JP2015215559A - 光学系、光学装置、光学系の製造方法 - Google Patents

光学系、光学装置、光学系の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】小型で良好な光学性能を備えた光学系、光学装置及び光学系の製造方法を提供する。
【解決手段】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とを有し、第1群レンズG1、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3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、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層含み、第2レンズ群G2を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行い、所定の条件式を満足する。
【選択図】図1

Description

本発明は、光学系、光学装置、光学系の製造方法に関する。

従来、写真用カメラや電子スチルカメラ等には、焦点距離の大きな光学系として、テレフォトタイプでインナーフォーカス式の光学系が多く用いられている(例えば、特許文献1を参照。)。また近年、このような光学系に対しては、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(例えば、特許文献2を参照。)。

特開2008−164997号公報 特開2000−356704号公報

しかしながら、上述のような従来の光学系は、小型化と高性能化が十分に図られていないという問題があった。また、それと同時に従来の光学系におけるレンズ面では、ゴーストやフレアとなる反射光が発生しやすいという課題もあった。

そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ゴーストやフレアをより低減させ、小型で良好な光学性能を備えた光学系、光学装置及び光学系の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本第1発明は、
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、
前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第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層含んでおり、
前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行い、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系を提供する。
0.10<f/f12<0.55
ただし、
f:前記光学系の焦点距離
f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離

また、本第1発明は、
前記光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。

また、本第1発明は、
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、
前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜を設け、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層含むようにし、
前記光学系が以下の条件式を満足するようにし、
前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行うようにすることを特徴とする光学系の製造方法を提供する。
0.10<f/f12<0.55
ただし、
f:前記光学系の焦点距離
f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離

また、本第2発明は、
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、
前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第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層含んでおり、
前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行い、
前記第2レンズ群が、少なくとも3枚のレンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系を提供する。
0.10<f/f12<0.85
ただし、
f:前記光学系の焦点距離
f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離

また、本第2発明は、
前記光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。

また、本第2発明は、
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、
前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜を設け、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層含むようにし、
前記第2レンズ群が、少なくとも3枚のレンズを有するようにし、
前記光学系が以下の条件式を満足するようにし、
前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行うようにすることを特徴とする光学系の製造方法を提供する。
0.10<f/f12<0.85
ただし、
f:前記光学系の焦点距離
f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離

本発明によれば、ゴーストやフレアをより低減させ、小型で良好な光学性能を備えた光学系、光学装置及び光学系の製造方法を提供することができる。

図1は、本願第1及び第2発明の第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。 図2(a)、及び図2(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。 図3は、本願第1及び第2発明の第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。 図4(a)、及び図4(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。 図5は、本願第1及び第2発明の第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。 図6(a)、及び図6(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。 図7は、本願第1及び第2発明の第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。 図8(a)、及び図8(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。 図9は、本願第1及び第2発明の第5実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。 図10(a)、及び図10(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第5実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。 図11は、本願第1及び第2発明の第6実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。 図12(a)、及び図12(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第6実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。 図13は、本願第1又は第2発明の光学系を備えたカメラの構成を示す図である。 図14は、本願第1発明の光学系の製造方法の概略を示す図である。 図15は、本願第1及び第2発明の第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。 図16は、第1及び第2発明反射防止膜の層構造の一例を示す説明図である。 図17は、第1及び第2発明反射防止膜の分光特性を示すグラフである。 図18は、第1及び第2発明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。 図19は、第1及び第2発明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。 図20は、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。 図21は、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。 図22は、本願第2発明の光学系の製造方法の概略を示す図である。

以下、本願第1発明の光学系、光学装置及び光学系の製造方法について説明する。
本願第1発明の光学系は、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、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第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層含んでおり、前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行い、以下の条件式(1−1)を満足することを特徴とする。
(1−1) 0.10<f/f12<0.55
ただし、
f:前記光学系の焦点距離
f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離

上記のように本願第1発明の光学系は、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レンズ群とを有している。この構成により、本願第1発明の光学系は大きな焦点距離を有しながら小型化と高性能化とを両立することができる。

また、上記のように本願第1発明の光学系は、第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。この構成により、比較的小型のモーターユニットによって第2レンズ群を駆動することが可能となる。

条件式(1−1)は、第1レンズ群と第2レンズ群との合成屈折力を規定するものである。本願の光学系は、条件式(1−1)を満足することにより、倍率色収差を良好に補正することができる。また、第2レンズ群から射出される光が収束光となる。このため、第2レンズ群をより像側に配置することができ、これに伴って第1レンズ群もより像側に配置することができるため、本願の光学系の全長を小さくすることができる。また、倍率色収差を良好に補正することができる。

本願第1発明の光学系の条件式(1−1)の対応値が上限値を上回ると、倍率色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−1)の上限値を0.54とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−1)の上限値を0.53とすることがより好ましい。

一方、本願第1発明の光学系の条件式(1−1)の対応値が下限値を下回ると、第2レンズ群から射出される光が平行光となるため、本願第1発明の光学系の全長が大きくなる。そこで、本願第1発明の光学系の全長の短縮化を図ろうとすれば、コマ収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−1)の下限値を0.20とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−1)の下限値を0.30とすることがより好ましい。
以上の構成により、小型で良好な光学性能を備えた光学系を実現することができる。

また、本願第1発明の光学系は、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第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層含んでいることを特徴とする。この構成により、本願第1発明の光学系は、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、本願第1発明の光学系は、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、本願第1発明の光学系は、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、本願第1発明の光学系は、前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、像面側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、第2レンズ群及び第3レンズ群における光学面のうち、像面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、本願第1発明の光学系は、前記像面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面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、像面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、本願第1発明の光学系は、前記像面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面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、像面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、本願第1発明の光学系は、前記像面側から見て凹形状のレンズ面は、前記第3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3レンズ群における光学面のうち、像面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、本願第1発明の光学系は、前記像面側から見て凹形状のレンズ面は、前記第3レンズ群内のレンズの像面側レンズ面であることが望ましい。第3レンズ群における光学面のうち、像面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、本願第1発明の光学系は、前記像面側から見て凹形状のレンズ面は、前記第3レンズ群内の物体側から4番目のレンズの像面側レンズ面であることが望ましい。第3レンズ群における光学面のうち、像面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、本願第1発明の光学系は、前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、物体側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、本願第1発明の光学系は、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、物体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、本願第1発明の光学系は、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面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、本願第1発明の光学系は、前記物体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、物体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、本願第1発明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、本願第1発明の光学系は、前記第1レンズ群が以下の条件式(1−2)を満足する少なくとも1枚の正レンズを有することが望ましい。
(1−2) 80<νd1p<110
ただし、
νd1p:前記第1レンズ群中の前記正レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対するアッベ数

条件式(1−2)は、第1レンズ群中の正レンズの硝材のアッベ数を規定するものである。本願第1発明の光学系は、条件式(1−2)を満足することにより、軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することができる。

本願第1発明の光学系の条件式(1−2)の対応値が上限値を上回ると、軸上色収差や倍率色収差を過剰に補正してしまうため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−2)の上限値を105とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−2)の上限値を100とすることがより好ましい。

一方、本願第1発明の光学系の条件式(1−2)の対応値が下限値を下回ると、軸上色収差や倍率色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−2)の下限値を85とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−2)の下限値を90とすることがより好ましい。

また、本願第1発明の光学系は、前記第1レンズ群が複数の正レンズを有し、前記複数の正レンズのうちで最も物体側に配置された正レンズが以下の条件式(1−3)を満足することが望ましい。
(1−3) 80<νd1pf<110
ただし、
νd1pf:前記第1レンズ群中の前記複数の正レンズのうちで最も物体側に配置された前記正レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対するアッベ数

条件式(1−3)は、第1レンズ群中の複数の正レンズうちで最も物体側に配置された正レンズの硝材のアッベ数を規定するものである。本願の光学系は、条件式(1−3)を満足することにより、軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することができる。

本願第1発明の光学系の条件式(1−3)の対応値が上限値を上回ると、軸上色収差や倍率色収差を過剰に補正してしまうため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−3)の上限値を105とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−3)の上限値を100とすることがより好ましい。

一方、本願第1発明の光学系の条件式(1−3)の対応値が下限値を下回ると、軸上色収差や倍率色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−3)の下限値を85とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−3)の下限値を90とすることがより好ましい。

また、本願第1発明の光学系は、前記第1レンズ群が以下の条件式(1−4)を満足する少なくとも1枚の負レンズを有することが望ましい。
(1−4) 1.50<nd1n<1.75
ただし、
nd1n:前記第1レンズ群中の前記負レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対する屈折率

