JP2013145408A - 光学系およびそれを有する光学機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 画面内全体に渡って色収差を良好に補正し、高い光学性能を有する結像光学系及びそれを有する光学機器を提供すること。
【解決手段】 開口絞り面より縮小共役側のレンズ群に1以上の正レンズを有し、この正レンズのうち少なくとも1つの部分分散比、アッベ数を、屈折率と、その位置とパワー等が適切な関係を満足する構成とした。
【選択図】 図1
【解決手段】 開口絞り面より縮小共役側のレンズ群に1以上の正レンズを有し、この正レンズのうち少なくとも1つの部分分散比、アッベ数を、屈折率と、その位置とパワー等が適切な関係を満足する構成とした。
【選択図】 図1
Description
本発明は光学系に関し、特に銀塩フィルム用カメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の撮影光学系や、プロジェクター等の投影光学系に好適な光学系に関する。
近年、デジタル撮像機器において高画質化が進むと同時に撮像素子の小型化、特に1画素あたりのサイズ(面積)が小さくなってきている。これに伴い、撮像レンズにおいても従来に比べて諸収差がさらに低減された高性能なレンズが求められてきている。
従来から、広角化(広画角化)に有利なレンズ系として、レトロフォーカス型(ネガティブリード型)のレンズが知られている。このレトロフォーカス型レンズは、光学系の前方(カメラ等の撮影光学系では被写体側、プロジェクター等の投影光学系ではスクリーン側)に全体として負の屈折力のレンズ群を配置している。
また、後方(カメラ等の撮影光学系では像側、プロジェクター等の投影光学系では原画側)に正の屈折力のレンズ群を配置することで、短い焦点距離と長いバックフォーカスを実現している。
例えば特許文献1では、レトロフォーカス型の撮像光学系として、物体側から像側へ順に負の屈折力の第1レンズ群と正の屈折力の第2レンズ群を有する単一の焦点距離のレトロフォーカス型レンズが開示されている。
又、特許文献2では、レトロフォーカス型の投影光学系として、スクリーン側から原画側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群と正の屈折力の第2レンズ群を有する単一の焦点距離のレトロフォーカス型レンズが開示されている。
又、特許文献3では、レトロフォーカス型の撮像光学系として、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群と正の屈折力の第2レンズ群を有する単一の焦点距離のレトロフォーカス型レンズとズームレンズが開示されている。
レトロフォーカス型レンズの収差補正上の問題点としては、負の屈折力のレンズ群が先行する非対称な屈折力配置のため、負の歪曲収差(樽型の歪曲収差)が発生しやすいということが挙げられる。
ここで、負の歪曲収差を低減するためには、負の屈折力のレンズ群内の負レンズの材料を高屈折率材料にすればよいが、一般的に高屈折率材料は高分散であるため、負の倍率色収差が発生しやすい。
特許文献1では、レトロフォーカス型のレンズにおいて、この倍率色収差を補正する方法として、負の屈折力の第1レンズ群内部や、その近傍のレンズ群に高分散ガラスを使用した正レンズを配置している。しかしながら、この方法では高次の倍率色収差が補正しきれず残存してしまうため、像高の高い部分(画角の大きな領域)になるにつれてg線の倍率色収差が正の方向に曲がり、過剰補正になる傾向があった。
特許文献2では、レトロフォーカス型のレンズにおいて、負の倍率色収差を補正する方法として、瞳近軸光線のレンズへの入射高(光軸からの距離)hが比較的高くなる開口絞りよりも後方に、異常部分分散を持った低分散材料の正レンズを配置している。しかしながら、この方法では高次の倍率色収差が補正しきれず残存してしまうため、像高の高い部分(画角の大きな領域)になるにつれてg線の倍率色収差が正の方向に曲がり、過剰補正になる傾向があった。
