JP2003177313A - 光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全系を小さく保ちながら、高画素のデジタル
スチルカメラに適した高性能な光学系を提供すること。 【解決手段】 複数のレンズＬ１〜Ｌ９と、波長選択特
性を有する光学部材とを有する光学系において、前記光
学部材は、前記レンズＬ１〜Ｌ９のレンズ面に形成され
た干渉膜からなり、以下の条件を満足すること。 0<|φ/R|<0.8 0°≦|B|<13° ただし、φ：前記レンズ面の有効径、R：前記レンズ面
の曲率半径、B：前記レンズ面を通過する主光線の光軸
に対する前記レンズ面における空気側での角度である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタルスチルカメ
ラ用の光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年パーソナルコンピューターの普及に
伴ってスチルカメラの用途に、撮像素子にＣＣＤやＣ−
ＭＯＳセンサーを用いたデジタルスチルカメラが急速に
普及してきた。このデジタルスチルカメラに用いられる
これらの受光素子は、従来用いられてきたカラーフィル
ムと異なり、可視光の光だけでなく可視光よりも長波長
側の赤外光に対しても強い感度があり、良好な色再現性
を得るためには波長700nm〜1200nmの光をカットする必
要があった。このため、従来のデジタルスチルカメラで
は、撮像素子の直前に波長700nm〜1200nmの光をカット
する赤外光カットフィルターを配置していた。また、デ
ジタルスチルカメラの普及に伴い、光学系小型化も強く
要望されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように赤外光カットフィルターを撮像素子の直前に配置
していると、その分、光学系の全長が増してしまうため
小型化には不向きであった。

【０００４】また、ＣＣＤ等の撮像素子の画素も年々高
密度化しており、それに伴って光学系の光学性能に対す
る要求も年々高いものになっている。ここで問題になる
のが色収差である。球面収差、コマ収差等の所謂単色収
差は、レンズ面の非球面加工技術の向上によって、光学
系を大型化することなくある程度除去可能な目処が立ち
つつある。しかしながら色収差に関しては、光学系を大
型化すれば小さく抑えることは可能であるが、光学系を
小型化しながら色収差を抑えることは非常に困難であ
る。

【０００５】また、光学系を小型化したときに目立ちや
すい紫光から紫外光の色収差を小さく抑える方法として
所謂特殊低分散ガラスや蛍石を用いた光学系の設計が知
られているが、これらの光学材料は総じて屈折率が低
く、コストアップとレンズ枚数の増加を招くと言う問題
があった。

【０００６】また、光学系の色収差を低減させる別の手
段として、最も色収差として目立ちやすい紫外域(340nm
〜420nm)の光線をカットしてしまう紫外光カットフィル
ターを光学系に装着することが考えられる。しかしなが
ら前記フィルターを光学系のどこに配置するにせよ、フ
ィルター分の光学系の全長の増大とコストアップが避け
られない。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、全系を小さく保ちながら、高画素のデジタ
ルスチルカメラに適した高性能な光学系を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目標を達成するため
に、発明では、複数のレンズと、波長選択特性を有する
光学部材とを有する光学系において、前記光学部材は、
前記レンズのレンズ面に形成された干渉膜からなり、以
下の条件を満足することを特徴とする光学系を提供す
る。

【０００９】0<|φ/R|<0.8 0°≦|B|<13° ただし、 φ：前記レンズ面の有効径、 R：前記レンズ面の曲率半径、 B：前記レンズ面を通過する主光線の光軸に対する前記
レンズ面における空気側での角度である。

【００１０】さらに、良好な結果を得るためには、前記
レンズ面は以下の条件を満足することが望ましい。

【００１１】0°≦|C|<18° ここで、Cは前記レンズ面を通過するランド光線の光軸
に対する前記レンズ面における空気側での角度である。

【００１２】ここでいう波長選択特性を有する光学部材
は、赤外光に対して実質的に低い透過率を有するもの、
または紫外光に対して実質的に低い透過率を有するも
の、または可視光に対して良好な透過率を有し赤外光お
よび紫外光に対して実質的に低い透過率を有するものの
うち、いずれの特性を有するものであってもよい。

【００１３】また、本発明では、複数のレンズと、波長
選択特性を有する光学部材とを有する光学系において、
前記光学部材は、前記レンズのレンズ面に形成された干
渉膜からなり、前記光学系は、凹レンズ群とそれに隣接
して配置された凸レンズ群を有し、前記凹レンズ群は、
第１凹レンズ成分と、第２凹レンズ成分と、凸レンズ成
分との３つのレンズ成分を有し、前記光学部材が、前記
第２凹レンズ成分の像側レンズ面に設けられていること
を特徴とする光学系を提供する。

