JP2012047870A - 光学系及びそれを有する光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 フォーカスの際の色収差変動を良好に補正しつつ、かつレンズ面からの反射によるフレアやゴーストの発生を効果的に軽減することができる光学系を得ること。
【解決手段】 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、第２レンズ群からなり、該第１レンズ群は正の屈折力の第１ａレンズ群とフォーカスの際に光軸上を移動する負の屈折力の第１ｂレンズ群を有し、該第１ｂレンズ群は正の屈折力の第１ｂ正レンズと負の屈折力の第１ｂレンズ負レンズより構成され、該第１ｂ正レンズの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄｂｐ、θｇＦｂｐとするとき、
０．０２＜θｇＦｂｐ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄｂｐ＜０．１０
を満足し、該第１レンズ群と第２レンズ群には、いずれもウェットプロセスを用いて形成されたレンズ面が含まれること。
【選択図】 図１

Description

本発明は光学系及びそれを有する光学機器に関し、たとえば、銀塩カメラ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＴＶカメラ等の光学機器に好適なものである。

近年、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いられる撮影光学系の１つに、遠距離物体の撮影が容易で（撮影倍率が高く）、かつ全系が小型で、しかも高い光学性能を有する望遠型の撮影光学系（望遠レンズ）がある。望遠レンズは、遠距離物体を高倍率で撮影することが容易であるが、色収差の発生が多く特にフォーカスの際の色収差の変動が大きく、高い光学性能を得るのが難しい。光学系の色収差の発生を低減する方法として、レンズの光学材料に異常部分分散材料を用いる方法が一般的に良く知られている（特許文献１参照）。

特許文献１には、レンズに蛍石などの異常部分分散特性を持った材料を用いて色収差を低減した望遠レンズが開示されている。望遠レンズでは、絞りより像側の光学部位（レンズ群）に比較的、曲率半径の近い複数のレンズ面が配置されることが多い。曲率半径の近いレンズ面が複数面配置された光学系では、入射した光線が１つのレンズ面で反射して、他の反射面で反射した際に像面に到達して、フレアやゴーストとなり、撮影した画像の品位を低下させることがある。

従来から、多くの光学系ではガラスやプラスチックなどからなるレンズの表面には、入射光の反射による光量損失を低減させるために、反射防止膜を設けるなどの対策を行っている。例えば、可視光に対する反射防止膜としては、誘電体薄膜を複数層積層した多層膜（いわゆるマルチコート）が知られている。この多層膜は、レンズ表面に、金属酸化物や弗化物などを真空蒸着などの方法で形成するのが一般的である。レンズ面での反射によるゴースト光の発生を広い波長域で軽減した光学系が知られている（特許文献２）。

特許文献２では、ゴーストの発生原因となる２つのレンズ面に、互いに相補する関係の反射防止特性を有する反射防止コートを施した光学系が開示されている。またレンズ面での反射防止構造として、可視域（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の波長以下の微細凹凸構造体をレンズ面に形成し、広い波長域にわたり入射角度特性の良い反射防止を行った光学系が知られている（特許文献３）。

特開平１１−１１９０９２号公報 特開平５−３２３２２６号公報 特開２００５−６２５２５号公報

蛍石などの低分散材料を使った望遠レンズにおいて、レンズ全長を長め（焦点距離と同程度）に設定した場合には、色収差を含め諸収差の補正が比較的容易である。しかし望遠レンズにおいて、レンズ全長を短縮するためには低分散材料からなるレンズの屈折力を大きくする必要がある。一般にレンズの屈折力を強くするためにレンズ面の曲率を大きくする（曲率半径を小さくする）と、球面収差、コマ収差、非点収差など、諸収差が急激に増大してくる。

また望遠レンズにおいて、色収差をはじめとする諸収差を良好に補正するためには、有効径の大きな前玉レンズに異常部分分散性を有し、かつ低分散な光学材料を用いるのが有効である。しかしながらこのようにすると全系が大型化し、また重量も増加してくる。また望遠レンズでは前玉レンズ群が大型で、高重量となるため前玉レンズ群でフォーカスをせず、レンズ群中の一部のレンズ群でフォーカスをするインナーフォーカス方式を用いる場合が多い。

