JP5986454B2 - レンズ装置及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ装置及びそれを有する撮像装置に関し、特に、レンズ装置内の光学部材の光学表面に反射防止性を有する微細構造を設けた反射防止膜を有するレンズ装置とそれを有する撮像装置に関するものである。

従来、ゴーストやフレアと呼ばれる光学素子表面の不要反射光による画質劣化が懸念されている。そこで、低い反射率を広い入射角度範囲で実現できる反射防止膜を用いた光学系に関する発明が提案されている。
例えば、特許文献１では開口絞りに対し凹面を向けている光透過部材にゾル−ゲル法を用いて形成された層を１層以上含む反射防止膜を構成する技術が開示されている。特許文献２では凹レンズ面と凸レンズ面が空気を介して対向している光学系において、少なくとも一つの部位に平均ピッチが４００nm以下の複数の微細凹凸構造よりなる反射防止構造を形成する技術が開示されている。

特開２００５−３１６３８６号公報 特開２００９−１３９７７５号公報

広い波長域、広い入射角範囲で良好な反射防止効果を得るには光学系を構成するレンズ面への反射防止膜の適用箇所を適切に設定することが重要となる。しかしながら、特許文献１及び特許文献２の条件では、適用箇所の設定が不足しており、十分な反射防止効果を得ることができない。
そこで、本発明の目的は、光線入射角の大きい不要反射光を抑制することを可能にした撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ装置は、空気を介して隣接する凹レンズ面と凸レンズ面を有する光学系を含み、該凹レンズ面と該凸レンズ面の少なくとも一方は、平均ピッチが４００nm以下の複数の微細構造体を有する反射防止膜を有し、該凹レンズ面と該凸レンズ面の前記少なくとも一方は、ｆを前記光学系全体の焦点距離、ｆ₁を該凹レンズ面と該凸レンズ面の間の空気層より物体側の光学系の焦点距離、ＦＮｏを該光学系全体のＦナンバー、ｈを該反射防止膜を有する面における軸上換算光線高、Ｒ₁を該凹レンズ面と該凸レンズ面のうち物体側に位置する面の曲率半径、Ｒ₂を該凹レンズ面と該凸レンズ面のうち像側に位置する面の曲率半径、とするとき、

1.04 ≦ R₁／R₂ ＜ 1.3
29.3°≦ ｜θ₂−θ₁｜
ただし、D＝ｆ／ＦＮｏ、θ₁＝sin^−１｛Ｄ／（２×ｆ₁）｝、θ₂＝sin^−１（ｈ×Ｄ／Ｒ₂）を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、光線入射角の大きい不要反射光を抑制し、ゴーストやフレアの発生を低減した撮像装置を提供することができる。

実施例１におけるレンズ断面図 実施例１におけるゴースト光路図の一例 実施例１における２０１面の、（Ａ）入射角度0°における分光反射率、（Ｂ）入射角度29.3°における分光反射率 実施例１における２０２面の、（Ａ）入射角度0°における分光反射率、（Ｂ）入射角度29.3°における分光反射率 実施例２におけるレンズ断面図 実施例２におけるゴースト光路図の一例 実施例２における４０１面の、（Ａ）入射角度0°における分光反射率、（Ｂ）入射角度38.4°における分光反射率 実施例３におけるレンズ断面図 実施例３におけるゴースト光路図の一例 実施例３における６０１面の、（Ａ）入射角度０°における分光反射率、（Ｂ）入射角度40.6°における分光反射率 実施例３における６０２面の、（Ａ）入射角度０°における分光反射率、（Ｂ）入射角度40.6°における分光反射率 本発明におけるゴースト光線の摸式図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１２は、本発明のレンズ装置の実施形態を示す模式図であって、数値実施例１に対応するレンズ装置の断面図である。ゴーストは図１２（Ｂ）に示す面７０２と、図１２（Ａ）に示す面７０１の空気を介して隣り合う２面からの反射により発生する。以下、ゴーストが発生する原因となる、微小な空気層を介して隣り合う２面（図１２においては面７０１と面７０２）を、本明細書においてゴースト反射面と記載する。

図１２（Ａ）はレンズ断面図の一部と軸上ゴースト光線のうち最も光線高の高い光線が面７０１を通過した様子を表す。角度θ₁は、最も光線高の高いゴースト光線が面７０１を透過した後に光軸に対して成す角度を表す。この角度θ₁は、入射光線の光束半径Ｄと、第１面から面７０１までの焦点距離ｆ₁から以下の式（１）で求められる。

