JP6780758B2 - 光学系及びこの光学系を有する光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、光学系及びこの光学系を有する光学機器に関する。

従来、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した光学系が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−０３３１７８号公報

近年の撮像素子の高画素化に伴い、色収差をはじめとした諸収差が良好に補正された光学系が望まれている。

本発明においては、
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
前記第１レンズ群は少なくとも１つの接合レンズを有し、前記接合レンズが、物体側から順に、正レンズと負レンズからなり、
以下の条件式を満足する光学系とした。
１．００＜ｆ／（−ｆ２）＜２．４０
０．８０＜ｆ１／（−ｆ２）＜１．４５
１．４０＜ＴＬ／ｆ１＜２．０５
ただし、
ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ＴＬ：前記光学系の全長

また、本発明においては、
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
前記第３レンズ群は、最も物体側から順に隣り合って配置された正レンズと負レンズとを有し、
以下の条件式を満足する光学系とした。
１．００＜ｆ／（−ｆ２）＜２．４０
０．８０＜ｆ１／（−ｆ２）＜１．４５
１．１１＜ｆ１／ｆ３＜１．４０
ただし、
ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離

また、本発明においては、
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
開口絞りを有し、前記開口絞りの物体側に隣り合うレンズ面は物体側に凸の形状をしたレンズ面であり、前記開口絞りの像側に隣り合うレンズ面は像側に凸の形状をしたレンズ面であり、
以下の条件式を満足する光学系とした。
１．００＜ｆ／（−ｆ２）＜２．４０
７０．００＜νｐ
ただし、
ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
νｐ：前記第１レンズ群に含まれる全ての正レンズのアッベ数の平均値

また、本発明においては、
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
前記第１レンズ群は少なくとも１つの接合レンズを有し、前記接合レンズが、物体側から順に、正レンズと負レンズからなり、
以下の条件式を満足する光学系とした。
０．８０＜ｆ／ｆ１＜１．６０
０．８０＜ｆ１／（−ｆ２）＜１．４５
１．４０＜ＴＬ／ｆ＜２．０５
ただし、
ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ＴＬ：前記光学系の全長
また、本発明においては、
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
前記第３レンズ群は、最も物体側から順に隣り合って配置された正レンズと負レンズとを有し、
以下の条件式を満足する光学系。
０．８０＜ｆ／ｆ１＜１．６０
０．８０＜ｆ１／（−ｆ２）＜１．４５
１．１１＜ｆ１／ｆ３＜１．４０
ただし、
ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
また、本発明においては、
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
開口絞りを有し、前記開口絞りの物体側に隣り合うレンズ面は物体側に凸の形状をしたレンズ面であり、前記開口絞りの像側に隣り合うレンズ面は像側に凸の形状をしたレンズ面であり、
以下の条件式を満足する光学系とした。
０．８０＜ｆ／ｆ１＜１．６０
７０．００＜νｐ
ただし、
ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
νｐ：前記第１レンズ群に含まれる全ての正レンズのアッベ数の平均値

また、本発明においては、上記光学系を備えた光学機器とした。

本願の第１実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。 本願の第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。 本願の第１実施例に係る光学系の至近撮影距離状態における諸収差図である。 本願の第２実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。 本願の第２実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。 本願の第２実施例に係る光学系の至近撮影距離状態における諸収差図である。 本願の第３実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。 本願の第３実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。 本願の第３実施例に係る光学系の至近撮影距離状態における諸収差図である。 本願の光学系を搭載した一眼レフカメラの断面図である。 本願の光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本願の光学系の他の製造方法を説明するためのフローチャートである。 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、光学機器、光学系の製造方法について説明する。本実施形態の光学系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レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有し、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動する。

上述のように本実施形態の光学系は、第２レンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させて無限遠物体から近距離物体への合焦を行うことにより、合焦時の収差変動を小さくすることができる。また、合焦レンズ群の軽量化を図ることができ、これによって高速な合焦を行うことが可能となる。

本実施形態の光学系は、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
１．００＜ｆ／（−ｆ２）＜２．４０ （１）
但し、
ｆ ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離

上記条件式（１）は、本実施形態の光学系の無限遠合焦時の焦点距離と、第２レンズ群の焦点距離を規定するものである。本実施形態の光学系は、条件式（１）を満足することにより、球面収差や像面湾曲を良好に補正し、光学系の全長が大きくなるのを防止することができる。

条件式（１）の下限を下回ると、第２レンズ群の屈折力が小さくなるため、球面収差が補正不足になり、像面湾曲も十分に補正することが困難になり好ましくない。また、合焦レンズ群である第２レンズ群の合焦の際の移動量が大きくなり、光学系の全長が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式（１）の下限値を１．１５に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（１）の下限値を１．３０に設定することで、本願の効果を更に確実なものとすることができる。

一方、条件式（１）の上限を上回ると、第２レンズ群の屈折力が大きくなるため、球面収差が補正過剰になり、像面湾曲も補正することが困難になってしまい好ましくない。なお、条件式（１）の上限値を２．２０に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（１）の上限値を２．００に設定することで、本実施形態の効果を更に確実なものとすることができる。