インナーフォーカス方式で用いるレンズ群は比較的小型軽量であるため、高速フォーカスが容易である。しかしながらインナーフォーカス方式を採用すると、フォーカスの際に収差変動、特に色収差の変動が多くなり、これを補正するのが困難になってくる。また高い光学性能を得るために、諸収差を低減しつつ、フレアやゴーストなどの不要光の発生を防ぐためには、ゴーストの発生原因となるレンズ面を選定し、これらのレンズ面に適切なる構成の反射防止膜を施すことが重要になってくる。

しかしながら、一般に複数のレンズ面のうちからゴーストの発生原因となるレンズ面を選定し、これらのレンズ面に反射防止膜を施してこれらのレンズ面から生ずるゴーストを防止するのは大変難しい。また可視域の波長以下の微細凹凸構造体をレンズ面に形成し、反射防止を行うには微細凹凸構造体を光路中の適切なるレンズ面に施すことが重要になってくる。単に可視域の波長以下の微細凹凸構造体をレンズ面に施しても可視域全域にわたり、入射角度特性の良い反射防止効果を得るのが難しい。

本発明はフォーカスの際の色収差変動を良好に補正しつつ、かつレンズ面からの反射によるフレアやゴーストの発生を効果的に軽減することができる光学系及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。

本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、第２レンズ群からなり、該第１レンズ群は正の屈折力の第１ａレンズ群とフォーカスの際に光軸上を移動する負の屈折力の第１ｂレンズ群を有し、該第１ｂレンズ群は正の屈折力の第１ｂ正レンズと負の屈折力の第１ｂ負レンズより構成され、該第１ｂ正レンズの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄｂｐ、θｇＦｂｐとするとき、
０．０２＜θｇＦｂｐ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄｂｐ＜０．１０
を満足し、該第１レンズ群と第２レンズ群には、いずれも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層含んだ反射防止膜が形成されたレンズ面が含まれることを特徴としている。

本発明によれば、フォーカスの際の色収差変動を良好に補正しつつ、かつレンズ面からの反射によるフレアやゴーストの発生を効果的に軽減することができる光学系が得られる。

本発明の実施例１の光学系のレンズ断面図 本発明の実施例１の光学系の無限遠物体に合焦したときの収差図 本発明の実施例２の光学系のレンズ断面図 本発明の実施例２の光学系の無限遠物体に合焦したときの収差図 本発明に用いる反射防止膜の模式断面図 本発明に用いる反射防止膜の屈折率プロファイル 本発明に用いる反射防止膜の反射率特性 一般的な誘電体多層膜による反射防止膜の反射率特性（比較例） 本発明の光学機器の要部概略図 平均ピッチの説明図

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、第２レンズ群からなっている。第１レンズ群は正の屈折力の第１ａレンズ群とフォーカスの際に光軸上を移動する負の屈折力の第１ｂレンズ群を有している。

次に本発明の各実施例について説明する。図１は本発明の光学系の実施例１のレンズ断面図である。図２は実施例１の光学系において無限遠物体にフォーカスを合わせたときの諸収差図である。図３は本発明の光学系の実施例２のレンズ断面図である。図４は実施例２において無限遠物体にフォーカスを合わせたときの諸収差図である。

各実施例の光学系は望遠タイプ（テレタイプ)より成っている。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で右方が像側（後方）である。OLは光学系、L1は正の屈折力の第１レンズ群、SPは開放ナンバーの光束を規制するＦｎｏ絞り（開口絞り）である。L2は第２レンズ群である。L1ａは正の屈折力の第１aレンズ群、L1bはフォーカスの際に光軸上を移動する負の屈折力の第１bレンズ群である。

ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。球面収差において実線はｄ線、２点鎖線はｇ線、点線はＣ線である。非点収差図において点線はｄ線のメリジオナル像面、実線はｄ線のサジタル像面を表している。倍率色収差はｇ線で表わしている。

