(57)【要約】【課題】  複数の光学要素が接合されて構成され、かつ耐環境性に優れた光学素子、それを有する光学系及び光学機器を提供すること。【解決手段】  光学素子１は、第１の光学要素１１と、第１の光学要素１１に接合された有機材料から成る第２の光学要素１２と、有機材料から成る第３の光学要素１３と、第３の光学要素１３に接合された第４の光学要素１４と、を含み、第２及び第３の光学要素は、接合部材１５を介して互いに接合されている。【選択図】  図１
2017090709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光学要素と、該第１の光学要素に接合された有機材料から成る第２の光学要素と、有機材料から成る第３の光学要素と、該第３の光学要素に接合された第４の光学要素と、を含み、
前記第２及び第３の光学要素は、接合部材を介して互いに接合されていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記第１乃至第４の光学要素及び前記接合部材のヤング率を各々Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅｃとするとき、
０．５＜Ｌｏｇ｛Ｅ１×Ｅ４／（Ｅ２×Ｅ３）｝＜８
−１＜Ｌｏｇ（Ｅ２×Ｅ３／Ｅｃ２）＜１０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記第２及び第３の光学要素のヤング率を各々Ｅ２、Ｅ３とするとき、
０≦｜Ｌｏｇ（Ｅ２／Ｅ３）｜＜１
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に記載の光学素子。
【請求項４】
前記第２及び第３の光学要素及び前記接合部材のヤング率を各々Ｅ２、Ｅ３、Ｅｃとし、前記第２及び第３の光学要素及び前記接合部材の光軸方向の厚さの最大値を各々ｔ２、ｔ３、ｔｃとするとき、
−２０＜Ｌｏｇ｛（ｔｃ×Ｅｃ）２／（ｔ２×Ｅ２×ｔ３×Ｅ３）｝＜０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記第２及び第３の光学要素及び前記接合部材の屈折力を各々φ２、φ３、φｃとするとき、
０≦｜φｃ｜／（｜φ２｜＋｜φ３｜）＜０．２
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記第２及び第３の光学要素及び前記接合部材の線膨張係数を各々α２、α３、αｃとし、前記第２及び第３の光学要素及び前記接合部材の光軸方向の厚さの最大値を各々ｔ２、ｔ３、ｔｃとするとき、
−１０＜Ｌｏｇ（α２×α３／αｃ２）／Ｌｏｇ（ｔ２×ｔ３／ｔｃ２）＜６
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記第２及び第３の光学要素は、樹脂材料から成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記第２及び第３の光学要素の少なくとも一方は、樹脂材料及び該樹脂材料の中に分散された無機微粒子を含む混合体から成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項９】
前記第１及び第４の光学要素は、無機ガラスから成ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学素子と、該光学素子の物体側又は像側に配置される開口絞りと、を有することを特徴とする光学系。
【請求項１１】
前記第２及び第３の光学要素の屈折力を各々φ２、φ３とし、前記光学系の全系の屈折力をφｔｏｔａｌとするとき、
０．０１＜（｜φ２｜＋｜φ３｜）／φｔｏｔａｌ＜０．８
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１０に記載の光学系。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の光学系と、該光学系を保持する鏡筒と、を有することを特徴とする光学機器。
【請求項１３】
第１乃至第４の光学要素を含む光学素子の製造方法であって、
前記第１及び第４の光学要素を形成する工程と、
前記第１の光学要素の上に、有機材料を用いて前記第２の光学要素を形成する工程と、
前記第４の光学要素の上に、有機材料を用いて前記第３の光学要素を形成する工程と、
前記第２及び第３の光学要素を接合部材により接合する工程と、
を有することを特徴とする製造方法。
【請求項１４】
前記接合部材は、光硬化型の接合部材であることを特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光学要素が接合された光学素子及びそれを有する光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラやビデオ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には、無機ガラスから成る光学要素と樹脂から成る光学要素とが接合された光学素子を採用することにより、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に記載の光学素子において、無機ガラス及び樹脂の線膨張係数は互いに大きく異なるため、環境温度が変化した場合、各光学要素の形状変化が生じて、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。
【０００５】
本発明は、複数の光学要素が接合されて構成され、かつ耐環境性に優れた光学素子、それを有する光学系及び光学機器を提供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素子は、第１の光学要素と、該第１の光学要素に接合された有機材料から成る第２の光学要素と、有機材料から成る第３の光学要素と、該第３の光学要素に接合された第４の光学要素と、を含み、前記第２及び第３の光学要素は、接合部材を介して互いに接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の光学要素が接合されて構成され、かつ耐環境性に優れた光学素子、それを有する光学系及び光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る光学素子の要部断面図
【図２】実施例１及び比較例に係る光学面の変形量を示す図
【図３】本発明の実施例２に係る光学系の無限遠物体への合焦状態における断面図
【図４】本発明の実施例２に係る光学系の無限遠物体への合焦状態における収差図
【図５】本発明の実施例３に係る光学素子の要部断面図
【図６】実施例３及び比較例に係る光学面の変形量を示す図
【図７】本発明の実施例４に係る光学系の無限遠物体への合焦状態における断面図
【図８】本発明の実施例４に係る光学系の無限遠物体への合焦状態における収差図
【図９】本発明の実施例５に係る光学素子の要部断面図
【図１０】実施例５及び比較例に係る光学面の変形量を示す図
【図１１】本発明の実施例６に係る光学系の無限遠物体への合焦状態における断面図
【図１２】本発明の実施例６に係る光学系の無限遠物体への合焦状態における収差図
【図１３】本発明の実施例７に係る光学素子の要部断面図
【図１４】本発明の実施例８に係る光学系の無限遠物体への合焦状態における断面図
【図１５】実施例８及び比較例に係る光学面の変形量を示す図
【図１６】本発明の実施例８に係る光学系の無限遠物体への合焦状態における収差図
【図１７】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素子１の光軸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素子１は、４つの光学要素が接合（一体化）されて構成されている。具体的に、光学素子１は、第１の光学要素１１と、第１の光学要素１１に接合された第２の光学要素１２と、第２の光学要素１２に接合された第３の光学要素１３と、第３の光学要素１３に接合された第４の光学要素１４と、を含んでいる。第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３は、有機材料から成り、接合部材１５を介して互いに接合されている。
【００１１】
本実施形態に係る光学素子１は、上記の構成により、優れた耐環境性を実現している。光学素子１について、以下に詳細に説明する。
【００１２】
本実施形態における光学要素とは、ガラス等の無機材料やプラスチック（樹脂）等の有機材料などから成り、屈折作用を有する光学部材のことを示している。なお、各光学要素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、実質的に屈折力を有さないものについては、本実施形態に係る光学要素には含まれない。図１に示した光学素子１は、４つの光学要素から成る構成を採っているが、第１乃至第４の光学要素を含む４つ以上の光学要素が接合された構成であれば、光学要素の数はこれに限られるものではない。
【００１３】
本実施形態における有機材料とは、樹脂材料を硬化させたものや、有機物に無機微粒子を分散させて硬化させたもの（有機複合物）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を採用することができる。なお、第２光学要素１２及び第３光学要素１３の夫々は、互いに異なる有機材料から成る複数の光学部材で構成されていてもよい。
【００１４】
