JP2001350091A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JP2001350091A
JP2001350091A JP2000174230A JP2000174230A JP2001350091A JP 2001350091 A JP2001350091 A JP 2001350091A JP 2000174230 A JP2000174230 A JP 2000174230A JP 2000174230 A JP2000174230 A JP 2000174230A JP 2001350091 A JP2001350091 A JP 2001350091A
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lens
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Yuji Miyauchi
裕司 宮内
Tetsuei Takeyama
哲英 武山
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144113Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-++

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Abstract

(57)【要約】 【課題】高画素数又は小さな画素を有する電子撮像素子
に対応する画質と、小型化及び低コスト化とを同時に達
成することができるズームレンズを提供する。 【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第1
群G1と、負の屈折力を有する第2群G2と、正の屈折
力を有する第3群G3と、正の屈折力を有する第4群G
4との4つの群を有し、変倍時に少なくとも第2群G2
と第4群G4とが光軸上を移動するズームレンズにおい
て、第3群G3を、3枚の正レンズG31,G32,G
33と、最も像側に配置された1枚の負レンズG34と
を含めて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ズームレンズに関
し、特に、カムコーダーやデジタルカメラ等の電子撮像
手段を用いたカメラ用の小型、高画質で、低コストなズ
ームレンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、変倍比が3倍程度で民生用に小型
化、低コスト化が図られたズームレンズとしては、特開
平11−258507号に記載のズームレンズが知られ
ている。このズームレンズは、物体側から順に、正の屈
折力を有する変倍時に固定の第1群と、負の屈折力を有
し変倍時に広角端から望遠端にかけて物体側から像面側
に移動する第2群と、正の屈折力を有し変倍時に広角端
から望遠端にかけて像面側から物体側に移動する第3群
と、正の屈折力を有する変倍時に可動の第4群とを有し
ており、第2群と第3群とで変倍作用を負担させること
により小型化を達成している。また、変倍比が6倍から
10倍程度で、第3群が変倍時に固定されているズーム
レンズとしては、特開平8−320434号、特開平8
−271787号、特開平4−43311号に記載のズ
ームレンズが知られている。さらに、変倍比が20倍程
度のズームレンズとしては、第3群の動きを複雑化した
特開平8−82743号に記載のズームレンズが知られ
ている。
【0003】近年、電子撮像素子の高画素化が進み、撮
像光学系には、小型化、低コスト化とともに、高画質化
が求められている。この高画質化には、コントラストや
解像度をあげることも含まれ、そのために、色収差や、
撮影距離範囲全域について考慮することが求められる。
又、周辺光量を確保し、かつ、それに相応してF値を明
るくすることが求められる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のズーム
レンズは、特に電子撮像素子の画素数が200万画素を
超えるものや、画素ピッチが3.8μmを下回る電子撮
像素子に対応した画質を十分に達成しているとは言えな
いか、又は、小型化や生産性を含めた低コスト化を達成
しているとは言えなかった。
【0005】そこで、本発明は、高画素数又は小さな画
素を有する電子撮像素子に対応する画質と、小型化及び
低コスト化とを同時に達成することができるズームレン
ズを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本第1の発明によるズームレンズは、物体側から順
に、正の屈折力を有する第1群と、負の屈折力を有する
第2群と、正の屈折力を有する第3群と、正の屈折力を
有する第4群とを有し、少なくとも前記第2群と前記第
4群とを光軸上を移動させて、前記各群の間隔を変える
ことにより広角端から望遠端への変倍を行なうズームレ
ンズにおいて、前記第3群が、3枚の正レンズと、最も
像側に配置された1枚の負レンズとを有することを特徴
とする。
【0007】また、本第2の発明によるズームレンズ
は、本第1の発明において、前記第1群を、1枚の正レ
ンズ成分で構成するのが好ましい。
【0008】また、本第3の発明によるズームレンズ
は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1群と、負
の屈折力を有する第2群と、正の屈折力を有する第3群
と、正の屈折力を有する第4群とを有し、少なくとも前
記第2群と前記第4群とを光軸上を移動させて、前記各
群の間隔を変えることにより広角端から望遠端への変倍
を行なうズームレンズにおいて、前記第4群を、物体側
から順に、正の屈折力を有する接合レンズと、正の屈折
力を有する単レンズとで構成したことを特徴とする。
【0009】また、本第4の発明によるズームレンズ
は、本第3の発明において、前記第1群を、1枚の正レ
ンズ成分で構成するのが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】実施例の説明に先立ち、本発明の
作用効果について説明する。まず、本第1の発明の作用
