[go: up one dir, main page]

JP2015212822A - 光学系、該光学系を備えた撮像装置、光学系の製造方法 - Google Patents

光学系、該光学系を備えた撮像装置、光学系の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2015212822A
JP2015212822A JP2015085105A JP2015085105A JP2015212822A JP 2015212822 A JP2015212822 A JP 2015212822A JP 2015085105 A JP2015085105 A JP 2015085105A JP 2015085105 A JP2015085105 A JP 2015085105A JP 2015212822 A JP2015212822 A JP 2015212822A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens group
optical system
negative
positive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015085105A
Other languages
English (en)
Inventor
佐藤 治夫
Haruo Sato
治夫 佐藤
一政 田中
Kazumasa Tanaka
一政 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2015085105A priority Critical patent/JP2015212822A/ja
Publication of JP2015212822A publication Critical patent/JP2015212822A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

【課題】画角が大きく、小型で、高い光学性能を備えた光学系、該光学系を備えた撮像装置、光学系の製造方法を提供すること。【解決手段】光軸に沿って物体側から順に、第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを有し、第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に2つの負レンズ成分を有し、2つの負レンズ成分よりも像側に正レンズ成分を有し、第2レンズ群は、正レンズと負レンズとを有し全体として正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、第2部分レンズ群とを有し、第2部分レンズ群は、接合レンズを有し、接合レンズよりも像側に、物体側に凸面を向けた接合負レンズを有し、接合負レンズの像側に、正レンズまたは正レンズと負レンズとの接合からなる他の接合レンズを有し、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、第1レンズ群と第2レンズ群との空気間隔は変化し、所定の条件式を満足する。【選択図】図1