【００１４】また、本発明では、複数のレンズと、波長
選択特性を有する光学部材とを有する光学系において、
前記光学部材は、前記レンズのレンズ面に形成された干
渉膜からなり、前記光学系は、凹レンズ群とそれに隣接
して配置された凸レンズ群とを有し、前記凸レンズ群
は、最も先頭のレンズが凸レンズ成分であり、前記光学
部材が前記凸レンズ成分の像側レンズ面に設けられてい
ることを特徴とする光学系を提供する。

【００１５】さらにまた、本発明では、複数のレンズ
と、波長選択特性を有する光学部材とを有する光学系に
おいて、前記光学部材は、前記レンズのレンズ面に形成
された干渉膜からなり、前記光学系は、凹レンズ群と、
それに隣接して配置された第１凸レンズ群と、最も像側
に配置された第２凸レンズ群とを有し、前記光学部材が
前記第２凸レンズ群の最も像側レンズ面に設けられてい
ることを特徴とする光学系を提供する。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態に関し
実施例１に則して説明する。

【００１７】本発明の光学系は、複数のレンズと、波長
選択特性を有する光学部材とを有し、前記光学部材は、
前記レンズのレンズ面に形成された干渉膜からなり、該
レンズ面が後述する条件式を満たしている。

【００１８】波長選択特性を有する光学部材は、例え
ば、反射防止多層膜と同様に、薄膜を何層にもわたって
蒸着法等により形成したものであり、その膜の材料と、
膜の構成や膜厚によって干渉条件を決定して様々な分光
特性を得ることができる光学部材（以後、干渉膜フィル
ターと記す）である。

【００１９】このように干渉膜フィルターは、薄膜によ
って構成されるため、従来の着色フィルターと異なり、
厚さが非常に薄くでき、光学系を大型化することなく容
易に光学系中に干渉膜フィルターを組み込むことが可能
であり、しかも従来反射防止膜を施していたレンズ面
に、その代替として付加することが可能であるため、コ
スト面でも有利である。

【００２０】しかしながら、干渉膜フィルターは、薄膜
の干渉によってその特性を得るため、原理的に垂直に光
線が入射した場合と、斜めから入射した場合とで干渉特
性の変化が避けられないため、光学系の任意の面に干渉
膜フィルターを施せるわけではない。本発明の光学系に
おいて、以下に示す条件式（１）から（３）はこの干渉
膜フィルターを施すことが可能なレンズ面を見極めるた
めの条件式である。

【００２１】条件式（１）は、干渉膜フィルターを設け
るレンズ面の有効径φと、その曲率半径Rの関係を規定
するものである。

【００２２】(1) 0<|φ/R|<0.8 ただし、 φ：前記レンズ面の有効径、 R：前記レンズ面の曲率半径である。

【００２３】干渉膜フィルターは、レンズ面に蒸着法に
て薄膜を形成し干渉膜フィルターとするため、当該レン
ズ面の曲率半径が小さい場合、レンズ面の曲率がきつく
なりレンズ外周付近でのレンズ面の傾斜が大きくなって
しまい、レンズ面の中心部分と周辺部分で干渉特性が変
化してしまう。条件式（１）はそのための条件であっ
て、この上限値を超えるとレンズ面の中心部分とレンズ
面の周辺部分での特性の変化が目立ち好ましくない。さ
らに、レンズ面の中心部分と周辺部分の特性変化をより
小さくするためには、条件式（１）は下限値に近いほど
好ましく、その上限は0.6であることが望ましい。

【００２４】また、条件式（２）は、干渉膜を蒸着し干
渉膜フィルターとしたレンズ面を通過する主光線の光軸
に対する前記レンズ面における空気側での角度を規定す
るものである。

【００２５】(2) 0°≦|B|<13° ただし、 B：前記レンズ面を通過する主光線の光軸に対する前記
レンズ面における空気側での角度である。

【００２６】条件式（２）の上限値を超えると、レンズ
面に垂直に通過する画面中心への光線と、レンズ面に斜
めに通過する画面周辺への光線との間でで、わずかな特
性の差が生じ、干渉膜フィルターの効果や色調のムラが
生じるため好ましくない。さらに、条件式（２）も下限
値に近いほど特性差が小さくなるため望ましく、上限値
は10°であることが望ましい。