以上の構成により、比較的焦点距離が長くＦナンバーの小さい光学系において、無限遠から近距離物点まで優れた光学性能を実現することができる。

また、本実施形態の光学系は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．８０＜ｆ／ｆ１＜１．６０ （２）
但し、
ｆ ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離

上記条件式（２）は、本実施形態の光学系全体の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離を規定するものである。本実施形態の光学系は、条件式（２）を満足することにより、光学系の全長が大きくなることを防止し、像面湾曲やコマ収差を良好に補正することができる。

条件式（２）の下限を下回ると、第１レンズ群の屈折力が小さくなるため、光学系の全長が増大し、さらに、周辺光量を確保することが困難になってしまい好ましくない。また、光学系の全長を短縮するために第３レンズ群の屈折力を大きくすれば、球面収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまうため好ましくない。なお、条件式（２）の下限値を０．９０に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（２）の下限値を１．００に設定することで、本実施形態の効果を更に確実なものとすることができる。

一方、条件式（２）の上限を上回ると、第１レンズ群の屈折力が大きくなるため、球面収差やコマ収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまい好ましくない。なお、条件式（２）の上限値を１．５０に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（２）の上限値を１．３５に設定することで、本願の効果を更に確実なものとすることができる。

また、本実施形態の光学系は、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．８０＜ｆ１／（−ｆ２）＜１．４５ （３）
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離

上記条件式（３）は、本実施形態の第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離を規定するものである。本実施形態の光学系は、条件式（３）を満足することにより、球面収差や像面湾曲を良好に補正し、光学系の全長が大きくなるのを防止することができる。

条件式（３）の下限を下回ると、第２レンズ群の屈折力が小さくなるため、球面収差が補正不足になり、像面湾曲も十分に補正することが困難となってしまい好ましくない。また、合焦レンズ群である第２レンズ群の合焦時の移動量が大きくなり、光学系の全長が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式（３）の下限値を０．９０に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（３）の下限値を１．００に設定することで、本実施形態の効果を更に確実なものとすることができる。

一方、条件式（３）の上限を上回ると、第２レンズ群の屈折力が大きくなるため、球面収差が補正過剰になり、像面湾曲も補正することが困難になってしまい好ましくない。なお、条件式（３）の上限値を１．４４に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（３）の上限値を１．４２に設定することで、本実施形態の効果を更に確実なものとすることができる。

また、本実施形態の光学系は、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
１．１１＜ｆ１／ｆ３＜１．５０ （４）
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離

上記条件式（４）は、本実施形態の第１レンズ群の焦点距離と第３レンズ群の焦点距離を規定するものである。本実施形態の光学系は、条件式（４）を満足することにより、光学系の全長が大きくなるのを防止し、像面湾曲やコマ収差を良好に補正することができる。

条件式（４）の上限を上回ると、第１レンズ群の屈折力が小さくなるため、光学系の全長が増大し、さらに周辺光量を確保することが困難になってしまい好ましくない。また、光学系の全長を短縮するために第３レンズ群の屈折力を大きくすれば、球面収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまうため好ましくない。なお、条件式（４）の上限値を１．４０に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（４）の上限値を１．３０に設定することで、本実施形態の効果を更に確実なものとすることができる。

条件式（４）の下限を下回ると、第１レンズ群の屈折力が大きくなるため、球面収差やコマ収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまい好ましくない。なお、条件式（４）の下限値を１．１１５に設定することで、本願の効果をより確実なものとすることができる。

また、本実施形態の光学系は、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．７０＜（−ｆ２）／ｆ３＜１．５０ （５）
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離

上記条件式（５）は、本願の第２レンズ群の焦点距離と第３レンズ群の焦点距離を規定するものである。本実施形態の光学系は、条件式（５）を満足することにより、球面収差や像面湾曲を良好に補正し、光学系の全長が大きくなることを防止することができる。

条件式（５）の上限を上回ると、第２レンズ群の屈折力が小さくなるため、球面収差が補正不足になり、像面湾曲も十分に補正することが困難となってしまい好ましくない。また、合焦レンズ群である第２レンズ群の合焦時の移動量が大きくなり、光学系の全長が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式（５）の上限値を１．３５に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（５）の上限値を１．２０に設定することで、本実施形態の効果を更に確実なものとすることができる。

一方、条件式（５）の下限を下回ると、第２レンズ群の屈折力が大きくなるため、球面収差が補正過剰になり、像面湾曲も補正することが困難になってしまい好ましくない。なお、条件式（５）の下限値を０．７５に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（５）の下限値を０．８０に設定することで、本実施形態の効果を更に確実なものとすることができる。

また、本実施形態の光学系は、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
１．２０＜ＴＬ／ｆ１＜２．０５ （６）
但し、
ＴＬ：前記光学系の全長
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離

上記条件式（６）は、本実施形態の光学系の全長と第１レンズ群の焦点距離を規定するものである。本実施形態の光学系は、条件式（６）を満足することにより、光学系の全長が大きくなることを防止し、像面湾曲やコマ収差を良好に補正することができる。

