.40
20 -50.035 2.30 1.48749 70.2 35.68
21 164.745 6.85 35.62
22 -50.699 2.50 1.72825 28.5 35.85
23 49.073 6.43 2.00100 29.1 39.48
24 -315.413 (可変) 39.78
像面 ∞

非球面データ
第8面
K=0.00000e+000 Ｂ=-7.47245e-007 Ｃ=1.06923e-010 Ｄ=-2.85764e-015

各種データ
焦点距離 131.00
Fナンバー 1.41
画角 9.38
像高 21.64
レンズ全長 182.28
BF 13.87

d 3 28.90
d18 5.39
d24 13.87

入射瞳位置 229.03
射出瞳位置 -43.24
前側主点位置 59.55
後側主点位置-117.13

群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 363.42 23.25 -18.57 -31.31
2 4 137.20 87.86 50.90 -53.87
3 19 -587.65 23.01 16.18 0.13

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 122.17
2 2 -168.73
3 4 178.97
4 6 122.84
5 8 -55.36
6 11 -46.17
7 12 33.61
8 14 -32.65
9 15 37.94
10 17 222.28
11 19 61.36
12 20 -78.45
13 22 -33.88
14 23 42.80
（数値実施例３）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 106.149 9.00 1.48749 70.2 67.59
2 -290.997 0.50 66.92
3 51.244 9.50 1.49700 81.5 59.33
4 231.499 3.00 57.97
5 -630.036 3.50 1.83400 37.2 57.44
6 93.250 2.50 53.74
7 60.005 8.00 1.49700 81.5 52.21
8 -624.746 0.50 51.40
9 29.265 3.20 1.71736 29.5 42.32
10 24.308 12.50 37.96
11(絞り) ∞ (可変) 35.51
12 -2278.322 4.50 1.84666 23.9 33.90
13 -55.787 2.00 1.71999 50.2 33.15
14 41.821 (可変) 29.87
15 -30.566 2.50 1.74077 27.8 25.94
16 196.247 8.50 1.77250 49.6 28.92
17 -39.608 0.50 32.22
18 106.631 6.00 1.83400 37.2 35.49
19 -195.173 (可変) 36.07
像面 ∞

各種データ
焦点距離 133.50
Fナンバー 2.06
画角 9.21
像高 21.64
レンズ全長 155.12
BF 54.12

d11 2.28
d14 22.52
d19 54.12

入射瞳位置 74.83
射出瞳位置 -91.49
前側主点位置 85.94
後側主点位置 -79.38

群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 93.89 52.20 -8.11 -44.04
2 12 -65.39 6.50 3.68 0.09
3 15 82.08 17.50 17.56 10.42

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 160.74
2 3 130.14
3 5 -97.18
4 7 110.58
5 9 -273.90
6 12 67.48
7 13 -32.92
8 15 -35.53
9 16 43.34
10 18 83.44
（数値実施例４）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 60.645 2.99 1.83481 42.7 50.29
2 27.012 8.00 40.97
3 117.341 3.00 1.58313 59.4 40.70
4* 23.272 5.95 35.84
5 45.007 5.97 1.88300 40.8 35.69
6 -181.809 (可変) 35.07
7 37.305 4.80 1.83481 42.7 27.16
8 -220.690 1.90 1.49700 81.5 25.35
9 18.219 5.66 22.44
10 -50.884 1.40 1.65412 39.7 22.57
11 108.422 0.15 23.67
12 27.172 7.64 1.49700 81.5 25.70
13 -35.855 (可変) 25.82
14(絞り) ∞ 7.09 24.20
15 -17.372 3.73 1.80400 46.6 23.44
16 -15.383 2.15 1.80518 25.4 24.69
17 -54.381 0.25 28.62
18 77.012 8.89 1.59240 68.3 31.17
19 -29.139 0.25 32.76
20* -146.547 4.60 1.80400 46.6 33.91
21 -37.218 (可変) 35.21
像面 ∞

非球面データ
第4面
K=0.00000e+000 Ｂ=-7.07218e-006 Ｃ=-1.52849e-008 Ｄ=1.49643e-011 Ｅ=-7.71857e-014

第20面
K=0.00000e+000 Ｂ=-1.18658e-005 Ｃ=-2.84003e-009 Ｄ=-1.17097e-011 Ｅ=-7.45942e-015

