(57)【要約】    【課題】    レンズ枚数が少なく小型で低コストの光学系を提供する。    【解決手段】    負の第１レンズ群と正の第２レンズ群と負の第３レンズ群と正の第４レンズ群とにて構成した。【選択図】            図１
2004240464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とよりなることを特徴とする光学系。
【請求項２】
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群とよりなることを特徴とする光学系。
【請求項３】
複数のレンズ群にて構成された光学系で、光学系中に少なくとも１枚の媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズを含み、前記屈折率分布レンズを有するレンズ群が主として変倍のために移動し該レンズ群と共に明るさ絞りが光軸上を移動することを特徴とする光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種光学システムにおいて用いられる光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ズーム光学系は、基準状態における収差補正に加えて変倍中の収差変動を小さくするため各レンズ群で発生する収差は各レンズ群単独で補正されていることが望ましい。そのために各レンズ群は、通常複数枚のレンズで構成される。
【０００３】
近年、各種光学システムに用いられるズーム光学系は、小型化および低コスト化が強く求められている。ズーム光学系の小型化を達成するために、近軸的には変倍作用を有するレンズ群の屈折力を強くして変倍時におけるこのレンズ群の移動量を小さくすればよい。しかし、レンズ群の屈折力を強くすると収差発生量が大になり、収差を補正して収差発生量を少なくするためには、レンズの枚数を増やさなければならない。このようにレンズ枚数を多くすると、光学系の小型化および低コスト化を達成し得なくなる。このような悪循環のために、ズーム光学系を均質レンズ系にて構成する場合、小型化、低コスト化には限界がある。
【０００４】
そのため、ズーム光学系を一層小型にするために、媒質中に光軸から半径方向に向かって屈折率分布を有するラジアル型屈折率分布レンズを用いることが知られている。
【０００５】
このラジアル型屈折率分布レンズは、媒質に屈折率分布を持つため、均質レンズと比較して収差補正の自由度が大である。特に媒質にも屈折率を持つことにより、ペッツバール和と色収差の補正に優れた特徴を有している。
【０００６】
光学系中にラジアル型屈折率分布レンズを用いた従来例として、例えば、特開昭６１−２３１５１７号公報の実施例５，６のレンズ系、特開昭６１−２４８０１５号公報の実施例２のレンズ系、特開平２−７９０１３号公報の実施例３のレンズ系等が知られている。しかし、これらズーム光学系は、いずれもズーム比が３程度のズーム光学系で、ラジアル型屈折率分布レンズを用いたにも拘らずレンズ枚数が９枚〜１３枚で、レンズ枚数の多い光学系である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、レンズ枚数が少ない小型で安価なズーム光学系を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光学系は、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と正の屈折力の第４レンズ群とよりなり、第２レンズ群中にレンズ媒質に屈折率分布を少なくとも１枚用いたことを特徴とする。又本発明の光学系は、第２レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行なう光学系である。
【０００９】
ラジアル型屈折率分布レンズは、レンズ媒質に屈折力を持つため、均質レンズに比べ収差補正の自由度が大である。又、ズーム光学系は、一般に各レンズ群単独で諸収差を補正するために、一般に各レンズ群を夫々複数のレンズにて構成する。このようなズーム光学系において低コスト化を達成するために各レンズ群のレンズ枚数を削減すると、各レンズ群にて発生する収差量が大になり、良好な結像性能を得ることが困難になる。そこでズーム光学系にラジアル型屈折率分布レンズを用いることにより、均質レンズに比べて少ないレンズ枚数にてレンズ系を構成することが可能であり小型で低コストのズーム光学系を実現し得る。
【００１０】
又、小型で低コストのズーム光学系を実現するためには、変倍に寄与するレンズ群に少なくとも１枚のラジアル型屈折率分布レンズを設けることが望ましい。
【００１１】
ズーム光学系の小型化を達成するために、変倍に寄与するレンズ群の屈折力を強くした場合、特に、発生量が屈折力に大きく依存する色収差とペッツバール和の補正が困難になる。これらの収差は、非球面を用いても補正することが出来ず、均質レンズ系の場合、レンズの枚数を増やすことにより補正しなければならない。これらの色収差、ペッツバール和を補正するためには、これら収差の補正に優れているラジアル型屈折率分布レンズを少なくとも１枚レンズ群中に含むようにすることが望ましい。特にズーム光学系の変倍に寄与するレンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いれば、レンズ系の小型化を達成するためにこのレンズ群の屈折力を強くしてもレンズ枚数を増やすことなしにペッツバール和と色収差を良好に補正し得る。例えば、負正負正の４群ズーム光学系において、主として変倍作用を行なう第２レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いることが望ましい。
【００１２】
以上の理由から、本発明の光学系は前述のような構成にした。
【００１３】
又、本発明の他の光学系は、物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにて構成され、主として第２レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍作用を行なうズーム光学系で、少なくとも１枚のラジアル型屈折率分布レンズを用いたことを特徴とする。
【００１４】
この本発明のズーム光学系も小型で低コストのレンズ系になし得たものである。
【００１５】
この負正正の３群ズーム光学系である本発明の光学系も、主として変倍に寄与する第２レンズ群に少なくとも１枚のラジアル型屈折率分布レンズを用いることが望ましい。
【００１６】
通常、均質レンズの場合、屈折力と硝種が決まればペッツバール和と色収差の発生量が決まる。しかし、ラジアル型屈折率分布レンズは、前述のように各パラメーターをコントロールすることによってこれら収差の発生量を所望の値にすることが可能である。
【００１７】
ズーム光学系にラジアル型屈折率分布レンズを用い、各パラメーターをコントロールすることにより収差の発生量を所望の値にすることが出来る。
【００１８】
ラジアル型屈折率分布レンズ媒質の屈折率分布を二乗式にて近似すると次の式（ａ）にて表わされる。
2004240464.tif 000003
2004240464.tif 000004
2004240464.tif 000005
【００１９】
また、１次の軸上色収差つまりｄ線、Ｃ線、Ｆ線の色収差ＰＡＣおよびペッツバール和ＰＴＺは式（ｂ），（ｃ）で表わされる。
【００２０】
ＰＡＣ＝Ｋ（φS ／Ｖ0d＋φm ／Ｖ1d）            （ｂ）
ＰＴＺ＝φS ／Ｎ0d＋φm ／Ｎ0d2                 （ｃ）
ここで、Ｋは軸上光線の光線高および最終面の光線角度に依存する定数、Ｖ0dはラジアル型屈折率分布レンズの光軸上のｄ線におけるアッベ数、Ｖidは２ｉ次の屈折率分布係数Ｎ2iに対応する分散を表わす値、φS はラジアル型屈折率分布レンズのｄ線における薄肉の面の屈折力、φm はラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力で、Ｖ0d，Ｖid，φm は夫々下記式（ｄ），（ｅ），（ｆ）にて与えられる。
【００２１】
Ｖ0d＝（Ｎ0d−１）／（Ｎ0F−Ｎ0C）                      （ｄ）
Ｖid＝Ｎid／（ＮiF−ＮiC）  （ｉ＝１，２，３・・・）    （ｅ）
φm ≒−２ＮidｔG                                       （ｆ）
ただし、ｔG はラジアル型屈折率分布レンズのレンズ厚である。
【００２２】
式（ｂ），式（ｃ）から明らかなように、夫々の式において媒質の屈折力が寄与する第２項の値を適切な値に設定することにより、所望の色収差とペッツバール和をラジアル型屈折率分布レンズ単体で得ることができる。例えば、媒質の屈折力が極端に小さければ、式（ｂ），（ｃ）の第２項はほぼ０になり、前記の色収差とペッツバール和の補正効果を有することは難しい。
【００２３】
前記構成の本発明の光学系において、ラジアル型屈折率分布レンズが下記条件（１）を満足することが望ましい。
【００２４】
（１）    ０．０１＜｜Ｎ1d・ｔG ｜＜１
この条件（１）を満足すれば、色収差およびペッツバール和を良好に補正することが可能になる。もし条件（１）の下限値の０．０１を超えると媒質の屈折力が弱くなり、色収差およびペッツバール和を良好に補正することが困難になる。また上限値の１を超えると色収差およびペッツバール和が補正過剰になる。
【００２５】
又、色収差およびペッツバール和をより良好に補正するためには、条件（１）の代りに下記条件（１−１）を満足することが望ましい。
【００２６】
（１−１）    ０．０２＜｜Ｎ1d・ｔG ｜＜０．２
また、式（ｆ）からラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力を大きくするためには、２次の分散係数Ｎ1dを大きくするかつまり光軸上と周辺との屈折率分布差Δｎを大きくするか、あるいは、レンズ厚を大にすればよい。しかし、ラジアル型屈折率分布レンズ素材を実際に作製するにあたって、Δｎを大きくするにはある程度の限界がある。また、例えばイオン交換法やゾルゲル法によって屈折率分布素材を形成する場合、Δｎを大きくするためには屈折率分布付与のための時間が長くなり、素材のコスト高等の問題が生ずる。そのために、ラジアル型屈折率分布レンズのΔｎを極端に大きくすることは出来ない。
【００２７】
本発明の光学系において、ラジアル型屈折率分布レンズにより色収差やペッツバール和を効果的に補正するためには、レンズ厚ｔG が下記条件（２）を満足することが望ましい。
2004240464.tif 000006
【００２８】
ただし、ｆW ，ｆT は夫々ワイド端およびテレ端での全系の焦点距離である。
【００２９】
条件（２）を満足すれば、Δｎを極端に大きくしなくとも色収差やペッツバール和を補正するのに十分な屈折力を媒質に与えることができる。もし条件（２）の下限の０．０５を超えると色収差やペッツバール和が補正不足になる。又上限の２を超えるとこれら収差が補正過剰になり好ましくない。
【００３０】
また、条件（２）の代りに下記条件（２−１）を満足すればより好ましい。
2004240464.tif 000007
【００３１】