本実施形態に係る光学素子１の製造方法は、第１及び第４の光学要素を形成する工程と、第１の光学要素１１の光学面上に第２の光学要素１２を形成する工程と、第４の光学要素１４の光学面上に第３の光学要素１３を形成する工程と、を有する。さらに、第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３の光学面同士を接合部材１５により接合する工程により光学素子１を製造することができる。
【００１５】
ただし、光学素子１の製造方法はこれに限られるものではなく、各工程の順序の入れ替えなどを行なってもよい。例えば、予め第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３の少なくとも一方を形成してから、第１乃至第４の光学要素の夫々を接合部材１５により接合してもよい。
【００１６】
なお、本実施形態における「光学面」とは、各光学要素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）を有する部分を示しており、使用状態において結像に寄与する有効光線が通過する領域（有効面）に対応する。また、本実施形態において、各光学要素の光学面は全て鏡面である。すなわち、各光学要素の保持等のための鏡面ではない面や、光軸を含む断面内において光軸と直交する方向（径方向）における端面などは、光学面に含まれない非光学面である。
【００１７】
本実施形態における「光学要素の径」とは、光軸を含む断面内での径方向における、各光学要素の端部同士の距離（幅）、又はその端部の位置、を示している。そして、非光学面を含めた光学要素の最大径を外径、光学面の最大径を内径又は有効径と称する。また、本実施形態における「接合面」とは、各光学要素において、接合部材の有無を問わず他の光学要素に接合されている面のことを示している。
【００１８】
本実施形態に係る光学素子１において、各光学要素の形状や材料を適切に設定することにより、小型化及び良好な光学性能を実現することができる。しかし、一般的に、有機材料は、ガラス等の無機材料と比較して環境変動により変形し易い。例えば、雰囲気（空気等）の温度が常温に対して大きく変化した高温環境下又は低温度環境下においては、有機材料から成る光学要素が膨張又は収縮し、その表面形状や屈折率などの光学特性が変化してしまう。また、高湿度環境下においては、吸水により膨張又は収縮し、有機材料から成る光学要素又は有機材料から成る光学要素と接合された光学要素の表面形状が変形して、その光学特性が変化してしまう。
【００１９】
このとき、有機材料から成る光学要素の光軸方向の厚さを薄くすることにより、その表面が雰囲気に曝される面積を減らして、環境変動の影響を低減する方法も考えられる。しかし、有機材料は無機ガラス等と比較して機械強度が弱いため、有機材料から成る光学要素を薄く構成した場合、それを鏡筒等で保持する際に変形してしまうこと等が懸念される。
【００２０】
そこで、本実施形態に係る光学素子１は、有機材料から成る光学要素が有する２つの光学面（入射面及び出射面）の両方を、他の光学要素の光学面に接合した構成を採っている。これにより、有機材料から成る光学要素の各光学面が雰囲気中に曝されることを防ぎ、環境変動による変形や光学特性の変化を抑制することができ、かつ、有機材料から成る光学要素の機械強度を保つことができる。
【００２１】
しかしながら、有機材料から成る光学要素の機械強度を確保するために、その厚さを十分に厚くする場合、有機材料を硬化させて成形する過程でその収縮量が大きくなり、形成された光学要素に割れが生じてしまう可能性がある。また、ガラス等の無機材料及び有機材料の線膨張係数は互いに大きく異なるため、高湿度環境下においては、有機材料から成る光学要素に大きな応力が生じてしまう。これにより、各光学要素の形状が変化して、良好な光学性能（結像性能）が得られなくなる可能性がある。
【００２２】
そこで、本実施形態では、有機材料から成る光学要素を、第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３の２つに分けて形成している。これにより、有機材料から成る光学要素の厚さを、第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３の夫々で分担することができるため、有機材料の硬化時の収縮量を低減し、光学要素の割れの発生を抑制することが可能になる。さらに、本実施形態では、第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３を接合部材１５により接合している。これにより、第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３の界面で、夫々の膨張及び収縮による応力を接合部材１５により緩和することができ、光学性能の変化を抑制することが可能になる。
【００２３】
ここで、温度変化による各光学要素の形状変化の度合いは、各光学要素の構成方法及び光学要素同士を接合する接合部材１５の機械特性、特にヤング率に相関する。そこで、本実施形態では、各光学要素及び接合部材１５のヤング率を好適に選択することで、光学素子１の耐環境性の向上を可能にしている。具体的には、光学素子１において、接合部材１５のヤング率を第２及び第３の光学要素のヤング率と同程度以下に設定することで、温度又は湿度の変化により生じる各光学要素の形状変化を、接合部材１５の形状変化によって吸収することができる。
【００２４】
これにより、各光学面の形状変化を低減することができ、雰囲気に曝されている光学面の変形による光学特性の変化を抑制することが可能になる。特に、有機材料からなる第２及び第３の光学要素については、温度変化により大きな形状変化が発生し易いため、適切な機械特性を有する接合部材１５を用いることで、各光学面の形状変化の低減効果を十分に得ることができる。なお、第２及び第３の光学要素及び接合部材１５は雰囲気に曝されていないため、夫々の形状変化が光学性能に与える影響は小さい。
【００２５】
本実施形態に係る光学素子１は、第１乃至第４の光学要素及び接合部材１５のヤング率を各々Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅｃとするとき、以下の条件式（１）及び（２）を満足することが望ましい。
０．５＜Ｌｏｇ｛Ｅ１×Ｅ４／（Ｅ２×Ｅ３）｝＜８    ・・・（１）
−１＜Ｌｏｇ（Ｅ２×Ｅ３／Ｅｃ２）＜１０    ・・・（２）
【００２６】
条件式（１）の下限を下回ると、第２及び第３の光学要素の剛性に対して第１及び第４の光学要素の剛性が小さくなり過ぎてしまい、温度変化に対する第１及び第４の光学要素のひずみが過大となる。これにより、接合部材１５による光学素子１の形状変化の低減効果が十分に得られなくなる。一方で、条件式（１）の上限を上回ると、第２及び第３の光学要素の剛性に対して第１及び第４の光学要素の剛性が十分に大きくなり、温度変化に対する第１及び第４の光学要素のひずみは相対的に小さくなる。これにより、光学性能に影響を及ぼす程の形状変化は生じなくなる。
【００２７】
条件式（２）の下限を下回ると、接合部材１５のひずみが小さくなり過ぎてしまい、第２及び第３の光学要素の形状変形を吸収する効果を十分に得ることができなくなる。これにより、第１及び第４の光学要素における第２及び第３の光学要素と接合されていない光学面の形状変化を低減する効果が十分に得られなくなる。一方で、条件式（２）の上限を上回ると接合部材１５の形状変形が大きくなり過ぎてしまい、各光学要素の自重による変形や、各接合面の剥離、接合部材１５の裂け等が発生してしまう可能性が生じる。
【００２８】
さらに、以下の条件式（１ａ）及び（２ａ）〜（１ｄ）及び（２ｄ）を順に満たしていくことがより好ましい。
１＜Ｌｏｇ｛Ｅ１×Ｅ４／（Ｅ２×Ｅ３）｝＜７    ・・・（１ａ）
０＜Ｌｏｇ（Ｅ２×Ｅ３／Ｅｃ２）＜９    ・・・（２ａ）
１．５＜Ｌｏｇ｛Ｅ１×Ｅ４／（Ｅ２×Ｅ３）｝＜６    ・・・（１ｂ）
０．４＜Ｌｏｇ（Ｅ２×Ｅ３／Ｅｃ２）＜８    ・・・（２ｂ）
２＜Ｌｏｇ｛Ｅ１×Ｅ４／（Ｅ２×Ｅ３）｝＜５    ・・・（１ｃ）
０．８＜Ｌｏｇ（Ｅ２×Ｅ３／Ｅｃ２）＜７    ・・・（２ｃ）
２．５＜Ｌｏｇ｛Ｅ１×Ｅ４／（Ｅ２×Ｅ３）｝＜４    ・・・（１ｄ）
１．２＜Ｌｏｇ（Ｅ２×Ｅ３／Ｅｃ２）＜６．５    ・・・（２ｄ）
【００２９】
ここで、本実施形態に係る光学素子１は、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０≦｜Ｌｏｇ（Ｅ２／Ｅ３）｜＜１    ・・・（３）
【００３０】
環境変動による変形を抑制するためには、第２及び第３の光学要素が同程度の剛性であることが望ましい。条件式（３）を満足することで、第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３の剛性の差が小さくなり、第１及び第４の光学要素における第２及び第３の光学要素と接合されていない光学面の形状変化の低減効果が大きくなる。条件式（３）の範囲を外れると、第２及び第３の光学要素の剛性の差が大きくなり、環境変動による各光学要素の変形に偏りが生じ、接合部材１５による変形の吸収効果を十分に得ることができなくなる。
【００３１】
更に、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≦｜Ｌｏｇ（Ｅ２／Ｅ３）｜＜０．９    ・・・（３ａ）
０≦｜Ｌｏｇ（Ｅ２／Ｅ３）｜＜０．８    ・・・（３ｂ）
０≦｜Ｌｏｇ（Ｅ２／Ｅ３）｜＜０．７    ・・・（３ｃ）
０≦｜Ｌｏｇ（Ｅ２／Ｅ３）｜＜０．６    ・・・（３ｄ）
【００３２】