各実施例の光学系は、デジタルカメラ・ビデオカメラ、銀塩フィルム用カメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。この他各実施例の光学系は、望遠鏡、双眼鏡の観察装置、プロジェクター等の光学機器に用いられるものである。

各実施例において、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂは正の屈折力の第１ｂ正レンズと負の屈折力の第１ｂ負レンズを有している。第１ｂ正レンズの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄｂｐ、θｇＦｂｐとする。このとき、
０．０２＜θｇＦｂｐ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄｂｐ＜０．１０
・・・（１）
を満足している。そして第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２には、いずれも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層含んだ反射防止膜が形成されたレンズ面が含まれている。

なお、本実施例の光学系に用いるレンズの材料の部分分散比とアッベ数は次の通りである。フラウンフォーファ線のｇ線(波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ）、ｄ線(波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとする。アッベ数νｄ、ｇ線とＦ線に関する部分分散比θgFは次の通りである。

νd＝（Nd−１）／（NF−NC）
θgF＝（Ng−NF）／（NF−NC）
条件式（１）は、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂ内の第１ｂ正レンズに、ｇ線付近での異常部分分散性が正の大きな値を有する光学材料を使用する、というものである。望遠系の光学系では、絞りＳＰより物体側に異常部分分散性が正の高い値を持つ光学材料を使用することで、軸上色収差および倍率色収差の低減を図ることができる。また、条件式（１）を満たす構成としたことで、第１ａレンズ群Ｌ１ａの色収差の補正の負担が軽減され、第１レンズ群Ｌ１内の正レンズの屈折力を小さくすることができ、これによりレンズ全長の短縮化および軽量化を図っている。

条件式（１）の上限値０．１０を超えると、色収差の補正が過剰になってしまう。また下限値の０．０２を下回ると色収差の補正が不足してしまい、それぞれ収差が悪化するので良くない。さらなる収差の低減の観点から、条件式（１）は、
０．０２＜θｇＦｂｐ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄｂｐ＜０．０４
・・・（１ａ）
の範囲に設定するとさらに良い。

各実施例において第１レンズ群Ｌ１は２つ以上のレンズ群を有していても良い。また第１ｂレンズ群Ｌ１ｂは２以上のレンズを有していても良い。各実施例において、更に好ましくは次の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。第１ａレンズ群Ｌ１ａは正の屈折力の第１ａ正レンズを有し、第１ａ正レンズの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄａｐ、θｇＦａｐとする。第１レンズ群Ｌ１に含まれる負レンズのうちの最も物体側の第１ｎ負レンズは材料の比重をＳＧ１ｎとする
第１ｎ負レンズは材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄ１ｎ、θｇＦ１ｎとする。光学系において最も物体側の第１レンズの焦点距離をｆＧ１、第１レンズから第１レンズに隣接する第２レンズまでの空気間隔をｄ２とする。このとき以下の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。

νｄｂｐ＜２３ ・・・（２）
７０＜νｄａｐ ・・・（３）
０．０２＜θｇＦａｐ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄａｐ ・・・（４）
２．４０＜ＳＧ１ｎ＜４．７５ ・・・（５）
θｇＦ１ｎ−０．６４３８＋０．００１６８２×νｄ１ｎ＜０ ・・・（６）
５＜ｆＧ１／ｄ２＜２０ ・・・（７）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。

各実施例において第１ｂレンズ群Ｌ１ｂは負の屈折力を有するレンズ群であるので、レンズ群内の色消しを良好に行うには、第１ｂ正レンズは高分散の材料を用いた方が良い。このため、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂ内において、条件式（１）を満たす第１ｂ正レンズが同時に条件式（２）を満足するのが色収差を補正するのに好ましい。