Description

本発明は、写真用カメラや電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した光学系と、該光学系を備えた撮像装置、および光学系の製造方法に関する。
従来、レトロフォーカス型の光学系が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特公昭60−32852号公報
従来のレトロフォーカス型の光学系は、画角を大きくすると大型化して扱いにくく、収差の補正が充分ではないという問題がある。
上記課題を解決するために、本発明は、光軸に沿って物体側から順に、第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを有し、前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に2つの負レンズ成分を有し、前記2つの負レンズ成分よりも像側に正レンズ成分を有し、前記第2レンズ群は、正レンズと負レンズとを有し全体として正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、第2部分レンズ群とを有し、前記第2部分レンズ群は、接合レンズを有し、前記接合レンズよりも像側に、物体側に凸面を向けた接合負レンズを有し、前記接合負レンズの像側に、正レンズまたは正レンズと負レンズとの接合からなる他の接合レンズを有し、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との空気間隔は変化し、以下の条件式を満足する光学系を提供する。
1.0 < |fF|/fR <50.0
ただし、
fF:前記第1レンズ群の焦点距離
fR:前記第2レンズ群の焦点距離
また、本発明は、光軸に沿って物体側から順に、第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、前記第1レンズ群を、光軸に沿って物体側から順に2つの負レンズ成分を有し、前記2つの負レンズ成分よりも像側に正レンズ成分を有するように構成し、前記第2レンズ群を、正レンズと負レンズとを有し全体として正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、第2部分レンズ群とを有するように構成し、前記第2部分レンズ群を、接合レンズを有し、前記接合レンズよりも像側に、物体側に凸面を向けた接合負レンズを有し、前記接合負レンズの像側に、正レンズまたは正レンズと負レンズとの接合からなる他の接合レンズを有するように構成し、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との空気間隔が変化するように構成し、以下の条件式を満足するように構成する光学系の製造方法を提供する。
1.0 < |fF|/fR <50.0
ただし、
fF:前記第1レンズ群の焦点距離
fR:前記第2レンズ群の焦点距離
第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における構成を示す断面図である。 第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における諸収差図である。 第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における構成を示す断面図である。 第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における諸収差図である。 第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における構成を示す断面図である。 第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における諸収差図である。 第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における構成を示す断面図である。 第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における諸収差図である。 第5実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における構成を示す断面図である。 第5実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における諸収差図である。 第6実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における構成を示す断面図である。 第6実施例に係る光学系の無限遠物体合焦状態における諸収差図である。 本願の光学系を備えた撮像装置の断面図である。 本願の光学系の製造方法の概略を示すフロー図である。 本願の第1実施例に係る光学系に入射した光線が第1番目の反射面と第2番目の反射面で反射して像面にゴーストやフレアを形成する様子の一例を示す図である。 反射防止膜の層構造の一例を示す説明図である。 反射防止膜の分光特性を示すグラフである。 変形例に係る反射防止膜の分光特性を示すグラフである。 変形例に係る反射防止膜の分光特性の入射角度依存性を示すグラフである。 従来技術で作成した反射防止膜の分光特性を示すグラフである。 従来技術で作成した反射防止膜の分光特性の入射角度依存性を示すグラフである。
以下、本願の実施形態に係る光学系、撮像装置、および光学系の製造方法について説明する。まず、本願の光学系から説明する。
本願の光学系は、光軸に沿って物体側から順に、第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを有し、前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に2つの負レンズ成分を有し、前記2つの負レンズ成分よりも像側に正レンズ成分を有し、前記第2レンズ群は、正レンズと負レンズとを有し全体として正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、第2部分レンズ群とを有し、前記第2部分レンズ群は、接合レンズを有し、前記接合レンズよりも像側に、物体側に凸面を向けた接合負レンズを有し、前記接合負レンズの像側に、正レンズまたは正レンズと負レンズとの接合からなる他の接合レンズを有し、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との空気間隔は変化する。
このような構成とすることにより、大画角化と小型化、小径化を実現することができる。なお、レンズ成分とは単レンズ又は接合レンズをいう。
また、本願の光学系は、このような構成のもと、次の条件式(1)を満足する。
(1)1.0 < |fF|/fR <50.0
ただし、
fF:前記第1レンズ群の焦点距離
fR:前記第2レンズ群の焦点距離
条件式(1)は、第1レンズ群の焦点距離の絶対値と第2レンズ群の焦点距離との適切な比を規定する条件式である。言い換えると、第1レンズ群と第2レンズ群との屈折力の大小関係の最適値を規定する条件式である。条件式(1)を満足することにより、高い光学性能を維持しつつ、大画角化および小型化を実現することができる。
条件式(1)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群に比較して、第2レンズ群の屈折力が強くなる。この場合、本願の光学系のマスターレンズである第2レンズ群の屈折力が著しく強くなるので、コマ収差、像面湾曲、および非点収差の良好な補正が困難になり、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を45.0にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(1)の上限値を40.0にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(1)の上限値を30.0にすることがさらに好ましい。
条件式(1)の対応値が下限値を下回ると、第2レンズ群に比較して、第1レンズ群の屈折力が強くなる。この場合、本願の光学系のコンバータ部である第1レンズ群の屈折力が著しく強くなるため、歪曲収差、像面湾曲、および非点収差が悪化し、好ましくない。また、光学系の構成枚数の増加、すなわち光学系の大型化を招いてしまい、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(1)の下限値を1.2にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(1)の下限値を1.8にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(1)の下限値を2.0にすることがさらに好ましい。
以上の構成により、画角が大きく、小型で、高い光学性能を備えた光学系を実現することができる。
また、本願の光学系は、前記第1レンズ群は、以下の条件式(2)を満足する負レンズを少なくとも1つ有することが好ましい。
(2)65 < νdn
ただし、
νdn:d線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
条件式(2)は、第1レンズ群を構成している負レンズのうち、少なくとも1つの負レンズのアッベ数を規定するものである。第1レンズ群を構成している負レンズのうち、少なくとも1つの負レンズが条件式(2)を満足することにより、軸上色収差を良好に補正することができる。さらに、広角、超広角で補正の困難な倍率色収差の2次分散成分およびコマの色収差を良好に補正することができる。
したがって、条件式(2)を満足しない場合には、倍率色収差の2次分散成分およびコマの色収差が悪化してしまい、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(2)の下限値を69にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(2)の下限値を80にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(2)の下限値を90にすることがさらに好ましい。
また、本願の光学系は、次の条件式(3)を満足することが好ましい。
(3)0.2 < fR1/fR < 5.0
ただし、
fR1:前記第1部分レンズ群の焦点距離
fR:前記第2レンズ群の焦点距離
条件式(3)は、第2レンズ群中の第1部分レンズ群と第2レンズ群との焦点距離の比を規定する条件式である。言い換えると、第1部分レンズ群と第2レンズ群との屈折力の大小関係の最適値を規定する条件式である。条件式(3)を満足することにより、高い光学性能を実現することができる。
条件式(3)の対応値が上限値を上回ると、第2レンズ群の屈折力が強くなる。この場合、コマ収差、非点収差、および像面湾曲が悪化し、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を4.0にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(3)の上限値を3.0にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(3)の上限値を2.0にすることがさらに好ましい。
条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、第2レンズ群中の第1部分レンズ群の屈折力が強くなる。この場合、球面収差およびコマ収差が悪化し、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を0.3にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(3)の下限値を0.5にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(3)の下限値を0.7にすることがさらに好ましい。
また、本願の光学系は、次の条件式(4)を満足することが好ましい。
(4)0.2 < |fR2|/fR < 80.0
ただし、
fR2:前記第2部分レンズ群の焦点距離
fR:前記第2レンズ群の焦点距離
条件式(4)は、第2レンズ群中の第2部分レンズ群と第2レンズ群との焦点距離の比を規定する条件式である。言い換えると、第2部分レンズ群と第2レンズ群との屈折力の大小関係の最適値を規定する条件式である。条件式(4)を満足することにより、高い光学性能を実現することができる。
条件式(4)の対応値が上限値を上回ると、第2レンズ群の屈折力が強くなる。この場合、コマ収差、非点収差、および像面湾曲が悪化し、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(4)の上限値を75.0にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(4)の上限値を70.0にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(4)の上限値を68.0にすることがさらに好ましい。
条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、第2レンズ群中の第2部分レンズ群の屈折力が強くなる。この場合も、軸外収差のコマ収差、非点収差、像面湾曲が悪化し、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を2.5にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(4)の下限値を3.0にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(4)の下限値を4.0にすることがさらに好ましい。
また、本願の光学系は、次の条件式(5)を満足することが好ましい。
(5)0.3 < |fR21|/fR1 < 200.0
ただし、
fR21:前記第2部分レンズ群中の前記接合レンズの焦点距離
fR1:前記第1部分レンズ群の焦点距離
条件式(5)は、前記第2部分レンズ群中の前記接合レンズの焦点距離の絶対値と、前記第1部分レンズ群の焦点距離との比を規定する条件式である。言い換えると、第2部分レンズ群中の前記接合レンズと第1部分レンズ群との屈折力の大小関係の最適値を規定する条件式である。条件式(5)を満足することにより、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
条件式(5)の対応値が上限値を上回ると、第1部分レンズ群の屈折力が強くなる。この場合、球面収差、コマ収差の補正が悪化し、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(5)の上限値を190.0にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(5)の上限値を180.0にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(5)の上限値を170.0にすることがさらに好ましい。
条件式(5)の対応値が下限値を下回ると、第2部分レンズ群中の前記接合レンズの屈折力が強くなる。この場合も、球面収差、コマ収差が悪化し、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(5)の下限値を0.35にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(5)の下限値を0.40にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(5)の下限値を0.45にすることがさらに好ましい。
また、本願の光学系は、次の条件式(6)を満足することが好ましい。
(6)0.3 < −fR22/fR1 < 5.0
ただし、
fR22:前記第2部分レンズ群中の前記接合負レンズの焦点距離
fR1:前記第1部分レンズ群の焦点距離
条件式(6)は、前記第2部分レンズ群中の前記接合負レンズと、前記第1部分レンズ群との焦点距離の比を規定する条件式である。言い換えると、第2部分レンズ群中の前記接合負レンズと第1部分レンズ群との屈折力の大小関係の最適値を規定する条件式である。条件式(6)を満足することにより、高い光学性能を実現できる。
条件式(6)の対応値が上限値を上回ると、第1部分レンズ群の屈折力が強くなる。この場合、球面収差、コマ収差が悪化し、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(6)の上限値を4.0にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(6)の上限値を3.5にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(6)の上限値を3.0にすることがさらに好ましい。
条件式(6)の対応値が下限値を下回ると、第2部分レンズ群中の前記接合負レンズの屈折力が強くなる。この場合、軸外収差、特にコマ収差、像面湾曲、非点収差、歪曲収差が悪化し、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(6)の下限値を0.35にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(6)の下限値を0.40にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(6)の下限値を0.45にすることがさらに好ましい
また、本願の光学系は、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とをそれぞれ異なる移動量で物体側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体へ合焦することが好ましい。
このような構成とすることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、非点収差、像面湾曲を良好に補正することができる。
また、本願の光学系は、次の条件式(7)を満足することが好ましい。
(7)1.0 < X2/X1 < 3.5
ただし、
X1:無限遠物体から近距離物体への合焦時の前記第1レンズ群の移動量
X2:無限遠物体から近距離物体への合焦時の前記第2レンズ群の移動量
条件式(7)は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の、第1レンズ群と第2レンズ群との最適な移動量比率を規定する条件式である。条件式(7)を満足することにより高い光学性能を実現することができる。
条件式(7)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群の合焦のための移動量よりも第2レンズ群の合焦のための移動量のほうが著しく多くなり、近距離収差変動が増し、特に非点収差、像面湾曲が負の方向に大きく変化し、悪化するので好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(7)の上限値を3.0にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(7)の上限値を2.5にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(7)の上限値を2.0にすることがさらに好ましい。
