光学系、この光学系を有する光学機器、及び、光学系の製造方法
【課題】防振性能に優れながらも、より高性能で良好な光学性能を有する光学系、この光学系を有する光学機器、及び、光学系の製造方法を提供する。
【解決手段】光軸方向に固定された第1レンズ群G1と、第1レンズ群G1よりも像面側において、光軸方向に固定されるとともに光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置された負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、第2レンズ群G2よりも像面側に配置された正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、第2レンズ群G2よりも像面側に配置された開口絞りSと、を有し、第2レンズ群G2は、物体側の面が凸形状の正レンズを有し、前記第1レンズ群および前記第2レンズ群における光学面のうち少なくとも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層含むことを特徴とする光学系。
【解決手段】光軸方向に固定された第1レンズ群G1と、第1レンズ群G1よりも像面側において、光軸方向に固定されるとともに光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置された負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、第2レンズ群G2よりも像面側に配置された正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、第2レンズ群G2よりも像面側に配置された開口絞りSと、を有し、第2レンズ群G2は、物体側の面が凸形状の正レンズを有し、前記第1レンズ群および前記第2レンズ群における光学面のうち少なくとも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層含むことを特徴とする光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学系、この光学系を有する光学機器、及び、光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、短い焦点距離でも一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に用いられるほどバックフォーカスを確保できる広い画角の光学系として、負の屈折力を持つレンズ群が先行するレトロフォーカスレンズが知られている。このレンズタイプでF1.4ほどの大口径化を行ったものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。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おり、そのため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、要求に応えるべく多層膜設計技術や多層膜成膜技術も進歩を続けている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平11−30743号公報
【特許文献2】特開2000−356704号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の広い画角の光学系は、防振機構を採用した場合に、防振時の収差補正が十分ではないという課題があった。それと同時に、このような光学系における光学面からは、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。
【0005】
本発明はこのような課題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、防振性能に優れた光学系、この光学系を有する光学機器、及び、光学系の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するため、本発明の光学系は、光軸方向に固定された第1レンズ群と、第1レンズ群よりも像面側において、光軸方向に固定されるとともに光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置された負の屈折力を有する第2レンズ群と、第2レンズ群よりも像面側に配置された正の屈折力を有する第3レンズ群と、第2レンズ群よりも像面側に配置された開口絞りと、を有し、第2レンズ群は、物体側の面が凸形状の正レンズを有し、前記第1レンズ群および前記第2レンズ群における光学面のうち少なくとも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層含むことを特徴とする光学系を提供する。
【0007】
また、本発明に係る光学機器は、物体の像を所定の像面上に結像させる上述の光学系のいずれかを有して構成される。
【0008】
また、本発明に係る光学系の製造方法は、第1レンズ群を光軸方向に固定し、負の屈折力を有する第2レンズ群を光軸方向に固定するとともに光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置し、第2レンズ群よりも像面側に正の屈折力を有する第3レンズ群を配置し、第2レンズ群よりも像面側に開口絞りを配置し、第2レンズ群は、物体側の面が凸形状の正レンズを有するように配置し、前記第1レンズ群および前記第2レンズ群における光学面のうち少なくとも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層含むことを特徴とする光学系を提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ゴーストやフレアをより低減させ、防振性能に優れた光学系、この光学系を備えた光学機器、及び、光学系の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第1実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図2】第1実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図3】第1実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図4】第1実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図であって、入射した光線が第1番目の反射光発生面と第2番目の反射光発生面で反射する様子の一例を説明する図である。
【図5】第2実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図6】第2実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図7】第2実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図8】第3実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図9】第3実施例に係る光学系の諸収差図であり、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図10】第3実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図11】第4実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図12】第4実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図13】第4実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図14】第5実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図15】第5実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図16】第5実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図17】第6実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図18】第6実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図19】第6実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図20】第7実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図21】第7実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図22】第7実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図23】第8実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図24】第8実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図25】第8実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図26】本実施形態に係る光学系を搭載するデジタル一眼レフカメラの断面図を示す。
【図27】本実施形態に係る光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図28】反射防止膜の層構造の一例を示す説明図である。
【図29】反射防止膜の分光特性を示すグラフである。
【図30】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31】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32】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33】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。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本願の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図1に示すように、本光学系SLは、光軸方向に固定された第1レンズ群G1と、この第1レンズ群G1よりも像面側において、光軸方向に固定されるとともに光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置された負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、この第2レンズ群G2よりも像面側に配置された正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、第2レンズ群G2よりも像面側に配置された開口絞りSと、を有し、第2レンズ群G2は、物体側の面が凸形状の正レンズL22を有することを特徴とする。
【0012】
短い焦点距離のレンズを一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に用いられるほどバックフォーカスを確保するためには、マージナル光線の高さをレンズの入射時より射出時に高くすることで瞳倍率を1より大きくすることができるいわゆるワイドコンバータを持った構成にすると有効であることが知られている。ここで、上記「マージナル光線」とは、像高0に達する光線のうちで最も光軸から離れた光線をいう。
【0013】
また、バックフォーカスの制約が無い場合でも、画角が広くなるにつれて顕著になる周辺光量不足を補う上でも、前述のようなワイドコンバータを用いることが有効である。
【0014】
このいわゆるレトロフォーカスレンズタイプでF1.4ほどの大口径化を行ったものが提案されている。ここで、このような広い画角の光学系に対して防振機構を導入する際には、どの箇所に防振レンズを入れるかが問題となる。レトロフォーカスレンズでは、物体側が負の屈折力が強く、像面側は正の屈折力が強い非対称な屈折力配置になっているため、レンズ群同士で互いに収差を打ち消しあうことができず、負の歪曲収差やコマ収差の補正が特に難しくなっている。そのため、レンズ群単独でできる限り収差を補正しておく必要がある。そのような各レンズ群独自での収差補正が十分でない場合は、それ以降のレンズ群で防振した際や近距離物体に対して合焦を行った際に球面収差、コマ収差や偏芯コマ収差、像面湾曲が大きく発生する。このような諸収差を補正するためには、瞳倍率を大きくする作用をもつ第1レンズ群の屈折力を弱くすることが有効だが、そうすると一眼レフレックスカメラでの使用ではバックフォーカスが不足してしまう。
【0015】
そこで、本実施形態に係る光学系SLでは、防振レンズ群である第2レンズ群G2を第1レンズ群G1より像面側に配置することで良好な収差補正を実現した。
【0016】
防振レンズ群の偏芯時に発生しやすい収差として、偏芯コマ収差と偏芯時の非点収差がある。このうち、広い画角の光学系においては偏芯時の非点収差変動を小さく抑えることが困難であった。本実施形態では防振レンズ群である第2レンズ群G2を開口絞りSより物体側に配置し、また、防振レンズ群である第2レンズ群G2内の正レンズの物体側の面が凸面形状であることによって、前記正レンズの第1面は開口絞りSに対していわゆるコンセントリックな配置となる。
【0017】
広い画角の光学系で防振機構を導入した際の大きな問題として、偏芯時の非点収差、及びこの非点収差の変動が挙げられる。その理由として、防振レンズ群の各屈折面に対して、周辺像高の光線が入射する角度が偏芯時に大きく変動し、結果として非点収差、コマ収差などのバランスが大きく崩れて補正しきれないことに由来している。そのため、本実施形態に係る光学系SLでは、開口絞りSに対してコンセントリックな光学面とし、偏芯時も防振レンズ群である第2レンズ群G2の各屈折面に対して、周辺像高の光線が入射する角度が偏芯時に大きく変動しないようにした。その結果、偏芯時の非点収差、コマ収差変動が良好に補正された。
【0018】
また、本実施形態に係る光学系SLにおいて、開口絞りSは第3レンズ群G3内に配置されることがより好ましい。また、第3レンズ群G3は開口絞りの前後にレンズ群を有することがより好ましい。この構成により、球面収差、コマ収差を良好に補正できる。
【0019】
ここで、防振レンズ群である第2レンズ群G2を射出した光線は発散光となる。そのため、防振レンズ群と開口絞りSとの間にレンズ群が存在しない場合は開口絞りSを通過した光線は開口絞りSより像面側のレンズ群に対して高い入射高さをもつことになる。その結果、球面収差やコマ収差が悪化するため望ましくない。そのため防振レンズ群である第2レンズ群G2と開口絞りSとの間にレンズ群を有することが好ましい。上記の観点では防振レンズ群である第2レンズ群G2と開口絞りSとの間のレンズ群は正の屈折力を有することがより好ましい。また、開口絞りSより像面側にもレンズ群を有することで開口絞りS前後で収差を補正することが可能になるため、第3レンズ群G3は開口絞りSの前後にレンズ群を有することが好ましい。この構成により、球面収差、コマ収差を良好に補正できる。上記の観点では開口絞りSより像面側のレンズ群は正の屈折力を有することがより好ましい。また、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。
【0020】
また、本実施形態に係る光学系SLの第1レンズ群G1および第2レンズ群G2における光学面のうち少なくとも1面に反射防止膜が設けられ、この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。このように構成することで、本実施形態に係る光学系では、物体からの光が光学面で反射されて生じるゴーストやフレアを低減することができ、高い結像性能を達成することができる。
【0021】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、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、多層膜を構成する層のうち最も表面の層であることが好ましい。このようにすれば、空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより少な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することができる。
【0022】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、前記ウェットプロセスを用いて形成された層の屈折率をndとしたとき、屈折率ndが1.30以下であることが好ましい。このようにすれば、空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより少な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することができる。
【0023】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、開口絞りから見て凹形状のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において開口絞りから見て凹形状のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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することができる。
【0024】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜が設けられた前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、像面側のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において開口絞りから見て凹形状の像面側のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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。
【0025】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜が設けられた前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、物体側のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において開口絞りから見て凹形状の物体側のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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。
【0026】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜が設けられた光学面は、物体側から見て凹形状のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において物体側から見て凹形状のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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。
【0027】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜が設けられた前記物体側から見て凹形状のレンズ面は、像面側のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において物体側から見て凹形状の像面側のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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。
【0028】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜が設けられた前記物体側から見て凹形状のレンズ面は、物体側のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において物体側から見て凹形状の物体側のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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。
【0029】
なお、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜は、ウェットプロセスに限らず、ドライプロセス等により形成しても良い。この際、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。反射防止膜が、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で、反射防止膜をドライプロセス等で形成しても、ウェットプロセスを用いた場合と同様の効果を得ることができる。なおこの時、屈折率が1.30以下になる層は、多層膜を構成する層のうち最も表面側の層であることが好ましい。
【0030】
次に、このような光学系SLを構成するための条件について説明する。まず、この光学系SLは、以下の条件式(1)を満足することが好ましい。
0.15 < |Dvr/Rvr| < 1.20 (1)
但し、
Dvr:無限遠合焦時における開口絞りSから第2レンズ群G2内の正レンズの物体側の面までの距離
Rvr:第2レンズ群G2内の正レンズの物体側の面の曲率半径
【0031】
条件式(1)は、防振レンズ群である第2レンズ群G2内に配置された正レンズの第1面(物体側の面)と開口絞りSとの距離と第1面の曲率半径との比を規定する条件である。
【0032】
条件式(1)の上限値を上回ると、第2レンズ群G2内の正レンズの第1面の曲率半径が、開口絞りSから第2レンズ群G2内の正レンズの第1面までの距離に対して短くなりすぎる。その結果、第2レンズ群G2内の正レンズの第1面での収差補正、特に周辺像高の光線の像面湾曲、コマ収差の補正が過剰となり良好な補正が困難となるため好ましくない。
【0033】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を1.05にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の上限値を0.95とすることが好ましい。
【0034】
また、条件式(1)の下限値を下回ると第2レンズ群G2内の正レンズの第1面の曲率半径が開口絞りSから第2レンズ群G2内の正レンズの第1面までの距離に対して長くなりすぎる。その結果、第2レンズ群G2内の正レンズの第1面での収差補正、特に周辺像の像面湾曲、コマ収差の補正が不足し良好な補正が困難となるため好ましくない。
【0035】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(1)の下限値を0.18にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を0.20とすることが好ましい。
【0036】
また、本光学系SLは、以下の示す条件式(2)を満足することが好ましい。
0.8 < (RL+Rs)/(RL−Rs) < 7.0 (2)
但し、
Rs:第2レンズ群G2内の正レンズ両面の曲率半径のうち、絶対値が小さい面の曲率半径
RL:第2レンズ群G2内の正レンズ両面の曲率半径のうち、絶対値が大きい面の曲率半径
【0037】
条件式(2)は、いわゆるシェープファクターと呼ばれるものである。この値が正でかつ大きいほど、メニスカス度合いが強いことになる。上述の防振レンズ群である第2レンズ群G2内の正レンズは、物体側から入射する光線ができるだけ、この正レンズを構成する第1面と第2面との間で、光線の偏角の差が小さくなるほうが偏芯時のコマ収差や偏芯時の非点収差を良好に補正するためには都合が良い。その結果、この正レンズの第1面と第2面で発生する収差を相殺しやすくなる。これは言い換えるとできるだけメニスカス形状度合いが強いほうが偏芯時のコマ収差や偏芯時の非点収差を良好に補正するためには都合が良いということである。すなわち、条件式(2)を満足することで、偏芯時のコマ収差や偏芯時の非点収差補正が良好になる。
【0038】
この条件式(2)の下限値を下回ると、上記正レンズの第1面と第2面での光線の偏角の差が大きくなりすぎて好ましくない。
【0039】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(2)の下限値を0.9にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(2)の下限値を1.0とすることが好ましい。
【0040】
また、条件式(2)の上限値を上回ると、上記正レンズの第1面と第2面での光線の偏角の差が小さくなりすぎて収差補正への寄与が少なくなり好ましくない。
【0041】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(2)の上限値を5.0にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を4.0とすることが好ましい。
【0042】
また、本光学系SLは、以下の条件式(3)を満足すること好ましい。
0.10 < Np−Nn <0.45 (3)
但し、
Np:第2レンズ群G2内の正レンズの媒質のd線に対する屈折率
Nn:第2レンズ群G2内の負レンズの媒質のd線に対する屈折率
【0043】