【００２７】また、条件式（３）は、前記干渉膜を蒸着
し干渉膜フィルターとしたレンズ面を通過するランド光
線の光軸に対する前記レンズ面における空気側での角度
を規定するものである。

【００２８】(3) 0°≦|C|<18° ただし、 C:前記レンズ面を通過するランド光線の光軸に対する前
記レンズ面における空気側での角度である。ここで、前
記ランド光線とは、光軸上の物点から発し、開口絞り外
周部を通って結像する光線のことである。

【００２９】条件式（３）の上限値を超えると、レンズ
面に斜めに通過するランド光線と、レンズ面に垂直に通
過する光軸上の光線とで干渉膜フィルターの効果が微妙
に変化するため、開口絞り径を変更すると干渉膜フィル
ターの効果や色調が変化するため好ましくない。

【００３０】次に、本発明の干渉膜フィルターの分光特
性について説明する。

【００３１】蒸着法を用いて光学系中のレンズ面に干渉
膜を蒸着し、赤外光カット特性を持つ干渉膜フィルター
を形成する場合、本発明の光学系の干渉膜フィルターと
しての分光特性は、波長400nm〜600nmまでの透過率が95
％以上で、波長700nm〜1000nm（赤外領域）までの透過
率が5％以下、さらに透過率が50％になる半値波長が630
nm〜670nmであることが望ましい。波長400nm〜600nmの
可視光の透過率が低いと前記干渉膜面でのゴーストやフ
レアが顕著に発生する恐れがあるし、可視光の透過率に
ムラがあると、色再現性が悪化する。一方、波長700nm
〜1000nmでの透過率が高いと、赤外光カットの効果が低
くこれも色再現性を悪化させる。また、半値波長が670n
mより長波長側にあると、透過する近赤外光の影響で色
再現性を悪化させ、半値波長が630nmより短波長側にな
ると、赤色光の感度が相対的に下がるため色再現性が悪
化してしまうので好ましくない。

【００３２】また、蒸着法を用いて光学系中のレンズ面
に干渉膜を蒸着し、紫外光カット特性を持つ干渉膜フィ
ルターを形成する場合、本発明の光学系の干渉膜フィル
ターとしての分光特性は、波長450nm〜630nmまでの透過
率が95％以上で、波長340nm〜390nm（紫外領域）までの
透過率が5％以下、さらに透過率が50％になる半値波長
が410nm〜430nmであることが望ましい。波長450nm〜630
nmの可視光の透過率が低いと前記干渉膜面でのゴースト
やフレアが顕著に発生し、可視光の透過率にムラがある
と、色再現性が悪化する。波長340nm〜390nmでの透過率
が高いと、紫外光カットの効果が低くレンズの色収差が
目立ってしまう。また半値波長が410nmより短波長側で
あっても紫外光カットの効果が低く、レンズの色収差が
目立ち好ましくない。半値波長が430nmより長波長側に
なると、紫から青の波長の感度が相対的に下がるため、
色再現性が悪化してしまい好ましくない。良好な色再現
とレンズの色収差除去を両立させるためには、紫外光カ
ットの干渉膜は、不透過の紫外光領域から透過の可視光
領域への透過特性の立ち上がりが急峻であればあるほど
望ましい。

【００３３】また、蒸着法を用いて光学系中のレンズ面
に干渉膜を蒸着し、可視光のみを透過し、紫外光および
赤外光をカットする効果をもつ干渉膜フィルターを蒸着
する場合、本発明の光学系の干渉膜フィルターとしての
分光特性は、前記赤外光カット効果をもつ干渉膜フィル
ターの特性と、前記紫外光カット効果をもつ干渉膜フィ
ルターの両者の特性を完備していることが望ましい。す
なわち、波長450nm〜600nmまでの透過率が95％以上で、
波長340nm〜390nmまでの紫外光域の透過率が5％以下、
さらに透過率が50％になる紫光から紫外光域での半値波
長が410nm〜430nm、波長700nm〜1000nmまでの赤外光域
の透過率が5％以下、さらに赤光から赤外光域での透過
率が50％になる半値波長が630nm〜670nmであることが望
ましい。