各種データ
焦点距離 24.55
Fナンバー 1.45
画角 41.39
像高 21.64
レンズ全長 119.13
BF 38.01

d 6 3.69
d13 3.00
d21 38.01

入射瞳位置 27.73
射出瞳位置 -52.69
前側主点位置 45.64
後側主点位置 13.46

群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -176.09 25.92 -34.51 -70.99
2 7 86.22 21.55 12.33 -5.36
3 14 38.45 26.96 23.91 10.56

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -60.81
2 3 -50.37
3 5 41.37
4 7 38.55
5 8 -33.77
6 10 -52.76
7 12 32.41
8 15 91.08
9 16 -27.31
10 18 36.83
11 20 60.91
（数値実施例５）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 60.645 2.99 1.83481 42.7 50.29
2 27.012 8.00 40.97
3 117.341 3.00 1.58313 59.4 40.70
4* 23.272 5.95 35.84
5 45.007 5.97 1.88300 40.8 35.69
6 -181.809 (可変) 35.07
7 37.305 4.80 1.83481 42.7 27.16
8 -220.690 1.90 1.49700 81.5 25.35
9 18.219 5.66 22.44
10 -50.884 1.40 1.65412 39.7 22.57
11 108.422 0.15 23.67
12 27.172 7.64 1.49700 81.5 25.70
13 -35.855 (可変) 25.82
14(絞り) ∞ 7.09 24.20
15 -17.372 3.73 1.80400 46.6 23.44
16 -15.383 2.15 1.80518 25.4 24.69
17 -54.381 0.25 28.62
18 77.012 8.89 1.59240 68.3 31.17
19 -29.139 0.25 32.76
20* -146.547 4.60 1.80400 46.6 33.91
21 -37.218 (可変) 35.21
像面 ∞

非球面データ
第4面
K=0.00000e+000 Ｂ=-7.07218e-006 Ｃ=-1.52849e-008 Ｄ=1.49643e-011 Ｅ=-7.71857e-014

第20面
K=0.00000e+000 Ｂ=-1.18658e-005 Ｃ=-2.84003e-009 Ｄ=-1.17097e-011 Ｅ=-7.45942e-015

各種データ
焦点距離 24.55
Fナンバー 1.45
画角 41.39
像高 21.64
レンズ全長 119.13
BF 38.01

d 6 3.69
d13 3.00
d21 38.01

入射瞳位置 27.73
射出瞳位置 -52.69
前側主点位置 45.64
後側主点位置 13.46

群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -176.09 25.92 -34.51 -70.99
2 7 86.22 21.55 12.33 -5.36
3 14 38.45 26.96 23.91 10.56

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -60.81
2 3 -50.37
3 5 41.37
4 7 38.55
5 8 -33.77
6 10 -52.76
7 12 32.41
8 15 91.08
9 16 -27.31
10 18 36.83
11 20 60.91
（数値実施例６）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -1138.145 4.00 1.49700 81.5 68.00
2 -214.828 2.02 67.31
3 -127.510 3.00 1.54814 45.8 67.18
4 55.168 0.36 62.76
5 56.148 13.46 1.59349 67.0 62.82
6 -272.562 (可変) 62.26
7 65.476 3.61 1.89286 20.4 59.02
8 101.465 0.15 58.60
9 40.646 12.72 1.49700 81.5 56.02
10 425.820 10.53 54.07
11* 67.059 2.50 1.85478 24.8 39.10
12 29.596 9.56 34.55
13(絞り) ∞ 4.31 33.30
14 -99.074 1.50 1.69895 30.1 32.37
15 30.811 8.02 1.80400 46.6 32.06
16 -79.612 1.80 31.85
17 -51.867 1.70 1.71736 29.5 31.30
18 40.919 1.50 1.60401 20.8 33.72
19 59.136 6.79 1.95375 32.3 34.00
20 -59.136 (可変) 34.80
21 95.420 6.88 1.88300 40.8 37.39
22 -51.595 2.20 1.56732 42.8 37.38
23 58.097 7.40 35.92
24 -42.217 1.65 1.58144 40.8 35.97
25 -2529.799 0.15 38.21
26 105.125 3.00 2.00100 29.1 39.55
27 696.276 (可変) 39.70
像面 ∞

非球面データ
第11面
K=0.00000e+000 Ｂ=-3.52523e-006 Ｃ=-1.76158e-009 Ｄ=6.41509e-013

各種データ
焦点距離 71.50
Fナンバー 1.24
画角 16.84
像高 21.64
レンズ全長 136.26
BF 13.49

d 6 10.95
d20 3.02
d27 13.49

入射瞳位置 87.71
射出瞳位置 -36.75
前側主点位置 57.46
後側主点位置 -58.01

群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 2010.25 22.84 56.60 42.26
2 7 83.50 64.69 34.86 -43.11
3 21 918.02 21.28 -79.01 -87.16