条件式(1−4)は、第1レンズ群中の負レンズの硝材の屈折率を規定するものである。本願第1発明の光学系は、条件式(1−4)を満足することにより、軽量化を図りながら、コマ収差や像面湾曲を良好に補正することができる。

本願第1発明の光学系の条件式(1−4)の対応値が上限値を上回ると、前記第1レンズ群中の前記負レンズの硝材の比重が大きくなる。そこで、本願の光学系の軽量化のために第1レンズ群中の他のレンズの比重を小さくすれば、コマ収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−4)の上限値を1.70とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−4)の上限値を1.65とすることがより好ましい。

一方、本願第1発明の光学系の条件式(1−4)の対応値が下限値を下回ると、像面湾曲を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−4)の下限値を1.55とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−4)の下限値を1.60とすることがより好ましい。

また、本願第1発明の光学系は、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、手ぶれ等に起因する像ぶれの補正、即ち防振を行うことができ、さらに防振時の偏芯収差の発生を問題ないレベルまで抑えることができる。

また、本願第1発明の光学系は、前記第3レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第3aレンズ群と、負の屈折力を有する第3bレンズ群と、正の屈折力を有する第3cレンズ群とから構成され、前記第3bレンズ群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、手ぶれ等に起因する像ぶれの補正、即ち防振を行うことができ、さらに防振時の偏芯収差の発生を問題ないレベルまで抑えることができる。また、第3bレンズ群を小径化できるので、防振時に第3bレンズ群を駆動するためのメカユニットを小型化することもできる。

また、本願第1発明の光学系は、前記第1レンズ群が、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズを有することが望ましい。この構成により、偏芯収差を良好に補正することができる。なお、当該接合レンズは、前記第1レンズ群中の最も像側に配置することがより好ましい。

また、本願第1発明の光学系は、前記第1レンズ群が、物体側から順に、第1aレンズ群と、第1bレンズ群とから構成され、前記第1aレンズ群と前記第1bレンズ群との空気間隔が、前記第1レンズ群中の空気間隔のうちで最大であり、以下の条件式(1−5)を満足することが望ましい。
(1−5) 0.30<TL1a/TL1<0.70
ただし、
TL1a:前記第1aレンズ群の光軸に沿った長さ
TL1:前記第1レンズ群の光軸に沿った長さ

条件式(1−5)は、第1レンズ群の長さに対する第1aレンズ群の長さを規定するものである。本願第1発明の光学系は、条件式(1−5)を満足することにより、軽量化を図りながら、コマ収差を良好に補正することができる。

本願第1発明の光学系の条件式(1−5)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群の重量が増大してしまう。そこで、軽量化のために、例えば第1レンズ群中の負レンズに屈折率の小さな硝材を採用すれば、像面湾曲を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−5)の上限値を0.60とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−5)の上限値を0.50とすることがより好ましい。

一方、本願第1発明の光学系の条件式(1−5)の対応値が下限値を下回ると、コマ収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−5)の下限値を0.35とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−5)の下限値を0.40とすることがより好ましい。

なお、本願第1発明の光学系は、前記第1aレンズ群が、物体側から順に、正レンズと、正レンズと、負レンズとからなることが好ましい。この構成により、本願の光学系の軽量化を図ることができる。
また、本願第1発明の光学系は、前記第1aレンズ群が、最も物体側に保護フィルタガラスを有することが好ましい。保護フィルタガラスは、実質的に屈折力を有しないレンズであって、その焦点距離が本願の光学系の焦点距離の10倍以上であることが好ましい。特に、本願第1発明の光学系は、保護フィルタガラスが物体側に凸面を向けた負メニスカス形状であることが好ましい。この構成により、ゴーストを良好にカットすることができる。
また、本願第1発明の光学系は、前記第1bレンズ群が、物体側から順に、負レンズと、正レンズを有することが望ましい。この構成により、近距離物体合焦時に球面収差の変動を良好に補正することができる。特に、本願第1発明の光学系は、前記第1bレンズ群が、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズのみからなることが好ましい。この構成により、本願第1発明の光学系の軽量化を図ることができる。

また、本願第1発明の光学系は、前記第1レンズ群が、物体側から順に、第1aレンズ群と、第1bレンズ群とから構成され、前記第1aレンズ群と前記第1bレンズ群との空気間隔が、前記第1レンズ群中の空気間隔のうちで最大であり、前記第1bレンズ群が、以下の条件式(1−6)を満足する正レンズを有することが望ましい。
(1−6) 70<νd1bp<110
ただし、
νd1bp:前記第1bレンズ群中の前記正レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対するアッベ数

条件式(1−6)は、第1bレンズ群中の正レンズの硝材のアッベ数を規定するものである。本願第1発明の光学系は、条件式(1−6)を満足することにより、軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することができる。

本願第1発明の光学系の条件式(1−6)の対応値が上限値を上回ると、軸上色収差や倍率色収差を過剰に補正してしまうため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−6)の上限値を105とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−6)の上限値を100とすることがより好ましい。

一方、本願第1発明の光学系の条件式(1−6)の対応値が下限値を下回ると、軸上色収差や倍率色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−6)の下限値を75とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−6)の下限値を80とすることがより好ましい。

また、本願第1発明の光学系は、前記第2レンズ群が、2つの負レンズ成分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。ここで、本願第1発明において「レンズ成分」とは、2枚以上のレンズを接合してなる接合レンズ、或いは単レンズをいう。
なお、本願第1発明の光学系は、前記第2レンズ群が、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、負レンズとを有する構成としてもよい。また、前記第2レンズ群が、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、負レンズとを有する構成としてもよい。これらの構成により、コマ収差を良好に補正することができる。

また、本願第1発明の光学系は、前記第2レンズ群が以下の条件式(1−7)を満足する正レンズを有することが望ましい。
(1−7) 15<νd2p<30
ただし、
νd2p:前記第2レンズ群中の前記正レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対するアッベ数

条件式(1−7)は、第2レンズ群中の正レンズの硝材のアッベ数を規定するものである。本願第1発明の光学系は、条件式(1−7)を満足することにより、倍率色収差や軸上色収差を良好に補正することができる。

本願第1発明の光学系の条件式(1−7)の対応値が上限値を上回ると、倍率色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−7)の上限値を27とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−7)の上限値を25とすることがより好ましい。

一方、本願第1発明の光学系の条件式(1−7)の対応値が下限値を下回ると、短波長の光の透過率が低下することを防ぐため、第2レンズ群よりも像側に位置するレンズ群に分散の大きな硝材からなるレンズを用いることができなくなってしまう。このため、軸上色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−7)の下限値を16とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−7)の下限値を17とすることがより好ましい。

本願第1発明の光学装置は、上述した構成の光学系を有することを特徴とする。これにより、小型で良好な光学性能を備えた光学装置を実現することができる。

本願第1発明の光学系の製造方法は、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、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜を設け、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層含むようにし、前記光学系が以下の条件式(1−1)を満足するようにし、前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行うようにすることを特徴とする。これにより、小型で良好な光学性能を備えた光学系を製造することができる。
(1−1) 0.10<f/f12<0.55
ただし、
f:前記光学系の焦点距離
f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離

次に、本願第2発明の光学系、光学装置及び光学系の製造方法について説明する。
本願第2発明の光学系は、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、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第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層含んでおり、前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行い、前記第2レンズ群が、少なくとも3枚のレンズを有し、以下の条件式(2−1)を満足することを特徴とする。
(2−1) 0.10<f/f12<0.85
ただし、
f:前記光学系の焦点距離
f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離

上記のように本願第2発明の光学系は、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レンズ群とを有している。この構成により、本願第2発明の光学系は大きな焦点距離を有しながら小型化と高性能化とを両立することができる。

また、上記のように本願第2発明の光学系は、第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。この構成により、比較的小型のモーターユニットをよって第2レンズ群を駆動することが可能となる。
また、上記のように本願第2発明の光学系は、第2レンズ群が少なくとも3枚のレンズを有する。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。

条件式(2−1)は、第1レンズ群と第2レンズ群との合成屈折力を規定するものである。本願第2発明の光学系は、条件式(2−1)を満足することにより、倍率色収差を良好に補正することができる。また、第2レンズ群から射出される光が収束光となる。このため、第2レンズ群をより像側に配置することができ、これに伴って第1レンズ群もより像側に配置することができるため、本願第2発明の光学系の全長を小さくすることができる。また、倍率色収差を良好に補正することができる。