各光学要素及び接合部材１５について、温度変化により生じる夫々の光軸方向の形状変化は、夫々の光軸方向の厚さに比例するため、光軸方向の厚さとヤング率との積は、夫々において生じる応力に相関する。このとき、第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３で発生する応力に対して、接合部材１５で発生する応力が十分に小さければ、接合部材１５が形状変化して各光学要素の形状変化を吸収することにより、各光学要素の形状変化を低減することができる。そこで、本実施形態に係る光学素子１は、前記第２及び第３の光学要素及び接合部材１５の光軸方向の厚さの最大値を夫々ｔ２、ｔ３、ｔｃとするとき、耐環境性をより高めるために、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
−２０＜Ｌｏｇ｛（ｔｃ×Ｅｃ）２／（ｔ２×Ｅ２×ｔ３×Ｅ３）｝＜０  ・・（４）
【００３３】
条件式（４）の下限を下回ると、接合部材１５の形状変化が大きくなり過ぎてしまい、各光学要素の自重による変形や、各接合面の剥離、接合部材１５の裂け等が発生してしまう可能性が生じる。条件式（４）の上限を上回ると、接合部材１５の形状変化が小さくなり過ぎてしまい、第１及び第４の光学要素における第２及び第３の光学要素と接合されていない光学面の形状変化を低減する効果が十分に得られなくなる。
【００３４】
さらに、以下の条件式（４ａ）〜（４ｄ）を順に満たしていくことがより好ましい。
−１８＜Ｌｏｇ｛（ｔｃ×Ｅｃ）２／（ｔ２×Ｅ２×ｔ３×Ｅ３）｝＜−１・・（４ａ）
−１６＜Ｌｏｇ｛（ｔｃ×Ｅｃ）２／（ｔ２×Ｅ２×ｔ３×Ｅ３）｝＜−２・・（４ｂ）
−１４＜Ｌｏｇ｛（ｔｃ×Ｅｃ）２／（ｔ２×Ｅ２×ｔ３×Ｅ３）｝＜−３・・（４ｃ）
−１０＜Ｌｏｇ｛（ｔｃ×Ｅｃ）２／（ｔ２×Ｅ２×ｔ３×Ｅ３）｝＜−４・・（４ｄ）
【００３５】
接合部材１５の光軸方向の厚さが径方向に変化する場合、すなわち接合部材１５が屈折力を有する形状となる場合は、接合部材１５自体の形状変化が厚みに依存するため、光学面の形状変化の低減効果が十分に得られなくなる。そこで、本実施形態に係る光学素子１は、第２及び第３の光学要素、及び接合部材１５の屈折力を各々φ２、φ３、φｃとするとき、耐環境性をより高めるために、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０≦｜φｃ｜／（｜φ２｜＋｜φ３｜）＜０．２        ・・・（５）
【００３６】
条件式（５）の範囲を外れると、第２の光学要素１２及び第３光学要素１３の屈折力に対して接合部材１５の屈折力が相対的に大きくなり、各光学要素の形状変化を低減する効果が十分に得られなくなる。
【００３７】
さらに、以下の条件式（５ａ）〜（５ｃ）を順に満たしていくことがより好ましい。
０≦｜φｃ｜／（｜φ２｜＋｜φ３｜）＜０．１    ・・・（５ａ）
０≦｜φｃ｜／（｜φ２｜＋｜φ３｜）＜０．０５    ・・・（５ｂ）
０≦｜φｃ｜／（｜φ２｜＋｜φ３｜）＜０．０２    ・・・（５ｃ）
【００３８】
環境変動による変形が光学特性に及ぼす影響は、光学系全系に対する第２の光学素子１２及び第３の光学要素１３の屈折力の比に依存し、その比が大きくなるにつれて光学特性に及ぼす影響も大きくなる。そこで、本実施形態に係る光学素子１は、光学系全系の屈折力をφｔｏｔａｌとするとき、耐環境性をより高めるために、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
０．０１＜（｜φ２｜＋｜φ３｜）／φｔｏｔａｌ＜０．８    ・・・（６）
【００３９】
条件式（６）の下限を下回ると、第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３が光学系全系の光学特性に寄与する割合が小さく、光学性能に影響を及ぼす程の形状変化は生じなくなる。条件式（６）の上限を上回ると、第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３が光学系全系の光学特性に寄与する割合が大きくなり過ぎてしまい、本発明の素子構成を採ったとしても、環境変動による変形を十分に低減する効果を十分に得られなくなる。なお、光学系がズームレンズである場合、広角端及び望遠端における屈折力の夫々の積の平方根を、光学系全系の屈折力とする。
【００４０】
さらに、以下の条件式（６ａ）〜（６ｃ）を順に満たしていくことがより好ましい
０．０２＜（｜φ２｜＋｜φ３｜）／φｔｏｔａｌ＜０．６    ・・・（６ａ）
０．０５＜（｜φ２｜＋｜φ３｜）／φｔｏｔａｌ＜０．４    ・・・（６ｂ）
０．１＜（｜φ２｜＋｜φ３｜）／φｔｏｔａｌ＜０．３    ・・・（６ｃ）
【００４１】
また、接合部材１５の線膨張係数に対する第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３の線膨張係数の比を小さくするに従い、温度変化による各光学要素の膨張又は収縮の量は小さくなる。そこで、第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３及び接合部材１５の線膨張係数を各々α２、α３、αｃとするとき、以下の条件式を満足することが望ましい。
−１０＜Ｌｏｇ（α２×α３／αｃ２）／Ｌｏｇ（ｔ２×ｔ３／ｔｃ２）＜６・・（７）
【００４２】
条件式（７）の上限を上回ると、接合部材１５の形状変化が小さくなり過ぎてしまい、接合部材１５が形状変化して各光学要素の形状変化を吸収することができずに、各光学要素の形状変化を低減することができなくなる。また、条件式（７）の下限を下回ると、接合部材１５の形状変化が大きくなり過ぎてしまい、各光学要素の自重による変形や、各接合面の剥離、接合部材１５の裂け等が発生してしまう可能性が生じる。
【００４３】
さらに、以下の条件式（７ａ）〜（７ｄ）を順に満たしていくことがより好ましい。
−８＜Ｌｏｇ（α２×α３／αｃ２）／Ｌｏｇ（ｔ２×ｔ３／ｔｃ２）＜５・・（７ａ）
−６＜Ｌｏｇ（α２×α３／αｃ２）／Ｌｏｇ（ｔ２×ｔ３／ｔｃ２）＜４・・（７ｂ）
−４＜Ｌｏｇ（α２×α３／αｃ２）／Ｌｏｇ（ｔ２×ｔ３／ｔｃ２）＜３・・（７ｃ）
−２＜Ｌｏｇ（α２×α３／αｃ２）／Ｌｏｇ（ｔ２×ｔ３／ｔｃ２）＜２・・（７ｄ）
【００４４】
以上、本実施形態に係る光学素子１によれば、優れた耐環境性を実現することができる。次に、光学素子１の実施例について詳細に説明する。
【００４５】
［実施例１］
以下、本発明の実施例１に係る光学素子１について詳細に説明する。本実施例に係る光学素子１の構成は、上述した実施形態に係る構成と同様である。
【００４６】
本実施例において、第１の光学要素１１及び第４の光学要素１４は、無機ガラスから成り、互いに符号が異なる屈折力を有する光学要素である。第１の光学要素１１は、株式会社オハラのＳ−ＴＩＨ１から成る、物体側に凹面を向けた負のメニスカス形状の光学要素である。第４の光学要素１４は、株式会社オハラのＳ−ＬＡＬ１４から成り、正の屈折力を有する両凸形状の光学要素である。第１の光学要素１１及び第４の光学要素１４の夫々について、片側の光学面は雰囲気に曝されている。
【００４７】
第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３は、ＰＭＭＡ（アクリル樹脂）にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）微粒子を体積比１５％で分散させた混合体から成る光学要素である。第２の光学要素１２は負の屈折力を有する両凹形状の光学要素であり、第３の光学要素１３は物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状の光学要素である。第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３の光軸方向の厚さは、光軸上から端部に向かって増加している。また、接合部材１５は、エポキシ樹脂系の接着剤であるセメダイン株式会社のＥＰ−００１Ｋから成る。
【００４８】
第１乃至第４の光学要素のヤング率Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は各々８８．４ＧＰａ、１．７５ＧＰａ、１．７５ＧＰａ、１１１．８ＧＰａであり、接合部材１５のヤング率Ｅｃは０．００３ＧＰａであり、前述した条件式（１）及び（２）を満足している。これにより、温度変化による光学素子１の光学面の形状変化を抑制することが可能になる。なお、必要に応じて、第２の光学要素１２と第３の光学要素１３との境界面に回折格子を形成してもよい。
【００４９】
ここで、本実施例に係る光学素子１の効果を説明するために、比較例に係る光学素子について考える。比較例に係る光学素子は、第１及び第２の光学要素の光学面同士が接合部材を介して接合され、第２及び第３の光学要素が接合部材を介さずに一体化されているという点を除いて、本実施例に係る光学素子１と同様の構成である。
【００５０】
図２（ａ）及び（ｂ）の夫々は、第１の光学要素１１の雰囲気に曝されている光学面及び第４の光学要素１４の雰囲気に曝されている光学面の夫々の、温度変化時における形状変化の度合い（変形量）を示したものである。ここでは、有限要素法を用いた、常温から＋４０℃の温度変化が生じた際に発生する光軸方向の変形量の参照球面との差分値の計算結果を示している。図２において、実線は実施例１、破線は従来例を示しており、縦軸は比較例に係る光学面の最大変形量の参照球面との差分値を１．０として規格化した規格化変形量を示し、横軸は光学面の最大径を１．０として規格化した径方向比率を示している。
【００５１】
