(57)【要約】【課題】低コストで光学系の色収差の発生を効果的に抑制する。【解決手段】撮像光学系においてレンズとして用いられる光学素子であって、少なくとも一方の面が有効径内において平坦である透明基板と、前記透明基板の前記平坦な面上に形成され、当該光学素子におけるレンズ面を構成する構造体であるレンズ面構成部とを備え、前記レンズ面構成部の少なくとも１つが、アッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料により形成されており、前記透明基板の光学的に有効な部分の体積が前記レンズ面構成部の光学的に有効な部分の体積の２０％以上であることを特徴とする。【選択図】図１
2014202839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系においてレンズとして用いられる光学素子であって、
少なくとも一方の面が有効径内において平坦である透明基板と、
前記透明基板の前記平坦な面上に形成され、当該光学素子におけるレンズ面を構成する構造体であるレンズ面構成部とを備え、
前記レンズ面構成部の少なくとも１つが、アッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料により形成されており、
前記透明基板の光学的に有効な部分の体積が前記レンズ面構成部の光学的に有効な部分の体積の２０％以上である
ことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
撮像光学系において複眼光学系に含まれるレンズ系が有するレンズとして用いられる光学素子であって、
単一部材によって形成される、少なくとも１つのレンズ面を有する構造体であるレンズ構造体のみからなり、
前記レンズ構造体は、アッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料によって形成されている
ことを特徴とする光学素子。
【請求項３】
撮像光学系において複眼光学系に含まれるレンズ系が有するレンズとして用いられる光学素子であって、
少なくとも一方の面が有効径内において平坦である透明基板と、
前記透明基板の前記平坦な面上に形成され、当該光学素子におけるレンズ面を構成する構造体であるレンズ面構成部とを備え、
前記レンズ面構成部の少なくとも１つが、アッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料により形成されている
ことを特徴とする光学素子。
【請求項４】
レンズアレイとして用いられる光学素子であって、
単一部材によって形成される、少なくとも１つのレンズ面を構成する構造体であるレンズ構造体と、
前記レンズ構造体を複数、前記レンズ構造体が光軸に垂直な平面上に並んだ状態で保持するレンズ保持部とを備え、
前記複数のレンズ構造体が、アッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料により形成されている
ことを特徴とする光学素子。
【請求項５】
レンズアレイとして用いられる光学素子であって、
少なくとも一方の面が前記レンズアレイを構成する各レンズの有効径内において平坦である透明基板と、
前記透明基板の前記平坦な面上に形成され、前記レンズアレイを構成する各レンズのレンズ面を構成する構造体である複数のレンズ面構成部とを備え、
少なくとも一方の面上において前記レンズ面を構成している前記各レンズ面構成部が、同一の材料であってアッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料により形成されている
ことを特徴とする光学素子。
【請求項６】
前記透明基板の使用波長範囲に含まれるある波長における屈折率をｎｓｕｂ、アッベ数をνｓｕｂとし、前記レンズ面構成部に用いた高アッベ材料の前記波長における屈折率をｎｆｐ、アッベ数をνｆｐとしたとき、
ｎｓｕｂ＞ｎｆｐ、かつ、νｓｕｂ＜νｆｐ
を満たす
請求項１、３、５のいずれかに記載の光学素子。
【請求項７】
前記透明基板は、両方の面が有効径内において平坦であり、
前記透明基板の両方の面上に、同じ高アッベ材料からなるレンズ面構成部が形成されている
請求項１、３、５、６のいずれかに記載の光学素子。
【請求項８】
前記透明基板は、両方の面が有効径内において平坦であり、
前記透明基板の一方の面上に、高アッベ材料からなるレンズ面構成部が形成されており、
前記透明基板の他方の面上に、前記高アッベ材料とは異なる材料からなるレンズ面構成部が形成されている
請求項１、３、５、６のいずれかに記載の光学素子。
【請求項９】
前記透明基板の厚みが、
当該透明基板のｄ線屈折率をｎｓｕｂ、一方の面上に形成されているレンズ面構成部を第１のレンズ面構成部とし、前記透明基板と前記第１のレンズ面構成部とによって発現されるレンズ作用を前記第１のレンズ面構成部に用いた材料のみからなる１つのレンズ面を有するレンズ構造体により実現した場合の該レンズ構造体を第１のレンズ構造体として、前記第１のレンズ面構成部に用いた材料の屈折率をｎｆｐ１、前記第１のレンズ構造体に含まれる平板状部位の厚みをΔｄｆｐ１、前記第１のレンズ構造体の平板状部位以外の厚みをｄｆｐ１、前記第１のレンズ面構成部のレンズ面と接する他の相の屈折率をｎ１、前記第１のレンズ構造体のレンズ面の曲率半径をＲ１とし、また、他方の面上にレンズ面構成部が形成されている場合は該レンズ面構成部を第２のレンズ面構成部とし、前記透明基板と前記第２のレンズ面構成部とによって発現されるレンズ作用を前記第２のレンズ面構成部の材料のみからなる１つのレンズ面を有するレンズ構造体により実現した場合の該レンズ構造体を第２のレンズ構造体として、前記第２のレンズ面構成部に用いた材料の屈折率をｎｆｐ２、前記第２のレンズ構造体に含まれる平板状部位の厚みをΔｄｆｐ２、前記第２のレンズ構造体の平板状部位以外の厚みをｄｆｐ２、前記第２のレンズ面構成部のレンズ面と接する他の相の屈折率をｎ２、前記第２のレンズ構造体のレンズ面の曲率半径をＲ２とし、また、前記他方の面上にレンズ面構成部が形成されていない場合は、ｎｆｐ２＝１、Δｄｆｐ２＝０、ｄｆｐ２を当該透明基板の表面から当該他方の面上方向において次に位置するレンズ面までの距離とし、ｎ２を該レンズ面を構成している部材の屈折率とし、Ｒ２を該レンズ面の曲率半径とし、また、前記他方の面上方向において次に位置するレンズ面がない場合は、δｍを０．９、δｐを１．１としたとき、
以下の式（Ａ）を満たす値である
請求項１、３、５、６、７、８のいずれかに記載の光学素子。
【数６】
2014202839.tif 000013
【請求項１０】
前記透明基板の一つの面上に形成されているレンズ面構成部の曲率半径の絶対値が、
前記透明基板と当該レンズ面構成部とによって発現されるレンズ作用を当該レンズ面構成部の材料である前記高アッベ材料のみからなる１つのレンズ面を有するレンズ構造体により実現した場合の前記レンズ面の曲率半径と比べて、パワーが正の場合は大きく、パワーが負の場合は小さい
請求項１、３、５、６、７、８のいずれかに記載の光学素子。
【請求項１１】
前記高アッベ材料は、アッベ数が６５以上であり、厚さ１ｍｍにおけるヘイズ値が２．０以下であり、屈折率の温度変動が１５０ｐｐｍ／℃以下であるフッ素樹脂である
請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１２】
撮像素子上の複数の点に物点を結像させる複眼光学系であって、
１つ以上のレンズを有するレンズ系を複数備え、
前記各レンズ系が有するレンズは、他のレンズ系が有するレンズと組み合わされて、光軸に垂直な平面上に複数のレンズを配してなる複眼レンズを構成しており、
少なくとも１つの複眼レンズを構成している各レンズの入射側のレンズ面または出射側のレンズ面を構成している構造体が、同一の材料であってアッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料により形成されている
ことを特徴とする複眼光学系。
【請求項１３】
複眼レンズを構成する個眼レンズとして請求項２、３、６〜１１のいずれかの記載の光学素子を少なくとも１つ含む、または、複眼レンズとして請求項４または５に記載の光学素子を含む請求項１２に記載の複眼光学系。
【請求項１４】
撮像素子と、
前記撮像素子上の複数の点に物点を結像させる複眼光学系とを備え、
前記複眼光学系は、請求項１２または１３に記載の複眼光学系である
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系においてレンズとして用いられる光学素子、複眼光学系および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光の屈折を利用した屈折光学系では、分散特性の異なる硝材からなるレンズを組み合わせることによって色収差を減らすことが従来より行われている。例えば、対物レンズとして、分散の小さい硝材を正レンズ、分散の大きい硝材を負レンズとし、これらを組み合わせて用いると軸上に現れる色収差を補正できる。特に、アッベ数が高い材料、異常分散性すなわち部分分散比の正常分散ガラスの基準となるＫ７及びＦ２の座標を通る直線である標準線からの偏差が大きい材料を用いると、光学系の色収差を小さくでき、性能のよい撮像光学系が得られる。
【０００３】
撮像光学系に使用できる分散の小さい硝材の一例として、フッ素樹脂が挙げられる（特許文献１、２参照）。例えば、特許文献１に記載されているフッ素樹脂は、アッベ数が高く、部分分散比の標準線からの偏差（異常分散性）が大きいなど色収差補正用レンズに必要な特性を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／０８６４７８号パンフレット
【特許文献２】特開２００７−１７７０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、蛍石やフッ素樹脂等に代表されるアッベ数の高い材料（以下、高アッベ材料という）は一般に高価であり、広く使われるには至っていない。
【０００６】
そこで、本発明は、低コストで光学系の色収差の発生を効果的に抑制できる光学素子、複眼光学系および撮像装置の提供を目的とする。より具体的には、本発明は、高アッベ材料の使用量を削減し、低コストで、かつ削減前と略同等かそれ以上の画像を取得可能なレンズ特性が得られる光学素子、複眼光学系および撮像装置の提供を目的とする。
【０００７】
また、本発明は、高アッベ材料としてフッ素樹脂を使用する場合に、低コストで、かつ低分散性と透明性と熱変動性のバランスが良好なレンズとして作用する光学素子、それを用いた複眼光学系および撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による光学素子は、撮像光学系においてレンズとして用いられる光学素子であって、少なくとも一方の面が有効径内において平坦である透明基板と、前記透明基板の前記平坦な面上に形成され、当該光学素子におけるレンズ面を構成する構造体であるレンズ面構成部とを備え、前記レンズ面構成部の少なくとも１つが、アッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料により形成されており、前記透明基板の光学的に有効な部分の体積が前記レンズ面構成部の光学的に有効な部分の体積の２０％以上であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による光学素子は、撮像光学系において複眼光学系に含まれるレンズ系が有するレンズとして用いられる光学素子であって、単一部材によって形成される、少なくとも１つのレンズ面を有する構造体であるレンズ構造体のみからなり、前記レンズ構造体は、アッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料によって形成されていてもよい。ここで、「複眼光学系に含まれるレンズ系が有するレンズ」とは、より具体的には、複眼光学系の一つのレンズであって、前記複眼光学系に含まれる他のレンズ系が有するレンズと組み合わされて複眼レンズを構成するレンズである。なお、本発明では、該レンズを、単眼光学系に含まれるレンズと区別するために個眼レンズと呼ぶ。
【００１０】
また、本発明による光学素子は、撮像光学系において複眼光学系に含まれるレンズ系が有するレンズとして用いられる光学素子であって、少なくとも一方の面が有効径内において平坦である透明基板と、前記透明基板の前記平坦な面上に形成され、当該光学素子におけるレンズ面を構成する構造体であるレンズ面構成部とを備え、前記レンズ面構成部の少なくとも１つが、アッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料により形成されていてもよい。ここで、「複眼光学系に含まれるレンズ系が有するレンズ」とは、より具体的には、複眼光学系の一つのレンズであって、前記複眼光学系に含まれる他のレンズ系が有するレンズと組み合わされて複眼レンズを構成するレンズ（個眼レンズ）である。
