(57)【要約】【課題】  有機材料で構成される光学素子を有する光学系において、優れた耐環境性を実現すること。【解決手段】  物体を受光面ＩＰに結像する光学系１００であって、有機材料で構成される光学素子とＯＥ１、光学素子ＯＥ１よりも物体側に配置された遮光手段ＭＲ１と、開口絞りＳＰと、を有し、遮光手段ＭＲ１には、非円形の開口が設けられており、受光面ＩＰにおける最軸外像高に向かう光束のうち開口絞りＳＰの中心を通過する光線が遮光手段ＭＲ１の開口を通過する位置と光軸との距離をｈｐ、受光面ＩＰにおける軸上像高に向かう光束が遮光手段ＭＲ１の開口を通過する位置と光軸との最大距離をｈａ、遮光手段ＭＲ１と光学素子ＯＥ１の入射面との光軸上での距離をＬｒ、とするとき、０．０２０＜ｔａｎ−１（ｈａ／Ｌｒ）／ｔａｎ−１（ｈｐ／Ｌｒ）＜０．９５なる条件式を満足する。【選択図】  図１
2018054914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を受光面に結像する光学系であって、
有機材料で構成される光学素子と、該光学素子よりも物体側に配置された遮光手段と、開口絞りと、を有し、
前記遮光手段には、非円形の開口が設けられており、
前記受光面における最軸外像高に向かう光束のうち前記開口絞りの中心を通過する光線が前記遮光手段の開口を通過する位置と光軸との距離をｈｐ、前記受光面における軸上像高に向かう光束が前記遮光手段の開口を通過する位置と光軸との最大距離をｈａ、前記遮光手段と前記光学素子の入射面との光軸上での距離をＬｒ、とするとき、
０．０２０＜ｔａｎ−１（ｈａ／Ｌｒ）／ｔａｎ−１（ｈｐ／Ｌｒ）＜０．９５
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
【請求項２】
０．１０＜ｈｐ／Ｌｒ＜１．０
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。
【請求項３】
前記受光面における最軸外像高に向かう光束のうち前記開口絞りの中心を通過する光線が、最も物体側の光学面を通過する位置と光軸との距離をｈｐ０、前記遮光手段と最も物体側の光学面との光軸上での距離をＬｍ、とするとき、
０≦Ｌｍ／ｈｐ０＜１．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。
【請求項４】
前記光学素子よりも物体側に配置された、紫外線を反射する紫外線反射手段を有す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５】
前記紫外線反射手段の透過率は、該紫外線反射手段に垂直に入射する波長３６０ｎｍの光に対して２０％以下であることを特徴とする請求項４に記載の光学系。
【請求項６】
前記遮光手段の開口の最小径及び光軸を含む断面内において、該開口を通過して前記光学素子の入射面と光軸との交点に向かう光線の、前記紫外線反射手段に対する最大入射角をθｃＳとするとき、
θｃＳ＜４５°
なる条件式を満足することを特徴とする請求項４又は５に記載の光学系。
【請求項７】
前記紫外線反射手段は、ＴｉＯ２を含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項８】
前記紫外線反射手段に垂直に入射する光に対して前記紫外線反射手段の透過率が５０％となるときの、前記光の波長をλ５０とするとき、
３６５ｎｍ≦λ５０≦４３０ｎｍ
なる条件式を満足することを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項９】
前記紫外線反射手段に垂直に入射する光に対して前記紫外線反射手段の透過率が１０％及び９０％となるときの、前記光の波長を各々λ１０及びλ９０とするとき、
λ９０−λ１０≦３０ｎｍ
なる条件式を満足することを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１０】
前記遮光手段の開口の形状は、矩形であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１１】
前記遮光手段において、開口の最大径を直径とする円及び遮光部の面積を各々Ｓ０、Ｓｃとするとき、
０．０２０＜Ｓｃ／Ｓ０＜０．５０
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のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１２】
前記遮光手段と前記光学素子との間に配置された、無機材料で構成される光学要素を有することを特徴とする請求項１及び１１のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１３】
前記光学素子は、紫外線の照射により硬化する樹脂で構成されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１４】
前記光学素子及び全系の屈折力を各々φｒ、φとするとき、
０．０１０＜φｒ／φ
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１５】
前記光学素子を構成する有機材料の波長３６０ｎｍの光に対する消衰係数をｋｒとするとき、
５．０×１０−６＜ｋｒ
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１６】
前記光学素子のｇ線及びＦ線に対する異常分散性をΔθｇＦとするとき、
０．０２７＜｜ΔθｇＦ｜
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の光学系と、前記受光面を含む受光素子と、を備えることを特徴とする光学機器。
【請求項１８】
前記遮光手段の開口及び前記受光面の夫々の形状は矩形であり、該開口の短辺方向と前記受光面の短辺方向とは互いに揃っていることを特徴とする請求項１７に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機材料で構成される光学素子を有する光学系に関し、例えば、銀塩フィルム用カメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、望遠鏡、双眼鏡、プロジェクター、デジタル複写機等の光学機器に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ等の光学機器に用いられる光学系（撮影光学系）として、小型軽量でかつ高い光学性能を有するものが求められている。特許文献１及び２には、それぞれ回折光学素子や異常分散特性を有する光学素子を用いることにより、小型化を実現しつつ色収差を良好に補正することができる光学系が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１７６０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１７４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の光学系においては、有機材料から成る光学素子を採用しているため、紫外線が入射した場合にその光学素子の光学特性や形状が変化し、良好な光学性能が得られなくなってしまう可能性がある。なお、特許文献１に記載の光学系においては、最も物体側のレンズに多層膜から成る紫外線カットコートが設けられているが、この構成では入射角が大きい紫外線に対する遮蔽効果が小さく、耐環境性が必ずしも十分ではなかった。
【０００５】
本発明は、有機材料で構成される光学素子を有する光学系において、優れた耐環境性を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての光学系は、物体を受光面に結像する光学系であって、有機材料で構成される光学素子と、該光学素子よりも物体側に配置された遮光手段と、開口絞りと、を有し、前記遮光手段には、非円形の開口が設けられており、前記受光面における最軸外像高に向かう光束のうち前記開口絞りの中心を通過する光線が前記遮光手段の開口を通過する位置と光軸との距離をｈｐ、前記受光面における軸上像高に向かう光束が前記遮光手段の開口を通過する位置と光軸との最大距離をｈａ、前記遮光手段と前記光学素子の入射面との光軸上での距離をＬｒ、とするとき、０．０２０＜ｔａｎ−１（ｈａ／Ｌｒ）／ｔａｎ−１（ｈｐ／Ｌｒ）＜０．９５なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、有機材料で構成される光学素子を有する光学系において、優れた耐環境性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る光学系の無限遠物体の合焦状態における断面図