第１の光学要素の光学面における参照球面の変化量は、比較例に対して実施例１の方が最大約８％少なく、第４の光学要素１４の光学面の参照球面の変形量は、比較例に対して実施例１の方が最大約４％少なくなっている。そして、図２（ａ）に示すように、第１の光学要素１１の光学面の規格化変形量の最大値は、比較例に対して実施例１の方が約１９％少ない。また、図２（ｂ）に示すように、第４の光学要素１４の光学面の規格化変形量の最大値は、比較例に対して実施例１の方が約５７％少なくなっている。これより、本実施例に係る光学素子１が、優れた耐環境性を実現しているということがわかる。
【００５２】
［実施例２］
図３は、実施例１に係る光学素子１を有する、実施例２に係る光学系２の要部断面図である。図３において、ＩＰは像面を示し、ＯＡは光軸を示し、ＳＰは開口絞りを示し、矢印は、無限遠から近距離へのフォーカシングの際の、各レンズユニット及び開口絞りＳＰの光軸方向の移動軌跡を示している。図４は、光学系２が無限遠物体に合焦したときの収差図であり、図４において、Ｆｎｏは光学系２のＦナンバーを示し、ωは光学系２の画角を示している。また、ｄ、ｇ、Ｃ、Ｆの夫々は、ｄ線、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線についての各収差を示し、Ｓ、Ｍの夫々は、ｄ線のサジタル光線及びメリディオナル光線についての非点収差を示している。
【００５３】
本実施例に係る光学系２は、物体側から像側へ順に配置される、正の屈折力の第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、から構成される。第３レンズユニットＬ３は、実施例１に係る光学素子１を含んでいる。光学系２において、隣り合うレンズユニット同士の間隔は、フォーカシングに際して変化する。
【００５４】
光学素子１において、ＰＭＭＡとＩＴＯ微粒子の混合体から成る第２の光学要素１２及び第３の光学要素１３は異常部分分散性を有しており、そのｇ線及びＦ線に関する部分分散比θｇＦは一般的なガラス材料と比較して小さい。光学系２は、このような異常部分分散性を有する光学素子１を採用することにより、軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正している。
【００５５】
また、光学素子１において、第４の光学要素１４の最大径は、その他の光学要素の最大径よりも大きい。よって、光学系２において、鏡筒等の保持手段により光学素子１を保持（固定）する際に、第４の光学要素１４のみを介して保持することができるため、温度変化により各光学要素が膨張及び収縮した際の光学面のひずみの発生を抑制することが可能になる。ただし、第１の光学要素１１及び第４の光学要素１４の少なくとも一方を介して光学素子１を保持する構成であれば、これに限られるものではない。
【００５６】
なお、本実施例に係る光学系２は、各光学面の曲率中心及び像面の中心位置が光軸上に配置された共軸系であるが、必要に応じて光学系２を非共軸系としてもよい。また、本実施例に係る光学系２は、光学素子１を１つのみ有する構成を採っているが、これに限らず、光学素子１を複数有する構成を採ってもよい。このとき、少なくとも条件式（１）及び（２）を満足する光学素子であれば、光学素子１の代わりにそれを採用してもよい。
【００５７】
［実施例３］
図５は、本発明の実施例３に係る光学素子３の要部断面図である。本実施例に係る光学素子３は、実施例１に係る光学素子１と同様に４つの光学要素が接合されて構成されているが、各光学要素及び接合部材の材料及び形状は光学素子１とは異なる。
【００５８】
本実施例において、第１の光学要素３１は正の屈折力を有し、第４の光学要素３４は負の屈折力を有している。第２の光学要素３２及び第３の光学要素３３は、（メタ）アクリル化合物１から成る正のメニスカス形状の光学要素であり、第２の光学要素３２及び第３の光学要素３３の光軸方向の厚さは、光軸上から端部に向かって減少している。また、第２の光学要素３２と第３の光学要素３３と接合する接合部材３５は、エポキシ樹脂系の接着剤であるセメダイン株式会社のＥＰ−００１Ｋから成る。
【００５９】
第１乃至第４の光学要素のヤング率Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は各々８４．９ＧＰａ、４．３ＧＰａ、４．３ＧＰａ、１０２．４ＧＰａであり、接合部材３５のヤング率Ｅｃは０．００３ＧＰａであり、前述した条件式（１）及び（２）を満足している。これにより、温度変化による光学素子３の光学面の形状変化を抑制することが可能になる。
【００６０】
ここで、本実施例に係る光学素子３の効果を説明するために、比較例に係る光学素子について考える。比較例に係る光学素子は、第１及び第２の光学要素の光学面同士が接合部材を介して接合され、第２及び第３の光学要素が接合部材を介さずに一体化されているという点を除いて、本実施例に係る光学素子３と同様の構成である。
【００６１】
図６（ａ）及び（ｂ）の夫々は、図２と同様に、第１の光学要素３１の雰囲気に曝されている光学面及び第４の光学要素３４の雰囲気に曝されている光学面の夫々の、温度変化時における規格化変形量を示したものである。図６（ａ）に示すように、第１の光学要素３１の光学面の規格化変形量は、比較例に対して実施例３の方が最大で約７４％少ない。また、図６（ｂ）に示すように、第４の光学要素３４の光学面の規格化変形量は、比較例に対して実施例３の方が最大で約４０％少なくなっている。これより、本実施例に係る光学素子３が、優れた耐環境性を実現しているということがわかる。
【００６２】
［実施例４］
図７は、実施例３に係る光学素子３を有する、実施例４に係る光学系４の要部断面図であり、図８は、光学系４が無限遠物体に合焦したときの収差図である。本実施例に係る光学系４において、実施例２に係る光学系２と同等の構成については、説明を省略する。
【００６３】
本実施例に係る光学系４は、物体側から像側へ順に配置される、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、から構成される。第２レンズユニットＬ２は、実施例３に係る光学素子３を含んでいる。光学系４において、隣り合うレンズユニット同士の間隔は、フォーカシングに際して変化する。
【００６４】
光学素子３において、（メタ）アクリル化合物１から成る第２の光学要素３２及び第３の光学要素３３は異常部分分散性を有しており、そのｇ線及びＦ線に関する部分分散比θｇＦは一般的なガラス材料と比較して大きい。光学系４は、このような異常部分分散性を有する光学素子３を採用することにより、軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正している。
【００６５】
［実施例５］
図９は、本発明の実施例５に係る光学素子５の要部断面図である。本実施例に係る光学素子５は、実施例１に係る光学素子１及び実施例３に係る光学素子３と同様に４つの光学要素が接合されて構成されているが、各光学要素及び接合部材の材料及び形状は光学素子１及び光学素子３とは異なる。
【００６６】
本実施例において、第１の光学要素５１は負のメニスカス形状の光学要素であり、第４の光学要素５４は正の屈折力を有する両凸形状の光学要素である。第２の光学要素５２は、（メタ）アクリル化合物１から成る、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状の光学要素であり、その光軸方向の厚さは、光軸上から端部に向かって減少している。第３の光学要素５３は、ＰＭＭＡにＩＴＯ微粒子を体積比１０％で分散させた混合体から成る、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状の光学要素であり、その光軸方向の厚さは、光軸上から端部に向かって増加している。また、第２の光学要素５２と第３の光学要素５３と接合する接合部材５５は、光硬化型の接着剤である東亞合成株式会社のＬＣＲ０６２８Ａから成る。
【００６７】
第１乃至第４の光学要素のヤング率Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は各々９６ＧＰａ、４．３ＧＰａ、１．７５ＧＰａ、６２．３ＧＰａであり、接合部材５５のヤング率Ｅｃは０．０１ＧＰａである。本実施例に係る光学素子５も、前述した条件式（１）及び（２）を満足しているため、温度変化による光学面の形状変化を抑制することができる。
【００６８】
ここで、本実施例に係る光学素子５の効果を説明するために、比較例に係る光学素子について考える。比較例に係る光学素子は、第２の光学要素と第３の光学要素とが接合部材を介さずに一体化されているという点を除いて、本実施例に係る光学素子５と同様の構成である。
【００６９】
図１０（ａ）及び（ｂ）の夫々は、図２と同様に、第１の光学要素５１の雰囲気に曝されている光学面及び第４の光学要素５４の雰囲気に曝されている光学面の夫々の、温度変化時における規格化変形量を示したものである。図１０（ａ）に示すように、第１の光学要素５１の光学面の規格化変形量は、比較例に対して実施例５の方が最大で約２４％少ない。また、図１０（ｂ）に示すように、第４の光学要素５４の光学面の規格化変形量は、比較例に対して実施例５の方が最大で約５８％少なくなっている。これより、本実施例に係る光学素子５が、優れた耐環境性を実現しているということがわかる。
【００７０】
［実施例６］
図１１は、実施例５に係る光学素子５を有する、実施例６に係る光学系６の広角端における要部断面図である。図１１において、ＦＣはフレアカット絞りを示し、矢印は、広角端から望遠端へのズーミングの際の、各レンズユニットの光軸方向の移動軌跡を示している。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各々は、光学系６に係る広角端、中間のズーム位置、望遠端、の各々での収差図である。本実施例に係る光学系６において、実施例２及び４に係る光学系２及び４と同等の構成については、説明を省略する。