また、下記条件（２−２）を満足すれば一層望ましい。
2004240464.tif 000008
【００３２】
本発明の他の第３の構成は、複数のレンズ群よりなる光学系で、光学系中の少なくとも１枚のレンズが媒質に屈折率分布を有する屈折率分布レンズであり、屈折率分布レンズを１枚有するレンズ群が主として変倍のために光軸上を移動しこの移動するレンズ群と共に明るさ絞りが光軸上を移動することを特徴とする。  ズーム光学系において変倍の際に移動するレンズ群に屈折率分布レンズを用いる場合、この可動の屈折率分布レンズと明るさ絞りとを一体に光軸上を移動させるようにすることが望ましい。このような構成にすれば、屈折率分布レンズに入射する軸外光線の光線高は、ズーム状態に関係なくほぼ一定になり、全状態において収差を良好に補正することが可能になる。
【００３３】
もし、屈折率分布レンズと明るさ絞りとが一体に光軸上を移動しないと、特にコマ収差等の軸外収差を広角端から望遠端までのすべての状態において良好に補正することは困難になる。
【００３４】
又、屈折率分布レンズと明るさ絞りとを光軸上を一体に移動させるようにすれば、収差補正上のメリットに加えて、低コスト化の点でもメリットを有する。それは、明るさ絞りの近傍の軸外光線高は、比較的低く屈折率分布レンズのレンズ径を小さくできる。屈折率分布レンズのレンズ径が小さければ、屈折率分布レンズ素子の作製費用が安くなり、低コストな光学系を達成することが可能になる。又、屈折率分布レンズが可動でない場合も、明るさ絞りの近傍に屈折率分布レンズを配置すれば光学系の低コスト化にとって有効である。
【００３５】
このように、明るさ絞りの近傍に屈折率分布レンズを配置する場合、ラジアル型屈折率分布レンズに限らずアキシャル型屈折率分布レンズや非球面レンズでもよい。また、屈折率分布レンズと絞りとは同じ鏡枠部材に組込んで光軸上を移動させることが可能である。又屈折率分布レンズと絞りとを別の鏡枠部材に組込んで夫々光軸上を移動させてもよい。
【００３６】
また、ラジアル型屈折率分布レンズの媒質の屈折力の符号（正、負の符号）は、ラジアル型屈折率分布レンズを用いるレンズ群の屈折力の符号と同じ符号であることが望ましい。このようにすれば、特にペッツバール和の補正にとって有利である。
【００３７】
ラジアル型屈折率分布レンズは、式（ｃ）より明らかなように、式の第２項の分母に二乗が掛かっている。そのため、同じ屈折力を有する均質レンズと比べて発生するペッツバール和を小さくできる。そのため、レンズ群の屈折力と同じ符号を持つ屈折力を媒質に持たせることが望ましい。特に、主として変倍に寄与するレンズ群に屈折率分布レンズを用いる場合、光学系を小型化し得るので望ましい。例えば、前記構成の光学系である、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、それ以降のレンズ群とにて構成される光学系で、第２レンズ群が主として変倍作用を持つ光学系において、第２レンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いる場合、媒質の屈折力は正の屈折力を持つことが望ましい。
【００３８】
また、負正負正の４群ズーム光学系あるいは負正正の３群ズーム光学系において第２レンズ群が主として変倍作用を持つ場合第２レンズ群以外のレンズ群を可動群として変倍時における像面位置の補正を行なうようにすることが好ましい。
【００３９】
又、変倍作用を持つレンズ群が二つ以上ある光学系の場合は、変倍作用を持つレンズ群のうちのいずれかのレンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いれば小型化および低コスト化を達成できる。例えば、正の屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群とそれ以降のレンズ群にて構成され、第２レンズ群と第３レンズ群とが変倍作用を有するレンズ群である変倍光学系の場合、第２レンズ群と第３レンズ群のいずれかのレンズ群かあるいは第２レンズ群と第３レンズ群の両方のレンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いれば、光学系の小型化、低コスト化を達成し得る。
【００４０】
又、本発明の各構成のズーム光学系において、これら光学系に用いるラジアル型屈折率分布レンズは、少なくとも１面が平面であることが、平面研磨が球面研磨よりも安価であるので望ましい。又ラジアル型屈折率分布レンズが両面平面形状であれば低コストを達成する上で一層好ましい。
【００４１】
また、ＣＣＤ等の撮像素子を用いる光学系は、画像周辺部での光量の不足を防止するために像面への軸外光線の入射角を小さくすることが望ましい。このように像面への軸外光線の入射角を小にするためには、光学系の最も像側のレンズは正レンズ又は正の接合レンズにすることが好ましい。
【００４２】
また、光学系を少ないレンズ枚数で小型で低コストにするためには、複数のレンズ群にて構成されたレンズ系の最も像側のレンズを正レンズにし、この正レンズの物体側にラジアル型屈折率分布レンズを配置した構成にすることが望ましい。このような構成の光学系は、ラジアル型屈折率分布レンズを含むレンズ群が光軸上を移動するとき、ラジアル型屈折率分布レンズからの光束を最も像側の正レンズにより像面に収束させることが可能になり少ないレンズ枚数でズーム光学系を構成できる。
【００４３】
また、ある程度のバックフォーカスを必要とする光学系において、小型化と低コスト化を達成するためには、複数のレンズ群にて構成されたレンズ系で、最も像側のレンズを正レンズとして、この正レンズの物体側に負レンズを配置し、この負レンズの物体側にラジアル型屈折率分布レンズを配置した構成のレンズ群を含むものにすることが望ましい。このレンズ系の負レンズは主としてバックフォーカスを長くする作用を有している。
【００４４】
また本発明の第３の構成である複数のレンズ群にて構成するズーム光学系において最も物体側の第１レンズ群は、変倍時固定であることが望ましい。このように第１レンズ群を固定にすれば、鏡枠構成上外部からの衝撃や圧力に対する強度を増大させ得る。もし、この第１レンズ群が可動であると、外部からの衝撃や圧力によって鏡枠の可動機構が破損するおそれがある。
【００４５】
また、複数のレンズ群よりなるズーム光学系は、収差補正上最も像側のレンズ群を変倍の際に固定にすることが望ましい。この最も像側のレンズ群は、主として結像作用を有するために、このレンズ群を固定にすれば変倍の際の収差変動を小さく抑えることが出来る。
【００４６】
又、本発明の各構成のズーム光学系において、光学系中に用いるラジアル型屈折率分布レンズにより色収差を十分良好に補正するためには、下記の条件（３）を満足することが望ましい。
【００４７】
（３）    １／Ｖ1d＜０．１５
もし、条件（３）を満足しないと色収差が補正不足になる。
【００４８】
また、条件（３）の変りに下記条件（３−１）を満足することがより好ましい。
【００４９】
（３−１）    −０．１＜１／Ｖ1d＜０．１
もし、条件（３−１）の上限の０．１を超えると色収差が補正不足になる。また下限の−０．１を超えると色収差が補正過剰になる。
【００５０】
また、条件（３−１）の代りに下記条件（３−２）を満足すれば一層望ましい。
【００５１】
（３−２）    −０．０２＜１／Ｖ1d＜０．０２
また、特に高精細な画質を必要とする光学系として用いる場合は、下記条件（３−３）を満足することが望ましい。
【００５２】
（３−３）    −０．０１＜１／Ｖ1d＜０．０１
以上述べた本発明の光学系は、銀塩カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、内視鏡、撮像装置、測定器等の光学系として用いられる。
【００５３】
ラジアル型屈折率分布レンズを例えばイオン交換法やゾルゲル法にて作製する場合、屈折率分布の高精度な制御は容易ではなく、レンズ外周部の屈折率分布が設計値から外れることがある。この屈折率分布が設計値より外れた素材は、外れ量を外径の加工により補正することにより良品レンズとして使用することが可能である。例えばレンズ素材の外周部を除去するか、樹脂等の透明部材を付加することにより外れ量を補正すれば比較的容易に良品を得ることが可能である。また絞りを設けることにより光束が外周部を通らないようにして遮蔽することも可能である。
【００５４】
又、前述のようにラジアル型屈折率分布レンズは、媒質で発生する色収差を所望の値にコントロールすることができるので、これを用いて色収差の少ないプリズム光学系を達成し得る。
【００５５】
通常、ガラスにプリズム作用を持たせ光軸を屈折させる場合、屈折面における波長による屈折率の違いにより色収差が発生する。そこでラジアル型屈折率分布レンズを用いてプリズム光学系を構成すれば、媒質で発生する色収差を所望の値にすることによりプリズム光学系全体の色収差を良好に補正することが可能である。この場合、プリズム光学系にて用いるラジアル型屈折率分布レンズは、低コストを達成するため１枚のみであることが望ましい。
【００５６】
また、各種光学システムの小型化に伴い光学系に用いられるレンズの径も微小化する傾向にある。しかしレンズの径が小さくなると複数のレンズを精度良く組立てることが困難になる。特にレンズの直径が１０mm以下のレンズを高い精度で組立てることは容易ではない。したがって光学系のレンズ枚数が少ないことが望まれ、そのためにも屈折率分布レンズを用いることが好ましい。屈折率分布レンズを用いることにより均質レンズよりも少ないレンズ枚数にて光学性能の良好な光学系を得ることが可能であり、したがってレンズの組立ても容易になる。また、屈折率分布レンズは、レンズが厚くなる傾向があり、そのためコバ厚も比較的厚くなり、レンズの保持や高精度な組立てが容易になる。
【００５７】
屈折率分布レンズは、レンズの直径が１０mm以下のレンズに用いることが効果的であり、レンズの直径が５mm以下のレンズに用いれば一層効果的である。しかし、屈折率分布レンズは、製作性を考えた場合、レンズの直径が０．１mm以上であることが望ましく、直径が極端に小さくなるとレンズの保持や加工が困難になる。そのためより望ましくは、屈折率分布レンズの直径は０．２mm以上であることが望ましい。
【００５８】
また、ラジアル型屈折率分布レンズの径が小さい場合素材作製のためのコストが低くなり、この点からも望ましい。
【００５９】
又、近年ＣＣＤ等の撮像素子の高密度化に伴って撮像素子の径が小さくなる傾向にある。そのため、撮像素子を用いた光学系においても屈折率分布レンズを用いることが望ましい。特に、ＣＣＤ等の撮像素子のサイズが画面対角長で1/2 インチ（像高４mm）以下の光学系に屈折率分布レンズを用いることが効果的である。また、より望ましくは、ＣＣＤ等の撮像素子サイズが画面対角長で1/3 インチ（像高３mm）以下の光学素子の光学系に屈折率分布レンズを用いることが効果的である。
【００６０】
また、本発明の光学系で用いる屈折率分布素材は、式（ａ）にて表わされる二乗式にて近似している。しかし、式（ａ）以外の式にて表わされる屈折率分布素材の場合も、式（ａ）にて近似して本発明の光学系にて適用することは可能である。
【００６１】
また、本発明は、特許請求の範囲に記載するものに限らず、特許請求の範囲に記載する構成を実質上満足するものであればよい。
