JP2015212821A - 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

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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、負の屈折力を有する前群と、後群とを有し、前群は、光軸に沿って物体側から順に、第1負レンズと、第2負レンズと、正レンズと、複数のレンズを接合してなる接合正レンズとを有し、後群は、光軸に沿って物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなり、所定の条件を満足する光学系。【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、歪曲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、負の屈折力を有する前群と、後群とを有し、前記前群は、光軸に沿って物体側から順に、第1負レンズと、第2負レンズと、正レンズと、複数のレンズを接合してなる接合正レンズとを有し、前記後群は、光軸に沿って物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなり、次式の条件を満足する光学系を提供する。
0.80 < (−fF)/f0 < 8.50
ただし、
fF:前記前群の焦点距離
f0:前記光学系全系の焦点距離
また、本発明は、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する前群と、後群とを有する光学系の製造方法であって、前記前群を、光軸に沿って物体側から順に、第1負レンズと、第2負レンズと、正レンズと、複数のレンズを接合してなる接合正レンズとを有するように構成し、前記後群を、光軸に沿って物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなるように構成し、次式の条件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。
0.80 < (−fF)/f0 < 8.50
ただし、
fF:前記前群の焦点距離
f0:前記光学系全系の焦点距離
第1実施例に係る光学系の無限遠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、負の屈折力を有する前群と、後群とを有し、前記前群は、光軸に沿って物体側から順に、第1負レンズと、第2負レンズと、正レンズと、複数のレンズを接合してなる接合正レンズとを有し、前記後群は、光軸に沿って物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなっている。
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。
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)0.80 < (−fF)/f0 < 8.50
ただし、
fF:前記前群の焦点距離
f0:前記光学系全系の焦点距離
条件式(1)は、光学系全系の焦点距離に対する前記前群の焦点距離の適切な比を規定する条件式である。言い換えると、前群が有する負屈折力の大きさ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、前群の負の屈折力が弱くなり、バックフォーカスの確保が困難になってしまい好ましくない。また、大画角を維持したままでは、軸外収差、特に像面湾曲と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(1)の上限値を7.00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5.00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3.50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、前群の負の屈折力が強くなり、結果的に前群の構成枚数の増加、すなわち光学系の大型化を招いていまい、好ましくない。また、諸収差、特に歪曲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(1)の下限値を0.90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1.00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1.50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、前記前群が次の条件式(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)65.0 < 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、前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。前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69.0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(2)の下限値を80.0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(2)の下限値を90.0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(3)を満足することが好ましい。
(3)0.50 < (−fr)/f0 < 2.50
ただし、
fr:前記後群中の前記負レンズの焦点距離
f0:前記光学系全系の焦点距離
条件式(3)は、光学系全系の焦点距離に対する前記後群中の前記負レンズの焦点距離の適切な比を規定する条件式である。言い換えると、後群中の負レンズが有する負屈折力の大きさ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、後群中の負レンズの負屈折力が弱くなり、画角に対して不利となり、軸外収差が悪化してしまい、好ましくない。特に負の歪曲収差が発生してしまい、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(3)の上限値を2.30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2.00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1.80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、後群中の負レンズの負屈折力が強くなり、バックフォーカスが著しく短くなってしまい、好ましくない。また、軸外収差、特に像面湾曲と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(3)の下限値を0.75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1.00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1.20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)−1.00 < (rr2−rr1)/(rr2+rr1) < 0.00
ただし、
rr1:前記後群中の前記正レンズの像側の面の曲率半径
rr2:前記後群中の前記負レンズの物体側の面の曲率半径