【００１１】
また、本発明による光学素子は、レンズアレイとして用いられる光学素子であって、単一部材によって形成される、少なくとも１つのレンズ面を構成する構造体であるレンズ構造体と、前記レンズ構造体を複数、前記レンズ構造体が光軸に垂直な平面上に並んだ状態で保持するレンズ保持部とを備え、前記複数のレンズ構造体が、アッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料により形成されていてもよい。
【００１２】
また、本発明による光学素子は、レンズアレイとして用いられる光学素子であって、少なくとも一方の面が前記レンズアレイを構成する各レンズの有効径内において平坦である透明基板と、前記透明基板の前記平坦な面上に形成され、各々当該光学素子において前記レンズアレイを構成する各レンズのレンズ面を構成する構造体である複数のレンズ面構成部とを備え、少なくとも一方の面上において前記レンズ面を構成している前記各レンズ面構成部が、同一の材料であってアッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料により形成されていてもよい。
【００１３】
また、前記光学素子において、透明基板の使用波長範囲に含まれるある波長における屈折率をｎｓｕｂ、アッベ数をνｓｕｂとし、前記レンズ面構成部に用いた高アッベ材料の前記波長における屈折率をｎｆｐ、アッベ数をνｆｐとしたとき、ｎｓｕｂ＞ｎｆｐ、かつ、νｓｕｂ＜νｆｐを満たすよう構成されていてもよい。
【００１４】
また、前記光学素子において、透明基板は両方の面が有効径内において平坦であり、前記透明基板の両方の面上に同じ高アッベ材料からなるレンズ面構成部が形成されていてもよい。
【００１５】
また、前記光学素子において、透明基板は、両方の面が有効径内において平坦であり、前記透明基板の一方の面上に高アッベ材料からなるレンズ面構成部が形成されており、前記透明基板の他方の面上に前記高アッベ材料とは異なる材料からなるレンズ面構成部が形成されていてもよい。
【００１６】
また、前記光学素子において、透明基板の厚みが、当該透明基板のｄ線屈折率をｎｓｕｂ、一方の面上に形成されているレンズ面構成部を第１のレンズ面構成部とし、前記透明基板と前記第１のレンズ面構成部とによって発現されるレンズ作用を前記第１のレンズ面構成部に用いた材料のみからなる１つのレンズ面を有するレンズ構造体により実現した場合の該レンズ構造体を第１のレンズ構造体として、前記第１のレンズ面構成部に用いた材料の屈折率をｎｆｐ１、前記第１のレンズ構造体に含まれる平板状部位の厚みをΔｄｆｐ１、前記第１のレンズ構造体の平板状部位以外の厚みをｄｆｐ１、前記第１のレンズ面構成部のレンズ面と接する他の相の屈折率をｎ１、前記第１のレンズ構造体のレンズ面の曲率半径をＲ１とし、また、他方の面上に形成されているレンズ面構成部を第２のレンズ面構成部とし、前記透明基板と前記第２のレンズ面構成部とによって発現されるレンズ作用を前記第２のレンズ面構成部の材料のみからなる１つのレンズ面を有するレンズ構造体により実現した場合の該レンズ構造体を第２のレンズ構造体として、前記第２のレンズ面構成部に用いた材料の屈折率をｎｆｐ２、前記第２のレンズ構造体に含まれる平板状部位の厚みをΔｄｆｐ２、前記第２のレンズ構造体の平板状部位以外の厚みをｄｆｐ２、前記第２のレンズ面構成部のレンズ面と接する他の相の屈折率をｎ２、前記第２のレンズ構造体のレンズ面の曲率半径をＲ２としたとき、式（Ａ）を満たす値であってもよい。なお、他の相が何も形成されていない場合は一般的には空気層となる。さらに、他方の面上にレンズ面構成部が形成されていない場合は、空気によるレンズ面構成部が形成されているものとして、ｎｆｐ２＝１、Δｄｆｐ２＝０、ｄｆｐ２を当該透明基板の表面から当該他方の面上方向において次に位置するレンズ面までの距離とし、ｎ２を該レンズ面を構成している部材の屈折率とし、Ｒ２を該レンズ面の曲率半径として、式（Ａ）を満たす値であってもよい。なお、他方の面上方向において次に位置するレンズ面がない場合は、さらにδｍを０．９、δｐを１．１として、式（Ａ）を満たす値であってもよい。
【００１７】
【数１】
2014202839.tif 000003
【００１８】
また、前記光学素子において、前記透明基板の一つの面上に形成されているレンズ面構成部の曲率半径の絶対値が、前記透明基板と当該レンズ面構成部とによって発現されるレンズ作用を当該レンズ面構成部の材料である前記高アッベ材料のみからなる１つのレンズ面を有するレンズ構造体により実現した場合の前記レンズ面の曲率半径と比べて、パワーが正の場合は大きく、パワーが負の場合は小さくなるように構成されていてもよい。
【００１９】
また、前記高アッベ材料は、アッベ数が６５以上であり、厚さ１ｍｍにおけるヘイズ値が２．０以下であり、屈折率の温度変動が１５０ｐｐｍ／℃以下であるフッ素樹脂であってもよい。
【００２０】
また、本発明による複眼光学系は、撮像素子上の複数の点に物点を結像させる複眼光学系であって、１つ以上のレンズを有するレンズ系を複数備え、前記各レンズ系が有するレンズは、他のレンズ系が有するレンズと組み合わされて、光軸に垂直な平面上に複数のレンズを配してなる複眼レンズを構成しており、少なくとも１つの複眼レンズを構成している各レンズの入射側のレンズ面または出射側のレンズ面を構成している構造体が、同一の材料であってアッベ数が６５以上の材料である高アッベ材料により形成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明による複眼光学系は、複眼レンズを構成する個眼レンズまたは複眼レンズとして、上述の光学素子のいずれかを含んでいてもよい。
【００２２】
また、本発明による撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子上の複数の点に物点を結像させる複眼光学系とを備え、前記複眼光学系は、上述の複眼光学系のいずれかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、高アッベ材料の使用量を削減し、低コストで、かつ削減前と略同等かそれ以上の画像を取得可能なレンズ特性が得られる光学素子および複眼光学系並びに撮像装置を提供できるので、低コストで光学系の色収差の発生を効果的に抑制できる。また、本発明によれば、低分散性と透明性と熱変動性のバランスが良好なレンズとして作用する光学素子を提供できるので、光学系において色収差をより効率よく補正できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態の概要を示す説明図である。
【図２】第１の実施形態の光学素子の構成例を模式的に示す模式断面図である。
【図３】第１の実施形態の光学素子の他の構成例を示す模式断面図である。
【図４】第１の実施形態の光学素子の他の構成例を示す模式断面図である。
【図５】第１の実施形態の光学素子の他の構成例を示す模式断面図である。
【図６】第１の実施形態の光学素子の他の構成例を示す模式断面図である。
【図７】第１の実施形態の光学素子の他の構成例を示す模式断面図である。
【図８】第１の実施形態の光学素子の他の構成例を示す模式断面図である。
【図９】第１の実施形態の光学素子の他の構成例を示す模式断面図である。
【図１０】代表的なフッ素樹脂についての厚みと屈折率の関係を示すグラフである。
【図１１】アッベ数の異なる基板についての波長による焦点距離の変化を示すグラフである。
【図１２】２種類のフッ素樹についての基板屈折率と曲率半径と厚み誤差の関係の一例を示すグラフである。
【図１３】第２の実施形態の概要を示す説明図である。
【図１４】第２の実施形態の概要を示す説明図である。
【図１５】第２の実施形態の複眼光学系の構成例を模式的に示す模式断面図である。
【図１６】複眼レンズユニットの上面図である。
【図１７】複眼レンズユニットにおけるレンズ保持部の他の例を示す模式断面図である。
【図１８】複眼レンズユニットの他の例を示す模式断面図である。
【図１９】複眼レンズユニットの他の例を示す模式断面図である。
【図２０】複眼レンズユニットの他の例を示す模式断面図である。
【図２１】複眼レンズユニットの他の例を示す模式断面図である。
【図２２】複眼レンズユニットの他の例を示す模式断面図である。
【図２３】複眼レンズユニットの他の例を示す模式断面図である。
【図２４】フッ素樹脂の屈折率の温度変動による歪曲収差の変化の例を示すグラフである。
【図２５】フッ素樹脂の屈折率の温度変動によるＭＴＦ３０本／ｍｍの変化の例を示すグラフである。
【図２６】フッ素樹脂の屈折率の温度変動による歪曲収差の変化の例を示すグラフである。
【図２７】フッ素樹脂の屈折率の温度変動によるＭＴＦ３０本／ｍｍの変化の例を示すグラフである。
【図２８】（ａ）は第１の実施例の光学素子の模式断面図であり、（ｂ）は比較対象のレンズの模式断面図である。
【図２９】可視光領域における波長に対する焦点位置のシフト量を比較して示すグラフである。
【図３０】（ａ）は第２の実施例の撮像光学系を模式的に示す模式図であり、（ｂ）は比較対象の撮像光学系を模式的に示す模式図である。
【図３１】第１の実施例の撮像光学系のレンズ系の横収差を示すグラフである。
【図３２】第１の実施例の撮像光学系のレンズ系の球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示すグラフである。
【図３３】比較対象の撮像光学系のレンズ系の横収差を示すグラフである。
【図３４】比較対象の撮像光学系のレンズ系の球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示すグラフである。
【図３５】第３の実施例の撮像光学系を模式的に示す模式図である。
【図３６】第３の実施例の撮像光学系のレンズ系の横収差を示すグラフである。
【図３７】第３の実施例の撮像光学系のレンズ系の球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示すグラフである。
【図３８】第４の実施例の撮像光学系を模式的に示す模式図である。
【図３９】第４の実施例の撮像光学系のレンズ系の横収差を示すグラフである。
【図４０】第４の実施例の撮像光学系のレンズ系の球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施形態１．
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態の概要を示す説明図である。なお、図１（ａ）は第１の実施形態の光学素子の例を模式的に示す模式断面図であり、図１（ｂ）は比較対象とするレンズの一例を模式的に示す模式断面図である。
【００２６】
図１（ｂ）に示す例のように、レンズとして所望の特性を有するように少なくとも１つのレンズ面を有する構造体（以下、レンズ構造体という）９０を、単一部材（例えば、材料Ａ）で形成しようとすると、多くの場合、形成されるレンズ構造体９０には、レンズとしてのパワーを持たない部位（破線で囲われた部分）が含まれている。ここで、レンズ面とは、当該レンズ構造体がレンズとして作用するための他部材との界面であって、特に曲面形状の界面をいう。なお、ここでいう他部材には空気も含まれる。
【００２７】
本実施形態の光学素子１０は、そのようなレンズ構造体９０に含まれる、レンズとしてのパワーを持たない部位のある厚み部分を、別部材からなる透明基板１１に置き換えた構成とする（図１（ａ）参照）。
【００２８】
ここで、レンズとしてのパワーを持たない部位とは、より具体的には、有効径内において表面の凹凸を構成していない部位であって、有効径内で均一な厚みを有する部位である。以下では、このようなレンズとしてのパワーを持たない部位のことを「平板状部位」という場合がある。平板状部位は、例えば、光路長の調整や、複数のレンズを組み合わせて用いる場合にレンズ間の設置位置の精度向上、厚みが小さい領域部分の形状維持等のために設けられる。平板状部位は、特に、入射側と出射側というように２以上のレンズ面を有するレンズ構造体９０を単一部材で形成する場合に多く見られる。
【００２９】
レンズ構造体９０に含まれる平板状部位を、より安価な材料からなる透明基板１１に置き換えることによって、図１（ｂ）の構成に比べて材料Ａの使用量を減らせるため、低コスト化が図れる。また、そのような有効径内における表面の凹凸に関わらない平板状部位であれば、別部材である透明基板１１に置き換えられる。なお、別部材に置き換えることにより、レンズ面の形状やレンズの厚み等がやや異なる場合もあるが、色収差の補正能およびレンズとしての特性は置き換え前と同等とできる。さらに、透明基材１１を入れることで特性を改善できる場合もある。
【００３０】
置き換える部分は、平板状部位の全ての厚み分でなくてもよい。例えば、平板状部位の厚みのうちの一部分でもよい。
【００３１】