【００７１】
本実施例に係る光学系６は、物体側から像側へ順に配置される、正の屈折力の第１レンズユニットＬ１、負の屈折力の第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、正の屈折力の第４レンズユニットＬ４、から構成される。第１レンズユニットＬ１は、実施例５に係る光学素子５を含んでいる。光学系６において、ズーミングを行う際には、隣り合うレンズユニット同士の間隔が変化し、フォーカシングを行う際には、第４レンズユニットＬ４の光軸方向の位置が変化する。
【００７２】
光学素子５において、第２の光学要素５２は（メタ）アクリル化合物１から成り、ｇ線及びＦ線に関する部分分散比θｇＦは、一般的なガラス材料と比較して大きく、異常分散性を有している。また、第３の光学要素５３はＰＭＭＡ及びＩＴＯ微粒子の混合体から成り、ｇ線及びＦ線に関する部分分散比θｇＦは、一般的なガラス材料と比較して小さく、異常分散性を有している。光学系６は、このような異常分散性を有する光学素子５を採用することにより、軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正することができる。
【００７３】
［実施例７］
図１３は、本発明の実施例７に係る光学素子７の要部断面図である。本実施例に係る光学素子７は、接合部材７５の構成材料以外は実施例１に係る光学素子１と同様の構成である。本実施例に係る光学素子７において、実施例１に係る光学素子１と同様の構成については、説明を省略する。
【００７４】
接合部材７５は、エポキシ樹脂系の接着剤であるセメダイン株式会社のＥＰ−１６０から成る。接合部材７５のヤング率Ｅｃは０．４１４ＧＰａであり、前述した条件式（１）及び（２）を満足している。これにより、温度変化による光学素子７の光学面の形状変化を抑制することが可能になる。
【００７５】
ここで、本実施例に係る光学素子７の効果を説明するために、実施例１で検討したものと同様の比較例に係る光学素子について考える。第１の光学要素７１の光学面の規格化変形量は、比較例に対して実施例７の方が最大で約２％少なく、第４の光学要素７４の光学面の規格化変形量は、比較例に対して実施例７の方が最大で約６％少なくなっている。これより、本実施例に係る光学素子７が、優れた耐環境性を実現しているということがわかる。
【００７６】
［実施例８］
図１４は、本発明の実施例８に係る光学系８の要部断面図である。本実施例に係る光学系８は、光学系８は、実施例５に係る光学素子５と同様に、第２及び第３光学要素が互いに異なる有機材料で構成された光学素子８０を含んでいるが、光学素子８０における各光学要素及び接合部材の材料及び形状は光学素子５とは異なる。
【００７７】
本実施例において、第１の光学要素８１は負の両凹形状の光学要素であり、第４の光学要素８４は正の屈折力を有する両凸形状の光学要素である。第２の光学要素８２は、（メタ）アクリル化合物２から成る、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状の光学要素であり、その光軸方向の厚さは、光軸上から端部に向かって増加している。第３の光学要素８３は、（メタ）アクリル化合物２にＴｉＯ２微粒子を体積比２５％で分散させた混合体から成る、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状の光学要素であり、その光軸方向の厚さは、光軸上から端部に向かって減少している。また、第２の光学要素８２と第３の光学要素８３とを接合する接合部材８５は、光硬化型の接着剤である東亞合成株式会社のＬＣＲ０６２８Ａから成る。
【００７８】
第１乃至第４の光学要素のヤング率Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は各々１０６．７ＧＰａ、１．７５ＧＰａ、１．７５ＧＰａ、１２６．８ＧＰａであり、接合部材８５のヤング率Ｅｃは０．０１ＧＰａである。本実施例に係る光学素子８０も、前述した条件式（１）及び（２）を満足しているため、温度変化による光学面の形状変化を抑制することができる。
【００７９】
ここで、本実施例に係る光学素子８０の効果を説明するために、比較例に係る光学素子について考える。比較例に係る光学素子は、第２及び第３の光学要素が接合部材を介さずに一体化されているという点を除いて、本実施例に係る光学素子８０と同様の構成である。
【００８０】
図１５（ａ）及び（ｂ）の夫々は、図２と同様に、第１の光学要素８１の雰囲気に曝されている光学面及び第４の光学要素８４の雰囲気に曝されている光学面の夫々の、温度変化時における規格化変形量を示したものである。図１５（ａ）に示すように、第１の光学要素８１の光学面の規格化変形量は、比較例に対して実施例８の方が最大で約１４％少ない。また、図１５（ｂ）に示すように、第４の光学要素８４の光学面の規格化変形量は、比較例に対して実施例８の方が最大で約４０％少なくなっている。これより、本実施例に係る光学素子８０が、優れた耐環境性を実現しているということがわかる。
【００８１】
図１４において、矢印は、無限遠から近距離へのフォーカシングの際の、各レンズユニット及び開口絞りＳＰの光軸方向の移動軌跡を示している。図１６は、光学系８が無限遠物体に合焦したときの収差図である。
【００８２】
本実施例に係る光学系８は、物体側から像側へ順に配置される、負の屈折力の第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、から構成される。第３レンズユニットＬ３は、光学素子８０を含んでいる。光学系８において、隣り合うレンズユニット同士の間隔は、フォーカシングに際して変化する。
【００８３】
光学素子８０において、第２の光学要素８２は（メタ）アクリル化合物２から成り、ｇ線及びＦ線に関する部分分散比θｇＦは、一般的なガラス材料と同程度であり、異常分散性を有していない。また、第３の光学要素８３は（メタ）アクリル化合物２及びＴｉＯ２微粒子の混合体から成り、ｇ線及びＦ線に関する部分分散比θｇＦは、一般的なガラス材料と比較して大きく、異常分散性を有している。光学系８は、このような異常分散性を有する光学素子８０を採用することにより、軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正することができる。また、第２の光学要素８２及び第３の光学要素８３の屈折力を互いに異符号とし、かつ夫々の絶対値を同程度にすることで、屈折率変化による光学性能の影響を低減することを可能にしている。
【００８４】
なお、上述した各実施例において、第２及び第３の光学要素の材料として、固体材料に無機酸化物（例えばＴｉＯ２やＩＴＯ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。
【００８５】
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−Ｇａｒｎｅｔ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（８）で定義される混合体の比誘電率εａｖに基づいて、以下の式（９）のように表される。
【００８６】
【数１】
2017090709.tif 000003
【００８７】
【数２】
2017090709.tif 000004
【００８８】
表１に、上述した各実施例に係る光学素子についての、諸数値及び条件式（１）乃至（７）の中辺の値を示す。なお、表１において、α１、α４は各々第１及び第４の光学要素の線膨張係数を示している。
【００８９】
【表１】
2017090709.tif 000005
【００９０】
表２に、各実施例に係る第２及び第３の光学要素を構成する有機材料の物性値を示す。
【００９１】
【表２】
2017090709.tif 000006
【００９２】
表３に、各実施例に係る第２及び第３の光学要素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。
【００９３】
【表３】
2017090709.tif 000007
【００９４】
表４に、各実施例に係る第２及び第３の光学要素及び接合部材の物性値を示す。
【００９５】
【表４】
2017090709.tif 000008
【００９６】
次に、上述した実施例１乃至８の夫々に対応する数値実施例１乃至８において、具体的な数値データを示す。ただし、各数値実施例において、ｍは光入射側から数えた面の番号を示し、ｒｍは第ｍ番目の光学面（第ｍ面）の曲率半径を示し、ｄｍは第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）、を示す。また、ｎｄｍ及びνｄｍの夫々は第ｍ番目の光学部材のｄ線に対する屈折率及びアッベ数を示す。ここでは、フラウンホーファー線のＦ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率を各々ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとし、ｄ線に関するアッベ数νｄを以下の式（１０）で定義する。
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）    ・・・（１０）
【００９７】
また、ｇ線とＦ線に関する部分分散比θｇＦ、ｇ線とｄ線に関する部分分散比θｇｄを夫々以下の式（１１）及び（１２）で定義する。
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）    ・・・（１１）
θｇｄ＝（ｎｇ−ｎｄ）／（ｎＦ−ｎＣ）    ・・・（１２）
【００９８】
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（１３）により表される。