条件式（６）の下限を下回ると、第１レンズ群の屈折力が小さくなるため、光学系の全長が増大し、さらに、周辺光量を確保することが困難になってしまい好ましくない。また、光学系の全長を短縮するために第３レンズ群の屈折力を大きくすれば、球面収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまうため好ましくない。なお、条件式（６）の下限値を１．４０に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（６）の下限値を１．６０に設定することで、本実施形態の効果を更に確実なものとすることができる。

一方、条件式（６）の上限を上回ると、第１レンズ群の屈折力が大きくなるため、球面収差やコマ収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまい好ましくない。なお、条件式（６）の上限値を２．０３に設定することで、本願の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（６）の上限値を２．００に設定することで、本願の効果を更に確実なものとすることができる。

また、本実施形態の光学系は、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
１．５０＜ＴＬ／（−ｆ２）＜３．１０ （７）
但し、
ＴＬ：前記光学系の全長
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離

上記条件式（７）は、本実施形態の光学系の全長と第２レンズ群の焦点距離を規定するものである。本実施形態の光学系は、条件式（７）を満足することにより、光学系の全長が大きくなることを防止し、像面湾曲やコマ収差を良好に補正することができる。

条件式（７）の下限を下回ると、第２レンズ群の屈折力が小さくなるため、光学系の全長が増大し、さらに、周辺光量を確保することが困難になってしまうため好ましくない。また、光学系の全長を短縮するために第３レンズ群の屈折力を大きくすれば、球面収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまうため好ましくない。なお、条件式（７）の下限値を１．７０に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（７）の下限値を１．９０に設定することで、本願の効果を更に確実なものとすることができる。

一方、条件式（７）の上限を上回ると、第２レンズ群の屈折力が大きくなるため、球面収差やコマ収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまい好ましくない。なお、条件式（７）の上限値を３．００に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（７）の上限値を２．９０に設定することで、本実施形態の効果を更に確実なものとすることができる。

また、本実施形態の光学系は、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
６３．００＜νｐ （８）
但し、
νｐ：前記第１レンズ群に含まれる全ての正レンズのアッベ数の平均値

上記条件式（８）は、本実施形態の第１レンズ群に含まれる全ての正レンズのアッベ数の平均値を規定するものである。本実施形態の光学系は、条件式（８）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。

条件式（８）の下限を下回ると、軸上色収差を良好に補正することが困難となってしまうため好ましくない。なお、条件式（８）の下限値を６５．００に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式（８）の下限値を７０．０に設定することで、本実施形態の効果を更に確実なものとすることができる。

また、本実施形態の光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第１レンズ群が、固定であることが望ましい。この構成により、第１レンズ群と第２レンズ群の両方が移動する場合と比べて合焦レンズ群の小型化が図れ、また、多くの合焦レンズ群が移動する際の誤差によって生じるコマ収差等の諸収差の発生を少なくすることができる。

また、本実施形態の光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第３レンズ群が、固定であることが望ましい。この構成により、第２レンズ群と第３レンズ群の両方が移動する場合と比べて合焦レンズ群の小型化が図れ、また、多くの合焦レンズ群が移動する際の誤差によって生じるコマ収差等の諸収差の発生を少なくすることができる。

また、本実施形態の光学系は、前記第１レンズ群が、接合レンズを有し、前記接合レンズが、物体側から順に、正レンズと負レンズからなることが望ましい。この構成により、球面収差並びに軸上色収差を良好に補正することができる。

また、本実施形態の光学系は、前記第３レンズ群中に開口絞りを有することが望ましい。この構成により、像面湾曲や非点収差を良好に補正することができる。

また、本実施形態の光学系は、開口絞りを有し、前記開口絞りの物体側に隣り合うレンズ面は物体側に凸の形状をしたレンズ面であり、前記開口絞りの像側に隣り合うレンズ面は像側に凸の形状をしたレンズ面であることが望ましい。この構成により、球面収差や像面湾曲や非点収差を良好に補正することができる。

また、本実施形態の光学系は、前記第３レンズ群が、最も物体側から順に隣り合って配置された正レンズと負レンズとを有することが望ましい。この構成により、球面収差を良好に補正することができる。

また、本実施形態の光学系は、前記第２レンズ群が、接合レンズを有し、前記接合レンズは、物体側から順に、正レンズと負レンズからなり、前記第２レンズ群は、前記接合レンズで構成されている、又は、物体側から順に、負レンズと前記接合レンズとで構成されていることが望ましい。この構成により、小型で軸上色収差を良好に補正した光学系を実現することができる。また、この構成により、合焦時の球面収差の変動を小さくすることができる。

また、本実施形態の光学系は、前記第３レンズ群が、少なくとも一つの非球面を有することが望ましい。この構成により、コマ収差を良好に補正することができる。

また、本実施形態の光学系は、前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動することが望ましい。この構成により、手ぶれ等によって生じる像ぶれの補正（防振）を行うことができる。そして、像ぶれ補正時の収差変動を小さくすることができる。