条件式(7)の対応値が下限値を下回ると、第2レンズ群の合焦のための移動量よりも第1レンズ群の合焦のための移動量のほうが著しく多くなり、近距離収差補正の効果が薄れ、特に非点収差、像面湾曲が正の方向に大きく変化し、悪化するので好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(7)の下限値を1.1にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(7)の下限値を1.2にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(7)の下限値を1.3にすることがさらに好ましい。
また、本願の光学系は、前記第1レンズ群は、中心から周辺に向かうに従い曲率が小さくなる非球面を、少なくとも1面有することが好ましい。
このような構成とすることにより、歪曲収差、コマ収差を良好に補正することができる。
また、本願の光学系は、前記第1レンズ群は、物体側に凸面を向け、以下の条件式を満足するメニスカス形状の非球面レンズを有することが好ましい。
(8)0.000 < |(r2−r1)/(r2+r1)| < 0.100
ただし、
r1:前記非球面レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
r2:前記非球面レンズの像側のレンズ面の曲率半径
条件式(8)は、第1レンズ群中の前記非球面レンズの形状因子の逆数を規定するための条件式である。この条件は、歪曲収差、コマ収差、非点収差、および像面湾曲の補正に大きく関わっている。
条件式(8)の対応値が上限値を上回ると、前記非球面レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状から大きく形状を変え、平凸形状または平凹形状を越えて、両凸形状または両凹形状になる。その結果、コマ収差、非点収差が悪化してしまい、好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式(8)の上限値を0.090にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(8)の上限値を0.080にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(8)の上限値を0.070にすることがさらに好ましい。
また、本願の効果を確実にするために、条件式(8)の下限値を0.001にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(8)の下限値を0.002にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(8)の下限値を0.003にすることがさらに好ましい。
また、本願の光学系は、前記第1レンズ群は、少なくとも2つの非球面を有することが好ましい。
このような構成とすることにより、歪曲収差、コマ収差を良好に補正することができる。
また、本願の光学系は、前記光学系を構成するレンズ成分のうち、少なくとも1つの正レンズに異常部分分散性を有するクルツフリント系ガラス材料を用いていることが好ましい。
このような構成とすることにより、軸上色収差を良好に補正することができる。さらに、倍率色収差の2次分散を良好に補正することができる。
また、本願の光学系は、前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜が設けられており、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも1層含んでいることが好ましい。
近年、特許文献1に示したようなレトロフォーカス型の光学系に対しては、収差性能だけではなく、光学性能を損なう要因の一つであるゴーストやフレアに関する要求も厳しさを増している。そのため、光学系のレンズ面に施される反射防止膜にもより高い性能が要求され、斯かる要求に応えるべく多層膜の設計技術や成膜技術も進歩を続けている。
本願の光学系は、上記の構成により、物体からの光が光学面で反射されることによって生じるゴーストやフレアをより低減させることができ、高い結像性能を達成することができる。
また、本願の光学系は、前記反射防止膜は多層膜であり、前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、前記多層膜を構成する層のうちの最も表面側の層であることが望ましい。この構成により、前記ウェットプロセスを用いて形成された層と空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより小さくすることが可能になり、ゴーストやフレアをさらに低減させることができる。
また、本願の光学系は、前記ウェットプロセスを用いて形成された層のd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率をndとしたとき、ndが1.30以下であることが望ましい。この構成により、前記ウェットプロセスを用いて形成された層と空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより小さくすることが可能になり、ゴーストやフレアをさらに低減させることができる。
また、本願の光学系は、開口絞りを有し、前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面であることが望ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群における光学面のうち、開口絞りから見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の光学系は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第1レンズ群内のレンズの物体側レンズ面であることが望ましい。第1レンズ群における光学面のうち、開口絞りから見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の光学系は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第1レンズ群内のレンズの像側レンズ面であることが望ましい。第1レンズ群における光学面のうち、開口絞りから見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の光学系は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第2レンズ群内のレンズの物体側レンズ面であることが望ましい。第2レンズ群における光学面のうち、開口絞りから見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の光学系は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第2レンズ群内のレンズの像側レンズ面であることが望ましい。第2レンズ群における光学面のうち、開口絞りから見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の光学系は、前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、前記物体から見て凹形状のレンズ面であることが望ましい。第1レンズ群(及び第2レンズ群)における光学面のうち、物体から見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の光学系は、前記物体から見て凹形状のレンズ面は、前記第1レンズ群内のレンズの像側レンズ面であることが望ましい。第1レンズ群における光学面のうち、物体から見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の光学系は、前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、像側から見て凹形状のレンズ面であることが望ましい。第2レンズ群(及び第1レンズ群)における光学面のうち、像側から見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の光学系は、前記像側から見て凹形状のレンズ面は、前記第2レンズ群内のレンズの物体側レンズ面であることが望ましい。第2レンズ群における光学面のうち、像側から見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の光学系は、前記像側から見て凹形状のレンズ面は、前記第2レンズ群内のレンズの像側レンズ面であることが望ましい。第2レンズ群における光学面のうち、像側から見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
なお、本願の光学系における反射防止膜は、ウェットプロセスに限られず、ドライプロセス等によって形成してもよい。この場合、反射防止膜は屈折率が1.30以下となる層を少なくとも1層含むようにすることが好ましい。この構成により、反射防止膜をドライプロセス等によって形成した場合でも、反射防止膜をウェットプロセスによって形成した場合と同様の効果を得ることができる。なお、屈折率が1.30以下となる層は、多層膜を構成する層のうちの最も表面側の層であることが好ましい。
また、本願の撮像装置は、上述した構成の光学系を備えている。これにより、画角が大きく、小型で、高い光学性能を備えた撮像装置を実現することができる。
また、本願の光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、前記第1レンズ群を、光軸に沿って物体側から順に2つの負レンズ成分を有し、前記2つの負レンズ成分よりも像側に正レンズ成分を有するように構成し、前記第2レンズ群を、正レンズと負レンズとを有し全体として正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、第2部分レンズ群とを有するように構成し、前記第2部分レンズ群を、接合レンズを有し、前記接合レンズよりも像側に、物体側に凸面を向けた接合負レンズを有し、前記接合負レンズの像側に、正レンズまたは正レンズと負レンズとの接合からなる他の接合レンズを有するように構成し、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との空気間隔が変化するように構成し、以下の条件式(1)を満足するように構成するものである。
(1)1.0 < |fF|/fR <50.0
ただし、
fF:前記第1レンズ群の焦点距離
fR:前記第2レンズ群の焦点距離
斯かる光学系の製造方法により、画角が大きく、小型で、高い光学性能を備えた撮影レンズを製造することができる。
(数値実施例)
以下、本願の数値実施例に係る変倍光学系を添付図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
図1は、第1実施例に係る光学系OS1の無限遠合焦状態における構成を示す断面図である。
図1に示すように、本実施例に係る光学系OS1は、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群GFと、正の屈折力を有する第2レンズ群GRとから構成される。
第1レンズ群GFは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、両凸形状の正レンズL14とから構成されている。負メニスカスレンズL11は、像側のレンズ面を、中心から周辺に向かうに従って曲率が弱くなる形状の非球面形状とした非球面レンズである。正メニスカスレンズL13は、像側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。
第2レンズ群GRは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群GR1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2部分レンズ群GR2とから構成されている。
第1部分レンズ群GR1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凸形状の正レンズL22とから構成されている。
第2部分レンズ群GR2は、両凸形状の正レンズL23と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL24との接合正レンズGR21と、両凸形状の正レンズL25と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL26と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL27との接合負レンズGR22と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL28と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL29とから構成されている。
本実施例に係る光学系は、第1レンズ群GFの負メニスカスレンズL11の像側レンズ面(面番号2)と、第1レンズ群GFの負メニスカスレンズL12の物体側レンズ面(面番号3)に、後述する反射防止膜が形成されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
本実施例に係る撮影レンズOS1は、近距離補正方式の全体(全群)繰り出しによって、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。すなわち、第1レンズ群GFと第2レンズ群GRとを、それぞれ異なる移動量で光軸に沿って物体側に繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。
また、本実施例に係る撮影レンズOS1は、第1レンズ群GF内の正レンズL14に、異常部分分散性を有するクルツフリント系硝種であるJ−KZFH1(光学ガラス)を用いている。
以下の表1に、本願の第1実施例に係る撮影レンズOS1の諸元値を掲げる。
表1中の[面データ]において、面番号は物体側から数えたレンズ面の順番、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面の間隔、ndはd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、(絞りS)は開口絞りS、像面は像面Iをそれぞれ示している。なお、曲率半径r=∞は平面を示し、空気の屈折率nd=1.00000の記載は省略している。また、レンズ面が非球面である場合には面番号に*印を付して曲率半径rの欄には近軸曲率半径を示している。
[非球面データ]には、[面データ]に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の円錐係数と非球面係数を示す。
X(y)=(y2/r)/[1+{1−κ(y2/r2)}1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14+A16y16+A18y18
ここで、光軸に垂直な方向の高さをy、高さyにおける光軸方向の変位量をX(y)、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をr、円錐係数をκ、n次の非球面係数をAnとする。2次の非球面係数A2は0(零)であり、記載を省略している。また、「E−n」は「×10−n」を示し、例えば、「1.23456E-07」は、「1.23456×10−7」を示す。
[各種データ]において、fは焦点距離、FNOはFナンバー、ωは半画角(単位は「°(度)」)、Yは像高、TLは光学全長、BFはバックフォーカスを示している。なお、これらの値は無限遠物体合焦時のものである。ここで、光学全長TLは、光学系の最も物体側のレンズ面から像面Iまでの光軸上の距離であり、BFは、光学系の最も像側のレンズ面から像面Iまでの光軸上の距離である。
[可変間隔データ]において、fは光学系全系の焦点距離を、βは撮影倍率を、d0は物体から最も物体側のレンズ面までの距離を、di(iは整数)は第i面と第(i+1)面との面間隔を、BFはバックフォーカスをそれぞれ示す。なお、1-POSは無限遠物体合焦時、2-POSは中間距離合焦時、3-POSは近距離物体合焦時をそれぞれ示す。
[レンズ群データ]には、各レンズ群の始面番号と焦点距離を示す。
[条件式対応値]には、各条件式の対応値をそれぞれ示す。
ここで、表1に記載されている焦点距離fや曲率半径r、およびその他長さの単位は一般に「mm」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表1の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。
(表1)第1実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 66.6250 3.0000 1.744429 49.52
*2) 14.8549 12.6167
3) 46.5757 1.8000 1.437000 95.00
4) 17.3124 1.0000
5) 17.7032 3.5000 1.516800 63.88
*6) 17.3948 9.1024
7) 57.2461 18.3659 1.612660 44.46
8) -41.4712 d8
9) 148.1451 1.0000 1.516800 63.88
10) 20.3104 0.1000
11) 14.5141 4.3987 1.497820 82.57
12) -48.3678 4.0321
13) (絞りS) 2.6600
14) 919.7853 3.6000 1.497820 82.57
15) -9.5380 1.0000 1.755000 52.34
16) -28.5600 0.1000
17) 153.5363 2.0000 1.772500 49.62
18) -60.0537 0.1000
19) 148.9845 1.0000 1.834810 42.73
20) 16.3267 3.0000 1.497820 82.57
21) 101.4528 1.5000
22) -282.4539 5.5000 1.497820 82.57
23) -19.7828 1.0000
24) -16.1321 1.5000 1.772500 49.62
25) -38.5557 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
面番号:2
κ = 0.1353
A4 = 8.93430E−09
A6 = -8.08589E−09
A8 = 7.45499E−11
A10= -8.82104E−14
A12= -0.22473E−15
A14= 0.72213E−18
A16= -0.11800E−21
A18= 0.23404E−24