以下、本実施形態の光学素子１０の構成についてより詳細に説明する。図２は、本実施形態の光学素子１０の構成例を模式的に示す模式断面図である。図２に示すように、本実施形態の光学素子１０は、透明基板１１と、その透明基板１１の少なくとも一方の面に形成されるレンズ面構成部１２とを備えている。
【００３２】
レンズ面構成部１２は、透明基板の面上に当該レンズにおけるレンズ面を構成する構造体であって、フッ素樹脂等の高アッベ材料からなる構造体である。レンズ面構成部１２は、例えば、平坦な面とその反対側にレンズ面を含む面とを有する構造体であればよい。レンズ面構成部１２が有するレンズ面は、例えば、比較対象のレンズ構造体９０から平板状部位のある厚み部分を除いて残った部位の一部と略同じ形状である。ただし、後述するような若干の差異があってもよい。
【００３３】
本実施形態では、効果の検証用に、レンズ機能および材料使用量の比較対象とするレンズ構造体９０の存在を前提としているが、レンズ構造体９０は実在していなくてもよい。例えば、本実施形態の光学素子１０と同等のレンズ特性または所定のレンズ特性を有するように単一の高アッベ材料を用いて設計した結果得られる仮想のレンズ構造体９０であってもよい。
【００３４】
透明基板１１は、少なくともレンズ面構成部１２が形成される面が平坦であればよい。
【００３５】
図３〜図９は、本実施形態の光学素子１０の他の構成例を示す模式断面図である。光学素子１０は、例えば、図３に示すような構成であってもよい。すなわち、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、透明基板１１の両方の面に高アッベ材料によるレンズ面構成部（１２、１３）が形成されていてもよい。このとき、第１のレンズ面構成部１２と第２のレンズ面構成部１３とで用いる高アッベ材料が異なっていてもよい。
【００３６】
なお、図３（ａ）には、透明基板１１の両方の面に凸型のレンズ面を有するレンズ面構成部１２，１３が形成されている例が示されている。また、図３（ｂ）には、透明基板１１の一方の面に凸型のレンズ面を有する第１のレンズ面構成部１２が形成され、他方の面に凹型のレンズ面を有する第２のレンズ面構成部１３が形成されている例が示されている。
【００３７】
また、光学素子１０は、例えば図４に示すような構成であってもよい。すなわち、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、透明基板１１の一方の面に高アッベ材料によるレンズ面構成部１２が形成され、他方の面にレンズ面構成部１２とは異なる材料によるレンズ面構成部１３が形成されていてもよい。レンズ面構成部１３が有するレンズ面は凸型であっても凹型であってもよい。レンズ面構成部１３は、例えば、ガラスや樹脂によって形成されていてもよい。なお、図４（ｃ）および図４（ｄ）は、図４（ａ）に示す光学素子１０の比較対象とされるレンズ構造体９０の例を示す模式図である。このように異なる部材を組み合わせて２つの面を有するレンズ構造体９０が形成される構成の場合には、各々の部材に含まれる平板状部位を合わせて透明基板１１に置き換えてもよい。また、比較対象とされるレンズ構造体９０が既に透明基板８１を含んでいる場合であっても、その透明基板８１の面上に形成されるレンズ構造体に平板状部位が含まれている場合には、透明基板８１とその平板状部位を合わせて透明基板１１に置き換えてもよい。
【００３８】
また、光学素子１０は、例えば図５に示すような構成であってもよい。すなわち、光学素子１０は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、透明基板１１は一方の面に凹凸を有していてもよい。なお、本例は、図４（ａ）および図４（ｂ）で示した第２のレンズ面構成部１３が、透明基板１１と同じ材料で形成された例であるとも言える。
【００３９】
また、光学素子１０は、例えば図６に示すように、透明基板１１上に形成されたレンズ面構成部１２，１３の上にさらに別部材による第３のレンズ面構成部１４が形成されていてもよい。なお、図６では、一方の面上にレンズ面構成部１４が積層された例を示しているが、両面でレンズ面構成部が積層された構成であってもよい。また、積層されるレンズ面構成部の層数は２以上であってもよい。
【００４０】
また、光学素子１０は、例えば図７（ａ）に示すような構成であってもよい。なお、図７（ｂ）では、比較対象のレンズの例として、透明基板８１の凹凸面に高アッベ材料によるレンズ構造体９１が形成された構成のレンズ構造体９０を示している。このような構成のレンズ構造体９０であっても、高アッベ材料により構成されているレンズ構造体９１に含まれている平板状部位に着目し、それを透明基板１１に置き換えることで高アッベ材料の使用量の削減を図れる。なお、透明基板８１は、そのまま第２の透明基板１５として備えればよい。
【００４１】
なお、上記各例は他の例と組み合わせ可能である。また、使用する材料とレンズの凹凸形状の組み合わせは種々のものが考えられる。なお、光学系としては、使用される高アッベ材料によるレンズのパワーを足し合わせると正のパワーとなるのがよい。また、凸面を構成する材料に高アッベ材料を用い、凹面を構成する材料に凸面に用いた高アッベ材料よりもアッベ数の低い材料を用いると、色収差の低減効果が大きくなり好ましい。
【００４２】
また、図８に示すように、光学素子１０は、レンズ面上に反射防止層１６が形成されていてもよい。反射防止層１６は、多層膜やモスアイ構造であってもよい。また、モスアイ構造とする場合、レンズ面を形成する際に同時に形成してもよい。例えば、レンズ面形状を形成する際に、レンズ面形状を使用する波長の長さ以下の周期で配列する微細な突起を付した形状とすることで、レンズ面をモスアイ構造にできる。レンズ面を形成する材料がフッ素樹脂である場合、反射防止層のレンズ面に形成する材料に密着する層は、光触媒活性が無い方がレンズ面を形成する材料の劣化を防げるため好ましく、具体的には、チタンを含まないことが好ましい。また、多層膜の場合は、多層膜と空気が接する層の屈折率が多層膜中で最も低いものの１つであると反射防止効果を高めやすい場合が多く、好ましい。
【００４３】
また、高アッベ材料は、その組成にフッ素が含まれている場合を代表例に挙げるが、低硬度である場合が多い。そのような場合には、当該材料により形成するレンズ面構成部を保護できるように反射防止層１６が傷が付きにくい硬さを備えているとさらによい。
【００４４】
また、透明基板１１の材料とレンズ面構成部の材料の屈折率差が０．３以下であると界面の反射率が１．０％以下となり、好ましい。また、屈折率差が０．２以下であると界面の反射率が０．５％以下となり、より好ましい。
【００４５】
また、図示省略しているが、透明基板１１とレンズ面構成部１２の界面や透明基板１１とレンズ面構成部１３の界面など、屈折率が異なる部材の界面に反射防止層が形成されていてもよい。反射防止層を設けることで、透明基板１１の材料とレンズ面構成部の材料とで屈折率が異なるために発生する界面での反射を抑止できる。反射防止層を形成する材料は、屈折率が、透明基板１１の屈折率とレンズ面構成部１２，１３の材料の屈折率の間となる材料であると１層にて反射防止効果を得られるため好ましい。一例として、反射防止層をフッ化マグネシウム、ポーラスシリカ、シリカ、アルミナ、ＳｉＯＮ等によって形成できる。また、反射防止層を多層膜によって形成してもよい。この場合、形成する多層膜に、透明基板１１よりも低い屈折率となる膜が含まれていると、容易に反射防止効果の高い多層膜とでき好ましい。この時にまた、反射防止層のレンズ面構成部と密着する層をシリカやＳｉＯＮ層のようなシリコン原子を含む層にすると各種カップリング処理が施しやすく、好ましい。
【００４６】
また、高アッベ材料は、その組成にフッ素が含まれている場合を代表例に挙げるが、有機樹脂、無機材料共に透明基板１１と密着性が低い場合が多い。そのような場合には、透明基板１１と高アッベ材料からなるレンズ面構成部との間に、密着性を上げるカップリング剤を処理したり、接着層を導入してもよい。また、レンズ面構成部の屈折率がシリカの屈折率よりも小さく、透明基板１１の屈折率がシリカよりも大きいとシリカ１層にて、反射防止効果と密着性を向上させるシラン剤によるカップリング処理がやりやすくなる効果を得られるため、好ましい。入射する光のある任意の波長λとした時に、シリカの屈折率をｎｓ、シリカの層の厚みをｄとして、ｎｓ・ｄ／λ＝０．２５となる波長λが存在するとよい。
【００４７】
また、図９に示すように、透明基板１１は、光学系に組み込む際に利用されるガイド構造１７を備えていてもよい。ガイド構造１７は、例えば、ホルダー部への取り付け先のガイドとなる突起等であってもよい。ガイド構造１７は、同一面に形成されるレンズ面構成部（本例の場合には、レンズ面構成部１２）と同じ材料を用いて形成してもよい。そのような場合には、レンズ面構成部を形成する際に同時に形成できるので、位置決め精度が向上される。
【００４８】
また、レンズ面構成部１２，１３は、レンズ面を形成する材料の使用量に誤差があった場合にその誤差の影響を低減させるまたはうち消すバッファ領域が設けられていると好ましい。例えば、レンズ面構成部１２，１３は、当該レンズ面構成部の材料を滴下する際の使用量の誤差を吸収するバッファ部を含んでいてもよい。バッファ部は、例えば、レンズ面構成部の有効径外に設けられる平坦な構造や凹凸構造等であってもよい。
【００４９】
また、透明基板１１は、高アッベ材料よりなるレンズ面構成部の有効径に対して、３割以上面積が大きいもしくは０．１ｍｍ以上当該レンズ面構成部の半径方向に大きいと、取り付け等において取り扱いの難しい高アッベ材料に触れずに光学系への組み込みが行えたり、光学系へ無理なく組み込めるため好ましい。
【００５０】
次に、平板状部位の透明基板１１への置き換えについてより詳細に説明する。レンズ構造体９０に含まれる平板状部位を透明基板１１に置き換える際には、焦点距離またはＦナンバーが変わらないように、透明基板１１の厚みや屈折率やアッベ数を調整するとよい。ここで、Ｆナンバーとは、レンズの焦点距離をレンズの光軸上無限遠から入射する平行光線の光束径すなわち有効口径で割った値である。
【００５１】
図１０に、比較対象とされるレンズ構造体に含まれる厚み０．５ｍｍの平板状部位に対して透明基板１１への置き換えを行う場合の透明基板１１の最適な厚みを調べた結果の一例を示す。図１０では、代表例として３種類のフッ素樹脂について、置き換え先の透明基板の屈折率と最適な厚みとの関係をグラフで示している。なお、用いた３種のフッ素樹脂に関するデータは以下の表１の通りである。
【００５２】
【表１】
2014202839.tif 000004
【００５３】
その他の場合等も検討した結果、透明基板１１の厚みに関して以下の式（１）が導かれた。ここで、ｄｓｕｂ［ｍｍ］は置き換え先の透明基板１１の最適とされる厚みである。また、ｎｓｕｂは置き換え先の透明基板１１のｄ線屈折率である。また、ｎｆｐ１は透明基板１１の一方の面上に形成されるレンズ面の置き換え元のレンズ構造体の材料のｄ線屈折率である。また、Δｄｆｐ１［ｍｍ］は、該置き換え元のレンズ構造体に含まれる置き換え対象とされる平板状部位の厚みである。また、ｎｆｐ２は透明基板１１の他方の面上に形成されるレンズ面の置き換え元のレンズ構造体の材料のｄ線屈折率である。また、Δｄｆｐ２［ｍｍ］は、該置き換え元のレンズ構造体に含まれる置き換え対象とされる平板状部位の厚みである。
【００５４】
図４（ａ），図４（ｃ）を例に説明すると、ｎｆｐ１はレンズ構造体９１の材料のｄ線屈折率である。また、Δｄｆｐ１はレンズ構造体９１に含まれる平板状部位の厚みであり、図４（ｃ）におけるレンズ構造体９１の破線内部に相当する。一方、ｎｆｐ２はレンズ構造体９２の材料のｄ線屈折率である。また、Δｄｆｐ２はレンズ構造体９２に含まれる平板状部位の厚みであり、図４（ｃ）におけるレンズ構造体９２の破線内部に相当する。
【００５５】
ここで、置き換え元のレンズ構造体が１つのレンズ面しか有していない場合は、上述の他方の面上にはレンズ面構成部が形成されないが、その場合、上述の式（１）においては当該他方の面上に空気により構成されるレンズ面構成部が形成されているとみなして次に示す当てはめを行えばよい。すなわち、ｎｆｐ２を空気の屈折率とする。また、Δｄｆｐ２［ｍｍ］を０とする。
【００５６】
なお、ｎｓｕｂ、ｎｆｐ１およびｎｆｐ２は使用波長範囲にｄ線波長が存在しない場合は、使用波長範囲の任意波長の屈折率に読み替え可能である。また、レンズ面構成部１２とレンズ面構成部１３を同一の材料にて構成してもよい。また、レンズ面構成部１２とレンズ面構成部１３のどちらか一方が高アッベ材料、もしくは、両方が高アッベ材料であってもよい。以下、他の式においても同様である。
【００５７】
【数２】
2014202839.tif 000005
【００５８】
また、置き換え先の透明基板１１のアッベ数により可視光領域の焦点距離がどのように変化するかを調べた結果を図１１に示す。図１１では、あるフッ素樹脂を置き換え元の材料とした場合に、２種の透明基板材料（透明平板部材）について、波長と有効焦点距離の変化の関係をグラフで示している。なお、用いたフッ素樹脂および透明平板部材に関するデータは以下の表２の通りである。