さらに好ましくは、条件式（２）の数値範囲を
１８＜νｄｂｐ＜２３ ・・・（２ａ）
に設定するのが良い。こうすることで、フォーカシングの際の色収差の変動を小さくすることができる。第１ａレンズ群Ｌ１ａは正の屈折力を有するレンズ群であるため、第１ａ正レンズに異常部分分散性が高く、かつ低分散な光学材料を使用することで、軸上色収差、倍率色収差を良好に改善することができる。このため、第１ａレンズ群Ｌ１ａ内の少なくとも１枚の第１ａ正レンズの材料は、条件式（３）、（４）を満足するのが良い。さらに好ましくは、条件式（３）、（４）の数値範囲を
９０＜νｄａｐ ・・・（３ａ）
０．０４＜θｇＦａｐ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄａｐ・・・（４ａ）
に設定するのが良い。

光学系の焦点距離が長くなるのに伴い、光学系全体の重量に対する、最も物体側に位置する第１ｎ負レンズの重量の比率が増加する傾向にある。このため、第１レンズ群Ｌ１内に含まれる負レンズのうち最も物体側に位置する第１ｎ負レンズの光学材料の比重ＳＧ１ｎは条件式（５）を満足するのが良い。第１ｎ負レンズの材料の比重が条件式（５）を満たすように選定すると、重量の増加を抑制することができる。

一般に、２次の色消しを考えるときは正レンズに用いる光学材料の部分分散と、負レンズに用いる光学材料の部分分散との差が大きいほど効果が大きくなる。そこで、第１レンズ群Ｌ１内の負レンズのうち最も物体側の第１ｎ負レンズには、条件式（６）を満足する材料を用いるのが良い。また、最も物体側の第１レンズの焦点距離をｆＧ１、第１レンズと物体側から数えて第２番目の第２レンズとの空気間隔ｄ２との比が条件式（７）を満足するのが良い。

条件式（７）の上限値を超えると、第２レンズの有効径が大型化して、重量が増加してくる。また、下限値を下回ると、第２レンズによる諸収差（特に軸上色収差と球面収差）の補正能力が低くなり、光学性能が低下してくるので良くない。条件式（７）はさらに好ましくは、
６＜ｆＧ１／ｄ２＜１４ ・・・（７ａ）
の範囲に設定するのが良い。

以上条件式（２）〜（７）の少なくとも１つを満たすように光学系を設定することで、レンズ全長の短縮化および軽量化を達成し、かつ諸収差の抑制された高い光学性能が得られる。各実施例の光学系では、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２における光学面のうち少なくとも１つの光学面には、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層含んだ反射防止膜が形成されている。

反射防止膜は、最表層に使用される薄膜の屈折率が低いほど入射角度特性や波長帯域特性に優れた高性能な反射防止膜が得られることが知られている。一般的な蒸着法では、弗化マグネシウムの屈折率（1.38程度）よりも低い屈折率の誘電体薄膜の成膜が困難である。しかし、ウェットコート法ではより密度の低い膜の形成が可能であることから、屈折率1.38よりも低い屈折率の薄膜の形成が容易となる。その結果、高い反射防止作用が得られる。

また、誘電体多層膜や特開2005-284040号公報に記載されたような、均質材料からなる薄膜を複数層積層したものとは異なる反射防止手段として、ピッチが可視域の波長以下の微細凹凸形状を用いた反射防止構造体が有効である。この方法では、空間占有率が連続的に変化するような形状（例えばピラミッドのような形状）とすることで、擬似的に屈折率が連続的に変化する膜と等価になるため、非常に優れた入射角度特性および波長帯域特性が得られる。

製法の一例としては、酸化アルミニウムを含有するゾル液をウェットプロセスで塗工し、乾燥・焼結する。続いて、得られた膜を温水に浸漬すると平均ピッチが400nm以下で、200nm以上の厚さに渡って空間占有率が連続的に変化する構造を形成することができる（例えば、特開2005-234447号公報を参照）。各実施例の光学系は、光学面の少なくとも１面に低屈折率膜あるいは微細凹凸形状からなる反射防止構造体をウェットプロセスを用いて形成している。これによって、フレアやゴーストの発生を抑制した高品位な光学系を実現している。