また、本実施形態の光学系は、前記第１レンズ群から前記第３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層含むことが望ましい。この構成により、本実施形態の光学系は、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、本実施形態の光学系は、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、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。

なお、本実施形態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。

本実施形態の光学機器は、上述した構成の光学系を備えている。これにより、ゴーストやフレアをより低減させ、像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた光学機器を実現することができる。

本実施形態の光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動するようにし、
以下の条件式（１）を満足するようにする。
１．００＜ｆ／（−ｆ２）＜２．４０ （１）
但し、
ｆ ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離

斯かる本実施形態の光学系の製造方法により、無限遠物点から近距離物点まで優れた光学性能を有する光学系を製造することができる。

また、本願の別の実施形態の光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動するようにし、
以下の条件式（２）を満足するようにする。
０．８０＜ｆ／ｆ１＜１．６０ （２）
但し、
ｆ ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離

斯かる本実施形態の光学系の製造方法により、無限遠物点から近距離物点まで優れた光学性能を有する光学系を製造することができる。

以下、本願の数値実施例に係る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、本願の第１実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。

本実施例に係る光学系は、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Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成される。

正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、両凸形状の正レンズＬ１３と両凹形状の負レンズＬ１４とを接合してなる接合レンズからなる。

負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と両凹形状の負レンズＬ２２とを接合してなる接合レンズからなる。

正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ３３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３５と両凹形状の負レンズＬ３６と両凸形状の正レンズＬ３７とを接合してなる接合レンズとからなる。

本実施例に係る光学系では、第３レンズ群Ｇ３の最も像側面（面番号２２）が非球面である。

本実施例に係る光学系では、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３が像面に対して固定され、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸に沿って像側へ移動し、これによって無限遠物体から近距離物体への合焦が行われる。

本実施例に係る光学系では、負レンズＬ３３と正メニスカスレンズＬ３４からなり、開口絞りＳの像側に隣り合って配置された接合レンズが、防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含む様に移動し、これによって像ぶれの補正を行うことができる。

本実施例に係る光学系では、正レンズＬ３５と負レンズＬ３６と正レンズＬ３７とからなり最も像側に配置された接合レンズのうち最も物体側レンズ面（面番号１９）にウエットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含むように構成された反射防止膜が形成されている。

下記の表１に、本第１実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。

この表１の[全体諸元]において、「ｆ」は焦点距離、「ＦＮＯ」はＦナンバー、「２ω」は画角（単位：「°」）、「Ｙ」は像高、「ＴＬ」は光学系の全長、「Ｂｆ」はバックフォーカスを表している。なお、全長ＴＬは、この光学系の最も物体側のレンズ面（第１面）から像面までの光軸上の距離を示し、バックフォーカスＢｆは、この光学系の最も像側のレンズ面（第２２面）から像面までの光軸上の距離を表している。

また、[面データ]において、「面番号」は光軸に沿った物体側から数えた光学面の順序、「ｒ」は各光学面の曲率半径、「ｄ」は面間隔（第n面（nは整数）と第n+1面との間隔）、「ｎｄ」はｄ線に対する屈折率、「νｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッべ数を示している。また、「物面」は物体面、「（絞りＳ）」は開口絞りＳ、「可変」は可変の面間隔を示している。曲率半径ｒ＝∞は平面を示し、空気の屈折率ｎｄ＝1.00000は省略してある。非球面には面番号の右側に「*」を付している。

また、[レンズ群焦点距離]には、各レンズ群のうち最も物体側の面の面番号（始面）および各レンズ群の焦点距離を示している。

[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定数と非球面係数を示す。なお、「Ｅ−ｎ」は「×１０^−ｎ」を示し、例えば、「１．２３４Ｅ−０５」は、「１．２３４×１０⁻⁵」を示す。２次の非球面係数Ａ２は０である。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ^２／ｒ）／[１＋[１−κ（ｙ^２／ｒ^２）]^１／２]
＋Ａ４×ｙ^４＋Ａ６×ｙ^６＋Ａ８×ｙ^８＋Ａ１０×ｙ^１０
ここで、光軸に垂直な方向の高さを「ｙ」とし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）を「Ｓ（ｙ）」とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）を「ｒ」とし、円錐定数を「κ」とし、ｎ次の非球面係数を「Ａｎ」とする。

[可変間隔データ]において、「ｆ」は全系の焦点距離を、「β」は物体と像間の結像倍率を、「Di」（但し、iは整数）は、第i面の可変の面間隔を示している。また、「無限遠」は無限遠合焦状態を、「至近」は至近撮影距離状態を示している。なお、D0は物体から第１面までの距離を示している。

ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、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ので、これに限られるものではない。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。

（表１）
［全体諸元］
ｆ ＝ 102.128
ＦＮＯ＝ 1.449
２ω ＝ 23.891
Ｙ ＝ 21.60
ＴＬ ＝ 146.818
Ｂｆ ＝ 41.301