【００３４】次に本発明を各実施例に則して具体的に説
明する。 [実施例１]図１は、本発明の第１の実施例の広角端状態
Ｗと望遠端状態Ｔを示す光路図である。本実施例の光学
系は、凸凹凹凸レンズ成分（Ｌ１〜Ｌ４）からなる負の
第１レンズ群Ｇ１、凸レンズ成分（Ｌ５）、凸と凹の接
合レンズ成分（Ｌ６、Ｌ７）、凸レンズ成分（Ｌ８）か
らなる正の第２レンズ群Ｇ２、凸レンズ成分（Ｌ９）か
らなる正の第３レンズ群Ｇ３とからなり、第1レンズ群
Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２の移動によって焦点距離を変化
させる３群レンズ構成のズームレンズである。

【００３５】表１に実施例１の撮影レンズの諸元値を掲
げる。表中、ｆは焦点距離、Ｂｆはバックフォーカス、
ＦＮｏはＦナンバー、２Ａは画角の最大値、ｙは像高、
ｒは曲率半径、ｄは面間隔、φは有効径、νｄはアッベ
数、ｎｄはｄ線に対する媒質の屈折率である。

【００３６】また本実施例では、第１０面が、光軸方向
の面の深さをｘ、光軸と垂直方向の高さをｈ、基準の曲
率半径をＲ、円錐係数をＫ、ｎ次の非球面係数をＣｎと
して以下の式で表される非球面である。 x＝(h²/R)/(1+(1-K*h²/R²)^1/2)+C4*h⁴+C6*h⁶+C8*h⁸+C10
*h¹⁰ ただし、「E-04」等は「×10^-4」表している。

【００３７】なお、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その他の
長さは、特記の無い場合一般に「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、
単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を
用いることもできる。さらに、以上の説明は他の実施例
においても同様である。

【００３８】

【表１】 各面の条件対応数値を以下に掲げる。以下の条件対応数
値中、条件式（２）と（３）の数値は広角端と望遠端で
比較し、より数値の大きいものを示している。 上記対応数値によれば、条件式(1)〜(3)を全て満足して
いるレンズ面は、L3R1面、L3R2面、L4R2面、L5R1面、L5
R2面、L9R2面の6つの面であり、これらの面に干渉膜を
施し、干渉膜フィルターとすればよい。

【００３９】中でも、L3R2面は、条件式（１）、（２）
の数値が両者とも小さく非常に望ましい。このように凹
凹凸レンズ成分を有する負のレンズ群に干渉膜フィルタ
ーを設ける場合、２つの凹レンズ成分で主光線の傾角が
小さくなること、またその像側に配置された凸レンズ成
分の物体側面に比べて曲率半径が大きいため、第２凹レ
ンズ成分の像側面に設けることが望ましい。

【００４０】第２レンズ群Ｇ２に干渉膜フィルターを設
ける場合、レンズＬ５に設けることが望ましく、L5R1面
とL5R2面では、条件式（１）、（２）の数値のより小さ
いL5R2面を干渉膜フィルターとすることが望ましい。

【００４１】また第３レンズ群Ｇ３、レンズＬ９のL9R2
面も条件式の各数値が小さく干渉膜フィルターに適して
いる。高画素の撮像素子では効率的に素子に光を導くた
め、各受光素子の全面にマイクロレンズが設けられてお
り、そのため、固体撮像素子用光学系では、射出瞳を長
く設定する必要がある。このため原理的に条件式（２）
が小さな値になるので、干渉膜フィルターとすることが
適している。

【００４２】ところで、設けたい干渉膜フィルターに
は、赤外光カットフィルター、紫外光カットフィルター
の２つがあるが、この一方のみを本発明の干渉膜フィル
ターで構成することも出来るし、例えばL3R2面に赤外光
カットフィルター用の干渉膜を蒸着し、L9R2面に紫外光
カットフィルター用の干渉膜を蒸着することも可能であ
る。さらに干渉膜の設計の工夫によって、1つの面の蒸
着だけで、可視光のみを透過し、紫外光および赤外光を
カットするバンドパスフィルターを実現することも可能
である。

【００４３】本実施例においては、Ｌ3Ｒ2面に干渉膜を
施し干渉膜フィルターとした結果、良好な光学特性を得
ることができた。 ［実施例２］第２図は本発明の第２の実施例の広角端状
態Ｗと望遠端状態Ｔを示す光路図である。