実施例１、２において第１ａレンズ群Ｌ１ａは、物体側から像側へ順に、以下、屈折力が正の第１レンズ、正の第２レンズ、負の第３レンズ、正の第４レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第５レンズから構成されている。第１ｂレンズ群Ｌ１ｂは、物体側から順に、以下、屈折力が正の第６レンズと負の第７レンズを接合した接合レンズから構成されている。第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、以下、屈折力が負の第８レンズと正の第９レンズを接合した接合レンズ、正の第１０レンズと負の第１１レンズを接合した接合レンズ、負の第１２レンズより構成されている。更に正の第１３レンズ、正の第１４レンズと負の第１５レンズを接合した接合レンズで構成されている。

本実施例において、フォーカシングは第１ｂレンズ群Ｌ１ｂを光軸方向に移動することで行っている。また、第２レンズ群Ｌ２内の一部のレンズ群を光軸に対して垂直方向に動かすことで撮影時の手ぶれなどによる像のズレを防止するようにしている。実施例１、実施例２ともに条件式（１）〜(７)を満たすように光学材料を選定したことで、レンズ全長の短縮化および軽量化を達成し、かつ諸収差の抑制された高い結像性能を達成している。

各実施例の光学系ＯＬは、レンズ面の曲率半径をｒ、光学系の焦点距離をｆとする。このとき、
｜ｒ｜／ｆ＜０．５
なる条件を満足するレンズ面が光路上５つ以上連続して配置された第１光学部位を有している。そしてこの第１光学部位には反射防止膜が施されたレンズ面が少なくとも１つ含まれる。実施例１、２では第１８レンズ面から第２２レンズ面が該当する。

第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズを接合した接合レンズと、１つの負レンズが光路上連続して配列した第２光学部位を有している。そして第２光学部位に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層含んだ反射防止膜が施されたレンズ面が少なくとも１つ含まれる。

第２レンズ群Ｌ２中の１つの負レンズのレンズ面には、反射防止膜が施されている。そして反射防止膜が施されたレンズ面の曲率半径の符号は接合レンズの接合レンズ面と曲率半径の符号と同じである。実施例１、２においてこの負レンズのレンズ面は後述する数値実施例において第２１レンズ面、接合レンズの接合レンズ面は第１９レンズ面に該当する。

次に、実施例１および実施例２の光学系に用いられる、ウェットプロセスを用いて形成された層を含む反射防止膜について説明する。本実施例においてウェットプロセスを用いて形成された層は、反射防止膜の最表面を形成し、アルミニウム又は酸化アルミニウムを含有し、平均ピッチが４００ｎｍ以下の複数の微細凹凸構造を有している。ここで平均ピッチとは次のとおりである。

使用波長が単波長ではなく、ある範囲にわたっているのであれば、平均ピッチを使用波長範囲の最短波長以下とすればよく、ここでは可視域の場合を適用し、平均ピッチを４００ｎｍ以下としている。これは、使用波長の最短波長よりも大きな平均ピッチを用いると、回折や散乱による有害光が発生してしまうためである。

ここで、平均ピッチについて、図１０を用いて説明する。図１０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、使用波長以下の微細凹凸構造体を上から見た図である。微細凹凸形状は、模式的に丸としている。図１０（ａ）は、微細凹凸が三角格子状に周期的に配列している例を示している。この場合、平均ピッチは、一つの微細凹凸と隣接する微細凹凸の間隔と等しい。図１０（ｂ）は、微細凹凸が非周期的に配列している例を示している。

このような場合、平均ピッチは、
（１）一つの微細凹凸から近い順に６つの微細凹凸を選定し、その間隔の平均値を算出し、
（２）すべての微細凹凸に関して（１）を算出し、その平均値を算出する、などの方法で定義すればよい。ただし、光学面に設けられたすべての微細凹凸構造に対して測定することは実質困難なので、光学面の一箇所あるいは数箇所を走査型電子顕微鏡などで観察し、ある領域内で計算した値で代用してもよい。そして波長５５０ｎｍでの屈折率が１．４５以下の膜である。