面番号:6
κ = -5.2120
A4 = 1.76375E−04
A6 = -6.64114E−07
A8 = 3.86859E−09
A10= -7.93950E−12
A12= 0.00000E−00
A14= 0.00000E−00
A16= 0.00000E−00
A18= 0.00000E−00

[各種データ]
f 19.50
FNO 4.1
ω 59.257
Y 33.000
TL 113.370
BF 26.495

[可変間隔データ]
1-POS 2-POS 3-POS
forβ 19.49991 -0.02500 -0.13453
d0 ∞ 770.1533 135.2685
d8 5.00000 4.76493 3.73424
BF 26.49466 26.98249 29.12146

[レンズ群データ]
始面 焦点距離
GF 1 -593.07402
GR 9 49.78447

[各条件式対応値]
(1)|fF|/fR=11.913
(2)νdn=95.00
(3)fR1/fR=0.9002
(4)|fR2|/fR=4.367
(5)|fR21|/fR1=54.236
(6)−fR22/fR1=1.115
(7)X2/X1=1.930
(8)|(r2−r1)/(r2+r1)|=0.008787
図2は、第1実施例に係る光学系OS1の無限遠合焦状態における諸収差図である。
各収差図において、FNOはFナンバーを、Aは半画角(単位は「°(度)」)をそれぞれ示している。また、dはd線(λ=587.6nm)、gはg線(λ=435.8nm)をそれぞれ示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。また、コマ収差図において、実線はd線およびg線に対するメリディオナルコマ収差を表している。なお、以降の実施例においても同様の記号を使用し、以降の説明を省略する。
各収差図より第1実施例に係る光学系OS1は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
ここで、本実施例に係る光学系においてゴーストやフレアが発生する原因について説明する。
図15は、本実施例に係る光学系に入射した光線が第1番目の反射面と第2番目の反射面で反射して像面Iにゴーストやフレアを形成する様子の一例を示す図である。
図15において、物体側からの光線BMが図示のように光学系に入射すると、光線BMの一部は第1レンズ群GFにおける負メニスカスレンズL12の物体側レンズ面(面番号3、ゴーストやフレアとなる反射光が生じる第1番目の反射面)で反射され、さらに第1レンズ群GFにおける負メニスカスレンズL11の像側レンズ面(面番号2、ゴーストやフレアとなる反射光が生じる第2番目の反射面)で再度反射され、最終的に像面Iに到達してゴーストやフレアを発生させてしまう。なお、前記第1番目の反射面は開口絞りSから見て凹形状のレンズ面、前記第2番目の反射面は開口絞りSから見て凹形状のレンズ面である。
そこで本実施例に係る光学系は、斯かるレンズ面に広い波長範囲で広い入射角の光線に対応した反射防止膜を形成することで、反射光の発生を抑え、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
(第2実施例)
図3は、第2実施例に係る光学系OS2の無限遠合焦状態における構成を示す断面図である。
図3に示すように、本実施例に係る光学系OS2は、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群GFと、正の屈折力を有する第2レンズ群GRとから構成される。
第1レンズ群GFは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、両凸形状の正レンズL14とから構成されている。負メニスカスレンズL11は、像側のレンズ面を、中心から周辺に向かうに従って曲率が弱くなる形状の非球面形状とした非球面レンズである。正メニスカスレンズL13は、像側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。
第2レンズ群GRは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群GR1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2部分レンズ群GR2とから構成されている。
第1部分レンズ群GR1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凸形状の正レンズL22とから構成されている。
第2部分レンズ群GR2は、両凸形状の正レンズL23と両凹形状の負レンズL24との接合負レンズGR21と、両凸形状の正レンズL25と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL26と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL27との接合負レンズGR22と、両凸形状の正レンズL28と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL29との接合負レンズとから構成されている。
本実施例に係る光学系は、第2レンズ群GRの正メニスカスレンズL27の像側レンズ面(面番号21)と、第2レンズ群GRの両凸形状の正レンズL28の物体側レンズ面(面番号22)に、後述する反射防止膜が形成されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
本実施例に係る撮影レンズOS2は、近距離補正方式の全体(全群)繰り出しによって、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。すなわち、第1レンズ群GFと第2レンズ群GRとを、それぞれ異なる移動量で光軸に沿って物体側に繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。
また、本実施例に係る撮影レンズOS2は、第1レンズ群GF内の正レンズL14に、異常部分分散性を有するクルツフリント系硝種であるJ−KZFH1(光学ガラス)を用いている。
以下の表2に、本願の第2実施例に係る撮影レンズOS2の諸元値を掲げる。
(表2)第2実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 69.1532 3.0000 1.744429 49.52
*2) 14.4843 10.5256
3) 41.8295 1.8000 1.437000 95.00
4) 17.2042 1.0000
5) 17.6171 3.5000 1.516800 63.88
*6) 17.2451 8.4825
7) 53.8161 21.5619 1.612660 44.46
8) -41.4508 d8
9) 99.8218 1.0000 1.516800 63.88
10) 16.8232 0.1000
11) 13.3744 4.5053 1.497820 82.57
12) -45.6872 2.9082
13) (絞りS) 2.6600
14) 74.3832 3.5000 1.497820 82.57
15) -9.4419 1.0000 1.755000 52.34
16) 35.2359 0.4477
17) 37.9522 3.0000 1.816000 46.59
18) -23.7734 0.1000
19) 45.8082 1.0000 1.834810 42.73
20) 15.2838 3.0000 1.497820 82.57
21) 33.4928 1.0000
22) 60.7512 7.5000 1.437000 95.00
23) -13.9770 1.5000 1.772500 49.62
24) -54.1571 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
面番号:2
κ = 0.1129
A4 = -1.22640E−06
A6 = -6.46195E−09
A8 = 6.97941E−11
A10= -9.13447E−14
A12= -0.21976E−15
A14= 0.86642E−18
A16= -0.71294E−22
A18= 0.14727E−24

面番号:6
κ = -5.1519
A4 = 1.78378E−04
A6 = -6.89424E−07
A8 = 4.01216E−09
A10= -8.48888E−12
A12= 0.00000E−00
A14= 0.00000E−00
A16= 0.00000E−00
A18= 0.00000E−00

[各種データ]
f 19.44
FNO 4.23
ω 59.298
Y 33.000
TL 114.571
BF 26.480

[可変間隔データ]
1-POS 2-POS 3-POS
forβ 19.44321 -0.02509 -0.13284
d0 ∞ 765.3938 137.0910
d8 5.00000 4.78438 3.86102
BF 26.47989 26.96804 26.47989

[レンズ群データ]
始面 焦点距離
GF 1 -687.59558
GR 9 49.34171

[各条件式対応値]
(1)|fF|/fR=13.935
(2)νdn=95.00
(3)fR1/fR=0.9107
(4)|fR2|/fR=4.787
(5)|fR21|/fR1=0.5368
(6)−fR22/fR1=1.2075
(7)X2/X1=1.787
(8)|(r2−r1)/(r2+r1)|=0.01067
図4は、第2実施例に係る光学系OS2の無限遠合焦状態における諸収差図である。
各収差図より第2実施例に係る光学系OS2は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
(第3実施例)
図5は、第3実施例に係る光学系OS3の無限遠合焦状態における構成を示す断面図である。
図5に示すように、本実施例に係る光学系OS3は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群GFと、正の屈折力を有する第2レンズ群GRとから構成される。
第1レンズ群GFは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、両凸形状の正レンズL14とから構成されている。負メニスカスレンズL11は、像側のレンズ面を、中心から周辺に向かうに従って曲率が弱くなる形状の非球面形状とした非球面レンズである。正メニスカスレンズL13は、像側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。
第2レンズ群GRは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群GR1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2部分レンズ群GR2とから構成されている。
第1部分レンズ群GR1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凸形状の正レンズL22とから構成されている。
第2部分レンズ群GR2は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL24との接合負レンズGR21と、両凸形状の正レンズL25と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL26と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL27との接合負レンズGR22と、両凸形状の正レンズL28と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL29とから構成されている。
本実施例に係る光学系は、第2レンズ群GRの両凸形状の正レンズL28の像側レンズ面(面番号23)と、第2レンズ群GRの負メニスカスレンズL29の物体側レンズ面(面番号24)に、後述する反射防止膜が形成されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
本実施例に係る撮影レンズOS3は、近距離補正方式の全体(全群)繰り出しによって、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。すなわち、第1レンズ群GFと第2レンズ群GRとを、それぞれ異なる移動量で光軸に沿って物体側に繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。
また、本実施例に係る撮影レンズOS3は、第1レンズ群GF内の正レンズL14に、異常部分分散性を有するクルツフリント系硝種であるJ−KZFH1(光学ガラス)を用いている。
以下の表3に、本願の第3実施例に係る撮影レンズOS3の諸元値を掲げる。
(表3)第3実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 66.6250 3.0000 1.744429 49.52
*2) 14.8549 12.6167
3) 46.5757 1.8000 1.437000 95.00
4) 17.3124 1.0000
5) 17.7032 3.5000 1.516800 63.88
*6) 17.3948 9.1024
7) 45.4326 18.3659 1.612660 44.46
8) -40.4473 d8
9) 8352.8003 1.0000 1.516800 63.88
10) 17.4856 0.1000
11) 13.6265 3.0000 1.497820 82.57
12) -46.7219 4.2830
13) (絞りS) 2.6600
14) -809.2210 3.6000 1.497820 82.57
15) -9.1262 1.0000 1.755000 52.34
16) -26.7471 0.1000
17) 45.7726 2.0000 1.772500 49.62
18) -57.5916 0.1000
19) 468.8086 1.0000 1.834810 42.73
20) 16.2687 2.0000 1.497820 82.57
21) 32.4966 1.0000
22) 125.2460 7.0000 1.437000 95.00
23) -19.5638 1.3000
24) -16.4334 1.5000 1.772500 49.62
25) -34.1977 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
面番号:2
κ = 0.1353
A4 = 8.93430E−09
A6 = -8.08589E−09
A8 = 7.45499E−11
A10= -8.82104E−14
A12= -0.22473E−15
A14= 0.72213E−18
A16= -0.11800E−21
A18= 0.23404E−24

面番号:6
κ = -5.2120
A4 = 1.76375E−04
A6 = -6.64114E−07
A8 = 3.86859E−09
A10= -7.93950E−12
A12= 0.00000E−00
A14= 0.00000E−00
A16= 0.00000E−00
A18= 0.00000E−00

[各種データ]
f 19.52
FNO 4.12
ω 59.1373
Y 33.000
TL 112.524
BF 26.496

[可変間隔データ]
1-POS 2-POS 3-POS
forβ 19.52134 -0.02470 -0.13527
d0 ∞ 779.7990 134.0515
d8 5.00000 4.76200 3.69203
BF 26.49601 26.97977 29.14050