効果について説明する。物体側から順に、正の屈折力を
有する第1群と、負の屈折力を有する第2群と、正の屈
折力を有する第3群と、正の屈折力を有する第4群とを
有するズームレンズでは、第3群において軸上光束が太
くなる。そのため、ズームレンズのFナンバーを小さく
した明るいズームレンズを達成するためには、第3群に
おいて良好な収差補正を行なうことができると効果的で
ある。本第1の発明のように、第3群を少なくとも3枚
の正レンズと、最も像側に配置された1枚の負レンズと
を有して構成すれば、第3群における各面の曲率あるい
は各レンズの屈折力を小さくすることができ、それによ
り収差の発生を抑えることができると共に製造誤差によ
る結像性能への悪影響も小さくすることができる。
【0011】なお、本第1の発明において、第1群をフ
ォーカシング時において固定するように構成すれば、フ
ォーカシングによる収差の変動を抑えることができるの
で好ましい。その場合は、後述のように第4群でフォー
カシングするとよい。また、第1群において、像側より
も物体側に強い曲率の凸面を有する正レンズを配置すれ
ば、軸外光束の入射角度を垂直に近づけることができ、
高次の収差の発生を少なくすることができ、第1群で発
生する収差についての第2〜第4群での補正が容易にな
る。また、本第1の発明において、第1群を変倍時に固
定するように構成すれば、最も径の大きいレンズ群であ
る第1群を駆動する必要がなくなり、撮像装置の構成を
簡素化、小型化及び低コスト化することができるので好
ましい。
【0012】次に、本第2の発明の作用効果について説
明する。上述のように、第3群を少なくとも3枚の正レ
ンズと、最も像側に配置された1枚の負レンズとを有し
て構成すれば、第1群で発生する色収差や軸外収差を、
第2群〜第4群を介して良好に補正することができる。
このため、第1群を1枚の正レンズ、即ち、1枚の単レ
ンズか1枚の接合レンズで構成しても、十分な画質を得
ることができる。一般に、第1群は、径が大きく、1枚
のレンズ厚や重量が大きく、又、コストも高いが、本第
2の発明のように、第1群を構成する光学要素を最小限
の構成枚数である1枚の正レンズ成分で構成すれば、レ
ンズ保持枠を含めたズームレンズの小型化、軽量化、低
コスト化を達成することができる。
【0013】なお、本第2の発明における1枚の正レン
ズ成分を正レンズと負レンズとの接合レンズで構成する
と、コストの面では不利であるが、レンズの大きさを大
きくしすぎることなく色収差等の補正を容易に行なうこ
とができるようになる。一方、1枚の正レンズ成分を単
レンズで構成すると、コストの面で有利になる。
【0014】次に、本第3の発明の作用効果について説
明する。本第3の発明のように、第4群を物体側から順
に正の屈折力を有する接合レンズと正の屈折力を有する
単レンズとで構成すれば、第1群で発生する色収差や軸
外収差を、第2群〜第4群を介して良好に補正すること
ができる。即ち、接合レンズを介して色収差を低減し、
なお且つ接合レンズ全体で正の屈折力を持たせることに
よって、接合レンズと正の単レンズとに屈折力を分担さ
せることができるので、収差の発生を抑えることができ
る。これは、特に第4群が光軸上を移動することによる
収差の変動を抑えるのに効果がある。また、特に、撮像
素子の画素ピッチが細かくなるのに伴いF値を明るくし
且つ周辺光量を確保する際、周辺光束のコマフレアーの
低減を容易に行なうことができる。一方、第4群を正の
単レンズのみで構成すると、その周辺を通過する光束は
激しい屈折作用を受け、収差の発生が大きくなる。
【0015】また、特に、第4群でフォーカシングする
ように構成すれば、後述のように、フォーカシング時の
収差変動を小さく抑えることができる。なお、本第3の
発明において、第1群をフォーカシング時において固定
するように構成すれば、フォーカシングによる収差の変
動を抑えることができるので好ましい。その場合は、後
述のように第4群でフォーカシングするとよい。
【0016】また、第1群において、像側よりも物体側
に強い曲率の凸面を有する正レンズを配置すれば、軸外
光束の入射角度を垂直に近づけることができ、高次の収
差の発生を少なく抑えることができ、第1群で発生する
収差の第2〜第4群での補正が容易になる。また、第1
群を変倍時に固定するように構成すれば、最も径の大き
いレンズ群を駆動する必要がなくなり、撮像装置の構成
を簡易化、又は、小型化、低コスト化することができる
ので好ましい。
【0017】次に、本第4の発明の作用効果について説
明する。上述のように、第4群を物体側から順に接合レ
ンズと正の単レンズとで構成すれば、第1群で発生する
色収差や軸外収差を、第2群〜第4群を介して良好に補
正することができる。一般に、第1群は、径が大きく、
1枚毎のレンズ厚や重量が大きく、又、コストも高い
が、本第4の発明のように、第1群を構成する光学要素
を最小限の構成枚数である1枚の正レンズ成分で構成す
れば、レンズ保持枠を含めた小型化、軽量化、低コスト
化を達成することができる。
【0018】なお、本第4の発明における1枚の正レン
ズ成分を正レンズと負レンズとの接合レンズで構成する
と、コストの面では不利であるが、大きさに関しては大
きくしすぎることなく色収差等の補正を容易に行なうこ
とができるようになる。一方、1枚の正レンズ成分を単
レンズで構成すれば、コストの面で有利になる。
【0019】また、本第5の発明として、本第1又は第
2の発明のズームレンズは、前記第3群の最も像側のレ
ンズ成分を、前記正レンズの少なくとも1枚と前記負レ
ンズの少なくとも1枚とを接合した接合レンズで構成す
るのが好ましい。
【0020】本第5の発明のように、前記第3群の最も
像側のレンズ成分を、前記正レンズの少なくとも1枚と
前記負レンズの少なくとも1枚とを接合した接合レンズ
で構成すれば、さらに製造誤差による悪影響を小さく抑
えることができる。また、接合レンズを構成する正レン
ズと負レンズとの間の空気と接触する面をなくすことに
より、これらの面を発生源とする所謂ゴーストやフレア
ーを抑えることができる。即ち、製造誤差の安定性及び
フレアーやゴーストによる画質劣化の防止を考慮する
と、第3群を、このような3枚の正レンズと、最も像側