［面データ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
1 176.41170 7.081 1.59349 67.00
2 -997.05190 0.100
3 96.85690 9.766 1.49782 82.57
4 -2499.53100 0.100
5 64.16290 13.758 1.49782 82.57
6 -222.06850 3.500 1.73800 32.26
7 171.04680 可変
8 -136.08080 4.000 1.80809 22.74
9 -85.91600 2.500 1.48749 70.32
10 40.41360 可変
11 121.43430 5.687 1.72916 54.61
12 -106.55980 0.100
13 97.96380 1.800 1.61505 35.73
14 33.61330 6.326
15(絞りＳ) ∞ 6.526
16 -52.40880 1.600 1.59238 35.86
17 71.14860 3.733 1.72916 54.61
18 478.61380 0.100
19 80.79100 8.330 1.75596 49.76
20 -33.83920 1.600 1.58128 37.40
21 61.41580 4.724 1.89799 34.84
22* -225.35840 BF
像面 ∞

［レンズ群焦点距離］
群 始面 焦点距離
1 1 81.118
2 8 -69.336
3 11 72.558

[非球面データ]
κ A4 A6 A8 A10
第22面 1 9.931E-07 -1.978E-09 8.134E-12 -1.116E-14

［可変間隔データ]
無限遠 至近
f又はβ 102.128 -0.136倍
D7 8.522 18.522
D10 15.664 5.664

[条件式対応値]
（１） ｆ／（−ｆ２）＝１．４７
（２） ｆ／ｆ１＝１．２６
（３） ｆ１／（−ｆ２）＝１．１７
（４） ｆ１／ｆ３＝１．１２
（５） （−ｆ２）／ｆ３＝０．９６
（６） ＴＬ／ｆ１＝１．８１
（７） ＴＬ／（−ｆ２）＝２．１２
（８） νＰ＝７７．３８

このように、第１実施例に係る光学系は、上記条件式（１）〜（８）を全て満足している。

図２に、第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。また、図３に、撮影倍率β＝−０．１３６で近距離合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。各収差図において、「ＦＮＯ」はＦナンバーを、「Ｙ」は像高を、それぞれ示している。また、各収差図において、「ｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）、及び、「ｇ」はｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）に対する収差を表している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示している。なお、この収差図の説明は以降の実施例においても同様である。

この図２、図３に示す各収差図から明らかなように、第１実施例に係る光学系では諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。

（第２実施例）
図４は、本願の第２実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。

本実施例に係る光学系は、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Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成される。

正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、両凸形状の正レンズＬ１３と両凹形状の負レンズＬ１４とを接合してなる接合レンズからなる。

負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と両凹形状の負レンズＬ２２とを接合してなる接合レンズからなる。

正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ３３と両凸形状の正レンズＬ３４とを接合してなる接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３５と両凹形状の負レンズとを接合してなる接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３７からなる。

本実施例に係る光学系では、第３レンズ群Ｇ３の最も像側面（面番号２３）が非球面である。

本実施例に係る光学系では、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３が像面に対して固定され、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸に沿って像側へ移動し、これによって無限遠物体から近距離物体への合焦が行われる。

本実施例に係る光学系では、負レンズＬ３３と正レンズＬ３４からなり、開口絞りＳの像側に隣り合って配置された接合レンズが、防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含む様に移動し、これによって像ぶれの補正を行うことができる。

本実施例に係る光学系では、最も像側の正レンズＬ３７の物体側レンズ面（面番号２２）と正レンズＬ３７の物体側に隣り合って配置された負レンズＬ３６の像側レンズ面（面番号２１）とにウエットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含むように構成された反射防止膜が形成されている。

以下の表２に、本第２実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。

（表２）
［全体諸元］
ｆ ＝ 102.643
ＦＮＯ＝ 1.441
２ω ＝ 23.836
Ｙ ＝ 21.60
ＴＬ ＝ 156.819
Ｂｆ ＝ 44.626

［面データ］
面番号 r d ｎd νｄ
物面 ∞ ∞
1 232.74460 5.460 1.59349 67.00
2 -941.72040 0.100
3 99.95980 9.402 1.49782 82.57
4 -635.59410 0.100
5 67.81170 13.106 1.49782 82.57
6 -170.83160 3.500 1.64769 33.72
7 136.65740 可変
8 -132.42720 4.400 1.80809 22.74
9 -82.87930 2.500 1.48749 70.32
10 43.90050 可変
11 76.67630 6.700 1.74397 44.85
12 -145.75050 0.100
13 365.29930 1.800 1.51742 52.20
14 35.15610 7.500
15(絞りＳ) ∞ 5.022
16 -52.41160 1.800 1.60482 34.33
17 48.32170 8.500 1.76457 48.44
18 -99.22310 0.100
19 302.91470 7.000 1.72916 54.61
20 -46.57540 1.800 1.61532 33.18
21 63.20750 2.000
22 63.50280 6.000 1.90265 35.72
23* -264.53160 BF
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
群 始面 焦点距離
1 1 87.792
2 8 -74.149
3 11 72.509