【００９９】
【数３】
2017090709.tif 000009
【０１００】
（数値実施例１）
面番号       r        d      nd         vd       外径      内径
1        -20.859    1.40   1.71736    29.5      31.50     26.90
2       -526.799    0.03   1.54402    19.6      33.00
3        423.103    0.01   1.56000    35.0      33.00
4        423.103    0.03   1.54402    19.6      33.00
5        150.060    5.37   1.69680    55.5      35.00
6        -49.018                                35.00
【０１０１】
（数値実施例２）
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         55.052    1.39   1.58313    59.4       50.01
2*        25.148   13.72                         42.43
3       -106.406    2.03   1.51633    64.1       42.15
4         50.816    3.68                         40.61
5        113.354    6.23   1.91082    35.3       40.84
6        -89.012    7.06                         40.67
7        -44.957    2.03   1.69895    30.1       37.21
8       -336.413    0.17                         37.42
9         69.607    8.37   1.59522    67.7       37.45
10        -50.652  (可変)                         37.87
11         43.189    5.19   2.00100    29.1       35.47
12       1039.705    0.14                         34.67
13         78.829    5.45   1.59522    67.7       32.75
14        -62.807    1.54   1.85026    32.3       31.29
15         28.545  (可変)                         27.07
16(絞り)    ∞       7.24                         26.47
17        -20.859    1.40   1.71736    29.5       25.81
18       -526.799    0.03   1.54402    19.6       28.62
19        423.103    0.01   1.56000    35.0       28.87
20        423.103    0.03   1.54402    19.6       28.88
21        150.060    5.37   1.69680    55.5       29.14
22        -49.018    0.15                         30.22
23        122.455    6.57   1.65160    58.5       31.49
24        -37.407    0.19                         32.51
25*       -82.464    3.70   1.85400    40.4       33.21
26        -40.578  (可変)                         34.32
像面        ∞
非球面データ
第2面
ｋ = 0.00000e+000  Ｂ=-1.17609e-006  Ｃ=-3.67097e-009  Ｄ= 4.77220e-012  Ｅ=-1.15057e-014
第25面
ｋ = 0.00000e+000  Ｂ 4=-6.57816e-006  Ｃ=-1.77654e-010  Ｄ=-5.21093e-012  Ｅ= 4.55629e-015
各種データ
焦点距離      34.29
Fナンバー      1.45
画角          32.25
像高          21.64
レンズ全長   133.70
BF            38.99
物体距離      無限遠   1750   300
d10            7.10    6.36   0.80
d15            5.92    5.92   5.92
d26           38.99   39.73  45.29
入射瞳位置    36.86
射出瞳位置   -36.53
前側主点位置  55.58
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     185.01        44.67        86.61         92.68
2   11     594.71        12.33      -126.75       -110.20
3   16      44.64        24.68        22.33          8.15
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -80.78
2       3    -66.32
3       5     55.56
4       7    -74.46
5       9     50.57
6      11     44.90
7      13     59.58
8      14    -22.90
9      17    -30.31
10      18   -431.31
11      19    89051232.08
12      20   -427.44
13      21     53.62
14      23     44.70
15      25     89.89
【０１０２】
（数値実施例３）
面番号       r        d      nd         vd      外径     内径
1        333.607    4.76   1.60311    60.6     38.0
2        -61.478    0.49   1.63556    22.7     35.8
3        -52.417    0.02   1.55000    35.0     35.8
4        -52.417    0.49   1.63556    22.7     35.8
5        -45.844    1.59   1.72825    28.5     35.0
6         32.360                               35.0     28.40
【０１０３】
（数値実施例４）
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         72.080    2.65   1.58313    59.4       50.00
2*        25.512   13.45                         41.33
3        -96.609    2.50   1.48749    70.2       40.75
4         66.944    3.13                         39.59
5        175.419    5.63   1.91082    35.3       39.68
6        -77.862    3.86                         39.55
7        -44.606    2.30   1.69895    30.1       38.11
8       -178.782    0.15                         38.34
9         62.257    8.11   1.59522    67.7       38.01
10        -59.637  (可変)                         37.40
11         48.797    4.61   2.00100    29.1       35.03
12       9939.838    1.32                         34.40
13        333.607    4.76   1.60311    60.6       32.67
14        -61.478    0.49   1.63556    22.7       31.18