[レンズ群データ]
始面 焦点距離
GF 1 232.58048
GR 9 54.26369

[各条件式対応値]
(1)|fF|/fR=4.284
(2)νdn=95.00
(3)fR1/fR=1.0417
(4)|fR2|/fR=67.8386
(5)|fR21|/fR1=169.246
(6)−fR22/fR1=0.5109
(7)X2/X1=1.9786
(8)|(r2−r1)/(r2+r1)|=0.008787
図6は、第3実施例に係る光学系OS3の無限遠合焦状態における諸収差図である。
各収差図より第3実施例に係る光学系OS3は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
(第4実施例)
図7は、第4実施例に係る光学系OS4の無限遠合焦状態における構成を示す断面図である。
図7に示すように、本実施例に係る光学系OS4は、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群GFと、正の屈折力を有する第2レンズ群GRとから構成される。
第1レンズ群GFは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL14とから構成されている。負メニスカスレンズL11は、像側のレンズ面を、中心から周辺に向かうに従って曲率が弱くなる形状の非球面形状とした非球面レンズである。正メニスカスレンズL13は、像側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。
第2レンズ群GRは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群GR1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2部分レンズ群GR2とから構成されている。
第1部分レンズ群GR1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凸形状の正レンズL22とから構成されている。
第2部分レンズ群GR2は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL24との接合負レンズGR21と、両凸形状の正レンズL25と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL26と両凸形状の正レンズL27との接合負レンズGR22と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL28と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL29とから構成されている。
本実施例に係る光学系は、第1レンズ群GFの両凸形状の正レンズL14の像側レンズ面(面番号7)に、後述する反射防止膜が形成されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
本実施例に係る撮影レンズOS4は、近距離補正方式の全体(全群)繰り出しによって、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。すなわち、第1レンズ群GFと第2レンズ群GRとを、それぞれ異なる移動量で光軸に沿って物体側に繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。
また、本実施例に係る撮影レンズOS4は、第1レンズ群GF内の正レンズL14に、異常部分分散性を有するクルツフリント系硝種であるJ−KZFH1(光学ガラス)を用いている。
以下の表4に、本願の第4実施例に係る撮影レンズOS4の諸元値を掲げる。
(表4)第4実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 66.6250 3.0000 1.744429 49.52
*2) 14.8549 12.6167
3) 42.5449 1.8000 1.437000 95.00
4) 16.0452 3.5000 1.516800 63.88
*5) 16.3088 9.1024
6) 57.2461 18.3659 1.612660 44.46
7) -41.4712 d7
8) 315.2506 1.0000 1.516800 63.88
9) 23.4072 0.1000
10) 14.7244 4.3987 1.497820 82.57
11) -44.0855 4.0321
12) (絞りS) 2.6600
13) -104.0205 3.6000 1.497820 82.57
14) -9.2425 1.0000 1.755000 52.34
15) -29.9152 0.1000
16) 120.5513 2.0000 1.772500 49.62
17) -68.1248 0.1000
18) 138.6150 1.0000 1.834810 42.73
19) 17.1959 3.0000 1.497820 82.57
20) -306.4005 1.5000
21) -225.9079 5.5000 1.497820 82.57
22) -18.8197 1.0000
23) -15.6017 1.5000 1.772500 49.62
24) -38.5557 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
面番号:2
κ = 0.1353
A4 = 8.93430E−09
A6 = -8.08589E−09
A8 = 7.45499E−11
A10= -8.82104E−14
A12= -0.22473E−15
A14= 0.72213E−18
A16= -0.11800E−21
A18= 0.23404E−24

面番号:5
κ = -4.5672
A4 = 1.88839E−04
A6 = -6.76905E−07
A8 = 3.92896E−09
A10= -6.97871E−12
A12= 0.00000E−00
A14= 0.00000E−00
A16= 0.00000E−00
A18= 0.00000E−00

[各種データ]
f 19.50
FNO 4.10
ω 58.988
Y 33.000
TL 112.372
BF 26.496

[可変間隔データ]
1-POS 2-POS 3-POS
forβ 19.50140 -0.02500 -0.13457
d0 ∞ 770.1533 135.2685
d7 5.00000 4.76493 3.73424
BF 26.49628 26.98498 29.13028

[レンズ群データ]
始面 焦点距離
GF 1 -305.11204
GR 8 47.45853

[各条件式対応値]
(1)|fF|/fR=6.429
(2)νdn=95.00
(3)fR1/fR=0.8677
(4)|fR2|/fR=4.2103
(5)|fR21|/fR1=3.5043
(6)−fR22/fR1=2.0498
(7)X2/X1=1.9251
(8)|(r2−r1)/(r2+r1)|=0.008148
図8は、第4実施例に係る光学系OS4の無限遠合焦状態における諸収差図である。
各収差図より第4実施例に係る光学系OS4は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
(第5実施例)
図9は、第5実施例に係る光学系OS5の無限遠合焦状態における構成を示す断面図である。
図9に示すように、本実施例に係る光学系OS5は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群GFと、正の屈折力を有する第2レンズ群GRとから構成される。
第1レンズ群GFは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凸形状の正レンズL13と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL14との接合正レンズとから構成されている。負メニスカスレンズL11は、像側のレンズ面を、中心から周辺に向かうに従って曲率が弱くなる形状の非球面形状とした非球面レンズである。負メニスカスレンズL12は、像側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。
第2レンズ群GRは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群GR1と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第2部分レンズ群GR2とから構成されている。
第1部分レンズ群GR1は、光軸に沿って物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と、両凸形状の正レンズL22とから構成されている。
第2部分レンズ群GR2は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL24との接合正レンズGR21と、両凸形状の正レンズL25と、両凸形状の正レンズL26と両凹形状の負レンズL27との接合負レンズGR22と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL28とから構成されている。
本実施例に係る光学系は、第1レンズ群GFの負メニスカスレンズL14の像側レンズ面(面番号7)に、後述する反射防止膜が形成されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
本実施例に係る撮影レンズOS5は、近距離補正方式の全体(全群)繰り出しによって、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。すなわち、第1レンズ群GFと第2レンズ群GRとを、それぞれ異なる移動量で光軸に沿って物体側に繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。
また、本実施例に係る撮影レンズOS5は、第1レンズ群GF内の正レンズL13に、異常部分分散性を有するクルツフリント系硝種であるJ−KZFH1(光学ガラス)を用いている。
以下の表5に、本願の第5実施例に係る撮影レンズOS5の諸元値を掲げる。
(表5)第5実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 66.6250 3.0000 1.744429 49.52
*2) 14.8549 12.6167
3) 28.5344 3.5000 1.437000 95.00
*4) 17.8236 9.1024
5) 57.2461 18.3659 1.612660 44.46
6) -30.2739 3.0000 1.816000 46.59
7) -41.1842 d7
8) -115.5888 1.0000 1.516800 63.88
9) 26.5588 0.1000
10) 15.2035 4.3987 1.497820 82.57
11) -61.1646 1.0321
12) (絞りS) 5.6600
13) -54.9902 3.6000 1.497820 82.57
14) -8.8484 1.0000 1.755000 52.34
15) -18.3426 0.1000
16) 439.0320 2.0000 1.772500 49.62
17) -39.5291 0.1000
18) 59.8387 5.0000 1.497820 82.57
19) -14.9944 1.0000 1.834810 42.73
20) 65.2873 3.0000
21) -42.9769 3.0000 1.497820 82.57
22) -38.5557 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
面番号:2
κ = 0.1353
A4 = 8.93430E−09
A6 = -8.08589E−09
A8 = 7.45499E−11
A10= -8.82104E−14
A12= -0.22473E−15
A14= 0.72213E−18
A16= -0.11800E−21
A18= 0.23404E−24

面番号:4
κ = -6.2186
A4 = 1.75637E−04
A6 = -6.43868E−07
A8 = 3.31561E−09
A10= -5.26124E−12
A12= 0.00000E−00
A14= 0.00000E−00
A16= 0.00000E−00
A18= 0.00000E−00

[各種データ]
f 19.55
FNO 4.23
ω 59.121
Y 33.000
TL 112.076
BF 26.500

[可変間隔データ]
1-POS 2-POS 3-POS
forβ 19.55006 -0.02504 -0.13409
d0 ∞ 770.1533 135.2685
d7 5.00000 4.76493 3.73424
BF 26.50006 26.98955 29.12070

[レンズ群データ]
始面 焦点距離
GF 1 1199.57392
GR 8 47.71946

[各条件式対応値]
(1)|fF|/fR=25.138
(2)νdn=95.00
(3)fR1/fR=1.254
(4)|fR2|/fR=5.162
(5)|fR21|/fR1=4.010
(6)−fR22/fR1=0.6486
(7)X2/X1=1.934
図10は、第5実施例に係る光学系OS5の無限遠合焦状態における諸収差図である。
各収差図より第5実施例に係る光学系OS5は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
(第6実施例)
図11は、第6実施例に係る光学系OS6の無限遠合焦状態における構成を示す断面図である。
図11に示すように、本実施例に係る光学系OS6は、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群GFと、正の屈折力を有する第2レンズ群GRとから構成される。
第1レンズ群GFは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、両凸形状の正レンズL14とから構成されている。負メニスカスレンズL11は、像側のレンズ面を、中心から周辺に向かうに従って曲率が弱くなる形状の非球面形状とした非球面レンズである。正メニスカスレンズL13は、像側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。
第2レンズ群GRは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群GR1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2部分レンズ群GR2とから構成されている。
第1部分レンズ群GR1は、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22とから構成されている。
第2部分レンズ群GR2は、両凸形状の正レンズL23と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL24との接合正レンズGR21と、両凸形状の正レンズL25と両凹形状の負レンズL26と両凸形状の正レンズL27との3枚接合よりなる接合負レンズGR22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL28と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL29とから構成されている。
本実施例に係る光学系は、第1レンズ群GFの負メニスカスレンズL11の像側レンズ面(面番号2)と、第1レンズ群GFの負メニスカスレンズL12の物体側レンズ面(面番号3)に、後述する反射防止膜が形成されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
本実施例に係る撮影レンズOS6は、近距離補正方式の全体(全群)繰り出しによって、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。すなわち、第1レンズ群GFと第2レンズ群GRとを、それぞれ異なる移動量で光軸に沿って物体側に繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体へ合焦している。
また、本実施例に係る撮影レンズOS6は、第1レンズ群GF内の正レンズL14に、異常部分分散性を有するクルツフリント系硝種であるJ−KZFH1(光学ガラス)を用いている。
以下の表6に本願の第6実施例に係る撮影レンズOS6の諸元値を掲げる。
(表6)第6実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1) 66.6250 3.0000 1.744429 49.52
*2) 14.8549 12.6167
3) 46.5757 1.8000 1.437000 95.00
4) 17.3124 1.0000
5) 17.7032 3.5000 1.516800 63.88
*6) 17.3948 9.1024
7) 50.2315 18.3659 1.612660 44.46
8) -57.9228 d8
9) 18.9058 2.5000 1.497820 82.57
10) -67.8944 0.5000
11) 19.6898 1.0000 1.516800 63.88
12) 13.1908 4.2973
13) (絞りS) 1.6000
14) 266.5360 3.0000 1.497820 82.57
15) -9.7793 1.0000 1.755000 52.34
16) -18.1524 0.1000
17) 757.4227 2.0000 1.497820 82.57
18) -106.9527 1.0000 1.834810 42.73
19) 18.4322 5.5000 1.497820 82.57
20) -44.2830 0.5000
21) -126.0087 3.6000 1.497820 82.57
22) -30.6255 1.4000
23) -20.5159 1.5000 1.772500 49.62
24) -50.9526 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
面番号:2
κ = 0.1353
A4 = 8.93430E−09
A6 = -8.08589E−09
A8 = 7.45499E−11
A10= -8.82104E−14
A12= -0.22473E−15
A14= 0.72213E−18
A16= -0.11800E−21
A18= 0.23404E−24