【図２】実施例１に係る遮光手段の模式図
【図３】実施例１に係る紫外線反射手段の透過率特性を示す図
【図４】本発明の実施例２に係る光学系の無限遠物体の合焦状態における断面図
【図５】実施例２に係る遮光手段の模式図
【図６】本発明の実施例３に係る光学系の無限遠物体の合焦状態における断面図
【図７】実施例３に係る遮光手段の模式図
【図８】本発明の実施形態に係る光学機器の斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る光学系１００の光軸ＯＡを含む断面内における要部概略図（要部断面図）である。本実施形態に係る光学系１００は、物体を像面ＩＰに配置された受光面に結像する光学系であって、有機材料で構成される光学素子ＯＥ１と、光学素子ＯＥ１よりも物体側に配置された遮光手段ＭＲ１と、開口絞りＳＰと、を有している。遮光手段ＭＲ１には、非円形の開口が設けられている。なお、以下の説明では、光学系１００に対して無限遠物体からの光束（光軸ＯＡに平行な平行光）が入射する場合を想定している。
【００１１】
ここで、受光面における最軸外像高に向かう光束のうち開口絞りＳＰの中心を通過する光線が遮光手段ＭＲ１の開口を通過する位置と光軸ＯＡとの距離をｈｐとする。また、受光面における軸上像高に向かう光束が遮光手段ＭＲ１の開口を通過する位置と光軸ＯＡとの最大距離をｈａ、遮光手段ＭＲ１と光学素子ＯＥ１の物体側の光学面（入射面）との光軸ＯＡ上での距離をＬｒ、とする。このとき、本実施形態に係る光学系１００は、以下の条件式（１）を満足している。
０．０２０＜ｔａｎ−１（ｈａ／Ｌｒ）／ｔａｎ−１（ｈｐ／Ｌｒ）＜０．９５・・・（１）
【００１２】
本実施形態に係る光学系１００は、上記の構成により優れた耐環境性を実現している。光学系１００について、以下に詳細に説明する。
【００１３】
本実施形態における光学素子とは、ガラス等の無機材料やプラスチック（樹脂）等の有機材料などで構成され、屈折作用や回折作用を有する光学部材のことを示している。なお、実質的に屈折作用や回折作用を持たないもの、例えば複数の光学素子を接合するための接合部材（接着剤等）や、反射防止や接着性向上のための薄膜及び塗布材料などについては、本実施形態に係る光学素子には含まれない。
【００１４】
また、本実施形態における有機材料は、有機物を主成分とする材料、すなわち有機物の割合が最も高い材料のことを示しており、複数の有機物の混合物や、有機物に無機微粒子を分散させたもの（有機複合物）などを含む。例えば、有機材料として、アクリル、ポリカーボネート、ポリビニルカルバゾールや、それらの混合物、あるいはそれらと他の有機物もしくは無機物を混合させたものなどを採用することができる。
【００１５】
なお、本実施形態における光学面とは、各光学素子において連続な曲面（曲率半径が一定の球面又は同一の定義式で定義される非球面）から成る部分及び、遮光手段の開口を示しており、結像に寄与する有効光線が通過する面（有効面）に対応する。すなわち、各光学素子において、加工を容易にするため若しくはレンズ鏡筒により保持するために、有効面の外周部に設けられた余裕代は、鏡面加工された面であっても本実施形態における光学面には該当しない。
【００１６】
有機材料で構成される光学素子ＯＥ１として、回折光学素子や、通常の硝子材料とは異なる光学特性（異常分散特性）を有する屈折光学素子を用いることにより、小型化を実現しつつ色収差を良好に補正することが可能になる。しかし、一般的に、有機材料が紫外線に曝された場合、有機材料が紫外線を吸収してポリマー鎖の切断などが生じ、有機材料の屈折率や透過率、吸収等の光学特性や形状が変化してしまう。そのため、有機材料で構成される光学素子を有する光学系においては、その光学素子に紫外線が入射した場合に光学性能が変動してしまう可能性がある。
【００１７】
そこで、本実施形態では、光学素子ＯＥ１よりも物体側において、結像に寄与する有効光線が通過しない領域を遮蔽する遮光手段ＭＲ１を設けることで、結像に寄与しない非有効光線を遮光している。遮光手段ＭＲ１としては、例えば、少なくとも紫外線に対して不透明な部材に非円形の開口が設けられたもの（フレアカッター）などを採用することができる。遮光手段ＭＲ１によれば、光学系の全長や重量の増加を抑制しつつ、紫外線を遮光することが可能になる。
【００１８】
ここで、テレフォトタイプの光学系のように、開口絞りよりも物体側において軸上光束の最周辺光線（軸上光線）の高さが最軸外光束の主光線（最軸外光線）の高さ以上となる光学系を考える。このような光学系においては、遮光手段により有効光線を遮光することなく非有効光線を遮光することは困難である。一方、レトロフォーカスタイプの光学系のように、開口絞りよりも物体側において最軸外光線の高さが軸上光線の高さよりも高くなる光学系においては、遮光手段により有効光線を遮光することなく非有効光線を遮光することが可能になる。
【００１９】
一般的に、撮像装置に用いられる撮像素子の撮像面（受光面）の形状は矩形である。例えば、一眼レフレックスカメラに用いられるフルサイズのセンサの撮像面の大きさは、縦×横：２４ｍｍ×３６ｍｍであり、ＡＰＳ−Ｃサイズのセンサの撮像面の大きさは、縦×横：１５ｍｍ×２２．５ｍｍである。そして、光学系を撮像装置に適用する場合、各光学面の形状は、撮像面の最大長（対角長）に応じた径を有する円形となるため、最軸外光線の高さが軸上光線の高さよりも高い領域においては、結像に寄与しない領域が生じる。
【００２０】
そこで、本実施形態に係る光学系１００では、上記の条件式（１）を満たすように、遮光手段ＭＲ１及び光学素子ＯＥ１の配置を適切に設定することで、光学素子ＯＥ１に入射する紫外線の光量を十分に低減している。光軸ＯＡ上において光学素子ＯＥ１から物体側の最軸外光線を見込む角度に対する軸上光線を見込む角度の比の値が小さくなる場合、遮光手段ＭＲ１により非有効光線を遮光することが可能になる。よって、条件式（１）を満たすように、最軸外光線の高さが軸上光線の高さよりも高くなる位置に遮光手段ＭＲ１を配置することで、非有効光線を十分に遮光することができ、光学素子ＯＥ１に入射する紫外線の光量を低減することが可能になる。
【００２１】
条件式（１）の下限を下回ると、軸上光線と最軸外光線との高さが離れ過ぎてしまうため、最も物体側の光学素子の有効径を大きくすることが必要になり、光学系１００が大型化してしまう。また、条件式（１）の上限を上回ると、軸上光線と最軸外光線との高さが近づき過ぎてしまい、光学素子ＯＥ１の光学面のうち遮光手段ＭＲ１により遮蔽できる領域が小さくなり、十分な遮光効果を得ることが困難になる。
【００２２】
さらに、以下の条件式（１ａ）〜（１ｄ）を順に満たしていくことがより好ましい。
０．０４０＜ｔａｎ−１（ｈａ／Ｌｒ）／ｔａｎ−１（ｈｐ／Ｌｒ）＜０．９２・・・（１ａ）
０．０６０＜ｔａｎ−１（ｈａ／Ｌｒ）／ｔａｎ−１（ｈｐ／Ｌｒ）＜０．９０・・・（１ｂ）
０．０８０＜ｔａｎ−１（ｈａ／Ｌｒ）／ｔａｎ−１（ｈｐ／Ｌｒ）＜０．８５・・・（１ｃ）
０．２０＜ｔａｎ−１（ｈａ／Ｌｒ）／ｔａｎ−１（ｈｐ／Ｌｒ）＜０．８０・・・（１ｄ）
【００２３】
なお、本実施形態に係る光学系１００は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．１０＜ｈｐ／Ｌｒ＜１．０・・・（２）
【００２４】
条件式（２）は、光学系１００における遮光手段ＭＲ１により、光学素子ＯＥ１に大きな入射角で入射する紫外線を遮光するための、遮光手段ＭＲ１の配置を示している。遮光手段ＭＲ１を光学素子ＯＥ１から十分に離して配置することで、大きな入射角で入射する紫外線を十分に遮光することができる。このとき、遮光手段ＭＲ１と光学素子ＯＥ１との間に、無機材料で構成される光学要素を配置することが好ましい。これにより、無機材料で構成される光学要素の内部透過率に応じて、光学素子ＯＥ１に到達する紫外線の光量を低減することができる。