に配置された1枚の負レンズとで構成するタイプの光学
系においては、最も像側のレンズ成分の構成を、前記正
レンズと負レンズとの間をあけて空気レンズによる収差
補正作用を働かせる構成とするよりも、正と負の両方の
レンズを接合してフレアーを抑える構成としたほうが、
低コストと高画質の両者のバランスをとることができ
る。
【0021】また、本第6の発明として、本第5の発明
のズームレンズは、前記接合レンズがメニスカス形状に
形成されているのが好ましい。
【0022】本第6の発明のように構成すれば、接合レ
ンズの屈折力を小さくすることができるため、第3群に
おける接合レンズよりも物体側に配置された正レンズの
屈折力を小さく抑えることができ、収差の発生を抑える
ことができると共に製造誤差の影響も小さく抑えること
ができる。
【0023】また、本第7の発明として、本第3又は第
4の発明のズームレンズは、前記第4群中の正の屈折力
を有する接合レンズが、物体側に凸面を向けたメニスカ
ス形状に形成されているのが好ましい。
【0024】本第7の発明のように構成すれば、接合レ
ンズの像側の凹面で周辺の光束を光軸から離れる方向に
屈折させる効果が得られ、全長を短く保ったまま射出瞳
を遠くすることができる。また、この正の屈折力を有す
る接合レンズは、物体側から正レンズと負レンズの配置
で構成するのが好ましい。このように構成すれば、第4
群を構成する光学要素の屈折力が正、負、正のバランス
のとれた配置となり、色収差などの諸収差の発生量を調
整できる。
【0025】また、本第8の発明として、本第3、第
4、第7のいずれかの発明のズームレンズは、前記第4
群中の正の屈折力を有する単レンズが像側よりも物体側
に強い曲率を持つ面を有しているのが好ましい。
【0026】本第8の発明のように、前記第4群中の正
の屈折力を有する単レンズが像側よりも物体側に強い曲
率を持つ面を有していれば、前記正の屈折力を持つ接合
レンズとの主点間隔を短くすることができ、該正の屈折
力を持つ単レンズの屈折力を強めることなく第4群の屈
折力を確保することができる。
【0027】また、本第9の発明として、本第1〜第8
のいずれかの発明のズームレンズは、前記広角端から望
遠端への変倍を行なう際に、前記第3群が、光軸上を移
動するように構成するのが好ましい。
【0028】本第9の発明のように構成すれば、第2群
と第3群とに変倍作用を負担させることにより小型化を
達成することができる。特に、本第1の発明のズームレ
ンズにおいて本第9の発明の構成をとれば、第3群の収
差補正能力が高まり、第3群で変倍作用を負担しても、
良好な画質が得られる。
【0029】また、広角端から望遠端へと変倍するとき
には、第2群が物体側から像側に単調に移動するように
構成するのが望ましく、第3群が像側から物体側に単調
に移動するように構成するのが望ましい。変倍時におけ
る移動を単調な移動にしたほうが、枠の構成上や駆動力
の配分等からみて好ましい。また、広角端から望遠端へ
と変倍するときに、第2群が物体側から像側に単調に、
第3群が像側から物体側に単調に移動するように構成す
れば、それぞれの群の移動量を少なくすることができ、
枠の構成上や駆動力の配分等からみて好ましい。
【0030】また、本第10の発明として、本第1〜9
のいずれかの発明のズームレンズは、広角端から望遠端
への変倍を行なう際に、前記第4群が、物体側に凸形状
の軌跡を描いて移動するように構成するのが好ましい。
【0031】本第10の発明のように構成すれば、第4
群の移動量を少なくすることができ、第4群で発生する
収差の変動を小さくすることができる。
【0032】また、本第11の発明として、本第1〜第
10のいずれかの発明のズームレンズは、近距離物点へ
のフォーカシングを前記第4群の光軸上の移動により行
なうように構成するのが好ましい。
【0033】第4群は、軸上光束の入射角が比較的小さ
いので、本第12の発明のように構成すれば、フォーカ
シング時の収差変動を小さくすることができる。また、
第4群は比較的レンズ径が小さく軽量であるため、フォ
ーカシング時の駆動トルクが少なくてよいという利点が
ある。特に、本第3の発明のズームレンズにおいて本第
12の発明の構成をとれば、軸上から軸外に至るまでフ
ォーカシング時の収差変動が小さくなり、高画素の撮像
素子を用いたときに良好な画質が得られやすくなる。
尚、上記各発明において、第3群と第4群に非球面を設
ければ、更に良好な画質を得ることができる。
【0034】
【実施例】以下、本発明のズームレンズの実施例を図面
及び数値データを用いて説明する。以下の第1〜第4実
施例のズームレンズは、いずれも物体側から順に、正の
屈折力を有する第1群と、負の屈折力を有する第2群
と、正の屈折力を有する第3群と、正の屈折力を有する
第4群とを有すると共に、広角端から望遠端への変倍時
には、少なくとも第2群と第4群とを光軸上において移
動させて各群の間隔を変えるように構成されている。
【0035】第1実施例 図1は本発明によるズームレンズの第1実施例のレンズ
構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)
は中間、(c)は望遠端での状態を示している。図2は第
1実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍
率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端で
の状態を示している。
【0036】図1に示すように、本実施例のズームレン
ズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1群G1
と、負の屈折力を有する第2群G2と、正の屈折力を有
する第3群G3と、正の屈折力を有する第4群G4とを
有している。なお、図1中、Sは絞り、GBはローパス
フィルターや近赤外カットフィルターの作用を備えたガ
ラスブロック、IPは撮像面である。第1群G1は、像
側に比べて物体側に強い曲率の凸面を有する1枚の正レ
ンズで構成されている。第2群G2は、物体側から順
に、負の屈折力を有するメニスカスレンズG21と、負
の屈折力を有する接合レンズG22とで構成されてい