特許文献3はレトロフォーカス型のレンズにおいて、負の倍率色収差を補正する方法として、瞳近軸光線のレンズ面への入射高(光軸からの距離)hが比較的高くなる、開口絞りよりも後方のレンズ群に、異常部分分散を持った高分散な樹脂材料を用いている。しかしながら、樹脂材料であるためレンズ単体としてのパワーを大きく付けることができず、色収差以外の収差補正力が弱い。また、もしパワーをつけた場合であっても、屈折率が低いために基準波長の歪曲収差などの諸収差が残存してしまうので、これらを補正するためのレンズが別途必要であった。
そこで、本発明の目的は、画面内全体に渡って色収差を良好に補正することを可能にした、高い光学性能を有する光学系及びそれを有する光学機器を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の光学系は、拡大共役側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正又は負の屈折力を有する後群を有し、各群の間隔を変化させてズーミングを行う光学系において、
前記光学系は、開口絞りと、前記開口絞りより縮小共役側に配置された第1の正レンズを有しており、
前記第1の正レンズの焦点距離をfGz、前記光学系全系の広角端における焦点距離をfW、望遠端における焦点距離をfT、前記第1の正レンズのg線、F線、d線、C線に対する屈折率をそれぞれNgz、NFz、Ndz、NCzとし、該第1の正レンズの部分分散比θgFz、アッベ数νdzを
νdz=(Ndz−1)/(NFz−NCz)
θgFz=(Ngz−NFz)/(NFz−NCz)
とするとき、
0.796<θgFz−(1.00×10−4×νdz 2−9.10×10−3×νdz)<0.86
10<νdz<30
0.5<fGz/√(fW×fT)<1.9
1.77071≦Ndz<2.2
を満足することを特徴とする光学系。
前記光学系は、開口絞りと、前記開口絞りより縮小共役側に配置された第1の正レンズを有しており、
前記第1の正レンズの焦点距離をfGz、前記光学系全系の広角端における焦点距離をfW、望遠端における焦点距離をfT、前記第1の正レンズのg線、F線、d線、C線に対する屈折率をそれぞれNgz、NFz、Ndz、NCzとし、該第1の正レンズの部分分散比θgFz、アッベ数νdzを
νdz=(Ndz−1)/(NFz−NCz)
θgFz=(Ngz−NFz)/(NFz−NCz)
とするとき、
0.796<θgFz−(1.00×10−4×νdz 2−9.10×10−3×νdz)<0.86
10<νdz<30
0.5<fGz/√(fW×fT)<1.9
1.77071≦Ndz<2.2
を満足することを特徴とする光学系。
本発明によれば、色収差を良好に補正し、高い光学性能を有する光学系及びそれを有する光学機器を提供することができる。
以下に、本発明の好ましい実施の形態および参考例を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施例および参考例の光学系(結像光学系)は、単一焦点距離(単焦点)のレンズ系(参考例1)か、拡大共役側(拡大側)から順に、負の屈折力の第1レンズ群、正又は負の屈折力の第2レンズ群を有するズームレンズ(実施例1乃至6)である。
(タイプ1)
まず、以下に、参考例1の光学系(結像光学系)、すなわち単一焦点距離のレンズ系(単焦点レンズ)、について簡単に説明する。
まず、以下に、参考例1の光学系(結像光学系)、すなわち単一焦点距離のレンズ系(単焦点レンズ)、について簡単に説明する。
参考例1の単一焦点距離のレンズ系(単焦点レンズ)は、開口絞りよりも縮小共役側に(縮小共役側に配置されたレンズユニット内に)、以下の条件を満足する第1の正レンズ(正レンズA)を有している。この第1の正レンズ(の材料)のg線(波長435.8nm)、F線(486.1nm)、d線(587.6nm)、C線(656.3nm)に対する屈折率をそれぞれNgR,NdR,NFR,NCRとする。このとき、この正レンズの部分分散比θgFR、アッベ数νdRを
νdR=(NdR−1)/(NFR−NCR)
θgFR=(NgR−NFR)/(NFR−NCR)
と定義する。そして、この第1の正レンズの焦点距離をfGR、全系(結像光学系全系)の焦点距離をfとするとき、この正レンズは、
0.79<θgFR−(1.00×10−4×νdR 2−9.10×10−3×νdR)<0.86 ・・・(1)
10<νdR<30 ・・・(2)