【００２５】
条件式（２）の下限を下回ると、遮光手段ＭＲ１と光学素子ＯＥ１との距離が大きくなり過ぎてしまい、光学系１００が十分に小型化できなくなる可能性が生じる。また、条件式（２）の上限を上回ると、光軸ＯＡ上において光学素子ＯＥ１から遮光手段ＭＲ１の開口における最軸外光線が通過する位置を見込む角度（光学素子ＯＥ１から見た遮光手段ＭＲ１の開口の開き角）が大きくなり過ぎてしまう。これにより、物体側から大きな入射角で光学素子ＯＥ１に入射する紫外線を、遮光手段ＭＲ１によって十分に遮光することができなくなる可能性が生じる。
【００２６】
さらに、以下の条件式（２ａ）〜（２ｄ）を順に満たしていくことがより好ましい。
０．１５＜ｈｐ／Ｌｒ＜０．９０・・・（２ａ）
０．２４＜ｈｐ／Ｌｒ＜０．８０・・・（２ｂ）
０．２８＜ｈｐ／Ｌｒ＜０．７０・・・（２ｃ）
０．３２＜ｈｐ／Ｌｒ＜０．６０・・・（２ｄ）
【００２７】
ここで、遮光手段ＭＲ１と最も物体側の光学面との光軸ＯＡ上での距離をＬｍ、受光面における最軸外像高に向かう光束のうち開口絞りＳＰの中心を通過する光線が光学系１００における最も物体側の光学面を通過する位置と光軸ＯＡとの距離をｈｐ０とする。このとき、光学系１００は以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０≦Ｌｍ／ｈｐ０＜１．０・・・（３）
【００２８】
条件式（３）は、光学系１００における最も物体側の光学面と遮光手段ＭＲ１との間の光線の角度を示している。耐環境性に優れた光学系を実現するためには、光学素子ＯＥ１に対して大きな入射角で入射する光線を遮光手段ＭＲ１により十分に遮光する必要がある。そのためには、遮光手段ＭＲ１をできるだけ物体側に配置することで、光学素子ＯＥ１のうち遮光手段ＭＲ１によって遮蔽できる領域を十分に確保する必要がある。
【００２９】
条件式（３）の中辺は、光学系１００の最も物体側に遮光手段ＭＲ１を配置したときに０となるため、負の値になることはない。条件式（３）の上限を上回る場合、遮光手段ＭＲ１が物体側から離れて光学系１００の内部に配置（インナー配置）されることになり、非有効光線が遮光手段ＭＲ１に入射する領域が小さくなってしまい、十分な遮光効果を得ることが難しくなる可能性が生じる。
【００３０】
さらに、以下の条件式（３ａ）〜（３ｄ）を順に満たしていくことがより好ましい。
０≦Ｌｍ／ｈｐ０＜０．９５・・・（３ａ）
０≦Ｌｍ／ｈｐ０＜０．９０・・・（３ｂ）
０≦Ｌｍ／ｈｐ０＜０．８５・・・（３ｃ）
０≦Ｌｍ／ｈｐ０＜０．８０・・・（３ｄ）
【００３１】
光学系１００において、結像に寄与しない領域に入射する光線を遮光するだけでなく、結像に寄与する領域に入射する紫外線を遮光することが望ましい。その方法として、光学素子ＯＥ１よりも物体側に、遮光手段ＭＲ１とは別に紫外線遮光手段を設けることが考えられる。紫外線遮光手段としては、紫外線を吸収する特性を有する吸収タイプのもの（紫外線吸収手段）や、紫外線を反射する反射タイプのもの（紫外線反射手段）が挙げられる。例えば、紫外線吸収手段は紫外線吸収材料により形成することができ、紫外線反射手段は複数の誘電体層を堆積させた多層膜により形成することができる。
【００３２】
紫外線吸収手段は、紫外線遮光効果の角度依存性が無いため、紫外線がどのような角度で入射してきたとしても、光学素子ＯＥ１に到達する紫外線を低減させることができる。例えば、紫外線吸収手段として、屈折作用を持たせたレンズ形状のもの、すなわち紫外線吸収材料で構成されるレンズを用いることができる。しかし、紫外線吸収手段の紫外線遮光効果はその厚さに依存するため、レンズ状の紫外線吸収手段を採用した場合は径方向において均一な紫外線遮光効果を得ることができない。
【００３３】
また、紫外線吸収材料の種類は限られているため、光学系の構成によっては、レンズ状の紫外線吸収材料を配置した場合に、良好な光学性能を得ることが困難になってしまう場合がある。なお、レンズ状ではなく平板状の紫外線吸収手段を配置した場合は、それとは別にレンズを配置する必要があるため、レンズ状の紫外線吸収手段を配置した場合よりも光学部材の数が増え、光学系の全長や重量が増大してしまう。
【００３４】
一方で、紫外線反射手段によれば、光学面に設ける反射防止膜との兼用が可能であるため、平板フィルター等として光学系に別途配置したり、レンズ枚数を増やしたりする必要がなくなる。また、紫外線反射手段によれば、紫外線吸収手段よりも透過率特性（波長に対する透過率の変化）を急峻にすることができるため、光学系の全系のカラーバランスに与える影響を小さくしつつ、良好な紫外線遮光効果を得ることができる。
【００３５】
しかし、紫外線反射手段の透過率特性には、紫外線反射手段が設けられた光学面の面法線と入射光線との成す入射角が大きくなる程、短波長側にシフトしてしまうという角度依存性がある。そのため、紫外線反射手段に入射する紫外線の入射角が大きくなるに従い、紫外線遮光効果が小さくなってしまうことになる。
【００３６】
そこで、本実施形態に係る光学系１００は、光学素子ＯＥ１よりも物体側において、上述した遮光手段ＭＲ１だけでなく紫外線反射手段ＣＵ１を配置することで、光学素子ＯＥ１に大きな入射角で入射する紫外線を十分に遮光している。このとき、遮光手段ＭＲ１によって、紫外線反射手段ＣＵ１に大きな入射角で入射する紫外線も遮光されるため、紫外線反射手段ＣＵ１の角度依存性の影響を小さくすることができ、良好な紫外線遮光効果を得ることが可能になる。
【００３７】
なお、紫外線反射手段ＣＵ１は、本実施形態のように光学素子ＯＥ１よりも物体側に配置された光学面上に設けることが望ましいが、必要に応じて独立した部材として配置してもよい。また、紫外線反射手段ＣＵ１は、物体側に向かって凸形状の光学面上に設けることがより好ましい。これによれば、紫外線反射手段ＣＵ１に入射する軸外光線の入射角を小さくすることができるため、軸上の紫外線だけでなく軸外の紫外線についても十分に遮光することが可能になる。
【００３８】
紫外線反射手段ＣＵ１に対する光線の入射角が４５°よりも大きくなると、紫外線反射手段ＣＵ１の透過特性が短波長側に大きくシフトしてしまい、紫外線遮光効果を十分に得られなくなる。そこで、遮光手段ＭＲ１の開口の最小径及び光軸ＯＡを含む断面内において、その開口から光学素子ＯＥ１の入射面と光軸ＯＡとの交点に向かう光線の、紫外線反射手段に対する最大入射角をθｃＳとするとき、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
θｃＳ＜４５°・・・（４）
【００３９】
さらに、以下の条件式（４ａ）乃至（４ｅ）を順に満たしてくことがより好ましい。
θｃＳ＜４２°・・・（４ａ）
θｃＳ＜４０°・・・（４ｂ）
θｃＳ＜３８°・・・（４ｃ）
θｃＳ＜３６°・・・（４ｄ）
θｃＳ＜３４°・・・（４ｅ）
【００４０】
紫外線反射手段ＣＵ１としては、良好な紫外線遮光効果を得るために、紫外線反射手段ＣＵ１に垂直に入射する波長３６０ｎｍの光に対する透過率が２０％以下であるものを用いることが望ましい。より好ましくは、紫外線反射手段ＣＵ１の透過率を、垂直に入射する波長３６０ｎｍの光に対して１５％以下、さらに好ましくは１０％以下、とすればよい。
【００４１】
また、紫外線反射手段ＣＵ１に垂直に入射する光に対して紫外線反射手段ＣＵ１の透過率が５０％となるときの、その光の波長をλ５０とするとき、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
３６５ｎｍ≦λ５０≦４３０ｎｍ・・・（５）
【００４２】
条件式（５）を満足することにより、光学系１００の全系の可視光領域における透過率特性（カラーバランス）を良好に保つことができる。さらに、以下の条件式（５ａ）乃至（５ｅ）を順に満たしてくことがより好ましい。
３６７ｎｍ≦λ５０≦４３０ｎｍ・・・（５ａ）
３６９ｎｍ≦λ５０≦４２０ｎｍ・・・（５ｂ）
３７１ｎｍ≦λ５０≦４１５ｎｍ・・・（５ｃ）
３７３ｎｍ≦λ５０≦４１０ｎｍ・・・（５ｄ）