本願第2発明の光学系の条件式(2−1)の対応値が上限値を上回ると、倍率色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−1)の上限値を0.80とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−1)の上限値を0.75とすることがより好ましい。

一方、本願第2発明の光学系の条件式(2−1)の対応値が下限値を下回ると、第2レンズ群から射出される光が平行光となるため、本願第2発明の光学系の全長が大きくなる。そこで、本願第2発明の光学系の全長の短縮化を図ろうとすれば、コマ収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−1)の下限値を0.20とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−1)の下限値を0.30とすることがより好ましい。
以上の構成により、小型で良好な光学性能を備えた光学系を実現することができる。

また、本願第2発明の光学系は、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第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層含んでいることを特徴とする。この構成により、本願の光学系は、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、本願第2発明の光学系は、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、本願第2発明の光学系は、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、本願第2発明の光学系は、前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、像面側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、第2レンズ群及び第3レンズ群における光学面のうち、像面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、本願第2発明の光学系は、前記像面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面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、像面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、本願第2発明の光学系は、前記像面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面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、像面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、本願第2発明の光学系は、前記像面側から見て凹形状のレンズ面は、前記第3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3レンズ群における光学面のうち、像面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、本願第2発明の光学系は、前記像面側から見て凹形状のレンズ面は、前記第3レンズ群内のレンズの像面側レンズ面であることが望ましい。第3レンズ群における光学面のうち、像面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、本願第2発明の光学系は、前記像面側から見て凹形状のレンズ面は、前記第3レンズ群内の物体側から4番目のレンズの像面側レンズ面であることが望ましい。第3レンズ群における光学面のうち、像面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、本願第2発明の光学系は、前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、物体側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、本願第2発明の光学系は、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、物体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、本願第2発明の光学系は、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面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、本願第2発明の光学系は、前記物体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、物体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、本願第2発明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、本願第2発明の光学系は、前記第2レンズ群中の前記少なくとも3枚のレンズのうち、少なくとも2枚が負レンズであることが望ましい。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。
なお、本願第2発明の光学系は、前記第2レンズ群が、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、負レンズとを有する構成、又は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、負レンズとを有する構成とすることがより好ましい。また、これらの構成において、正レンズと負レンズとを接合することが最も好ましい。以上の構成により、コマ収差をより良好に補正することができる。

また、本願第2発明の光学系は、前記第2レンズ群が以下の条件式(2−2)を満足する少なくとも1枚の負レンズを有することが望ましい。
(2−2) 1.45<nd2n<1.65
ただし、
nd2n:前記第2レンズ群中の前記負レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対する屈折率

条件式(2−2)は、第2レンズ群中の負レンズの硝材の屈折率を規定するものである。本願第2発明の光学系は、条件式(2−2)を満足することにより、合焦レンズ群である第2レンズ群の軽量化を図りながら、コマ収差や像面湾曲を良好に補正することができる。

本願第2発明の光学系の条件式(2−2)の対応値が上限値を上回ると、前記第2レンズ群中の前記負レンズの硝材の比重が大きくなる。そこで、本願第2発明の光学系の軽量化のために第2レンズ群中の他のレンズの比重を小さくすれば、コマ収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−2)の上限値を1.64とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−2)の上限値を1.63とすることがより好ましい。

一方、本願第2発明の光学系の条件式(2−2)の対応値が下限値を下回ると、像面湾曲を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−2)の下限値を1.48とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−2)の下限値を1.50とすることがより好ましい。

また、本願第2発明の光学系は、前記第2レンズ群が以下の条件式(2−3)を満足する正レンズを有することが望ましい。
(2−3) 15<νd2p<30
ただし、
νd2p:前記第2レンズ群中の前記正レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対するアッベ数

条件式(2−3)は、第2レンズ群中の正レンズの硝材のアッベ数を規定するものである。本願第2発明の光学系は、条件式(2−3)を満足することにより、倍率色収差や軸上色収差を良好に補正することができる。

本願第2発明の光学系の条件式(2−3)の対応値が上限値を上回ると、倍率色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−3)の上限値を27とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−3)の上限値を25とすることがより好ましい。

一方、本願第2発明の光学系の条件式(2−3)の対応値が下限値を下回ると、短波長の光の透過率が低下することを防ぐため、第2レンズ群よりも像側に位置するレンズ群に分散の大きな硝材からなるレンズを用いることができなくなってしまう。このため、軸上色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−3)の下限値を16とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−3)の下限値を17とすることがより好ましい。

また、本願第2発明の光学系は、前記第1レンズ群が以下の条件式(2−4)を満足する少なくとも1枚の正レンズを有することが望ましい。
(2−4) 80<νd1p<110
ただし、
νd1p:前記第1レンズ群中の前記正レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対するアッベ数

条件式(2−4)は、第1レンズ群中の正レンズの硝材のアッベ数を規定するものである。本願第2発明の光学系は、条件式(2−4)を満足することにより、軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することができる。

本願第2発明の光学系の条件式(2−4)の対応値が上限値を上回ると、軸上色収差や倍率色収差を過剰に補正してしまうため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−4)の上限値を105とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−4)の上限値を100とすることがより好ましい。

一方、本願第2発明の光学系の条件式(2−4)の対応値が下限値を下回ると、軸上色収差や倍率色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−4)の下限値を85とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−4)の下限値を90とすることがより好ましい。

また、本願第2発明の光学系は、前記第1レンズ群が複数の正レンズを有し、前記複数の正レンズのうちで最も物体側に配置された正レンズが以下の条件式(2−5)を満足することが望ましい。
(2−5) 80<νd1pf<110
ただし、
νd1pf:前記第1レンズ群中の前記複数の正レンズのうちで最も物体側に配置された前記正レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対するアッベ数

条件式(2−5)は、第1レンズ群中の複数の正レンズうちで最も物体側に配置された正レンズの硝材のアッベ数を規定するものである。本願第2発明の光学系は、条件式(2−5)を満足することにより、軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することができる。

本願第2発明の光学系の条件式(2−5)の対応値が上限値を上回ると、軸上色収差や倍率色収差を過剰に補正してしまうため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−5)の上限値を105とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−5)の上限値を100とすることがより好ましい。

一方、本願第2発明の光学系の条件式(2−5)の対応値が下限値を下回ると、軸上色収差や倍率色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−5)の下限値を85とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−5)の下限値を90とすることがより好ましい。

また、本願第2発明の光学系は、前記第1レンズ群が以下の条件式(2−6)を満足する少なくとも1枚の負レンズを有することが望ましい。
(2−6) 1.50<nd1n<1.75
ただし、
nd1n:前記第1レンズ群中の前記負レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対する屈折率

条件式(2−6)は、第1レンズ群中の負レンズの硝材の屈折率を規定するものである。本願第2発明の光学系は、条件式(2−6)を満足することにより、軽量化を図りながら、コマ収差や像面湾曲を良好に補正することができる。

本願第2発明の光学系の条件式(2−6)の対応値が上限値を上回ると、前記第1レンズ群中の前記負レンズの硝材の比重が大きくなる。そこで、本願第2発明の光学系の軽量化のために第1レンズ群中の他のレンズの比重を小さくすれば、コマ収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−6)の上限値を1.70とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−6)の上限値を1.65とすることがより好ましい。

一方、本願第2発明の光学系の条件式(2−6)の対応値が下限値を下回ると、像面湾曲を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−6)の下限値を1.55とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−6)の下限値を1.60とすることがより好ましい。

また、本願第2発明の光学系は、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、手ぶれ等に起因する像ぶれの補正、即ち防振を行うことができ、さらに防振時の偏芯収差の発生を問題ないレベルまで抑えることができる。

また、本願第2発明の光学系は、前記第3レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第3aレンズ群と、負の屈折力を有する第3bレンズ群と、正の屈折力を有する第3cレンズ群とから構成され、前記第3bレンズ群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、手ぶれ等に起因する像ぶれの補正、即ち防振を行うことができ、さらに防振時の偏芯収差の発生を問題ないレベルまで抑えることができる。また、第3bレンズ群を小径化できるので、防振時に第3bレンズ群を駆動するためのメカユニットを小型化することもできる。

また、本願第2発明の光学系は、前記第1レンズ群が、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズを有することが望ましい。この構成により、偏芯収差を良好に補正することができる。なお、当該接合レンズは、前記第1レンズ群中の最も像側に配置することがより好ましい。