また、入射光線の光束半径Ｄはレンズ全系（光学系全体）の焦点距離ｆとレンズ全系（光学系全体）のＦナンバーＦＮｏから以下の式（２）で求められる。

この光束半径Ｄは撮像面上で画像を形成する正規光の入射瞳半径と同じ数値となる。本発明においてゴースト光を発生させる面として課題解決のための対象としている面７０１と７０２は非常に近い曲率で、なおかつ隣り合わせであるため、正規光とほぼ同様の光路をたどる。面７０１、７０２の曲率の関係については後述する。従って、本発明においては、このような正規光の入射瞳径と同じ数式を使用する。

図１２（Ｂ）は（Ａ）に対し、面７０２を加えたレンズ断面図である。角度θ₂は軸上光線のうち最周辺を通る光線が通過する高さにおける面７０２の法線と光軸の成す角を表す。この角度θ₂は反射防止膜を構成する面における軸上換算光線高ｈと入射光線の光束半径Ｄ、ゴースト反射面のうち像側に位置する面７０２の曲率半径Ｒ２から以下の式（３）で求められる。ここでいう軸上換算光線高ｈとは、レンズ全系の焦点距離で正規化し、レンズ第１面入射光線高を１とした時の近軸追跡値とする。近軸追跡とは、sin i≒i(単位はラジアン)と近似した光線追跡である。

面７０２に入射する軸上ゴースト光線のうち、最も入射角が大きいのは、最周辺を通る光線である。従って、最周辺を通る光線の面７０２に対する入射角は｜θ₂−θ₁｜である。本発明においては、その入射角は式（４）を満たすように構成される。
29.3°≦ ｜θ₂−θ₁｜ （４）

式（４）を満たすと、レンズ最周辺を通る光線の入射角とレンズ中心を通る軸上ゴースト光線の入射角の差が大きくなる。従って、平均ピッチが４００nm以下の複数の微細構造体を持つ反射率抑制波長帯域の広い反射防止膜の効果が十分に発揮され、ゴースト光が抑制される。また、式（４）を考慮することにより、反射防止膜を導入する面より物体側の焦点距離ｆ₁とゴースト反射面のうち像側に位置する面の曲率半径Ｒ２から、反射防止膜の導入位置を決定できる。

なお、面７０１と７０２の曲率半径は以下の式（５）で制限される。なおＲ₁はゴースト反射面のうち物体側に位置する面７０１の曲率半径である。
1.04 ≦ R₁／R₂ ＜ 1.3 （５）

式（５）を満たすと、面７０１、７０２に入射するゴースト光線の面に対する入射角がそれぞれ近い値を取る。従って、入射角が大きいゴースト光線の場合、面７０１、７０２のどちらにも大きい入射角で光線が反射する。本発明においては、このようなゴースト光を形成する２面どちらにも入射角の大きいゴースト光線に対し、平均ピッチが４００nm以下の複数の微細構造体を持つ反射率抑制波長帯域の広い反射防止膜を少なくとも１面に構成する。これにより、反射防止膜の効果を従来技術より高くすることが可能になった。

反射防止膜は、入射角が０°における反射率が波長４００〜７５０nmにおいて０．５％以下である。さらに、反射防止膜は、入射角、θ₂−θ₁、において、波長４００nmの光に対する反射率をＲ_A、波長７００nmの光に対する反射率をＲ_Bとしたとき、

を満たす特性を有するものとする。

以下、図１乃至４を参照して、本発明の第１の実施例による、撮像装置について説明する。

図１は本発明の実施例１（数値実施例１）であるズームレンズの構成図と、広角端で無限遠物体に合焦しているときの光路図である。焦点距離や物体距離の値は、後述する数値実施例をｍｍ単位で表したときの値である。物体距離は像面からの距離である。これらは以下の各実施例において、全て同じである。レンズ光路図において、第１レンズ群１０１はズーミングに際して不動で、正の屈折力を有している。第１レンズ群１０１は、フォーカスのための屈折力を有し、全体又は一部の屈折力のあるレンズ群を移動することにより、フォーカスを行う。第２レンズ群１０２はズーミング時に移動する、負の屈折力を持つレンズ群（バリエータレンズ群）である。第３レンズ群１０３はズーミング時に移動する、負の屈折力を持つレンズ群（コンペンセーターレンズ群）である。この第３レンズ群１０３は、第２群レンズ群の移動に連動して光軸上を移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群１０３と第４レンズ群１０４との間に配置される。第４レンズ群１０４はズーミングに際して不動で、結像のための正の屈折力を有するレンズ群（リレーレンズ群）である。第４レンズ群１０４は最も距離の長い空気間隔を境に正の屈折力のレンズ群１０４１と正の屈折力のレンズ群１０４２で構成される。ＤＧは色分解プリズムや光学フィルターであり、ガラスブロックとして示している。ＩＰは像面であり、固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。