３７５ｎｍ≦λ５０≦４０５ｎｍ・・・（５ｅ）
【００４３】
また、光学系１００の全系のカラーバランスを良好に保つためには、紫外線反射手段ＣＵ１の紫外線反射効果の特性を急峻にすることが望ましい。具体的には、紫外線反射手段ＣＵ１に垂直に入射する光に対して紫外線反射手段ＣＵ１の透過率が１０％及び９０％となるときの、その光の波長を各々λ１０及びλ９０とするとき、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
λ９０−λ１０≦３０ｎｍ・・・（６）
【００４４】
さらに、以下の条件式（６ａ）乃至（６ｄ）を順に満たしていくことがより好ましい。
λ９０−λ１０≦２９ｎｍ・・・（６ａ）
λ９０−λ１０≦２８ｎｍ・・・（６ｂ）
λ９０−λ１０≦２６ｎｍ・・・（６ｃ）
λ９０−λ１０≦２４ｎｍ・・・（６ｄ）
【００４５】
また、可視光領域の光に対して良好な透過率特性を得るために、紫外線反射手段ＣＵ１の透過率は波長４８０ｎｍ〜６６０ｎｍの範囲において８０％以上であることが望ましい。より好ましくは、紫外線反射手段ＣＵ１の波長４８０ｎｍ〜６６０ｎｍの範囲における透過率を８５％以上、さらに好ましくは９０％以上、とすればよい。上述した透過率特性を得るためには、紫外線反射手段ＣＵ１を、酸化チタン（特にＴｉＯ２）を含む多層膜により構成することが好ましい。
【００４６】
一般的に、撮像装置に用いられる撮像素子の撮像面の形状は、例えば３：２、１６：９、１：１のようなアスペクト比の矩形であるため、遮光手段ＭＲ１の開口の形状を撮像面と略同等のアスペクト比の矩形とすることが望ましい。これによれば、遮光手段ＭＲ１の遮光部の面積を大きくすることができるため、遮光効果を十分に得ることが可能になる。
【００４７】
なお、ここでの矩形は、互いに略平行な２対の辺を含む形状を示しており、厳密な矩形だけでなく、矩形を構成する各辺のうち少なくとも１辺を曲線にしたものや、矩形の各頂点をなくしたもの等の略矩形を含んでいる。例えば、円形の遮光部材（不透明部材）ＭＣに図２に示すような矩形の開口ＭＯを設けたものを、遮光手段ＭＲ１として採用してもよい。ただし、遮光手段ＭＲ１の開口の形状が厳密な矩形ではない場合は、開口の最小径に沿った方向を短辺方向とし、それに垂直な方向を長辺方向とする。
【００４８】
また、遮光手段ＭＲ１の開口及び受光面の夫々の形状が矩形である場合、遮光手段ＭＲ１は、その開口の短辺方向及び長辺方向が受光面の短辺方向及び長辺方向と揃うように配置されていることが望ましい。これによれば、光学系１００における結像に寄与しない領域を効果的に遮光することが可能になる。
【００４９】
そして、遮光手段ＭＲ１において、開口の最大径を直径とする円及び遮光部の面積を各々Ｓ０、Ｓｃとするとき、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
０．０２＜Ｓｃ／Ｓ０＜０．５・・・（７）
【００５０】
条件式（７）の下限を下回ると、光学系１００における結像に寄与しない領域のうち、遮光手段ＭＲ１により遮蔽することができる領域が小さくなり、遮光効果を十分に得ることが難しくなる可能性が生じる。条件式（７）の上限を上回ると、光学系１００における結像に寄与する領域まで遮光手段ＭＲ１によって遮蔽してしまい、有効光束の光量が低下し、アウトフォーカス領域のボケ像が非円形になってしまう可能性が生じる。
【００５１】
さらに、以下の条件式（７ａ）乃至（７ｄ）を順に満たしていくことがより好ましい。
０．０３０＜Ｓｃ／Ｓ０＜０．５０・・・（７ａ）
０．０４０＜Ｓｃ／Ｓ０＜０．５０・・・（７ｂ）
０．０５０＜Ｓｃ／Ｓ０＜０．５０・・・（７ｃ）
０．０６０＜Ｓｃ／Ｓ０＜０．５０・・・（７ｄ）
【００５２】
本実施形態に係る光学素子ＯＥ１は、紫外線の照射により硬化する樹脂（紫外線硬化樹脂）で構成される。紫外線硬化樹脂は、ｉ線（３６５ｎｍ）やｈ線（４０５ｎｍ）などの紫外領域に対して吸収特性を有するため、他の樹脂材料と比較して紫外線を吸収しやすく、紫外線に曝された場合に屈折率や透過率などの特性が変わりやすい。紫外領域の光線によって特性が変化しないように、紫外線硬化樹脂に添加材を加える方法も考えられるが、その場合、紫外線硬化樹脂の紫外線による硬化性が低下してしまい、光学素子ＯＥ１を良好に形成することが難しくなる可能性が生じる。そのため、光学素子ＯＥ１が紫外線硬化樹脂で構成される場合には、本実施形態に係る遮光手段ＭＲ１及び紫外線反射手段ＣＵ１を採用することによって、特に大きな本発明の効果を得ることができる。
【００５３】
なお、光学系１００において色収差を良好に補正するために、異常分散特性を有する材料を用いて光学素子ＯＥ１を形成した場合などには、光学素子ＯＥ１の光軸方向における厚さを十分に厚くすることが望ましい。しかし、光学素子ＯＥ１において、その光軸方向の厚さが増大するほど、紫外線の照射による光学特性の変化が顕著になる。よって、特に光学素子ＯＥ１が光軸方向において厚い場合、具体的には光学素子ＯＥ１の最大厚が０．２ｍｍ以上の場合に、本実施形態に係る遮光手段ＭＲ１及び紫外線反射手段ＣＵ１を採用することが望ましい。さらに、光学素子ＯＥ１の最大厚が、０．４ｍｍ以上、０．６ｍｍ以上、０．９ｍｍ以上、と順に増大するほど、遮光手段ＭＲ１及び紫外線反射手段ＣＵ１による顕著な効果を得ることができる。
【００５４】
また、光学系１００において色収差を良好に補正するために、光学素子ＯＥ１に大きな屈折力を持たせた場合は、光学素子ＯＥ１の偏肉比が大きくなるため、光学素子ＯＥ１の光学特性の変化による光学性能への影響が大きくなってしまう。よって、光学素子ＯＥ１及び光学系１００の全系の屈折力を各々φｒ、φとするとき、以下の条件式（８）を満足する場合に、遮光手段ＭＲ１及び紫外線反射手段ＣＵ１による顕著な効果を得ることができる。
０．０１０＜φｒ／φ・・・（８）
【００５５】
条件式（８）の下限を下回ると、光学素子ＯＥ１の屈折力が十分に小さくなり、光学素子ＯＥ１の径方向における偏肉比も十分に小さくなるため、光学素子ＯＥ１の光学特性が変化しても全系に対する影響が小さく問題にならない。一方、条件式（８）を満足し、光学素子ＯＥ１が全系に対して大きな屈折力を有する場合は、光学素子ＯＥ１の光学特性の変化による影響が大きくなるため、本実施形態に係る遮光手段ＭＲ１及び紫外線反射手段ＣＵ１を採用することが特に望ましい。
【００５６】
さらに、以下の条件式（８ａ）乃至（８ｄ）を順に満たしていくことがより好ましい。
０．０２０＜φｒ／φ・・・（８ａ）
０．０４０＜φｒ／φ・・・（８ｂ）
０．０８０＜φｒ／φ・・・（８ｃ）
０．１０＜φｒ／φ  ・・・（８ｄ）
【００５７】
光学素子ＯＥ１を構成する有機材料の波長３６０ｎｍの光に対する消衰係数をｋｒとするとき、以下の条件式（９）を満足する場合に、遮光手段ＭＲ１及び紫外線反射手段ＣＵ１による大きな本発明の効果を得ることができる。
５．０×１０−６＜ｋｒ・・・（９）
【００５８】
条件式（９）の下限を下回ると、光学素子ＯＥ１を構成する有機材料の紫外線吸収量が十分に小さくなり、紫外線による光学性能への影響が小さくなるため、遮光手段ＭＲ１及び紫外線反射手段ＣＵ１による本発明の効果が得られなくなってしまう。
【００５９】
さらに、以下の条件式（９ａ）乃至（９ｄ）を順に満たしていくことがより好ましい。
６．０×１０−６＜ｋｒ・・・（９ａ）
７．０×１０−６＜ｋｒ・・・（９ｂ）
８．０×１０−６＜ｋｒ・・・（９ｃ）
１．０×１０−５＜ｋｒ・・・（９ｄ）
【００６０】
上述したように、光学素子ＯＥ１の材料として異常分散性を有する有機材料を用いてもよい。ここで、光学素子ＯＥ１のｇ線及びＦ線に対する異常分散性をΔθｇＦとするとき、光学系１００における色収差を良好に補正するためには、以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
０．０２７＜｜ΔθｇＦ｜・・・（１０）
【００６１】
さらに、以下の条件式（１０ａ）及び（１０ｂ）を順に満たしていくことがより好ましい。
０．０５０＜｜ΔθｇＦ｜・・・（１０ａ）
０．１０＜｜ΔθｇＦ｜・・・（１０ｂ）
【００６２】