【００５９】
【表２】
2014202839.tif 000006
【００６０】
図１１のグラフより、透明基板１１に用いる材料のアッベ数は大きい方がよいが、影響はかなり小さいと考えられる。そのため、置き換えの際には、透明基板１１に用いる材料のアッベ数は考慮せずに、上述の式（１）のみを考慮してもよい。なお、ｎｆｐ１およびｎｆｐ２は、透明基板１１の該当面上に形成されているレンズ面構成部の材料の屈折率と読み替えてもよい。また、Δｄｆｐ１およびΔｄｆｐ２は、透明基板１１とその透明基板１１の面上に形成されているレンズ面構成部とによって発現されるレンズ作用と同等のレンズ作用を、そのレンズ面構成部に用いた材料のみを用いて形成されるレンズ構造体により発現させようとした場合の該レンズ構造体に含まれる平板状部位の厚みと読み替えてもよい。
【００６１】
また、置き換える際に、置き換え元のレンズ構造体に含まれる平板状部位の厚みや、入手しやすい基板の厚み等で最適な置き換えが出来ない場合も考えられる。そのような場合を考慮して、基板の厚みに関して更なる検討を行った結果を以下に示す。なお、検討は、許容される誤差をレンズの曲率の０．５％程度と考え、行った。まず、許容される誤差内で透明基板１１を薄くできる下限の誤差のパラメータをδｍとし、許容される誤差内で透明基板１１を厚くできる上限の誤差のパラメータをδｐとして、上述の式（１）に導入し、以下の式（２）を得る。
【００６２】
【数３】
2014202839.tif 000007
【００６３】
図１２に、２種類のフッ素樹脂について図１の構成において行った検討例を示す。なお、図１２（ａ）にはｄ線屈折率が１．３４、アッべ数が９３のフッ素樹脂に対する検討例が示されている。また、図１２（ｂ）にはｄ線屈折率が１．４５、アッべ数が７０のフッ素樹脂に対する検討例が示されている。
【００６４】
これらの結果等から、パラメータδｍ、δｐに関して以下の式（３）が導出される。
【００６５】
【数４】
2014202839.tif 000008
【００６６】
ここで、Ｒ１は一方の面上においてレンズ面を構成しているレンズ面構成部の置き換え元のレンズ構造体において対応するレンズ面の曲率半径である。また、Ｒ２は他方の面上においてレンズ面を構成しているレンズ面構成部の置き換え元のレンズ構造体において対応するレンズ面の曲率半径である。なお、Ｒ１およびＲ２は透明基板１１とその透明基板１１の面上に形成されているレンズ面構成部とによって発現されるレンズ作用と同等のレンズ作用を、そのレンズ面構成部に用いた材料のみを用いて形成されるレンズ構造体により発現させようとした場合の該レンズ構造体のレンズ面の曲率半径と読み替えてもよい。また、Ｒ１およびＲ２は曲率半径を維持して置き換えがなされた場合には、対応するレンズ面を構成するレンズ面構成部の該レンズ面の曲率半径と読み替えることもできる。
【００６７】
また、ｄｆｐ１［ｍｍ］は、一方の面上においてレンズ面を構成しているレンズ面構成部の置き換え元のレンズ構造体の平板状部位以外の厚みである。また、ｄｆｐ２［ｍｍ］は、他方の面上においてレンズ面を構成しているレンズ面構成部の置き換え元のレンズ構造体の平板状部位以外の厚みである。なお、ｄｆｐ１およびｄｆｐ２は、透明基板１１とその透明基板１１の面上に形成されているレンズ面構成部とによって発現されるレンズ作用と同等のレンズ作用を、そのレンズ面構成部に用いた材料のみを用いて形成されるレンズ構造体により発現させようとした場合の該レンズ構造体の平板状部位以外の厚みと読み替えてもよい。また、ｄｆｐ１およびｄｆｐ２は、当該面上に形成されるレンズ面構成部が比較対象のレンズ構造体から平板状部位のある厚み部分を除いて残った部位と略同じ形状であれば、該レンズ面構成部の光軸上の厚みと読み替えることもできる。
【００６８】
また、ｎ１は一方の面上においてレンズ面を構成しているレンズ面構成部の置き換え元のレンズ構造体において対応するレンズ面と接する他の相の屈折率である。また、ｎ２は他方の面上においてレンズ面を構成しているレンズ面構成部の置き換え元のレンズ構造体において対応するレンズ面と接する他の相の屈折率である。なお、ｎ１およびｎ２は、置き換え先のレンズ面構成部のレンズ面と接する他の相の屈折率と読み替えてもよい。なお、レンズ面構成部の上に他のレンズ面構成部等が積層されていなければ、上記他の相は空気層となる。なお、当該レンズ面構成部の上に薄膜（より具体的には反射防止膜）等が形成されている場合であってもその厚さが１μｍ以下であれば、上記の他の相の屈折率との関係においてはないものとして扱えばよい。図６〜８を例に説明すると、図６におけるレンズ面構成部１２のレンズ面と接する他の相は、レンズ面構成部１４となる。また、例えば、図７におけるレンズ面構成部１３のレンズ面と接する他の相は、第２の透明基板１５となる。また、例えば、図８におけるレンズ面構成部１２のレンズ面と接する他の相は、空気層となる。
【００６９】
なお、式（４）においても、置き換え元のレンズ構造体が１つのレンズ面しか有していない場合は、他方の面上に空気により構成されるレンズ面構成部が形成されているとみなして式の当てはめを行えばよい。その場合、上述のパラメータの値は次のようになる。具体的には、ｄｆｐ２は当該透明基板の表面から当該他方の面上方向において次に位置するレンズ面までの距離となる。また、ｎ２はそのレンズ面を構成している部材の屈折率となる。また、Ｒ２をそのレンズ面の曲率半径となる。ここで、他方の面上方向は、その面上にものを積層する場合にものが積層されていく方向をいう。また、面上方向において次に位置するレンズ面とは、例えば、図６におけるレンズ面構成部１３が空気により構成されていると仮定した場合、レンズ面構成部１４のレンズ面が該当する。
【００７０】
なお、当該光学素子が光学系において最も手前または後ろにある場合など、その面上方向において次に位置するレンズ面がない場合は、透明基板１１の厚みは、上述の式（１）に示される値を基準にして次のように考えればよい。すなわち、後述するように、上述の式（１）に示されるｄｓｕｂの２倍以内、かつ、２５μｍ以上であればよい。なお、上述の式（１）に示されるｄｓｕｂ±１０％以内であれば、より好ましい。
【００７１】
また、透明基板１１は低コストで入射可能であるとよいことから、許容される誤差範囲が大きかったとしても、透明基板１１の厚みは２５μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましい。
【００７２】
ただし、実存するレンズ構造体９０を置き換えの対象とする場合には、元のレンズ構造体９０よりも厚くなりすぎると、光学系の組み込みに実用上の影響がでてしまう。そこで、透明基板１１の厚さは、対象とするレンズ構造体９０に含まれる平板状部位の厚さに対して２倍以下が好ましい。したがって、これらの範囲と上述の式（２）とをそれぞれ満たす範囲で、透明基板１１を用意するとよい。
【００７３】
また、上述の説明では、高アッベ材料がフッ素樹脂である場合を例に説明したが、使用量の削減対象とする高アッベ材料はフッ素樹脂に限らない。例えば、フッ化カルシウム、フッ素を含む高アッベ材料であってもよい。なお、本発明では、高アッベ材料として、アッベ数が６５以上であることを想定している。アッベ数が６５以上であると単体でも、他の樹脂や光学ガラスとの組み合わせにおいて、色収差を抑制できる効果が高いため好ましい。また、アッベ数が６５以上である材料の多くが屈折率が１．５以下であるため、高アッベ材料の屈折率は１．５以下を想定している。
【００７４】
また、透明基板１１は、使用する波長帯域において透明であればよい。使用する波長域は、フッ素系の材料が透明性を示す範囲であればよく、紫外光、可視光、赤外光、材料や波長によってはテラヘルツ光の領域まで含む。可視光においては、例えばガラス、フィルム、熱可塑性の透明樹脂等であってもよい。また、赤外光においては、例えばシリコン、ゲルマニウム等であってもよい。また、テラヘルツ光では、シリコンや樹脂等であってもよい。透明基板１１のガラス転移点温度は、レンズ面構成部のガラス転移点温度よりも高いと、レンズ面構成部の材料のみでレンズを形成するよりも温度変動に対して、光学部材の光学特性や支持部材への固定性が向上するため好ましい。
【００７５】
また、上述ではレンズの特性維持のために、置き換え先の透明基板１１の厚みを調整する例を示したが、レンズ全体の厚みを変えずに置き換えることも可能である。そのような場合には、透明基板１１上に形成するレンズ面構成部の曲率半径の絶対値をレンズ面構成部のパワーが正の場合は大きい方向に、パワーが負の場合は小さい方向に変化させると、レンズ全体の厚みを変えずにレンズ特性を維持した置き換えができる。
【００７６】
なお、非球面係数については場合に応じて変更するとよい。一例として、凸部では置き換え前と比べて、中央部分に対し周辺部分の曲率が小さくなるようにし、凹部では置き換え前と比べて、中央部分に対し周辺部分の曲率が大きくなるようにするとよい場合が多い。ただし、多数のレンズを用いた光学系や、レンズの特性において非球面係数が球面係数に対して支配的な場合は、異なることもある。
【００７７】
一例としては、凸部の非球面係数の高次の項の数値の絶対値の増分と、凹部の非球面係数の高次の項の数値の絶対値の増分とで元々の値に対する比率を比べた場合に、凸部の増分の比率の方を大きくする。
【００７８】
また、レンズ全体の厚みとレンズ面の形状のどちらか一方だけを優先させるのではなく、曲率半径の変化と厚みの変化のルールとを併用してもよい。
【００７９】
また、上述では置き換え前と同等のレンズ作用を発現させるための調整例を示したが、透明基板１１の屈折率やアッべ数を調整することにより置き換え前と比べて特性を改善できる。例えば、透明基板１１を用いることで、光軸とのなす角度によって、光軸に近い方向成分の光との間で入射光線の光路長が異なることを利用して、さらに設計の最適化を図れる。透明基板１１の最適な屈折率およびアッべ数は場合によって異なるが、レンズ面構成部の部材と異なることを利用して、さらに光学特性を向上させられる場合がある。
【００８０】
以上のように、本実施形態によれば、透明基板１１を有しない構造と比べて、すなわち所定のレンズ作用を当該光学素子１０においてレンズ面を構成している部材のみからなるレンズ構造体により実現した場合と比べて、高アッベ材料の使用量を削減できる。したがって、低コストで光学系の色収差の発生を効果的に抑制できる。
【００８１】
このとき、透明基板の光学的に有効な部分の体積が、形成されているレンズ面構成部の光学的に有効な部分の体積の２０％以上であると、一定量以上の削減量が見込まれるため好ましい。また、置き換え前に対して、高アッベ材料の使用量が３０％以上削減できるとコスト的に効果が高いため、好ましい。そのため、透明基板１１の光学系としての有効部分の体積が、置き換え前の高アッベ材料のみからなるレンズ構造体９０全体の体積の３０％以上であるとより好ましい。
【００８２】
また、本実施形態によれば、透明基板１１を用いることによりレンズに剛直性を持たせられる。また、透明基板１１を用いることにより、透明基板１１を有しない構造よりも特性を改善できる。また、レンズを支持する部材等の熱による変形を剛直性のある透明基板が受けることにより、レンズと同部材が受けるよりも変形量を小さくできるので、温度変化に強くできる。また、レンズを支持する部材と接着する場合は、通常の接着が難しいフッ素系の高アッベ材料を直接接着せず、透明基板１１を接着すればよいため、支持する部材と強固に接着でき、信頼性や耐久性が向上する。また、レンズを支持する部材に挟み込む等で固定する場合には、通常の材料に比べ、やや硬度や強度に劣ることが多いフッ素系の高アッベ材料を直接挟み込まずに、透明基板１１を挟み込むことで固定できるため、強固に固定でき、信頼性や耐久性が向上する。
【００８３】
また、レンズ構造体９０の存在を前提としなくても、例えば、本実施形態の光学素子２０の透明基板１１のｄ線屈折率をｎｓｕｂ、ｄ線アッべ数をνｓｕｂ、当該透明基板の少なくとも一方の面上に形成されているレンズ面構成部に用いた高アッベ材料の屈折率をｎｆｐ、ｄ線アッべ数をνｆｐとしたとき、ｎｓｕｂ≠ｎｆｐかつνｓｕｂ≠νｆｐであれば、光学素子において透明基板１１を用いたことによる効果、例えばレンズ性能の向上効果やコスト削減効果が得られていると言える。なお、ｎｓｕｂ＞ｎｆｐかつνｓｕｂ＜νｆｐであるとよりよい。さらに、屈折率とアッベ数がある程度以上異なっていると改善効果が大きくなる場合があることから、ｎｓｕｂ−ｎｆｐ＞０．１およびνｓｕｂ−νｆｐ＜２０であると好ましい。なお、上述したように、ｎｓｕｂおよびｎｆｐは使用波長範囲にｄ線波長が存在しない場合は、使用波長範囲の任意波長の屈折率に読み替え可能である。
【００８４】
実施形態２．
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１３および図１４は、本実施形態の概要を示す説明図である。なお、図１３（ａ）は本実施形態の複眼光学系が有するレンズの例を模式的に示す模式断面図であり、図１３（ｂ）は比較対象とされる単眼光学系が有するレンズの例を模式的に示す模式断面図である。