15        -52.417    0.02   1.55000    35.0       31.10
16        -52.417    0.49   1.63556    22.7       31.08
17        -45.844    1.59   1.72825    28.5       30.99
18         32.360  (可変)                         27.20
19(絞り)    ∞       7.17                         26.60
20        -21.286    1.40   1.69895    30.1       25.93
21        177.619    4.21   1.59522    67.7       28.93
22        -52.749    0.15                         29.69
23         97.355    7.19   1.59522    67.7       31.36
24        -35.549    0.15                         32.12
25*      -158.409    4.26   1.85400    40.4       33.44
26        -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25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            38.99
物体距離      無限遠   1750   300
d10            7.06    6.32   0.80
d18            5.50    5.50   5.50
d26           38.99   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   4.69
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   11     782.33        13.28      -152.04       -134.10
3   19      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       3    -80.71
3       5     59.84
4       7    -85.64
5       9     52.48
6      11     48.98
7      13     86.47
8      14    548.03
9      15    703913.81
10      16    559.06
11      17    -25.83
12      20    -27.12
13      21     68.80
14      23     44.65
15      25     69.46
【０１０４】
（数値実施例５）
面番号       r        d      nd         vd       外径     内径
1         64.220    1.75   1.84666    23.8     32.50
2         29.865    0.93   1.63556    22.8     31.50     30.90
3         35.779    0.03   1.50000    40.0     31.50
4         35.779    0.04   1.52651    24.8     31.50
5         32.261    5.30   1.48749    70.2     32.50
6      -1189.473                               32.50
【０１０５】
（数値実施例６）
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         64.220    1.75   1.84666    23.8      32.00
2         29.865    0.93   1.63556    22.8      29.84
3         35.779    0.03   1.50000    40.0      29.78
4         35.779    0.04   1.52651    24.8      29.78
5         32.261    5.30   1.48749    70.2      29.66
6      -1189.473    0.10                        29.22
7         32.482    3.23   1.77250    49.6      28.20
8        140.080  (可変)                        27.86
9         51.133    0.90   1.88300    40.8      16.81
10          8.275    3.81                        12.93
11        -38.963    0.75   1.60738    56.8      12.89
12         21.403    1.00                        12.75
13         15.132    1.84   1.92286    18.9      13.20
14         36.354  (可変)                        12.92
15(絞り)    ∞     (可変)                         6.29
16*         7.801    2.27   1.55880    62.5       7.38
17        268.502    2.06                         7.12
18         20.932    0.70   1.80610    33.3       6.94
19          7.517    0.62                         6.71
20         34.492    1.46   1.56873    63.1       6.71
21        -61.306  (可変)                         6.99
22          ∞     (可変)                         7.85
23         16.816    2.59   1.72916    54.7       9.33
24        -10.631    0.80   1.73800    32.3       9.16
25       1995.188  (可変)                         9.00
像面        ∞
非球面データ
第16面
ｋ=-4.19230e-001  Ｂ=-5.01477e-005  Ｃ=-1.48975e-006  Ｄ= 1.05713e-007  Ｅ=-3.27034e-009
各種データ
ズーム比     11.59
広角      中間    望遠
焦点距離       6.15    20.45    71.27
Fナンバー      2.88     3.62     3.44
画角          30.09     9.89     2.86
像高           3.56     3.56     3.56
レンズ全長    81.87    85.95    87.02
BF            12.65    16.24    11.72
d 8            1.68    18.58    31.68
d14           26.21    12.62     1.42
d15            7.07     2.00     2.00
d21            1.10     2.77     4.09
d22            2.99     3.56     5.93
d25           12.65    16.24    11.72
入射瞳位置    22.71    77.54   230.29
射出瞳位置   -52.67   -30.52   -57.78
前側主点位置  28.28    89.02   226.75
後側主点位置   6.49    -4.34   -61.16
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      48.76        11.38         3.73         -3.42
2    9     -10.49         8.29         0.64         -6.09
3   16      25.04         7.12        -3.78         -8.31
4   23      23.67         3.39        -0.05         -2.00
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -67.51
2       2    267.93
3       3    256022.06