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 532.06
2 3 -69.85
3 5 79.66
4 7 197.42
5 9 89.43
6 11 -63.94
7 14 -33.47
8 15 28.55
9 17 -31.64
10 18 213.30
11 19 31.90
12 21 38.78
13 22 -47.82
14 24 -73.86
15 26 123.38

（数値実施例７）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 96.747 19.45 1.59282 68.6 92.64
2 -266.533 3.80 1.80610 33.3 91.19
3 279.509 (可変) 87.82
4 89.897 6.34 1.89286 20.4 78.00
5 198.679 0.15 77.27
6 49.365 13.93 1.49700 81.5 69.10
7 233.752 7.96 66.62
8* 132.469 3.00 1.85478 24.8 52.99
9 34.502 24.74 44.60
10(絞り) ∞ 2.60 37.65
11 374.702 2.00 1.72825 28.5 36.37
12 30.787 10.05 1.72916 54.7 34.45
13 -103.672 1.51 33.48
14 -74.493 2.00 1.72047 34.7 32.64
15 34.769 7.66 1.76182 26.5 30.95
16 -154.919 2.43 31.95
17 -95.585 3.50 1.80810 22.8 32.68
18 -63.407 (可変) 33.66
19 -623.111 4.93 1.88300 40.8 35.40
20 -50.035 2.30 1.48749 70.2 35.68
21 164.745 6.85 35.62
22 -50.699 2.50 1.72825 28.5 35.85
23 49.073 6.43 2.00100 29.1 39.48
24 -315.413 (可変) 39.78
像面 ∞

非球面データ
第8面
K=0.00000e+000 Ｂ=-7.47245e-007 Ｃ=1.06923e-010 Ｄ=-2.85764e-015

各種データ
焦点距離 131.00
Fナンバー 1.41
画角 9.38
像高 21.64
レンズ全長 182.28
BF 13.87

d 3 28.90
d18 5.39
d24 13.87

入射瞳位置 229.03
射出瞳位置 -43.24
前側主点位置 59.55
後側主点位置-117.13

群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 363.42 23.25 -18.57 -31.31
2 4 137.20 87.86 50.90 -53.87
3 19 -587.65 23.01 16.18 0.13

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 122.17
2 2 -168.73
3 4 178.97
4 6 122.84
5 8 -55.36
6 11 -46.17
7 12 33.61
8 14 -32.65
9 15 37.94
10 17 222.28
11 19 61.36
12 20 -78.45
13 22 -33.88
14 23 42.80
（数値実施例８）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 106.149 9.00 1.48749 70.2 67.59
2 -290.997 0.50 66.92
3 51.244 9.50 1.49700 81.5 59.33
4 231.499 3.00 57.97
5 -630.036 3.50 1.83400 37.2 57.44
6 93.250 2.50 53.74
7 60.005 8.00 1.49700 81.5 52.21
8 -624.746 0.50 51.40
9 29.265 3.20 1.71736 29.5 42.32
10 24.308 12.50 37.96
11(絞り) ∞ (可変) 35.51
12 -2278.322 4.50 1.84666 23.9 33.90
13 -55.787 2.00 1.71999 50.2 33.15
14 41.821 (可変) 29.87
15 -30.566 2.50 1.74077 27.8 25.94
16 196.247 8.50 1.77250 49.6 28.92
17 -39.608 0.50 32.22
18 106.631 6.00 1.83400 37.2 35.49
19 -195.173 (可変) 36.07
像面 ∞

各種データ
焦点距離 133.50
Fナンバー 2.06
画角 9.21
像高 21.64
レンズ全長 155.12
BF 54.12

d11 2.28
d14 22.52
d19 54.12

入射瞳位置 74.83
射出瞳位置 -91.49
前側主点位置 85.94
後側主点位置 -79.38

群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 93.89 52.20 -8.11 -44.04
2 12 -65.39 6.50 3.68 0.09
3 15 82.08 17.50 17.56 10.42