条件式(3)は、上述の条件式(1)の効果をより高めるために好ましい条件である。この条件式(3)は、防振レンズ群である第2レンズ群G2内の正レンズの第1面と、第1面より物体側で最も近い負レンズの第2面での収差補正の効果を規定した条件式である。この条件式(3)を満足することで、第2レンズ群G2内の正レンズの第1面と、第1面より物体側で最も近い負レンズの第2面とでは比較的強い正の屈折力を有することになる。この結果、広い画角の光学系や大口径レンズで顕著となる、高い像高の光線に対する正の像面湾曲、外側コマ収差の補正が容易となる。また、ペッツバール和の観点からも強い正の屈折力を持つレンズの媒質の屈折率を、負の屈折力を持つレンズより高く保つことが像面湾曲の補正上有利である。条件式(3)を満足することで、大口径レンズで過剰になりがちなペッツバール和を最適値にコントロールすることが容易となり、低い像高の光線に対する負の像面湾曲の補正が容易となる。
【0044】
この条件式(3)の上限値を上回ると、負の屈折力を有する第2レンズ群G2内での正の屈折力が過剰となり、その結果周辺像高の光線に対する負の像面湾曲、内側コマ収差の補正が困難となり好ましくない。
【0045】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を0.42にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(3)の上限値を0.38にすることが好ましい。
【0046】
また、条件式(3)の下限値を下回ると、負の屈折力を有する第2レンズ群G2内での正の屈折力が不足し、その結果高い像高の光線に対する正の像面湾曲、外側コマ収差の補正が困難となり好ましくない。また、偏芯時の非点収差補正も困難となり好ましくない。また、ペッツバール和も過剰となり、低い像高の光線に対する負の像面湾曲も増大し好ましくない。
【0047】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を0.13にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.15にすることが好ましい。
【0048】
また、本光学系SLは、以下に示す条件式(4)を満足することが望ましい。
−0.35 < f/f2 < −0.07 (4)
但し、
f:無限遠合焦時の全系の合成焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
【0049】
条件式(4)は、第2レンズ群G2の焦点距離を規定するための条件式である。
【0050】
条件式(4)の上限値を上回った場合、第2レンズ群G2の屈折力が弱くなり過ぎるため、防振制御のために必要な第2レンズ群G2の移動量が適正値より大きくなってしまい、結果第2レンズ群G2の偏芯時のコマ収差、非点収差の変動ともに補正が困難になり好ましくない。また、第2レンズ群G2を駆動するためのアクチュエータなどの駆動手段も大きくなってしまう。その結果、各レンズ群の間隔が適正値より圧迫されるために各レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、球面収差、コマ収差なども悪化してしまうため好ましくない。
【0051】
なお、本実施形態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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(4)の上限値を−0.12にすることが好ましい。
【0052】
また、条件式(4)の下限値を下回った場合、第2レンズ群G2の屈折力が強くなりすぎてしまい、結果第2レンズ群G2の偏芯時のコマ収差、非点収差の変動ともに補正が困難になり好ましくない。
【0053】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を−0.31にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を−0.28にすることが好ましい。
【0054】
また、本実施形態の光学系SLは、近距離物体への合焦に際し、第3レンズ群G3が物体側に移動することが好ましい。広い画角の光学系の合焦方法として、開口絞りSより像面側だけを移動させる方法が知られている。しかし、大口径な広い画角の光学系においては球面収差、コマ収差、像面湾曲の変動が大きく望ましくない。そのため、本実施形態に係る光学系SLでは、第3レンズ群G3は開口絞りSの前後にレンズ群を有することで、近距離物体に対しての合焦でも球面収差とコマ収差、像面湾曲の変動を少なく抑えることが可能となった。また、このように開口絞りSの前後にレンズ成分があることにより、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
【0055】
図26は、後述する第1実施例で示す防振機能を有する光学系SLを搭載した光学機器として、一眼レフカメラ1(以後、単にカメラと記す)の概略構成図を示す。このカメラ1において、不図示の被写体からの光は、後述する防振機能を有する撮影レンズ(SL)2で集光され、クイックリターンミラー3で反射されて焦点板4に結像される。焦点板4に結像された被写体像は、ペンタプリズム5で複数回反射されて接眼レンズ6を介して撮影者に正立像として観察可能に構成されている。
【0056】
撮影者は、不図示のレリーズ釦を半押ししながら接眼レンズ6を介して被写体像を観察して撮影構図を決めた後、レリーズ釦を全押しする。レリーズ釦を全押しした時、クイックリターンミラー3が上方に跳ね上げられ被写体からの光は撮像素子7で受光され撮影画像が取得され、不図示のメモリに記録される。レリーズ釦を全押しした時、撮影レンズ2(光学系SL)に内蔵されているセンサー8(例えば、角度センサーなど)で撮影レンズ2(カメラ1)の傾きが検出されてCPU9に伝達され、CPU9で回転ぶれ量が検出され手ぶれ補正用レンズ群を光軸に直交方向に駆動するレンズ駆動手段10が駆動され、手ぶれ発生時の撮像素子7上における像ぶれが補正される。このようにして、後述する防振機能を有する撮影レンズ2(光学系SL)を具備する光学機器1が構成されている。なお、図26に記載のカメラ1は、光学系SLを着脱可能に保持するものでも良く、光学系SLと一体に成形されるものでも良い。また、クイックリターンミラー等を有しないミラーレスカメラでも良く、上記カメラと同様の効果を奏することができる。また、カメラ1には、上述の第1実施例に限らず他の実施例の撮影レンズを装着することができる。
【0057】
以下、本実施形態の光学系SLの製造方法の概略を、図27を参照して説明する。図27において、各レンズを配置してレンズ群をそれぞれ準備する(ステップS100)。また、本実施形態に係る光学系は、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2における光学面のうち少なくとも1面に反射防止膜が設けられ、この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。
【0058】
具体的に、本実施形態では、例えば、物体側から順に、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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、両凸形状の正レンズL14と両凹形状の負レンズL15との接合レンズ、及び、両凸形状の正レンズL16を配置して第1レンズ群G1とし、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズを配置して第2レンズ群G2とし、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL37を配置して第3レンズ群G3とする。
【0059】
この際、第1レンズ群G1及び第2レンズ群G2は、像面に対して光軸方向に固定されるよう配置する(ステップS200)。また、第2レンズ群G2は、光軸と略垂直方向の成分を持つように移動するように配置する(ステップS300)。
【0060】
また、開口絞りSは、第2レンズ群G2より像面側に配置する(ステップS400)。また、第2レンズ群G2は、負レンズと正レンズとを有し、第2レンズ群G2内の正レンズの第1面は、物体側に対して凸面を有するよう配置する(ステップS500)。
【実施例】
【0061】
以下、本願の各実施例を、図面に基づいて説明する。なお、図1、図5、図8、図11、図14、図17、図20及び図23は、各実施例に係る光学系SL(SL1〜SL8)の構成を示す断面図である。図1及び図5に示すように、第1及び第2実施例に係る光学系SL1及びSL2は、物体側から順に、負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。一方、図8、図11、図14、図17、図20及び図23に示すように、第3〜第8実施例に係る光学系SL3〜SL8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。
【0062】
また、各実施例において、第1レンズ群G1は像面に対して光軸方向に固定されており、第2レンズ群G2は光軸と略垂直方向の成分を持つように移動し像面における像を変位させる防振レンズ群である。開口絞りSは、第3レンズ群G3内に配置し、開口絞りSの前後に正の屈折力を持つレンズ成分を有し(第8実施例を除く)、近距離物体への合焦に際し、第3レンズ群G3が物体側に移動する。
【0063】
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、高さyにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐定数をκとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(a)で表される。なお、以降の実施例において、「E−n」は「×10-n」を示す。
【0064】
S(y)=(y2/r)/{1+(1−κ×y2/r2)1/2}
+A4×y4+A6×y6+A8×y8 (a)
【0065】
なお、各実施例において、2次の非球面係数A2は0である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の左側に*印を付している。
【0066】
〔第1実施例〕
図1は、本願の第1実施例に係る光学系SL1のレンズ構成を示す図である。この図1の光学系SL1において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、両凸形状の正レンズL14と両凹形状の負レンズL15との接合レンズ、及び、両凸形状の正レンズL16から構成されている。
【0067】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズから構成されている。
【0068】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0069】
本第1実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号11)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0070】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第1実施例においては、防振係数は0.306であり、焦点距離は28.50(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.14(mm)である。
【0071】
以下の表1に、第1実施例の諸元の値を掲げる。この表1において、fは焦点距離、FNOはFナンバー、2ωは画角、Bfはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、面間隔は各光学面から次の光学面までの光軸上の間隔を、屈折率及びアッベ数はそれぞれd線(λ=587.6nm)に対する値を示している。全長は、無限遠合焦時のレンズ面の第1面から像面Iまでの光軸上の距離を表している。
【0072】
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離、曲率半径、面間隔、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。なお、曲率半径「∞」は平面を示す。また、空気の屈折率1.00000は省略してある。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
【0073】
(表1)第1実施例
f = 28.50
FNO = 1.45
2ω = 75.6
像高 = 21.6
全長 =133.3
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 84.252 2.40 1.74100 52.67
2 30.284 6.24
3 57.477 2.10 1.77250 49.60
4 36.791 0.20 1.55389 38.09
*5 32.506 12.47
6 498.367 6.33 1.74400 44.79
7 -54.700 1.30 1.52699 53.00
8 320.562 0.20
9 84.738 5.36 1.74806 50.00
10 -139.358 5.00
11 -75.418 1.30 1.48749 70.40
12 53.719 2.98 1.83400 37.16
13 118.654 (d13)
14 45.171 3.76 1.69680 55.52
15 121.944 0.20
16 39.937 6.09 1.69680 55.52
17 -136.788 0.20
18 138.447 1.30 1.62004 36.30
19 27.404 5.00
20 ∞ 6.67 開口絞りS
21 -22.640 1.30 1.78472 25.68
22 65.850 5.67 1.77250 49.60
*23 -59.294 1.14
24 256.664 6.00 1.74100 52.67
25 -37.599 0.20
26 -56.322 4.25 1.77250 49.61
27 -31.870 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 733.43
第2レンズ群 11 -141.94
第3レンズ群 14 42.52
【0074】
この第1実施例において、第5面、及び、第23面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表2に、非球面のデータ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0075】
(表2)
κ A4 A6 A8
第5面 0.042900 -6.54648E-08 -1.07103E-09 -2.03329E-12
第23面 -19.496500 2.12065E-06 3.80233E-08 -5.28645E-11
【0076】
この第1実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d13、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表3に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0077】
(表3)
β 無限遠 -0.0333
d13 7.55 6.52
Bf 38.11 39.14
【0078】
次の表4に、この第1実施例における各条件式対応値を示す。なおこの表4において、f2は第2レンズ群G2焦点距離を、Dvrは無限遠合焦時の開口絞りSから第2レンズ群G2内の正レンズの第1面までの距離を、Rvrは第2レンズ群G2の正レンズの第1面の曲率半径を、Rsは第2レンズ群G2内の正レンズの両面の曲率半径のうち、絶対値が小さい面の曲率半径を、RLは第2レンズ群G2内の正レンズの両面の曲率半径のうち、絶対値が大きい面の曲率半径を、Npは第2レンズ群G2内の正レンズの媒質のd線に対する屈折率を、Nnは第2レンズ群G2内の正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズの媒質のd線に対する屈折率を、それぞれ表している。以上の符号の説明は以降の実施例においても同様である。
【0079】
(表4)
(1)|Dvr/Rvr|=0.504
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.655
(3)Np−Nn=0.347
(4)f/f2=-0.20
【0080】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0081】
この第1実施例の無限遠合焦状態の収差図を図2(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図3(a)に示す。また、第1実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図2(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図3(b)に示す。
【0082】
各収差図において、FNOはFナンバーを、NAは開口数を、Yは像高を、Aは主光線の入射角を、Dはd線(λ=587.6nm)を、Gはg線(λ=435.8nm)を、それぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。また、コマ収差において破線はサジタルの横収差図を示している。なお、これらの収差図の説明は以降の実施例においても同様である。
【0083】
各収差図から明らかなように、第1実施例に係る光学系SL1では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0084】
図4は、第1実施例に係る光学系SL1において、物体側から入射した光線BMによりゴーストが発生する状態を示している。図4において、物体側からの光線BMが図示のように光学系SL1に入射すると、両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(第1番目の反射光発生面でありその面番号は11)で反射し、その反射光は第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像側のレンズ面(第2番目の反射光発生面でありその面番号は2)で再度反射して像面Iに到達し、ゴーストおよびフレアを発生させてしまう。なお、第1番目のゴースト光発生面(面番号11)は物体から見て凹形状のレンズ面であり、第2番目のゴースト発生面(面番号2)は開口絞りから見て凹形状のレンズ面である。このような面に、より広い波長範囲で広入射角に対応した反射防止膜を形成することで、ゴーストおよびフレアを効果的に低減することができる。
【0085】
〔第2実施例〕
図5は、本願の第2実施例に係る光学系SL2のレンズ構成を示す図である。この図5の光学系SL2において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15との接合レンズ、及び、両凸形状の正レンズL16から構成されている。
【0086】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズから構成されている。
【0087】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0088】
本第2実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第1レンズ群G1の両凸形状の正レンズL16における像面側のレンズ面(面番号10)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0089】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第2実施例においては、防振係数は0.306であり、焦点距離は27.99(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.12(mm)である。
【0090】
以下の表5に、この第2実施例の諸元の値を掲げる。
【0091】
(表5)第2実施例
f = 27.99
FNO = 1.45
2ω = 76.7
像高 = 21.6
全長 =133.3
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 67.583 2.40 1.74100 52.67
2 30.054 6.93
3 68.341 2.10 1.77250 49.60
4 36.441 0.20 1.55389 38.09
*5 33.585 12.50
6 -176.482 3.98 1.74400 44.79
7 -61.111 1.30 1.52599 53.31
8 -288.957 0.20
9 150.265 5.50 1.74806 50.00
10 -78.414 5.00
11 -63.966 1.30 1.48749 70.40
12 68.577 2.82 1.83400 37.16
13 186.927 (d13)
14 39.297 4.23 1.69680 55.52
15 103.599 0.20
16 39.021 6.42 1.69680 55.52
17 -148.831 0.20
18 113.771 1.30 1.61266 44.46
19 26.212 5.00
20 ∞ 7.01 開口絞りS
21 -22.122 1.30 1.78472 25.68
22 49.850 5.35 1.77250 49.60
*23 -53.784 1.79
24 407.632 6.00 1.75500 52.31
25 -36.823 0.20
26 -51.964 4.18 1.77250 49.61
27 -31.344 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 -858.75
第2レンズ群 11 -141.98
第3レンズ群 14 43.51
【0092】
この第2実施例において、第5面、及び、第23面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表6に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0093】
(表6)
κ A4 A6 A8
第5面 0.016000 8.67227E-07 -2.62240E-10 -1.58840E-12
第23面 -19.875800 -9.08714E-07 5.51987E-08 -7.97050E-11
【0094】
この第2実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d13、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表7に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0095】
(表7)
β 無限遠 -0.0333
d13 7.81 6.74
Bf 38.12 39.18
【0096】
次の表8に、この第2実施例における各条件式対応値を示す。
【0097】
(表8)
(1)|Dvr/Rvr|=0.408
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.159
(3)Np−Nn=0.347
(4)f/f2=-0.20
【0098】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0099】
この第2実施例の無限遠合焦状態の収差図を図6(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図7(a)に示す。また、第2実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図6(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図7(b)に示す。
【0100】
各収差図から明らかなように、第2実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0101】
〔第3実施例〕
図8は、本願の第3実施例に係る光学系SL3のレンズ構成を示す図である。この図8の光学系SL3において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14、及び、両凸形状の正レンズL15から構成されている。
【0102】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズから構成されている。
【0103】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0104】
本第3実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号10)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0105】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第3実施例においては、防振係数は0.306であり、焦点距離は28.44(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.13(mm)である。
【0106】
以下の表9に、この第3実施例の諸元の値を掲げる。
【0107】
(表9)第3実施例
f = 28.44
FNO = 1.45
2ω = 75.8
像高 = 21.6
全長 =133.3
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 100.000 2.40 1.74100 52.67
2 30.472 6.11
3 61.820 2.10 1.77250 49.60