[非球面データ]
κ A4 A6 A8 A10
第23面 1 2.199E-07 -4.073E-11 -2.713E-13 4.702E-16

[可変間隔データ]
無限遠 至近
f又はβ 102.643 -0.141倍
D7 8.654 20.317
D10 16.649 4.986

[条件式対応値]
（１） ｆ／（−ｆ２）＝１．３８
（２） ｆ／ｆ１＝１．１７
（３） ｆ１／（−ｆ２）＝１．１８
（４） ｆ１／ｆ３＝１．２１
（５） （−ｆ２）／ｆ３＝１．０２
（６） ＴＬ／ｆ１＝１．７９
（７） ＴＬ／（−ｆ２）＝２．１１
（８） νＰ＝７７．３８

このように、第２実施例に係る光学系は、上記条件式（１）〜（８）を全て満足している。

図５に、第２実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。また、図６に、撮影倍率β＝−０．１４１で近距離合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図５、図６に示す各収差図から明らかなように、この第２実施例に係る光学系では、諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。

（第３実施例）
図７は、本願の第３実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。

本実施例に係る光学系は、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Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成される。

正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と両凹形状の負レンズＬ１３とを接合してなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４からなる。

負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ２１と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３とを接合してなる接合レンズからなる。

正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と両凹形状の負レンズＬ３２とを接合してなる接合レンズと、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ３３と両凸形状の正レンズＬ３４とを接合してなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３５と両凸形状の正レンズＬ３６とを接合してなる接合レンズからなる。

本実施例に係る光学系では、第３レンズ群Ｇ３の最も像側面（面番号２２）が非球面である。

本実施例に係る光学系では、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３が像面に対して固定され、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸に沿って像側へ移動し、これによって無限遠物体から近距離物体への合焦が行われる。

本実施例に係る光学系では、負レンズＬ３３と正レンズＬ３４からなり、開口絞りＳの像側に隣り合って配置された接合レンズが防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含む様に移動し、これによって像ぶれの補正を行うことができる。

本実施例に係る光学系では、負レンズＬ３５と正レンズＬ３６とからなり最も像側に配置された接合レンズの最も物体側レンズ面（面番号２０）にウエットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含むように構成された反射防止膜が形成されている。

以下の表３に、本第３実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
（表３）
[全体諸元]
ｆ ＝ 102.618
ＦＮＯ＝ 1.440
２ω ＝ 23.596
Ｙ ＝ 21.60
ＴＬ ＝ 164.819
Ｂｆ ＝ 47.774

［面データ］
面番号 r d ｎd νｄ
物面 ∞ ∞
1 198.29690 7.671 1.59349 67.00
2 -268.67610 0.100
3 91.70170 13.288 1.49782 82.57
4 -128.83920 3.500 1.64769 33.72
5 203.55460 0.100
6 79.79810 8.164 1.49782 82.57
7 1937.33200 可変
8 -194.71540 2.500 1.71999 50.27
9 117.67630 3.032
10 -1433.39560 5.200 1.80809 22.74
11 -76.31750 2.500 1.51742 52.20
12 53.75550 可変
13 49.94100 11.096 1.88462 36.82
14 -83.51650 1.800 1.63199 34.05
15 37.73780 7.500
16(絞りＳ) ∞ 7.600
17 -40.81280 1.800 1.69044 27.44
18 99.54650 8.500 1.72916 54.61
19 -55.04360 0.100
20 285.10750 1.800 1.55390 42.19
21 41.90420 8.500 1.80733 43.13
22* -158.99830 BF
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
群 始面 焦点距離
1 1 83.797
2 8 -59.773
3 11 69.892

[非球面データ]
κ A4 A6 A8 A10
第22面 1 9.463E-07 3.760E-10 -7.363E-13 1.038E-15

[可変間隔データ]
無限遠 至近
f又はβ 102.643 -0.144倍
D7 7.857 17.857
D12 14.437 4.437

[条件式対応値]
（１） ｆ／（−ｆ２）＝１．７２
（２） ｆ／ｆ１＝１．２２
（３） ｆ１／（−ｆ２）＝１．４０
（４） ｆ１／ｆ３＝１．２０
（５） （−ｆ２）／ｆ３＝０．８６
（６） ＴＬ／ｆ１＝１．９７
（７） ＴＬ／（−ｆ２）＝２．７６
（８） νＰ＝７７．３８

このように、第３実施例に係る光学系は、上記条件式（１）〜（８）を全て満たしている。

図８に、第３実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。また、図９に、撮影倍率β＝−０．１４４で近距離合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図８、図９に示す各収差図から明らかなように、この第３実施例に係る光学系では、諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。

以上に示した第１実施例から第３実施例までの各実施例の条件式対応値を、参照のため、以下の表４に示す。

（表４）
条件式 第１実施例 第２実施例 第３実施例
（１）ｆ／（−ｆ２） １．４７ １．３８ １．７２
（２）ｆ／ｆ１ １．２６ １．１７ １．２２
（３）ｆ１／（−ｆ２） １．１７ １．１８ １．４０
（４）ｆ１／ｆ３ １．１２ １．２１ １．２０
（５）（−ｆ２）／ｆ３ ０．９６ １．０２ ０．８６
（６）ＴＬ／ｆ１ １．８１ １．７９ １．９７
（７）ＴＬ／（−ｆ２） ２．１２ ２．１１ ２．７６
（８）νＰ ７７．３８ ７７．３８ ７７．３８