図２は本発明の実施例１（数値実施例１）であるズームレンズの焦点距離２６．７ｍｍにおける、ゴースト光路の一例である。フォーカス位置を物体距離２ｍ（もっとも物体側のレンズ面より）とし、光源を３ｍ（もっとも物体側のレンズ面より）とした場合のゴースト光線の光路を表す。ここで光源から到達したゴースト光は、空気を介して隣接する面２０２、面２０１を、その順に面反射し、撮像面ＩＰに到達する。面２０１、２０２には、平均ピッチが４００nm以下の複数の微細構造体を持つ反射率抑制波長帯域の広い反射防止膜を構成している。この微細構造は硝材側から空気側に向けて、連続的に密度が減少するように微細な凹凸構造が複数構成されている。これにより実質的な屈折率が硝材側から空気側に向けて徐々に１に近づく構造になっている。これにより、反射率抑制波長帯域の広い反射防止膜を実現している。

また、反射防止膜の微細構造体と、該微細構造体が構成されているレンズ面との間には、該微細構造体を構成する材料とは異なる材料から構成される単層膜または多層膜よりなる中間層が形成されている。中間層は、有機樹脂で構成されていることが望ましい。この中間層は微細構造体の屈折率とレンズ硝材の屈折率との屈折率差を調整する機能を有する。これにより、より高い反射防止性能を実現できる。レンズを構成するガラスの屈折率をnb、中間層の材料の屈折率をni、微細構造体の材料の屈折率をnsとした場合、以下の式（７）の条件を満たすことが望ましい。

この条件を満たす反射防止膜を設置することで、より高い反射防止効果が実現できる。本実施例の面２０１におけるｄ線（587.56nm）の屈折率はnb=1.497、ni=1.46、ns=1.4-1.0、面２０２におけるｄ線（587.56nm）の屈折率はnb=1.883、ni=1.63、ns=1.4-1.0である。「1.4-1.0」とは屈折率が1.4から1.0まで中間層側から表面側に向けて連続的に減少していることを示す。

本実施例の面２０１（凸レンズ面）における曲率半径Ｒ₁は−７９．６ｍｍであり、面２０２（凹レンズ面）における曲率半径Ｒ₂は−７３．７ｍｍである。いずれも、絞りに対し面の形状が凸となるように構成されている。Ｒ₁／Ｒ₂は１．０８となる。従って、式（５）の条件を満たしている。この式（５）の条件を満たすと、ゴースト光を反射する２面のゴースト光線入射角が近い値を取る。

本実施例の焦点距離２６．７ｍｍにおけるＦナンバーは１．９である。また、反射防止膜を形成する面までの光学系の焦点距離ｆ₁は１８８．７ｍｍである。反射防止膜を構成する面における軸上換算光線高ｈは２．４である。これから、式（２）よりＤは、
Ｄ＝２６．７／１．９＝１４．０５ｍｍ
と求められる。また、式（１）より、θ₁は、
θ₁＝sin^-1（１４．０５／（２×１８８．７））＝２．１°
と求められる。式（３）より、θ₂は、
θ₂＝sin^-1（（２．４×１４．０５）／（−７３．７））＝−２７．２°
と求められる。従って、|θ₂−θ₁|は２９．３°であり、式（４）の条件を満たしている。式（４）の条件を満たすことにより、ゴースト光線のうちレンズ周辺部を通る光線の面への入射角が大きくなる。ゴースト光線のうちレンズ中心部を通る光線は入射角が小さいため、反射率抑制波長帯域の広い反射防止膜の効果が高まる。
式（４）、式（５）を同時に満たすことでゴースト光線の反射面への入射角が２面とも大きくなり、反射防止膜の効果がより高まる。