【発明の効果】
【００６２】
本発明の光学系は、ラジアル型屈折率分布レンズを効果的に配置することにより少ないレンズ枚数の小型な光学系で、良好な光学性能になし得た。特にズーム光学系においては、変倍に寄与するレンズ群にラジアル型屈折率分布レンズを用いて小型で高性能な光学系を実現するようにした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
次に本発明の光学系の実施の形態を図示する実施例にもとずき説明する。
【００６４】
本発明の各実施例は、図１乃至図１１に示す構成で下記データを有する光学系である。
実施例１
ｆ＝6.56〜10.78 〜18.91 ，Ｆナンバー＝3.6 〜4.7 〜6.2 
２ω＝60.4°〜36°〜20°
ｒ1 ＝∞                ｄ1 ＝0.8000    ｎ1 ＝1.81600     ν1 ＝46.62 
ｒ2 ＝5.6195            ｄ2 ＝0.4788
ｒ3 ＝6.1295            ｄ3 ＝0.9983    ｎ2 ＝1.84666     ν2 ＝23.78 
ｒ4 ＝11.5281           ｄ4 ＝Ｄ1 （可変）
ｒ5 ＝∞（絞り）        ｄ5 ＝0.5000
ｒ6 ＝∞                ｄ6 ＝5.9864    ｎ3 （屈折率分布レンズ）
ｒ7 ＝∞                ｄ7 ＝Ｄ2 （可変）
ｒ8 ＝11.6948           ｄ8 ＝0.8000    ｎ4 ＝1.74077     ν4 ＝27.79 
ｒ9 ＝5.7435            ｄ9 ＝Ｄ3 （可変）
ｒ10＝15.2627           ｄ10＝1.4009    ｎ5 ＝1.88300     ν5 ＝40.76 
ｒ11＝-26.2228          ｄ11＝0.1993
ｒ12＝∞                ｄ12＝1.6000    ｎ6 ＝1.51633     ν6 ＝64.14 
ｒ13＝∞                ｄ13＝1.6000    ｎ7 ＝1.51633     ν7 ＝64.14 
ｒ14＝∞                ｄ14＝0.4000
ｒ15＝∞                ｄ15＝0.7500    ｎ8 ＝1.51633     ν8 ＝64.14 
ｒ16＝∞                ｄ16＝1.1255
ｒ17＝∞（像）
ｆ      6.56            10.78           18.91 
Ｄ1     11.06493        5.95704         0.50000 
Ｄ2     5.81906         6.47619         11.96499
Ｄ3     1.82166         6.33050         6.36121 
屈折率分布レンズ
波長    Ｎ0             Ｎ1 
ｄ線    1.65000         -9.2600 ×10-3
Ｃ線    1.64512         -9.2557 ×10-3
Ｆ線    1.66138         -9.2700 ×10-3
実施例２
ｆ＝6.68〜10.93 〜19.39 ，Ｆナンバー＝2.4 〜3.1 〜4.2 
２ω＝60°〜36°〜19.8°
ｒ1 ＝-361.5471         ｄ1 ＝1.0000    ｎ1 ＝1.81600     ν1 ＝46.62 
ｒ2 ＝7.0279            ｄ2 ＝0.8270
ｒ3 ＝7.6415            ｄ3 ＝2.4141    ｎ2 ＝1.84666     ν2 ＝23.78 
ｒ4 ＝12.9691           ｄ4 ＝Ｄ1 （可変）
ｒ5 ＝∞（絞り）        ｄ5 ＝0.5000
ｒ6 ＝∞                ｄ6 ＝4.7683    ｎ3 （屈折率分布レンズ）
ｒ7 ＝∞                ｄ7 ＝Ｄ2 （可変）
ｒ8 ＝11.9747           ｄ8 ＝0.9999    ｎ4 ＝1.84666     ν4 ＝23.78 
ｒ9 ＝6.5959            ｄ9 ＝Ｄ3 （可変）
ｒ10＝21.3761           ｄ10＝1.8432    ｎ5 ＝1.88300     ν5 ＝40.76 
ｒ11＝-21.3051          ｄ11＝1.0000
ｒ12＝∞                ｄ12＝1.6000    ｎ6 ＝1.51633     ν6 ＝64.14 
ｒ13＝∞                ｄ13＝1.6000    ｎ7 ＝1.51633     ν7 ＝64.14 
ｒ14＝∞                ｄ14＝1.0000
ｒ15＝∞                ｄ15＝0.7500    ｎ8 ＝1.51633     ν8 ＝64.14 
ｒ16＝∞                ｄ16＝1.1681
ｒ17＝∞（像）
ｆ      6.68            10.93           19.39 
Ｄ1     14.87539        8.67516         2.00000 
Ｄ2     7.18816         8.25510         15.35672
Ｄ3     0.95504         6.09207         5.68683 
屈折率分布レンズ
波長    Ｎ0             Ｎ1                   Ｎ2 
ｄ線    1.75000         -9.4769 ×10-3        4.7643×10-6
Ｃ線    1.74250         -9.4684 ×10-3        4.7643×10-6
Ｆ線    1.76750         -9.4968 ×10-3        4.7643×10-6
実施例３
ｆ＝6.58〜10.05 〜18.18 ，Ｆナンバー＝3.8 〜4.0 〜4.8 
２ω＝59.8°〜36.2°〜20°
ｒ1 ＝16.8604           ｄ1 ＝2.1134    ｎ1 ＝1.83481     ν1 ＝42.72 
ｒ2 ＝-391.7314         ｄ2 ＝Ｄ1 （可変）
ｒ3 ＝103.5216          ｄ3 ＝1.0000    ｎ2 ＝1.61800     ν2 ＝63.33 
ｒ4 ＝6.9508            ｄ4 ＝1.4921
ｒ5 ＝-7.4105           ｄ5 ＝1.0000    ｎ3 ＝1.72916     ν3 ＝54.68 
ｒ6 ＝-68.1757          ｄ6 ＝Ｄ2 （可変）
ｒ7 ＝∞（絞り）        ｄ7 ＝1.0000
ｒ8 ＝87.3294           ｄ8 ＝5.8926    ｎ4 （屈折率分布レンズ）
ｒ9 ＝∞                ｄ9 ＝4.0561
ｒ10＝12.5839           ｄ10＝1.0000    ｎ5 ＝1.84666     ν5 ＝23.78 
ｒ11＝8.5354            ｄ11＝5.1373
ｒ12＝13.2633           ｄ12＝1.2214    ｎ6 ＝1.83481     ν6 ＝42.72 
ｒ13＝136.3787          ｄ13＝Ｄ3 （可変）
ｒ14＝∞                ｄ14＝1.8000    ｎ7 ＝1.61700     ν7 ＝62.80 
ｒ15＝∞                ｄ15＝0.2000
ｒ16＝∞                ｄ16＝0.7500    ｎ8 ＝1.51633     ν8 ＝64.14 
ｒ17＝∞                ｄ17＝1.1715
ｒ18＝∞（像）
ｆ      6.58            10.05           18.18 
Ｄ1     1.06245         2.85460         3.49323 
Ｄ2     10.72360        6.43554         0.50000 
Ｄ3     0.49996         2.33703         8.32438 
屈折率分布レンズ
波長    Ｎ0             Ｎ1 
ｄ線    1.65000         -9.2600 ×10-3
Ｃ線    1.64512         -9.2557 ×10-3
Ｆ線    1.66138         -9.2700 ×10-3
実施例４
ｆ＝6.12〜10.37 〜17.41 ，Ｆナンバー＝3.1 〜3.3 〜3.4 
２ω＝64°〜37.8°〜22.8°
ｒ1 ＝21.5966           ｄ1 ＝2.4811    ｎ1 ＝1.84666     ν1 ＝23.78 
ｒ2 ＝83.9279           ｄ2 ＝Ｄ1 （可変）
ｒ3 ＝2148.0415         ｄ3 ＝0.7999    ｎ2 ＝1.77250     ν2 ＝49.60 
ｒ4 ＝7.7737            ｄ4 ＝Ｄ2 （可変）
ｒ5 ＝∞（絞り）        ｄ5 ＝1.0000
ｒ6 ＝∞                ｄ6 ＝7.0573    ｎ3 （屈折率分布レンズ）
ｒ7 ＝∞                ｄ7 ＝Ｄ3 （可変）
ｒ8 ＝25.3819           ｄ8 ＝0.7999    ｎ4 ＝1.84666     ν4 ＝23.78 
ｒ9 ＝6.9348            ｄ9 ＝Ｄ4 （可変）
ｒ10＝160.7405          ｄ10＝2.0020    ｎ5 ＝1.84666     ν5 ＝23.78 
ｒ11＝-9.8318           ｄ11＝Ｄ5 （可変）
ｒ12＝∞                ｄ12＝1.6000    ｎ6 ＝1.51633     ν6 ＝64.14 
ｒ13＝∞                ｄ13＝1.6000    ｎ7 ＝1.51633     ν7 ＝64.14 
ｒ14＝∞                ｄ14＝1.5000
ｒ15＝∞                ｄ15＝0.7500    ｎ8 ＝1.51633     ν8 ＝64.14 
ｒ16＝∞                ｄ16＝1.1568
ｒ17＝∞（像）
ｆ      6.12            10.37           17.41 
Ｄ1     1.89674         6.02579         9.83419 
Ｄ2     15.19674        7.32933         1.00000 
Ｄ3     2.27608         0.14807         0.42202 
Ｄ4     0.92932         3.69229         5.15328 
Ｄ5     0.19982         3.32183         4.12121 