また、本願第2発明の光学系は、前記第1レンズ群が、物体側から順に、第1aレンズ群と、第1bレンズ群とから構成され、前記第1aレンズ群と前記第1bレンズ群との空気間隔が、前記第1レンズ群中の空気間隔のうちで最大であり、以下の条件式(2−7)を満足することが望ましい。
(2−7) 0.30<TL1a/TL1<0.70
ただし、
TL1a:前記第1aレンズ群の光軸に沿った長さ
TL1:前記第1レンズ群の光軸に沿った長さ

条件式(2−7)は、第1レンズ群の長さに対する第1aレンズ群の長さを規定するものである。本願第2発明の光学系は、条件式(2−7)を満足することにより、軽量化を図りながら、コマ収差を良好に補正することができる。

本願第2発明の光学系の条件式(2−7)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群の重量が増大してしまう。そこで、軽量化のために、例えば第1レンズ群中の負レンズに屈折率の小さな硝材を採用すれば、像面湾曲を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−7)の上限値を0.60とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−7)の上限値を0.50とすることがより好ましい。

一方、本願第2発明の光学系の条件式(2−7)の対応値が下限値を下回ると、コマ収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−7)の下限値を0.35とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−7)の下限値を0.40とすることがより好ましい。

なお、本願第2発明の光学系は、前記第1aレンズ群が、物体側から順に、正レンズと、正レンズと、負レンズとからなることが好ましい。この構成により、本願第2発明の光学系の軽量化を図ることができる。

また、本願第2発明の光学系は、前記第1aレンズ群が、最も物体側に保護フィルタガラスを有することが好ましい。保護フィルタガラスは、実質的に屈折力を有しないレンズであって、その焦点距離が本願の光学系の焦点距離の10倍以上であることが好ましい。特に、本願第2発明の光学系は、保護フィルタガラスが物体側に凸面を向けた負メニスカス形状であることが好ましい。この構成により、ゴーストを良好にカットすることができる。

また、本願第2発明の光学系は、前記第1bレンズ群が、物体側から順に、負レンズと、正レンズを有することが望ましい。この構成により、近距離物体合焦時に球面収差の変動を良好に補正することができる。特に、本願第2発明の光学系は、前記第1bレンズ群が、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズのみからなることが好ましい。この構成により、本願第2発明の光学系の軽量化を図ることができる。

また、本願第2発明の光学系は、前記第1レンズ群が、物体側から順に、第1aレンズ群と、第1bレンズ群とから構成され、前記第1aレンズ群と前記第1bレンズ群との空気間隔が、前記第1レンズ群中の空気間隔のうちで最大であり、前記第1bレンズ群が、以下の条件式(2−8)を満足する正レンズを有することが望ましい。
(2−8) 70<νd1bp<110
ただし、
νd1bp:前記第1bレンズ群中の前記正レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対するアッベ数

条件式(2−8)は、第1bレンズ群中の正レンズの硝材のアッベ数を規定するものである。本願第2発明の光学系は、条件式(2−8)を満足することにより、軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することができる。

本願第2発明の光学系の条件式(2−8)の対応値が上限値を上回ると、軸上色収差や倍率色収差を過剰に補正してしまうため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−8)の上限値を105とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−8)の上限値を100とすることがより好ましい。

一方、本願第2発明の光学系の条件式(2−8)の対応値が下限値を下回ると、軸上色収差や倍率色収差を補正することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−8)の下限値を75とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−8)の下限値を80とすることがより好ましい。

本願第2発明の光学装置は、上述した構成の光学系を有することを特徴する。これにより、小型で良好な光学性能を備えた光学装置を実現することができる。

本願第2発明の光学系の製造方法は、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、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜を設け、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層含むようにし、前記第2レンズ群が、少なくとも3枚のレンズを有するようにし、前記光学系が以下の条件式(2−1)を満足するようにし、前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行うようにすることを特徴とする。これにより、小型で良好な光学性能を備えた光学系を製造することができる。
(2−1) 0.10<f/f12<0.85
ただし、
f:前記光学系の焦点距離
f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離

以下、本願第1及び第2発明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及び第2発明の第1実施例)
図1は、本願第1及び第2発明の第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、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とから構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には開口絞りSが備えられており、第3レンズ群G3と像面Iとの間にはフィルタFLが備えられている。

第1レンズ群G1は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1aレンズ群G1aと、正の屈折力を有する第1bレンズ群G1bとから構成されている。
第1aレンズ群G1aは、物体側から順に、保護フィルタガラスFLGと、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とからなる。なお、保護フィルタガラスFLGは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。
第1bレンズ群G1bは、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L14と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15との接合レンズからなる。

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との接合負レンズとからなる。

第3レンズ群G3は、物体側から順に、正の屈折力を有する第3aレンズ群G3aと、負の屈折力を有する第3bレンズ群G3bと、正の屈折力を有する第3cレンズ群G3cとから構成されている。
第3aレンズ群G3aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32とからなる。
第3bレンズ群G3bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合レンズと、両凹形状の負レンズL35とからなる。
第3cレンズ群G3cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL36と、両凸形状の正レンズL37と両凹形状の負レンズL38との接合レンズとからなる。

本実施例に係る光学系は、第3レンズ群G3の両凹形状の負レンズL34の像面側レンズ面(面番号24)と、第3レンズ群G3の両凸形状の正レンズL36の物体側レンズ面(面番号27)に、後述する反射防止膜が形成されている。

以上の構成の下、本実施例に係る光学系では、第2レンズ群G2を光軸に沿って像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の合焦を行う。
本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3における第3bレンズ群G3bを防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより防振を行う。

以下の表1に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
表1において、fは焦点距離、Bfはバックフォーカス(フィルタFLと像面Iとの光軸上の距離)を示す。
[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、rは曲率半径、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(波長587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長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、可変は可変の面間隔、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=∞は平面を示している。また、空気の屈折率nd=1.00000の記載は省略している。

[各種データ]において、FNOはFナンバー、2ωは画角(単位は「°」)、Yは像高、TLは本実施例に係る光学系の全長(第1面から像面Iまでの光軸上の距離)、dnは第n面と第n+1面との可変の間隔をそれぞれ示す。なお、βは撮影倍率、d0は物体から第1面までの距離を示す。
[レンズ群データ]には、各レンズ群の始面と焦点距離を示す。
[条件式対応値]には、第1及び第2発明の本実施例に係る光学系の各条件式の対応値を示す。

ここで、表1に掲載されている焦点距離f、曲率半径r及びその他の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、比例拡大又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及び第2発明の第1実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞

1 1200.3704 5.00 1.51680 63.88
2 1199.7897 1.00
3 208.5821 17.50 1.43385 95.25
4 -1176.6338 45.00
5 180.4147 18.00 1.43385 95.25
6 -380.1711 3.00
7 -348.9527 6.00 1.61266 44.46
8 384.9936 90.00
9 67.5463 4.00 1.79500 45.31
10 46.6351 15.00 1.49782 82.57
11 1089.9704 可変

12 -1616.0869 2.50 1.77250 49.62
13 118.0496 3.35
14 -285.3999 3.50 1.84666 23.80
15 -87.3702 2.40 1.51823 58.82
16 63.6357 可変

17(絞りS) ∞ 2.00

18 84.6009 8.00 1.48749 70.31
19 -63.3175 0.60
20 -66.2548 1.90 1.84666 23.80
21 -116.1778 5.00
22 433.7902 3.50 1.84666 23.80
23 -123.0826 1.90 1.59319 67.90
24 51.3275 3.60
25 -293.4310 1.90 1.75500 52.34
26 110.9976 4.00
27 130.2260 3.50 1.77250 49.62
28 -326.0207 0.10
29 67.6197 4.50 1.64000 60.20
30 -391.1361 1.90 1.84666 23.80
31 276.0025 9.00

32 ∞ 2.00 1.51680 63.88
33 ∞ Bf

像面 ∞

[各種データ]
f 392.00
FNO 2.88
2ω 6.27
Y 21.60
TL 396.95
Bf 71.551

無限遠物体合焦時 近距離物体合焦時
f又はβ 392.003 -0.173
d0 ∞ 2201.931
d11 19.530 34.930
d16 36.219 20.820
Bf 71.551 71.575

[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 179.9884
2 12 -67.9431
3 18 163.6612