図３に、２０１面の入射角度０°における分光反射率（Ａ）、入射角度２９．３°（=θ₂−θ₁）における分光反射率（Ｂ）を示し、図４に、２０２面の、入射角度０°における分光反射率（Ａ）、入射角度２９．３°における分光反射率（Ｂ）を示す。２０１面、２０２面、共に、入射角０°における波長４００〜７５０nmに対する反射率は０．５％以下であり、反射の抑制に好適な光学特性を有する。
入射角２９．３°（=θ₂−θ₁）における、波長４００nmの光に対する反射率Ｒ_A、波長７００nmの光に対する反射率Ｒ_Bの比（Ｒ_A／Ｒ_B）は、２０１面上の反射防止膜に対しては０．６４であり、２０２面上の反射防止膜に対しては０．２０であり、いずれの面も式（６）の条件を満たす。

以下、図５乃至７を参照して、本発明の第２の実施例による、撮像装置について説明する。

図５は本発明の実施例２（数値実施例２）であるズームレンズの構成図と、広角端で無限遠物体に合焦しているときの光路図である。レンズ光路図において、第１レンズ群３０１はズーミングに際して不動で、正の屈折力を有している。第１レンズ群３０１は、フォーカスのための屈折力を有し、全体又は一部の屈折力のあるレンズ群を移動することにより、フォーカスを行っている。第２レンズ群３０２はズーミング時に移動する、負の屈折力を持つレンズ群（バリエータレンズ群）である。第３レンズ群３０３はズーミング時に移動する、負の屈折力を持つレンズ群（コンペンセーターレンズ群）である。この第３レンズ群３０３は、第２群レンズ群の移動に連動して光軸上を移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群３０３と第４レンズ群３０４との間に配置されている。第４レンズ群３０４はズーミングに際して不動で、結像のための正の屈折力を有するレンズ群（リレーレンズ群）である。第４レンズ群３０４は最も距離の長い空気間隔を境に正の屈折力のレンズ群３０４１と正の屈折力のレンズ群３０４２で構成されている。ＤＧは色分解プリズムや光学フィルターであり、ガラスブロックとして示している。ＩＰは像面であり、固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。

図６は本発明の実施例２（数値実施例２）であるズームレンズの焦点距離１６４ｍｍにおける、ゴースト光路の一例である。フォーカス位置を物体距離無限遠とし、光源を３ｍ（もっとも物体側のレンズ面より）とした場合のゴースト光線の光路を表している。ここで光源から到達したゴースト光は、空気を介して隣接する面４０２、面４０１を、その順に面反射し、撮像面ＩＰに到達している。面４０１には、平均ピッチが４００nm以下の複数の微細構造体を持つ反射率抑制波長帯域の広い反射防止膜を構成している。この微細構造は硝材側から空気側に向けて、連続的に密度が減少するように微細な凹凸構造が複数構成されている。これにより実質的な屈折率が硝材側から空気側に向けて徐々に１に近づく構造になっている。これにより、反射率抑制波長帯域の広い反射防止膜を実現している。本発明においては、本実施例のようにゴースト光を反射する面の少なくとも一方に反射防止膜を構成することで、十分な効果を発揮する。

本実施例の面４０１（凹レンズ面）における曲率半径Ｒ₁は１５６．０ｍｍであり、面４０２（凸レンズ面）における曲率半径Ｒ₂は１４８．８ｍｍである。いずれも、絞りに対し面の形状が凹となるように構成となっている。Ｒ₁／Ｒ₂は１．０４となる。従って、式（５）の条件を満たしている。この上下限の条件を満たすと、ゴースト光を反射する２面のゴースト光線入射角が近い値を取る。面４０２におけるｄ線（587.56nm）の屈折率はnb=1.800、ni=1.63、ns=1.4-1.0である。「1.4-1.0」とは屈折率が1.4から1.0まで中間層側から表面側に向けて連続的に減少していることを示す。本実施例においても、式（７）の条件を満たすように構成され、光線入射角の大きい不要反射光を効果的に抑制している。

本実施例の焦点距離１６４ｍｍにおけるＦナンバーは２．７である。また、反射防止膜を形成する面までの焦点距離ｆ₁は−１３０．０ｍｍである。反射防止膜を構成する面における軸上換算光線高ｈは１．０である。式（２）よりＤは、
Ｄ＝１６４／２．７＝６１．９ｍｍ
と求められる。また、式（１）より、θ₁は、
θ₁＝sin^-1（６１．９／（２×（−１３０．０）））＝−１３．８°
と求められる。式（３）より、θ₂は、
θ₂＝sin^-1（（１．０×６１．９）／１４８．８）＝２４．６°
と求められる。従って、|θ₂−θ₁|は３８．４であり、式（４）の条件を満たしている。式（４）の条件を満たすことにより、ゴースト光線のうちレンズ周辺部を通る光線の面への入射角が大きくなる。ゴースト光線のうちレンズ中心部を通る光線は入射角が小さいため、反射率抑制波長帯域の広い反射防止膜の効果が高まる。