なお、ここでは、フラウンホーファー線であるｇ線（４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、及びＣ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率を各々ｎｇ、ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとしている。このとき、ｄ線に対するアッベ数νｄ、ｇ線及びＦ線に対する部分分散比θｇＦ、ｇ線及びＦ線に対する異常分散性ΔθｇＦ、の夫々は、以下の式（１１）〜（１３）のように定義される。
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）・・・（１１）
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）・・・（１２）
ΔθｇＦ＝θｇＦ−（−１．６６５×１０−７νｄ３＋５．２１３×１０−５νｄ２−５．６５６×１０−３νｄ＋０．７２７８）・・・（１３）
【００６３】
なお、光学素子ＯＥ１の材料として、固体材料に無機酸化物（例えばＴｉＯ２やＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅなど）の微粒子を混合した材料を用いる場合は、無機酸化物の微粒子によって光が散乱してしまうことを抑制する必要がある。そのためには、微粒子の粒径を２ｎｍから５０ｎｍの範囲内に設定することが好ましい。また、固体材料に無機酸化物の微粒子を混合する際の凝集を抑制するために、分散剤等を添加してもよい。
【００６４】
ここで、固体材料（母材）に微粒子を分散させた混合体において、波長λに対する屈折率ｎ（λ）は、Ｍａｘｗｅｌｌ−Ｇａｒｎｅｔｔ理論に基づく関係式から導き出すことができる。具体的に、屈折率ｎ（λ）は、固体材料の比誘電率をεｍ、微粒子の比誘電率をεｐ、固体材料の体積に対する微粒子の総体積の分率をη、とするとき、以下の式（１４）で定義される混合体の比誘電率εａｖに基づいて、以下の式（１５）のように表される。
【００６５】
【数１】
2018054914.tif 000003
【００６６】
【数２】
2018054914.tif 000004
【００６７】
以上、本実施形態に係る光学系１００によれば、有機材料で構成される光学素子を用いた場合にも、優れた耐環境性を実現することができる。なお、必要に応じて、本実施形態に係る有機材料で構成される光学素子ＯＥ１、遮光手段ＭＲ１、及び紫外線反射手段ＣＵ１のうち少なくとも何れかを、光学系１００に複数設けてもよい。その場合、複数の光学素子ＯＥ１、複数の遮光手段ＭＲ１、及び複数の紫外線反射手段ＣＵ１の夫々について、少なくとも１つが上述した各条件式を満足することが望ましく、全てが各条件式を満足することがより好ましい。
【００６８】
次に、本実施形態に係る光学系１００の実施例について詳細に説明する。
【００６９】
［実施例１］
以下、本発明の実施例１に係る光学系１００について詳細に説明する。本実施例に係る光学系１００は、上述の実施形態に係る光学系１００と同様である。
【００７０】
図１に示すように、本実施例に係る光学系１００は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズユニット（レンズ群）Ｌ１、正の屈折力の第２レンズユニットＬ２、正の屈折力の第３レンズユニットＬ３、で構成されている。光学系１００において、各レンズユニットの間隔は、フォーカシングに際して変化する。なお、図１では、光学系１００が無限遠物体に合焦したときの断面を示しており、図中の矢印は、無限遠から近距離へのフォーカシングに際する、各レンズユニットの光軸方向における移動軌跡を示している。また、図２は、本実施例に係る遮光手段ＭＲ１の模式図（正面図）である。
【００７１】
本実施例において、有機材料で構成される光学素子ＯＥ１及び開口絞りＳＰは、第３レンズユニットＬ３に含まれている。また、本実施例に係る遮光手段ＭＲ１は、光軸ＯＡに対して垂直に配置された平面形状の不透明部材である遮光部ＭＣに開口ＭＯが設けられて構成されており、光学系１００における最も物体側に配置されている。
遮光手段ＭＲ１の開口ＭＯの最大径は５９．４０ｍｍ、該最大径を直径とする円の面積に対する遮光部ＭＣの面積の比の値は０．１８９、開口ＭＯの短辺方向の径ＭＳ及び長辺方向の径ＭＬは各々４３．８ｍｍ、５３．７ｍｍ、である。
【００７２】
また、本実施例に係る光学素子ＯＥ１は、（メタ）アクリルモノマーにＴｉＯ２微粒子を体積比で２５％分散させた混合体から成る、正の屈折力の屈折レンズであり、第３レンズユニットＬ３における開口絞りＳＰよりも像側に配置されている。光学系１００の全系の屈折力に対する光学素子ＯＥ１の屈折力の比の値は０．２３５である。光学素子ＯＥ１を構成する材料は、異常分散特性及び紫外領域に対する吸収特性を有しており、その波長３６０ｎｍにおける消衰係数ｋｒは１．１４×１０−５である。
【００７３】
さらに、本実施例に係る光学系１００は、物体側から２番目の光学素子（第２レンズ）の像側の光学面（出射面）に設けられた紫外線反射手段ＣＵ１を有している。紫外線反射手段ＣＵ１が設けられた光学面は、物体側に向かって凸形状の曲面である。本実施例に係る紫外線反射手段ＣＵ１は、株式会社オハラのＳ−ＮＳＬ３６から成る基材と、その上に設けられたＳｉＯ２（ｎｄ＝１．４６）及びＴｉＯ２（ｎｄ＝２．３２）を含む多層膜とで構成され、各界面を利用して紫外領域の光の通過を抑制している。表１に、本実施例に係る紫外線反射手段ＣＵ１の構成を示す。なお、表１において、ｎｄはｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示している。
【００７４】
【表１】
2018054914.tif 000005
【００７５】
また、図３に、本実施例に係る紫外線反射手段ＣＵ１の透過率特性を示す。図３において、実線は紫外線反射手段ＣＵ１に垂直に入射した光線に対する透過率特性を示し、破線は紫外線反射手段ＣＵ１に入射角５０°で入射した光線に対する透過率特性を示している。
【００７６】
図３の実線より、入射角０°の光線に対する透過率が紫外領域近傍（４００ｎｍ近傍）で急激に変化しており、良好な紫外線遮光効果が得られていることがわかる。具体的に、紫外線反射手段ＣＵ１に垂直に入射する光線の透過率が１０％、５０％、９０％となるのは、各々波長３７６ｎｍ、３９０ｎｍ、４００ｎｍの光に対してであり、λ９０−λ１０は２４ｎｍとなる。また、紫外線反射手段ＣＵ１に垂直に入射する波長３６０ｎｍの光に対する透過率は３％以下であり、波長４８０ｎｍ〜６６０ｎｍの範囲における光の透過率は９５％以上である。
【００７７】
また、図３の破線で示されるように、入射角５０°の光線に対する透過率が１０％、５０％、９０％となるのは、各々波長３５３ｎｍ、３６７ｎｍ、３８１ｎｍの光に対してである。これより、紫外線反射手段ＣＵ１に入射角０°の光線が入射するときに対して、入射角５０°の光線が入射するときの方が、紫外線遮光効果が低くなっていることがわかる。
【００７８】
遮光手段ＭＲ１の開口ＭＯの最大径及び光軸ＯＡを含む断面内において、光学素子ＯＥ１の入射面と光軸ＯＡとの交点に向かう光線の、紫外線反射手段ＣＵ１に対する最大入射角θｃ０は３９．９°である。また、遮光手段ＭＲ１の開口ＭＯの最小径及び光軸ＯＡを含む断面内において、開口ＭＯを通過して光学素子ＯＥ１の入射面と光軸ＯＡとの交点に向かう光線の、紫外線反射手段ＣＵ１に対する最大入射角θｃＳは２８．６°である。これより、紫外線反射手段ＣＵ１に入射する光線の入射角が十分に小さくなっていることがわかる。
【００７９】
以上、本実施例に係る光学系１００によれば、非円形の開口が設けられた遮光手段ＭＲ１及び紫外線反射手段ＣＵ１を、光学素子ＯＥ１よりも物体側に配置することで、光学素子ＯＥ１に入射する紫外線を良好に遮光することができる。
【００８０】
［実施例２］
図４は、本発明の実施例２に係る光学系２００の要部断面図であり、図５は、本実施例に係る遮光手段ＭＲ２の模式図である。本実施例に係る光学系２００において、実施例１に係る光学系１００と同等の構成については、説明を省略する。
【００８１】