条件式(4)は、後群中の正レンズと後群中の負レンズとの間に形成される空気レンズの形状因子の逆数を規定する条件式である。この条件は、球面収差、コマ収差、および非点収差の補正に大きく関っている。条件式(4)を満足すること、すなわち条件式(4)の対応値が負(0を超え−1までの範囲)であるということは、空気レンズの形状は、像側に凸面を向けた正メニスカス形状であることを示している。この場合、球面収差、コマ収差、および非点収差を良好に補正することができる。また、条件式(4)の対応値が正(0を超え+1未満の範囲)であるということは、空気レンズの形状は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状であることを示し、さらに、条件式(4)の対応値が+1を超えると、像側に平面を向けた平凸形状を越えて両凸形状になることを意味している。
条件式(4)の対応値が上限値を上回ると、空気レンズの形状は、上述したように、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状から像側に平面を向けた平凸形状、さらに両凸形状になる。その結果、コマ収差および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(4)の上限値を−0.10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−0.20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−0.25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、空気レンズの形状は、像側に凸面を向けた正メニスカス形状を越えて両凸形状になる。その結果、球面収差はもとより、コマ収が悪化し、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−0.80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(4)の下限値を−0.70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−0.60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)−2.00 < (rf2+rf1)/(rf2−rf1) < 0.00
ただし、
rf1:前記第2負レンズの物体側の面の曲率半径
rf2:前記第2負レンズの像側の面の曲率半径
条件式(5)は、前群中の第2負レンズの形状因子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、および非点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2負レンズの形状は、両凹形状から、物体側により強い曲率を有する凹レンズに変移する。その結果、コマ収差、像面湾曲、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(5)の上限値を−0.98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−0.95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−0.90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負レンズの形状は、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状から、より強い曲率を有する負メニスカスレンズに変移する。その結果、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−1.70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−1.50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−1.00にすることがさらに好ましい。
また、本願の光学系は、前記後群の物体側に隣接し、物体側から順に配置された負レンズと正レンズとを接合してなり、像側の面が像側に凸形状の接合負レンズ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、球面収差、コマ収差、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(6)を満足することが好ましい。
(6)5.00 < (−fc)/f0 < 30.00
ただし、
fc:前記接合負レンズの焦点距離
f0:前記光学系全系の焦点距離
条件式(6)は、光学系全系の焦点距離に対する前記接合負レンズの焦点距離の適切な比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、前記接合負レンズの負の屈折力が弱くなり、コマ収差を良好に補正することができなくなり、好ましくない。また、最適なペッツバール和の設定ができなくなるため、像面湾曲も悪化してしまい、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(6)の上限値を25.00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23.00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20.00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、前記接合負レンズの負の屈折力が強くなり、コマ収差、球面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(6)の下限値を8.00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10.00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12.00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(7)を満足することが好ましい。
(7)0.1000 < Nn−Np < 0.5500
ただし、
Nn:前記接合負レンズ中の前記負レンズのd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率
Np:前記接合負レンズ中の前記正レンズのd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率
条件式(7)は、前記接合負レンズ中の負レンズと前記接合負レンズ中の正レンズとの屈折率差を規定する条件式である。本願の光学系は、該正レンズに比較して、該負レンズのほうが高い屈折率を有している。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、前記接合負レンズ中の該負レンズと該正レンズとの屈折率差が著しく大きくなり、アッベ数の差も著しく大きくなる。その結果、倍率色収差の最適な補正が困難になってしまい、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(7)の上限値を0.5000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0.4800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0.4500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、前記接合負レンズ中の該負レンズと該正レンズとの屈折率差が小さくなり、最適なペッツバール和の設定ができなくなる。その結果、像面湾曲、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(7)の下限値を0.1500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0.1800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0.2000にすることがさらに好ましい。