[条件式対応値]
(第1発明)
(1−1) f/f12 = 0.38
(1−2) νd1p = 95.25(L11), 95.25(L12), 82.57(L15)
(1−3) νd1pf = 95.25
(1−4) nd1n = 1.61
(1−5) TL1a/TL1 = 0.47
(1−6) νd1bp = 82.57
(1−7) νd2p = 23.80

(第2発明)
(2−1) f/f12 = 0.38
(2−2) nd2n = 1.52
(2−3) νd2p = 23.80
(2−4) νd1p = 95.25(L11), 95.25(L12), 82.57(L15)
(2−5) νd1pf = 95.25
(2−6) nd1n = 1.61
(2−7) TL1a/TL1 = 0.47
(2−8) νd1bp = 82.57

図2(a)、及び図2(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。
各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高をそれぞれ示す。dはd線(波長587.6nm)、gはg線(波長435.8nm)における収差をそれぞれ示す。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。コマ収差図は、各像高Yにおけるコマ収差を示す。なお、後述する各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
各収差図より、本実施例に係る光学系は諸収差を良好に補正し優れた結像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3レンズ群G3における両凸形状の正レンズL36の物体側レンズ面(面番号27、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3レンズ群G3における両凹形状の負レンズL34の像面側レンズ面(面番号24、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番目の反射面は像面側から見て凹形状のレンズ面、前記第2番目の反射面は像面側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1及び第2発明の第2実施例)
図3は、本願第1及び第2発明の第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、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とから構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には開口絞りSが備えられており、第3レンズ群G3と像面Iとの間にはフィルタFLが備えられている。

第1レンズ群G1は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1aレンズ群G1aと、正の屈折力を有する第1bレンズ群G1bとから構成されている。
第1aレンズ群G1aは、物体側から順に、保護フィルタガラスFLGと、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とからなる。なお、保護フィルタガラスFLGは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。
第1bレンズ群G1bは、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L14と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15との接合レンズからなる。

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との接合負レンズとからなる。

第3レンズ群G3は、物体側から順に、正の屈折力を有する第3aレンズ群G3aと、負の屈折力を有する第3bレンズ群G3bと、正の屈折力を有する第3cレンズ群G3cとから構成されている。
第3aレンズ群G3aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32とからなる。
第3bレンズ群G3bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合レンズと、両凹形状の負レンズL35とからなる。
第3cレンズ群G3cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL36と、両凸形状の正レンズL37と両凹形状の負レンズL38との接合レンズとからなる。

本実施例に係る光学系は、第3レンズ群G3の両凹形状の負レンズL34の像面側レンズ面(面番号24)に、後述する反射防止膜が形成されている。

以上の構成の下、本実施例に係る光学系では、第2レンズ群G2を光軸に沿って像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の合焦を行う。
本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3における第3bレンズ群G3bを防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより防振を行う。
以下の表2に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。

(表2)第1及び第2発明の第2実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞

1 1200.3704 5.00 1.51680 63.88
2 1199.7897 1.00
3 205.7091 17.50 1.43385 95.25
4 -1134.8251 45.00
5 173.6014 18.00 1.43385 95.25
6 -417.4854 3.07
7 -374.6983 6.00 1.61266 44.46
8 347.6771 90.00
9 66.1559 4.00 1.79500 45.31
10 45.7808 15.00 1.49782 82.57
11 874.9561 可変

12 -2545.8867 2.50 1.77250 49.62
13 114.9779 3.35
14 -271.4306 3.50 1.84666 23.80
15 -87.3926 2.40 1.51823 58.82
16 63.5469 可変

17(絞りS) ∞ 2.00

18 87.7161 7.60 1.48749 70.31
19 -64.5076 1.20
20 -66.7841 1.90 1.84666 23.80
21 -116.0392 5.00
22 325.4187 3.50 1.84666 23.80
23 -134.7294 1.90 1.59319 67.90
24 52.9625 3.60
25 -331.8219 1.90 1.75500 52.34
26 98.9972 4.00
27 117.6253 3.50 1.77250 49.62
28 -402.3365 0.10
29 67.6197 4.50 1.64000 60.20
30 -391.1361 1.90 1.84666 23.80
31 264.8450 9.00

32 ∞ 2.00 1.51680 63.88
33 ∞ Bf

像面 ∞

[各種データ]
f 391.99
FNO 2.88
2ω 6.29
Y 21.63
TL 397.00
Bf 71.300

無限遠物体合焦時 近距離物体合焦時
f又はβ 391.991 -0.174
d0 ∞ 2203.000
d11 18.344 33.670
d16 37.438 22.112
Bf 71.300 71.300

[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 179.8867
2 12 -67.1696
3 18 160.1914

[条件式対応値]
(第1発明)
(1−1) f/f12 = 0.36
(1−2) νd1p = 95.25(L11), 95.25(L12), 82.57(L15)
(1−3) νd1pf = 95.25
(1−4) nd1n = 1.61
(1−5) TL1a/TL1 = 0.47
(1−6) νd1bp = 82.57
(1−7) νd2p = 23.80

(第2発明)
(2−1) f/f12 = 0.36
(2−2) nd2n = 1.52
(2−3) νd2p = 23.80
(2−4) νd1p = 95.25(L11), 95.25(L12), 82.57(L15)
(2−5) νd1pf = 95.25
(2−6) nd1n = 1.61
(2−7) TL1a/TL1 = 0.47
(2−8) νd1bp = 82.57

図4(a)、及び図4(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。
各収差図より、本実施例に係る光学系は諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。

(第1及び第2発明の第3実施例)
図5は、本願第1及び第2発明の第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、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とから構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には開口絞りSが備えられており、第3レンズ群G3と像面Iとの間にはフィルタFLが備えられている。

第1レンズ群G1は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1aレンズ群G1aと、正の屈折力を有する第1bレンズ群G1bとから構成されている。
第1aレンズ群G1aは、物体側から順に、保護フィルタガラスFLGと、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とからなる。なお、保護フィルタガラスFLGは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。
第1bレンズ群G1bは、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L14と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15との接合レンズからなる。

第2レンズ群G2は、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、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との接合負レンズとからなる。

第3レンズ群G3は、物体側から順に、正の屈折力を有する第3aレンズ群G3aと、負の屈折力を有する第3bレンズ群G3bと、正の屈折力を有する第3cレンズ群G3cとから構成されている。
第3aレンズ群G3aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32とからなる。
第3bレンズ群G3bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合レンズと、両凹形状の負レンズL35とからなる。
第3cレンズ群G3cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL36と、両凸形状の正レンズL37と両凹形状の負レンズL38との接合レンズとからなる。

本実施例に係る光学系は、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL15の像面側レンズ面(面番号11)に、後述する反射防止膜が形成されている。

以上の構成の下、本実施例に係る光学系では、第2レンズ群G2を光軸に沿って像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の合焦を行う。
本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3における第3bレンズ群G3bを防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより防振を行う。
以下の表3に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。

(表3)第1及び第2発明の第3実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞

1 1200.3704 5.00 1.51680 63.88
2 1199.7897 1.00
3 207.0795 17.50 1.43384 95.26
4 -1127.5309 44.90
5 175.9698 18.00 1.43384 95.26
6 -397.2708 3.07
7 -360.2396 6.00 1.61266 44.46
8 353.1837 90.00
9 66.4844 4.00 1.79500 45.32
10 45.9182 15.00 1.49782 82.54
11 1114.1067 可変

12 2992.5492 2.50 1.75500 52.34
13 118.0399 3.35
14 -241.6942 3.50 1.84668 23.83
15 -86.4136 2.40 1.53996 59.52
16 64.2643 可変

17(絞りS) ∞ 1.50

18 90.0336 7.60 1.48749 70.43
19 -63.8039 1.20
20 -65.9768 1.90 1.84668 23.83
21 -114.8763 5.00
22 300.3587 3.50 1.84668 23.83
23 -128.0558 1.90 1.59319 67.94
24 53.9004 3.10
25 -347.5421 1.90 1.75500 52.33
26 94.5337 4.19
27 118.3533 3.50 1.77250 49.68
28 -384.3825 0.10
29 67.4622 4.50 1.64000 60.14
30 -340.4206 1.90 1.84668 23.83
31 246.6417 6.50

32 ∞ 1.50 1.51680 63.88
33 ∞ Bf

像面 ∞

[各種データ]
f 392.00
FNO 2.89
2ω 6.28
Y 21.63
TL 396.91
Bf 74.220

無限遠物体合焦時 近距離物体合焦時
f又はβ 392.000 -0.173
d0 ∞ 2203.010
d11 18.503 33.773
d16 38.179 22.909
Bf 74.220 73.906