【００４４】本実施例２は、凹凹凸レンズ成分（Ｌ１〜
Ｌ３）からなる負の第1レンズ群Ｇ１、凸レンズ成分
（Ｌ４）、凸と凹の接合レンズ成分（Ｌ５、Ｌ６）、凹
と凸の接合レンズ成分（Ｌ７、Ｌ８）からなる正の第２
レンズ群Ｇ２、凸レンズ成分（Ｌ９）からなる正の第３
レンズ群Ｇ３とからなり、各レンズ群の移動によって焦
点距離を変化させる３群レンズ構成のズームレンズであ
る。

【００４５】表２に実施例２の撮影レンズの諸元値を示
す。

【００４６】

【表２】 （諸元値） f=7.4-21.3 Bf=6.61-6.57 FNo=2.76-4.89 2A=74.8-28.8 y=5.44 r d φ νd nd 1) 26.3278 1.7000 21.50 49.16 1.740011 2) 8.1533 5.7500 16.10 1.000000 3) -174.3801 0.9000 15.80 70.24 1.487490 4) 23.4928 2.4000 15.30 1.000000 5) 17.9444 3.2000 15.20 23.78 1.846660 6) 33.9654 (D1) 14.20 1.000000 7) 0.0000 (D2) 7.40 1.000000 8> 0.0000 0.5000 8.60 1.000000 9) 10.3019 2.5500 8.80 55.18 1.665470 10) -69.6160 0.1000 8.60 1.000000 11) 14.8088 2.5500 8.40 43.73 1.605620 12) -14.8001 2.0000 7.90 34.96 1.801000 13) 7.8543 0.9000 6.90 1.000000 14) 27.6364 0.9000 7.00 34.96 1.801000 15) 8.6622 2.7000 7.40 58.75 1.612720 16) -25.3313 (D3) 8.00 1.000000 17) 29.5916 2.3000 12.90 55.18 1.665470 18) -258.5473 (Bf) 12.70 1.000000 (非球面係数) (1) (2) (3) 面 2 9 17 K 0.1000 1.0000 1.0000 C2 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 C4 1.18060E-04 -6.65950E-05 -1.16570E-05 C6 7.93980E-07 -3.23530E-07 1.10140E-06 C8 -2.26350E-09 3.34640E-09 -2.62900E-08 C10 7.95490E-11 -1.01760E-10 2.73560E-10 広角端 望遠端 焦点距離 7.40001 21.29999 Ｄ１ 16.42380 1.20000 Ｄ２ 11.00000 3.67090 Ｄ３ 8.53100 26.86307 Ｂｆ 6.61499 6.57299 各面の条件対応数値を以下に掲げる。以下の条件対応数
値中、条件式（２）と（３）の数値は広角端と望遠端で
比較し、より数値の大きいものを示している。 上記対応数値によれば、条件式（１）〜（３）を全て満
足しているレンズ面は、L2R1面、L2R2面、L3R2面、L4R2
面、L5R1面、L9R2面の6つの面であり、これらの面に干
渉膜を施し、干渉膜フィルターとすればよい。

【００４７】中でも、L9R2面が、条件式（１）、（２）
の数値が両者とも小さく非常に望ましい。高画素の撮像
素子では効率的に素子に光を導くため、各受光素子の全
面にマイクロレンズが設けられており、そのため、固体
撮像素子用光学系では、射出瞳を長く設定する必要があ
る。このため原理的に条件式（２）が小さな値になるの
で、干渉膜フィルターとするのに適している。

【００４８】また、凹凹凸レンズ成分を有する負の第１
レンズ群Ｇ１に干渉膜フィルターを設ける場合、２つの
凹レンズ成分で主光線の傾角が小さくなること、またそ
の像側に配置された凸レンズ成分の物体側面に比べて曲
率半径が大きいため、第２凹レンズ成分の像側面L2R2面
に干渉膜を施し、干渉膜フィルターとすることが望まし
い。

【００４９】第２レンズ群に干渉膜フィルターを設ける
場合、L4R2面かL5R1面が考えられるが、条件式（１）の
数値が小さいL4R2面を干渉膜フィルターとすることが望
ましい。

【００５０】本実施例においては、Ｌ9Ｒ2面に干渉膜を
施し干渉膜フィルターとした結果、良好な光学特性を得
ることができた。 [実施例３]第３図は本発明の第３の実施例の広角端状態
Ｗと望遠端状態Ｔを示す光路図である。

【００５１】本実施例３は、凹凹凸レンズ成分（Ｌ１〜
Ｌ３）からなる負の第１レンズ群Ｇ１、凸レンズ成分
（Ｌ４）、凸と凹の接合レンズ成分（Ｌ５、Ｌ６）から
なる正の第２レンズ群Ｇ２、凸レンズ成分（Ｌ７）から
なる正の第３レンズ群Ｇ３とからなり、第１レンズ群Ｇ
１、第２レンズ群Ｇ２の移動によって焦点距離を変化さ
せる３群レンズ構成のズームレンズである。