実施例１および実施例２の光学系では、第２レンズ群Ｌ２の第18レンズ面から第22レンズ面（以下単に「第ｉ面」と称する。）にかけて曲率半径が近いレンズ面が隣接して配置されている。そのため、入射した光線がレンズ面で反射した後、再度反射した際に像面に到達しやすく、通常の誘電体多層膜からなる反射防止膜ではフレアやゴーストなどの有害光の発生を防止することが困難な構成となっている。そこで、図１、図３の光学系のレンズ断面図に示した第18面、第20面、第21面、第22面に図５に示したような、ウェットプロセスを用いて形成された平均ピッチが400nm以下の微細凹凸形状からなる反射防止膜を形成している。

以下に図５に示した反射防止膜の製法の一例を示す。最表面に設けた、微細凹凸形状は、次のようにすれば形成することができる。ステップ（1）ゾル−ゲル法を用いて酸化アルミニウムを含有する溶液をレンズ表面に塗布して皮膜を形成し、乾燥・焼結する。ステップ（2）続いて得られた皮膜を温水に浸漬し、微細凹凸形状を発現させる。微細凹凸形状の厚さは、はじめに塗布した皮膜の厚さや温水に浸漬する時間などで調整することができる。実施例１および実施例２では、厚さが220nmになるように調整した。

得られた微細凹凸形状の屈折率を、分光エリプソメトリーを用いて解析したところ図６に示すように厚さが220nmに渡って波長５５０ｎｍで屈折率が1.4から1.0に連続的に変化する構造となっていることが分かった。上述のレンズ（第18面、第20面、第21面、第22面）の材料は屈折率が1.713〜1.883と高いため、図５、図６に模式的に示したように、微細凹凸形状102とレンズ101の間に中間層103を導入したことで性能向上を達成している。

実施例１、実施例２の各レンズ（第18面、第20面、第21面、第22面）ごとの中間層の屈折率と膜厚を表１に示す。中間層は所望の屈折率と膜厚を満たせば、製法は限定されない。誘電体を真空蒸着などで成膜するドライプロセスを用いてもよいし、ウェットプロセスを用いても良い。ウェットプロセスの場合では、例えばゾル−ゲル法を用いて、シリカ（SiO₂）とチタニア（TiO₂）を含有する溶液をレンズ表面に塗布する方法を用いることができる。この方法によれば、シリカとチタニアの混合比を変えることで容易に所望の屈折率を実現できる。

一例として、実施例１の第21面に形成した反射防止膜の屈折率構造を図６に、反射率特性を図７に示す。それ以外の面については記載しないが。表１に記載した膜構成にすることで、ほぼ同等の反射率特性が実現できる。比較のために、同じく実施例１の第21面に、一般的な蒸着法で形成した6層からなる誘電体多層膜による反射防止膜の反射率特性を図８示す。

図７と図８を比較して分かるように、本発明に用いたウェットプロセスを用いて形成した反射防止膜は、反射率が絶対値として低いだけでなく、波長帯域特性、入射角度特性ともに非常に優れた反射防止性能を実現している。そのため本発明の光学系は、フレアやゴーストなどの発生を抑制した高品位な光学系を実現している。

また、実施例１、実施例２ともに４面にウェットプロセスを用いて形成した反射防止膜を設けたが、本発明はこれに限定されることは無く、少なくとも１面に設けることでゴースト抑制の効果が得られる。例えば、１面だけにウェットプロセスを用いた反射防止膜を設ける際は、本実施例の光学系の場合は第21面に設けるのがよい。これは、第19面が接合レンズ面であるために反射防膜の設計自由度が乏しく、大きな反射光が発生してしまうこと、また、同面は第21面と曲率の符号が同じであるためにゴーストを発生させる組み合わせになりやすいためである。

さらに、本実施例では第２レンズ群のレンズに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層含む反射防止膜を設けたが、本発明はこれに限定されること無く、第１aレンズ群Ｌ１ａ、第１ｂレンズ群Ｌ１ｂのレンズ面に適用しても良い。また本実施例では微細凹凸形状を有する反射防止膜の例を示したが、これに限定されるものではなく、均質な低屈折率膜をウェットプロセスで最表層に設けた反射防止膜であっても良い。