本実施例に係る光学系２００は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズユニットＬ１、正の屈折力の第２レンズユニットＬ２、で構成されている。光学系２００においては、図中の矢印で示すように、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズユニットＬ２が光軸方向へ移動する。本実施例において、有機材料で構成される光学素子ＯＥ２及び開口絞りＳＰは、第１レンズユニットＬ１に含まれている。
【００８２】
本実施例に係る遮光手段ＭＲ２は、吸収特性を有する薄膜から成り、光学系２００における最も物体側の光学面上に設けられている。遮光手段ＭＲ２の製法としては、例えば、マスクを用いた蒸着により光学面において結像に寄与しない領域のみに成膜する方法などを採用することができる。図５に示すように、遮光手段ＭＲ２の開口ＭＯは矩形であり、その最大径は２９．２ｍｍ、該最大径を直径とする円の面積に対する遮光部ＭＣの面積の比の値は０．４２０、短辺方向の径ＭＳ及び長辺方向の径ＭＬは各々１６．４ｍｍ、２３．７ｍｍ、である。
【００８３】
また、本実施例に係る光学素子ＯＥ２は、（メタ）アクリルモノマーから成る、正の屈折力の屈折レンズであり、第１レンズユニットＬ１における開口絞りＳＰよりも像側に配置されている。光学系２００の全系の屈折力に対する光学素子ＯＥ２の屈折力の比の値は０．２０８であり、光学素子ＯＥ２を構成する材料の波長３６０ｎｍにおける消衰係数ｋｒは１．４０×１０−５である。このように、光学素子ＯＥ２を構成する材料は、異常分散特性及び紫外領域に対する吸収特性を有している。
【００８４】
さらに、本実施例に係る光学系２００は、物体側から４番目の光学素子（第４レンズ）の、物体側に向かって凹形状の出射面に設けられた紫外線反射手段ＣＵ２を有している。遮光手段ＭＲ２の開口ＭＯの最大径及び光軸ＯＡを含む断面内において、光学素子ＯＥ２の入射面と光軸ＯＡとの交点に向かう光線の、紫外線反射手段ＣＵ２に対する最大入射角は４１．７°である。また、遮光手段ＭＲ２の開口ＭＯの最小径及び光軸ＯＡを含む断面内において、開口ＭＯを通過して光学素子ＯＥ２の入射面と光軸ＯＡとの交点に向かう光線の、紫外線反射手段ＣＵ２に対する最大入射角θｃＳは３１．３°である。
【００８５】
［実施例３］
図６は、本発明の実施例３に係る光学系３００の要部断面図であり、図７は、本実施例に係る遮光手段ＭＲ３の模式図である。本実施例に係る光学系３００において、実施例１に係る光学系１００と同等の構成については、説明を省略する。
【００８６】
本実施例に係る光学系３００は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズユニットＬ１、正の屈折力の第２レンズユニットＬ２、正の屈折力の第３レンズユニットＬ３から構成されている。光学系３００においては、図中の矢印で示すように、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２及び第３レンズユニットＬ２及びＬ３が光軸方向へ移動する。本実施例において、有機材料で構成される光学素子ＯＥ３は第２レンズユニットＬ２に含まれ、開口絞りＳＰは第３レンズユニットＬ３に含まれている。
【００８７】
本実施例に係る遮光手段ＭＲ３は、不透明部材から成り、光学系３００における物体側から１番目の光学素子（第１レンズ）と２番目の光学素子（第２レンズ）との間に設けられている。図７に示すように、遮光手段ＭＲ３の開口ＭＯは矩形であり、その最大径は４０．９ｍｍ、該最大径を直径とする円の面積に対する遮光部ＭＣの面積の比の値は０．０７６、短辺方向の径ＭＳ及び長辺方向の径ＭＬは各々３５．１ｍｍ、３８．９ｍｍ、である。
【００８８】
本実施例に係る光学素子ＯＥ３は、（メタ）アクリルモノマーから成る、正の屈折力の屈折レンズであり、開口絞りＳＰよりも物体側の第２レンズユニットＬ２中に配置されている。光学系３００の全系の屈折力に対する光学素子ＯＥ３の屈折力の比の値は０．１２４であり、光学素子ＯＥ３を構成する材料の波長３６０ｎｍにおける消衰係数ｋｒは１．４０×１０−５である。このように、光学素子ＯＥ２を構成する材料は、異常分散特性及び紫外領域に対する吸収特性を有している。
【００８９】
さらに、本実施例に係る光学系３００は、光学系３００における物体側から５番目の光学素子（第５レンズ）の、物体側に向かって凸形状の入射面に設けられた紫外線反射手段ＣＵ３を有している。遮光手段ＭＲ３の開口ＭＯの最大径及び光軸ＯＡを含む断面内において、光学素子ＯＥ３の入射面と光軸ＯＡとの交点に向かう光線の、紫外線反射手段ＣＵ３に対する最大入射角は７．０°である。また、遮光手段ＭＲ３の開口ＭＯの最小径及び光軸ＯＡを含む断面内において、開口ＭＯを通過して光学素子ＯＥ３の入射面と光軸ＯＡとの交点に向かう光線の、紫外線反射手段ＣＵ３に対する最大入射角θｃＳは７．４°である。
【００９０】
次に、上述した実施例１乃至３の夫々に対応する数値実施例１乃至３について、具体的な数値データを示す。但し、各数値実施例において、面番号は光入射側から数えた光学面の番号を示し、ｒは光学面の曲率半径を示し、ｄはその面番号の光学面と次の面番号の光学面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を示す。また、ｎｄ及びνｄの夫々は、その面番号の光学面と次の面番号の光学面との間の媒質の、ｄ線に対する屈折率及びアッベ数を示す。
【００９１】
各数値実施例において、ＢＦは光学系のバックフォーカスを示しており、長さ（距離）の単位は［ｍｍ］であり、画角の単位は［ｄｅｇ］である。なお、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±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」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（１６）により表される。
【００９２】
【数３】
2018054914.tif 000006
【００９３】
（数値実施例１）
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1          ∞       2.00                         59.40
2        480.322    2.82   1.67270    32.1       55.79
3         36.983    6.74                         47.80
4        119.552    2.46   1.51742    52.4       47.72
5         42.361    5.06                         45.90
6         90.295    4.27   1.90366    31.3       46.24
7      -18601.026    0.15                         46.10
8         93.603    3.43   1.58313    59.4       45.43
9*        39.044    4.01                         43.41
10         62.996    5.50   1.91082    35.3       43.38
11       -756.556  (可変)                         42.91
12         37.467    5.79   1.83481    42.7       34.86
13        779.999    3.27                         34.14
14         72.301    2.99   1.59522    67.7       30.47
15      -1236.876    1.50   1.72825    28.5       29.64
16         28.912  (可変)                         26.78