【００５２】表３に実施例３の撮影レンズの諸元値を示
す。

【００５３】

【表３】 各面の条件対応数値を以下に掲げる。以下の条件対応数
値中、条件式（２）と（３）の数値は広角端と望遠端で
比較し、より数値の大きいものを示している。 上記対応数値によれば、条件式（１）〜（３）を全て満
足しているレンズ面は、L2R2面、L3R2面、L4R1面、L4R2
面、L5R1面、L7R2面の６つの面であり、これらの面に干
渉膜を施し、干渉膜フィルターとすればよい。

【００５４】中でも、L4R2面が、条件式（１）の数値が
小さく望ましい。このように第２レンズ群Ｇ２に干渉膜
フィルターを設ける場合は、第２レンズ群Ｇ２の最も物
体側に配置された正レンズ成分の像側面を干渉膜フィル
ターとすることが適している。

【００５５】また、凹凹凸レンズ成分を有する負の第1
レンズ群Ｇ１に干渉膜フィルターを設ける場合、２つの
凹レンズ成分で主光線の傾角が小さくなること、またそ
の像側に配置された凸レンズ成分の物体側面に比べて曲
率半径が大きいため、第２凹レンズ成分の像側面L2R2面
を干渉膜フィルターとすることが望ましい。

【００５６】また正の第３レンズ群Ｇ３に干渉膜フィル
ターを設ける場合は、最も像側面に設けることが望まし
い。というのも高画素の撮像素子では効率的に素子に光
を導くため、各受光素子の全面にマイクロレンズが設け
られており、そのため、固体撮像素子用光学系では、射
出瞳を長く設定する必要がある。このため原理的に条件
式（２）が小さな値になるので、干渉膜フィルターとす
るのに適している。

【００５７】本実施例においては、Ｌ4Ｒ2面に干渉膜を
施し干渉膜フィルターとした結果、良好な光学特性を得
ることができた。 [実施例４]第４図は本発明の第４の実施例の広角端状態
Ｗと望遠端状態Ｔを示す光路図である。

【００５８】本実施例４は、凹凸接合凸レンズ成分（Ｌ
１、Ｌ２）と、凸レンズ成分（Ｌ３）とからなる正の第
１レンズ群Ｇ１、凹レンズ成分（Ｌ４）、凹凸の接合凹
レンズ成分（Ｌ５、Ｌ６）、凸レンズ成分（Ｌ７）から
なる負の第２レンズ群Ｇ２、２枚の凸レンズ成分（Ｌ
８、Ｌ９）、凹レンズ成分（Ｌ１０）からなる正の第３
レンズ群Ｇ３、凹凸の接合凸レンズ成分（Ｌ１１、Ｌ１
２）からなる正の第４レンズ群Ｇ４、凸凹接合凸レンズ
成分（Ｌ１３、Ｌ１４）からなる正の第５レンズ群Ｇ５
とからなり、各レンズ群の移動によって焦点距離を変化
させる５レンズ群構成のズームレンズである。

【００５９】表４に実施例４の撮影レンズの諸元値を示
す。

【００６０】

【表４】 各面の条件対応数値を以下に掲げる。以下の条件対応数
値中、条件式（２）と（３）の数値は広角端と望遠端で
比較し、より数値の大きいものを示している。 上記対応数値によれば、条件式（１）〜（３）を全て満
足しているレンズ面は、L6R2面、L7R1面、L7R2面、L8R1
面、L8R2面、L9R1面、L12R2面、L13R1面、L14R2面の９
つの面であり、これらの面に干渉膜を施し干渉膜フィル
ターとすればよい。

【００６１】中でも、L14R2面が、条件式（１）、
（２）の数値が両者とも小さく非常に望ましい。高画素
の撮像素子では効率的に素子に光を導くため、各受光素
子の全面にマイクロレンズが設けられており、そのた
め、固体撮像素子用光学系では、射出瞳を長く設定する
必要がある。このため原理的に条件式（２）が小さな値
になるので、干渉膜を蒸着し干渉膜フィルターとするの
に好ましいのである。