【００８５】
図１３（ｂ）には、光学系が備えるレンズの一例として、所定の特性を有するように設計された単一部材（例えば、材料Ａ）からなるレンズ構造体９１の例が示されている。本実施形態では、このような単眼レンズを備える単眼光学系９００を複眼光学系２００にすることにより、当該レンズに用いられる材料Ａの使用量の低減を図る。
【００８６】
より具体的には、図１３（ａ）に示すように、複眼化の対象としたレンズ構造体９１をアレイ化し、光学系におけるＦナンバーと画角を維持したまま、該レンズ構造体９１と相似の形の複数のレンズ構造体２１−ｉ（２１−１，２１−２等）を各々レンズとして有する複眼レンズ３０を備えた複眼光学系２００とする。以下、単眼光学系のレンズと区別するために、１つの複眼レンズを構成している各レンズ（図の例では、レンズ構造体２１−１，２１−２等）を「個眼レンズ」と表現する場合がある。すなわち、本発明における「個眼レンズ」とは、その作用面で定義づけると、撮像光学系において複眼光学系に含まれるレンズ系であって１つ以上のレンズを有するレンズ系が有する一つのレンズであって、同じ複眼光学系に含まれる他のレンズ系が有するレンズと組み合わされて複眼レンズを構成するレンズと言える。アレイ化は、例えば、図１３（ａ）に示すように、レンズ構造体９１と相似の形の複数のレンズ構造体２１−ｉ（２１−１，２１−２等）を各々個眼レンズとして光軸に垂直な面内に配置して複眼レンズ３０とすることにより行ってもよい。なお、各レンズ構造体２１−ｉは、有効径外の形状については必ずしも相似でなくてもよい。ここで、ｉは複眼光学系に含まれる各レンズ系を識別する識別符号を指し、アレイ化した数をｎとするとｉ＝１〜ｎのいずれかである。
【００８７】
また、複眼光学系において撮影物の距離によらず高解像度を維持するために意図して焦点距離等にばらつきを持たせる場合がある。そのような場合には、複眼レンズにおいて個眼レンズを構成する各レンズ構造体２１−ｉは、必ずしも複眼化の対象としたレンズ構造体９１と厳密な相似形でなくてもよい。これはまた、複眼レンズにおいて個眼レンズを構成する各レンズ構造体２１−ｉが互いに厳密な相似形でなくてもよいことを意味する。この場合、少なくともアレイ化により形成される複眼レンズにおいて個眼レンズを構成する各レンズ構造体２１−ｉが、複眼化の対象としたレンズ構造体９１と、および互いに、レンズ面の曲率の正負が同じであればよい。なお、１の複眼レンズに含まれる全ての個眼レンズを構成するレンズ構造体２１−１〜２１−ｎの材料は、同じとする。なお、各個眼レンズで入射側のレンズ面または出射側のレンズ面を構成している構造体が異なる場合は、全ての個眼レンズの同一面側のレンズ面を構成している構造体の材料が、同じであればよい。
【００８８】
同一のＦナンバーと画角を得る光学系においてレンズをアレイ化すると、レンズの縦、横および長さがアレイ化した数に比例して小さくなるため、材料Ａの使用量を減少できる。
【００８９】
例えば、同一のセンササイズの場合、光学系の高さを１／Ｎとしたとき、部材の必要量は１／Ｎとなる。同一のセンササイズにおいては、Ｎ×Ｎアレイとすると画角等が維持しやすく好ましい。なお、Ｍ×Ｎ（Ｍ≠Ｎ）であっても、センササイズ等の調整は必要になるがＦナンバーや画角等は維持できる。Ｍ×Ｎ（Ｍ≠Ｎ）の場合、センササイズの変化量がわずかであれば、部材の必要量は約Ｍ／Ｎ２となる。
【００９０】
複眼光学系にすると、物点は複数のレンズによって撮像素子上の複数の点に結像されるようになる。このとき、個眼間の視野は重複させてもよいし、させなくてもよい。
【００９１】
また、図１４（ａ）は、本実施形態の複眼光学系が有するレンズの他の例を模式的に示す模式断面図であり、図１４（ｂ）は比較対象とされる単眼光学系が有するレンズを模式的に示す模式断面図である。
【００９２】
図１４（ｂ）には、単眼光学系９００が備えるレンズの一例として、所定の特性を有するように設計された単一部材（例えば、材料Ａ）からなる複数のレンズ構造体９１，９２を有するレンズ系７０の例が示されている。なお、レンズ構造体９１と９２の材料は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。光学系が、このような複数のレンズが組み合わされたレンズ系を有している場合には、レンズ系ごとアレイ化して複眼光学系にしてもよい。この場合、レンズ系７０を、各レンズ構造体間の空気層を含む１つのレンズ構造体９０とみなして上記と同様のアレイ化をすればよい。
【００９３】
より具体的には、図１４（ａ）に示すように、光学系におけるＦナンバーと画角を維持したまま、複眼化の対象としたレンズ構造体９０の空気層も含めた形状と相似の形の複数のレンズ系２０−ｉ（２０−１，２０−２等）を有する複眼レンズユニット４０を備えた複眼光学系とすればよい。なお、各レンズ系２０−ｉは、複眼化の対象としたレンズ系７０に含まれる各レンズ構造体９１，９２と相似の形のレンズ構造体２１−ｉ，２２−ｉ（レンズ系２０−１であればレンズ構造体２１−１および２２−１、レンズ系２０−２であればレンズ構造体２１−２および２２−２等）を個眼レンズとして含み、これら各レンズ構造体２１，２２は、レンズ構造体２１−ｉと２２−ｉ間（レンズ系２０−１であればレンズ構造体２１−１と２２−１間、レンズ系２０−２であればレンズ構造体２１−２と２２−２間等）の空気層を含めて１つのレンズ構造体２０−ｉとみた場合に、各レンズ構造体２０−ｉは各々レンズ構造体９０と相似の形となっている。また、本例の複眼レンズユニット４０は、複眼化の対象としたレンズ系７０に含まれるレンズの数に応じた複数組の複眼レンズ（３０ａ、３０ｂ）を有することになる。
【００９４】
例えば、装置の小型化を図るため少ないレンズ枚数で色収差を補正しようとすると、２以上のレンズを高アッベ材料で形成した方がよい場合があるが、高アッベ材料が高価であるために、高アッベ材料を用いたレンズの枚数が制限されることがある。そのような場合に、本実施形態のような複眼光学系にすれば、高アッベ材料によるレンズの枚数の制限を引き上げられる場合がある。
【００９５】
以下、本実施形態の複眼光学系について説明する。図１５は、本実施形態の複眼光学系２００の構成例を模式的に示す模式断面図である。図１５に示す複眼光学系２００は、撮像素子５０上の複数の点に物点を結像させるための複眼光学系であって、複眼レンズユニット４０を備えている。
【００９６】
複眼レンズユニット４０は、１つ以上のレンズ構造体を含むレンズ系２０−ｉ（２０−１，２０−２等）が、各々のレンズ構造体（例えば、レンズ系２０−１であればレンズ構造体２１−１および２２−１、レンズ系２０−２であればレンズ構造体２１−２および２２−２）を個眼レンズとして、他のレンズ系と組み合わされた際に互いに相似形もしくはレンズ面の曲率の正負が同じな複数の個眼レンズを有する複眼レンズの組となるように、Ｘ−Ｙ平面上に複数配列されたものである。
【００９７】
なお、複眼レンズユニット４０は、互いに相似形もしくはレンズ面の曲率の正負が同じな複数の個眼レンズを有する複眼レンズ３０（本例では、３０ａ，３０ｂ）を１組以上備えたものと言うこともできる。
【００９８】
また、図１６は、図１５に示す複眼レンズユニット４０の上面図である。なお、図１６では、複眼レンズ３０ａを上から見た図が示されている。図１６に示すように、本例の複眼レンズユニット４０は、各々が複眼レンズのある組における個眼レンズを構成する１つ以上のレンズ（本例では、レンズ構造体２１−ｉ，２２−ｉ）を有するレンズ系２０−ｉがＸ−Ｙ平面上に２×２で配列された構成となっている。したがって、本例ではｉ＝１〜４となる。
【００９９】
また、複眼レンズユニット４０は、各レンズを保持するレンズ保持部４１を含んでいてもよい。レンズ保持部４１は、例えば図１５に示すように、複眼レンズ３０ａを構成する各個眼レンズ２１−ｉ（より具体的にはレンズ構造体２１−１〜２１−４）を支持する基板４１１と、複眼レンズ３０ｂを構成する各個眼レンズ２２−ｉ（より具体的にはレンズ構造体２２−１〜２２−４）を支持する基板４１２と、基板４１１と基板４１２とを所定の間隔で保持するホルダー部４１３とを含んでいてもよい。基板４１１，４１２は、それぞれ複眼レンズを構成する各個眼レンズを、これら各個眼レンズが光軸に垂直な平面上に並んだ状態で支持できればよい。なお、複眼レンズユニット４０が１つの複眼レンズ３０ａのみを含む場合は、レンズ保持部４１は、基板４１１を含んでいればよい。
【０１００】
なお、図１７に示すように、レンズ保持部４１は、レンズ系ごとに当該レンズ系に含まれる１つ以上のレンズを保持するものであってもよい。この場合、複眼レンズユニット４０は、各レンズ保持部４１−１、４１−２，４１−３（不図示），４１−４（不図示）と、これら各レンズ保持部によって保持されるレンズ群すなわち各レンズ２０−ｉ系をなすレンズ群（より具体的には、レンズ系２０−１をなすレンズ構造体２１−１，２２−１と、レンズ系２０−２をなすレンズ構造体２１−２，２２−２と、レンズ系２０−３をなすレンズ２１−３，２２−３と、レンズ系２０−４をなすレンズ２１−４，２２−４）とによって構成される。
【０１０１】
複眼レンズユニット４０は、各々の複眼レンズにおいて、当該複眼レンズを構成する各個眼レンズとして機能する各レンズ構造体（例えば、複眼レンズ３０ａであればレンズ構造体２１−１と２１−２と２１−３と２１−４、複眼レンズ３０ｂであればレンズ構造体２２−１と２２−２と２２−３と２２−４）が互いに相似形もしくはレンズ面の曲率の正負が同じとなっているだけでなく、各レンズ系２０−１〜２０−ｎを各々当該レンズ系に含まれる各レンズ構造体間の空気層を含めて１つのレンズ構造体２０−１〜２０−ｎと見なしたときに各レンズ構造体２０−１〜２０−ｎが互いに相似形もしくはレンズ面の曲率の正負が同じとなっている。なお、有効径外の形状についてはこの限りではない。
【０１０２】
複眼レンズユニット４０は、少なくとも１組の複眼レンズをなす各個眼レンズにおいて少なくとも１つのレンズ面を形成している同一層上のレンズ構造体（例えば、２１−１と２１−２と２１−３と２１−４）が、高アッベ材料によって形成されている。ここで、同一層上とは、光軸に垂直な面上に各個眼レンズのレンズ面が並んだときに同一の階層上にあることをいう。各個眼レンズで入射側のレンズ面と出射側のレンズ面とが異なる構造体によって構成される場合は、入射側のレンズ面を構成する構造体と出射側のレンズ面を構成する構造体とは異なる階層に位置するものと見なす。なお、複眼レンズユニット４０に含まれる複眼レンズを構成する個眼レンズの全レンズ面が高アッベ材料により形成されていてもよい。
【０１０３】
本実施形態においても、使用する材料とレンズの凹凸形状の組み合わせは種々のものが考えられるが、光学系全体において使用される高アッベ材料によるレンズのパワーが足し合わせると正になるとよい。
【０１０４】
図１８〜図２３は、複眼レンズユニット４０の他の例を示す模式断面図である。例えば、比較対象とする単眼光学系が、図１８（ｂ）に示すように、透明基板８１の両面に異なる部材によるレンズ面構成部８２と８３が形成された構成のレンズ８０を備えていたとする。このような複数部材が組み合わさって構成されているレンズ８０であっても、当該レンズ８０全体を１つのレンズ構造体８０とみなして、上記と同様のアレイ化を行えばよい。すなわち、図１８（ａ）に示すように、光学系におけるＦナンバーと画角を維持したまま、対象とされた複数部材からなる１つのレンズ構造体８０と相似の形の複数のレンズ構造体２１−ｉ（２１−１，２１−２等）であって同様の複数部材からなる複数のレンズ構造体２１−ｉ（２１−１，２１−２等）を個眼レンズとして有する複眼レンズ３０を含む複眼レンズユニット４０を備えた複眼光学系とすればよい。なお、対象とされるレンズ８０が透明基板８１を備えている場合には、透明基板８１をその相似形の複数の透明基板にアレイ化するのではなく、厚さのみをアレイ化する数に応じて小さくした上で、各個眼レンズで共通の１枚の透明基板４２（以下、共通透明基板４２という。）を有するように構成してもよい。このようにすると、共通透明基板４２がレンズ保持部４１の機能の一部を兼用でき、また光学系に組み込む際に個眼レンズの位置決め精度が向上でき好ましい。
【０１０５】
なお、本例の場合、複眼レンズ３０は、共通透明基板４２の一方の面上に、各個眼レンズの一方のレンズ面を構成するレンズ面構成部１２’−ｉがアレイ化した数分形成され、他方の面上に、各個眼レンズの他方のレンズ面を構成するレンズ面構成部１３’−ｉがアレイ化した数分形成されていると言える。なお、各レンズ面構成部１２’−ｉは、同一層上に個眼レンズのレンズ面を構成する構造体として、互いにレンズ８０のレンズ面構成部８２と相似形もしくは少なくとも曲率の正負が同じとなるように形成される。同様に、各レンズ面構成部１３’−ｉは、同一層上に個眼レンズのレンズ面を構成する構造体として、互いにレンズ８０のレンズ面構成部８３と相似形もしくは少なくとも曲率の正負が同じとなるように形成される。なお、各レンズ面構成部１２’−ｉ，１３’−ｉすなわちレンズ面構成部１２’−１〜１２’−ｎ，１３’−ｉ〜１３’−ｎは、共通透明基板４２の同一面上で各個眼レンズのレンズ面を構成している部分以外が繋がって形成されていてもよい。