屈折率分布レンズ
波長    Ｎ0             Ｎ1                   Ｎ2 
ｄ線    1.65000         -9.2600 ×10-3        1.0785×10-5
Ｃ線    1.64512         -9.2557 ×10-3        1.0780×10-5
Ｆ線    1.66138         -9.2700 ×10-3        1.0796×10-5
ｇ線    1.67083         -9.2518 ×10-3        1.1185×10-5
実施例５
ｆ＝4.75〜8.67〜13.94 ，Ｆナンバー＝2.7 〜3.8 〜4.8 
２ω＝71°〜40.5°〜24.2°
ｒ1 ＝295.4949          ｄ1 ＝1.6000    ｎ1 ＝1.84666     ν1 ＝23.78 
ｒ2 ＝-33.3209          ｄ2 ＝0.2000
ｒ3 ＝-61.1954          ｄ3 ＝0.8000    ｎ2 ＝1.61800     ν2 ＝46.62 
ｒ4 ＝5.4615            ｄ4 ＝2.0212
ｒ5 ＝6.3586            ｄ5 ＝1.6000    ｎ3  =1.84666     ν3 ＝23.78
ｒ6 ＝7.8635            ｄ6 ＝Ｄ1 （可変）
ｒ7 ＝∞                ｄ7 ＝6.9390    ｎ4（屈折率分布レンズ）
ｒ8 ＝∞                ｄ8 ＝Ｄ2 （可変）
ｒ9 ＝6.7708            ｄ9 ＝0.7997    ｎ5 ＝1.84666     ν5 ＝23.78 
ｒ10＝4.5573            ｄ10＝Ｄ3 （可変）
ｒ11＝26.7807           ｄ11＝1.8000    ｎ6 ＝1.81600     ν6 ＝46.62 
ｒ12＝-11.9170          ｄ12＝0.1999
ｒ13＝∞                ｄ13＝1.6000    ｎ7 ＝1.51633     ν7 ＝64.14 
ｒ14＝∞                ｄ14＝1.6000    ｎ8 ＝1.51633     ν8 ＝64.14 
ｒ15＝∞                ｄ15＝0.4000
ｒ16＝∞                ｄ16＝0.7500    ｎ9 ＝1.51633     ν9 ＝64.14 
ｒ17＝∞                ｄ17＝1.1419
ｒ18＝∞（像）
ｆ      4.75            8.67            13.94 
Ｄ1     11.45422        5.39034         1.00000 
Ｄ2     3.98909         5.04270         11.13732
Ｄ3     2.20490         7.18586         5.47117 
屈折率分布レンズ
波長    Ｎ0             Ｎ1                   Ｎ2 
ｄ線    1.80000         -8.3994 ×10-3        6.9866×10-6
Ｃ線    1.79200         -8.3821 ×10-3        6.9866×10-6
Ｆ線    1.81867         -8.4397 ×10-3        6.9866×10-6
ｇ線    1.83483         -8.4356 ×10-3        6.9866×10-6
ｅ線    1.80630         -8.4145 ×10-3        6.9866×10-6
実施例６
ｆ＝4.22〜7.46〜11.59 ，Ｆナンバー＝3.5 〜3.7 〜3.9 
２ω＝59.2°〜32.6°〜21°
ｒ1 ＝-83.2538          ｄ1 ＝0.9563    ｎ1 ＝1.72916     ν1 ＝54.68 
ｒ2 ＝13.7980           ｄ2 ＝Ｄ1 （可変）
ｒ3 ＝∞（絞り）        ｄ3 ＝1.0000
ｒ4 ＝8.2784            ｄ4 ＝6.1835    ｎ2 （屈折率分布レンズ）
ｒ5 ＝3.7725            ｄ5 ＝3.4709
ｒ6 ＝9.3241            ｄ6 ＝1.5000    ｎ3 ＝1.72916     ν3 ＝54.68 
ｒ7 ＝-21.8979          ｄ7 ＝Ｄ2 （可変）
ｒ8 ＝∞                ｄ8 ＝1.8000    ｎ4 ＝1.61700     ν4 ＝62.80 
ｒ9 ＝∞                ｄ9 ＝0.2000
ｒ10＝∞                ｄ10＝0.7500    ｎ5 ＝1.51633     ν5 ＝64.14 
ｒ11＝∞                ｄ11＝1.2424
ｒ12＝∞（像）
ｆ      4.22            7.46            11.5
Ｄ1     23.99294        7.93421         0.50000 
Ｄ2     1.00000         2.93580         5.39558 
屈折率分布レンズ
波長    Ｎ0             Ｎ1 
ｄ線    1.65000         -9.2600 ×10-3
Ｃ線    1.64512         -9.2557 ×10-3
Ｆ線    1.66138         -9.2700 ×10-3
実施例７
ｆ＝7.82〜10.73 〜23.55 ，Ｆナンバー＝2.6 〜3.2 〜5.0 
２ω＝45.8°〜23°〜15°
ｒ1 ＝-87.9283          ｄ1 ＝1.0110    ｎ1 ＝1.88300     ν1 ＝40.76 
ｒ2 ＝8.5547            ｄ2 ＝0.3932
ｒ3 ＝8.7336            ｄ3 ＝3.9684    ｎ2 ＝1.68893     ν2 ＝31.08 
ｒ4 ＝94.0338           ｄ4 ＝Ｄ1 （可変）
ｒ5 ＝∞（絞り）        ｄ5 ＝1.0502
ｒ6 ＝∞                ｄ6 ＝11.8703   ｎ3 （屈折率分布レンズ）
ｒ7 ＝5.0684            ｄ7 ＝Ｄ2 （可変）
ｒ8 ＝21.3858           ｄ8 ＝2.4007    ｎ4 ＝1.60300     ν4 ＝65.44 
ｒ9 ＝-19.6447          ｄ9 ＝Ｄ3 （可変）
ｒ10＝∞                ｄ10＝2.0200    ｎ5 ＝1.51633     ν5 ＝64.14 
ｒ11＝∞                ｄ11＝1.6000    ｎ6 ＝1.51633     ν6 ＝64.14 
ｒ12＝∞                ｄ12＝1.6000
ｒ13＝∞                ｄ13＝0.7500    ｎ7 ＝1.51633     ν7 ＝64.14 
ｒ14＝∞                ｄ14＝1.1586
ｒ15＝∞（像）
ｆ      7.82            10.78           23.55 
Ｄ1     20.16326        15.52315        2.07349 
Ｄ2     2.42907         8.51751         21.98237
Ｄ3     1.61275         0.19996         0.19997 
屈折率分布レンズ
波長    Ｎ0             Ｎ1                   Ｎ2 
ｄ線    1.58000         -6.0000 ×10-3        2.0040×10-5
Ｃ線    1.57652         -5.9775 ×10-3        1.9965×10-5
Ｆ線    1.58812         -6.0525 ×10-3        2.0216×10-5
実施例８
ｆ＝6.55〜11〜19.46 ，Ｆナンバー＝3.6 〜4.8 〜6.4 
２ω＝60.4°〜35.6°〜14.1°
ｒ1 ＝40.9080           ｄ1 ＝0.7999    ｎ1 ＝1.69680     ν1 ＝55.53 
ｒ2 ＝5.7662            ｄ2 ＝1.4033
ｒ3 ＝6.1102            ｄ3 ＝1.2293    ｎ2 ＝1.84666     ν2 ＝23.78 
ｒ4 ＝7.3191            ｄ4 ＝Ｄ1 （可変）
ｒ5 ＝∞（絞り）        ｄ5 ＝0.5000
ｒ6 ＝10.7147           ｄ6 ＝1.2317    ｎ3 ＝1.77250     ν3 ＝49.60 
ｒ7 ＝-202.6535         ｄ7 ＝2.7200
ｒ8 ＝15.4248           ｄ8 ＝1.6245    ｎ4 ＝1.88300     ν4 ＝40.76 
ｒ9 ＝-7.0963           ｄ9 ＝0.1988
ｒ10＝-6.0819           ｄ10＝0.8000    ｎ5 ＝1.84666     ν5 ＝23.78 
ｒ11＝59.2972           ｄ11＝Ｄ2 （可変）
ｒ12＝15.5725           ｄ12＝0.8000    ｎ6 ＝1.54814     ν6 ＝45.78 
ｒ13＝5.7769            ｄ13＝Ｄ3 （可変）
ｒ14＝13.2623           ｄ14＝1.9556    ｎ7 ＝1.88300     ν7 ＝40.76 
ｒ15＝-40.0039          ｄ15＝0.1998
ｒ16＝∞                ｄ16＝1.6000    ｎ8 ＝1.51633     ν8 ＝64.14 
ｒ17＝∞                ｄ17＝1.6000    ｎ9 ＝1.51633     ν9 ＝64.14 
ｒ18＝∞                ｄ18＝0.4000
ｒ19＝∞                ｄ19＝0.7500    ｎ10＝1.51633     ν10＝64.14 
ｒ20＝∞                ｄ20＝1.1663
ｒ21＝∞（像）
ｆ      6.55            11              19.46 
Ｄ1     11.53674        5.96880         0.50000 
Ｄ2     2.09559         2.70333         7.71887 
Ｄ3     2.60453         7.57840         8.04678 
実施例９
ｆ＝7.52，Ｆナンバー＝2.9 ，２ω＝59°
ｒ1 ＝∞（絞り）        ｄ1 ＝0.5000
ｒ2 ＝-4.2544           ｄ2 ＝3.3444    ｎ1 （屈折率分布レンズ）