る。接合レンズG22は、物体側から順に、両凹レンズ
と像側に凹面を向けたメニスカスレンズとで構成されて
いる。第3群G3は、物体側から順に、両凸レンズG3
1と、負の屈折力を有する接合レンズG32とで構成さ
れている。両凸レンズG31は、物体側の面が非球面に
形成されている。接合レンズG32は、物体側から順
に、正レンズと負レンズとで構成され、物体側に凸面を
向けたメニスカス形状に形成されている。
【0037】第4群G4は、物体側から順に、正の屈折
力を有する接合レンズG41と、正の屈折力を有する両
凸レンズG42とで構成されている。接合レンズG41
は、物体側から順に、正レンズと負レンズとで構成さ
れ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されて
いる。両凸レンズG42は、像側に比べて物体側に強い
曲率を持つ非球面形状の凸面を有する単レンズで構成さ
れている。
【0038】広角端から望遠端への変倍は、第1群G1
を固定した状態で、第2群G2を物体側から像側に単調
に、第3群G3を像側から物体側に単調に、第4群G4
を像側から物体側に凸形状の軌跡を描くように、夫々光
軸上を移動させて行なうようになっている。また、フォ
ーカシングは第4群G4で行なうようになっている。
【0039】次に、本実施例にかかるズームレンズを構
成している光学部材の数値データを示す。本実施例の数
値データにおいて、ωは半画角、fはズームレンズの焦
点距離、FNOはズームレンズのFナンバー、r1
2、…は各レンズ面の曲率半径、d1、d2、…は各レ
ンズの肉厚または空気間隔、nd1、nd2、…は各レンズ
のd線での屈折率、νd1、νd2、…は各レンズのアッべ
数を表している。なお、非球面形状は、光軸方向をz、
光軸に直交する方向をyにとり、円錐係数をK、非球面
係数をA4、A6、A8、A10、A12としたとき、次の式
で表される。 z=(y2/r)/[1+{1−(1+K)・(y/
r)21/2]+A44+A66+A88+A1010+A
1212 なお、これらの記号は後述の実施例の数値データにおい
ても共通である。
【0040】数値データ1 広角端 中間 望遠端 ω(°) 32.44 − 11.76 f(mm) 7.300 14.000 21.000 FNO 1.85 2.24 2.69 CCDピッチ(μm) 4.2〜3.2
【0041】 r1=28.851 d1=4.51 nd1=1.48749 νd1=70.23 r2=271.369 d2=D2(可変) r3=28.012 d3=1.40 nd3=1.84666 νd3=23.78 r4=8.741 d4=5.47 r5=-29.323 d5=1.00 nd5=1.48749 νd5=70.23 r6=11.662 d6=3.67 nd6=1.84666 νd6=23.78 r7=64.495 d7=D7(可変) r8=∞(絞り) d8=D8(可変) r9=17.600(非球面) d9=3.52 nd9=1.58913 νd9=61.30 r10=-42.139 d10=0.20 r11=11.049 d11=4.90 nd11=1.77250 νd11=49.60 r12=132.927 d12=0.90 nd12=1.84666 νd12=23.78 r13=7.510 d13=D13(可変) r14=10.059 d14=2.90 nd14=1.77250 νd14=49.60 r15=29.000 d15=1.22 nd15=1.62004 νd15=36.26 r16=8.738 d16=0.64 r17=10.354(非球面) d17=2.71 nd17=1.58913 νd17=61.30 r18=-591.785 d18=D18(可変) r19=∞ d19=3.50 nd19=1.51633 νd19=64.14 r20=∞ d20=1.00 r21=∞(撮像面)
【0042】 非球面係数 第9面 K=4.613 A4 =-1.43478×10-4 6 =-4.77173×10-7 8 =-8.64810×10-810= 2.69691×10-9 12=-4.11642×10-11 第17面 K=-2.084 A4 = 4.47376×10-5 6 =-2.66743×10-6 8 = 2.51847×10-710=-1.35039×10-8 12= 2.23343×10-10
【0043】 ズームデータ 広角端 中間 望遠端 D2 1.00 10.98 15.22 D7 15.72 5.74 1.50 D8 9.83 5.53 1.50 D13 2.46 5.27 7.38 D18 1.91 3.40 5.31
【0044】第2実施例 図3は本発明によるズームレンズの第2実施例のレンズ
構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)
は中間、(c)は望遠端での状態を示している。図4は第
2実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍
率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端で
の状態を示している。
【0045】図3に示すように、本実施例のズームレン
ズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1群G1
と、負の屈折力を有する第2群G2と、正の屈折力を有
する第3群G3と、正の屈折力を有する第4群G4とを
有して構成されている。なお、図3中、Sは絞り、GB
はローパスフィルターや近赤外カットフィルターの作用
を備えたガラスブロック、IPは撮像面である。第1群
G1は、像側に比べて物体側に強い曲率の凸面を有する
1枚の正レンズで構成されている。第2群G2は、物体
側から順に、負の屈折力を有するメニスカスレンズG2
1と、負の屈折力を有する接合レンズG22とで構成さ
れている。接合レンズG22は、物体側から順に、両凹
レンズと像側に凹面を向けたメニスカスレンズとで構成
されている。
【0046】第3群G3は、物体側から順に、3枚の正
レンズG31,G32,G33と、1枚の負レンズG3
4とで構成されている。正レンズG31は、物体側の面