4 40.528 0.20 1.55389 38.09
*5 34.996 11.06
6 -230.000 8.00 1.74397 44.85
7 -85.027 0.20
8 84.290 4.89 1.74397 44.85
9 -199.472 5.00
10 -74.412 1.30 1.48749 70.41
11 55.716 2.99 1.80100 34.96
12 131.420 (d12)
13 44.605 3.61 1.69680 55.52
14 108.329 0.20
15 38.431 6.09 1.69680 55.52
16 -159.242 0.20
17 116.847 1.30 1.62004 36.30
18 26.190 5.00
19 ∞ 6.56 開口絞りS
20 -23.170 2.29 1.76182 26.56
21 48.664 6.00 1.77250 49.60
*22 -61.350 1.40
23 298.511 6.00 1.72916 54.66
24 -39.601 0.20
25 -63.162 4.44 1.77250 49.61
26 -33.521 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 533.08
第2レンズ群 10 -142.23
第3レンズ群 13 43.02
【0108】
この第3実施例において、第5面、及び、第22面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表10に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0109】
(表10)
κ A4 A6 A8
第5面 -0.116100 -8.06560E-07 -1.69170E-09 -1.57780E-12
第22面 -17.884100 2.86500E-06 2.91840E-08 -3.77560E-11
【0110】
この第3実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d12、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表11に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0111】
(表11)
β 無限遠 -0.0333
d13 7.47 6.45
Bf 38.32 39.34
【0112】
次の表12に、この第3実施例における各条件式対応値を示す。
【0113】
(表12)
(1)|Dvr/Rvr|=0.482
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.472
(3)Np−Nn=0.314
(4)f/f2=-0.20
【0114】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0115】
この第3実施例の無限遠合焦状態の収差図を図9(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図10(a)に示す。また、第3実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図9(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図10(b)に示す。
【0116】
各収差図から明らかなように、第3実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0117】
〔第4実施例〕
図11は、本願の第4実施例に係る光学系SL4のレンズ構成を示す図である。この図11の光学系SL4において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL14と両凸形状の正レンズL15との接合レンズ、及び、両凸形状の正レンズL16から構成されている。
【0118】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズから構成されている。
【0119】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0120】
本第4実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第1レンズ群G1の両凸形状の正レンズL16における像面側のレンズ面(面番号10)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0121】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第4実施例においては、防振係数は0.290であり、焦点距離は24.70(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.04(mm)である。
【0122】
以下の表13に、この第4実施例の諸元の値を掲げる。
【0123】
(表13)第4実施例
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 83.7
像高 = 21.6
全長 =133.3
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 70.260 2.40 1.74100 52.67
2 28.526 11.93
3 8844.268 2.10 1.77250 49.60
4 50.722 0.20 1.55389 38.09
*5 41.921 12.50
6 298.509 2.27 1.75520 27.58
7 88.204 7.50 1.74397 44.85
8 -82.134 0.20
9 62.241 5.50 1.77250 49.61
10 -737.077 5.00
11 -96.957 1.30 1.58313 59.38
12 44.004 3.72 1.83400 37.16
13 128.781 (d13)
14 47.455 3.03 1.69680 55.52
15 90.837 0.20
16 33.070 5.62 1.68692 55.00
17 -440.765 0.20
18 66.442 1.30 1.63980 34.56
19 23.078 5.00
20 ∞ 8.45 開口絞りS
21 -20.977 1.30 1.78472 25.68
22 51.753 4.09 1.77250 49.60
*23 -48.262 1.07
24 362.304 5.96 1.74100 52.67
25 -34.691 0.20
26 -49.773 4.51 1.77250 49.61
27 -28.781 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 111.53
第2レンズ群 11 -147.13
第3レンズ群 14 42.48
【0124】
この第4実施例において、第5面、及び、第23面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表14に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0125】
(表14)
κ A4 A6 A8
第5面 0.041600 -3.01610E-06 -1.30950E-10 -1.50790E-12
第23面 -23.208700 -6.21040E-06 1.01630E-07 -1.81570E-10
【0126】
この第4実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d13、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表15に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0127】
(表15)
β 無限遠 -0.0333
d13 6.30 5.47
Bf 31.47 32.29
【0128】
次の表16に、この第4実施例における各条件式対応値を示す。
【0129】
(表16)
(1)|Dvr/Rvr|=0.577
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.038
(3)Np−Nn=0.251
(4)f/f2=-0.17
【0130】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0131】
この第4実施例の無限遠合焦状態の収差図を図12(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図13(a)に示す。また、第4実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図12(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図13(b)に示す。
【0132】
各収差図から明らかなように、第4実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0133】
〔第5実施例〕
図14は、本願の第5実施例に係る光学系SL5のレンズ構成を示す図である。この図14の光学系SL5において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、及び、両凸形状の正レンズL14から構成されている。
【0134】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズから構成されている。
【0135】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32、開口絞りS、両凹形状の負レンズL33と両凸形状の非球面正レンズL34との接合レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL35、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36から構成されている。
【0136】
本第5実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号8)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0137】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第5実施例においては、防振係数は0.272であり、焦点距離は28.08(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.26(mm)である。
【0138】
以下の表17に、この第5実施例の諸元の値を掲げる。
【0139】
(表17)第5実施例
f = 28.08
FNO = 1.84
2ω = 76.4
像高 = 21.6
全長 =124.5
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 69.946 2.40 1.74100 52.67
2 25.426 5.00
3 45.000 2.10 1.77250 49.60
4 26.915 0.20 1.55389 38.09
*5 23.566 13.79
6 57.582 4.75 1.90366 31.31
7 -391.763 4.00
8 -65.539 1.30 1.55857 45.21
9 56.097 3.60 1.74397 44.85
10 836.329 (d10)
11 49.880 6.47 1.74100 52.67
12 -37.637 1.30 2.00069 25.46
13 -61.930 11.01
14 ∞ 5.00 開口絞りS
15 -26.632 2.50 1.76182 26.56
16 69.109 5.84 1.77250 49.60
*17 -110.000 1.44
18 -148.037 3.02 1.72916 54.66
19 -44.972 0.20
20 -87.642 3.82 1.77250 49.60
21 -31.772 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 -169.53
第2レンズ群 8 -163.95
第3レンズ群 11 42.15
【0140】
この第5実施例において、第5面、及び、第17面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表18に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0141】
(表18)
κ A4 A6 A8
第5面 0.043300 8.68000E-07 -3.24000E-09 -2.56000E-12
第17面 3.855700 1.23000E-05 2.12000E-09 -1.65000E-11
【0142】
この第5実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d10、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表19に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0143】
(表19)
β 無限遠 -0.0333
d13 8.65 7.48
Bf 38.10 39.27
【0144】
次の表20に、この第5実施例における各条件式対応値を示す。
【0145】
(表20)
(1)|Dvr/Rvr|=0.553
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=1.144
(3)Np−Nn=0.185
(4)f/f2=-0.17
【0146】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0147】
この第5実施例の無限遠合焦状態の収差図を図15(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図16(a)に示す。また、第5実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図15(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図16(b)に示す。
【0148】
各収差図から明らかなように、第5実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0149】
〔第6実施例〕
図17は、本願の第6実施例に係る光学系SL6のレンズ構成を示す図である。この図17の光学系SL6において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL14、及び、両凸形状の正レンズL15から構成されている。
【0150】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL21と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22との接合レンズ、両凹形状の負レンズL23、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL24から構成されている。
【0151】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0152】
本第6実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL14における物体側のレンズ面(面番号6)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0153】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第6実施例においては、防振係数は0.290であり、焦点距離は29.0(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.22(mm)である。
【0154】
以下の表21に、この第6実施例の諸元の値を掲げる。
【0155】
(表21)第6実施例
f = 29.00
FNO = 1.45
2ω = 74.7
像高 = 21.6
全長 =134.1
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 58.989 2.40 1.74100 52.67
2 29.526 6.92
3 72.211 2.10 1.77250 49.60
4 38.041 0.20 1.55389 38.09
*5 35.056 12.50
6 -43.678 3.98 1.74400 44.78
7 -43.282 0.20
8 91.966 5.50 1.74806 50.00
9 -104.422 3.59
10 -55.000 2.51 1.48749 70.40
11 -41.353 1.50 1.51742 52.31
12 -63.431 0.20
13 -125.764 1.30 1.48749 70.40
14 41.948 0.33
15 43.787 3.35 1.83400 37.16
16 93.370 (d16)
17 40.425 4.23 1.69680 55.52
18 145.955 0.20
19 38.368 6.26 1.69680 55.52
20 -160.073 0.20
21 263.236 1.30 1.61266 44.46
22 26.332 5.00
23 ∞ 5.00 開口絞りS
24 -25.587 1.30 1.78472 25.68
25 43.936 5.35 1.77250 49.60
*26 -83.081 2.23
27 344.521 4.42 1.75500 52.31
28 -50.243 0.20
29 -102.612 4.73 1.77250 49.61
30 -33.734 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 874.69
第2レンズ群 10 -150.04
第3レンズ群 17 43.27
【0156】
この第6実施例において、第5面、及び、第26面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表22に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0157】
(表22)
κ A4 A6 A8
第5面 0.155400 2.09390E-07 -8.01120E-10 -1.97890E-12
第26面 -39.109400 5.05950E-06 2.86350E-08 -4.43890E-11
【0158】
この第6実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d16、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表23に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0159】
(表23)
β 無限遠 -0.0333
d16 9.74 8.70
Bf 37.32 38.36
【0160】
次の表24に、この第6実施例における各条件式対応値を示す。
【0161】
(表24)
(1)|Dvr/Rvr|=0.692
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.766
(3)Np−Nn=0.347
(4)f/f2=-0.19
【0162】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL24が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL23が対応する。
【0163】
この第6実施例の無限遠合焦状態の収差図を図18(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図19(a)に示す。また、第6実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図18(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図19(b)に示す。
【0164】
各収差図から明らかなように、第6実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0165】
〔第7実施例〕
図20は、本願の第7実施例に係る光学系SL7のレンズ構成を示す図である。この図20の光学系SL7において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL15との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16から構成されている。
【0166】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズで構成されている。
【0167】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0168】
本第7実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号11)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0169】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第7実施例においては、防振係数は0.30であり、焦点距離は30.87(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.26(mm)である。
【0170】
以下の表25に、この第7実施例の諸元の値を掲げる。
【0171】
(表25)第7実施例
f = 30.87
FNO = 1.45
2ω = 71.3
像高 = 21.6
全長 =135.0
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 54.000 2.40 1.74100 52.67
2 30.057 11.01
3 296.733 2.10 1.77250 49.60
4 47.966 0.20 1.55389 38.09
*5 42.169 7.57
6 -26631.000 6.84 1.74400 44.78
7 -46.891 1.30 1.52599 53.31
8 -139.643 0.20
9 63.943 5.50 1.74806 50.00
10 5875.968 5.10
11 -80.793 1.30 1.48749 70.40
12 51.576 3.05 1.83400 37.16
13 111.029 (d13)
14 39.561 4.26 1.69680 55.52
15 122.864 0.20
16 38.831 6.04 1.69680 55.52
17 -152.489 0.20
18 214.322 1.45 1.61266 44.46
19 24.780 5.00
20 ∞ 5.07 開口絞りS
21 -23.877 1.30 1.78472 25.68
22 40.125 6.00 1.77250 49.60
*23 -68.316 2.73
24 270.446 6.00 1.75500 52.31
25 -43.519 0.20
26 -92.358 5.31 1.77250 49.61
27 -35.520 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 688.01
第2レンズ群 11 -146.58
第3レンズ群 14 43.20
【0172】
この第7実施例において、第5面、及び、第23面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表26に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0173】
(表26)
κ A4 A6 A8
第5面 -0.678900 -4.81790E-07 -9.78310E-10 1.73750E-13
第23面 -30.523200 1.70060E-06 4.19410E-08 -5.89620E-11
【0174】
この第7実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d13、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表27に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0175】
(表27)
β 無限遠 -0.0333
d13 6.39 5.28
Bf 38.32 39.43
【0176】
次の表28に、この第7実施例における各条件式対応値を示す。
【0177】
(表28)
(1)|Dvr/Rvr|=0.516
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.735
(3)Np−Nn=0.347
(4)f/f2=-0.21
【0178】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0179】
この第7実施例の無限遠合焦状態の収差図を図21(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図22(a)に示す。また、第7実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図21(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図22(b)に示す。