[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 179.1160
2 12 -67.4099
3 18 162.8784

[条件式対応値]
(第1発明)
(1−1) f/f12 = 0.37
(1−2) νd1p = 95.26(L11), 95.26(L12), 82.54(L15)
(1−3) νd1pf = 95.26
(1−4) nd1n = 1.61
(1−5) TL1a/TL1 = 0.47
(1−6) νd1bp = 82.54
(1−7) νd2p = 23.83

(第2発明)
(2−1) f/f12 = 0.37
(2−2) nd2n = 1.54
(2−3) νd2p = 23.83
(2−4) νd1p = 95.26(L11), 95.26(L12), 82.54(L15)
(2−5) νd1pf = 95.26
(2−6) nd1n = 1.61
(2−7) TL1a/TL1 = 0.47
(2−8) νd1bp = 82.54

図6(a)、及び図6(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。
各収差図より、本実施例に係る光学系は諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。

(第1及び第2発明の第4実施例)
図7は、本願第1及び第2発明の第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、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とから構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には開口絞りSが備えられており、第3レンズ群G3と像面Iとの間にはフィルタFLが備えられている。

第1レンズ群G1は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1aレンズ群G1aと、正の屈折力を有する第1bレンズ群G1bとから構成されている。
第1aレンズ群G1aは、物体側から順に、保護フィルタガラスFLGと、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とからなる。なお、保護フィルタガラスFLGは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。
第1bレンズ群G1bは、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L14と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15との接合レンズからなる。

第2レンズ群G2は、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、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との接合負レンズとからなる。

第3レンズ群G3は、物体側から順に、正の屈折力を有する第3aレンズ群G3aと、負の屈折力を有する第3bレンズ群G3bと、正の屈折力を有する第3cレンズ群G3cとから構成されている。
第3aレンズ群G3aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32とからなる。
第3bレンズ群G3bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合レンズと、両凹形状の負レンズL35とからなる。
第3cレンズ群G3cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL36と、両凸形状の正レンズL37と両凹形状の負レンズL38との接合レンズとからなる。

本実施例に係る光学系は、第2レンズ群G2の負メニスカスレンズL21の像面側レンズ面(面番号13)に、後述する反射防止膜が形成されている。

以上の構成の下、本実施例に係る光学系では、第2レンズ群G2を光軸に沿って像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の合焦を行う。
本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3における第3bレンズ群G3bを防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより防振を行う。
以下の表4に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。

(表4)第1及び第2発明の第4実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞

1 1200.3704 5.00 1.51680 63.88
2 1199.7897 1.00
3 210.9074 17.50 1.43384 95.26
4 -1135.2477 44.90
5 173.4175 18.00 1.43384 95.26
6 -413.8140 3.07
7 -375.4223 6.00 1.61266 44.46
8 358.4435 90.00
9 66.9574 4.00 1.79500 45.32
10 46.1708 15.00 1.49782 82.54
11 1030.2823 可変

12 10236.2589 2.50 1.77250 49.68
13 110.7581 3.35
14 -289.4383 3.50 1.84668 23.83
15 -96.1712 2.40 1.51680 63.88
16 65.0724 可変

17(絞りS) ∞ 1.50

18 86.8540 7.60 1.48749 70.43
19 -62.9408 1.20
20 -65.5511 1.90 1.84668 23.83
21 -118.4244 5.00
22 300.3217 3.50 1.84668 23.83
23 -128.4546 1.90 1.59319 67.94
24 53.9974 3.10
25 -348.7023 1.90 1.75500 52.33
26 93.3844 4.19
27 119.2828 3.50 1.77250 49.68
28 -375.3153 0.10
29 68.1234 4.50 1.64000 60.14
30 -426.6037 1.90 1.84668 23.83
31 243.3294 6.50

32 ∞ 1.50 1.51680 63.88
33 ∞ Bf

像面 ∞

[各種データ]
f 392.00
FNO 2.89
2ω 6.28
Y 21.63
TL 396.91
Bf 74.220

無限遠物体合焦時 近距離物体合焦時
f又はβ 392.000 -0.174
d0 ∞ 2203.010
d11 18.503 33.773
d16 38.179 22.909
Bf 74.220 74.374

[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 179.5793
2 12 -68.1638
3 18 164.8495

[条件式対応値]
(第1発明)
(1−1) f/f12 = 0.37
(1−2) νd1p = 95.26(L11), 95.26(L12), 82.54(L15)
(1−3) νd1pf = 95.26
(1−4) nd1n = 1.61
(1−5) TL1a/TL1 = 0.47
(1−6) νd1bp = 82.54
(1−7) νd2p = 23.83

(第2発明)
(2−1) f/f12 = 0.37
(2−2) nd2n = 1.52
(2−3) νd2p = 23.83
(2−4) νd1p = 95.26(L11), 95.26(L12), 82.54(L15)
(2−5) νd1pf = 95.26
(2−6) nd1n = 1.61
(2−7) TL1a/TL1 = 0.47
(2−8) νd1bp = 82.54

図8(a)、及び図8(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。
各収差図より、本実施例に係る光学系は諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。

(第1及び第2発明の第5実施例)
図9は、本願第1及び第2発明の第5実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、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とから構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には開口絞りSが備えられており、第3レンズ群G3と像面Iとの間にはフィルタFLが備えられている。

第1レンズ群G1は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1aレンズ群G1aと、正の屈折力を有する第1bレンズ群G1bとから構成されている。
第1aレンズ群G1aは、物体側から順に、保護フィルタガラスFLGと、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とからなる。なお、保護フィルタガラスFLGは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。
第1bレンズ群G1bは、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L14と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15との接合レンズからなる。

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との接合負レンズとからなる。

第3レンズ群G3は、物体側から順に、正の屈折力を有する第3aレンズ群G3aと、負の屈折力を有する第3bレンズ群G3bと、正の屈折力を有する第3cレンズ群G3cとから構成されている。
第3aレンズ群G3aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32とからなる。
第3bレンズ群G3bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合レンズと、両凹形状の負レンズL35とからなる。
第3cレンズ群G3cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL36と、両凸形状の正レンズL37と両凹形状の負レンズL38との接合レンズとからなる。

本実施例に係る光学系は、第1レンズ群G1の両凸形状の正レンズL12の像面側レンズ面(面番号6)と、第1レンズ群G1の両凹形状の負レンズL13の物体側レンズ面(面番号7)に、後述する反射防止膜が形成されている。

以上の構成の下、本実施例に係る光学系では、第2レンズ群G2を光軸に沿って像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の合焦を行う。
本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3における第3bレンズ群G3bを防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより防振を行う。
以下の表5に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。

(表5)第1及び第2発明の第5実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞

1 1200.3704 5.00 1.51680 63.88
2 1199.7897 1.00
3 237.4785 15.50 1.43385 95.25
4 -1507.8850 45.00
5 198.3323 19.00 1.43385 95.25
6 -342.1796 3.00
7 -327.8324 6.00 1.61266 44.46
8 772.9939 93.00
9 70.7391 5.40 1.79952 42.09
10 47.9832 16.00 1.49782 82.57
11 1681.9346 可変

12 -2709.1390 3.00 1.77250 49.62
13 136.3998 3.50
14 -487.1729 4.00 1.84666 23.80
15 -108.0510 2.50 1.51742 52.20
16 59.4298 可変

17(絞りS) ∞ 2.00

18 228.1074 5.25 1.59319 67.90
19 -85.4981 0.60
20 -124.4314 1.90 2.00069 25.46
21 -295.5719 3.85
22 294.4912 3.30 1.84666 23.80
23 -171.7558 1.90 1.59319 67.90
24 54.4393 4.05
25 -281.8305 1.90 1.69680 55.52
26 152.6451 2.94
27 104.2002 3.00 1.77250 49.62
28 -1538.2155 0.10
29 71.9218 4.80 1.57957 53.74
30 -155.3605 1.90 1.84666 23.80
31 1092.5548 11.00

32 ∞ 2.00 1.51680 63.88
33 ∞ Bf

像面 ∞

[各種データ]
f 391.99
FNO 2.88
2ω 6.27
Y 21.60
TL 399.38
Bf 70.081

無限遠物体合焦時 近距離物体合焦時
f又はβ 391.990 -0.172
d0 ∞ 2203.007
d11 16.500 31.900
d16 40.401 25.001
Bf 70.081 70.033

[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 177.7760
2 12 -73.1720
3 18 187.9179