また、本願の光学系は、前記前群と前記後群との間に、正レンズと負レンズとを少なくとも1つずつ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、球面収差、色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、前記後群は、最も像側に配置され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、球面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、前記前群よりも像側であって、前記接合負レンズよりも物体側に開口絞り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、歪曲収差を最適に補正することができる。
また、本願の光学系は、前記前群は、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、前記前群の前記正レンズは、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、前記前群及び前記後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。前群及び後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、前記前群内のレンズの物体側レンズ面であることが望ましい。前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、前記前群内のレンズの像側レンズ面であることが望ましい。前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、前記後群内のレンズの物体側レンズ面であることが望ましい。後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、前記後群内のレンズの像側レンズ面であることが望ましい。後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、物体から見て凹形状のレンズ面であることが望ましい。前群(及び後群)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、前記前群内のレンズの像側レンズ面であることが望ましい。前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。後群(及び前群)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、前記後群内のレンズの物体側レンズ面であることが望ましい。後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光学系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、負の屈折力を有する前群と、後群とを有する光学系の製造方法であって、前記前群を、光軸に沿って物体側から順に、第1負レンズと、第2負レンズと、正レンズと、複数のレンズを接合してなる接合正レンズとを有するように構成し、前記後群を、光軸に沿って物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなるように構成し、次の条件式(1)を満足するように構成するものである。
(1)0.80 < (−fF)/f0 < 8.50
ただし、
fF:前記前群の焦点距離
f0:前記光学系全系の焦点距離
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前群GFと、負の屈折力を有する後群GRとを有している。後群GRは、最も像側に配置されている。
前群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L1と、両凹レンズL2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と両凸レンズL5との接合正レンズLc1とから構成されている。負メニスカスレンズL1の像側の面、および正メニスカスレンズL3の像側の面は非球面である。
前群GFと後群GRとの間には、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL6と両凹レンズL7との接合負レンズLc2と、両凸レンズL8と、開口絞りSと、両凸レンズL9と両凹レンズL10との接合負レンズLc3と、両凸レンズL11と、後群GRの物体側に隣接して配置され、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と両凸レンズL13との接合負レンズLc4とが配置されている。
後群GRは、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL14と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15とから構成されている。両凸レンズL14と負メニスカスレンズL15との間には、両凸レンズL14の像側の面と負メニスカスレンズL15の物体側の面とによって、空気レンズLaが形成されている。
本実施例に係る光学系は、前群GFの両凹レンズL2の像側レンズ面(面番号4)と、前群GFの正メニスカスレンズL3の物体側レンズ面(面番号5)と、後群GRの負メニスカスレンズL15の物体側レンズ面(面番号26)と、後群GRの負メニスカスレンズL15の像側レンズ面(面番号27)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。
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。
[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) 53.8275 3.0000 1.744429 49.52
*2) 13.9888 13.3128
3) -118.6047 1.8000 1.437000 95.00
4) 15.3370 5.0000
5) 25.2548 3.0000 1.516800 63.88
*6) 40.6550 1.5000
7) 42.7584 9.9259 1.772500 49.62
8) 24.4959 6.1405 1.612660 44.46
9) -51.9817 0.5000
10) 51.9095 3.2491 1.497820 82.57
11) -24.6888 1.1300 1.755000 52.34
12) 110.5152 0.5000
13) 37.3074 4.0000 1.487490 70.31
14) -24.6049 3.4217
15) (絞りS) 1.8927
16) 46.0228 3.0000 1.516800 63.88
17) -14.9889 1.1300 1.755000 52.34
18) 311.7366 1.0000
19) 9915.7635 3.0000 1.772500 49.62
20) -32.7987 0.1000
21) 469.3826 1.1300 1.834810 42.73
22) 18.7889 7.0000 1.437000 95.00
23) -29.4720 0.1000
24) 96.9457 4.0000 1.437000 95.00
25) -40.7083 3.5000
26) -16.2342 1.1300 1.772500 49.62
27) -58.1258 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
面番号:2
κ = 0.1833
A4 = 3.20922E−06
A6 = -1.50056E−09
A8 = 4.73420E−12
A10= -4.61007E−14
A12= -0.18915E−15
A14= -0.42813E−18
A16= -0.63065E−21
A18= -0.10252E−23