ｒ3 ＝-8.1332           ｄ3 ＝3.0948
ｒ4 ＝10.1395           ｄ4 ＝3.9600    ｎ2 ＝1.80610     ν2 ＝40.92 
ｒ5 ＝-4.6038           ｄ5 ＝0.7983    ｎ3 ＝1.84666     ν3 ＝23.78 
ｒ6 ＝-25.3258          ｄ6 ＝2.4766
ｒ7 ＝∞                ｄ7 ＝1.6000    ｎ4 ＝1.51633     ν4 ＝64.14 
ｒ8 ＝∞                ｄ8 ＝1.6000    ｎ5 ＝1.51633     ν5 ＝64.14 
ｒ9 ＝∞                ｄ9 ＝0.5000
ｒ10＝∞                ｄ10＝0.7500    ｎ6 ＝1.48749     ν6 ＝70.23 
ｒ11＝∞                ｄ11＝1.1912
ｒ12＝∞（像）
屈折率分布レンズ
波長    Ｎ0             Ｎ1 
ｄ線    1.65000         -9.2600 ×10-3
Ｃ線    1.64487         -9.2558 ×10-3
Ｆ線    1.66197         -9.2699 ×10-3
実施例１０
ｒ1 ＝∞（絞り）        ｄ1 ＝15.0000   ｎ1 （屈折率分布レンズ）
ｒ2 ＝∞                ｄ2 ＝0.0925    
ｒ3 ＝∞（像）
屈折率分布レンズ
波長    Ｎ0             Ｎ1 
ｄ線    1.67800         -9.0245 ×10-3
Ｃ線    1.67265         -9.0959 ×10-3
Ｆ線    1.69049         -8.8577 ×10-3
実施例１１
ｆ＝4.89〜8.63〜20.4，Ｆナンバー＝3.2 〜4.1 〜6.6 
２ω＝76.6°〜44.4°〜19.2°
ｒ1 ＝17.8104           ｄ1 ＝2.6456    ｎ1 ＝1.74100     ν1 ＝52.64 
ｒ2 ＝6.7693            ｄ2 ＝2.5884
ｒ3 ＝330.8548          ｄ3 ＝0.8000    ｎ2 ＝1.60300     ν2 ＝65.44 
ｒ4 ＝8.6751            ｄ4 ＝0.7126
ｒ5 ＝8.4625            ｄ5 ＝1.6000    ｎ3 ＝1.84666     ν3 ＝23.78 
ｒ6 ＝16.3699           ｄ6 ＝Ｄ1 （可変）
ｒ7 ＝∞（絞り）        ｄ7 ＝0.5000
ｒ8 ＝∞                ｄ8 ＝5.4448    ｎ4 （屈折率分布レンズ）
ｒ9 ＝-40.2775          ｄ9 ＝Ｄ2 （可変）
ｒ10＝7.1860            ｄ10＝2.8854    ｎ5 ＝1.78472     ν5 ＝25.68 
ｒ11＝4.5503            ｄ11＝Ｄ3 （可変）
ｒ12＝29.4393           ｄ12＝2.0000    ｎ6 ＝1.69680     ν6 ＝55.53 
ｒ13＝-12.3722          ｄ13＝0.2000
ｒ14＝∞                ｄ14＝1.6000    ｎ7 ＝1.51633     ν7 ＝64.14 
ｒ15＝∞                ｄ15＝1.6000    ｎ8 ＝1.51633     ν8 ＝64.14 
ｒ16＝∞                ｄ16＝0.4000
ｒ17＝∞                ｄ17＝0.7500    ｎ9 ＝1.51633     ν9 ＝64.14 
ｒ18＝∞                ｄ18＝1.1493
ｒ19＝∞（像）
ｆ      4.89            8.63            20.4
Ｄ1     17.65743        8.86991         1.00000 
Ｄ2     4.75469         6.19762         16.16667
Ｄ3     2.00000         5.65005         9.32004 
屈折率分布レンズ
波長    Ｎ0             Ｎ1                   Ｎ2 
ｄ線    1.70000         -6.2418 ×10-3        -1.1880 ×10-5
Ｃ線    1.69475         -6.2588 ×10-3        -1.1912 ×10-5
Ｆ線    1.71225         -6.2021 ×10-3        -1.1804 ×10-5
ｇ線    1.72241         -6.1441 ×10-3        -1.1589 ×10-5
ただしｒ1 ，ｒ2 ，・・・ はレンズ各面の曲率半径、ｄ1 ，ｄ2 ，・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ1 ，ｎ2 ，・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ，ν2 ，・・・ は各レンズのアッベ数である。
【００６５】
実施例１は、図１に示す構成の光学系で、物体側より順に、負の屈折力の第１群と、正の屈折力の第２群と、負の屈折力の第３群と、正の屈折力の第４群とより構成されたズーム光学系である。又第４群以降に配置されている平行平板はローパスフィルターや赤外カットフィルター等の各種フィルターおよび撮像素子のカバーガラスである。
【００６６】
この実施例において、第１群は、変倍時に固定であり、軸上光束および軸外光束を第２群へ導く作用を有し、第２群は変倍時に可動であり、主として変倍作用を有し、第３群は変倍時に可動であり主として変倍に伴う像面位置のずれを補正する作用を有し、第４群は変倍時に固定であって第３群からの光束を結像する作用を有する。
【００６７】
以上のように、この実施例１は、負正負正の４群ズーム光学系で、光学系中にラジアル型屈折率分布レンズを用いることにより小型で低コストの光学系を達成し得た。また、ラジアル型屈折率分布レンズを変倍作用を有する第２群に用いることによりこの第２群の屈折力を強くして光学系を小型化したにも拘らず諸収差を良好に補正することが可能になった。またラジアル型屈折率分布レンズを用いることにより第２群を１枚のレンズにて構成することが可能になり、低コストの光学系になし得た。
【００６８】
また、本発明の光学系は、第３群である負レンズを光軸に沿って移動させて至近距離物点へのフォーカシングを行なうことが出来る。また第１群を光軸に沿って移動させてもフォーカシングを行なうことができる。
【００６９】
また、第１群は主として倍率の色収差や歪曲収差等の軸外収差を良好に補正するために、物体側より順に、負レンズと正レンズにて構成している。また、第１群を変倍の際に固定させることにより外部からの衝撃や圧力に対する強度を増すような鏡枠構成にすることが可能である。
【００７０】
また、最も像側のレンズ群（第４群）を変倍の際固定として変倍に伴う収差の変動を小さく抑えることを可能にした。
【００７１】
また、この実施例１の光学系は、絞りを第２群の物体側に配置し、変倍の際に絞りを第２群と一体に移動させるようにして変倍の際の収差変動が小さくなるようにした。したがって、第２群であるラジアル型屈折率分布レンズと絞りとが一体に移動するために、ラジアル型屈折率分布レンズの径を小さくすることができ低コストになし得る。又このラジアル型屈折率分布レンズの像側の第３群と第４群を負レンズ（第３群）および正レンズ（第４群）にて構成した。つまりラジアル型屈折率分布レンズの像側が物体側より順に負レンズと正レンズとにて構成して少ないレンズ枚数にて光学系を構成し得るようにした。つまり、画角を広げる作用を有する第１群より像側のレンズ構成を正レンズ、負レンズ、正レンズのトリプレット構成にし、少ないレンズ枚数で諸収差を効果的に補正し得るようにした。又最も像側のレンズを正レンズにしたことにより、軸外光線を光軸とほぼ平行に像面へ入射させることが出来る。また、屈折率分布レンズ以外のレンズを全て均質球面レンズにて構成して光学系の偏芯による悪影響が少なく（偏芯に強く）また低コストになし得る構成になっている。又ラジアル型屈折率分布レンズの両面を平面にしこれによっても低コスト化を達成した。
【００７２】
この実施例１の収差状況は、図１４、図１５、図１６に示す通りである。
【００７３】
実施例２は、図２に示す構成で、物体側より順に、変倍時固定の負の屈折力の第１群と、変倍時可動で正の屈折力の第２群と、変倍時可動で負の屈折力の第３群と、変倍時固定で正の屈折力の第４群とにて構成されたズーム光学系であり、第２群にラジアル型屈折率分布レンズを用いている。つまり実施例２は負正負正の４群構成の光学系であって、光学系中にラジアル型屈折率分布レンズを用いて小型で低コストになし得たものである。
【００７４】
また実施例２の各群の作用は実施例１とほぼ同様であるが、実施例１よりもＦナンバーを小にし明るい光学系にした。そのため特に第２群で発生する球面収差が大になる傾向を有するが、この群にラジアル型屈折率分布レンズを用いて球面収差を良好に補正するようにした。この正の屈折力の第２群は、負の球面収差
2004240464.tif 000009
【００７５】
にして媒質で正の球面収差を発生させて球面収差が良好に補正されるようにした。
【００７６】
実施例３は、図３に示す通りの構成で、物体側より順に、正の屈折力の第１群と、負の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群とより構成されたズーム光学系である。
【００７７】
この光学系の各群のうち、第１群は変倍時固定で第２群へ軸上および軸外光束を導く作用を有し、第２群および第３群は、変倍時可動で変倍作用を有すると共に両群の間隔を変化させることにより変倍に伴う像面位置のずれを補正する作用を有している。
【００７８】
この実施例３は正負正の３群ズーム光学系であり、光学系中にラジアル型屈折率分布レンズを用いて小型化と低コスト化を達成したものである。
【００７９】
又この実施例３は、正のレンズ群を先行させたズーム光学系であるが、主として変倍作用を有する第３群にラジアル型屈折率分布レンズを用いてこの群の屈折力を強くして小型化を達成したにも拘らず、諸収差が良好に補正されている。また、第１群は正レンズ１枚にて、第２群は負レンズ２枚にて、第３群は正レンズと負レンズと正レンズの３枚のレンズにて夫々構成し、第３群の最も物体側のレンズをラジアル型屈折率分布レンズにした。又絞りは第３群の物体側に配置し、第３群と絞りとを一体に可動させて、ラジアル型屈折率分布レンズの径を小さくしてコストを低減させている。又第３群の負レンズを光軸に沿って移動させて至近距離物点へのフォーカシングを行なうようにしてある。又第３群の最も物体側の正レンズを可動にしても至近距離物点へのフォーカシングが可能である。また第３群のラジアル型屈折率分布レンズの像側を物体側より順に負レンズと正レンズとにて構成することにより、少ないレンズ枚数にて良好な性能を有する光学系にした。また、ラジアル型屈折率分布レンズ以外のレンズは、すべて均質球面レンズにて構成し、偏芯に強くしたがって低コスト化を達成し得るようにした。又ラジアル型屈折率分布レンズの両面を平面にして低コストにした。