式（４）、式（５）を同時に満たすことでゴースト光線の反射面への入射角が２面とも大きくなり、反射防止膜の効果がより高まる。
図７に、４０１面の入射角度０°における分光反射率（Ａ）、入射角度３８．４°（=θ₂−θ₁）における分光反射率（Ｂ）を示す。４０１面の入射角０°における波長４００〜７５０nmに対する反射率は０．５％以下であり、反射の抑制に好適な光学特性を有する。
入射角３８．４°（=θ₂−θ₁）における、波長４００nmの光に対する反射率Ｒ_A、波長７００nmの光に対する反射率Ｒ_Bの比（Ｒ_A／Ｒ_B）は、４０１面上の反射防止膜に対しては０．２０であり、式（６）の条件を満たす。

以下、図８乃至１１を参照して、本発明の第３の実施例による、撮像装置について説明する。

図８は本発明の実施例３（数値実施例３）であるズームレンズの構成図と、広角端で無限遠物体に合焦しているときの光路図である。レンズ光路図において、第１レンズ群５０１はズーミングに際して不動で、正の屈折力を有している。第１レンズ群５０１は、フォーカスのための屈折力を有し、全体又は一部の屈折力のあるレンズ群を移動することにより、フォーカスを行う。第２レンズ群５０２はズーミング時に移動する、負の屈折力を持つレンズ群（バリエータレンズ群）である。第３レンズ群５０３はズーミング時に移動する、負の屈折力を持つレンズ群（コンペンセーターレンズ群）である。この第３レンズ群５０３は、第２群レンズ群の移動に連動して光軸上を移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群５０３と第４レンズ群５０４との間に配置される。第４レンズ群５０４はズーミングに際して不動で、結像のための正の屈折力を有するレンズ群（リレーレンズ群）である。第４レンズ群５０４は最も距離の長い空気間隔を境に正の屈折力のレンズ群５０４１と正の屈折力のレンズ群５０４２で構成される。ＤＧは色分解プリズムや光学フィルターであり、ガラスブロックとして示している。ＩＰは像面であり、固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。

図９は本発明の実施例３（数値実施例３）であるズームレンズの焦点距離１５０ｍｍにおける、ゴースト光路の一例である。フォーカス位置を物体距離無限遠とし、光源を３ｍ（もっとも物体側のレンズ面より）とした場合のゴースト光線の光路を表す。ここで光源から到達したゴースト光は、空気を介して隣接する面６０２、面６０１を、その順に面反射し、撮像面ＩＰに到達する。面６０１、６０２には、平均ピッチが４００nm以下の複数の微細構造体を持つ反射率抑制波長帯域の広い反射防止膜を構成している。この微細構造は密度が下がるように微細な空孔を複数持つことにより、実質的な屈折率を１．３０以下に低下させている。この微細構造を最表面の層（空気に接する層）に構成し、さらに下層を多層膜とすることにより、反射率抑制波長帯域の広い反射防止膜を実現している。

本実施例の面６０１（凸レンズ面）における曲率半径Ｒ₁は−２８．９ｍｍであり、面６０２（凹レンズ面）における曲率半径Ｒ₂は−２５．０６ｍｍである。いずれも、絞りに対し面の形状が凸となるように構成されている。Ｒ₁／Ｒ₂は１．１５となるので、式（５）の条件を満たしている。この式（５）の条件を満たすと、ゴースト光を反射する２面のゴースト光線入射角が近い値を取る。