【００６２】正の第1正レンズ成分は、各面に対する主
光線の入射角または射出角が大きすぎるため、いずれの
面も干渉膜フィルターとすることは好ましくない。

【００６３】また、凹凹凸レンズ成分を有する負の第２
レンズ群Ｇ２に干渉膜フィルターを設ける場合、２つの
凹レンズ成分で主光線の傾角が小さくなること、またそ
の像側に配置された凸レンズ成分の物体側面に比べて曲
率半径が大きいため、第２凹レンズ成分の像側面L6R2面
に設けることが望ましい。

【００６４】正の第３レンズ群Ｇ３に干渉膜フィルター
を設ける場合、L8R1面かL8R2面かL9R1面が考えられる
が、条件式(1)〜(3)の数値のより小さいL8R2面に設ける
ことが望ましい。

【００６５】正の第４レンズ群Ｇ４に干渉膜フィルター
を設ける場合は、L12R2面に設けることが望ましいが、
第３群中のL8R2面と各条件式の数値を比較すると、条件
式（１）、（２）の数値がより小さいL8R2面の方がより
好ましい。

【００６６】本実施例においては、Ｌ14Ｒ2面に干渉膜
を施し干渉膜フィルターとした結果、良好な光学特性を
得ることができた。

【００６７】なお、上述の実施例では干渉膜を蒸着法で
形成した場合について説明したが、干渉膜の形成方法は
これに限らず、スパッタリング法やＣＶＤ法（化学蒸着
法）やスピンコート法等で形成しても良い。

【００６８】なお、本発明はこの上述の実施例に限られ
るものではなく、ビデオカメラ用光学系や、近年普及の
兆しを見せるデジタル一眼レフカメラ用交換レンズなど
にも適用可能なことはいうまでもない。

【００６９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光学系の
レンズ面に干渉膜を蒸着し、干渉膜フィルターとしてい
るため、小型で高性能なデジタルスチルカメラに適した
光学系を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の広角端状態Ｗと望遠端
状態Ｔを示す光路図。

【図２】本発明の第２の実施例の広角端状態Ｗと望遠端
状態Ｔを示す光路図。

【図３】本発明の第３の実施例の広角端状態Ｗと望遠端
状態Ｔを示す光路図。

【図４】本発明の第４の実施例の広角端状態Ｗと望遠端
状態Ｔを示す光路図。

【符号の説明】

Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群 Ｇ４ 第４レンズ群 Ｇ５ 第５レンズ群 Ｗ 広角端状態 Ｔ 望遠端状態 Ｓ 絞り