が非球面に形成されている。負レンズG34は、第3群
G3を構成するレンズのうちで最も像側に配置されてい
る。また、正レンズG33と負レンズG34とは、互い
に接合されて、接合レンズG35を構成しており、接合
レンズG35は、像側に凹面を向けたメニスカス形状に
形成されている。第4群は、1枚の正の屈折力を有する
メニスカスレンズで構成されており、その物体側の面が
非球面に形成されている。
【0047】広角端から望遠端への変倍は、第1群G1
を固定した状態で、第2群G2を物体側から像側に単調
に、第3群G3を像側から物体側に単調に、第4群G4
を像側から物体側に凸形状の軌跡を描くように、夫々光
軸上を移動させて行なうようになっている。また、フォ
ーカシングは第4群G4で行なうようになっている。
【0048】次に、本実施例にかかるズームレンズを構
成している光学部材の数値データを示す。数値データ2 広角端 中間 望遠端 ω(°) 32.03 − 12.07 f(mm) 7.401 14.002 20.603 FNO 1.83 2.18 2.60 CCDピッチ(μm) 4.2〜3.2
【0049】 r1=29.206 d1=4.90 nd1=1.48749 νd1=70.23 r2=310.915 d2=D2(可変) r3=32.258 d3=1.30 nd3=1.84666 νd3=23.78 r4=8.746 d4=4.83 r5=-29.551 d5=1.00 nd5=1.48749 νd5=70.23 r6=11.332 d6=3.65 nd6=1.84666 νd6=23.78 r7=70.822 d7=D7(可変) r8=∞(絞り) d8=D8(可変) r9=18.048(非球面) d9=1.89 nd9=1.58913 νd9=61.30 r10=128.499 d10=0.20 r11=13.382 d11=3.25 nd11=1.77250 νd11=49.60 r12=-68.503 d12=0.20 r13=16.004 d13=2.73 nd13=1.74100 νd13=52.64 r14=-100.786 d14=0.97 nd14=1.84666 νd14=23.78 r15=6.456 d15=D15(可変) r16=12.889(非球面) d16=3.70 nd16=1.69350 νd16=53.22 r17=3330.862 d17=D17(可変) r18=∞ d18=3.50 nd18=1.51633 νd18=64.14 r19=∞ d19=1.00 r20=∞(撮像面)
【0050】 非球面係数 第9面 K=1.005 A4 =-1.26209×10-4 6 =-4.85305×10-8 8 =-4.45932×10-810= 1.67745×10-9 12=-2.22788×10-11 第16面 K=0.334 A4 =-6.24473×10-5 6 =-8.90826×10-7 8 =1.91196×10-710=-9.31464×10-9 12= 1.51614×10-10
【0051】 ズームデータ 広角端 中間 望遠端 D2 1.00 11.03 14.96 D7 16.31 6.27 2.35 D8 7.95 4.72 1.50 D15 4.40 6.39 8.19 D17 2.26 3.46 4.90
【0052】第3実施例 図5は本発明によるズームレンズの第3実施例のレンズ
構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)
は中間、(c)は望遠端での状態を示している。図6は第
3実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍
率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端で
の状態を示している。
【0053】図5に示すように、本実施例のズームレン
ズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1群G1
と、負の屈折力を有する第2群G2と、正の屈折力を有
する第3群G3と、正の屈折力を有する第4群G4とを
有して構成されている。なお、図5中、Sは絞り、GB
はローパスフィルターや近赤外カットフィルターの作用
を備えたガラスブロック、IPは撮像面である。第1群
G1は、像側に比べて物体側に強い曲率の凸面を有する
1枚の正レンズで構成されている。第2群G2は、物体
側から順に、負の屈折力を有するメニスカスレンズG2
1と、負の屈折力を有する接合レンズG22とで構成さ
れている。接合レンズG22は、物体側から順に、両凹
レンズと像側に凹面を向けたメニスカスレンズとで構成
されている。第3群G3は、物体側から順に、両凸レン
ズG31と、負の屈折力を有する接合レンズG32とで
構成されている。両凸レンズG31は、物体側の面が非
球面に形成されている。接合レンズG32は、物体側か
ら順に、正レンズと負レンズとで構成され、物体側に凸
面を向けたメニスカス形状に形成されている。
【0054】第4群G4は、物体側から順に、正の屈折
力を有する接合レンズG41と、正の屈折力を有するメ
ニスカスレンズG42とで構成されている。接合レンズ
G41は、物体側から順に、正レンズと負レンズとで構
成されており、物体側に凸面を向けたメニスカス形状に
形成されている。メニスカスレンズG42は、像側より
も物体側に強い曲率を持つ凸面を有する単レンズで構成
されている。また、メニスカスレンズG42の物体側の
面が非球面に形成されている。
【0055】広角端から望遠端への変倍は、第1群G1
を固定した状態で、第2群G2を物体側から像側に単調
に、第3群G3及び第4群G4を像側から物体側に単調
に、夫々光軸上を移動させて行なうようになっている。
また、フォーカシングは第4群G4で行なうようになっ
ている。
【0056】次に、本実施例にかかるズームレンズを構
成している光学部材の数値データを示す。数値データ3 広角端 中間 望遠端 ω(°) 34.33 − 12.92 f(mm) 7.400 14.000 20.600 FNO 2.04 2.44 2.79 CCDピッチ(μm) 4.2〜3.2