本実施例の焦点距離１５０ｍｍにおけるＦナンバーは２．１である。また、反射防止膜を形成する面までの光学系の焦点距離ｆ₁は−４２２．９ｍｍである。反射防止膜を構成する面における軸上換算光線高ｈは０．２５である。これから式（２）によりＤは、
Ｄ＝１５０／２．１＝７１．４ｍｍ
と求められる。また、式（１）より、θ₁は、
θ₁＝sin^-1（７１．４／（２×（−４２２．９）））＝−４．８°
と求められる。式（３）より、θ₂は、
θ₂＝sin^-1（（０．２５×７１．４）／（−２５．０６））＝−４５．４°
と求められる。従って、|θ₂−θ₁|は４０．６であり、式（４）の条件を満たしている。式（４）の条件を満たすことにより、ゴースト光線のうちレンズ周辺部を通る光線の面への入射角が大きくなる。ゴースト光線のうちレンズ中心部を通る光線は入射角が小さいため、反射率抑制波長帯域の広い反射防止膜の効果が高まる。
式（４）、式（５）を同時に満たすことでゴースト光線の反射面への入射角が２面とも大きくなり、反射防止膜の効果がより高まる。

図１０に、６０１面の入射角度０°における分光反射率（Ａ）、入射角度４０．６°（=θ₂−θ₁）における分光反射率（Ｂ）を示し、図１１に、６０２面の、入射角度0°における分光反射率（Ａ）、入射角度４０．６°における分光反射率（Ｂ）を示す。６０１面、６０２面、共に、入射角０°における波長４００〜７５０nmに対する反射率は０．５％以下であり、反射の抑制に好適な光学特性を有する。
入射角４０．６°（=θ₂−θ₁）における、波長４００nmの光に対する反射率Ｒ_A、波長７００nmの光に対する反射率Ｒ_Bの比（Ｒ_A／Ｒ_B）は、６０１面上の反射防止膜に対しては０．６９であり、６０２面上の反射防止膜に対しては０．７２であり、いずれの面も式（６）の条件を満たす。

以下に本発明の実施例１〜３に対応する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例において、面番号は物体側からの面の順序を示し、ｒは各面における曲率半径、ｄは面の間隔、ｎｄ、νｄは各面における屈折率とアッべ数である。最後の３つの面は、フィルター等のガラスブロックである。

非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐形数、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表わす。

また、例えば「ｅ−Ｚ」は「ｘ１０^-Z」を意味する。*印は非球面であることを示す。

（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 ∞ 0.00
2* 227.195 2.50 1.77250 49.6
3 33.736 19.76
4 311.589 1.85 1.75500 52.3
5 80.391 13.54
6 -80.728 1.75 1.75500 52.3
7 -17642.010 1.30
8 135.169 6.62 1.80518 25.4
9 -339.711 1.16
10 328.904 9.40 1.51633 64.1
11* -74.094 11.86
12 1211.778 8.57 1.49700 81.5
13 -79.634 0.60
14 -73.669 1.65 1.88300 40.8
15 -126.215 0.20
16 182.391 1.65 2.00330 28.3
17 55.727 10.56 1.49700 81.5
18 -405.898 0.20
19 130.732 9.01 1.49700 81.5
20 -91.216 0.20
21 57.687 7.79 1.62041 60.3
22 1234.500 (可変)
23 52.721 0.75 1.88300 40.8
24 13.435 3.29
25 67.192 0.75 1.88300 40.8
26 36.490 2.83
27 -48.656 4.75 1.80518 25.4
28 -12.990 0.80 1.88300 40.8
29 -1003.160 0.20
30 33.652 2.54 1.68893 31.1
31 1299.417 (可変)
32 -26.243 0.75 1.75500 52.3
33 52.073 2.45 1.80809 22.8
34 -173.421 (可変)
35(絞り) ∞ 1.40
36 -2714.731 3.10 1.54814 45.8
37 -50.891 0.20
38 602.181 2.63 1.72047 34.7
39 -91.266 0.20
40 89.412 7.01 1.72047 34.7
41 -29.829 1.20 1.92286 18.9
42 -376.636 34.00
43 109.441 4.19 1.92286 18.9
44 -71.553 6.52
45 -271.962 1.20 1.88300 40.8
46 21.754 5.08 1.49700 81.5
47 5940.652 0.24
48 35.588 7.15 1.49700 81.5
49 -19.719 1.20 2.00330 28.3
50 -139.767 0.15
51 93.336 5.53 1.49700 81.5
52 -26.428 4.00
53 ∞ 33.00 1.60859 46.4
54 ∞ 13.20 1.51680 64.2
55 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第2面
K =-5.42173e+001 A 4= 1.90661e-006 A 6= 3.73103e-011 A 8=-1.91524e-013 A10=-6.77526e-019
A 3=-4.12872e-006 A 5=-1.32181e-008 A 7= 2.42261e-012 A 9= 2.44378e-015