17(絞り)    ∞       7.36                         25.30
18        -18.879    1.64   1.84666    23.8       24.50
19        197.444    1.21   1.69934    26.4       28.47
20       -209.968    3.90   1.91082    35.3       28.61
21        -42.029    0.27                         29.63
22         92.376    7.48   1.59522    67.7       31.68
23        -33.657    0.15                         32.00
24*      -106.635    3.88   1.85400    40.4       33.05
25        -41.586   39.05                         34.12
像面        ∞
非球面データ
第9面
Ｋ 0.00000e+000  Ｂ=-3.29635e-006  Ｃ=-1.06088e-009  Ｄ=-8.09890e-012
Ｅ= 1.33588e-014  Ｆ=-9.49240e-018
第24面
Ｋ= 0.00000e+000  Ｂ=-6.98994e-006  Ｃ=-7.36799e-010  Ｄ=-7.33127e-012
Ｅ= 6.43354e-015
各種データ
焦点距離      34.30
Fナンバー      1.45
画角          32.24
像高          21.64
レンズ全長   127.48
BF            39.05
物体距離      無限遠  1750   1000   500   300
d11            5.93   5.48   5.09   3.97  1.70
d16            8.60   8.30   8.07   7.45  6.48
入射瞳位置    34.66
射出瞳位置   -43.12
前側主点位置  54.64
後側主点位置   4.75
レンズユニットデータ
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    -396.15        34.44       -96.68       -163.46
2   12     116.60        13.56       -20.89        -25.39
3   17      42.30        25.90        23.59         10.19
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       2    -59.72
2       4   -128.19
3       6     99.45
4       8   -117.60
5      10     64.05
6      12     46.98
7      14    114.86
8      15    -38.77
9      18    -20.28
10      19    145.68
11      20     57.06
12      22     42.38
13      24     77.69
【００９４】
（数値実施例２）
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         49.172    0.00                         29.18
2         49.172    1.80   1.72916    54.7       29.18
3          7.731    8.54                         15.12
4         11.844    1.83   1.74320    49.3       11.33
5          8.327    2.25                          9.43
6         39.257    2.03   1.84666    23.8        8.62
7        -45.502    1.21                          7.78
8        -13.730    3.85   1.72916    54.7        7.07
9        -10.941    0.69                          8.22
10(絞り)    ∞       2.62                          8.21
11         21.663    2.39   1.49700    81.5        8.18
12        -13.589    0.52                          7.99
13        -15.907    0.64   1.72825    28.5        8.27
14          9.609    0.57   1.63556    22.7        9.69
15         13.950    3.25   1.65160    58.5        9.79
16        -27.106  （可変）                       11.02
17*       -52.965    2.04   1.58313    59.4       15.91
18        -19.867  （可変）                       16.68
像面        ∞
非球面データ
第17面
Ｋ= 0.00000e+000  Ｂ=-6.57616e-005  Ｃ= 2.99433e-007  Ｄ=-4.07412e-009
Ｅ= 2.53079e-011  Ｆ=-2.25245e-014
各種データ
焦点距離       9.60
Fナンバー      2.80
画角          181.7
像高          13.66
レンズ全長    55.13
BF            （可変）
物体距離      無限遠    480     90
d16            5.89    5.44    1.79
d18（ＢＦ）   15.00   15.46   19.11
入射瞳位置     8.62
射出瞳位置   -22.89
前側主点位置  15.79
後側主点位置   5.40
レンズユニットデータ
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      13.10        32.19        16.93         14.25
2   17      53.31         2.04         2.02          0.76
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       2    -12.82
2       4    -48.47
3       6     25.17
4       8     46.68
5      11     17.19
6      13     -8.14
7      14     46.21
8      15     14.59
9      17     53.31
【００９５】
（数値実施例３）
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         72.080    2.65   1.58313    59.4       50.00
2*        25.512   11.00                         41.33
3          ∞       2.45                         40.87