面番号:6
κ = -3.4201
A4 = 3.02093E−05
A6 = 4.52807E−09
A8 = -1.33556E−11
A10= 3.89569E−13

[各種データ]
f 19.40
FNO 4.2
ω 59.509
Y 33.000
TL 108.043
BF 22.9159

[レンズ群データ]
始面 焦点距離
GF 1 -51.9277
GR 24 -59.9014

[各条件式対応値]
(1)(−fF)/f0=2.677
(2)νdn=95.0
(3)(−fr)/f0=1.521
(4)(rr2−rr1)/(rr2+rr1)=−0.430
(5)(rf2+rf1)/(rf2−rf1)=−0.771
(6)(−fc)/f0=16.310
(7)Nn−Np=0.39781
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、Yは像高をそれぞれ示している。なお、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーを示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。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7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7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の一部は前群GFにおける正メニスカスレンズL3の物体側レンズ面(面番号5、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、さらに前群GFにおける両凹レンズL2の像側レンズ面(面番号4、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前群GFと、負の屈折力を有する後群GRとを有している。後群GRは、最も像側に配置されている。
前群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L1と、両凹レンズL2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と両凸レンズL6との接合正レンズLc1とから構成されている。負メニスカスレンズL1の像側の面、および正メニスカスレンズL3の像側の面は非球面である。
前群GFと後群GRとの間には、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL7と両凹レンズL8との接合負レンズLc2と、両凸レンズL9と、開口絞りSと、両凸レンズL10と両凹レンズL11との接合負レンズLc3と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と、後群GRの物体側に隣接して配置され、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL13と両凸レンズL14との接合負レンズLc4とが配置されている。
後群GRは、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL15と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL16とから構成されている。両凸レンズL15と負メニスカスレンズL16との間には、両凸レンズL15の像側の面と負メニスカスレンズL16の物体側の面とによって、空気レンズLaが形成されている。
本実施例に係る光学系は、前群GFの両凸正レンズL6の像側レンズ面(面番号10)と、後群GRの両凸レンズL15の物体側レンズ面(面番号25)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。
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) 55.0952 3.0000 1.744429 49.52
*2) 14.0860 13.3128
3) -176.4005 1.8000 1.437000 95.00
4) 15.2275 5.0000
5) 27.6735 1.8000 1.516800 63.88
*6) 39.8652 2.0000
7) 36.5339 7.4082 1.612660 44.46
8) 276.0022 3.9492 1.772500 49.62
9) 20.8356 4.6216 1.612660 44.46
10) -50.0036 0.5000
11) 51.6940 3.2546 1.497820 82.57
12) -23.7693 1.1300 1.755000 52.34
13) 121.8422 0.5000
14) 37.9901 4.0000 1.487490 70.31
15) -24.4042 5.0863
16) (絞りS) 1.8927
17) 46.2506 3.0000 1.516800 63.88
18) -14.8884 1.1300 1.75500 52.34
19) 421.0798 1.0000
20) -8494.6914 3.7000 1.772500 49.62
21) -30.9936 0.1000
22) 491.5646 0.1300 1.834810 42.73
23) 18.5311 7.0000 1.437000 95.00
24) -28.5940 0.1000
25) 122.0530 4.0000 1.437000 95.00
26) -39.6752 4.0000
27) -16.1677 1.1300 1.772500 49.62
28) -59.7195 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
面番号:2
κ = 0.1749
A4 = 2.69943E−06
A6 = -2.03904E−09
A8 = 5.52195E−12
A10= -3.52521E−14
A12= -0.14806E−15
A14= -0.31808E−18
A16= -0.37805E−21
A18= -0.24934E−24

面番号:6
κ = -2.8672
A4 = 2.84841E−05
A6 = -1.63697E−10
A8 = 1.16775E−11
A10= 1.56688E−13