第11面
K =-2.28238e+000 A 4=-2.08837e-007 A 6= 2.96604e-011 A 8= 3.48782e-013 A10=-1.18721e-016
A 3=-6.36724e-007 A 5= 5.61037e-010 A 7=-1.11164e-011 A 9=-3.18271e-016

各種データ
ズーム比 13.00

焦点距離 4.45 16.02 26.70 57.85
Fナンバー 1.90 1.91 1.91 2.80
画角 51.02 18.95 11.64 5.43
像高 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 300.27 300.27 300.27 300.27
BF 38.16 38.16 38.16 38.16

d22 0.56 30.70 37.70 44.28
d31 42.27 8.70 3.49 6.35
d34 9.00 12.43 10.63 1.19
d55 4.99 4.99 4.99 4.99

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 26.70
2 23 -16.80
3 32 -43.80
4 35 52.80

（数値実施例２）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 -321.282 1.80 1.80000 29.8
2 155.978 0.27
3 148.778 5.00 1.43387 95.1
4 939.166 1.64
5 7215.908 1.80 1.80000 29.8
6 142.263 1.56
7 181.560 11.04 1.43387 95.1
8 -127.642 10.88
9 -2147.703 4.17 1.43387 95.1
10 -253.410 0.15
11 146.659 8.29 1.59240 68.3
12 -222.853 0.15
13 59.292 7.70 1.77250 49.6
14 152.159 (可変)
15* 228.519 0.70 1.88300 40.8
16 16.263 5.43
17 -10268.316 6.59 1.80518 25.4
18 -15.549 0.70 1.75500 52.3
19 25.590 0.68
20 20.925 5.61 1.60342 38.0
21 -53.448 1.38
22 -24.853 0.70 1.83481 42.7
23 -134.693 (可変)
24 -28.312 0.70 1.74320 49.3
25 46.740 2.80 1.84666 23.8
26 -2634.956 (可変)
27(絞り) ∞ 1.30
28 394.928 5.18 1.65844 50.9
29 -33.348 0.15
30 74.155 3.20 1.51823 58.9
31 3654.252 0.15
32 83.980 7.00 1.51633 64.1
33 -31.528 1.50 1.83400 37.2
34 -336.280 35.20
35 38.818 6.68 1.48749 70.2
36 -49.746 1.67
37 -75.132 1.80 1.83481 42.7
38 27.229 6.15 1.51742 52.4
39 -399.526 2.67
40 180.001 6.83 1.48749 70.2
41 -24.173 1.80 1.83400 37.2
42 -51.301 0.18
43 58.679 4.80 1.51633 64.1
44 -104.601 4.50
45 ∞ 30.00 1.60342 38.0
46 ∞ 16.20 1.51633 64.2
47 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 8.58860e+000 A 4= 7.05382e-006 A 6=-1.80303e-008 A 8= 7.49637e-011 A10=-8.01854e-013 A12= 5.80206e-015
A 3=-4.50041e-007 A 5= 1.66019e-008 A 7=-8.87373e-010 A 9= 1.99340e-011 A11=-1.17115e-013

各種データ
ズーム比 20.00

焦点距離 8.20 16.40 33.29 109.33 164.00 11.32
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 1.87 2.73 1.80
画角 33.85 18.54 9.38 2.88 1.92 25.92
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 268.50 268.50 268.50 268.50 268.50 268.50
BF 41.33 41.33 41.33 41.33 41.33 41.33

d14 0.53 22.20 36.98 51.19 53.78 11.67
d23 56.24 31.47 14.23 3.29 5.68 43.64
d26 4.40 7.50 9.97 6.69 1.71 5.86
d47 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 67.24
2 15 -13.70
3 24 -42.20
4 27 65.91