0.5<fGR/f<1.9 ・・・(3)
を満足する。
νdR=(NdR−1)/(NFR−NCR)
θgFR=(NgR−NFR)/(NFR−NCR)
と定義する。そして、この第1の正レンズの焦点距離をfGR、全系(結像光学系全系)の焦点距離をfとするとき、この正レンズは、
0.79<θgFR−(1.00×10−4×νdR 2−9.10×10−3×νdR)<0.86 ・・・(1)
10<νdR<30 ・・・(2)
0.5<fGR/f<1.9 ・・・(3)
を満足する。
更に、開口絞りよりも縮小共役側(縮小側)に位置する負レンズの中で、d線に関するアッベ数が最小の第1の負レンズのアッベ数をνNRmin、また、この第1の負レンズの焦点距離をfNRとするとき、
を満足する。
また、前述の正レンズは、
1.7<NdR<2.2 ・・・(5)
を満足している。
1.7<NdR<2.2 ・・・(5)
を満足している。
更に、参考例1の結合光学系は、前記第1の正レンズ以外で、開口絞り(面)よりも縮小共役側に配置された正レンズのうち、アッベ数が最大の正レンズ(第2の正レンズ)のd線に関するアッベ数をνPmaxとする。このとき、この第2の正レンズのアッベ数は、
65<νPRmax<98 ・・・(6)
を満足する。
65<νPRmax<98 ・・・(6)
を満足する。
また、上述したような単一焦点距離のレンズ系は、バックフォーカスが焦点距離よりも長いことが望ましい。ここで言うバックフォーカスとは、最も縮小共役側(縮小側)のレンズの縮小共役側の面から像面までの距離のことである。ここで、光路中にガラスブロック(プリズムやローパスフィルター等)がある場合には、その厚みを空気換算した値(ガラスブロックの厚みを空気に換算した値)とガラスブロック以外の空気中の距離とを合計した値がバックフォーカスである。
(タイプ2)
次に、本実施例の光学系(結像光学系)、すなわちズームレンズ系(ズームレンズ、変倍光学系)、について以下に簡単に説明する。
次に、本実施例の光学系(結像光学系)、すなわちズームレンズ系(ズームレンズ、変倍光学系)、について以下に簡単に説明する。
本実施例の結像光学系のズームレンズ系は、拡大共役側(拡大側)から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群(第1レンズユニット)と、正又は負の屈折力を有する後群を有しており、各群の間隔を変化させてズーミングを行っている。ここで、開口絞り(開口絞り面)よりも縮小共役側に、第1の正レンズ(正レンズA)を備えており、この第1の正レンズが以下に記載する条件式(7)、(8)、(9)を満足する。ここでは、この第1の正レンズの(材料の)部分分散比をθgFz、アッベ数をνdz、焦点距離をfGzとし、更にこの結像光学系広角端における全系の焦点距離をfW、望遠端における全系の焦点距離をfTとする。このとき、
0.796<θgFz−(1.00×10−4×νdz 2−9.10×10−3×νdz)<0.86 ・・・(7)
10<νdz<30 ・・・(8)
0.5<fGz/√(fW×fT)<1.9 ・・・(9)
なる条件式を満足する。ここで、部分分散比やアッベ数に関しては、前述の(タイプ1)の中で記載した定義と同じである。すなわち、この第1の正レンズのg線(波長435.8nm)、F線(486.1nm)、d線(587.6nm)、C線(656.3nm)に対する材料の屈折率をそれぞれNgz、NFz、Ndz、NCzとするとき、アッベ数νdz、部分分散比θgFzは、
νdz=(Ndz−1)/(NFz−NCz)
θgFz=(Ngz−NFz)/(NFz−NCz)
で表される。
0.796<θgFz−(1.00×10−4×νdz 2−9.10×10−3×νdz)<0.86 ・・・(7)
10<νdz<30 ・・・(8)
0.5<fGz/√(fW×fT)<1.9 ・・・(9)
なる条件式を満足する。ここで、部分分散比やアッベ数に関しては、前述の(タイプ1)の中で記載した定義と同じである。すなわち、この第1の正レンズのg線(波長435.8nm)、F線(486.1nm)、d線(587.6nm)、C線(656.3nm)に対する材料の屈折率をそれぞれNgz、NFz、Ndz、NCzとするとき、アッベ数νdz、部分分散比θgFzは、
νdz=(Ndz−1)/(NFz−NCz)