【0180】
各収差図から明らかなように、第7実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0181】
〔第8実施例〕
図23は、本願の第8実施例に係る光学系SL8のレンズ構成を示す図である。この図23の光学系SL8において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15から構成されている。
【0182】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズで構成されている。
【0183】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りS、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との接合レンズ、両凹形状の負レンズL33と両凸形状の非球面正レンズL34との接合レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL35、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL36から構成されている。
【0184】
本第8実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカス形状の非球面負レンズL13における像面側のレンズ面(面番号5)と、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL22における像面側のレンズ面(面番号12)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0185】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第7実施例においては、防振係数は0.27であり、焦点距離は28.00(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.26(mm)である。
【0186】
以下の表29に、この第8実施例の諸元の値を掲げる。
【0187】
(表29)第8実施例
f = 28.00
FNO = 1.84
2ω = 76.5
像高 = 21.6
全長 =124.5
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 100.000 2.40 1.74100 52.67
2 25.947 5.00
3 46.077 2.10 1.77250 49.60
4 28.597 0.20 1.55389 38.09
*5 23.872 9.01
6 87.112 3.61 1.90366 31.31
7 18648.952 0.20
8 58.326 3.81 1.90366 31.31
9 250.749 4.00
10 -70.091 1.30 1.60614 37.90
11 48.211 4.02 1.74397 44.85
12 986.837 (d12)
13 ∞ 0.10 開口絞りS
14 59.349 5.59 1.74100 52.67
15 -45.974 1.30 2.00069 25.46
16 -61.044 16.05
17 -25.065 2.50 1.84666 23.78
18 118.919 8.00 1.77250 49.60
*19 -71.765 1.23
20 -109.608 2.93 1.72916 54.66
21 -45.839 0.20
22 -156.670 4.67 1.80400 46.57
23 -32.339 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 -240.33
第2レンズ群 10 -152.94
第3レンズ群 13 41.75
【0188】
この第8実施例において、第5面、及び、第19面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表30に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0189】
(表30)
κ A4 A6 A8
第5面 -0.105300 -1.44211E-06 -3.86598E-09 -6.08176E-13
第19面 3.354500 1.14404E-05 2.95647E-09 -8.75837E-12
【0190】
この第8実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d12、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表31に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0191】
(表31)
β 無限遠 -0.0333
d12 8.08 7.28
Bf 38.20 39.26
【0192】
次の表32に、この第8実施例における各条件式対応値を示す。
【0193】
(表32)
(1)|Dvr/Rvr|=0.251
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=1.103
(3)Np−Nn=0.138
(4)f/f2=-0.18
【0194】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0195】
この第8実施例の無限遠合焦状態の収差図を図24(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図25(a)に示す。また、第8実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図24(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図25(b)に示す。
【0196】
各収差図から明らかなように、第8実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0197】
次に、本実施形態の各実施例に係る光学系SL1〜SL8(以後、まとめてSLという)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。
【0198】
図28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。
【0199】
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。
【0200】
このように、この反射防止膜101の第1層101a〜第6層101fまではドライプロセスである電子ビーム蒸着により形成され、最上層である第7層101gは、フッ酸/酢酸マグネシウム法で調製したゾル液を用いるウェットプロセスにより以下の手順で形成されている。まず、予めレンズ成膜面(上述の光学部材102の光学面)に真空蒸着装置を用いて第1層101aとなる酸化アルミニウム層、第2層101bとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層、第3層101cとなる酸化アルミニウム層、第4層101dとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層、第5層101eとなる酸化アルミニウム層、第6層101fとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層を順に形成する。そして、蒸着装置より光学部材102を取り出した後、フッ酸/酢酸マグネシウム法により調製したゾル液にシリコンアルコキシドを加えたものをスピンコート法により塗布することにより、第7層101gとなるフッ化マグネシウムとシリカの混合物からなる層を形成する。フッ酸/酢酸マグネシウム法によって調製される際の反応式を以下の式(b)に示す。
【0201】
2HF+Mg(CH3COO)2→MgF2+2CH3COOH …(b)
【0202】
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。
【0203】
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29に示す分光特性を用いて説明する。
【0204】
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33に示す条件で形成されている。ここで表33は、基準波長をλとし、基板の屈折率(光学部材)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33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。
【0205】
(表33)
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
【0206】
図29は、表33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。
【0207】
図29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33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29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ことがわかっている。
【0208】
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33と同様、以下の表34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。
【0209】
(表34)
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
【0210】
図30は、表34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30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34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30に示す分光特性とほぼ同等の特性を有することがわかっている。
【0211】
図31は、図30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30、図31には表34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。
【0212】
また比較のため、図32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32は、表34と同じ基板の屈折率1.52に以下の表35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33は、図32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。
【0213】
(表35)
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
【0214】
図29〜図31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32および図33で示される従来例の分光特性と比較すると、本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。
【0215】
次に、前述の第1実施例から第8実施例に、上記表33、表34に示す反射防止膜を適用した例について説明する。
【0216】
本第1実施例の光学系SL1において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表1に示すように、nd=1.74100であり、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21の屈折率は、nd=1.48749であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号11)に、基板の屈折率が1.46に対応する反射防止膜(表34参照)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。
【0217】
本第2実施例の光学系SL2において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表5に示すように、nd=1.74100であり、第1レンズ群G1の両凸形状の正レンズL16の屈折率は、nd=1.74806であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凸形状の正レンズL16における像面側(面番号10)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33参照)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。
【0218】
本第3実施例の光学系SL3において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表9に示すように、nd=1.74100であり、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21の屈折率は、nd=1.48749であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号10)に、基板の屈折率が1.46に対応する反射防止膜(表34参照)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。
【0219】
本第4実施例の光学系SL4において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表13に示すように、nd=1.74100であり、第1レンズ群G1の両凸形状の正レンズL16の屈折率は、nd=1.77250であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凸形状の正レンズL16における像面側のレンズ面(面番号10)に、基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜(表33参照)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。
【0220】
本第5実施例の光学系SL5において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表17に示すように、nd=1.74100であり、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21の屈折率は、nd=1.55857であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号8)に、基板の屈折率が1.52に対応する反射防止膜(表34参照)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。
【0221】
本第6実施例の光学系SL6において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表21に示すように、nd=1.74100であり、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL14の屈折率は、nd=1.74400であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、正メニスカスレンズL14における物体側のレンズ面(面番号6)に、基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜(表33参照)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。
【0222】
本第7実施例の光学系SL7において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表25に示すように、nd=1.74100であり、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21の屈折率は、nd=1.48749であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号11)に、基板の屈折率が1.46に対応する反射防止膜(表34参照)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。
【0223】
本第8実施例の光学系SL8において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL13の屈折率は、表29に示すように、nd=1.55389であり、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL22の屈折率は、nd=1.74397であるため、負メニスカスレンズL13における像面側のレンズ面(面番号5)に基板の屈折率が1.52に対応する反射防止膜101(表34参照)を用い、正メニスカスレンズL22における像面側のレンズ面(面番号12)に、基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜(表33参照)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。
【0224】
なお、上述の実施形態において、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。
【0225】
本実施形態では、3群構成の光学系SLを示したが、以上の構成条件等は、4群構成等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも1枚のレンズを有する部分を示す。
【0226】
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。この場合、合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モーター等の)モーター駆動にも適している。特に、前述したように第3レンズ群G3を合焦レンズ群とするのが好ましい。
【0227】
また、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群としてもよい。特に、第2レンズ群G2の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
【0228】
また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を妨げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に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構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)或いはプラスチックレンズとしても良い。
【0229】
また、各レンズ面には、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ために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。
【0230】
なお、本願を分かり易く説明するために実施形態の構成要件を付して説明したが、本願がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【0231】
以上のように、本発明によれば、ゴーストやフレアをより低減させ、防振性能に優れた光学系、この光学系を備えた光学機器、及び、光学系の製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【0232】
SL(SL1〜SL8) 光学系
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
S 開口絞り
1 デジタル一眼レフカメラ(光学機器)
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
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学系、この光学系を有する光学機器、及び、光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、短い焦点距離でも一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に用いられるほどバックフォーカスを確保できる広い画角の光学系として、負の屈折力を持つレンズ群が先行するレトロフォーカスレンズが知られている。このレンズタイプでF1.4ほどの大口径化を行ったものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。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おり、そのため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、要求に応えるべく多層膜設計技術や多層膜成膜技術も進歩を続けている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平11−30743号公報
【特許文献2】特開2000−356704号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の広い画角の光学系は、防振機構を採用した場合に、防振時の収差補正が十分ではないという課題があった。それと同時に、このような光学系における光学面からは、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。
【0005】
本発明はこのような課題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、防振性能に優れた光学系、この光学系を有する光学機器、及び、光学系の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するため、本発明の光学系は、光軸方向に固定された第1レンズ群と、第1レンズ群よりも像面側において、光軸方向に固定されるとともに光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置された負の屈折力を有する第2レンズ群と、第2レンズ群よりも像面側に配置された正の屈折力を有する第3レンズ群と、第2レンズ群よりも像面側に配置された開口絞りと、を有し、第2レンズ群は、物体側の面が凸形状の正レンズを有し、前記第1レンズ群および前記第2レンズ群における光学面のうち少なくとも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層含むことを特徴とする光学系を提供する。
【0007】
また、本発明に係る光学機器は、物体の像を所定の像面上に結像させる上述の光学系のいずれかを有して構成される。
【0008】
また、本発明に係る光学系の製造方法は、第1レンズ群を光軸方向に固定し、負の屈折力を有する第2レンズ群を光軸方向に固定するとともに光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置し、第2レンズ群よりも像面側に正の屈折力を有する第3レンズ群を配置し、第2レンズ群よりも像面側に開口絞りを配置し、第2レンズ群は、物体側の面が凸形状の正レンズを有するように配置し、前記第1レンズ群および前記第2レンズ群における光学面のうち少なくとも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層含むことを特徴とする光学系を提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ゴーストやフレアをより低減させ、防振性能に優れた光学系、この光学系を備えた光学機器、及び、光学系の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第1実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図2】第1実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図3】第1実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図4】第1実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図であって、入射した光線が第1番目の反射光発生面と第2番目の反射光発生面で反射する様子の一例を説明する図である。