（数値実施例３）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 959.780 2.30 1.81265 25.4
2 101.240 0.10
3 101.060 10.15 1.48915 70.2
4 -873.870 0.20
5 133.990 7.77 1.51825 64.2
6 -1406.740 0.00
7 99.830 6.79 1.60548 60.7
8 368.440 0.20
9 70.690 6.76 1.69979 55.5
10 166.410 (可変)
11 60.980 0.80 1.83945 42.7
12 16.220 5.81
13 -29.730 0.80 1.80811 46.6
14 47.690 2.24
15 35.800 4.73 1.81265 25.4
16 -28.900 0.43
17 -25.060 0.80 1.77621 49.6
18 142.670 (可変)
19* -26.074 0.80 1.79013 44.2
20 30.870 3.47 1.85501 23.9
21 736.140 (可変)
22(絞り) ∞ 1.40
23 -140.140 3.57 1.72794 38.0
24 -37.070 0.20
25 68.870 4.98 1.51314 60.5
26 -69.050 0.20
27 35.780 9.49 1.50229 66.0
28 -30.390 1.66 1.83932 37.2
29 542.750 15.69
30 -770.530 4.69 1.51314 60.5
31 -34.660 0.20
32 156.950 1.40 1.83932 37.2
33 17.570 7.55 1.50014 65.0
34 -183.300 0.20
35 91.810 5.69 1.51977 52.4
36 -24.460 1.40 1.80811 46.6
37 268.360 0.30
38 33.660 5.54 1.51977 52.4
39 -46.300 4.73
40 ∞ 29.35 1.60718 38.0
41 ∞ 16.20 1.51825 64.2
42 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第19面
K = 0.00000e+000 A 6= 2.36359e-008 A 8=-2.17787e-010 A10= 6.77619e-013

各種データ
ズーム比 15.02

焦点距離 10.00 19.67 39.99 100.04 150.09
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 1.80 2.10
画角 28.82 15.62 7.83 3.15 2.10
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 215.48 215.48 215.48 215.49 215.47
BF 41.84 41.84 41.84 41.86 41.83

d10 1.29 21.22 35.40 46.98 50.25
d18 51.14 28.95 12.97 2.71 2.61
d21 2.90 5.16 6.96 5.63 2.47
d42 8.18 8.18 8.18 8.20 8.17

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 77.99
2 11 -13.79
3 19 -34.00
4 22 38.07

各条件式と本実施例との関係を以下の表１に示す。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。また、実施例で例示した本発明のレンズ装置と、レンズ装置により結像される光を受光する撮像素子とを有する撮像装置を構成することにより、光線入射角の大きい不要反射光を抑制し、ゴーストやフレアの発生を低減した撮像装置を提供することができる。

２０１、４０１、６０１ 物体側ゴースト反射面
２０２、４０２、６０２ 像側ゴースト反射面

Claims (7)

1. 空気を介して隣接する凹レンズ面と凸レンズ面を有する光学系を含み、
   該凹レンズ面と該凸レンズ面の少なくとも一方は、平均ピッチが４００nm以下の複数の微細構造体を有する反射防止膜を有し、
   該凹レンズ面と該凸レンズ面の前記少なくとも一方は、ｆを前記光学系全体の焦点距離、ｆ₁を該凹レンズ面と該凸レンズ面の間の空気層より物体側の光学系の焦点距離、ＦＮｏを該光学系全体のＦナンバー、ｈを該反射防止膜を有する面における軸上換算光線高、Ｒ₁を該凹レンズ面と該凸レンズ面のうち物体側に位置する面の曲率半径、Ｒ₂を該凹レンズ面と該凸レンズ面のうち像側に位置する面の曲率半径、とするとき、
   1.04 ≦ R₁／R₂ ＜ 1.3
   29.3°≦ ｜θ₂−θ₁｜
   ただし、D＝ｆ／ＦＮｏ、θ₁＝sin^−１｛Ｄ／（２×ｆ₁）｝、θ₂＝sin^−１（ｈ×Ｄ／Ｒ₂）を満たす、ことを特徴とするレンズ装置。
2. 前記微細構造体と、該微細構造体が設けられたレンズ面との間に、該微細構造体を構成する材料とは異なる材料から構成される単層膜又は多層膜より成る中間層を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記中間層は有機樹脂からなる、ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
4. 前記中間層は、nbを前記微細構造体が設けられたレンズ面を構成するレンズの材料の屈折率、niを前記中間層の材料の屈折率、nsを前記微細構造体の材料の屈折率とするとき、
   

   

   を満たすことを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
5. 前記反射防止膜は最表面の層の屈折率が１．３０以下である多層膜からなり、入射角０°における反射率は波長４００〜７５０nmにおいて０．５％以下である、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
6. 前記反射防止膜は、入射角、θ₂−θ₁、において、波長４００nmの光に対する反射率をＲ_A、波長７００nmの光に対する反射率をＲ_Bとするとき、
   

   

   を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置と、該レンズ装置により結像される光を受光する撮像素子と、を有する撮像装置。

Images