【0057】 r1=29.293 d1=5.00 nd1=1.48749 νd1=70.23 r2=259.135 d2=D2(可変) r3=30.889 d3=1.40 nd3=1.84666 νd3=23.78 r4=8.818 d4=5.09 r5=-36.716 d5=1.00 nd5=1.48749 νd5=70.23 r6=11.215 d6=3.94 nd6=1.84666 νd6=23.78 r7=62.113 d7=D7(可変) r8=∞(絞り) d8=D8(可変) r9=15.793(非球面) d9=3.06 nd9=1.58313 νd9=59.44 r10=-42.777 d10=0.20 r11=11.092 d11=4.13 nd11=1.77250 νd11=49.60 r12=-267.624 d12=2.20 nd12=1.84666 νd12=23.78 r13=7.095 d13=D13(可変) r14=10.808 d14=2.89 nd14=1.77250 νd14=49.60 r15=80.244 d15=0.90 nd15=1.60342 νd15=38.03 r16=11.546 d16=0.50 r17=14.479(非球面) d17=2.09 nd17=1.74330 νd17=49.32 r18=138.428 d18=D18(可変) r19=∞ d19=3.50 nd19=1.51633 νd19=64.14 r20=∞ d20=1.00 r21=∞(撮像面)
【0058】 非球面係数 第9面 K=1.837 A4 =-9.83431×10-5 6 =-1.02768×10-6 8 =-1.96295×10-810=-2.72145×10-10 12=-3.08581×10-12 第17面 K=-4.834 A4 =-9.21318×10-6 6 =2.62554×10-6 8 =-5.38485×10-810=-7.84820×10-9 12= 2.50982×10-10
【0059】 ズームデータ 広角端 中間 望遠端 D2 1.00 11.28 16.26 D7 16.76 6.48 1.50 D8 7.79 4.16 1.50 D13 2.09 4.51 5.79 D18 1.88 3.09 4.46
【0060】第4実施例 図7は本発明によるズームレンズの第4実施例のレンズ
構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)
は中間、(c)は望遠端での状態を示している。図8は第
4実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍
率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端で
の状態を示している。
【0061】図7に示すように、本実施例のズームレン
ズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1群G1
と、負の屈折力を有する第2群G2と、正の屈折力を有
する第3群G3と、正の屈折力を有する第4群G4とを
有して構成されている。なお、図7中、Sは絞り、GB
はローパスフィルターや近赤外カットフィルターの作用
を備えたガラスブロック、IPは撮像面である。第1群
G1は、像側に比べて物体側に強い曲率の凸面を有する
1枚の正レンズで構成されている。第2群G2は、物体
側から順に、負の屈折力を有するメニスカスレンズG2
1と、負の屈折力を有する接合レンズG22とで構成さ
れている。接合レンズG22は、物体側から順に、両凹
レンズと像側に凹面を向けたメニスカスレンズとで構成
されている。第3群G3は、物体側から順に、両凸レン
ズG31と、負の屈折力を有する接合レンズG32とで
構成されている。両凸レンズG31は、物体側の面が非
球面に形成されている。接合レンズG32は、物体側か
ら順に、正レンズと負レンズとで構成され、物体側に凸
面を向けたメニスカス形状に形成されている。
【0062】第4群G4は、物体側から順に、正の屈折
力を有する接合レンズG41と正の屈折力を有する両凸
レンズG42とで構成されている。接合レンズG41
は、物体側から順に、正レンズと負レンズとで構成さ
れ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されて
いる。両凸レンズG42は、像側よりも物体側に強い曲
率を持つ非球面形状の凸面を有する単レンズで構成され
ている。
【0063】広角端から望遠端への変倍は、第2群G2
を物体側から像側に単調に、第1群G1、第3群G3、
第4群G4を像側から物体側に単調に、夫々光軸上を移
動させて行なうようになっている。また、フォーカシン
グは第4群G4で行なうようになっている。
【0064】次に、本実施例にかかるズームレンズを構
成している光学部材の数値データを示す。数値データ4 広角端 中間 望遠端 ω(°) 32.84 − 12.16 f(mm) 7.107 13.725 19.981 FNO 2.06 2.12 2.16 CCDピッチ(μm) 4.2〜3.2
【0065】 r1=48.470 d1=7.48 nd1=1.48749 νd1=70.23 r2=336.818 d2=D2(可変) r3=57.531 d3=1.20 nd3=1.84666 νd3=23.78 r4=16.239 d4=8.63 r5=-38.244 d5=1.18 nd5=1.48749 νd5=70.23 r6=21.265 d6=4.53 nd6=1.84666 νd6=23.78 r7=224.764 d7=D7(可変) r8=∞(絞り) d8=1.94 r9=44.973(非球面) d9=1.54 nd9=1.58913 νd9=61.30 r10=-39.732 d10=0.10 r11=6.394 d11=1.54 nd11=1.77250 νd11=49.60 r12=8.307 d12=1.11 nd12=1.84666 νd12=23.78 r13=5.010 d13=D13 r14=7.445 d14=3.26 nd14=1.77250 νd14=49.60 r15=-14.514 d15=1.78 nd15=1.62004 νd15=36.26 r16=5.146 d16=3.34 r17=8.689(非球面) d17=2.98 nd17=1.48749 νd17=70.23 r18=-30.459 d18=D18(可変) r19=∞ d19=3.50 nd19=1.51633 νd19=64.14 r20=∞ d20=1.00 r21=∞(撮像面)