以上のように各実施例の光学系では、光学材料を適切に選択することにより、フォーカスの際の色収差の変動を良好に補正している。そして、ウェットプロセスを用いた高性能な反射防止膜を光学系の少なくとも１面に形成したことでフレアやゴーストなどの有害光の発生をも効果的に抑制している。

次に、本発明の光学系OLを用いた一眼レフカメラシステム(光学機器)の実施例を図９を用いて説明する。

図９において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明による光学系を搭載した交換レンズである。１２は交換レンズ１１を通して得られる被写体像を記録するフィルムや撮像素子等の記録手段、１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系である。１４は交換レンズ１１からの被写体像を受光する記録手段１２とファインダー光学系１３に切替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。

このように本発明の撮影光学系を一眼レフカメラ交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置が実現できる。尚、本発明はクイックリターンミラーのないＳＬＲ（Single Lens Reflex）カメラにも同様に適用することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

以下、実施例１、２に対応する数値実施例１、２について具体的な数値データを示す。各数値実施例において、ｉは物体側から数えた順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の軸上間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の媒質の屈折率、アッベ数を示す。θｇＦｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の媒質の部分分散比であり、一部のレンズのみについて示している。また比重についても一部のレンズのみについて示している。

ＢＦはバックフォーカスである。各数値実施例において最終の２つの光学面はフェースプレートやフィルター等のガラスブロックである。また前述の条件式(１)乃至(7)と各数値実施例における諸数値との関係を表２に示す。表２については各請求項において示したレンズとの対応関係についても示している。

［数値実施例１］
レンズデータ（rおよびdの単位：mm）
面番号 r d nd νd θgF 比重
1 285.181 10.70 1.48749 70.2 0.530
2 -365.280 45.00
3 77.200 19.00 1.43387 95.1 0.537
4 -201.628 0.12
5 -211.919 3.10 1.65412 39.7 0.574 3.02
6 185.490 0.74
7 68.270 9.50 1.43387 95.1 0.537
8 241.309 4.51
9 49.323 5.00 1.51633 64.1
10 36.974 18.45
11 -366.928 4.05 1.92286 18.9 0.649
12 -98.774 2.40 1.74950 35.3
13 101.913 29.58
14 (絞り) ∞ 5.56
15 153.525 1.33 1.84666 23.8
16 52.297 5.67 1.65160 58.5
17 -178.690 10.22
18 80.489 3.59 1.84666 23.8
19 -117.581 1.80 1.72916 54.7
20 38.409 5.45
21 -114.990 1.70 1.83400 37.2
22 105.792 4.62
23 83.144 3.75 1.80518 25.4
24 -362.882 3.23
25 118.635 5.83 1.74950 35.3
26 -68.316 1.61 1.92286 18.9
27 -658.596 6.39
28 ∞ 2.00 1.51633 64.1
29 ∞ 59.36
像面 ∞

各データ
焦点距離 294.99mm
Fナンバー 2.9
画角 4.19°
像高 21.64mm
レンズ全長 274.25mm
BF 59.36mm

［数値実施例２］
レンズデータ（rおよびdの単位：mm）
面番号 r d nd νd θgF 比重
1 251.287 16.40 1.48749 70.2 0.530
2 -569.439 47.74
3 134.398 21.28 1.43387 95.1 0.537
4 -239.479 0.24
5 -237.555 4.00 1.61340 44.3 0.563 3.29
6 178.770 17.18
7 76.688 14.20 1.43387 95.1 0.537
8 318.525 1.03
9 60.263 6.00 1.51633 64.1
10 47.352 22.04
11 -1630.821 4.00 1.92286 18.9 0.649
12 -301.810 3.20 1.65412 39.7
13 149.471 45.57
14 (絞り) ∞ 8.36
15 327.772 2.18 1.72047 34.7
16 40.638 10.87 1.72916 54.7
17 -927.465 10.02
18 103.249 5.93 1.84666 23.8
19 -133.810 1.71 1.71300 53.9
20 45.777 5.62
21 -155.221 1.67 1.88300 40.8
22 121.068 6.32
23 137.098 3.35 1.74950 35.3
24 -256.865 5.53
25 85.030 7.34 1.65412 39.7
26 -133.787 2.00 1.92286 18.9
27-3193.452 21.53
28 ∞ 2.20 1.51633 64.1
29 ∞ 67.53
像面 ∞