θgFz=(Ngz−NFz)/(NFz−NCz)
で表される。
このズームレンズ系は、最も拡大共役側に配置され、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、この第1レンズ群よりも縮小共役側に配置され、正の屈折力を持つ第2レンズ群を含んでいる。前述の後群は、この第2レンズ群のみであっても構わない(第3実施例)し、第2レンズ群以外のレンズ群を含んでいても構わない。尚、このズームレンズ系の中で最も縮小共役側に配置されたレンズ群は、正の屈折力のレンズ群であることが望ましい。
ここで、前述の開口絞り(面)よりも縮小共役側に位置する負レンズの中で、d線に対するアッベ数が最小の第1の負レンズのアッベ数をνNzmin、この第1の負レンズの焦点距離をfNzとするとき、
を満足することが望ましい。
また、前述の第1の正レンズが、
1.77071≦Ndz<2.2 ・・・(11)
を満足すると尚望ましい。
1.77071≦Ndz<2.2 ・・・(11)
を満足すると尚望ましい。
更に、前述の第1の正レンズ以外で、開口絞り(面)よりも縮小共役側に位置する正レンズの中でd線に関するアッベ数が最大の正レンズ(第2の正レンズ)のアッベ数をνPzmaxとするとき、
65<νPzmax<98 ・・・(12)
を満足すると尚好ましい。
65<νPzmax<98 ・・・(12)
を満足すると尚好ましい。
ここで、上記のような構成を採ることの意義(効果)について以下に説明する。
まず、本願発明の各実施例に記載したようなレトロフォーカス型の光学系は、開口絞り(面)の位置に対して、屈折力が非対称な構成である。このように屈折力が非対称な構成の光学系において広画角化を図ると、低次の歪曲収差と高次の歪曲収差の両方が発生しやすくなる。これは基準波長以外の波長にも言えることであり、倍率色収差についても低次と高次(色の歪曲収差)の両方が多く発生しやすい。
低次の歪曲収差、もしくは倍率色収差とは、近軸理論によるところの3次の収差係数として表されるものであり、高次の歪曲収差、もしくは倍率色収差とは5次以上の収差係数として表されるものである。
上述のような低次の収差が多く発生すると、像高変化による収差の変化量が大きくなってしまう。また高次の収差が多く発生すると、像高変化によって収差曲線に変曲点(大きな変曲点)が生じてしまい、収差曲線に曲がりが発生する。このような構成において諸収差を良好に補正するためには、各レンズ群のレンズ枚数を増やして設計の自由度を増加させれば良い。しかしながらレンズ枚数を増加させると、レンズ系全体が大型化すると共に、レンズ系が重くなってしまうというデメリットがある。
また、軸上色収差は各実施例のレトロフォーカス型の光学系の場合、光路中で軸上光束径が一番大きくなる開口絞り付近で発生しやすい。このような構成において軸上色収差を良好に補正(低減)するためには、開口絞り付近に正パワーでかつ標準線からの偏差(ΔθgF)が正の値の異常部分分散特性を持つ材料を使用すれば良い。しかしながら、開口絞りよりも拡大共役側に正パワーでかつ標準線からの偏差(ΔθgF)が正の値の異常部分分散特性を持つ材料を使用すると、軸上色収差は補正方向にあるが、倍率色収差は悪化する方向に働いてしまう。尚、ここで標準線とはθgF=−1.625×10−3×νd+0.642で表される直線のことである。
そこで、本願発明の各実施例および参考例においては、開口絞りSPより縮小共役側に条件式(1)〜(3)又は条件式(7)〜(9)を満足する正レンズA(第1の正レンズ)を設けている。
これにより、第1レンズ群L1で発生する諸収差、特にg線とF線の間の倍率色収差量の差を低減し、開口絞り面SP付近で発生する軸上色収差を補正している。また、このようなレンズ構成とすることで、光学系全体での軸上色収差と倍率色収差の発生量を画面全体に渡り低減させている。
次に、前述の各条件式の技術的意味についてより詳細に説明する。尚、条件式(1)〜(3)は条件式(7)〜(9)に対応しており、本願発明の実施例および参考例の結像光学系が、単焦点レンズ(単一の焦点距離を持つレンズ系)である場合と、変倍可能(ズーミング可能)なズームレンズである場合とに対応している。