4        -96.609    2.50   1.48749    70.2       40.75
5         66.944    3.13                         39.59
6        175.419    5.63   1.91082    35.3       39.68
7        -77.862    3.86                         39.54
8        -44.606    2.30   1.69895    30.1       38.10
9       -178.782    0.15                         38.34
10         62.257    8.11   1.59522    67.7       38.01
11        -59.637  (可変)                         37.40
12         48.797    4.61   2.00100    29.1       35.03
13       9939.838    1.32                         34.39
14        333.607    4.76   1.60311    60.6       32.67
15        -61.478    1.00   1.63556    22.4       31.18
16        -45.844    1.59   1.72825    28.5       30.99
17         32.360  (可変)                         27.20
18(絞り)    ∞       7.17                         26.60
19        -21.286    1.40   1.69895    30.1       25.93
20        177.619    4.21   1.59522    67.7       28.93
21        -52.749    0.15                         29.70
22         97.355    7.19   1.59522    67.7       31.37
23        -35.549    0.15                         32.12
24*      -158.409    4.26   1.85400    40.4       33.44
25        -43.693  (可変)                         34.50
像面        ∞
非球面データ
第2面
K=0.00000e+000 B=-1.26283e-006 C=-4.27073e-009 D= 5.04254e-012 E=-1.12945e-014
第24面
K =0.00000e+000 B=-6.35905e-006 C=-4.47403e-010 D=-4.21764e-012 E=2.36025e-015
各種データ
焦点距離      34.30
Fナンバー      1.45
画角          32.24
像高          21.64
レンズ全長   131.15
BF            39.00
物体距離      無限遠  1750   300
d11            7.06   6.32   0.80
d17            5.50   5.50   5.50
d25           39.00  39.74  45.26
入射瞳位置    35.71
射出瞳位置   -37.10
前側主点位置  54.55
後側主点位置   4.70
レンズユニットデータ
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     170.03        41.79        78.71         82.50
2   12     783.13        13.28      -152.17       -134.21
3   18      44.42        24.52        22.40          8.09
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -69.17
2       4    -80.71
3       6     59.84
4       8    -85.64
5      10     52.48
6      12     48.98
7      14     86.47
8      15    276.77
9      16    -25.83
10      19    -27.12
11      20     68.80
12      22     44.65
13      24     69.46
【００９６】
表２に、各数値実施例に係る光学系についての、条件式（１）乃至（１０）における代数部分の数値を示し、表３に、各数値実施例に係る有機材料で構成される光学素子の光学特性を示す。また、表４に、実施例１に係る有機材料で構成される光学素子を構成する混合体のベース材料及び混合微粒子の光学特性を示す。
【００９７】
【表２】
2018054914.tif 000007
【００９８】
【表３】
2018054914.tif 000008
【００９９】
【表４】
2018054914.tif 000009
【０１００】
［光学機器］
図８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）の要部概略図である。本実施形態に係る撮像装置は、カメラ本体１０と、上述した各実施例のいずれかに係る光学系（撮影光学系）１１と、撮影光学系１１からの光を受光し、撮影光学系１１によって形成される被写体像を光電変換する受光素子（撮像素子）１２と、を備える。撮影光学系１１は、鏡筒（保持部材）により保持され、カメラ本体１０に接続されている。
【０１０１】
本実施形態に係る撮像装置によれば、上述した各実施例のいずれかに係る光学系を採用することにより、高い光学性能を得ることができ、高画質な画像を取得することが可能になる。なお、受光素子１２としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（電子撮像素子）を用いることができる。このとき、受光素子１２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することが可能になる。
【０１０２】
なお、図８では、カメラ本体１０と撮影光学系１１とが一体化されたものを本実施形態に係る光学機器として示しているが、カメラ本体１０と撮影光学系１１とを互いに着脱可能に構成してもよい。すなわち、本実施形態に係る光学機器として、撮影光学系１１と鏡筒（保持部材）とを備える交換レンズを構成してもよい。また、上述した各実施例に係る光学系は、図８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ビデオカメラ、望遠鏡、双眼鏡、プロジェクター、デジタル複写機等の種々の光学機器に適用することができる。
【０１０３】
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。
【符号の説明】
【０１０４】
ＯＡ  光軸
ＳＰ  開口絞り
ＩＰ  像面（受光面）
ＭＲ１  遮光手段
ＯＥ１  有機材料で構成される光学素子
１００  光学系
【図１】
2018054914.tif 000010
【図２】
2018054914.tif 000011
【図３】
2018054914.tif 000012
【図４】
2018054914.tif 000013
【図５】
2018054914.tif 000014
【図６】
2018054914.tif 000015
【図７】
2018054914.tif 000016
【図８】
2018054914.tif 000017