面番号:6
κ = -5.2120
A4 = 1.76375E−04
A6 = -6.64114E−07
A8 = 3.86859E−09
A10= -7.93950E−12
A12= 0.00000E−00
A14= 0.00000E−00
A16= 0.00000E−00
A18= 0.00000E−00

[各種データ]
f 19.49
FNO 4.17
ω 59.5598
Y 33.000
TL 110.383
BF 26.501

[可変間隔データ]
1-POS 2-POS 3-POS
forβ 19.48942 -0.02502 -0.13541
d0 ∞ 770.1533 135.2685
d8 5.00000 4.76493 3.73424
BF 26.50056 26.99739 29.20206

[レンズ群データ]
始面 焦点距離
GF 1 -101.17826
GR 9 42.53115

[各条件式対応値]
(1)|fF|/fR=2.379
(2)νdn=95.00
(3)fR1/fR=1.0362
(4)|fR2|/fR=38.740
(5)|fR21|/fR1=1.2834
(6)−fR22/fR1=2.6151
(7)X2/X1=1.882
(8)|(r2−r1)/(r2+r1)|=0.008787
図12は、第6実施例に係る光学系OS6の無限遠合焦状態における諸収差図である。
各収差図より第6実施例に係る光学系OS6は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
ここで、本願の実施形態に係る光学系に用いられる反射防止膜(多層広帯域反射防止膜とも言う)について説明する。図16は、反射防止膜の膜構成の一例を示す図である。この反射防止膜101は7層からなり、レンズ等の光学部材102の光学面に形成される。第1層101aは真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムで形成されている。また、この第1層101aの上に更に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる第2層101bが形成される。さらに、この第2層101bの上に真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムからなる第3層101cが形成され、この第3層101cの上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる第4層101dが形成される。またさらに、この第4層101dの上に真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムからなる第5層101eが形成され、この第5層101eの上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる第6層101fが形成される。
そして、このようにして形成された第6層101fの上に、ウェットプロセスによりフッ化マグネシウムとシリカの混合物からなる第7層101gが形成されて本実施形態の反射防止膜101が形成される。第7層101gの形成には、ウェットプロセスの一種であるゾル−ゲル法を用いている。ゾル−ゲル法とは、原料を混合することにより得られたゾルを、加水分解・重縮合反応などにより流動性のないゲルとし、このゲルを加熱・分解して生成物を得る方法であり、光学薄膜の作製においては、光学部材の光学面上に光学薄膜材料ゾルを塗布し、乾燥固化によりゲル膜とすることで膜を生成することができる。なお、ウェットプロセスとして、ゾル−ゲル法に限らず、ゲル状態を経ないで固体膜を得る方法を用いるようにしてもよい。
このように、この反射防止膜101の第1層101a〜第6層101fまではドライプロセスである電子ビーム蒸着により形成され、最上層である第7層101gは、フッ酸/酢酸マグネシウム法で調製したゾル液を用いるウェットプロセスにより以下の手順で形成されている。まず、予めレンズ成膜面(上述の光学部材102の光学面)に真空蒸着装置を用いて第1層101aとなる酸化アルミニウム層、第2層101bとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層、第3層101cとなる酸化アルミニウム層、第4層101dとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層、第5層101eとなる酸化アルミニウム層、第6層101fとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層を順に形成する。そして、蒸着装置より光学部材102を取り出した後、フッ酸/酢酸マグネシウム法により調製したゾル液にシリコンアルコキシドを加えたものをスピンコート法により塗布することにより、第7層101gとなるフッ化マグネシウムとシリカの混合物からなる層を形成する。フッ酸/酢酸マグネシウム法によって調製される際の反応式を以下の式(a)に示す。
(a) 2HF+Mg(CH3COO)2 → MgF2+2CH3COOH
この成膜に用いたゾル液は、原料混合後、オートクレーブで140℃、24時間高温加圧熟成処理を施した後、成膜に用いられる。この光学部材102は、第7層101gの成膜終了後、大気中で160℃、1時間加熱処理して完成される。このようなゾル−ゲル法を用いることにより、大きさが数nmから数十nmの粒子が空隙を残して堆積することにより第7層101gが形成される。
このようにして形成された反射防止膜101を有する光学部材の光学的性能について図17に示す分光特性を用いて説明する。
本実施形態に係る反射防止膜を有する光学部材(レンズ)は、以下の表7に示す条件で形成されている。ここで表7は、基準波長をλとし、基板(光学部材)の屈折率が1.62、1.74及び1.85について反射防止膜101の各層101a(第1層)〜101g(第7層)の光学膜厚をそれぞれ求めたものである。なお、表7では、酸化アルミニウムをAl2O3、酸化チタンと酸化ジルコニウム混合物をZrO2+TiO2、フッ化マグネシウムとシリカの混合物をMgF2+SiO2とそれぞれ表している。
(表7)
物質 屈折率 光学膜厚 光学膜厚 光学膜厚
媒質 空気 1
第7層 MgF2+SiO2 1.26 0.268λ 0.271λ 0.269λ
第6層 ZrO2+TiO2 2.12 0.057λ 0.054λ 0.059λ
第5層 Al2O3 1.65 0.171λ 0.178λ 0.162λ
第4層 ZrO2+TiO2 2.12 0.127λ 0.13λ 0.158λ
第3層 Al2O3 1.65 0.122λ 0.107λ 0.08λ
第2層 ZrO2+TiO2 2.12 0.059λ 0.075λ 0.105λ
第1層 Al2O3 1.65 0.257λ 0.03λ 0.03λ
基板の屈折率 1.62 1.74 1.85
図17は、表7において基準波長λを550nmとして反射防止膜101の各層の光学膜厚を設計した光学部材に光線が垂直入射する時の分光特性を表している。
図17から、基準波長λを550nmで設計した反射防止膜101を有する光学部材は、光線の波長が420nm〜720nmの全域で反射率を0.2%以下に抑えられることが判る。また、表7において基準波長λをd線(波長587.6nm)として各光学膜厚を設計した反射防止膜101を有する光学部材でも、その分光特性にはほとんど影響せず、図17に示す基準波長λが550nmの場合とほぼ同等の分光特性を有する。
次に、本反射防止膜の変形例について説明する。この反射防止膜は5層からなり、表7と同様、以下の表8で示される条件で基準波長λに対する各層の光学膜厚が設計される。本変形例では、第5層の形成に前述のゾル−ゲル法を用いている。
(表8)
物質 屈折率 光学膜厚 光学膜厚
媒質 空気 1
第5層 MgF2+SiO2 1.26 0.275λ 0.269λ
第4層 ZrO2+TiO2 2.12 0.045λ 0.043λ
第3層 Al2O3 1.65 0.212λ 0.217λ
第2層 ZrO2+TiO2 2.12 0.077λ 0.066λ
第1層 Al2O3 1.65 0.288λ 0.290λ
基板の屈折率 1.46 1.52
図18は、表8において、基板の屈折率が1.52及び基準波長λを550nmとして各光学膜厚を設計した反射防止膜を有する光学部材に光線が垂直入射する時の分光特性を示している。図18から本変形例の反射防止膜は、光線の波長が420nm〜720nmの全域で反射率が0.2%以下に抑えられることがわかる。なお、表8において基準波長λをd線(波長587.6nm)として各光学膜厚を設計した反射防止膜を有する光学部材でも、その分光特性にはほとんど影響せず、図18に示す分光特性とほぼ同等の特性を有する。
図19は、図18に示す分光特性を有する光学部材への光線の入射角が30度、45度、60度の場合の分光特性をそれぞれ示す。なお、図18、図19には表8に示す基板の屈折率が1.46の反射防止膜を有する光学部材の分光特性が図示されていないが、基板の屈折率が1.52とほぼ同等の分光特性を有していることは言うまでもない。
また比較のため、図20に、従来の真空蒸着法などのドライプロセスのみで成膜した反射防止膜の一例を示す。図20は、表8と同じ基板の屈折率1.52に以下の表9で示される条件で構成される反射防止膜を設計した光学部材に光線が垂直入射する時の分光特性を示す。また、図21は、図20に示す分光特性を有する光学部材への光線の入射角が30度、45度、60度の場合の分光特性をそれぞれ示す。
(表9)
物質 屈折率 光学膜厚
媒質 空気 1
第7層 MgF2 1.39 0.243λ
第6層 ZrO2+TiO2 2.12 0.119λ
第5層 Al2O3 1.65 0.057λ
第4層 ZrO2+TiO2 2.12 0.220λ
第3層 Al2O3 1.65 0.064λ
第2層 ZrO2+TiO2 2.12 0.057λ
第1層 Al2O3 1.65 0.193λ
基板の屈折率 1.52
図17〜図19で示される本実施形態に係る反射防止膜を有する光学部材の分光特性を、図20および図21で示される従来例の分光特性と比較すると、本実施形態に係る反射防止膜はいずれの入射角においてもより低い反射率を有し、しかもより広い帯域で低い反射率を有することが良くわかる。
次に、以上に述べた本願の反射防止膜(表7の反射防止膜)及びその変形例(表8の反射防止膜)の上記各実施例に係る光学系への適用例について説明する。
第1実施例に係る光学系において、表1に示すように、
第1レンズ群GFの負メニスカスレンズL11の屈折率は、1.744429であり、
第1レンズ群GFの負メニスカスレンズL12の屈折率は、1.437000である。