条件式(1)、(7)は前述したレトロフォーカス型レンズにおいて、開口絞り面SPより縮小共役側に配置した正レンズA(第1の正レンズ)の部分分散比に関する。条件式(1)、(7)の上限値を超える(上回る)と、部分分散比が大きくなり、軸上色収差量と倍率色収差量のそれぞれに関してg線とF線の間の差を低減させる効果はあるが、g線とC線の間の差は広がってしまい、これを低減するのが難しくなる。そうなるとレンズ枚数を増加せざるを得なくなり、レンズ系全体が大型化し重くなってしまう。一方、条件式(1)、(7)の下限値を超える(下回る)と部分分散比が小さくなるため高次の色収差補正力が弱まる。このため残存した高次の色収差を低減(補正)するにはレンズ枚数を増加せざるを得なくなり、レンズ系全体が大型化し重くなってしまう。
条件式(1)、(7)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
0.793<θgFR−(1.00×10−4×νdR 2−9.10×10−3×νdR)<0.85 ・・・(1a)
0.796<θgFz−(1.00×10−4×νdz 2−9.10×10−3×νdz)<0.85 ・・・(7a)
条件式(1)、(7)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
0.796<θgFR−(1.00×10−4×νdR 2−9.10×10−3×νdR)<0.84 ・・・(1b)
0.796<θgFz−(1.00×10−4×νdz 2−9.10×10−3×νdz)<0.84 ・・・(7b)
0.793<θgFR−(1.00×10−4×νdR 2−9.10×10−3×νdR)<0.85 ・・・(1a)
0.796<θgFz−(1.00×10−4×νdz 2−9.10×10−3×νdz)<0.85 ・・・(7a)
条件式(1)、(7)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
0.796<θgFR−(1.00×10−4×νdR 2−9.10×10−3×νdR)<0.84 ・・・(1b)
0.796<θgFz−(1.00×10−4×νdz 2−9.10×10−3×νdz)<0.84 ・・・(7b)
条件式(2)、(8)は開口絞り面SPより縮小共役側に配置した正レンズAのアッベ数の値に関する。この条件式(2)、(8)の上限値を超えると低分散になるため、軸上色収差量と倍率色収差量のそれぞれに対してg線とF線との間の差を低減させる効果が小さくなってしまう。このため同様の効果を得るには正レンズAに大きなパワーをつけなければならなくなり、他の諸収差の補正が困難となってしまう。一方、条件式(2)、(8)の下限値を超えると高分散になるため、軸上色収差量と倍率色収差量のそれぞれに対してg線とF線との間の差を低減させる効果は大きくなるが、g線とC線との間の差が広がってしまい、これを補正することが困難になってしまう。そうなるとレンズ枚数を増加せざるを得なくなり、レンズ系全体が大型化し重くなってしまう。
条件式(2)、(8)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
15<νdR<29 ・・・(2a)
15<νdz<29 ・・・(8a)
15<νdR<29 ・・・(2a)
15<νdz<29 ・・・(8a)
条件式(3)、(9)は開口絞り面SPより縮小共役側に配置した正レンズAの屈折力に関する。この条件式(3)、(9)の上限値を超えると、開口絞り面SPより縮小共役側に配置した正レンズA(第1の正レンズ)の屈折力が弱くなるため、軸上色収差量と倍率色収差量のそれぞれに対してg線とF線との間の差を低減させる効果は小さくなる。このため残存した高次の色収差を補正するにはレンズ枚数を増加せざるを得なくなり、レンズ系全体が大型化し重くなってしまう。一方、条件式(3)、(9)の下限値を超えると、開口絞り面SPより縮小共役側に配置した正レンズAのパワーが強くなりすぎてしまい、軸上色収差量と倍率色収差量のそれぞれに対してg線とC線との間の差を補正することが困難となってしまうため良くない。
また、更なる光学性能の向上のためには条件式(3)、(9)の数値範囲は次のように
することが好ましい。
0.8<fG/f<1.85 ・・・(3a)
0.8<fGz/√(fW×fT)<1.85 ・・・(9a)