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 160.74
2 3 130.14
3 5 -97.18
4 7 110.58
5 9 -273.90
6 12 67.48
7 13 -32.92
8 15 -35.53
9 16 43.34
10 18 83.44
各数値実施例における種々の数値を表１に示す。
Figure 0007379079000002
各数値実施例における第１及び第２の光学素子について、有効径を１に規格化したときの０．０～１．０の各径位置における透過率を表２に示す。
Figure 0007379079000003
［光学機器］
図９は、本発明の実施形態に係る光学機器としての撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００の模式図である。本実施形態の撮像装置１００は、カメラ本体１０１と、上述した実施例１乃至８の何れかと同様である光学系１０２と、光学系１０２によって形成される像を光電変換する受光素子（撮像素子）１０３とを備える。
本実施形態の撮像装置１００は、上述した各実施例の何れかに係る第１及び第２の光学素子を有するため、合焦距離の変化によるアポダイゼーション効果の変化を低減することができ、良好な画像を得ることができる。なお、受光素子１０３としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いることができる。このとき、受光素子１０３により取得された画像の歪曲収差や色収差等の諸収差を電気的に補正することにより、出力画像を高画質化してもよい。
なお、上述した各実施例の光学系は、図９に示したデジタルスチルカメラに限らず、銀塩フィルム用カメラやデジタルビデオカメラ、望遠鏡等の種々の光学機器に適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
１ 光学系
１１ 第１の光学素子
１２ 第２の光学素子
ＳＰ 開口絞り

Claims (16)