[条件式対応値]
(第1発明)
(1−1) f/f12 = 0.51
(1−2) νd1p = 95.25(L11), 95.25(L12), 82.57(L15)
(1−3) νd1pf = 95.25
(1−4) nd1n = 1.61
(1−5) TL1a/TL1 = 0.45
(1−6) νd1bp = 82.57
(1−7) νd2p = 23.80

(第2発明)
(2−1) f/f12 = 0.51
(2−2) nd2n = 1.52
(2−3) νd2p = 23.80
(2−4) νd1p = 95.25(L11), 95.25(L12), 82.57(L15)
(2−5) νd1pf = 95.25
(2−6) nd1n = 1.61
(2−7) TL1a/TL1 = 0.45
(2−8) νd1bp = 82.57

図10(a)、及び図10(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第5実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。
各収差図より、本実施例に係る光学系は諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。

(第1及び第2発明の第6実施例)
図11は、本願第1及び第2発明の第6実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、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とから構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には開口絞りSが備えられており、第3レンズ群G3と像面Iとの間にはフィルタFLが備えられている。

第1レンズ群G1は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1aレンズ群G1aと、正の屈折力を有する第1bレンズ群G1bとから構成されている。
第1aレンズ群G1aは、物体側から順に、保護フィルタガラスFLGと、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とからなる。なお、保護フィルタガラスFLGは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。
第1bレンズ群G1bは、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L14と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15との接合レンズからなる。

第2レンズ群G2は、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、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL22と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL23との接合負レンズとからなる。

第3レンズ群G3は、物体側から順に、正の屈折力を有する第3aレンズ群G3aと、負の屈折力を有する第3bレンズ群G3bと、正の屈折力を有する第3cレンズ群G3cとから構成されている。
第3aレンズ群G3aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32とからなる。
第3bレンズ群G3b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L33と両凹形状の負レンズL34との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL35とからなる。
第3cレンズ群G3cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL36と、両凸形状の正レンズL37と両凹形状の負レンズL38との接合レンズとからなる。

本実施例に係る光学系は、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL22の物体側レンズ面(面番号14)に、後述する反射防止膜が形成されている。

以上の構成の下、本実施例に係る光学系では、第2レンズ群G2を光軸に沿って像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の合焦を行う。
本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3における第3bレンズ群G3bを防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより防振を行う。
以下の表6に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。

(表6)第1及び第2発明の第6実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞

1 1200.3704 5.00 1.51680 63.88
2 1199.7897 1.50
3 217.9147 15.50 1.43385 95.25
4 -2272.2650 45.00
5 191.4672 18.50 1.43385 95.25
6 -388.7337 3.24
7 -366.9736 6.00 1.61266 44.46
8 692.0557 90.02
9 65.4296 5.20 1.80610 40.97
10 45.0727 15.00 1.49782 82.57
11 760.0090 可変

12 2386.5723 2.50 1.81600 46.59
13 64.7944 6.50
14 -159.3202 4.50 1.80809 22.74
15 -67.3666 2.00 1.61772 49.81
16 -4529.1486 可変

17(絞りS) ∞ 2.00

18 128.3829 8.00 1.59319 67.90
19 -58.5025 0.60
20 -58.7397 1.90 1.79504 28.69
21 -122.7539 5.79
22 -216.6393 3.30 1.84666 23.80
23 -61.9303 1.90 1.59319 67.90
24 59.0225 3.00
25 728.9238 1.90 1.81600 46.59
26 93.0674 4.00
27 141.2086 3.00 1.77250 49.62
28 -1505.6719 0.15
29 69.4894 4.80 1.74320 49.26
30 -136.7089 1.90 1.84666 23.80
31 672.4408 9.00

32 ∞ 2.00 1.51680 63.88
33 ∞ Bf

像面 ∞

[各種データ]
f 392.00
FNO 2.88
2ω 6.27
Y 21.60
TL 400.00
Bf 71.300

無限遠物体合焦時 近距離物体合焦時
f又はβ 392.000 -0.173
d0 ∞ 2200.000
d11 17.463 31.763
d16 37.536 23.236
Bf 71.300 71.260

[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 172.5113
2 12 -69.4949
3 18 175.8293

[条件式対応値]
(第1発明)
(1−1) f/f12 = 0.46
(1−2) νd1p = 95.25(L11), 95.25(L12), 82.57(L15)
(1−3) νd1pf = 95.25
(1−4) nd1n = 1.61
(1−5) TL1a/TL1 = 0.46
(1−6) νd1bp = 82.57
(1−7) νd2p = 22.74

(第2発明)
(2−1) f/f12 = 0.46
(2−2) nd2n = 1.62
(2−3) νd2p = 22.74
(2−4) νd1p = 95.25(L11), 95.25(L12), 82.57(L15)
(2−5) νd1pf = 95.25
(2−6) nd1n = 1.61
(2−7) TL1a/TL1 = 0.46
(2−8) νd1bp = 82.57

図12(a)、及び図12(b)はそれぞれ、本願第1及び第2発明の第6実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。
各収差図より、本実施例に係る光学系は諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。

ここで、本願第1及び第2発明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。

本願第1及び第2発明の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21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で示される本願第1及び第2発明の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、本願第1及び第2発明の第1実施例から第6実施例に、上記表7および表8に示す反射防止膜を適用した例について説明する。

本願第1及び第2発明の第1実施例の光学系において、
第3レンズ群G3の両凹形状の負レンズL34の屈折率は、
表1に示すように、
nd=1.59319であり、
第3レンズ群G3の両凸形状の正レンズL36の屈折率は、
nd=1.77250であるため、
両凹形状の負レンズL34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8参照)を用い、
両凸形状の正レンズL36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(表8参照)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。

本願第1及び第2発明の第2実施例の光学系において、
第3レンズ群G3の両凹形状の負レンズL34の屈折率は、
表2に示すように、
nd=1.59319であるため、
両凹形状の負レンズL34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8参照)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。

本願第1及び第2発明の第3実施例の光学系において、
第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL15の屈折率は、
表3に示すように、
nd=1.49782であるため、
正メニスカスレンズL15における像面側のレンズ面に
基板の屈折率が1.52に対応する反射防止膜101(表7参照)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。

本願第1及び第2発明の第4実施例の光学系において、
第2レンズ群G2の負メニスカスレンズL21の屈折率は、
表4に示すように、
nd=1.77250であるため、
負メニスカスレンズL21における像面側のレンズ面に
基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表8参照)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。

本願第1及び第2発明の第5実施例の光学系において、
第1レンズ群G1の両凸形状の正レンズL12の屈折率は、
表5に示すように、
nd=1.43385であり、
第1レンズ群G1の両凹形状の負レンズL13の屈折率は、
nd=1.61266であるため、
両凸形状の正レンズL12における像面側のレンズ面に
基板の屈折率が1.46に対応する反射防止膜101(表7参照)を用い、
両凹形状の負レンズL13における物体側のレンズ面に、
基板の屈折率が1.62に対応する反射防止膜(表8参照)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。

本願第1及び第2発明の第6実施例の光学系において、
第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL22の屈折率は、
表6に示すように、
nd=1.80809であるため、
正メニスカスレンズL22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8参照)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。

上記各実施例によれば、4〜9度の画角を有し、小型軽量で、諸収差を良好に補正し、かつ防振時の光学性能の劣化を抑えた光学系を実現することができる。なお、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。以下の内容は、本願の光学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。

本願の光学系の数値実施例として3群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成(例えば、4群や5群等)の光学系を構成することもできる。具体的には、本願の光学系の最も物体側や最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、上記各実施例に係る光学系は、第1レンズ群中の最も物体側に保護フィルタガラスを備えているが、これを備えない構成としてもよい。

また、本願の光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うために、レンズ群の一部、1つのレンズ群全体、或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よい。特に、第2レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群とすることが好ましい。斯かる合焦レンズ群は、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。

また、本願の光学系において、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振レンズ群として光軸に対して垂直な方向の成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動(揺動)させることにより、防振を行う構成とすることもできる。特に、本願の光学系では第3レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましい。

また、本願の光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐ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、又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でもよい。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)或いはプラスチックレンズとしてもよい。

また、本願の光学系において開口絞りは第3レンズ群の物体側の近傍に配置されることが好ましく、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する構成としてもよい。

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よい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。