各データ
焦点距離 390.06mm
Fナンバー 2.90
画角 3.17°
像高 21.64mm
レンズ全長 365.05mm
BF 39.00mm

Ｌ１ 第１レンズ群、Ｌ２ 第２レンズ群、Ｌ１ａ 第１ａレンズ群、Ｌ１ｂ 第１ｂレンズ群、ＳＰ 絞り

Claims (13)

1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、第２レンズ群からなり、該第１レンズ群は正の屈折力の第１ａレンズ群とフォーカスの際に光軸上を移動する負の屈折力の第１ｂレンズ群を有し、該第１ｂレンズ群は正の屈折力の第１ｂ正レンズと負の屈折力の第１ｂ負レンズより構成され、該第１ｂ正レンズの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄｂｐ、θｇＦｂｐとするとき、
   ０．０２＜θｇＦｂｐ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄｂｐ＜０．１０
   を満足し、該第１レンズ群と第２レンズ群には、いずれも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層含んだ反射防止膜が形成されたレンズ面が含まれることを特徴とする光学系。
2. 前記第１ｂ正レンズの材料は、
   νｄｂｐ＜２３
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
3. 前記第１ａレンズ群は正の屈折力の第１ａ正レンズを有し、該第１ａ正レンズの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄａｐ、θｇＦａｐとするとき、
   ７０＜νｄａｐ
   ０．０２＜θｇＦａｐ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄａｐ
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。
4. 前記光学系は、レンズ面の曲率半径をｒ、該光学系の焦点距離をｆとするとき、
   ｜ｒ｜／ｆ＜０．５
   なる条件を満足するレンズ面が光路上５つ以上連続して配置された第１光学部位を有し、該第１光学部位には前記反射防止膜が施されたレンズ面が少なくとも１つ含まれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
5. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズを接合した接合レンズと、１つの負レンズが光路上連続して配列した第２光学部位を有し、該第２光学部位には前記反射防止膜が施されたレンズ面が少なくとも１つ含まれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系。
6. 前記１つの負レンズのレンズ面には、前記反射防止膜が施されており、該反射防止膜が施されたレンズ面の曲率半径の符号は前記接合レンズの接合レンズ面と曲率半径の符号と同じであることを特徴とする請求項５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は、反射防止膜の最表面を形成し、アルミニウム又は酸化アルミニウムを含有し、平均ピッチが４００ｎｍ以下の複数の微細凹凸構造を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学系。
8. 前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、反射防止膜の最表面を形成し、波長５５０ｎｍでの屈折率が１．４５以下の膜であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学系。
9. 前記第１レンズ群に含まれる負レンズのうちの最も物体側の第１ｎ負レンズは材料の比重をＳＧ１ｎとするとき、
   ２．４０＜ＳＧ１ｎ＜４．７５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学系。
10. 前記第１ｎ負レンズは材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄ１ｎ、θｇＦ１ｎとするとき、
    θｇＦ１ｎ−０．６４３８＋０．００１６８２×νｄ１ｎ＜０
    なる条件を満足することを特徴とする請求項９に記載の光学系。
11. 前記光学系において最も物体側の第１レンズの焦点距離をｆＧ１、該第１レンズから該第１レンズに隣接する第２レンズまでの空気間隔をｄ２とするとき、
    ５＜ｆＧ１／ｄ２＜２０
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学系。
12. 前記光学系は、撮像光学系であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光学系。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学系を有していることを特徴とする光学機器。