【図5】第2実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図6】第2実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図7】第2実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図8】第3実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図9】第3実施例に係る光学系の諸収差図であり、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図10】第3実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図11】第4実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図12】第4実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図13】第4実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図14】第5実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図15】第5実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図16】第5実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図17】第6実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図18】第6実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図19】第6実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図20】第7実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図21】第7実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図22】第7実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図23】第8実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。
【図24】第8実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、(b)は無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図25】第8実施例に係る光学系の諸収差図であって、(a)は中間撮影距離状態における諸収差図であり、(b)は中間撮影距離状態で0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図である。
【図26】本実施形態に係る光学系を搭載するデジタル一眼レフカメラの断面図を示す。
【図27】本実施形態に係る光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図28】反射防止膜の層構造の一例を示す説明図である。
【図29】反射防止膜の分光特性を示すグラフである。
【図30】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31】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32】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33】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。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本願の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図1に示すように、本光学系SLは、光軸方向に固定された第1レンズ群G1と、この第1レンズ群G1よりも像面側において、光軸方向に固定されるとともに光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置された負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、この第2レンズ群G2よりも像面側に配置された正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、第2レンズ群G2よりも像面側に配置された開口絞りSと、を有し、第2レンズ群G2は、物体側の面が凸形状の正レンズL22を有することを特徴とする。
【0012】
短い焦点距離のレンズを一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に用いられるほどバックフォーカスを確保するためには、マージナル光線の高さをレンズの入射時より射出時に高くすることで瞳倍率を1より大きくすることができるいわゆるワイドコンバータを持った構成にすると有効であることが知られている。ここで、上記「マージナル光線」とは、像高0に達する光線のうちで最も光軸から離れた光線をいう。
【0013】
また、バックフォーカスの制約が無い場合でも、画角が広くなるにつれて顕著になる周辺光量不足を補う上でも、前述のようなワイドコンバータを用いることが有効である。
【0014】
このいわゆるレトロフォーカスレンズタイプでF1.4ほどの大口径化を行ったものが提案されている。ここで、このような広い画角の光学系に対して防振機構を導入する際には、どの箇所に防振レンズを入れるかが問題となる。レトロフォーカスレンズでは、物体側が負の屈折力が強く、像面側は正の屈折力が強い非対称な屈折力配置になっているため、レンズ群同士で互いに収差を打ち消しあうことができず、負の歪曲収差やコマ収差の補正が特に難しくなっている。そのため、レンズ群単独でできる限り収差を補正しておく必要がある。そのような各レンズ群独自での収差補正が十分でない場合は、それ以降のレンズ群で防振した際や近距離物体に対して合焦を行った際に球面収差、コマ収差や偏芯コマ収差、像面湾曲が大きく発生する。このような諸収差を補正するためには、瞳倍率を大きくする作用をもつ第1レンズ群の屈折力を弱くすることが有効だが、そうすると一眼レフレックスカメラでの使用ではバックフォーカスが不足してしまう。
【0015】
そこで、本実施形態に係る光学系SLでは、防振レンズ群である第2レンズ群G2を第1レンズ群G1より像面側に配置することで良好な収差補正を実現した。
【0016】
防振レンズ群の偏芯時に発生しやすい収差として、偏芯コマ収差と偏芯時の非点収差がある。このうち、広い画角の光学系においては偏芯時の非点収差変動を小さく抑えることが困難であった。本実施形態では防振レンズ群である第2レンズ群G2を開口絞りSより物体側に配置し、また、防振レンズ群である第2レンズ群G2内の正レンズの物体側の面が凸面形状であることによって、前記正レンズの第1面は開口絞りSに対していわゆるコンセントリックな配置となる。
【0017】
広い画角の光学系で防振機構を導入した際の大きな問題として、偏芯時の非点収差、及びこの非点収差の変動が挙げられる。その理由として、防振レンズ群の各屈折面に対して、周辺像高の光線が入射する角度が偏芯時に大きく変動し、結果として非点収差、コマ収差などのバランスが大きく崩れて補正しきれないことに由来している。そのため、本実施形態に係る光学系SLでは、開口絞りSに対してコンセントリックな光学面とし、偏芯時も防振レンズ群である第2レンズ群G2の各屈折面に対して、周辺像高の光線が入射する角度が偏芯時に大きく変動しないようにした。その結果、偏芯時の非点収差、コマ収差変動が良好に補正された。
【0018】
また、本実施形態に係る光学系SLにおいて、開口絞りSは第3レンズ群G3内に配置されることがより好ましい。また、第3レンズ群G3は開口絞りの前後にレンズ群を有することがより好ましい。この構成により、球面収差、コマ収差を良好に補正できる。
【0019】
ここで、防振レンズ群である第2レンズ群G2を射出した光線は発散光となる。そのため、防振レンズ群と開口絞りSとの間にレンズ群が存在しない場合は開口絞りSを通過した光線は開口絞りSより像面側のレンズ群に対して高い入射高さをもつことになる。その結果、球面収差やコマ収差が悪化するため望ましくない。そのため防振レンズ群である第2レンズ群G2と開口絞りSとの間にレンズ群を有することが好ましい。上記の観点では防振レンズ群である第2レンズ群G2と開口絞りSとの間のレンズ群は正の屈折力を有することがより好ましい。また、開口絞りSより像面側にもレンズ群を有することで開口絞りS前後で収差を補正することが可能になるため、第3レンズ群G3は開口絞りSの前後にレンズ群を有することが好ましい。この構成により、球面収差、コマ収差を良好に補正できる。上記の観点では開口絞りSより像面側のレンズ群は正の屈折力を有することがより好ましい。また、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。
【0020】
また、本実施形態に係る光学系SLの第1レンズ群G1および第2レンズ群G2における光学面のうち少なくとも1面に反射防止膜が設けられ、この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。このように構成することで、本実施形態に係る光学系では、物体からの光が光学面で反射されて生じるゴーストやフレアを低減することができ、高い結像性能を達成することができる。
【0021】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、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、多層膜を構成する層のうち最も表面の層であることが好ましい。このようにすれば、空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより少な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することができる。
【0022】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、前記ウェットプロセスを用いて形成された層の屈折率をndとしたとき、屈折率ndが1.30以下であることが好ましい。このようにすれば、空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより少な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することができる。
【0023】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、開口絞りから見て凹形状のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において開口絞りから見て凹形状のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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することができる。
【0024】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜が設けられた前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、像面側のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において開口絞りから見て凹形状の像面側のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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。
【0025】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜が設けられた前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、物体側のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において開口絞りから見て凹形状の物体側のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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。
【0026】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜が設けられた光学面は、物体側から見て凹形状のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において物体側から見て凹形状のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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。
【0027】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜が設けられた前記物体側から見て凹形状のレンズ面は、像面側のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において物体側から見て凹形状の像面側のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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。
【0028】
また、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜が設けられた前記物体側から見て凹形状のレンズ面は、物体側のレンズ面であることが好ましい。第1レンズ群及び第2レンズ群において物体側から見て凹形状の物体側のレンズ面で反射光が発生し易いため、このような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。
【0029】
なお、本実施形態に係る光学系SLでは、反射防止膜は、ウェットプロセスに限らず、ドライプロセス等により形成しても良い。この際、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。反射防止膜が、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で、反射防止膜をドライプロセス等で形成しても、ウェットプロセスを用いた場合と同様の効果を得ることができる。なおこの時、屈折率が1.30以下になる層は、多層膜を構成する層のうち最も表面側の層であることが好ましい。
【0030】
次に、このような光学系SLを構成するための条件について説明する。まず、この光学系SLは、以下の条件式(1)を満足することが好ましい。
0.15 < |Dvr/Rvr| < 1.20 (1)
但し、
Dvr:無限遠合焦時における開口絞りSから第2レンズ群G2内の正レンズの物体側の面までの距離
Rvr:第2レンズ群G2内の正レンズの物体側の面の曲率半径
【0031】
条件式(1)は、防振レンズ群である第2レンズ群G2内に配置された正レンズの第1面(物体側の面)と開口絞りSとの距離と第1面の曲率半径との比を規定する条件である。
【0032】
条件式(1)の上限値を上回ると、第2レンズ群G2内の正レンズの第1面の曲率半径が、開口絞りSから第2レンズ群G2内の正レンズの第1面までの距離に対して短くなりすぎる。その結果、第2レンズ群G2内の正レンズの第1面での収差補正、特に周辺像高の光線の像面湾曲、コマ収差の補正が過剰となり良好な補正が困難となるため好ましくない。
【0033】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を1.05にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の上限値を0.95とすることが好ましい。
【0034】
また、条件式(1)の下限値を下回ると第2レンズ群G2内の正レンズの第1面の曲率半径が開口絞りSから第2レンズ群G2内の正レンズの第1面までの距離に対して長くなりすぎる。その結果、第2レンズ群G2内の正レンズの第1面での収差補正、特に周辺像の像面湾曲、コマ収差の補正が不足し良好な補正が困難となるため好ましくない。
【0035】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(1)の下限値を0.18にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を0.20とすることが好ましい。
【0036】
また、本光学系SLは、以下の示す条件式(2)を満足することが好ましい。
0.8 < (RL+Rs)/(RL−Rs) < 7.0 (2)
但し、
Rs:第2レンズ群G2内の正レンズ両面の曲率半径のうち、絶対値が小さい面の曲率半径
RL:第2レンズ群G2内の正レンズ両面の曲率半径のうち、絶対値が大きい面の曲率半径
【0037】
条件式(2)は、いわゆるシェープファクターと呼ばれるものである。この値が正でかつ大きいほど、メニスカス度合いが強いことになる。上述の防振レンズ群である第2レンズ群G2内の正レンズは、物体側から入射する光線ができるだけ、この正レンズを構成する第1面と第2面との間で、光線の偏角の差が小さくなるほうが偏芯時のコマ収差や偏芯時の非点収差を良好に補正するためには都合が良い。その結果、この正レンズの第1面と第2面で発生する収差を相殺しやすくなる。これは言い換えるとできるだけメニスカス形状度合いが強いほうが偏芯時のコマ収差や偏芯時の非点収差を良好に補正するためには都合が良いということである。すなわち、条件式(2)を満足することで、偏芯時のコマ収差や偏芯時の非点収差補正が良好になる。
【0038】
この条件式(2)の下限値を下回ると、上記正レンズの第1面と第2面での光線の偏角の差が大きくなりすぎて好ましくない。
【0039】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(2)の下限値を0.9にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(2)の下限値を1.0とすることが好ましい。
【0040】
また、条件式(2)の上限値を上回ると、上記正レンズの第1面と第2面での光線の偏角の差が小さくなりすぎて収差補正への寄与が少なくなり好ましくない。
【0041】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(2)の上限値を5.0にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を4.0とすることが好ましい。
【0042】
また、本光学系SLは、以下の条件式(3)を満足すること好ましい。
0.10 < Np−Nn <0.45 (3)
但し、
Np:第2レンズ群G2内の正レンズの媒質のd線に対する屈折率
Nn:第2レンズ群G2内の負レンズの媒質のd線に対する屈折率
【0043】
条件式(3)は、上述の条件式(1)の効果をより高めるために好ましい条件である。この条件式(3)は、防振レンズ群である第2レンズ群G2内の正レンズの第1面と、第1面より物体側で最も近い負レンズの第2面での収差補正の効果を規定した条件式である。この条件式(3)を満足することで、第2レンズ群G2内の正レンズの第1面と、第1面より物体側で最も近い負レンズの第2面とでは比較的強い正の屈折力を有することになる。この結果、広い画角の光学系や大口径レンズで顕著となる、高い像高の光線に対する正の像面湾曲、外側コマ収差の補正が容易となる。また、ペッツバール和の観点からも強い正の屈折力を持つレンズの媒質の屈折率を、負の屈折力を持つレンズより高く保つことが像面湾曲の補正上有利である。条件式(3)を満足することで、大口径レンズで過剰になりがちなペッツバール和を最適値にコントロールすることが容易となり、低い像高の光線に対する負の像面湾曲の補正が容易となる。
【0044】
この条件式(3)の上限値を上回ると、負の屈折力を有する第2レンズ群G2内での正の屈折力が過剰となり、その結果周辺像高の光線に対する負の像面湾曲、内側コマ収差の補正が困難となり好ましくない。
【0045】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を0.42にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(3)の上限値を0.38にすることが好ましい。
【0046】
また、条件式(3)の下限値を下回ると、負の屈折力を有する第2レンズ群G2内での正の屈折力が不足し、その結果高い像高の光線に対する正の像面湾曲、外側コマ収差の補正が困難となり好ましくない。また、偏芯時の非点収差補正も困難となり好ましくない。また、ペッツバール和も過剰となり、低い像高の光線に対する負の像面湾曲も増大し好ましくない。
【0047】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を0.13にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.15にすることが好ましい。
【0048】
また、本光学系SLは、以下に示す条件式(4)を満足することが望ましい。
−0.35 < f/f2 < −0.07 (4)
但し、
f:無限遠合焦時の全系の合成焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
【0049】
条件式(4)は、第2レンズ群G2の焦点距離を規定するための条件式である。
【0050】
条件式(4)の上限値を上回った場合、第2レンズ群G2の屈折力が弱くなり過ぎるため、防振制御のために必要な第2レンズ群G2の移動量が適正値より大きくなってしまい、結果第2レンズ群G2の偏芯時のコマ収差、非点収差の変動ともに補正が困難になり好ましくない。また、第2レンズ群G2を駆動するためのアクチュエータなどの駆動手段も大きくなってしまう。その結果、各レンズ群の間隔が適正値より圧迫されるために各レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、球面収差、コマ収差なども悪化してしまうため好ましくない。
【0051】
なお、本実施形態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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(4)の上限値を−0.12にすることが好ましい。
【0052】
また、条件式(4)の下限値を下回った場合、第2レンズ群G2の屈折力が強くなりすぎてしまい、結果第2レンズ群G2の偏芯時のコマ収差、非点収差の変動ともに補正が困難になり好ましくない。
【0053】
なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を−0.31にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を−0.28にすることが好ましい。
【0054】
また、本実施形態の光学系SLは、近距離物体への合焦に際し、第3レンズ群G3が物体側に移動することが好ましい。広い画角の光学系の合焦方法として、開口絞りSより像面側だけを移動させる方法が知られている。しかし、大口径な広い画角の光学系においては球面収差、コマ収差、像面湾曲の変動が大きく望ましくない。そのため、本実施形態に係る光学系SLでは、第3レンズ群G3は開口絞りSの前後にレンズ群を有することで、近距離物体に対しての合焦でも球面収差とコマ収差、像面湾曲の変動を少なく抑えることが可能となった。また、このように開口絞りSの前後にレンズ成分があることにより、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
【0055】
図26は、後述する第1実施例で示す防振機能を有する光学系SLを搭載した光学機器として、一眼レフカメラ1(以後、単にカメラと記す)の概略構成図を示す。このカメラ1において、不図示の被写体からの光は、後述する防振機能を有する撮影レンズ(SL)2で集光され、クイックリターンミラー3で反射されて焦点板4に結像される。焦点板4に結像された被写体像は、ペンタプリズム5で複数回反射されて接眼レンズ6を介して撮影者に正立像として観察可能に構成されている。
【0056】
撮影者は、不図示のレリーズ釦を半押ししながら接眼レンズ6を介して被写体像を観察して撮影構図を決めた後、レリーズ釦を全押しする。レリーズ釦を全押しした時、クイックリターンミラー3が上方に跳ね上げられ被写体からの光は撮像素子7で受光され撮影画像が取得され、不図示のメモリに記録される。レリーズ釦を全押しした時、撮影レンズ2(光学系SL)に内蔵されているセンサー8(例えば、角度センサーなど)で撮影レンズ2(カメラ1)の傾きが検出されてCPU9に伝達され、CPU9で回転ぶれ量が検出され手ぶれ補正用レンズ群を光軸に直交方向に駆動するレンズ駆動手段10が駆動され、手ぶれ発生時の撮像素子7上における像ぶれが補正される。このようにして、後述する防振機能を有する撮影レンズ2(光学系SL)を具備する光学機器1が構成されている。なお、図26に記載のカメラ1は、光学系SLを着脱可能に保持するものでも良く、光学系SLと一体に成形されるものでも良い。また、クイックリターンミラー等を有しないミラーレスカメラでも良く、上記カメラと同様の効果を奏することができる。また、カメラ1には、上述の第1実施例に限らず他の実施例の撮影レンズを装着することができる。
【0057】
以下、本実施形態の光学系SLの製造方法の概略を、図27を参照して説明する。図27において、各レンズを配置してレンズ群をそれぞれ準備する(ステップS100)。また、本実施形態に係る光学系は、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2における光学面のうち少なくとも1面に反射防止膜が設けられ、この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。
【0058】