4       4   -625.73
5       5     64.52
6       7     54.03
7       9    -11.29
8      11    -22.64
9      13     26.97
10      16     14.33
11      18    -14.90
12      20     39.03
13      23      9.30
14      24    -14.33
【０１０６】
（数値実施例７）
面番号       r        d      nd         vd     外径     内径
1        -20.859    1.40   1.71736    29.5    31.50    26.90
2       -526.799    0.03   1.54402    19.6    33.00
3        423.103    0.01   1.56000    35.0    33.00
4        423.103    0.03   1.54402    19.6    33.00
5        150.060    5.37   1.69680    55.5    35.00
6        -49.018                              35.00
【０１０７】
（数値実施例８）
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1       1274.371    2.82   1.71736    29.5      55.85
2         36.328    4.71                        47.96
3         63.837    2.34   1.49700    81.5      47.95
4         42.300    5.87                        46.68
5        113.743    4.48   2.00100    29.1      47.00
6       -322.238    0.15                        46.90
7        156.309    3.45   1.58313    59.4      46.00
8*        48.427    7.01                        44.08
9         74.237    5.00   1.91082    35.3      43.04
10       -596.403  (可変)                        42.50
11         37.194    6.12   1.83481    42.7      34.53
12      -3299.180    1.54                        33.69
13         89.971    3.14   1.49700    81.5      31.00
14       -200.781    1.55   1.73800    32.3      30.12
15         30.397  (可変)                        27.04
16(絞り)    ∞       7.28                        25.38
17        -19.689    1.50   1.85478    24.8      24.48
18         82.154    0.10   1.52415    51.6      28.29
19         55.049    0.02   1.50000    40.0      28.91
20         55.049    1.00   1.69934    26.4      28.93
21         93.042    5.20   1.88300    40.8      29.06
22        -52.409    0.20                        30.01
23        102.600    7.05   1.59522    67.7      31.57
24        -35.254    0.15                        32.01
25*      -140.019    4.45   1.85400    40.4      33.14
26        -42.611  (可変)                        34.37
像面        ∞
非球面データ
第8面
ｋ = 0.00000e+000  Ｂ=-2.94695e-006  Ｃ=-1.29543e-009  Ｄ=-6.54449e-012  Ｅ= 1.02371e-014  A12=-7.29028e-018
第25面
ｋ = 0.00000e+000  Ｂ=-7.48498e-006  Ｃ=-4.31890e-010  Ｄ=-8.24539e-012  Ｅ= 6.44646e-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   129.49
BF            39.05
物体距離      無限遠  1750   300
d10            6.53    6.08   2.35
d15            8.74    8.45   6.63
d26           39.05   39.08  45.35
入射瞳位置    34.63
射出瞳位置   -45.51
前側主点位置  55.01
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     7348.38        35.84       2213.37        3127.60
2   11     143.55        12.35       -24.35        -27.48
3   16      42.84        26.96        24.37         11.03
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -52.18
2       3   -261.73
3       5     84.42
4       7   -121.76
5       9     72.74
6      11     44.09
7      13    125.46
8      14    -35.67
9      17    -18.46
10      18   -318.69
11      19    909119.88
12      20    190.71
13      21     38.61
14      23     44.94
15      25     70.24
【０１０８】
［光学機器］
図１７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９０と、上述した各実施例のいずれかに係る光学素子を有する撮影光学系９１と、撮影光学系９１からの光を受光し、撮影光学系９１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）９２と、を備える。撮影光学系９１は、鏡筒（筐体）により保持され、カメラ本体９０に接続されている。
【０１０９】
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素子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９２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９２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。
【０１１０】
なお、上述した各実施例に係る光学素子は、図１７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。
【０１１１】
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】
【０１１２】
１  光学素子
１１  第１の光学要素
１２  第２の光学要素
１３  第３の光学要素
１４  第４の光学要素
１５  接合部材
【図１】
2017090709.tif 000010
【図２】
2017090709.tif 000011
【図３】
2017090709.tif 000012
【図４】
2017090709.tif 000013
【図５】
2017090709.tif 000014
【図６】
2017090709.tif 000015
【図７】
2017090709.tif 000016
【図８】
2017090709.tif 000017
【図９】
2017090709.tif 000018
【図１０】
2017090709.tif 000019
【図１１】
2017090709.tif 000020
【図１２】
2017090709.tif 000021
【図１３】
2017090709.tif 000022
【図１４】
2017090709.tif 000023
【図１５】
2017090709.tif 000024
【図１６】
2017090709.tif 000025
【図１７】
2017090709.tif 000026