【0066】 非球面係数 第9面 K=0.000 A4 =-6.61131×10-5 6 =9.06473×10-7 8 =-1.17562×10-710= 2.92652×10-9 第17面 K=0.000 A4 =-1.51625×10-4 6 =6.69952×10-6 8 =-8.83129×10-8
【0067】 ズームデータ 広角端 中間 望遠端 D2 0.77 24.92 36.37 D7 38.42 13.67 1.93 D13 1.87 2.21 2.13 D18 0.70 1.58 2.14
【0068】第5実施例 図9は本発明によるズームレンズの第5実施例のレンズ
構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)
は中間、(c)は望遠端での状態を示している。図10は
第5実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差及び
倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端
での状態を示している。
【0069】図9に示すように、本実施例のズームレン
ズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1群G1
と、負の屈折力を有する第2群G2と、正の屈折力を有
する第3群G3と、正の屈折力を有する第4群G4とを
有して構成されている。なお、図9中、Sは絞り、GB
はローパスフィルターや近赤外カットフィルターの作用
を備えたガラスブロック、IPは撮像面である。第1群
G1は、像側に比べて物体側に強い曲率の凸面を有する
1枚の正レンズで構成されている。第2群G2は、物体
側から順に、負の屈折力を有するメニスカスレンズG2
1と、負の屈折力を有する接合レンズG22とで構成さ
れている。接合レンズG22は、物体側から順に、両凹
レンズと像側に凹面を向けたメニスカスレンズとで構成
されている。第3群G3は、物体側から順に、物体側に
凸面を向けたメニスカス正レンズG31と、負の屈折力
を有する接合レンズG32とで構成されている。メニス
カス正レンズG31は、物体側の面が非球面に形成され
ている。接合レンズG32は、物体側から順に、正レン
ズと負レンズとで構成され、物体側に凸面を向けたメニ
スカス形状に形成されている。
【0070】第4群G4は、物体側から順に、正の屈折
力を有する接合レンズG41と正の屈折力を有する両凸
レンズG42とで構成されている。接合レンズG41
は、物体側から順に、正レンズと負レンズとで構成さ
れ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されて
いる。両凸レンズG42は、像側よりも物体側に強い曲
率を持つ非球面形状の凸面を有する単レンズで構成され
ている。
【0071】広角端から望遠端への変倍は、第1群G
1、第3群G3を固定した状態で、第2群G2を物体側
から像側に単調に、第4群G4を像側から物体側に単調
に、夫々光軸上を移動させて行なうようになっている。
また、フォーカシングは第4群G4で行なうようになっ
ている。
【0072】次に、本実施例にかかるズームレンズを構
成している光学部材の数値データを示す。数値データ5 広角端 中間 望遠端 ω(°) 32.81 − 11.69 f(mm) 7.065 14.018 20.856 FNO 1.98 2.00 2.00 CCDピッチ(μm) 4.2〜3.2
【0073】 r1=51.569 d1=7.76 nd1=1.48749 νd1=70.23 r2=-2083.247 d2=D2(可変) r3=68.007 d3=0.89 nd3=1.84666 νd3=23.78 r4=18.068 d4=7.79 r5=-36.034 d5=0.79 nd5=1.48749 νd5=70.23 r6=22.940 d6=4.00 nd6=1.84666 νd6=23.78 r7=218.610 d7=D7(可変) r8=∞(絞り) d8=1.47 r9=13.091(非球面) d9=1.23 nd9=1.58913 νd9=61.30 r10=46.788 d10=0.10 r11=5.835 d11=1.51 nd11=1.77250 νd11=49.60 r12=8.105 d12=1.07 nd12=1.84666 νd12=23.78 r13=4.552 d13=D13 r14=7.932 d14=3.00 nd14=1.77250 νd14=49.60 r15=2101.786 d15=1.53 nd15=1.62004 νd15=36.26 r16=5.824 d16=2.72 r17=6.644(非球面) d17=2.65 nd17=1.48749 νd17=70.23 r18=-47.833 d18=D18(可変) r19=∞ d19=3.23 nd19=1.51633 νd19=64.14 r20=∞ d20=1.00 r21=∞(撮像面)
【0074】 非球面係数 第9面 K=0.000 A4 =-9.98638×10-6 6 =-1.21268×10-5 8 =8.25389×10-710= 2.08780×10-8 第17面 K=0.000 A4 =-4.72256×10-4 6 =9.60287×10-6 8 =-3.15343×10-7
【0075】 ズームデータ 広角端 中間 望遠端 D2 0.45 24.91 36.64 D7 38.20 13.74 2.00 D13 2.64 1.91 1.60 D18 0.90 1.65 1.97
【0076】以上説明したように、本発明によるズーム
レンズは、特許請求の範囲に記載された特徴のほかに下
記に示すような特徴も備えている。 (1)前記第3群の最も像側のレンズ成分を、前記正レ
ンズの少なくとも1枚と前記負レンズの少なくとも1枚
とを接合した接合レンズで構成したことを特徴とする請