[各種データ]
f 19.40
FNO 4.1
ω 59.523
Y 33.000
TL 109.251
BF 23.705

[レンズ群データ]
始面 焦点距離
GF 1 -40.93527
GR 25 -56.35089

[各条件式対応値]
(1)(−fF)/f0=2.110
(2)νdn=95.0
(3)(−fr)/f0=1.496
(4)(rr2−rr1)/(rr2+rr1)=−0.421
(5)(rf2+rf1)/(rf2−rf1)=−0.841
(6)(−fc)/f0=17.128
(7)Nn−Np=0.39781
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。
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8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9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3に示す条件で形成されている。ここで表3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3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3)
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9は、表3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9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3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9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3と同様、以下の表4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4)
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10は、表4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10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4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10に示す分光特性とほぼ同等の特性を有する。
図11は、図10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10、図11には表4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12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12は、表4と同じ基板の屈折率1.52に以下の表5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13は、図12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5)
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9〜図11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12および図13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3の反射防止膜)及びその変形例(表4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、
前群GFの両凹レンズL2の屈折率は、1.437000であり、
前群GFの正メニスカスレンズL3の屈折率は、1.516800であり、
後群GRの負メニスカスレンズL15の屈折率は、1.772500である。
そこで、両凹レンズL2の像側レンズ面に、表4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、
正メニスカスレンズL3の物体側レンズ面に、表4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、
負メニスカスレンズL15の物体側レンズ面に、表3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L15の像側レンズ面に、表3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、
前群GFの両凸レンズL6の屈折率は、1.612660であり、
後群GRの両凸レンズL15の屈折率は、1.437000である。
そこで、両凸レンズL6の像側レンズ面に、表3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、
両凸レンズL15の物体側レンズ面、表4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。
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、画角が119°程度の大きな包括角を有し、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5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5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実施例に係るOS2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光学系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6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、負の屈折力を有する前群と、後群とを有する光学系の製造方法であって、図6に示すように、以下の各ステップS1〜S3を含むものである。
ステップS1:前記前群を、光軸に沿って物体側から順に、第1負レンズと、第2負レンズと、正レンズと、複数のレンズを接合してなる接合正レンズとを有するように構成する。
ステップS2:前記後群を、光軸に沿って物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなるように構成する。
ステップS3:次の条件式(1)を満足するように構成する。
(1)0.80 < (−fF)/f0 < 8.50
ただし、
fF:前記前群の焦点距離
f0:前記光学系全系の焦点距離
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、OS2 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、負の屈折力を有する前群と、後群とを有し、
    前記前群は、光軸に沿って物体側から順に、第1負レンズと、第2負レンズと、正レンズと、複数のレンズを接合してなる接合正レンズとを有し、
    前記後群は、光軸に沿って物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなり、
    次式の条件を満足する光学系。
    0.80 < (−fF)/f0 < 8.50
    ただし、
    fF:前記前群の焦点距離
    f0:前記光学系全系の焦点距離
  2. 前記前群は、次式の条件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。
    65.0 < νdn
    ただし、
    νdn:d線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
  3. 次式の条件を満足する請求項1または2に記載の光学系。
    0.50 < (−fr)/f0 < 2.50
    ただし、
    fr:前記後群中の前記負レンズの焦点距離
    f0:前記光学系全系の焦点距離
  4. 次式の条件を満足する請求項1から3の何れか一項に記載の光学系。
    −1.00 < (rr2−rr1)/(rr2+rr1) < 0.00
    ただし、
    rr1:前記後群中の前記正レンズの像側の面の曲率半径
    rr2:前記後群中の前記負レンズの物体側の面の曲率半径
  5. 次式の条件を満足する請求項1から4の何れか一項に記載の光学系。
    −2.00 < (rf2+rf1)/(rf2−rf1) < 0.00
    ただし、
    rf1:前記第2負レンズの物体側の面の曲率半径
    rf2:前記第2負レンズの像側の面の曲率半径
  6. 前記後群の物体側に隣接し、物体側から順に配置された負レンズと正レンズとを接合してなり、像側の面が像側に凸形状の接合負レンズを有する請求項1から5の何れか一項に記載の光学系。
  7. 次式の条件を満足する請求項6に記載の光学系。
    5.00 < (−fc)/f0 < 30.00
    ただし、
    fc:前記接合負レンズの焦点距離
    f0:前記光学系全系の焦点距離
  8. 次式の条件を満足する請求項6または7の何れか一項に記載の光学系。
    0.1000 < Nn−Np < 0.5500
    ただし、
    Nn:前記接合負レンズ中の前記負レンズのd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率
    Np:前記接合負レンズ中の前記正レンズのd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率
  9. 前記前群よりも像側であって、前記接合負レンズよりも物体側に開口絞りを有する請求項1から8の何れか一項に記載の光学系。
  10. 前記前群と前記後群との間に、正レンズと負レンズとを少なくとも1つずつ有する請求項1から9の何れか一項に記載の光学系。
  11. 前記後群は、最も像側に配置されている請求項1から10の何れか一項に記載の光学系。
  12. 前記前群は、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11の何れか一項に記載の光学系。
  13. 前記前群の前記正レンズは、非球面を有する請求項1から12の何れか一項に記載の光学系。
  14. 前記前群及び前記後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13の何れか一項に記載の光学系。
  15. 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14に記載の光学系。
  16. 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14または15に記載の光学系。
  17. 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14から16のいずれか一項に記載の光学系。
  18. 前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記前群内のレンズの物体側レンズ面である請求項17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、前記前群内のレンズの像側レンズ面である請求項17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、前記後群内のレンズの物体側レンズ面である請求項17に記載の光学系。
  21. 前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記後群内のレンズの像側レンズ面である請求項17に記載の光学系。
  22. 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14から16のいずれか一項に記載の光学系。
  23. 前記物体側から見て凹形状のレンズ面は、前記前群内のレンズの像側レンズ面である請求項22に記載の光学系。
  24. 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14から16のいずれか一項に記載の光学系。
  25. 前記像側から見て凹形状のレンズ面は、前記後群内のレンズの物体側レンズ面である請求項24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、負の屈折力を有する前群と、後群とを有する光学系の製造方法であって、
    前記前群を、光軸に沿って物体側から順に、第1負レンズと、第2負レンズと、正レンズと、複数のレンズを接合してなる接合正レンズとを有するように構成し、
    前記後群を、光軸に沿って物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなるように構成し、
    次式の条件を満足するように構成する光学系の製造方法。
    0.80 < (−fF)/f0 < 8.50
    ただし、
    fF:前記前群の焦点距離
    f0:前記光学系全系の焦点距離
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