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Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のレンズと、波長選択特性を有する光
   学部材とを有する光学系において、 前記光学部材は、前記レンズのレンズ面に形成された干
   渉膜からなり、 以下の条件を満足することを特徴とする光学系。 0<|φ/R|<0.8 0°≦|B|<13° ただし、 φ：前記レンズ面の有効径、 R：前記レンズ面の曲率半径、 B：前記レンズ面を通過する主光線の光軸に対する前記
   レンズ面における空気側での角度。
2. 【請求項２】請求項１に記載の光学系において、 前記レンズ面が以下の条件を満たすことを特徴とする光
   学系。 0°≦|C|<18° ただし、 C：前記レンズ面を通過するランド光線の光軸に対する
   前記レンズ面における空気側での角度。
3. 【請求項３】前記光学部材は、赤外光に対して実質的に
   低い透過率を有することを特徴とする請求項１または２
   に記載の光学系。
4. 【請求項４】前記光学部材は、紫外光に対して実質的に
   低い透過率を有することを特徴とする請求項１または２
   記載の光学系。
5. 【請求項５】前記光学部材は、可視光に対して良好な透
   過率を有し、赤外光および紫外光に対して実質的に低い
   透過率を有することを特徴とする請求項１または２記載
   の光学系。
6. 【請求項６】複数のレンズと、波長選択特性を有する光
   学部材とを有する光学系において、 前記光学部材は、前記レンズのレンズ面に形成された干
   渉膜からなり、 前記光学系は、凹レンズ群とそれに隣接して配置された
   凸レンズ群を有し、 前記凹レンズ群は、第１凹レンズ成分と、第２凹レンズ
   成分と、凸レンズ成分との３つのレンズ成分を有し、 前記光学部材が、前記第２凹レンズ成分の像側レンズ面
   に設けられていることを特徴とする光学系。
7. 【請求項７】請求項６に記載の光学系において、 前記レンズ面が以下の条件を満足することを特徴とする
   光学系。 0<|φ/R|<0.8 0°≦|B|<10° ただし、 φ：前記レンズ面の有効径、 R:前記レンズ面の曲率半径、 B:前記レンズ面を通過する主光線の光軸に対する前記レ
   ンズ面における空気側での角度。
8. 【請求項８】請求項６に記載の光学系において、前記レ
   ンズ面が以下の条件を満足することを特徴とする光学
   系。 0°≦|C|<18° ただし、 C：前記レンズ面を通過するランド光線の光軸に対する
   前記レンズ面における空気側での角度。
9. 【請求項９】前記光学部材は、赤外光に対して実質的に
   低い透過率を有することを特徴とする請求項６ないし８
   記載の光学系。
10. 【請求項１０】前記光学部材は、紫外光に対して実質的
    に低い透過率を有することを特徴とする請求項６ないし
    ８記載光学系。
11. 【請求項１１】前記光学部材は、可視光に対して良好な
    透過率を有し、赤外光および紫外光に対して実質的に低
    い透過率を有することを特徴とする請求項６ないし８記
    載の光学系。
12. 【請求項１２】複数のレンズと、波長選択特性を有する
    光学部材とを有する光学系において、 前記光学部材は、前記レンズのレンズ面に形成された干
    渉膜からなり、 前記光学系は、凹レンズ群とそれに隣接して配置された
    凸レンズ群とを有し、 前記凸レンズ群は、最も先頭のレンズが凸レンズ成分で
    あり、 前記光学部材が前記凸レンズ成分の像側レンズ面に設け
    られていることを特徴とする光学系。
13. 【請求項１３】請求項１２に記載の光学系において、 前記レンズ面が以下の条件を満足することを特徴とする
    光学系。 0<|φ/R|<0.6 0°≦|B|<13° ただし、 φ：前記レンズ面の有効径、 R:前記レンズ面の曲率半径、 B:前記レンズ面を通過する主光線の光軸に対する前記レ
    ンズ面における空気側での角度。
14. 【請求項１４】請求項１２に記載の光学系において、 前記レンズ面が以下の条件を満足することを特徴とする
    記載光学系。 0°≦|C|<18° ただし、 C:前記レンズ面を通過するランド光線の光軸に対する前
    記レンズ面における空気側での角度。
15. 【請求項１５】前記光学部材は、赤外光に対して実質的
    に低い透過率を有することを特徴とする請求項１２ない
    し１４に記載の光学系。
16. 【請求項１６】前記光学部材は、紫外光に対して実質的
    に低い透過率を有することを特徴とする請求項１２ない
    し１４に記載の光学系。
17. 【請求項１７】前記光学部材は、可視光に対して良好な
    透過率を有し、赤外光および紫外光に対して実質的に低
    い透過率を有することを特徴とする請求項１２ないし１
    ４に記載の光学系。
18. 【請求項１８】複数のレンズと、波長選択特性を有する
    光学部材とを有する光学系において、 前記光学部材は、前記レンズのレンズ面に形成された干
    渉膜からなり、 前記光学系は、凹レンズ群と、それに隣接して配置され
    た第１凸レンズ群と、最も像側に配置された第２凸レン
    ズ群とを有し、 前記光学部材が前記第２凸レンズ群の最も像側レンズ面
    に設けられていることを特徴とする光学系。
19. 【請求項１９】請求項１８に記載の光学系において、 前記レンズ面が以下の条件を満足することを特徴とする
    光学系。 0<|φ/R|<0.6 0°≦|B|<10° ただし、 φ：前記レンズ面の有効径、 R:前記レンズ面の曲率半径、 B：前記レンズ面を通過する主光線の光軸に対する前記
    レンズ面における空気側での角度。
20. 【請求項２０】請求項１８に記載の光学系において、 前記レンズ面が以下の条件を満足することを特徴とする
    光学系。 0°≦|C|<18° ただし、 C:前記レンズ面を通過するランド光線の光軸に対する前
    記レンズ面における空気側での角度。
21. 【請求項２１】前記光学部材は、赤外光に対して実質的
    に低い透過率を有することを特徴とする請求項１８ない
    し２０に記載の光学系。
22. 【請求項２２】前記光学部材は、紫外光に対して実質的
    に低い透過率を有することを特徴とする請求項１８ない
    し２０に記載の光学系。
23. 【請求項２３】前記光学部材は、可視光に対して良好な
    透過率を有し、赤外光および紫外光に対して実質的に低
    い透過率を有することを特徴とする請求項１８ないし２
    ０に記載の光学系。