具体的に、本実施形態では、例えば、物体側から順に、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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、両凸形状の正レンズL14と両凹形状の負レンズL15との接合レンズ、及び、両凸形状の正レンズL16を配置して第1レンズ群G1とし、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズを配置して第2レンズ群G2とし、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL37を配置して第3レンズ群G3とする。
【0059】
この際、第1レンズ群G1及び第2レンズ群G2は、像面に対して光軸方向に固定されるよう配置する(ステップS200)。また、第2レンズ群G2は、光軸と略垂直方向の成分を持つように移動するように配置する(ステップS300)。
【0060】
また、開口絞りSは、第2レンズ群G2より像面側に配置する(ステップS400)。また、第2レンズ群G2は、負レンズと正レンズとを有し、第2レンズ群G2内の正レンズの第1面は、物体側に対して凸面を有するよう配置する(ステップS500)。
【実施例】
【0061】
以下、本願の各実施例を、図面に基づいて説明する。なお、図1、図5、図8、図11、図14、図17、図20及び図23は、各実施例に係る光学系SL(SL1〜SL8)の構成を示す断面図である。図1及び図5に示すように、第1及び第2実施例に係る光学系SL1及びSL2は、物体側から順に、負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。一方、図8、図11、図14、図17、図20及び図23に示すように、第3〜第8実施例に係る光学系SL3〜SL8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。
【0062】
また、各実施例において、第1レンズ群G1は像面に対して光軸方向に固定されており、第2レンズ群G2は光軸と略垂直方向の成分を持つように移動し像面における像を変位させる防振レンズ群である。開口絞りSは、第3レンズ群G3内に配置し、開口絞りSの前後に正の屈折力を持つレンズ成分を有し(第8実施例を除く)、近距離物体への合焦に際し、第3レンズ群G3が物体側に移動する。
【0063】
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、高さyにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐定数をκとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(a)で表される。なお、以降の実施例において、「E−n」は「×10-n」を示す。
【0064】
S(y)=(y2/r)/{1+(1−κ×y2/r2)1/2}
+A4×y4+A6×y6+A8×y8 (a)
【0065】
なお、各実施例において、2次の非球面係数A2は0である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の左側に*印を付している。
【0066】
〔第1実施例〕
図1は、本願の第1実施例に係る光学系SL1のレンズ構成を示す図である。この図1の光学系SL1において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、両凸形状の正レンズL14と両凹形状の負レンズL15との接合レンズ、及び、両凸形状の正レンズL16から構成されている。
【0067】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズから構成されている。
【0068】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0069】
本第1実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号11)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0070】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第1実施例においては、防振係数は0.306であり、焦点距離は28.50(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.14(mm)である。
【0071】
以下の表1に、第1実施例の諸元の値を掲げる。この表1において、fは焦点距離、FNOはFナンバー、2ωは画角、Bfはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、面間隔は各光学面から次の光学面までの光軸上の間隔を、屈折率及びアッベ数はそれぞれd線(λ=587.6nm)に対する値を示している。全長は、無限遠合焦時のレンズ面の第1面から像面Iまでの光軸上の距離を表している。
【0072】
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離、曲率半径、面間隔、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。なお、曲率半径「∞」は平面を示す。また、空気の屈折率1.00000は省略してある。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
【0073】
(表1)第1実施例
f = 28.50
FNO = 1.45
2ω = 75.6
像高 = 21.6
全長 =133.3
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 84.252 2.40 1.74100 52.67
2 30.284 6.24
3 57.477 2.10 1.77250 49.60
4 36.791 0.20 1.55389 38.09
*5 32.506 12.47
6 498.367 6.33 1.74400 44.79
7 -54.700 1.30 1.52699 53.00
8 320.562 0.20
9 84.738 5.36 1.74806 50.00
10 -139.358 5.00
11 -75.418 1.30 1.48749 70.40
12 53.719 2.98 1.83400 37.16
13 118.654 (d13)
14 45.171 3.76 1.69680 55.52
15 121.944 0.20
16 39.937 6.09 1.69680 55.52
17 -136.788 0.20
18 138.447 1.30 1.62004 36.30
19 27.404 5.00
20 ∞ 6.67 開口絞りS
21 -22.640 1.30 1.78472 25.68
22 65.850 5.67 1.77250 49.60
*23 -59.294 1.14
24 256.664 6.00 1.74100 52.67
25 -37.599 0.20
26 -56.322 4.25 1.77250 49.61
27 -31.870 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 733.43
第2レンズ群 11 -141.94
第3レンズ群 14 42.52
【0074】
この第1実施例において、第5面、及び、第23面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表2に、非球面のデータ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0075】
(表2)
κ A4 A6 A8
第5面 0.042900 -6.54648E-08 -1.07103E-09 -2.03329E-12
第23面 -19.496500 2.12065E-06 3.80233E-08 -5.28645E-11
【0076】
この第1実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d13、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表3に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0077】
(表3)
β 無限遠 -0.0333
d13 7.55 6.52
Bf 38.11 39.14
【0078】
次の表4に、この第1実施例における各条件式対応値を示す。なおこの表4において、f2は第2レンズ群G2焦点距離を、Dvrは無限遠合焦時の開口絞りSから第2レンズ群G2内の正レンズの第1面までの距離を、Rvrは第2レンズ群G2の正レンズの第1面の曲率半径を、Rsは第2レンズ群G2内の正レンズの両面の曲率半径のうち、絶対値が小さい面の曲率半径を、RLは第2レンズ群G2内の正レンズの両面の曲率半径のうち、絶対値が大きい面の曲率半径を、Npは第2レンズ群G2内の正レンズの媒質のd線に対する屈折率を、Nnは第2レンズ群G2内の正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズの媒質のd線に対する屈折率を、それぞれ表している。以上の符号の説明は以降の実施例においても同様である。
【0079】
(表4)
(1)|Dvr/Rvr|=0.504
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.655
(3)Np−Nn=0.347
(4)f/f2=-0.20
【0080】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0081】
この第1実施例の無限遠合焦状態の収差図を図2(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図3(a)に示す。また、第1実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図2(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図3(b)に示す。
【0082】
各収差図において、FNOはFナンバーを、NAは開口数を、Yは像高を、Aは主光線の入射角を、Dはd線(λ=587.6nm)を、Gはg線(λ=435.8nm)を、それぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。また、コマ収差において破線はサジタルの横収差図を示している。なお、これらの収差図の説明は以降の実施例においても同様である。
【0083】
各収差図から明らかなように、第1実施例に係る光学系SL1では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0084】
図4は、第1実施例に係る光学系SL1において、物体側から入射した光線BMによりゴーストが発生する状態を示している。図4において、物体側からの光線BMが図示のように光学系SL1に入射すると、両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(第1番目の反射光発生面でありその面番号は11)で反射し、その反射光は第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像側のレンズ面(第2番目の反射光発生面でありその面番号は2)で再度反射して像面Iに到達し、ゴーストおよびフレアを発生させてしまう。なお、第1番目のゴースト光発生面(面番号11)は物体から見て凹形状のレンズ面であり、第2番目のゴースト発生面(面番号2)は開口絞りから見て凹形状のレンズ面である。このような面に、より広い波長範囲で広入射角に対応した反射防止膜を形成することで、ゴーストおよびフレアを効果的に低減することができる。
【0085】
〔第2実施例〕
図5は、本願の第2実施例に係る光学系SL2のレンズ構成を示す図である。この図5の光学系SL2において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15との接合レンズ、及び、両凸形状の正レンズL16から構成されている。
【0086】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズから構成されている。
【0087】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0088】
本第2実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第1レンズ群G1の両凸形状の正レンズL16における像面側のレンズ面(面番号10)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0089】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第2実施例においては、防振係数は0.306であり、焦点距離は27.99(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.12(mm)である。
【0090】
以下の表5に、この第2実施例の諸元の値を掲げる。
【0091】
(表5)第2実施例
f = 27.99
FNO = 1.45
2ω = 76.7
像高 = 21.6
全長 =133.3
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 67.583 2.40 1.74100 52.67
2 30.054 6.93
3 68.341 2.10 1.77250 49.60
4 36.441 0.20 1.55389 38.09
*5 33.585 12.50
6 -176.482 3.98 1.74400 44.79
7 -61.111 1.30 1.52599 53.31
8 -288.957 0.20
9 150.265 5.50 1.74806 50.00
10 -78.414 5.00
11 -63.966 1.30 1.48749 70.40
12 68.577 2.82 1.83400 37.16
13 186.927 (d13)
14 39.297 4.23 1.69680 55.52
15 103.599 0.20
16 39.021 6.42 1.69680 55.52
17 -148.831 0.20
18 113.771 1.30 1.61266 44.46
19 26.212 5.00
20 ∞ 7.01 開口絞りS
21 -22.122 1.30 1.78472 25.68
22 49.850 5.35 1.77250 49.60
*23 -53.784 1.79
24 407.632 6.00 1.75500 52.31
25 -36.823 0.20
26 -51.964 4.18 1.77250 49.61
27 -31.344 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 -858.75
第2レンズ群 11 -141.98
第3レンズ群 14 43.51
【0092】
この第2実施例において、第5面、及び、第23面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表6に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0093】
(表6)
κ A4 A6 A8
第5面 0.016000 8.67227E-07 -2.62240E-10 -1.58840E-12
第23面 -19.875800 -9.08714E-07 5.51987E-08 -7.97050E-11
【0094】
この第2実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d13、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表7に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0095】
(表7)
β 無限遠 -0.0333
d13 7.81 6.74
Bf 38.12 39.18
【0096】
次の表8に、この第2実施例における各条件式対応値を示す。
【0097】
(表8)
(1)|Dvr/Rvr|=0.408
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.159
(3)Np−Nn=0.347
(4)f/f2=-0.20
【0098】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0099】
この第2実施例の無限遠合焦状態の収差図を図6(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図7(a)に示す。また、第2実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図6(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図7(b)に示す。
【0100】
各収差図から明らかなように、第2実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0101】
〔第3実施例〕
図8は、本願の第3実施例に係る光学系SL3のレンズ構成を示す図である。この図8の光学系SL3において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14、及び、両凸形状の正レンズL15から構成されている。
【0102】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズから構成されている。
【0103】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0104】
本第3実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号10)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0105】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第3実施例においては、防振係数は0.306であり、焦点距離は28.44(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.13(mm)である。
【0106】
以下の表9に、この第3実施例の諸元の値を掲げる。
【0107】
(表9)第3実施例
f = 28.44
FNO = 1.45
2ω = 75.8
像高 = 21.6
全長 =133.3
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 100.000 2.40 1.74100 52.67
2 30.472 6.11
3 61.820 2.10 1.77250 49.60
4 40.528 0.20 1.55389 38.09
*5 34.996 11.06
6 -230.000 8.00 1.74397 44.85
7 -85.027 0.20
8 84.290 4.89 1.74397 44.85
9 -199.472 5.00
10 -74.412 1.30 1.48749 70.41
11 55.716 2.99 1.80100 34.96
12 131.420 (d12)
13 44.605 3.61 1.69680 55.52
14 108.329 0.20
15 38.431 6.09 1.69680 55.52
16 -159.242 0.20
17 116.847 1.30 1.62004 36.30
18 26.190 5.00
19 ∞ 6.56 開口絞りS
20 -23.170 2.29 1.76182 26.56
21 48.664 6.00 1.77250 49.60
*22 -61.350 1.40
23 298.511 6.00 1.72916 54.66
24 -39.601 0.20
25 -63.162 4.44 1.77250 49.61
26 -33.521 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 533.08
第2レンズ群 10 -142.23
第3レンズ群 13 43.02
【0108】
この第3実施例において、第5面、及び、第22面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表10に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0109】
(表10)
κ A4 A6 A8
第5面 -0.116100 -8.06560E-07 -1.69170E-09 -1.57780E-12
第22面 -17.884100 2.86500E-06 2.91840E-08 -3.77560E-11
【0110】
この第3実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d12、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表11に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0111】
(表11)
β 無限遠 -0.0333
d13 7.47 6.45
Bf 38.32 39.34
【0112】
次の表12に、この第3実施例における各条件式対応値を示す。
【0113】
(表12)
(1)|Dvr/Rvr|=0.482
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.472
(3)Np−Nn=0.314
(4)f/f2=-0.20
【0114】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0115】
この第3実施例の無限遠合焦状態の収差図を図9(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図10(a)に示す。また、第3実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図9(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図10(b)に示す。
【0116】
各収差図から明らかなように、第3実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0117】
〔第4実施例〕
図11は、本願の第4実施例に係る光学系SL4のレンズ構成を示す図である。この図11の光学系SL4において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL14と両凸形状の正レンズL15との接合レンズ、及び、両凸形状の正レンズL16から構成されている。
【0118】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズから構成されている。
【0119】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0120】
本第4実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第1レンズ群G1の両凸形状の正レンズL16における像面側のレンズ面(面番号10)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0121】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第4実施例においては、防振係数は0.290であり、焦点距離は24.70(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.04(mm)である。
【0122】
以下の表13に、この第4実施例の諸元の値を掲げる。
【0123】
(表13)第4実施例
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 83.7
像高 = 21.6
全長 =133.3
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 70.260 2.40 1.74100 52.67
2 28.526 11.93
3 8844.268 2.10 1.77250 49.60
4 50.722 0.20 1.55389 38.09
*5 41.921 12.50
6 298.509 2.27 1.75520 27.58
7 88.204 7.50 1.74397 44.85
8 -82.134 0.20
9 62.241 5.50 1.77250 49.61
10 -737.077 5.00
11 -96.957 1.30 1.58313 59.38
12 44.004 3.72 1.83400 37.16
13 128.781 (d13)
14 47.455 3.03 1.69680 55.52
15 90.837 0.20
16 33.070 5.62 1.68692 55.00
17 -440.765 0.20
18 66.442 1.30 1.63980 34.56
19 23.078 5.00
20 ∞ 8.45 開口絞りS
21 -20.977 1.30 1.78472 25.68
22 51.753 4.09 1.77250 49.60
*23 -48.262 1.07
24 362.304 5.96 1.74100 52.67
25 -34.691 0.20
26 -49.773 4.51 1.77250 49.61
27 -28.781 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 111.53
第2レンズ群 11 -147.13
第3レンズ群 14 42.48
【0124】
この第4実施例において、第5面、及び、第23面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表14に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0125】
(表14)