そこで、負メニスカスレンズL11の像側レンズ面に、表7に示した屈折率が1.74の基板に対応する反射防止膜を用い、
負メニスカスレンズL12の物体側レンズ面に、表8に示した屈折率が1.46の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第1実施例に係る光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくでき、ゴーストやフレアを低減することができる。
第2実施例に係る光学系において、表2に示すように、
第2レンズ群GRの正メニスカスレンズL27の屈折率は、1.497820であり、
第2レンズ群GRの両凸形状の正レンズL28の屈折率は、1.437000である。
そこで、正メニスカスレンズL27の像側レンズ面に、表8に示した屈折率が1.52の基板に対応する反射防止膜を用い、
両凸形状の正レンズL28の物体側レンズ面に、表8に示した屈折率が1.46の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第2実施例に係る光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくでき、ゴーストやフレアを低減することができる。
第3実施例に係る光学系において、表3に示すように、
第2レンズ群GRの両凸形状の正レンズL28の屈折率は、1.437000であり、
第2レンズ群GRの負メニスカスレンズL29の屈折率は、1.772500である。
そこで、両凸形状の正レンズL28の像側レンズ面に、表8に示した屈折率が1.46の基板に対応する反射防止膜を用い、
負メニスカスレンズL29の物体側レンズ面に、表7に示した屈折率が1.74の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第3実施例に係る光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくでき、ゴーストやフレアを低減することができる。
第4実施例に係る光学系において、表4に示すように、
第1レンズ群GFの両凸形状の正レンズL14の屈折率は、1.612660である。
そこで、両凸形状の正レンズL14の像側レンズ面に、表7に示した屈折率が1.62の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第4実施例に係る光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくでき、ゴーストやフレアを低減することができる。
第5実施例に係る光学系において、表5に示すように、
第1レンズ群GFの負メニスカスレンズL14の屈折率は、1.816000である。
そこで、負メニスカスレンズL14の像側レンズ面に、表7に示した屈折率が1.85の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第5実施例に係る光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくでき、ゴーストやフレアを低減することができる。
第6実施例に係る光学系において、表6に示すように、
第1レンズ群GFの負メニスカスレンズL11の屈折率は、1.744429であり、
第1レンズ群GFの負メニスカスレンズL12の屈折率は、1.437000である。
そこで、負メニスカスレンズL11の像側レンズ面に、表7に示した屈折率が1.74の基板に対応する反射防止膜を用い、
負メニスカスレンズL12の物体側レンズ面に、表8に示した屈折率が1.46の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第6実施例に係る光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくでき、ゴーストやフレアを低減することができる。
以上説明したように、上記各実施例によれば、画角が大きく、小型で、高い光学性能を備えた光学系を実現することができる。特に、コマ収差、像面湾曲、非点収差、歪曲収差を良好に補正することができる光学系を実現することができる。また、ゴーストやフレアをより低減させることができる。なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
上記実施例では、2群を有する構成を示したが、3群、4群を有する等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。
本願の光学系は、近距離補正方式の全体(全群)繰り出しによって、無限遠物体から近距離物体へ合焦するが、レンズ群の一部、1つのレンズ群全体、あるいは複数のレンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させる構成としても良い。合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ等による駆動にも適している。なお、レンズ群とは、空気間隔で分離された、少なくとも1枚のレンズを有する部分を示す。
また、本願の光学系において、手ブレ等による光学系のブレを検出するためのブレ検出系と駆動手段とを組み合わせ、1つのレンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズとして機能させることが可能である。上記実施形態においては、開口絞り近傍のレンズ群を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、本願の光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面または平面としても良く、あるいは非球面としても良い。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、レンズ加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防止することができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、またはガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも良い。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)あるいはプラスチックレンズとしても良い。
また、本願の光学系の開口絞りは、全系の略中央近傍に配置されることが好ましいが、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用しても良い。
また、本願の光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの光学性能を達成することができる。
次に、本願の光学系を備えた撮像装置について説明する。
図13は、本願の光学系を備えたカメラの構成を示す図である。カメラ1は、図13に示すように、撮影レンズ2として上記第1実施例に係る光学系OS1を備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。カメラ1において、不図示の物体(被写体)からの光は、撮影レンズ2で集光されて、不図示の光学ローパスフィルタを介して撮像部3の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部3に設けられた光電変換素子により被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ1に設けられた電子ビューファインダ4に表示される。これにより撮影者は、電子ビューファインダ4を介して被写体を観察することができる。
撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部3により光電変換された画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ1による被写体の撮影を行うことができる。
ここで、カメラ1に撮影レンズ2として搭載した上記第1実施例に係る光学系OS1は、画角が大きく、小型で、高い光学性能を備えた光学系である。したがって、高い光学性能を備えたカメラ1を実現することができる。
なお、上記第2実施例〜第6実施例に係る光学系OS2〜OS6を撮影レンズ2として搭載したカメラを構成しても、上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに上記各実施例に係る撮影レンズを搭載した場合でも、上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。
次に、本願の光学系の製造方法について説明する。図14は、本願の光学系の製造方法の概略を示す図である。
本願の光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、図14に示すように、以下の各ステップS1〜S5を含むものである。
ステップS1:第1レンズ群を、光軸に沿って物体側から順に2つの負レンズ成分を有し、前記2つの負レンズ成分よりも像側に正レンズ成分を有するように構成する。
ステップS2:第2レンズ群を、正レンズと負レンズとを有し全体として正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、第2部分レンズ群とを有するように構成する。
ステップS3:第2部分レンズ群を、接合レンズを有し、前記接合レンズよりも像側に、物体側に凸面を向けた接合負レンズを有し、前記接合負レンズの像側に、正レンズまたは正レンズと負レンズとの接合からなる他の接合レンズを有するように構成する。
ステップS4:無限遠物体から近距離物体への合焦の際、第1レンズ群と第2レンズ群との空気間隔が変化するように構成する。
ステップS5:光学系が次の条件式(1)を満足するように構成する。
(1)1.0 < |fF|/fR <50.0
ただし、
fF:前記第1レンズ群の焦点距離
fR:前記第2レンズ群の焦点距離
斯かる本願の光学系の製造方法によれば、画角が大きく、小型で、高い光学性能を備えた光学系を製造することができる。
OS1〜OS6 光学系
GF 前群
GR 後群
S 開口絞り
I 像面
1 カメラ
2 撮影レンズ
3 撮影部
4 電子ビューファインダ
101 反射防止膜
101a 第1層
101b 第2層
101c 第3層
101d 第4層
101e 第5層
101f 第6層
101g 第7層
102 光学部材

Claims (27)