求項1又は2に記載のズームレンズ。
【0077】(2)前記接合レンズをメニスカス形状に
形成したことを特徴とする上記(1)に記載のズームレ
ンズ。
【0078】(3)前記第4群中の正の屈折力を有する
接合レンズを、物体側に凸面を向けたメニスカス形状に
形成したことを特徴とする請求項3又は4に記載のズー
ムレンズ。
【0079】(4)前記第4群中の正の屈折力を有する
単レンズが、像側よりも物体側に強い曲率を持つ面を有
していることを特徴とする請求項3、4、上記(3)の
いずれかに記載のズームレンズ。
【0080】(5)前記広角端から望遠端への変倍を行
なう際に、前記第3群が、光軸上を移動することを特徴
とする請求項1〜4、上記(1)〜(4)のいずれかに
記載のズームレンズ。
【0081】(6)前記広角端から望遠端への変倍を行
なう際に、前記第4群が、物体側に凸形状の軌跡を描い
て移動することを特徴とする記(1)〜(5)のいずれ
かに記載のズームレンズ。
【0082】(7)近距離物点へのフォーカシングを前
記第4群の光軸上の移動により行なうように構成したこ
とを特徴とする請求項1〜4、上記(1)〜(6)のい
ずれかに記載のズームレンズ。
【0083】
【発明の効果】以上のように本発明のズームレンズによ
れば、高画素数又は小さな画素を有する電子撮像素子に
対応する画質と小型化、低コスト化を達成する撮像光学
系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるズームレンズの第1実施例のレン
ズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、
(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
【図2】第1実施例における球面収差、非点収差、歪曲
収差及び倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)
は望遠端での状態を示している。
【図3】本発明によるズームレンズの第2実施例のレン
ズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、
(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
【図4】第2実施例における球面収差、非点収差、歪曲
収差及び倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)
は望遠端での状態を示している。
【図5】本発明によるズームレンズの第3実施例のレン
ズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、
(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
【図6】第3実施例における球面収差、非点収差、歪曲
収差及び倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)
は望遠端での状態を示している。
【図7】本発明によるズームレンズの第4実施例のレン
ズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、
(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
【図8】第4実施例における球面収差、非点収差、歪曲
収差及び倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)
は望遠端での状態を示している。
【図9】本発明によるズームレンズの第5実施例のレン
ズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、
(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
【図10】第5実施例における球面収差、非点収差、歪
曲収差及び倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、
(b)は望遠端での状態を示している。
【符号の説明】
G1 第1群 G2 第2群 G3 第3群 G4 第4群 G21,G34 負レンズ G22,G35,G41 接合レンズ G31,G32,G33,G42 正レンズ GB ガラスブロック S 絞り IP 撮像面
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Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から順に、正の屈折力を有する第
    1群と、負の屈折力を有する第2群と、正の屈折力を有
    する第3群と、正の屈折力を有する第4群とを有し、少
    なくとも前記第2群と前記第4群とを光軸上を移動させ
    て、前記各群の間隔を変えることにより広角端から望遠
    端への変倍を行なうズームレンズにおいて、 前記第3群が、3枚の正レンズと、最も像側に配置され
    た1枚の負レンズとを有することを特徴とするズームレ
    ンズ。
  2. 【請求項2】 前記第1群を、1枚の正レンズ成分で構
    成したことを特徴とする請求項1に記載のズームレン
    ズ。
  3. 【請求項3】 物体側から順に、正の屈折力を有する第
    1群と、負の屈折力を有する第2群と、正の屈折力を有
    する第3群と、正の屈折力を有する第4群とを有し、少
    なくとも前記第2群と前記第4群とを光軸上を移動させ
    て、前記各群の間隔を変えることにより広角端から望遠
    端への変倍を行なうズームレンズにおいて、 前記第4群を、物体側から順に、正の屈折力を有する接
    合レンズと、正の屈折力を有する単レンズとで構成した
    ことを特徴とするズームレンズ。
  4. 【請求項4】 前記第1群を、1枚の正レンズ成分で構
    成したことを特徴とする請求項3に記載のズームレン
    ズ。
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