【００８０】
実施例４は、図４に示す構成の光学系であって、物体側より順に、正の屈折力の第１群と、負の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群と、負の屈折力の第４群と、正の屈折力の第５群とにて構成されたズーム光学系である。
【００８１】
この光学系において、第１群は、変倍時固定であり軸上および軸外光束を導く作用を有し、第２群と第３群とは変倍時可動であって主として変倍作用を有しており、第４群は主として変倍に伴う像面位置のずれを補正する作用を有しており、第５群は、第４群よりの光束を像面に結像する作用を有している。この実施例は、正負正負正の５群ズーム光学系中にラジアル型屈折率分布レンズを用いて小型化と低コスト化を達成したものである。
【００８２】
この実施例４は、正群先行のズーム光学系であるが、主として変倍作用を有する第３群にラジアル型屈折率分布レンズを用いてこの群の屈折力を強くして小型化を達成したもので、このように第３群の屈折力を強くしたにも拘らず、諸収差が良好に補正されている。また各群１枚のレンズにて構成した。
【００８３】
又、絞りは第３群の物体側に配置し、この絞りを第３群と一体に移動するようにして変倍の際の収差変動を少なくしている。また、絞りとラジアル型屈折率分布レンズとが一体に移動するようにしたのでラジアル型屈折率分布レンズの径を小さくすることが可能であり、低コストになし得た。又、ラジアル型屈折率分布レンズの像側の第４群を負レンズ１枚、第５群を正レンズ１枚にて構成し、つまりラジアル型屈折率分布レンズの像側が負レンズと正レンズのみにて構成され、これにより小型化を達成するようにした。
【００８４】
又、実施例４の光学系は、第４群を光軸に沿って移動させて至近距離物点へのフォーカシングを行なうようにしている。また第５群の正レンズにより至近距離物点へのフォーカシングを行なうことも可能である。
【００８５】
又この実施例はラジアル型屈折率分布レンズ以外はすべて均質球面レンズであり、光学系が偏芯に強くしたがって低コストにし得る。また、ラジアル型屈折率分布レンズの両面は平面であり、これによっても低コストになし得たものである。
【００８６】
実施例５は、図５に示す構成の光学系で、物体側より順に、負の屈折力の第１群と、正の屈折力の第２群と、負の屈折力の第３群と、正の屈折力の第４群とにて構成されたズーム光学系である。
【００８７】
この光学系において、第１群は、変倍時固定であって軸上光束および軸外光束を第２群へ導く作用を有し、第２群は変倍時可動であり主として変倍作用を有し、第３群は変倍時可動であって主として変倍に伴う像面位置のずれを補正する作用を有し、第４群は変倍時固定で、第３群からの光束を結像する作用を有する。このように本発明は負正負正の４群ズーム光学系で、光学系中にラジアル型レンズを用いて小型で低コストにした。
【００８８】
この実施例５は、実施例１に比べて第１群の構成枚数を３枚に増やすことによって広い画角の光学系にした。またラジアル型屈折率分布レンズを変倍作用を有する第２群に用いてこの第２群の屈折力を強くして光学系の小型化を達成すると共に諸収差を良好に補正するようにした。またラジアル型屈折率分布レンズを用いることにより第２群を１枚のレンズで構成し得るようにした。
【００８９】
この実施例５において、第１群は主として倍率の色収差や歪曲収差等の軸外収差を良好に補正するために、物体側より順に、正レンズと負レンズと正レンズとにて構成されている。明るさ絞りは第２群であるラジアル型屈折率分布レンズのほぼ中央部に仮想的に設けてあり、したがって第２群と一体に移動し変倍の際の収差の変動を小さくすることができる。更に絞りが第２群と一体に移動するために第２群であるラジアル型屈折率分布レンズの径を小さくして低コストになし得る。尚図においてＳが仮想絞りである。
【００９０】
このようにラジアル型屈折率分布レンズ内に明るさ絞りを仮想的に設ける場合、実際の絞り機構は、屈折率分布レンズの物体側と像側の両方に設けることが望ましい。このようにすれば、光束を均一に絞り込むことができ、画面内の明るさのむらを減小させることができ、又絞り込みによる解像力の向上が可能である。
【００９１】
図１３は、屈折率分布レンズの両側に絞り機構を設けた時の光束の状態を示す図である。図中ＧＬが屈折率分布レンズ、ＡＸは光軸、Ｌ1 は軸外主光線、Ｌ2 は上側従属光線、Ｌ3 は下側従属光線、Ｓ1 は物体側の絞り機構、Ｓ2 は像側の絞り機構、Ｓ3 は仮想絞りである。
【００９２】
図１３（Ａ）は、屈折率分布レンズの物体側に絞り機構Ｓ1 を配置した場合を示している。この場合、上側従属光線Ｌ2 はレンズＧＬのＰ点で制限されるため光束は主光線Ｌ1 に対して上側従属光線Ｌ2 と下側従属光線Ｌ3 が非対称になる。そのため絞り機構Ｓ1を絞り込むと下側従属光線Ｌ3 から絞られることになり非対称な絞り込みが生ずる。この非対称な絞り込みは、画角によりその程度が変わるために、絞り込んだ時に画面内で明るさのむらや解像のむらが生ずる。これを解消するためには、図１３（Ｂ）に示すように、屈折率分布レンズＧＬの物体側と像側の両方に絞り機構を設けて、仮想的な明るさ絞りがレンズ内部に設けられたような構成にすることが望ましい。この場合、上側従属光線Ｌ2は絞り機構Ｓ2にて制限され又下側従属光線Ｌ3は絞り機構Ｓ1により制限される。そのため二つの絞り機構Ｓ1とＳ2とを絞り込めば図１３（Ｃ）に示すように上側従属光線と下側従属光線とが主光線Ｌ1に対して対称に絞り込まれて、あたかもレンズ内部の仮想絞りＳ3が絞られたように作用する。
【００９３】
以上の理由から、実施例５のようにレンズ内に仮想絞りのある光学系の場合、その物体側と像側の両方に絞り機構を設けることが望ましい。
【００９４】
実施例６は、図６に示す構成で、物体側より順に、負の屈折力の第１群と、正の屈折力の第２群とで構成されたズーム光学系である。第１群と第２群は変倍時可動であって、両群の間隔を変えることにより変倍に伴う像面位置のずれを補正するようにしている。このように、実施例６は負正の２群ズーム光学系で、光学系中にラジアル型屈折率分布レンズを用いて小型化および低コスト化を達成した。この実施例は、負レンズ群先行のズーム光学系であるが主として変倍作用を有する第２群にラジアル型屈折率分布レンズを用いて、この第２群の屈折力を強くして光学系の小型化を達成すると共に諸収差を良好に補正した。
【００９５】
又明るさ絞りは第２群の物体側に配置し、第２群と一体に移動させて変倍の際の収差の変動を小さくし得るようにした。絞りをラジアル型屈折率分布レンズと一体に移動させるようにしたことにより、この屈折率分布レンズの径を小にすることができ低コストになし得る。また屈折率分布レンズの像側を正レンズ１枚にて構成し、つまり第２群をラジアル型屈折率分布レンズと正レンズとにて構成することにより少ないレンズ枚数にて光学系を構成するようにした。また屈折率分布レンズ以外は全て均質球面レンズにて構成して偏芯に強く低コストな光学系になし得る。
【００９６】
又ラジアル型屈折率分布レンズを負レンズの形状にして特にペッツバール和と色収差の補正を行ない、又その像側の面を凹面にしてバックフォーカスを長くした。
【００９７】
又、この実施例の光学系は、第２群の最も像側の正レンズを光軸に沿って移動させることにより至近距離物体へのフォーカシングを行なうようになっている。
【００９８】
実施例７は図７に示す通りの構成であって、物体側より順に、負の屈折力の第１群と、正の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群にて構成された３群ズーム光学系である。
【００９９】
この実施例において、第１群は変倍時固定で軸上光束および軸外光束を第２群へ導く作用を有し、第２群は変倍時に可動であって主として変倍作用を有し、第３群は主として変倍に伴う像面位置のずれを補正する作用を有している。この実施例は負正正の３群ズーム光学系で、光学系中にラジアル型屈折率分布レンズを用いて小型で低コストの光学系を達成し得たものである。
【０１００】
この実施例は負の群が先行するズーム光学系であるが、ラジアル型屈折率分布レンズを主として変倍作用を有する第２群に用いてこの群の屈折力を強くして小型化を達成したにも拘らず諸収差を良好に補正することを可能にした。又明るさ絞りを第２群である屈折率分布レンズの物体側に配置しそして絞りと第２群とが一体に可動であるので変倍の際の収差変動を小にすることができ、又ラジアル型屈折率分布レンズの径を小さくでき小型化を達成し得る。また屈折率分布レンズの像側のレンズつまり第３群を正レンズ１枚にて構成し、光学系全体が少ないレンズ枚数にて構成されている。更に屈折率分布レンズ以外は全て均質球面レンズにて構成して偏芯に強く低コストな光学系になっている。又ラジアル型屈折率分布レンズの片面を平面にしてコスト低減をはかっている。
【０１０１】
この実施例の光学系は、第３群を光軸に沿って移動させてフォーカシングを行なう。
【０１０２】
実施例８は、図８に示すように物体側より順に、負の屈折力の第１群と、正の屈折力の第２群と、負の屈折力の第３群と、正の屈折力の第４群とで構成された４群ズーム光学系である。
【０１０３】
この実施例の光学系は、第１群が変倍時固定で軸上および軸外光束を第２群へ導く作用を有し、第２群が変倍時可動であり主として変倍作用を有し、第３群が変倍時可動であって主として変倍に伴う像面位置のずれを補正する作用を有し、第４群が変倍時固定で第３群からの光束を結像する作用を有している。つまりこの実施例８は実施例１と同じ負正負正の４群ズーム光学系である。しかし光学系のすべてのレンズが均質レンズである点で異なっている。
【０１０４】
又この光学系は、第１群が主として倍率の色収差や歪曲収差等の軸外収差を良好に補正するために物体側より順に、負レンズと正レンズにて構成されている。また第１群は、変倍の際に固定であるので、外部からの衝撃や圧力に対する強度を増大させた鏡枠構成にすることができる。また最も像側のレンズ群である第４群が変倍の際に固定であるので変倍に伴う収差の変動を小さく抑えることが可能である。また、明るさ絞りが第２群の物体側に配置され第２群と一体に移動するようにして変倍の際の収差変動を小さくすることを可能にした。
【０１０５】
この実施例は、第３群を光軸に沿って移動させて至近距離物体へのフォーカシングを行なう。また、第１群あるいは第４群が光軸上を移動するようにしてフォーカシングを行なうこともできる。又第２群中の少なくとも１枚のレンズを移動させてもフォーカシングを行なうことができる。
【０１０６】
実施例９は図９に示すように物体側より順に、正の屈折力の第１群と正の屈折力の第２群とよりなる単焦点の光学系で、第１群はラジアル型屈折率分布レンズの正レンズ１枚、第２群は負レンズと正レンズとを接合した接合レンズよりなる。この実施例はラジアル型屈折率分布レンズと正の接合レンズの少ないレンズに拘らず高い結像性能を有している。また明るさ絞りは最も物体側に設けた。このようにラジアル型屈折率分布レンズの近傍に絞りを設けることにより屈折率分布レンズの径を小さくしてコストの低減をはかっている。