することが好ましい。
0.8<fG/f<1.85 ・・・(3a)
0.8<fGz/√(fW×fT)<1.85 ・・・(9a)
各実施例および参考例によれば、以上のように各構成要件を特定することによって、レトロフォーカス型の結像光学系において画面内全体に渡って色収差の補正を良好に行うことができ、高画質の画像を得ることができる。
次に、条件式(4)、(10)、条件式(5)、(11)、また条件式(6)、(12)を満足すれば、更に良好なる光学性能を得ることができる。
条件式(4)、(10)は開口絞り面よりも縮小共役側の負レンズにおける色収差補正力に関する。条件式(4)、(10)の上限値を超えると、開口絞り面よりも縮小共役側の負レンズにおける色収差補正力が弱くなるため、残存した色収差を補正するにはレンズ枚数を増加せざるを得なくなり、レンズ系全体が大型化し重くなってしまう。一方、条件式(4)、(10)の下限値を超えると、開口絞り面よりも縮小共役側の負レンズの焦点距離がゼロになるため、バランスよく収差補正することが困難になる。
また、更なる光学性能の向上のためには条件式(4)、(10)の数値範囲は次のようにすることが好ましい。
条件式(5)、(11)は開口絞り面SPより縮小共役側に配置した正レンズA(第1の正レンズ)の屈折率の値に関する。条件式(5)、(11)の上限値を超える材料は光学部材として用いることが難しい。一方、条件式(5)、(11)の下限値を超えると、基準波長における収差補正力(特に歪曲収差補正力)が弱くなるため、バランスよく諸収差を補正することが困難となってしまう。
条件式(5)、(11)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
1.71<NdR<2.0 ・・・(5a)
1.71<Ndz<2.0 ・・・(11a)
1.71<NdR<2.0 ・・・(5a)
1.71<Ndz<2.0 ・・・(11a)
条件式(6)、(12)は開口絞り面よりも縮小共役側の正レンズにおける最大のアッベ数の値に関する。条件式(6)、(12)の上限値を超えると、開口絞り面よりも縮小共役側の正レンズが低分散になりすぎて、色収差が過補正となってしまう。一方、条件式(6)、(12)の下限値を超えると、開口絞り面よりも縮小共役側の正レンズが高分散になるため、バランスよく色収差を補正するにはレンズ枚数を増加せざるを得なくなり、レンズ系全体が大型化し重くなってしまう。
また、更なる光学性能の向上のためには条件式(6)、(12)の数値範囲は次のように
することが好ましい。
70<νPRmax<96 ・・・(6a)
70<νPzmax<96 ・・・(12a)
することが好ましい。
70<νPRmax<96 ・・・(6a)
70<νPzmax<96 ・・・(12a)
次に、各実施例および参考例の結像光学系の構成について図面を用いて詳細に説明する。
まず、各実施例および参考例のレンズ断面図について説明する。レンズ断面図において、LAは結像光学系、SPは開口絞り、L1は第1レンズ群、L2は第2レンズ群、L3は第3レンズ群、L4は第4レンズ群、L5は第5レンズ群、L6は第6レンズ群、LFはフローティングレンズ群である。IPは像面であり、固体撮像素子(光電変換素子)または液晶パネル(液晶表示装置)等の原画像(被投射画像)に相当している。
収差図において、d、gは順に、d線、g線である。M、Sはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はg線によって表している。fnoはFナンバー、ωは半画角である。
収差図において、参考例1は、球面収差は0.4mm、非点収差は0.4mm、歪曲は2%、倍率色収差は0.05mmのスケールで描かれている。実施例1は、球面収差は0.2mm、非点収差は0.2mm、歪曲は2%、倍率色収差は0.02mmのスケールで描かれている。実施例2は、球面収差は0.4mm、非点収差は0.4mm、歪曲は2%、倍率色収差は0.05mmのスケールで描かれている。実施例3は、球面収差は0.4mm、非点収差は0.4mm、歪曲は5%、倍率色収差は0.05mmのスケールで描かれている。実施例4は、球面収差は0.2mm、非点収差は0.2mm、歪曲は2%、倍率色収差は0.02mmのスケールで描かれている。実施例5は、球面収差は0.4mm、非点収差は0.4mm、歪曲は5%、倍率色収差は0.05mmのスケールで描かれている。実施例6は、球面収差は0.1mm、非点収差は0.1mm、歪曲は5%、倍率色収差は0.02mmのスケールで描かれている。