【０１０６】
また、比較対象とする単眼光学系が、例えば図１９（ｂ）に示すように、凹凸を有する透明基板８１のその凹凸面上に異なる部材によるレンズ構造体９１が形成された構成のレンズ９０を備えていたとする。このようなレンズ９０であっても、当該レンズ９０全体を１つのレンズ構造体９０とみなして上記と同様のアレイ化を行えばよい。すなわち、図１９（ａ）に示すように、光学系におけるＦナンバーと画角を維持したまま、対象とされた複数部材からなる１つのレンズ構造体９０と相似の形の複数のレンズ構造体２１−ｉ（２１−１，２１−２等）であって同様の複数部材からなる複数のレンズ構造体２１−ｉを個眼レンズとして有する複眼レンズ３０を含む複眼レンズユニット４０を備えた複眼光学系とすればよい。その際も、透明基板８１については各個眼レンズで共通の１枚の共通透明基板４２を有するように構成してもよい。なお、透明基板８１が凹凸形状を有している場合には、その凹凸形状部分については共通透明基板４２上で各々相似形もしくは少なくとも曲率の正負が同じとなるように形成すればよい。また、共通透明基板４２の面上で各個眼レンズのレンズ面を構成するレンズ面構成部１２’−ｉ，１３’−ｉについては図１８の例の場合と同様である。
【０１０７】
また、比較対象とする単眼光学系が、例えば図２０（ｂ）に示すように、平板状部位を含むレンズ構造体９１を有していた場合には、当該レンズ構造体９１を有するレンズをアレイ化する際に、第１の実施形態で示した透明基板１１への置き換えを行った上でアレイ化してもよい。設計方法としては、例えば、まず複眼化の対象とされたレンズに対して、第１の実施形態で示した方法により単一部材からなるレンズ構造体９１に含まれる平板状部位を透明基板１１に置き換えを行う（図２０（ｃ）参照）。そして、置き換え後の光学素子１０であって透明基板１１を含む構成の光学素子１０を対象にアレイ化を行ってもよい。アレイ化の際には、上記と同様に、光学素子１０全体を１つのレンズ構造体と見なせばよい。
【０１０８】
この場合、図２０（ａ）に示すように、光学系におけるＦナンバーと画角を維持したまま、複眼化の対象とされたレンズではなく、透明基板１１への置き換えを行った光学素子１０と相似の形の複数のレンズ構造体２１−ｉ（２１−１，２１−２等）であって同様の部材からなる複数のレンズ構造体２１−ｉを個眼レンズとして有する複眼レンズ３０を含む複眼レンズユニット４０を備えた複眼光学系となる。なお、各レンズ面構成部１２’−ｉは、互いに光学素子１０のレンズ面構成部１２と相似形もしくは少なくとも曲率の正負が同じとなるように形成される。同様に、各レンズ面構成部１３’−ｉは、互いに光学素子１０のレンズ面構成部１３と相似形もしくは少なくとも曲率の正負が同じとなるように形成される。本例の場合も、透明基板１１については各個眼レンズで共通の１枚の共通透明基板４２を有するように構成してもよい。
【０１０９】
また、上記例は１つのレンズに着目した例であるが、図２１〜図２３に示すように、複眼化の対象が複数のレンズを有するレンズ系である場合も同様に適用可能である。なお、図２１〜図２３では、各レンズ系内の１つのレンズに対して上記の例が適用された例を示しているが、各レンズ系内の複数のレンズに対して上記の例が適用されていてもよい。
【０１１０】
また、本実施形態においても、効果の検証用に、レンズ機能および材料使用量の比較対象とする単眼光学系、より具体的には複眼化の対象とされるレンズ構造体９０，９１、レンズ８０またはレンズ系７０の存在を前提としているが、これらレンズ構造体９０，９１、レンズ８０またはレンズ系７０は実在していなくてもよい。例えば、本実施形態の複眼レンズユニット４０に含まれる各レンズ系と同等のレンズ機能または所定のレンズ機能を有するように１つ以上の単眼レンズを有するレンズ系を、少なくとも１つの単眼レンズが単一の高アッベ材料により構成されるように設計した結果得られる仮想のレンズ構造体９０，９１、レンズ８０またはレンズ系７０であってもよい。
【０１１１】
以上のように、本実施形態によれば、所定のレンズ機能を単眼光学系で実現した場合と比べて、低コストで略同等かそれ以上の画像を取得可能なレンズ機能を実現できる。したがって、低コストで光学系の色収差の発生を効果的に抑制できる。また、第１の実施形態と組み合わせれば、さらに低コストで光学系の色収差の発生を効果的に抑制できる。
【０１１２】
なお、複眼光学系における色収差の補正に関し、複眼光学系における各レンズ光学系に単色のカラーフィルタを組み込み、レンズのパワーを各色に合わせて調整する手法がある。フォーカス位置を撮像後に変えられるような装置構成では、色収差も撮像後に補正が可能となる。しかし、各カラーフィルタにおける取り込み波長幅は、青色光で４００〜５５０ｎｍ、緑色光で４５０〜６００ｎｍ、赤色光で５６０〜７００ｎｍ程度とそれなりに広く、このカラーフィルタの取り込み波長内での色収差が問題となる。
【０１１３】
本実施形態によれば、そういった場合にもレンズ材料に高アッベ材料を用いることで、同一色のカラーフィルタの取り込み波長範囲内においても鮮明な画像を得られるため、より高画質な映像を取得できる。
【０１１４】
また、上記各実施形態に共通する事項として、高アッベ材料はフッ素樹脂が好ましい。高アッベ材料としてフッ素樹脂を用いると、インプリント製法を用いてレンズ形状を形成できるため、レンズ面が非球面の場合にもプロセスコストを安価に抑えられる。
【０１１５】
さらに、高アッベ材料に用いるフッ素樹脂が以下の特性を有しているとより好ましい。すなわち、アッベ数が６５以上であり、厚さ１ｍｍにおけるヘイズ値が２．０以下であり、屈折率の温度変動が１５０ｐｐｍ／℃以下であるフッ素樹脂が好ましい。なお、アッベ数は７５以上がより好ましい。また、ヘイズ値は１．０以下がより好ましく、０．５以下がさらに好ましい。また、屈折率温度変動は１２０ｐｐｍ／℃以下がより好ましく、１００ｐｐｍ／℃以下がさらに好ましい。
【０１１６】
また、ガラス転移点温度は６０℃以上が好ましく、９０℃以上がより好ましい。なお、フッ素樹脂は熱可塑性樹脂であってもよく、そのような場合には、フッ素樹脂のガラス転移点温度は２５０℃以下が好ましく、１８０℃以下がより好ましく、１５０℃以下がさらに好ましい。なお、フッ素樹脂は光硬化性であってもよい。
【０１１７】
フッ素樹脂がこのような特性を備えていると、低分散性と透明性と熱変動性のバランスが良好となり、その結果、光学系においてより効率よく色収差を補正できるようになる。
【０１１８】
なお、上記フッ素樹脂の特性による効果は、上記各実施形態の構成の場合に限られない。例えば、撮像光学系において色収差の補正用に使用されるレンズやレンズアレイの材料に上記特性を有するフッ素樹脂が用いられていれば、上記効果が得られる。また、色収差補正用に限らず、低分散性と透明性とを要するレンズやレンズアレイであれば、その材料に上記特性を有するフッ素樹脂を用いることにより、低分散性と透明性だけでなく熱変動性も加えた３者のバランスが良好なレンズやレンズアレイが得られる。
【０１１９】
図２４は、後述に比較例１として示す構成における高アッベ材料に屈折率温度変動率の異なるフッ素樹脂を用いた場合の、屈折率温度変動率による歪曲収差の変化を示すグラフである。なお、比較例１の構成を簡単に説明すると、単一の高アッベ材料により構成されるレンズ構造体を２つ組み合わせてなるレンズ系である。図２４では、光学系を利用する温度域である−２０℃〜６０℃までの歪曲収差絶対値（the absolute value of the distortion ）の平均が、屈折率温度変動の違いによってどのように変化するかを示している。また、図２５は、同比較例１の構成において同様に高アッベ材料に屈折率温度変動率の異なるフッ素樹脂を用いた場合の、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）の変化の指標として−２０℃と２０℃と６０℃のときのＭＴＦ３０本／ｍｍの値の平均を屈折率温度変動率との関係で示したグラフである。ＭＴＦ３０本／ｍｍはコントラストや解像度の高さの指標として用いられるが、特に、図２５では、屈折率温度変動率が１５０ｐｐｍ／℃付近より急激に特性が劣化するのがわかる。これにより、屈折率温度変動率が１５０ｐｐｍ／℃を超えると、ＭＴＦ３０本／ｍｍの値の平均が急激に下がっており、コントラストや解像度が劣化することがわかる。
【０１２０】
また、図２６は、後述に実施例３として示す構成における高アッベ材料に屈折率温度変動率の異なるフッ素樹脂を用いた場合の、屈折率温度変動率による歪曲収差の変化を示すグラフである。なお、実施例３の構成を簡単に説明すると、比較例１の構成におけるレンズ系を、Ｆナンバーと画角を維持したまま複眼化して複眼光学系にしたものである。また、図２７は、同実施例３の構成において同様に高アッベ材料に屈折率温度変動率の異なるフッ素樹脂を用いた場合の、−２０℃と２０℃と６０℃のときのＭＴＦ３０本／ｍｍの値の平均を屈折率温度変動率との関係で示したグラフである。複眼光学系にすることにより、変化量自体は比較例１の場合と比べて小さくできるが、比較例１の場合と同様、ＭＴＦ３０本／ｍｍの値の平均が１５０ｐｐｍ／℃付近で、それまでよりも大きく低下し始めるのがわかる。すなわち、ＭＴＦ３０本／ｍｍの値の変化量が１５０ｐｐｍ／℃付近より大きくなり始めるのがわかる。これにより、複眼光学系にした場合であっても、フッ素樹脂の屈折率温度変動率が１５０ｐｐｍ／℃を超えると、ＭＴＦ３０本／ｍｍの値の平均が大きく下がり始め、コントラストや解像度が劣化するのがわかる。したがって、屈折率の温度変動が１５０ｐｐｍ／℃以下のフッ素樹脂が好ましい。なお、別の表現を用いると、使用温度域における屈折率の温度変動が０．９％以下のフッ素樹脂が好ましい。
【０１２１】
なお、上記各実施形態によれば、比較対象とされるレンズまたは光学系と比べて、ヘイズに対する許容値を下げられる。光学系において許されるヘイズ値は大きくても１以下と思われるが、上記各実施形態によればフッ素樹脂の厚みを薄く（例えば、１ｍｍ〜２ｍｍ以下に）抑えられるためである。
【０１２２】
同様に、屈折率の温度変動に対する許容値も比較対象と比べて下げられる。フッ素樹脂の厚みを薄く抑えられると、光がフッ素樹脂によって形成されている部分を通過する領域が小さくなり、光路長の変動が軽減されるためである。なお、温度変化による変形が単純な膨張ではなく、レンズ面が非球面である場合などに厚みが単調変化しないことによって曲げやねじりの様な形状変化が起こる可能性がある。そのような場合にも、厚みを小さくしたり、温度変動に強い透明基板を利用することで、屈折率の温度変動に対する許容値が下げられる。
【０１２３】
以下に、フッ素樹脂が上述の特性を満たすための材料要件の例を示す。高アッべ数とするためには、炭素と結合するフッ素原子の割合が多いと好ましい。水素：フッ素の割合が６５：３５よりも多いと好ましく、水素：フッ素の割合が５０：５０よりも多いとより好ましい。また、高アッベ数を維持するためには芳香環は含まない方が好ましい。また、炭素原子の２重結合、３重結合は含まない方が好ましい。
【０１２４】
また、フッ素樹脂としては、透明性が高く、ガラス転移点温度（以下、Ｔｇともいう）が高いことが好ましい。ここで、可視域に吸収のないフッ素樹脂が用いられるため、透明性が高いこととはヘイズが低いことである。ヘイズは樹脂の厚みが１ｍｍのとき２％以下、好ましくは１％以下、より好ましくは０．５％以下が好ましい。このようなフッ素樹脂として、非晶質ポリマが好ましく、主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有するポリマが好ましい。脂肪族環構造の炭素の一部が酸素に置換されていても構わない。例えば、下式（化１）で表されるような、２、２ビストリフルオロメチル４、５ジフルオロ１，３ジオキソールが挙げられる。
【０１２５】
【化１】
2014202839.tif 000009
【０１２６】
また、モノマ構造が環状であってもなくても構わず、重合性官能基として炭素二重結合を有するビニルモノマが挙げられる。例えば、パーフルオロアルケルビニルエーテルが挙げられる。パーフルオロアルケルビニルエーテルの中でも、パーフルオロブテニルビニルエーテルが特に好ましく、これを重合したポリマとして、例えば、下式（化２）で表されるサイトップ（登録商標）（旭硝子社製、Ｔｇ=１０８℃、ｄ線屈折率１．３４０、アッベ数９３．０、屈折率温度変動率（ｄｎ／ｄＴ）＝−６０ｐｐｍ、ヘイズ（１ｍｍ厚）０．０）が知られている。
【０１２７】
【化２】
2014202839.tif 000010
【０１２８】
これら材料は単独で重合してもよく、他のフッ素モノマと重合しても構わない。他のフッ素モノマとしては、例えば、テトラフルオロエチンレンやフッ化ビニリデンなどのビニルモノマが挙げられる。