【０１０７】
また、この実施例では、ラジアル型屈折率分布レンズの面の形状を負レンズの形状にし色収差とペッツバール和を良好に補正している。またこの屈折率分布レンズを物体側に凹面を向けたメニスカス形状にして球面収差を良好に補正するようにしている。この屈折率分布レンズは絞り側に凹面を向けたメニスカス形状として特にコマ収差などの軸外収差も良好に補正し得るようにした。
【０１０８】
実施例１０は、図１０に示すようにラジアル型屈折率分布レンズ１枚よりなるプリズム光学系である。図１０の（Ａ）は面ｒ1と屈折率分布レンズの媒質の光軸ＡＸ2とを光学系の光軸ＡＸ1に対し偏芯させたものである。この実施例の光学系は、図示するような形状を偏芯させたラジアル型屈折率分布レンズ１枚にて光学系の光軸ＡＸ1 に対し斜め２７°方向の光束を光学系の面ｒ2 近傍に結像させる。
【０１０９】
通常の光学ガラスでは、図示するような形状の場合第１面ｒ1 におけるプリズム作用によりこの面で色収差が発生するが、この実施例ではラジアル型屈折率分布レンズにより色収差が補正されている。この場合、色収差を補正するためには、条件（３）を満足することが望ましい。この条件（３）を満足しないと色収差が補正不足になる。
【０１１０】
この実施例１０の光学系は、条件（３）を満足するようにしてあり、前記のように色収差が補正されている。
【０１１１】
図１０の（Ａ）に示すものは、第１面を光学系の光軸に対し偏芯させたものであるが、面のみあるいは媒質のみを偏芯させても同様のプリズム光学系を構成することができる。
【０１１２】
図１０（Ｂ）は媒質の光軸ＡＸ2 を光学系の光軸ＡＸ1 に対して偏芯させたものである。図においてＬ1 は光学系の光軸ＡＸ1 上に入射する軸外主光線、Ｌ2 、Ｌ3 は夫々従属光線である。この図に示すように、媒質の光軸ＡＸ2 を光学系の光軸に対して偏芯させることによってプリズム光学系を達成し得る。
【０１１３】
図１０（Ｂ）のラジアル型屈折率分布レンズは、図１０（Ｃ）に示すようにラジアル型屈折率分布レンズの斜線部分のみを取り出したもので、これによって図１０（Ｂ）の光学系が得られる。
【０１１４】
又、少なくとも１枚のレンズが、媒質に屈折率分布を有する屈折率分布レンズである光学系であり、屈折率分布レンズの一方の面あるいは屈折率分布レンズの媒質の光軸が光学系の光軸に対して偏芯している場合には、色収差を補正するために条件（３）を満足することが望ましい。
【０１１５】
実施例１１は、図１１に示すように、物体側より順に、負の屈折力の第１群と、正の屈折力の第２群と、負の屈折力の第３群と、正の屈折力の第４群とで構成されたズーム光学系である。また光学系の像側つまり第４群の像側に配置されている平行平面板は、ローパスフィルターや赤外カットフィルター等の各種フィルターおよび撮像素子のカバーガラスである。
【０１１６】
この実施例の光学系は、第１群と第２群が変倍時に可動であって主として変倍作用を有しており、第３群が変倍時に可動であって主として変倍に伴う像面位置のずれを補正する作用を有しており、第４群が変倍時に固定であって第３群からの光束を結像する作用を有している。
【０１１７】
このように、実施例１１は負正負正のズーム光学系であって、光学系中にラジアル型屈折率分布レンズを用いて小型化と低コスト化を達成したものである。また、ラジアル型屈折率分布レンズを変倍作用を有する第２群に用いてこの群の屈折力を強くして小型化を達成したにも拘らず諸収差を良好に補正することができる。又、ラジアル型屈折率分布レンズを用いて第２群を１枚のレンズにて構成して低コストにしている。
【０１１８】
又、第１群は主として倍率の色収差や歪曲収差等の軸外収差を良好に補正するために、物体側より順に、負レンズと負レンズと正レンズにて構成している。又最も像側のレンズ群つまり第４群は変倍時に固定であり、これにより変倍に伴う収差変動を抑えることができる。また明るさ絞りは第２群の物体側に配置し、第２群と絞りとを一体に移動させるようにして変倍時の収差変動を小さくしている。又ラジアル型屈折率分布レンズを絞りと一体に移動することによりラジアル型屈折率分布レンズの径を小にして低コストになし得る。また屈折率分布レンズ（第２群）の像側は物体側より順に負レンズ（第３群）と正レンズ（第４群）にて構成して少ないレンズにてレンズ系を構成するようにした。又、これにより第１群よりも像側の第２群、第３群、第４群が全体として正レンズ、負レンズ、正レンズのトリプレットの構成になり、少ないレンズ枚数にて諸収差を効率的に補正し得るようにしてある。また最も像側のレンズを正レンズにして軸外光線が光軸に対しほぼ平行に像面へ入射させることが可能になる。またラジアル型屈折率分布レンズ以外のレンズは全て均質球面レンズであり、偏芯に強く又低コスト化にとって有効である。
【０１１９】
実施例１２は図１２に示す通りで、ラジアル型屈折率分布レンズの外周部分が設計値より外れた場合の補正方法を示すものである。図１２の（Ａ）においてＡＸは光軸、ＧＬはラジアル型屈折率分布レンズ、Ｌ11は光軸近傍の開口比が小さい軸上光束、Ｌ12は光軸から離れた開口比の大きい軸上光束である。
【０１２０】
この図１２（Ａ）に示す屈折率分布レンズＧＬは、外周の屈折率分布が良品分布から外れており軸上光線が図示するような状況になっている。これにより、図１７（Ａ）に示すように開口比の大きい部分での球面収差の発生量が急速に大になっている。
【０１２１】
図１２（Ｂ）は屈折率分布レンズの周辺部分を加工して球面収差の補正を行なった例である。この周辺部の加工により球面収差は図１７（Ｂ）のように補正される。
【０１２２】
又図１２（Ｃ）に示すように周辺部にガラスやプラスチック等の透明な光学材料Ｔを付加することにより補正することも可能である。この例により球面収差は図１７（Ｃ）のように補正できる。
【０１２３】
以上述べた本発明の光学系は、特許請求の範囲に記載する発明のほか次の各項に記載する光学系も発明の目的を達成し得るものである。
【０１２４】
（１）特許請求の範囲の請求項１に記載する光学系で、第１レンズ群が変倍の際固定であることを特徴とする光学系。
【０１２５】
（２）  特許請求の範囲の請求項１に記載する光学系で、第２レンズ群が媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズを少なくとも１枚含むことを特徴とする光学系。
【０１２６】
（３）特許請求の範囲の請求項１に記載する光学系で第４レンズ群が変倍の際固定であることを特徴とする光学系。
【０１２７】
（４）特許請求の範囲の請求項１に記載する光学系で、媒質に光軸から半径方向に屈折率の分布を有するラジアル型屈折率分布レンズを少なくとも１枚含み、下記条件（１）を満足することを特徴とする光学系。
【０１２８】
（１）    ０．０１＜｜Ｎ1d×ｔG ｜＜１
（５）特許請求の範囲の請求項１に記載する光学系で、媒質に光軸から半径方向に屈折率の分布を有するラジアル型屈折率分布レンズを少なくとも１枚含み、下記条件（２）を満足することを特徴とする光学系。
2004240464.tif 000010
【０１２９】
（６）特許請求の範囲の請求項２に記載する光学系で、第１レンズ群が変倍の際に固定であり、少なくとも１枚の負レンズと正レンズとにて構成されていることを特徴とする光学系。
【０１３０】
（７）特許請求の範囲の請求項２に記載する光学系で、媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズを少なくとも１枚含むことを特徴とする光学系。
【０１３１】
（８）特許請求の範囲の請求項３に記載する光学系で、物体側より順に、負のレンズ群と正のレンズ群とのみにて構成されたことを特徴とする光学系。
【０１３２】
（９）特許請求の範囲の請求項３に記載する光学系で、最も物体側のレンズ群が変倍の際に固定であることを特徴とする光学系。
【０１３３】
（１０）特許請求の範囲の請求項３に記載する光学系で、少なくとも一つの屈折率分布レンズが媒質に光軸から半径方向に向かって屈折率の分布を有するラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件（１）を満足することを特徴とする光学系。
【０１３４】
（１）    ０．０１＜｜Ｎ1d×ｔG ｜＜１
（１１）特許請求の範囲の請求項３に記載する光学系で、少なくとも一つの屈折率分布レンズが媒質に光軸から半径方向に向かって屈折率の分布を有するラジアル型屈折率分布レンズで、下記条件（２）を満足することを特徴とする光学系。
2004240464.tif 000011
【０１３５】
（１２）複数のレンズ群よりなり少なくとも一つのレンズ群が光軸上を移動して変倍を行なう光学系で、光学系中の少なくとも１枚のレンズが媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズであり、前記屈折率分布レンズが両端面が平面である形状であることを特徴とする光学系。
【０１３６】
（１３）前記の（１２）の項に記載する光学系で、変倍に際し移動するレンズ群中に屈折率分布レンズを含み、前記の屈折率分布レンズを含むレンズ群と明るさ絞りとが一体に移動するように構成されたことを特徴とする光学系。
【０１３７】
（１４）前記の（１２）の項に記載する光学系で、下記条件（３）を満足することを特徴とする光学系。
【０１３８】
（３）    １／Ｖ1d＜０．１５
（１５）前記の（１２）の項に記載する光学系で、少なくとも一つの屈折率分布レンズが媒質に光軸から半径方向に向かって屈折率の分布を有するラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件（１）を満足することを特徴とする光学系。          （１）    ０．０１＜｜Ｎ1d×ｔG ｜＜１
（１６）前記の（１２）の項に記載する光学系で、屈折率分布レンズの少なくとも一つが媒質に光軸から半径方向に向かって屈折率の分布を有するラジアル型レンズで下記条件（２）を満足することを特徴とする光学系。
2004240464.tif 000012
【０１３９】
（１７）複数のレンズ群よりなり、少なくとも１つのレンズが媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズであり、この屈折率分布レンズの像側に物体側より順に負レンズと正レンズとを有することを特徴とする光学系。
【０１４０】
（１８）前記の（１７）の項に記載する光学系で、少なくとも一つのレンズ群が光軸上を移動することにより変倍を行なうことを特徴とする光学系。
【０１４１】
（１９）前記の（１８）の項に記載する光学系で、屈折率分布レンズが媒質に正の屈折力を持ち、前記正レンズと負レンズが均質球面レンズであることを特徴とする光学系。
【０１４２】
（２０）前記の（１８）の項に記載する光学系で、屈折率分布レンズの少なくとも１面が平面形状であることを特徴とする光学系。
【０１４３】
（２１）複数のレンズ群よりなり、少なくとも１枚のレンズが媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズであり、屈折率分布レンズの像側が正レンズ１枚のみからなることを特徴とする光学系。
【０１４４】