κ A4 A6 A8
第5面 0.041600 -3.01610E-06 -1.30950E-10 -1.50790E-12
第23面 -23.208700 -6.21040E-06 1.01630E-07 -1.81570E-10
【0126】
この第4実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d13、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表15に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0127】
(表15)
β 無限遠 -0.0333
d13 6.30 5.47
Bf 31.47 32.29
【0128】
次の表16に、この第4実施例における各条件式対応値を示す。
【0129】
(表16)
(1)|Dvr/Rvr|=0.577
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.038
(3)Np−Nn=0.251
(4)f/f2=-0.17
【0130】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0131】
この第4実施例の無限遠合焦状態の収差図を図12(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図13(a)に示す。また、第4実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図12(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図13(b)に示す。
【0132】
各収差図から明らかなように、第4実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0133】
〔第5実施例〕
図14は、本願の第5実施例に係る光学系SL5のレンズ構成を示す図である。この図14の光学系SL5において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、及び、両凸形状の正レンズL14から構成されている。
【0134】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズから構成されている。
【0135】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32、開口絞りS、両凹形状の負レンズL33と両凸形状の非球面正レンズL34との接合レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL35、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36から構成されている。
【0136】
本第5実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号8)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0137】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第5実施例においては、防振係数は0.272であり、焦点距離は28.08(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.26(mm)である。
【0138】
以下の表17に、この第5実施例の諸元の値を掲げる。
【0139】
(表17)第5実施例
f = 28.08
FNO = 1.84
2ω = 76.4
像高 = 21.6
全長 =124.5
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 69.946 2.40 1.74100 52.67
2 25.426 5.00
3 45.000 2.10 1.77250 49.60
4 26.915 0.20 1.55389 38.09
*5 23.566 13.79
6 57.582 4.75 1.90366 31.31
7 -391.763 4.00
8 -65.539 1.30 1.55857 45.21
9 56.097 3.60 1.74397 44.85
10 836.329 (d10)
11 49.880 6.47 1.74100 52.67
12 -37.637 1.30 2.00069 25.46
13 -61.930 11.01
14 ∞ 5.00 開口絞りS
15 -26.632 2.50 1.76182 26.56
16 69.109 5.84 1.77250 49.60
*17 -110.000 1.44
18 -148.037 3.02 1.72916 54.66
19 -44.972 0.20
20 -87.642 3.82 1.77250 49.60
21 -31.772 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 -169.53
第2レンズ群 8 -163.95
第3レンズ群 11 42.15
【0140】
この第5実施例において、第5面、及び、第17面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表18に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0141】
(表18)
κ A4 A6 A8
第5面 0.043300 8.68000E-07 -3.24000E-09 -2.56000E-12
第17面 3.855700 1.23000E-05 2.12000E-09 -1.65000E-11
【0142】
この第5実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d10、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表19に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0143】
(表19)
β 無限遠 -0.0333
d13 8.65 7.48
Bf 38.10 39.27
【0144】
次の表20に、この第5実施例における各条件式対応値を示す。
【0145】
(表20)
(1)|Dvr/Rvr|=0.553
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=1.144
(3)Np−Nn=0.185
(4)f/f2=-0.17
【0146】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0147】
この第5実施例の無限遠合焦状態の収差図を図15(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図16(a)に示す。また、第5実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図15(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図16(b)に示す。
【0148】
各収差図から明らかなように、第5実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0149】
〔第6実施例〕
図17は、本願の第6実施例に係る光学系SL6のレンズ構成を示す図である。この図17の光学系SL6において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL14、及び、両凸形状の正レンズL15から構成されている。
【0150】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL21と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22との接合レンズ、両凹形状の負レンズL23、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL24から構成されている。
【0151】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0152】
本第6実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL14における物体側のレンズ面(面番号6)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0153】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第6実施例においては、防振係数は0.290であり、焦点距離は29.0(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.22(mm)である。
【0154】
以下の表21に、この第6実施例の諸元の値を掲げる。
【0155】
(表21)第6実施例
f = 29.00
FNO = 1.45
2ω = 74.7
像高 = 21.6
全長 =134.1
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 58.989 2.40 1.74100 52.67
2 29.526 6.92
3 72.211 2.10 1.77250 49.60
4 38.041 0.20 1.55389 38.09
*5 35.056 12.50
6 -43.678 3.98 1.74400 44.78
7 -43.282 0.20
8 91.966 5.50 1.74806 50.00
9 -104.422 3.59
10 -55.000 2.51 1.48749 70.40
11 -41.353 1.50 1.51742 52.31
12 -63.431 0.20
13 -125.764 1.30 1.48749 70.40
14 41.948 0.33
15 43.787 3.35 1.83400 37.16
16 93.370 (d16)
17 40.425 4.23 1.69680 55.52
18 145.955 0.20
19 38.368 6.26 1.69680 55.52
20 -160.073 0.20
21 263.236 1.30 1.61266 44.46
22 26.332 5.00
23 ∞ 5.00 開口絞りS
24 -25.587 1.30 1.78472 25.68
25 43.936 5.35 1.77250 49.60
*26 -83.081 2.23
27 344.521 4.42 1.75500 52.31
28 -50.243 0.20
29 -102.612 4.73 1.77250 49.61
30 -33.734 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 874.69
第2レンズ群 10 -150.04
第3レンズ群 17 43.27
【0156】
この第6実施例において、第5面、及び、第26面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表22に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0157】
(表22)
κ A4 A6 A8
第5面 0.155400 2.09390E-07 -8.01120E-10 -1.97890E-12
第26面 -39.109400 5.05950E-06 2.86350E-08 -4.43890E-11
【0158】
この第6実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d16、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表23に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0159】
(表23)
β 無限遠 -0.0333
d16 9.74 8.70
Bf 37.32 38.36
【0160】
次の表24に、この第6実施例における各条件式対応値を示す。
【0161】
(表24)
(1)|Dvr/Rvr|=0.692
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.766
(3)Np−Nn=0.347
(4)f/f2=-0.19
【0162】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL24が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL23が対応する。
【0163】
この第6実施例の無限遠合焦状態の収差図を図18(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図19(a)に示す。また、第6実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図18(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図19(b)に示す。
【0164】
各収差図から明らかなように、第6実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0165】
〔第7実施例〕
図20は、本願の第7実施例に係る光学系SL7のレンズ構成を示す図である。この図20の光学系SL7において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL15との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16から構成されている。
【0166】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズで構成されている。
【0167】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状の正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33、開口絞りS、両凹形状の負レンズL34と両凸形状の非球面正レンズL35との接合レンズ、両凸形状の正レンズL36、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL37から構成されている。
【0168】
本第7実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)と、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号11)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0169】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第7実施例においては、防振係数は0.30であり、焦点距離は30.87(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.26(mm)である。
【0170】
以下の表25に、この第7実施例の諸元の値を掲げる。
【0171】
(表25)第7実施例
f = 30.87
FNO = 1.45
2ω = 71.3
像高 = 21.6
全長 =135.0
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 54.000 2.40 1.74100 52.67
2 30.057 11.01
3 296.733 2.10 1.77250 49.60
4 47.966 0.20 1.55389 38.09
*5 42.169 7.57
6 -26631.000 6.84 1.74400 44.78
7 -46.891 1.30 1.52599 53.31
8 -139.643 0.20
9 63.943 5.50 1.74806 50.00
10 5875.968 5.10
11 -80.793 1.30 1.48749 70.40
12 51.576 3.05 1.83400 37.16
13 111.029 (d13)
14 39.561 4.26 1.69680 55.52
15 122.864 0.20
16 38.831 6.04 1.69680 55.52
17 -152.489 0.20
18 214.322 1.45 1.61266 44.46
19 24.780 5.00
20 ∞ 5.07 開口絞りS
21 -23.877 1.30 1.78472 25.68
22 40.125 6.00 1.77250 49.60
*23 -68.316 2.73
24 270.446 6.00 1.75500 52.31
25 -43.519 0.20
26 -92.358 5.31 1.77250 49.61
27 -35.520 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 688.01
第2レンズ群 11 -146.58
第3レンズ群 14 43.20
【0172】
この第7実施例において、第5面、及び、第23面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表26に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0173】
(表26)
κ A4 A6 A8
第5面 -0.678900 -4.81790E-07 -9.78310E-10 1.73750E-13
第23面 -30.523200 1.70060E-06 4.19410E-08 -5.89620E-11
【0174】
この第7実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d13、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表27に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0175】
(表27)
β 無限遠 -0.0333
d13 6.39 5.28
Bf 38.32 39.43
【0176】
次の表28に、この第7実施例における各条件式対応値を示す。
【0177】
(表28)
(1)|Dvr/Rvr|=0.516
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=2.735
(3)Np−Nn=0.347
(4)f/f2=-0.21
【0178】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0179】
この第7実施例の無限遠合焦状態の収差図を図21(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図22(a)に示す。また、第7実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図21(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図22(b)に示す。
【0180】
各収差図から明らかなように、第7実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0181】
〔第8実施例〕
図23は、本願の第8実施例に係る光学系SL8のレンズ構成を示す図である。この図23の光学系SL8において、第1レンズ群G1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L11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL13との接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15から構成されている。
【0182】
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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22との接合レンズで構成されている。
【0183】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りS、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との接合レンズ、両凹形状の負レンズL33と両凸形状の非球面正レンズL34との接合レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL35、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL36から構成されている。
【0184】
本第8実施例では、第1レンズ群G1の負メニスカス形状の非球面負レンズL13における像面側のレンズ面(面番号5)と、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL22における像面側のレンズ面(面番号12)に後述する反射防止膜が形成されている。
【0185】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ぶれ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。第7実施例においては、防振係数は0.27であり、焦点距離は28.00(mm)であるので、0.70°の回転ぶれを補正するための第2レンズ群G2の移動量は1.26(mm)である。
【0186】
以下の表29に、この第8実施例の諸元の値を掲げる。
【0187】
(表29)第8実施例
f = 28.00
FNO = 1.84
2ω = 76.5
像高 = 21.6
全長 =124.5
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物面 ∞
1 100.000 2.40 1.74100 52.67
2 25.947 5.00
3 46.077 2.10 1.77250 49.60
4 28.597 0.20 1.55389 38.09
*5 23.872 9.01
6 87.112 3.61 1.90366 31.31
7 18648.952 0.20
8 58.326 3.81 1.90366 31.31
9 250.749 4.00
10 -70.091 1.30 1.60614 37.90
11 48.211 4.02 1.74397 44.85
12 986.837 (d12)
13 ∞ 0.10 開口絞りS
14 59.349 5.59 1.74100 52.67
15 -45.974 1.30 2.00069 25.46
16 -61.044 16.05
17 -25.065 2.50 1.84666 23.78
18 118.919 8.00 1.77250 49.60
*19 -71.765 1.23
20 -109.608 2.93 1.72916 54.66
21 -45.839 0.20
22 -156.670 4.67 1.80400 46.57
23 -32.339 (Bf)
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 -240.33
第2レンズ群 10 -152.94
第3レンズ群 13 41.75
【0188】
この第8実施例において、第5面、及び、第19面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表30に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径R、円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
【0189】
(表30)
κ A4 A6 A8
第5面 -0.105300 -1.44211E-06 -3.86598E-09 -6.08176E-13
第19面 3.354500 1.14404E-05 2.95647E-09 -8.75837E-12
【0190】
この第8実施例において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d12、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表31に、無限遠及び撮影倍率−0.0333倍での各焦点距離における可変間隔を示す。
【0191】
(表31)
β 無限遠 -0.0333
d12 8.08 7.28
Bf 38.20 39.26
【0192】
次の表32に、この第8実施例における各条件式対応値を示す。
【0193】
(表32)
(1)|Dvr/Rvr|=0.251
(2)(RL+Rs)/(RL−Rs)=1.103
(3)Np−Nn=0.138
(4)f/f2=-0.18
【0194】
なお、上記条件対応値において、第2レンズ群G2内の正レンズは正メニスカスレンズL22が対応し、また、この正レンズの第1面の物体側で最も近い負レンズは両凹形状の負レンズL21が対応する。
【0195】
この第8実施例の無限遠合焦状態の収差図を図24(a)に示し、中間焦点距離状態の収差図を図25(a)に示す。また、第8実施例の無限撮影状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図24(b)に示し、中間焦点距離状態において0.70°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のコマ収差図を図25(b)に示す。
【0196】
各収差図から明らかなように、第8実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【0197】
次に、本実施形態の各実施例に係る光学系SL1〜SL8(以後、まとめてSLという)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。