  1. 開口絞りと、該開口絞りよりも物体側又は像側の何れか一方に配置される第１の光学素子と、他方に配置される第２の光学素子とを有し、
    前記第１及び第２の光学素子の夫々は透過率が光軸に垂直な方向に変化する領域を含み、
    前記第１及び第２の光学素子における軸上光線の光軸からの最大高さを各々ａ１及びａ２、前記第１及び第２の光学素子における最軸外光線の光軸からの最大高さを各々ｍ１及びｍ２、光軸からの高さｈにおける前記第１及び第２の光学素子の透過率を各々Ｔ１（ｈ）及びＴ２（ｈ）、前記第１及び第２の光学素子の有効径を各々φ１及びφ２、ｈ１／φ１＝ｈ２／φ２とするとき、
    ０．８０≦｜ｍ１／ａ１｜＜｜ｍ２／ａ２｜＜１．００
    ０．４０≦Ｔ１（ｈ１）／Ｔ２（ｈ２）＜０．９８
    ０．３０≦２×ｈ１／φ１≦０．７０
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  2. ０．８０≦Ｔ１（φ１／２）／Ｔ２（φ２／２）＜１．２０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
  3. 開口絞りと、該開口絞りよりも物体側又は像側の何れか一方に配置される第１の光学素子と、他方に配置される第２の光学素子とを有し、
    前記第１及び第２の光学素子の夫々は透過率が光軸に垂直な方向に変化する領域を含み、
    前記第１及び第２の光学素子における軸上光線の光軸からの最大高さを各々ａ１及びａ２、前記第１及び第２の光学素子における最軸外光線の光軸からの最大高さを各々ｍ１及びｍ２、光軸からの高さｈにおける前記第１及び第２の光学素子の透過率を各々Ｔ１（ｈ）及びＴ２（ｈ）、前記第１及び第２の光学素子の有効径を各々φ１及びφ２、ｈ１／φ１＝ｈ２／φ２とするとき、
    ０．６０≦｜ｍ１／ａ１｜＜｜ｍ２／ａ２｜≦１．４０
    ０．４０≦Ｔ１（ｈ１）／Ｔ２（ｈ２）＜０．９８
    ０．３０≦２×ｈ１／φ１≦０．７０
    ０．８０≦Ｔ１（φ１／２）／Ｔ２（φ２／２）＜１．２０
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  4. ０＜（｜ｍ１／ａ１｜－１）×（｜ｍ２／ａ２｜－１）
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
  5. 開口絞りと、該開口絞りよりも物体側又は像側の何れか一方に配置される第１の光学素子と、他方に配置される第２の光学素子とを有し、
    前記第１及び第２の光学素子の夫々は透過率が光軸に垂直な方向に変化する領域を含み、
    前記第１及び第２の光学素子における軸上光線の光軸からの最大高さを各々ａ１及びａ２、前記第１及び第２の光学素子における最軸外光線の光軸からの最大高さを各々ｍ１及びｍ２、光軸からの高さｈにおける前記第１及び第２の光学素子の透過率を各々Ｔ１（ｈ）及びＴ２（ｈ）、前記第１及び第２の光学素子の有効径を各々φ１及びφ２、ｈ１／φ１＝ｈ２／φ２とするとき、
    ０．６０≦｜ｍ１／ａ１｜＜｜ｍ２／ａ２｜≦１．４０
    ０．４０≦Ｔ１（ｈ１）／Ｔ２（ｈ２）＜０．９８
    ０．３０≦２×ｈ１／φ１≦０．７０
    ０＜（｜ｍ１／ａ１｜－１）×（｜ｍ２／ａ２｜－１）
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  6. ０．０００≦Ｔ１（φ１／２）≦０．１２５
    ０．０００≦Ｔ２（φ２／２）≦０．１２５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学系。
  7. 開口絞りと、該開口絞りよりも物体側又は像側の何れか一方に配置される第１の光学素子と、他方に配置される第２の光学素子とを有し、
    前記第１及び第２の光学素子の夫々は透過率が光軸に垂直な方向に変化する領域を含み、
    前記第１及び第２の光学素子における軸上光線の光軸からの最大高さを各々ａ１及びａ２、前記第１及び第２の光学素子における最軸外光線の光軸からの最大高さを各々ｍ１及びｍ２、光軸からの高さｈにおける前記第１及び第２の光学素子の透過率を各々Ｔ１（ｈ）及びＴ２（ｈ）、前記第１及び第２の光学素子の有効径を各々φ１及びφ２、ｈ１／φ１＝ｈ２／φ２とするとき、
    ０．６０≦｜ｍ１／ａ１｜＜｜ｍ２／ａ２｜≦１．４０
    ０．４０≦Ｔ１（ｈ１）／Ｔ２（ｈ２）＜０．９８
    ０．３０≦２×ｈ１／φ１≦０．７０
    ０．０００≦Ｔ１（φ１／２）≦０．１２５
    ０．０００≦Ｔ２（φ２／２）≦０．１２５
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  8. ０．５０≦｜ｍ１／ａ１｜＜１．００
    ０．５０≦｜ｍ２／ａ２｜＜１．００
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学系。
  9. 開口絞りと、該開口絞りよりも物体側又は像側の何れか一方に配置される第１の光学素子と、他方に配置される第２の光学素子とを有し、
    前記第１及び第２の光学素子の夫々は透過率が光軸に垂直な方向に変化する領域を含み、
    前記第１及び第２の光学素子における軸上光線の光軸からの最大高さを各々ａ１及びａ２、前記第１及び第２の光学素子における最軸外光線の光軸からの最大高さを各々ｍ１及びｍ２、光軸からの高さｈにおける前記第１及び第２の光学素子の透過率を各々Ｔ１（ｈ）及びＴ２（ｈ）、前記第１及び第２の光学素子の有効径を各々φ１及びφ２、ｈ１／φ１＝ｈ２／φ２とするとき、
    ０．６０≦｜ｍ１／ａ１｜＜｜ｍ２／ａ２｜≦１．４０
    ０．４０≦Ｔ１（ｈ１）／Ｔ２（ｈ２）＜０．９８
    ０．３０≦２×ｈ１／φ１≦０．７０
    ０．５０≦｜ｍ１／ａ１｜＜１．００
    ０．５０≦｜ｍ２／ａ２｜＜１．００
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  10. メリジオナル断面における軸上光束及び最軸外光束の前記開口絞りの位置での直径を各々Ｄａ及びＤｍとするとき、
    ０．２０≦Ｄｍ／Ｄａ≦０．７０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の光学系。
  11. 前記第１及び第２の光学素子のｄ線に対する屈折率を各々ｎ１及びｎ２とするとき、
    ｜ｎ１－ｎ２｜≦０．３２
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光学系。
  12. 物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、前記開口絞りを含む正の屈折力の第２レンズ群、第３レンズ群から構成されており、
    前記第２レンズ群は前記第１及び第２の光学素子を含み、
    無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群及び第３レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の光学系。
  13. 物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、前記開口絞りを含む正の屈折力の第２レンズ群、第３レンズ群から構成されており、
    前記第１レンズ群は前記第１及び第２の光学素子の一方を含み、前記第２レンズ群は前記第１及び第２の光学素子の他方を含み、
    無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群及び第３レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の光学系。
  14. 物体側から像側へ順に配置された、前記開口絞りを含む正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、第３レンズ群から構成されており、
    前記第１レンズ群は前記第１及び第２の光学素子の一方を含み、前記第３レンズ群は前記第１及び第２の光学素子の他方を含み、
    無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群及び第３レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群は像側へ移動することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の光学系。
  15. 物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、前記開口絞りを含む正の屈折力の第３レンズ群から構成されており、
    前記第２レンズ群は前記第１及び第２の光学素子の一方を含み、前記第３レンズ群は前記第１及び第２の光学素子の他方を含み、
    無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、
    前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群は物体側へ移動し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔は変化することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の光学系。
  16. 請求項１乃至１５の何れか一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することを特徴とする光学機器。
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