  1. 光軸に沿って物体側から順に、第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを有し、
    前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に2つの負レンズ成分を有し、前記2つの負レンズ成分よりも像側に正レンズ成分を有し、
    前記第2レンズ群は、正レンズと負レンズとを有し全体として正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、第2部分レンズ群とを有し、
    前記第2部分レンズ群は、接合レンズを有し、前記接合レンズよりも像側に、物体側に凸面を向けた接合負レンズを有し、前記接合負レンズの像側に、正レンズまたは正レンズと負レンズとの接合からなる他の接合レンズを有し、
    無限遠物体から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との空気間隔は変化し、
    以下の条件式を満足する光学系。
    1.0 < |fF|/fR <50.0
    ただし、
    fF:前記第1レンズ群の焦点距離
    fR:前記第2レンズ群の焦点距離
  2. 前記第1レンズ群は、以下の条件式を満足する負レンズを少なくとも1つ有する請求項1に記載の光学系。
    65 < νdn
    ただし、
    νdn:d線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
  3. 以下の条件式を満足する請求項1または2に記載の光学系。
    0.2 < fR1/fR < 5.0
    ただし、
    fR1:前記第1部分レンズ群の焦点距離
    fR:前記第2レンズ群の焦点距離
  4. 以下の条件式を満足する請求項1から3の何れか一項に記載の光学系。
    0.2 < |fR2|/fR < 80.0
    ただし、
    fR2:前記第2部分レンズ群の焦点距離
    fR:前記第2レンズ群の焦点距離
  5. 以下の条件式を満足する請求項1から4の何れか一項に記載の光学系。
    0.3 < |fR21|/fR1 < 200.0
    ただし、
    fR21:前記第2部分レンズ群中の前記接合レンズの焦点距離
    fR1:前記第1部分レンズ群の焦点距離
  6. 以下の条件式を満足する請求項1から5の何れか一項に記載の光学系。
    0.3 < −fR22/fR1 < 5.0
    ただし、
    fR22:前記第2部分レンズ群中の前記接合負レンズの焦点距離
    fR1:前記第1部分レンズ群の焦点距離
  7. 前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とをそれぞれ異なる移動量で物体側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体へ合焦する請求項1から6の何れか一項に記載の光学系。
  8. 以下の条件式を満足する請求項1から7の何れか一項に記載の光学系。
    1.0 < X2/X1 < 3.5
    ただし、
    X1:無限遠物体から近距離物体への合焦時の前記第1レンズ群の移動量
    X2:無限遠物体から近距離物体への合焦時の前記第2レンズ群の移動量
  9. 前記第1レンズ群は、中心から周辺に向かうに従い曲率が小さくなる非球面を、少なくとも1面有する請求項1から8の何れか一項に記載の光学系。
  10. 前記第1レンズ群は、物体側に凸面を向け、以下の条件式を満足するメニスカス形状の非球面レンズを有する請求項1から9の何れか一項に記載の光学系。
    0.000 < |(r2−r1)/(r2+r1)| < 0.100
    ただし、
    r1:前記非球面レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
    r2:前記非球面レンズの像側のレンズ面の曲率半径
  11. 前記第1レンズ群は、少なくとも2つの非球面を有する請求項1から10の何れか一項に記載の光学系。
  12. 前記光学系を構成するレンズ成分のうち、少なくとも1つの正レンズに異常部分分散性を有するクルツフリント系ガラス材料を用いている請求項1から11の何れか一項に記載の光学系。
  13. 前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜が設けられており、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも1層含んでいる請求項1から12の何れか一項に記載の光学系。
  14. 前記反射防止膜は多層膜であり、
    前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、前記多層膜を構成する層のうちの最も表面側の層である請求項13に記載の光学系。
  15. 前記ウェットプロセスを用いて形成された層のd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率をndとしたとき、ndが1.30以下である請求項13または14に記載の光学系。
  16. 開口絞りを有し、
    前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面である請求項13から15のいずれか一項に記載の光学系。
  17. 前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第1レンズ群内のレンズの物体側レンズ面である請求項16に記載の光学系。
  18. 前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第1レンズ群内のレンズの像側レンズ面である請求項16に記載の光学系。
  19. 前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第2レンズ群内のレンズの物体側レンズ面である請求項16に記載の光学系。
  20. 前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第2レンズ群内のレンズの像側レンズ面である請求項16に記載の光学系。
  21. 前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、物体側から見て凹形状のレンズ面である請求項13から15のいずれか一項に記載の光学系。
  22. 前記物体側から見て凹形状のレンズ面は、前記第1レンズ群内のレンズの像側レンズ面である請求項21に記載の光学系。
  23. 前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、像側から見て凹形状のレンズ面である請求項13から15のいずれか一項に記載の光学系。
  24. 前記像側から見て凹形状のレンズ面は、前記第2レンズ群内のレンズの物体側レンズ面である請求項23に記載の光学系。
  25. 前記像側から見て凹形状のレンズ面は、前記第2レンズ群内のレンズの像側レンズ面である請求項23に記載の光学系。
  26. 請求項1から25の何れか一項に記載の光学系を備えた撮像装置。
  27. 光軸に沿って物体側から順に、第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、
    前記第1レンズ群を、光軸に沿って物体側から順に2つの負レンズ成分を有し、前記2つの負レンズ成分よりも像側に正レンズ成分を有するように構成し、
    前記第2レンズ群を、正レンズと負レンズとを有し全体として正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、第2部分レンズ群とを有するように構成し、
    前記第2部分レンズ群を、接合レンズを有し、前記接合レンズよりも像側に、物体側に凸面を向けた接合負レンズを有し、前記接合負レンズの像側に、正レンズまたは正レンズと負レンズとの接合からなる他の接合レンズを有するように構成し、
    無限遠物体から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との空気間隔が変化するように構成し、
    以下の条件式を満足するように構成する光学系の製造方法。
    1.0 < |fF|/fR <50.0
    ただし、
    fF:前記第1レンズ群の焦点距離
    fR:前記第2レンズ群の焦点距離
JP2015085105A 2014-04-17 2015-04-17 光学系、該光学系を備えた撮像装置、光学系の製造方法 Pending JP2015212822A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015085105A JP2015212822A (ja) 2014-04-17 2015-04-17 光学系、該光学系を備えた撮像装置、光学系の製造方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014085490 2014-04-17
JP2014085490 2014-04-17
JP2015085105A JP2015212822A (ja) 2014-04-17 2015-04-17 光学系、該光学系を備えた撮像装置、光学系の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015212822A true JP2015212822A (ja) 2015-11-26

Family

ID=54697072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015085105A Pending JP2015212822A (ja) 2014-04-17 2015-04-17 光学系、該光学系を備えた撮像装置、光学系の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015212822A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018072639A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 株式会社ニコン 撮像レンズ、撮像装置および撮像レンズの製造方法
JP2018072640A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 株式会社ニコン 撮像レンズ、撮像装置および撮像レンズの製造方法
US12259525B2 (en) 2015-12-23 2025-03-25 Immervision, Inc. Miniature wide-angle imaging lens

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002072084A (ja) * 2000-09-01 2002-03-12 Asahi Optical Co Ltd 広角レンズ系及びそのフォーカス方法
JP2009151078A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Samsung Electronics Co Ltd 投影光学系および画像投影装置
JP2010066432A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Nikon Corp 広角レンズおよび撮像装置
JP2010191069A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Canon Inc 光学系及びそれを有する撮像装置
JP2010276761A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2011013469A (ja) * 2009-07-02 2011-01-20 Canon Inc 光学系及びそれを有する光学機器
JP2013083780A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Nikon Corp 光学系、光学装置、および光学系の製造方法
JP2014038214A (ja) * 2012-08-16 2014-02-27 Canon Inc レンズ装置及びそれを有する撮像装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002072084A (ja) * 2000-09-01 2002-03-12 Asahi Optical Co Ltd 広角レンズ系及びそのフォーカス方法
JP2009151078A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Samsung Electronics Co Ltd 投影光学系および画像投影装置
JP2010066432A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Nikon Corp 広角レンズおよび撮像装置
JP2010191069A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Canon Inc 光学系及びそれを有する撮像装置
JP2010276761A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2011013469A (ja) * 2009-07-02 2011-01-20 Canon Inc 光学系及びそれを有する光学機器
JP2013083780A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Nikon Corp 光学系、光学装置、および光学系の製造方法
JP2014038214A (ja) * 2012-08-16 2014-02-27 Canon Inc レンズ装置及びそれを有する撮像装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12259525B2 (en) 2015-12-23 2025-03-25 Immervision, Inc. Miniature wide-angle imaging lens
JP2018072639A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 株式会社ニコン 撮像レンズ、撮像装置および撮像レンズの製造方法
JP2018072640A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 株式会社ニコン 撮像レンズ、撮像装置および撮像レンズの製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5636668B2 (ja) レンズ系及び光学装置
JP5564959B2 (ja) 広角レンズ、撮像装置、広角レンズの製造方法
JP5429244B2 (ja) 光学系、光学装置
CN107250868B (zh) 光学系统以及具有该光学系统的摄像装置
CN107250869B (zh) 光学系统以及具备该光学系统的光学设备
JP5853715B2 (ja) 光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法
JP6531402B2 (ja) 光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法
JP2008268613A (ja) 広角レンズ、撮像装置、および広角レンズの合焦方法
JP5712749B2 (ja) ズームレンズ、撮像装置、ズームレンズの製造方法
JP5633287B2 (ja) 広角レンズ、撮像装置、広角レンズの製造方法
JP2012123122A (ja) 撮影レンズ、この撮影レンズを備える光学機器、及び、撮影レンズの製造方法
JP2015212822A (ja) 光学系、該光学系を備えた撮像装置、光学系の製造方法
JP5333406B2 (ja) 撮影レンズ、光学機器、撮影レンズの製造方法
JP2009198854A (ja) 広角レンズ、これを有する撮像装置及び結像方法
JP5464380B2 (ja) 光学系、光学装置
JP5464379B2 (ja) 光学系、光学装置
JP5440810B2 (ja) 光学系、光学装置
JP5895745B2 (ja) 光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法
JP2012220804A (ja) レンズ系、光学機器及びレンズ系の製造方法
WO2012077278A1 (ja) ズームレンズ、撮像装置及びズームレンズの製造方法
JP2015084039A (ja) 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法
JP5861281B2 (ja) 光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法
JP6780758B2 (ja) 光学系及びこの光学系を有する光学機器
JP2015084038A (ja) 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法
JP5729099B2 (ja) ズームレンズ、撮像装置、ズームレンズの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180312

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190312

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190510

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20190510

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190711

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190730