（２２）前記の（２１）の項に記載する光学系で、少なくとも一つのレンズ群が光軸上を移動することにより変倍を行なうことを特徴とする光学系。
【０１４５】
（２３）光学系中に媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズを少なくとも１枚含み、屈折率分布レンズの物体側と像側に絞り機構が設けられていることを特徴とする光学系。
【０１４６】
（２４）前記の（２３）の項に記載する光学系で、少なくとも一つの屈折率分布レンズが媒質に光軸から半径方向に向かって屈折率分布を有するラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件（１）を満足することを特徴とする光学系。
【０１４７】
（１）    ０．０１＜｜Ｎ1d×ｔG ｜＜１
（２５）前記の（２３）の項に記載する光学系で、少なくとも一つの屈折率分布レンズが媒質に光軸から半径方向に向かって屈折率分布を有するラジアル型屈折率分布レンズであり、下記条件（２）を満足することを特徴とする光学系。
2004240464.tif 000013
【０１４８】
（２６）前記の（２３）の項に記載する光学系で、下記条件（３）を満足することを特徴とする光学系。
【０１４９】
（３）    １／Ｖ1d＜０．１５
（２７）媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズを含み、屈折率分布レンズの外周部を加工して外周部の屈折率分布による結像性能の劣化を補正した光学系。
【０１５０】
（２８）前記の（２７）の項に記載する光学系で、屈折率分布レンズの外周部を除去加工したことを特徴とする光学系。
【０１５１】
（２９）前記の（２７）の項に記載する光学系で、屈折率分布レンズの外周部を透明な光学部材を付加したことを特徴とする光学系。
【０１５２】
（３０）レンズ系中に少なくとも１枚の媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズを含み、前記屈折率分布レンズの少なくとも一方の面が偏芯していることを特徴とする光学系。
【０１５３】
（３１）前記の（３０）の項に記載する光学系で、下記条件（３）を満足することを特徴とする光学系。
【０１５４】
（３）    １／Ｖ1d＜０．１５
（３２）少なくとも１枚のレンズが媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズで、この屈折率分布レンズの媒質の光軸が光学系の光軸に対して偏芯していることを特徴とする光学系。
【０１５５】
（３３）前記の（３２）の項に記載する光学系で、下記条件（３）を満足することを特徴とする光学系。
【０１５６】
（３）    １／Ｖ1d＜０．１５
（３４）物体側より順に、正の屈折力の第１群と、負の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群と、負の屈折力の第４群と、正の屈折力の第５群とよりなり、少なくとも１枚の媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズを用いたことを特徴とする光学系。
【０１５７】
（３５）前記の（３４）の項に記載する光学系で、媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズを少なくとも１枚含むことを特徴とする光学系。
【０１５８】
（３６）前記の（３４）の項に記載する光学系で、すべての群が３枚以下のレンズにて構成されていることを特徴とする光学系。
【０１５９】
（３７）前記の（３５）の項に記載する光学系で、すべての群が２枚以下のレンズにて構成されていることを特徴とする光学系。
【０１６０】
（３８）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１２）、（１７）、（２１）、（２３）、（２７）、（３０）、（３２）又は（３４）の項に記載する光学系で、画面の有効対角長が1/2 インチ以下の撮像素子を用いていることを特徴とする光学系。
【０１６１】
（３９）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１２）、（１７）、（２１）、（２３）、（２７）、（３０）、（３２）又は（３４）の項に記載する光学系で、画面の有効対角長が1/3 インチ以下の撮像素子を備えたことを特徴とする光学系。
【０１６２】
（４０）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１２）、（１７）、（２１）、（２３）、（２７）、（３０）、（３２）又は（３４）の項に記載する光学系で、媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズを少なくとも１枚含み、該屈折率分布レンズの直径が０．１mm以上１０mm以下であることを特徴とする光学系。
【０１６３】
（４１）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１２）、（１７）、（２１）、（２３）、（２７）、（３０）、（３２）又は（３４）の項に記載する光学系で、媒質に屈折率の分布を有する屈折率分布レンズを１枚含み、該屈折率分布レンズの直径が０．２mm以上５mm以下であることを特徴とする光学系。
【０１６４】
（４２）特許請求の範囲の請求項、２又は３あるいは前記の（１２）、（１７）、（２１）、（２３）、（２７）、（３０）、（３２）又は（３４）の項に記載する光学系を用いたことを特徴とする撮像装置。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】本発明の実施例１の断面図
【図２】本発明の実施例２の断面図
【図３】本発明の実施例３の断面図
【図４】本発明の実施例４の断面図
【図５】本発明の実施例５の断面図
【図６】本発明の実施例６の断面図
【図７】本発明の実施例７の断面図
【図８】本発明の実施例８の断面図
【図９】本発明の実施例９の断面図
【図１０】本発明の実施例１０の断面図
【図１１】本発明の実施例１１の断面図
【図１２】本発明の実施例１２の断面図
【図１３】屈折率分布レンズの前後に絞りを配置した時の光線の状況を示ず図
【図１４】本発明の実施例１の広角端における収差曲線図
【図１５】本発明の実施例１の中間焦点距離における収差曲線図
【図１６】本発明の実施例１の望遠端における収差曲線図
【図１７】本発明の実施例１２の収差の概要を示す図である。
【図１】
2004240464.tif 000014
【図２】
2004240464.tif 000015
【図３】
2004240464.tif 000016
【図４】
2004240464.tif 000017
【図５】
2004240464.tif 000018
【図６】
2004240464.tif 000019
【図７】
2004240464.tif 000020
【図８】
2004240464.tif 000021
【図９】
2004240464.tif 000022
【図１０】
2004240464.tif 000023
【図１１】
2004240464.tif 000024
【図１２】
2004240464.tif 000025
【図１３】
2004240464.tif 000026
【図１４】
2004240464.tif 000027
【図１５】
2004240464.tif 000028
【図１６】
2004240464.tif 000029
【図１７】
2004240464.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月16日(2004.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とよりなり、前記第１レンズ群が、物体側から順に、１枚の負レンズと１枚の正レンズのみからなることを特徴とする光学系。
【請求項２】
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とよりなり、明るさ絞りが前記第２レンズ群の物体側に配置され、前記第２レンズ群と一体に移動することを特徴とする光学系。
【請求項３】
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とよりなり、前記第３レンズ群は、フォーカシングのために、光軸に沿って移動することを特徴とする光学系。
【請求項４】
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とよりなり、前記第１レンズ群は変倍時固定であり、フォーカシングのために、光軸に沿って移動することを特徴とする光学系。
【請求項５】
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とよりなり、前記第４レンズ群は変倍時固定であり、フォーカシングのために、光軸に沿って移動することを特徴とする光学系。
【請求項６】
前記第３レンズ群が１枚のレンズのみからなることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５の光学系。
【請求項７】
前記第４レンズ群が１枚のレンズのみからなることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５の光学系。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の光学系は、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と正の屈折力の第４レンズ群とよりなり、第２レンズ群中に媒質に屈折率分布を有するレンズを少なくとも１枚用いたことを特徴とする。又本発明の光学系は、第２レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行なう光学系である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
また、この実施例１の光学系は、絞りを第２群の物体側に配置し、変倍の際に絞りを第２群と一体に移動させるようにして変倍の際の収差変動が小さくなるようにした。したがって、第２群であるラジアル型屈折率分布レンズと絞りとが一体に移動するために、ラジアル型屈折率分布レンズの径を小さくすることができ低コストになし得る。又このラジアル型屈折率分布レンズの像側の第３群と第４群を負レンズ（第３群）および正レンズ（第４群）にて構成した。つまりラジアル型屈折率分布レンズの像側を物体側より順に負レンズと正レンズとにて構成して少ないレンズ枚数にて光学系を構成し得るようにした。つまり、画角を広げる作用を有する第１群より像側のレンズ構成を正レンズ、負レンズ、正レンズのトリプレット構成にし、少ないレンズ枚数で諸収差を効果的に補正し得るようにした。又最も像側のレンズを正レンズにしたことにより、軸外光線を光軸とほぼ平行に像面へ入射させることが出来る。また、屈折率分布レンズ以外のレンズを全て均質球面レンズにて構成して光学系の偏芯による悪影響が少なく（偏芯に強く）また低コストになし得る構成になっている。又ラジアル型屈折率分布レンズの両面を平面にしこれによっても低コスト化を達成した。