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１３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（ｂ）に示す。
２ＨＦ＋Ｍｇ（ＣＨ３ＣＯＯ）２→ＭｇＦ２＋２ＣＨ３ＣＯＯＨ （ｂ）
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１４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５に示す条件で形成されている。ここで表５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５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５）
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１４は、表５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１４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５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１４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５と同様、以下の表６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６）
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１５は、表６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１５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６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１５に示す分光特性とほぼ同等の特性を有する。

図１６は、図１５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１５、図１６には表６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１７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１７は、表６と同じ基板の屈折率１．５２に以下の表７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１８は、図１７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７）
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１４〜図１６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１７および図１８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、本願の第１実施例から第３実施例に、上記表５および表６に示す反射防止膜を適用した例について説明する。

本第１実施例の光学系において、第３レンズ群Ｇ３の正レンズＬ３５の屈折率は、表１に示すように、ｎｄ＝１．７５５９６であるため、正レンズＬ３５における物体側のレンズ面に基板の屈折率が１．７４に対応する反射防止膜１０１（表５参照）を用いることで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。

本第２実施例の光学系において、第３レンズ群Ｇ３の負レンズＬ３６の屈折率は、表１に示すように、ｎｄ＝１．６１５３２であり、第３レンズ群Ｇ３の正レンズＬ３７の屈折率は、ｎｄ＝１．９０２６５あるため、負レンズＬ３６における像面側のレンズ面に基板の屈折率が１．６２に対応する反射防止膜１０１（表５参照）を用い、正レンズＬ３７における物体側のレンズ面に、基板の屈折率が１．８５に対応する反射防止膜１０１（表５参照）を用いることで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。

本第３実施例の光学系において、第３レンズ群Ｇ３の負メニスカスレンズＬ３５の屈折率は、表７に示すように、ｎｄ＝１．５５３９０であるため、負メニスカスレンズＬ３５における物体側のレンズ面に基板の屈折率が１．５２に対応する反射防止膜（表６参照）を用いることで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。

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。

実施例では、３群構成の光学系を示したが、４群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。また、レンズ群とは、合焦時に変化する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。

単独又は複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。前記合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モータ等を用いた）モータ駆動にも適している。特に第２レンズ群を合焦レンズ群とするのが好ましい。

開口絞りは第３レンズ群中に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。

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、手ぶれによって生じる像ぶれを補正する防振レンズ群としても良い。特に、第３レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。更に、開口絞りの像側に隣り合って配置されるレンズ成分を防振レンズ群とするのが好ましい。

レンズ面は、球面または平面としても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモ−ルド非球面、又はガラスの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でも構わない。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。

各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減しコントラストの高い光学性能を達成するために、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。

図１０に、上述の光学系を備える光学機器の一例として、一眼レフカメラ１（以後、単にカメラと記す）の略断面図を示す。このカメラ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（光学系）で集光されて、クイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして、焦点板４に結像された光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へと導かれる。これにより、撮影者は、物体（被写体）像を、接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。

また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、撮影レンズ２で集光された不図示の物体（被写体）の光は撮像素子７上に被写体像を形成する。これにより、物体（被写体）からの光は、当該撮像素子７により撮像され、物体（被写体）画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者は本カメラ１による物体（被写体）の撮影を行うことができる。なお、図１０に記載のカメラ１は、撮影レンズ２を着脱可能に保持するものでも良く、撮影レンズ２と一体に成形されるものでも良い。また、カメラ１は、いわゆる一眼レフカメラでも良く、クイックリターンミラー等を有さないコンパクトカメラ若しくはミラーレスの一眼レフカメラでも良い。

ここで、本カメラ１の撮影レンズ２として上述した光学系は、その特徴的なレンズ構成によって、ゴーストやフレアをより低減させ、像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えている。これにより本カメラ１は、ゴーストやフレアをより低減させ、像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた撮影を実現している。

以下、本実施形態の光学系の製造方法の概略を、図１１を参照して説明する。この光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、以下のステップＳ１とＳ２を含むものである。

無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動するようにする（ステップＳ１）。

以下の条件式（１）を満足するようにする（ステップＳ２）。
１．００＜ｆ／（−ｆ２）＜２．４０ （１）
但し、
ｆ ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離

以上の製造方法によれば、無限遠物点から近距離物点まで優れた光学性能を有する光学系を製造することができる。

以下、本実施形態に係る光学系の他の製造方法の概略を、図１２を参照して説明する。この光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、以下のステップＳ１とＳ２を含むものである。

無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動するようにする（ステップＳ１）。

以下の条件式（２）を満足するようにする（ステップＳ２）。
０．８０＜ｆ／ｆ１＜１．６０ （２）
但し、
ｆ ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離

以上の製造方法によれば、無限遠から近距離物点まで優れた光学性能を有する光学系を製造することができる。

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ 一眼レフカメラ
２ 撮影レンズ
３ クイックリターンミラー
４ 焦点板
５ ペンタプリズム
６ 接眼レンズ
７ 撮像素子

Claims (22)

1. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
   合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
   無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
   前記第１レンズ群は少なくとも１つの接合レンズを有し、前記接合レンズが、物体側から順に、正レンズと負レンズからなり、
   以下の条件式を満足する光学系。
   １．００＜ｆ／（−ｆ２）＜２．４０
   ０．８０＜ｆ１／（−ｆ２）＜１．４５
   １．４０＜ＴＬ／ｆ１＜２．０５
   ただし、
   ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   ＴＬ：前記光学系の全長
2. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
   合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
   無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
   前記第３レンズ群は、最も物体側から順に隣り合って配置された正レンズと負レンズとを有し、
   以下の条件式を満足する光学系。
   １．００＜ｆ／（−ｆ２）＜２．４０
   ０．８０＜ｆ１／（−ｆ２）＜１．４５
   １．１１＜ｆ１／ｆ３＜１．４０
   ただし、
   ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
3. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
   合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
   無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
   開口絞りを有し、前記開口絞りの物体側に隣り合うレンズ面は物体側に凸の形状をしたレンズ面であり、前記開口絞りの像側に隣り合うレンズ面は像側に凸の形状をしたレンズ面であり、
   以下の条件式を満足する光学系。
   １．００＜ｆ／（−ｆ２）＜２．４０
   ７０．００＜νｐ
   ただし、
   ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   νｐ：前記第１レンズ群に含まれる全ての正レンズのアッベ数の平均値
4. 以下の条件式を満足する請求項１から請求項３の何れか一項に記載の光学系。
   ０．８０＜ｆ／ｆ１＜１．６０
   ただし、
   ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
5. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
   合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
   無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
   前記第１レンズ群は少なくとも１つの接合レンズを有し、前記接合レンズが、物体側から順に、正レンズと負レンズからなり、
   以下の条件式を満足する光学系。
   ０．８０＜ｆ／ｆ１＜１．６０
   ０．８０＜ｆ１／（−ｆ２）＜１．４５
   １．４０＜ＴＬ／ｆ＜２．０５
   ただし、
   ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   ＴＬ：前記光学系の全長
6. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
   合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
   無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
   前記第３レンズ群は、最も物体側から順に隣り合って配置された正レンズと負レンズとを有し、
   以下の条件式を満足する光学系。
   ０．８０＜ｆ／ｆ１＜１．６０
   ０．８０＜ｆ１／（−ｆ２）＜１．４５
   １．１１＜ｆ１／ｆ３＜１．４０
   ただし、
   ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
7. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３個のレンズ群からなり、
   合焦に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、
   無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、
   開口絞りを有し、前記開口絞りの物体側に隣り合うレンズ面は物体側に凸の形状をしたレンズ面であり、前記開口絞りの像側に隣り合うレンズ面は像側に凸の形状をしたレンズ面であり、
   以下の条件式を満足する光学系。
   ０．８０＜ｆ／ｆ１＜１．６０
   ７０．００＜νｐ
   ただし、
   ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   νｐ：前記第１レンズ群に含まれる全ての正レンズのアッベ数の平均値
8. 以下の条件式を満足する請求項１、２、５、６のいずれか一項に記載の光学系。
   ６３．００＜νｐ
   ただし、
   νｐ：前記第１レンズ群に含まれる全ての正レンズのアッベ数の平均値
9. 開口絞りを有し、前記開口絞りの物体側に隣り合うレンズ面は物体側に凸の形状をしたレンズ面であり、前記開口絞りの像側に隣り合うレンズ面は像側に凸の形状をしたレンズ面である請求項１、２、５、６のいずれか一項に記載の光学系。
10. 前記第１レンズ群は、接合レンズを有し、前記接合レンズは、物体側から順に、正レンズと負レンズとからなる請求項２、３、６、７のいずれか一項に記載の光学系。
11. 前記第３レンズ群は、最も物体側から順に隣り合って配置された正レンズと負レンズとを有する請求項１、３、５、７のいずれか一項に記載の光学系。
12. 以下の条件式を満足する請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の光学系。
    ０．７０＜（−ｆ２）／ｆ３＜１．５０
    ただし、
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
13. 以下の条件式を満足する請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の光学系。
    １．５０＜ＴＬ／（−ｆ２）＜３．１０
    ただし、
    ＴＬ：前記光学系の全長
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
14. 無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第１レンズ群は、固定である請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の光学系。
15. 無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第３レンズ群は、固定である請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の光学系。
16. 前記第３レンズ群中に開口絞りを有する請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の光学系。
17. 前記第２レンズ群は、接合レンズを有し、前記接合レンズは、物体側から順に、正レンズと負レンズからなり、前記第２レンズ群は、前記接合レンズで構成されている、又は、物体側から順に、負レンズと前記接合レンズとで構成されている請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の光学系。
18. 前記第３レンズ群は、少なくとも一つの非球面を有する請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の光学系。
19. 前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動する請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の光学系。
20. 前記第１レンズ群から前記第３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層含む請求項１から請求項１９の何れか一項に記載の光学系。
21. 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２０に記載の光学系。
22. 請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載の光学系を備えた光学機器。

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