【０１２９】
またその他に、（メタ）アクリル基やエポキシ基等の重合性官能基を有するモノマを重合して得られる非晶質ポリマであってもよい。特に、主鎖近傍に剛直な骨格をもつとＴｇが高くなることから好ましい。このようなモノマとして、パーフルオロ−１−アダマンチル（メタ）クリレート、１，３−パーフルオロアダマンチルジアクリレート、ペルフルオロ−１，３−ビス（アクリロイルオキシエトキシ）アダマンタンなどがあげられる。なお、２−（パーフルオロヘキシル）エチル（メタ）アクリレートなどの分子中に剛直な骨格がないモノマを組成物中に用いても構わないが、このようなモノマは組成比で５０％以下が好ましい。また、複数の重合性官能基を有する架橋性モノマを添加することによって、ガラス転移点温度の向上や屈折率温度変動率の絶対値を小さく出来る場合がある。架橋性モノマはポリマの高アッベ数を維持する観点から、フッ素を含有していることが好ましい。
【０１３０】
以上、フッ素樹脂が上述の特性を満たすための材料要件の一例を示したが、フッ素樹脂が上述の特性を満たすための材料要件はこの限りではない。
【０１３１】
以下の表３に、上述の特性を備えたフッ素樹脂の数値データの一例を、比較例のデータとともに示す。なお、表３における例１は、上述のサイトップである。また、比較例１は、２−（パーフルオロヘキシル）エチルメタクリレートモノマーの重合体である。また、表３において、透過率およびヘイズは１ｍｍ厚における値を示している。なお、１ｍｍ厚サンプルは入射側、出射側の両側を石英基板にて挟み込んで測定した。例えば、透過率は、挟み込んだ石英基板の外側より光を入射し、出射側の石英基板から出射された光の透過率を測定した。また、屈折率温度変動率は２０℃から６０℃までの変動率を示している。
【０１３２】
【表３】
2014202839.tif 000011
【０１３３】
このように、上述の材料要件を満たせば、高アッベ数、低ヘイズ、屈折率の温度変動性の小さいフッ素樹脂を得られる。撮像光学系に用いることを考えると、画質を劣化させる原因となる散乱光を生じさせないことが重要である。このため、着色のない材料では、画質への影響が大きいのは透過率よりも散乱のパラメータのヘイズである。したがって、アッベ数とヘイズ値と屈折率の温度変動率のバランスがよいフッ素樹脂は、撮像光学系における利用価値が高いと言える。
【実施例】
【０１３４】
以下、具体的な数値等を用いて上記各本実施形態を説明する。
【０１３５】
（実施例１）
第１の実施例では、第１の実施形態の光学素子１０について具体的な数値等を用いて説明する。図２８（ａ）は、本例の光学素子１０の模式断面図である。また、図２８（ｂ）はその比較対象とされるレンズ９０の模式断面図である。
【０１３６】
まず、比較対象とされるレンズ９０（比較例１）について説明する。比較対象とされるレンズ９０は、旭硝子社製のサイトップを材料に用いて形成された単一部材のレンズ構造体である。なお、当該材料のｄ線屈折率は１．３４、アッベ数は９３．０である。該レンズ構造体は、有効径が１．０ｍｍ、厚みが０．５ｍｍの平板状部位を含み、その平板状部位の両側に厚みが０．１５ｍｍで曲率半径が３．５ｍｍの球面を有する構造となっている。また、ｄ線の焦点距離は、５．３ｍｍである。なお、本例の比較対象とされるレンズ９０の作製手法は、特公平６−５３１号公報に記載されている手法と同様の手法を用いた。
【０１３７】
次に、本例の光学素子１０について説明する。本例の光学素子１０は、透明基板１１の材料に、ショット社製のＢ２７０を用いている。また、レンズ面構成部１２、１３の材料に、旭硝子社製のサイトップを用いている。
【０１３８】
まず、透明基板１１として、厚み０．５７ｍｍのＢ２７０基板を用意する。次に、レンズ面構成部１２、１３の材料として、サイトップを用意する。サイトップは１８０℃に加熱して溶媒を揮発しておく。その後、曲率半径３．５ｍｍの球面の凹形状を有する金型を２００℃に加熱し、用意したサイトップを型内に入れ、冷却する。上記と同じ金型をもう１つ用意し、同様の手法で、サイトップを型内に入れ、冷却する。その後、２つの金型のサイトップ面を対向させ、間に透明基板１１を配置して両金型を透明基板１１に接触させる。その後、２００℃に再度加熱し、その後冷却させ、離型する。そのようにして、０．４５５ｍｍの厚みの透明基板１１の両面に、それぞれ曲率半径３．５ｍｍの球面をレンズ面として有するレンズ面構成部１２、１３が形成された光学素子１０を得る。当該光学素子１０によるレンズのｄ線の焦点距離は、５．３ｍｍである。
【０１３９】
図２９は、可視光領域における波長に対する焦点位置のシフト量を比較して示すグラフである。図２９に示すグラフより、比較例１と実施例１とでは波長に対する焦点位置がほとんど変化しないことがわかる。
【０１４０】
（実施例２）
第２の実施例では、第１の実施形態の光学素子１０を用いて撮像光学系を作成した例を、具体的な数値等を用いて説明する。図３０（ａ）は、本例の撮像光学系１００を模式的に示す図である。図３０（ａ）において、１０１は第１のレンズである。また、１０は第２のレンズであり、第１の実施形態に示した手法により平板状部位の透明基板１１への置き換えがなされた光学素子１０である。また、１０３はカバーガラスである。また、１０４は撮像素子の像面を示している。ここで、第１のレンズ１０１の材料には、旭硝子社製のサイトップを用いている。また、第２のレンズである光学素子１０の材料として、透明基板１１にショット社製のＢＫ７を、レンズ面構成部１２、１３に旭硝子社製のサイトップを用いている。また、カバーガラス１０３の材料にはショット社製のＢＫ７を用いている。
【０１４１】
また、図３０（ｂ）は、本例の撮像光学系１００の比較例となる撮像光学系９００を模式的に示す図である。図３０（ｂ）において、９０１は第１のレンズである。また、９０２は第２のレンズである。また、９０３はカバーガラスである。また、９０４は撮像素子の像面を示している。ここで、第１のレンズ９０１および第２のレンズ９０２の材料には、旭硝子社製のサイトップが用いられている。また、カバーガラス９０３の材料にはショット社製のＢＫ７が用いられている。
【０１４２】
以下に、各撮像光学系のレンズ系の基本的なレンズデータを示す。なお、ｆはレンズ系全体の焦点距離を、ＦｎｏはＦナンバーを、ωは半画角をそれぞれ表している。また、各面は、第ｉ面というように物体側より数えた面番号ｉを付して示している。Ｒは曲率半径を示している。ｄは光軸に沿ったレンズ面間の距離（面間隔）［ｍｍ］を示している。Ｎｄはｄ線に対する屈折率を示している。νｄはｄ線に対するアッベ数を示している。なお、以下では、レンズ系全体の構成を提示するために、平坦な面も１つのレンズ面として扱い、面番号を付してそのデータを示している。また、非球面の面の場合は、以下の式（４）で示される非球面式における円錐係数ｋおよび非球面係数を別途非球面データとして示す。
【０１４３】
【数５】
2014202839.tif 000012
【０１４４】
なお、式（４）において、Ｚは光軸方向の軸を表している。また、Ｈは光軸に直交する方向の高さを表している。また、ｋは円錐係数を表している。また、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６は非球面係数を表している。
【０１４５】
まず、比較例とされる撮像光学系９００のレンズ系の基本的なレンズデータを以下に示す。
【０１４６】
f=1.95, Fno=2.82, 2ω=65°
【０１４７】
面データ
第１面（絞り）
R=0.73394, d=0.713, Nd=1.340, νd=93.0
第２面
R=4.1577, d=0.443
第３面
R=-1.4417, d=2.000, Nd=1.340, νd=93.0
第４面
R=5.7909, d=0.440
第５面
R=∞, d=0.300, Nd=1.517, νd=64.2
第６面（像面）
R=∞, d=0.100
【０１４８】
非球面データ
第１面
k=2.7953E-02, A4=-1.6923E-01, A6=7.6101E-01, A8=-2.1512E+00, A10=-1.2137E-01, A12=5.2492E+00, A14=1.7827E+00, A16=-1.4064E+01
第２面
k=5.3795E+01, A4=5.6265E-02, A6=4.7124E-01, A8=-1.8917E+00, A10=3.4252E+00, A12=-3.5384E+00, A14=2.5901E+01, A16=5.0496E+00
第３面
k=4.4591E+00, A4=-3.2824E-01, A6=5.2095E-01, A8=-3.1058E+00, A10=-4.2372E+00, A12=-2.8479E+01, A14=3.7143E+02, A16=-8.3984E+02
第４面
k=-1.0992E+02, A4=-5.6191E-02, A6=4.8009E-02, A8=-2.7574E-02, A10=1.9128E-03, A12=2.6100E-03, A14=-7.7389E-04, A16=6.1705E-05
【０１４９】
次に、本例の撮像光学系１００のレンズ系の基本的なレンズデータを以下に示す。
【０１５０】
f=1.95, Fno=2.82, 2ω=65°
【０１５１】
面データ
第１面（絞り）
R=0.73394, d=0.713, Nd=1.340, νd=93.0
第２面
R=4.1577, d=0.443
第３面
R=-1.4417, d=0.050, Nd=1.340, νd=93.0
第４面
R=∞, d=1.529, Nd=1.517, νd=64.2
第５面
R=∞, d=0.600, Nd=1.340, νd=93.0
第６面
R=5.7909, d=0.440
第７面
R=∞, d=0.300, Nd=1.517, νd=64.2
第８面（像面）
R=∞, d=0.100
【０１５２】
非球面データ
第１面
k=2.7953E-02, A4=-1.6923E-01, A6=7.6101E-01, A8=-2.1512E+00, A10=-1.2137E-01, A12=5.2492E+00, A14=1.7827E+00, A16=-1.4064E+01
第２面
k=5.3795E+01, A4=5.6265E-02, A6=4.7124E-01, A8=-1.8917E+00, A10=3.4252E+00, A12=-3.5384E+00, A14=2.5901E+01, A16=5.0496E+00
第３面
k=1.1821E+00, A4=-3.6345E-01, A6=-2.8607E-01, A8=-2.1504E+00, A10=-1.8753E+01, A12=4.4119E+01, A14=2.3391E+02, A16=-8.0365E+02
第６面
k=-1.0282E+01, A4=-9.6470E-02, A6=5.0375E-02, A8=4.9664E-02, A10=-8.2489E-02, A12=4.0152E-02, A14=-8.4303E-03, A16=6.5476E-04
【０１５３】
また、図３１は、本例の撮像光学系１００が有するレンズ系についての、最大像高に対する各像高の比である像高比Ｈに対応する横収差（ｍｍ）をタンジェンシャル方向とサジタル方向とに分けて示したものである（図３３、図３６および図３９において同じ）。また、図３２は、本例の撮像光学系１００のレンズ系についての球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）および倍率色収差（ｍｍ）をそれぞれ示したものである。これら収差図において、横収差図および球面収差図には、ｇ線（４３５．８４ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）、ｅ線（５４６．０７ｎｍ）、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）の各波長に対する収差量を示している。また、非点収差図には、サジタル像面Ｓにおける収差量とタンジェンシャル像面Ｔにおける収差量とをそれぞれ示している（図３４、図３７および図４０において同じ）。
【０１５４】
図３１および図３２に示すように、本例の撮像光学系１００のレンズ系によれば、レンズの特性を維持したまま、高価な高アッベ材料の使用量を低減しつつ、諸収差を良好に補正できる。
【０１５５】
なお、参考までに、図３３に、比較例の撮像光学系９００のレンズ系についての横収差（ｍｍ）を示す。また、図３４に、比較例の撮像光学系９００のレンズ系についての球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）および倍率色収差（ｍｍ）をそれぞれ示す。
【０１５６】
（実施例３）