【0198】
図28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。
【0199】
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。
【0200】
このように、この反射防止膜101の第1層101a〜第6層101fまではドライプロセスである電子ビーム蒸着により形成され、最上層である第7層101gは、フッ酸/酢酸マグネシウム法で調製したゾル液を用いるウェットプロセスにより以下の手順で形成されている。まず、予めレンズ成膜面(上述の光学部材102の光学面)に真空蒸着装置を用いて第1層101aとなる酸化アルミニウム層、第2層101bとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層、第3層101cとなる酸化アルミニウム層、第4層101dとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層、第5層101eとなる酸化アルミニウム層、第6層101fとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層を順に形成する。そして、蒸着装置より光学部材102を取り出した後、フッ酸/酢酸マグネシウム法により調製したゾル液にシリコンアルコキシドを加えたものをスピンコート法により塗布することにより、第7層101gとなるフッ化マグネシウムとシリカの混合物からなる層を形成する。フッ酸/酢酸マグネシウム法によって調製される際の反応式を以下の式(b)に示す。
【0201】
2HF+Mg(CH3COO)2→MgF2+2CH3COOH …(b)
【0202】
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。
【0203】
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29に示す分光特性を用いて説明する。
【0204】
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33に示す条件で形成されている。ここで表33は、基準波長をλとし、基板の屈折率(光学部材)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33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。
【0205】
(表33)
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
【0206】
図29は、表33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。
【0207】
図29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33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29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ことがわかっている。
【0208】
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33と同様、以下の表34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。
【0209】
(表34)
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
【0210】
図30は、表34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30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34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30に示す分光特性とほぼ同等の特性を有することがわかっている。
【0211】
図31は、図30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30、図31には表34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。
【0212】
また比較のため、図32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32は、表34と同じ基板の屈折率1.52に以下の表35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33は、図32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。
【0213】
(表35)
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
【0214】
図29〜図31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32および図33で示される従来例の分光特性と比較すると、本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。
【0215】
次に、前述の第1実施例から第8実施例に、上記表33、表34に示す反射防止膜を適用した例について説明する。
【0216】
本第1実施例の光学系SL1において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表1に示すように、nd=1.74100であり、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21の屈折率は、nd=1.48749であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号11)に、基板の屈折率が1.46に対応する反射防止膜(表34参照)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。
【0217】
本第2実施例の光学系SL2において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表5に示すように、nd=1.74100であり、第1レンズ群G1の両凸形状の正レンズL16の屈折率は、nd=1.74806であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凸形状の正レンズL16における像面側(面番号10)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33参照)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。
【0218】
本第3実施例の光学系SL3において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表9に示すように、nd=1.74100であり、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21の屈折率は、nd=1.48749であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号10)に、基板の屈折率が1.46に対応する反射防止膜(表34参照)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。
【0219】
本第4実施例の光学系SL4において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表13に示すように、nd=1.74100であり、第1レンズ群G1の両凸形状の正レンズL16の屈折率は、nd=1.77250であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凸形状の正レンズL16における像面側のレンズ面(面番号10)に、基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜(表33参照)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。
【0220】
本第5実施例の光学系SL5において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表17に示すように、nd=1.74100であり、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21の屈折率は、nd=1.55857であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号8)に、基板の屈折率が1.52に対応する反射防止膜(表34参照)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。
【0221】
本第6実施例の光学系SL6において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表21に示すように、nd=1.74100であり、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL14の屈折率は、nd=1.74400であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、正メニスカスレンズL14における物体側のレンズ面(面番号6)に、基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜(表33参照)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。
【0222】
本第7実施例の光学系SL7において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の屈折率は、表25に示すように、nd=1.74100であり、第2レンズ群G2の両凹形状の負レンズL21の屈折率は、nd=1.48749であるため、負メニスカスレンズL11における像面側のレンズ面(面番号2)に基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜101(表33参照)を用い、両凹形状の負レンズL21における物体側のレンズ面(面番号11)に、基板の屈折率が1.46に対応する反射防止膜(表34参照)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。
【0223】
本第8実施例の光学系SL8において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL13の屈折率は、表29に示すように、nd=1.55389であり、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL22の屈折率は、nd=1.74397であるため、負メニスカスレンズL13における像面側のレンズ面(面番号5)に基板の屈折率が1.52に対応する反射防止膜101(表34参照)を用い、正メニスカスレンズL22における像面側のレンズ面(面番号12)に、基板の屈折率が1.74に対応する反射防止膜(表33参照)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。
【0224】
なお、上述の実施形態において、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。
【0225】
本実施形態では、3群構成の光学系SLを示したが、以上の構成条件等は、4群構成等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも1枚のレンズを有する部分を示す。
【0226】
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。この場合、合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モーター等の)モーター駆動にも適している。特に、前述したように第3レンズ群G3を合焦レンズ群とするのが好ましい。
【0227】
また、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群としてもよい。特に、第2レンズ群G2の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
【0228】
また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を妨げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に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構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)或いはプラスチックレンズとしても良い。
【0229】
また、各レンズ面には、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ために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。
【0230】
なお、本願を分かり易く説明するために実施形態の構成要件を付して説明したが、本願がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【0231】
以上のように、本発明によれば、ゴーストやフレアをより低減させ、防振性能に優れた光学系、この光学系を備えた光学機器、及び、光学系の製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【0232】
SL(SL1〜SL8) 光学系
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
S 開口絞り
1 デジタル一眼レフカメラ(光学機器)
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
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光軸方向に固定された第1レンズ群と、
前記第1レンズ群よりも像面側において、前記光軸方向に固定されるとともに前記光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置された負の屈折力を有する第2レンズ群と、
前記第2レンズ群よりも像面側に配置された正の屈折力を有する第3レンズ群と、
前記第2レンズ群よりも像面側に配置された開口絞りと、を有し、
前記第2レンズ群は、物体側の面が凸形状の正レンズを有し、
前記第1レンズ群および前記第2レンズ群における光学面のうち少なくとも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層含むことを特徴とする光学系
【請求項2】
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最も表面側の層であることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項3】
前記ウェットプロセスを用いて形成された層の屈折率をndとしたとき、ndは1.30以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学系。
【請求項4】
前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、開口絞り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3のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項5】
前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、像面側のレンズ面であることを特徴とする請求項4に記載の光学系。
【請求項6】
前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、物体側のレンズ面であることを特徴とする請求項4に記載の光学系。
【請求項7】
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3のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項8】
前記物体側から見て凹形状のレンズ面は、像面側のレンズ面であることを特徴とする請求項7に記載の光学系。
【請求項9】
前記物体側から見て凹形状のレンズ面は、物体側のレンズ面であることを特徴とする請求項7に記載の光学系。
【請求項10】
無限遠合焦時の前記開口絞りから前記正レンズの物体側の面までの距離をDvrとし、前記正レンズの前記物体側の面の曲率半径をRvrとしたとき、次式
0.15 < |Dvr/Rvr| < 1.20
の条件を満足することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項11】
前記正レンズの両面の曲率半径のうち、絶対値が小さい面の曲率半径をRsとし、前記正レンズの両面の曲率半径のうち、絶対値が大きい面の曲率半径をRLとしたとき、次式
0.8 < (RL+Rs)/(RL−Rs) < 7.0
の条件を満足することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項12】
前記開口絞りは、前記第3レンズ群内に配置されることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項13】
前記第2レンズ群は、前記正レンズよりも物体側に配置された負レンズを有し、
前記正レンズの媒質のd線に対する屈折率をNpとし、前記負レンズの媒質のd線に対する屈折率をNnとしたとき、次式
0.10 < Np−Nn <0.45
の条件を満足することを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項14】
無限遠合焦時の全系の合成焦点距離をfとし、前記第2レンズ群の焦点距離をf2としたとき、次式
−0.35 < f/f2 < −0.07
の条件を満足することを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項15】
前記第3レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、物体側に移動するように配置されていることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項16】
請求項1から15のいずれか1項に記載の光学系を有することを特徴とする光学機器。
【請求項17】
第1レンズ群を光軸方向に固定し、
前記第1レンズ群よりも像面側において、負の屈折力を有する第2レンズ群を前記光軸方向に固定するとともに前記光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置し、
前記第2レンズ群よりも像面側に正の屈折力を有する第3レンズ群を配置し、
前記第2レンズ群よりも像面側に開口絞りを配置し、
前記第2レンズ群は、物体側の面が凸形状の正レンズを有するように配置され、
前記第1レンズ群および前記第2レンズ群における光学面のうち少なくとも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層含むことを特徴とする光学系の製造方法。
【請求項1】
光軸方向に固定された第1レンズ群と、
前記第1レンズ群よりも像面側において、前記光軸方向に固定されるとともに前記光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置された負の屈折力を有する第2レンズ群と、
前記第2レンズ群よりも像面側に配置された正の屈折力を有する第3レンズ群と、
前記第2レンズ群よりも像面側に配置された開口絞りと、を有し、
前記第2レンズ群は、物体側の面が凸形状の正レンズを有し、
前記第1レンズ群および前記第2レンズ群における光学面のうち少なくとも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層含むことを特徴とする光学系
【請求項2】
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最も表面側の層であることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項3】
前記ウェットプロセスを用いて形成された層の屈折率をndとしたとき、ndは1.30以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学系。
【請求項4】
前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、開口絞り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3のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項5】
前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、像面側のレンズ面であることを特徴とする請求項4に記載の光学系。
【請求項6】
前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、物体側のレンズ面であることを特徴とする請求項4に記載の光学系。
【請求項7】
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3のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項8】
前記物体側から見て凹形状のレンズ面は、像面側のレンズ面であることを特徴とする請求項7に記載の光学系。
【請求項9】
前記物体側から見て凹形状のレンズ面は、物体側のレンズ面であることを特徴とする請求項7に記載の光学系。
【請求項10】
無限遠合焦時の前記開口絞りから前記正レンズの物体側の面までの距離をDvrとし、前記正レンズの前記物体側の面の曲率半径をRvrとしたとき、次式
0.15 < |Dvr/Rvr| < 1.20
の条件を満足することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項11】
前記正レンズの両面の曲率半径のうち、絶対値が小さい面の曲率半径をRsとし、前記正レンズの両面の曲率半径のうち、絶対値が大きい面の曲率半径をRLとしたとき、次式
0.8 < (RL+Rs)/(RL−Rs) < 7.0
の条件を満足することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項12】
前記開口絞りは、前記第3レンズ群内に配置されることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項13】
前記第2レンズ群は、前記正レンズよりも物体側に配置された負レンズを有し、
前記正レンズの媒質のd線に対する屈折率をNpとし、前記負レンズの媒質のd線に対する屈折率をNnとしたとき、次式
0.10 < Np−Nn <0.45
の条件を満足することを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項14】
無限遠合焦時の全系の合成焦点距離をfとし、前記第2レンズ群の焦点距離をf2としたとき、次式
−0.35 < f/f2 < −0.07
の条件を満足することを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項15】
前記第3レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、物体側に移動するように配置されていることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の光学系。
【請求項16】
請求項1から15のいずれか1項に記載の光学系を有することを特徴とする光学機器。
【請求項17】
第1レンズ群を光軸方向に固定し、
前記第1レンズ群よりも像面側において、負の屈折力を有する第2レンズ群を前記光軸方向に固定するとともに前記光軸と直交する方向の成分を持つように移動可能に配置し、
前記第2レンズ群よりも像面側に正の屈折力を有する第3レンズ群を配置し、
前記第2レンズ群よりも像面側に開口絞りを配置し、
前記第2レンズ群は、物体側の面が凸形状の正レンズを有するように配置され、
前記第1レンズ群および前記第2レンズ群における光学面のうち少なくとも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層含むことを特徴とする光学系の製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【公開番号】特開2013−7957(P2013−7957A)
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−141811(P2011−141811)
【出願日】平成23年6月27日(2011.6.27)
【出願人】(000004112)株式会社ニコン (12,601)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年6月27日(2011.6.27)
【出願人】(000004112)株式会社ニコン (12,601)
【Fターム(参考)】
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