次に、本願第1又は第2発明の光学系を備えたカメラを図13に基づいて説明する。
図13は、本願第1又は第2発明の光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
本カメラ1は、撮影レンズ2として上記第1実施例に係る光学系を備えたレンズ交換式のデジタル一眼レフカメラである。
本カメラ1において、被写体である不図示の物体からの光は、撮影レンズ2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に結像されたこの光は、ペンタプリズム5中で複数回反射されて接眼レンズ6へ導かれる。これにより撮影者は、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、不図示の被写体からの光は撮像素子7へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子7によって撮像されて、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による被写体の撮影を行うことができる。

ここで、本カメラ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は、上述のように小型で良好な光学性能を有している。即ち本カメラ1は、小型化と良好な光学性能を実現することができる。なお、上記第2〜第6実施例に係る光学系を撮影レンズ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、クイックリターンミラー3を有しない構成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、本願第1発明の光学系の製造方法の概略を図14に基づいて説明する。
図14は、本願第1発明の光学系の製造方法の概略を示す図である。
図14に示す本願第1発明の光学系の製造方法は、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〜S3を含むものである。

ステップS1:第1レンズ群、第2レンズ群及び第3レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜を設け、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層含むようにし、各レンズ群を鏡筒内に物体側から順に配置する。

ステップS2:光学系が以下の条件式(1−1)を満足するように、第1〜第3レンズ群を準備する。
(1−1) 0.10<f/f12<0.55
ただし、
f:光学系の焦点距離
f12:無限遠物体合焦時の第1レンズ群と第2レンズ群の合成焦点距離

ステップS3:公知の移動機構を設けることにより、第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行うようにする。

斯かる本願第1発明の光学系の製造方法によれば、小型で良好な光学性能を備えた光学系を製造することができる。

最後に、本願第2発明の光学系の製造方法の概略を図22に基づいて説明する。
図22は、本願第2発明の光学系の製造方法の概略を示す図である。
図22に示す本願第2発明の光学系の製造方法は、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〜S4を含むものである。

ステップS1:第1レンズ群、第2レンズ群及び第3レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜を設け、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層含むようにし、各レンズ群を鏡筒内に物体側から順に配置する。

ステップS2:第2レンズ群が、少なくとも3枚のレンズを有するようにする。
ステップS3:光学系が以下の条件式(2−1)を満足するように、第1〜第3レンズ群を準備し、
(2−1) 0.10<f/f12<0.85
ただし、
f:光学系の焦点距離
f12:無限遠物体合焦時の第1レンズ群と第2レンズ群の合成焦点距離

ステップS4:公知の移動機構を設けることにより、第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行うようにする。

斯かる本願第2発明の光学系の製造方法によれば、小型で良好な光学性能を備えた光学系を製造することができる。

G1 第1レンズ群
G1a 第1aレンズ群
G1b 第1bレンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G3a 第3aレンズ群
G3b 第3bレンズ群
G3c 第3cレンズ群
FLG 保護フィルタガラス
S 開口絞り
I 像面
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 (29)

  1. 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、
    前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第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層含んでおり、
    前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行い、
    以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
    0.10<f/f12<0.55
    ただし、
    f:前記光学系の焦点距離
    f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離
  2. 前記第2レンズ群が、2つの負レンズ成分を有することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
  3. 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、
    前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第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層含んでおり、
    前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行い、
    前記第2レンズ群が、少なくとも3枚のレンズを有し、
    以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
    0.10<f/f12<0.85
    ただし、
    f:前記光学系の焦点距離
    f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離
  4. 前記第2レンズ群中の前記少なくとも3枚のレンズのうち、少なくとも2枚が負レンズであることを特徴とする請求項3に記載の光学系。
  5. 前記第2レンズ群が以下の条件式を満足する少なくとも1枚の負レンズを有することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の光学系。
    1.45<nd2n<1.65
    ただし、
    nd2n:前記第2レンズ群中の前記負レンズの硝材のd線に対する屈折率
  6. 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を特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の光学系。
  7. 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以下であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光学系。
  8. 前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、像面側から見て凹形状のレンズ面であることを特徴とする請求項26から請求項7のいずれか一項に記載の光学系。
  9. 前記像面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面側レンズ面であることを特徴とする請求項8に記載の光学系。
  10. 前記像面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面側レンズ面であることを特徴とする請求項8に記載の光学系。
  11. 前記像面側から見て凹形状のレンズ面は、前記第3レンズ群内のレンズの物体側レンズ面であることを特徴とする請求項8に記載の光学系。
  12. 前記像面側から見て凹形状のレンズ面は、前記第3レンズ群内のレンズの像面側レンズ面であることを特徴とする請求項8に記載の光学系。
  13. 前記像面側から見て凹形状のレンズ面は、前記第3レンズ群内の物体側から4番目のレンズの像面側レンズ面であることを特徴とする請求項8に記載の光学系。
  14. 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ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の光学系。
  15. 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物体側レンズ面であることを特徴とする請求項14に記載の光学系。
  16. 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面側レンズ面であることを特徴とする請求項14に記載の光学系。
  17. 前記物体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を特徴とする請求項14に記載の光学系。
  18. 前記第2レンズ群が以下の条件式を満足する正レンズを有することを特徴とする請求項1から請求項17のいずれか一項に記載の光学系。
    15<νd2p<30
    ただし、
    νd2p:前記第2レンズ群中の前記正レンズの硝材のd線に対するアッベ数
  19. 前記第1レンズ群が以下の条件式を満足する少なくとも1枚の正レンズを有することを特徴とする請求項1から請求項18のいずれか一項に記載の光学系。
    80<νd1p<110
    ただし、
    νd1p:前記第1レンズ群中の前記正レンズの硝材のd線に対するアッベ数
  20. 前記第1レンズ群が複数の正レンズを有し、
    前記複数の正レンズのうちで最も物体側に配置された正レンズが以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の光学系。
    80<νd1pf<110
    ただし、
    νd1pf:前記第1レンズ群中の前記複数の正レンズのうちで最も物体側に配置された前記正レンズの硝材のd線に対するアッベ数
  21. 前記第1レンズ群が以下の条件式を満足する少なくとも1枚の負レンズを有することを特徴とする請求項1から請求項20のいずれか一項に記載の光学系。
    1.50<nd1n<1.75
    ただし、
    nd1n:前記第1レンズ群中の前記負レンズの硝材のd線に対する屈折率
  22. 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を特徴とする請求項1から請求項21のいずれか一項に記載の光学系。
  23. 前記第3レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第3aレンズ群と、負の屈折力を有する第3bレンズ群と、正の屈折力を有する第3cレンズ群とから構成され、
    前記第3bレンズ群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を特徴とする請求項1から請求項22のいずれか一項に記載の光学系。
  24. 前記第1レンズ群が、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズを有することを特徴とする請求項1から請求項23のいずれか一項に記載の光学系。
  25. 前記第1レンズ群が、物体側から順に、第1aレンズ群と、第1bレンズ群とから構成され、
    前記第1aレンズ群と前記第1bレンズ群との空気間隔が、前記第1レンズ群中の空気間隔のうちで最大であり、
    以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項24のいずれか一項に記載の光学系。
    0.30<TL1a/TL1<0.70
    ただし、
    TL1a:前記第1aレンズ群の光軸に沿った長さ
    TL1:前記第1レンズ群の光軸に沿った長さ
  26. 前記第1レンズ群が、物体側から順に、第1aレンズ群と、第1bレンズ群とから構成され、
    前記第1aレンズ群と前記第1bレンズ群との空気間隔が、前記第1レンズ群中の空気間隔のうちで最大であり、
    前記第1bレンズ群が、以下の条件式を満足する正レンズを有することを特徴とする請求項1から請求項25のいずれか一項に記載の光学系。
    70<νd1bp<110
    ただし、
    νd1bp:前記第1bレンズ群中の前記正レンズの硝材のd線に対するアッベ数
  27. 請求項1から請求項26のいずれか一項に記載の光学系を有することを特徴とする光学装置。
  28. 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、
    前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜を設け、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層含むようにし、
    前記光学系が以下の条件式を満足するようにし、
    前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行うようにすることを特徴とする光学系の製造方法。
    0.10<f/f12<0.55
    ただし、
    f:前記光学系の焦点距離
    f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離
  29. 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、
    前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜を設け、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層含むようにし、
    前記第2レンズ群が、少なくとも3枚のレンズを有するようにし、
    前記光学系が以下の条件式を満足するようにし、
    前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行うようにすることを特徴とする光学系の製造方法。
    0.10<f/f12<0.85
    ただし、
    f:前記光学系の焦点距離
    f12:無限遠物体合焦時の前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離
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