第３の実施例では、第２の実施形態の複眼レンズユニット４０を用いて撮像光学系を作成した例を、具体的な数値等を用いて説明する。図３５は、本例の撮像光学系２００を模式的に示す図である。本例の撮像光学系２００は、図３０（ｂ）に比較例として示した単眼光学系の撮像光学系９００を、第２の実施形態で示した手法により複眼光学系にした例である。なお、図３５において、２０３は撮像素子５０のカバーガラスである。ただし、比較例１とカバーガラスの厚みが同じであるため、本例は比較例１の完全な相似形とはなっていない。また、２０４は撮像素子の撮像面を示している。
【０１５７】
本例の撮像光学系２００は、複眼光学系であって、光学系全体で４つのレンズ系を含む構成となっている。より具体的には、図３０（ｂ）に示した光学系９００に含まれるレンズ９０１および９０２をそれぞれ、図中のＸ方向、Ｙ方向に２個ずつの２×２の個眼レンズを有する複眼レンズに変換したものである。なお、図３５では、第１のレンズ系２０−１と、第２のレンズ系２０−２とが示されているが、それ以外にも第３のレンズ系２０−３と、第４のレンズ系２０−４とを有している。そして、各レンズ系２０ー１〜２１−４は、第１のレンズとしてレンズ構造体２１−ｉ（ｉ＝１〜４のいずれか。本例中において以下、同じ）を、第２のレンズとしてレンズ構造体２２−ｉをそれぞれ有している。
【０１５８】
本例の複眼ユニットレンズ４０を構成している各レンズ、すなわち第１のレンズ構造体２１−１〜２１−４および第２のレンズ構造体２２−１〜２２−４の材料は、全て旭硝子社製のサイトップを用いている。また、カバーガラス２０３の材料にはショット社製のＢＫ７を用いている。
【０１５９】
以下に、本例の撮像光学系２００が備える第１のレンズ系２０−１の基本的なレンズデータを示す。なお、第２〜第４のレンズ系２０−２〜２０−４は第１のレンズ系２０−１と同様であるため省略する。
【０１６０】
f=1.95, Fno=2.82, 2ω=65°
【０１６１】
面データ
第1面（絞り）
R=0.3665, d=0.357, Nd=1.340, νd=93.0
第２面
R=2.0432, d=0.238
第３面
R=-0.72427, d=0.866, Nd=1.340, νd=93.0
第４面
R=2.6444, d=0.140
第５面
R=∞, d=0.300, Nd=1.517, νd=64.2
第６面（像面）
R=∞, d=0.100
【０１６２】
非球面データ
第１面
k=1.0875E-02, A4=-1.7859E+00, A6=3.0161E+01, A8=-2.9472E+02, A10=-2.1164E+02, A12=1.0611E+04, A14=2.5677E+04, A16=-4.8382E+05
第２面
k=5.0802E+01, A4=-2.2128E-01, A6=2.1864E+01, A8=-1.0649E+02, A10=1.7220E+03, A12=-4.3184E+04, A14=3.1068E+04, A16=4.6950E+06
第３面
k=4.5263E+00, A4=-2.5818E+00, A6=4.1828E+01, A8=-1.2817E+03, A10=6.2946E+03, A12=5.4229E+04, A14=3.8620E+05, A16=-1.2146E+07
第６面
k=-2.2474E+02, A4=1.0315E-01, A6=-1.4746E+00, A8=2.5854E+00, A10=-2.3722E+00, A12=6.0038E-01, A14=5.6448E-01, A16=-4.9863E-01
【０１６３】
また、図３６は、本例の撮像光学系２００の第１のレンズ系２０−１についての横収差（ｍｍ）を示したものである。また、図３７は、本例の撮像光学系２００の第１のレンズ系２０−１についての球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）および倍率色収差（ｍｍ）をそれぞれ示したものである。なお、第２〜第４のレンズ系２０−２〜２０−４は第１のレンズ系２０−１と同様であるため省略する。
【０１６４】
図３６および図３７に示すように、本例の撮像光学系２００によれば、光学系におけるＦナンバーと画角を維持したまま、高価な高アッベ材料の使用量を低減しつつ、諸収差を良好に補正できる。
【０１６５】
（実施例４）
第４の実施例では、第１の実施形態で示した手法と第２の実施形態で示した手法とを用いて撮像光学系を作成した例を、具体的な数値等を用いて説明する。図３８は、本例の撮像光学系２００を模式的に示す図である。本例の撮像光学系２００は、図３０（ｂ）に比較例として示した単眼光学系の撮像光学系９００を、第１の実施形態で示した手法によりレンズ９０１に含まれる平板状部位を透明基板１１へ置き換えたと仮定して、それをさらに第２の実施形態で示した手法により複眼光学系にした例である。なお、図３８において、２０３はカバーガラスである。また、２０４は撮像素子の撮像面を示している。
【０１６６】
本例の撮像光学系２００は、複眼光学系であって、光学系全体で４つのレンズ系を含む構成となっている。より具体的には、図３０（ａ）に示した第２の実施系の撮像光学系１００に含まれるレンズ１０１および１０をそれぞれ、図中のＸ方向、Ｙ方向に２個ずつの２×２の個眼レンズを有する複眼レンズに変換したものである。なお、図３８では、第１のレンズ系２０−１と、第２のレンズ系２０−２とが示されているが、それ以外にも第３のレンズ系２０−３と、第４のレンズ系２０−４とを有している。そして、各レンズ系２０は、第１のレンズとしてレンズ構造体２１−ｉ（ｉ＝１〜４のいずれか。本例中において以下、同じ）を、第２のレンズとしてレンズ構造体２２−ｉをそれぞれ有している。なお、本例の第２のレンズ構造体２２−１〜２２−４は、共通透明基板４２を用いて一体形成されている。より具体的には、第２のレンズ構造体２２−ｉは、共通透明基板４２の一方の面の所定領域にレンズ１０に含まれる第１のレンズ面構成部１２と相似形のレンズ面構成部１２’−ｉが形成され、他方の面の所定領域にレンズ１０に含まれる第２のレンズ面構成部１３と相似形のレンズ面構成部１３’−ｉが形成された構成となっており、１つの共通透明基板４２上に各レンズ系のレンズ面構成部１２’−ｉおよび１３’−ｉが形成されることにより、１つの複眼レンズ素子を形成している。
【０１６７】
本例の複眼ユニットレンズ４０を構成しているレンズのうち、第１のレンズ構造体２１−１〜２１−４の材料には、旭硝子社製のサイトップを用いている。また、第２のレンズ構造体２２−１〜２２−４の材料として、共通透明基板４２にはショット社製のＢＫ７を、レンズ面構成部１２’−１〜１２’−４および１３’−１〜１３’−４には旭硝子社製のサイトップを用いている。また、カバーガラス２０３にはショット社製のＢＫ７を用いている。
【０１６８】
以下に、本例の撮像光学系２００が備える第１のレンズ系の基本的なレンズデータを示す。なお、第２〜第４のレンズ系は第１のレンズ系と同様であるため省略する。
【０１６９】
f=1.95, Fno=2.82, 2ω=65°
【０１７０】
面データ
第１面（絞り）
R=0.3665, d=0.357, Nd=1.340, νd=93.0
第２面
R=2.0432, d=0.238
第３面
R=-0.72427, d=0.066, Nd=1.340, νd=93.0
第４面
R=∞, d=0.680, Nd=1.517, νd=64.2
第５面
R=∞, d=0.200, Nd=1.340, νd=93.0
第６面
R=2.6444, d=0.140
第７面
R=∞, d=0.300, Nd=1.517, νd=64.2
第８面（像面）
R=∞, d=0.100
【０１７１】
非球面データ
第１面
k=1.0875E-02, A4=-1.7859E+00, A6=3.0161E+01, A8=-2.9472E+02, A10=-2.1164E+02, A12=1.0611E+04, A14=2.5677E+04, A16=-4.8382E+05
第２面
k=5.0802E+01, A4=-2.2128E-01, A6=2.1864E+01, A8=-1.0649E+02, A10=1.7220E+03, A12=-4.3184E+04, A14=3.1068E+04, A16=4.6950E+06
第３面
k=4.3687E+00,A4=-1.9705E+00, A6=2.0798E+01, A8=-1.2390E+03, A10=1.2946E+04, A12=-6.6193E+04, A14=1.2181E+06, A16=-1.4184E+07
第６面
k=-1.1104E+01,A4=-8.6155E-01, A6=3.9419E+00, A8=-1.1287E+01, A10=1.0612E+01, A12=7.7834E+00, A14=-2.0011E+01, A16=9.4122E+00
【０１７２】
また、図３９は、本例の撮像光学系２００の第１のレンズ系についての横収差（ｍｍ）を示したものである。また、図４０は、本例の撮像光学系２００の第１のレンズ系についての球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）および倍率色収差（ｍｍ）をそれぞれ示したものである。なお、第２〜第４のレンズ系２０−２〜２０−４は第１のレンズ系２０−１と同様であるため省略する。
【０１７３】
図３９および図４０に示すように、本例の撮像光学系２００によれば、光学系におけるＦナンバーと画角を維持したまま、高価な高アッベ材料の使用量を低減しつつ、諸収差を良好に補正できる。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
本発明は、色収差補正用途に限らず、透明性と低分散性とを要する光学系において好適に適用可能である。
【符号の説明】
【０１７５】
１０  光学素子
１１  透明基板
１２，１２’−１〜１２’−ｎ  レンズ面構成部
１３，１３’−１〜１３’−ｎ  （第２の）レンズ面構成部
１４  （第３の）レンズ面構成部
１５  （第２の）透明基板
１６  反射防止層
１７  ガイド構造
２０−１〜２０−４  複眼光学系のレンズ系
２１−１〜２１−４，２２−１〜２２−４  レンズ構造体（個眼レンズ）
３０，３０ａ，３０ｂ  複眼レンズ
４０  複眼レンズユニット
４１  レンズ保持部
４２  共通透明基板
５０  撮像素子
７０  単眼光学系のレンズ系
９０  レンズ（レンズ構造体）
９１，９２  レンズ構造体
８０  レンズ（レンズ構造体）
８１  透明基板
８２，８３  レンズ面構成部
１００，９００  撮像光学系（単眼光学系）
２００  撮像光学系（複眼光学系）
【図１】
2014202839.tif 000014
【図２】
2014202839.tif 000015
【図３】
2014202839.tif 000016
【図４】
2014202839.tif 000017
【図５】
2014202839.tif 000018
【図６】
2014202839.tif 000019
【図７】
2014202839.tif 000020
【図８】
2014202839.tif 000021
【図９】
2014202839.tif 000022
【図１０】
2014202839.tif 000023
【図１１】
2014202839.tif 000024
【図１２】
2014202839.tif 000025
【図１３】
2014202839.tif 000026
【図１４】
2014202839.tif 000027
【図１５】
2014202839.tif 000028
【図１６】
2014202839.tif 000029
【図１７】
2014202839.tif 000030
【図１８】
2014202839.tif 000031
【図１９】
2014202839.tif 000032
【図２０】
2014202839.tif 000033
【図２１】
2014202839.tif 000034
【図２２】
2014202839.tif 000035
【図２３】
2014202839.tif 000036
【図２４】
2014202839.tif 000037
【図２５】
2014202839.tif 000038
【図２６】
2014202839.tif 000039
【図２７】
2014202839.tif 000040
【図２８】
2014202839.tif 000041
【図２９】
2014202839.tif 000042
【図３０】
2014202839.tif 000043
【図３１】
2014202839.tif 000044
【図３２】
2014202839.tif 000045
【図３３】
2014202839.tif 000046
【図３４】
2014202839.tif 000047
【図３５】
2014202839.tif 000048
【図３６】
2014202839.tif 000049
【図３７】
2014202839.tif 000050
【図３８】
2014202839.tif 000051
【図３９】
2014202839.tif 000052
【図４０】
2014202839.tif 000053