尚、広角端及び望遠端は、それぞれ焦点距離が最も短い場合と、最も長い場合とに対応している。具体的には、広角端と望遠端は、実施例1乃至4及び実施例6においては、変倍用の第2レンズ群L2が機構上光軸方向に移動可能な範囲の両端に位置した場合を指し、実施例5においては第4レンズ群L4が移動可能な範囲の両端に位置した場合を指す。
(参考例1)
参考例1の結像光学系は、半画角が40.9°の広画角レンズである。図1は、本発明の結像光学系の参考例1のレンズ断面図である。図2は参考例1の結像光学系の物体距離1.6m(像面IPからの距離である。以下同じ)のときにおける縦収差図である。
参考例1の結像光学系は、半画角が40.9°の広画角レンズである。図1は、本発明の結像光学系の参考例1のレンズ断面図である。図2は参考例1の結像光学系の物体距離1.6m(像面IPからの距離である。以下同じ)のときにおける縦収差図である。
この参考例1の結像光学系LAは、拡大共役側から順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力のフローティングレンズ群LF、開口絞りSP、正の屈折力の第2レンズ群L2を有する単一の焦点距離のレンズ系(単焦点レンズ)である。
第1レンズ群L1はフォーカスのためには不動である。フローティングレンズ群LFは無限遠物体から近距離物体へのフォーカスの際にフローティングとして拡大共役側へ移動する。又第2レンズ群L2も無限遠物体から近距離物体へのフォーカスに際して拡大共役側へ移動する。このときフローティングレンズ群LFと第2レンズ群L2の間隔が減少しつつ、各々を拡大共役側へ移動している。その際に開口絞りSPは第2レンズ群L2と一体に移動している。
又第2レンズ群L2中で、像面IPに最も近い正レンズA(Nd=1.73000,νd=26.0,θgF=0.635)は条件式(1)〜(3)を満足する。
参考例1において、第2レンズ群L2の縮小共役側にフォーカスに際して不動又は移動する1以上のレンズ群を有していても良い。
(実施例1)
実施例1は、広角端において半画角が33.3°、望遠端において半画角が22.9°、ズーム比1.56のズームレンズである。図3は、本発明の結像光学系の実施例1の広角端におけるレンズ断面図である。図4、図5、図6はそれぞれ実施例1の結像光学系の物体距離1.35mのときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
実施例1は、広角端において半画角が33.3°、望遠端において半画角が22.9°、ズーム比1.56のズームレンズである。図3は、本発明の結像光学系の実施例1の広角端におけるレンズ断面図である。図4、図5、図6はそれぞれ実施例1の結像光学系の物体距離1.35mのときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
この実施例1の結像光学系は、拡大共役側から順に、第1、2、3、4、5、6レンズ群を備えている。第1、2、3、4、5、6レンズ群L1〜L6は、負の屈折力、正の屈折力、正の屈折力、負の屈折力、正の屈折力、正の屈折力を有している。
第1レンズ群L1は、フォーカスに際して無限遠から近距離へのフォーカスに際して拡大共役側へ移動する。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1と第6レンズ群L6は固定である。第2レンズ群L2と第3レンズ群L3と第4レンズ群L4と第5レンズ群L5は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、拡大共役側へ移動し変倍、または変倍に伴う像面変動を補正するレンズ群である。
本実施例において第2、第3、第4、第5レンズ群L2、L3、L4、L5はズーミングに際して互いに独立に移動するレンズ群である。
また、第3レンズ群L3中には開口絞りSPを有しており、開口絞りSPよりも縮小共役側に配置された正レンズA(Nd=1.77071,νd=23.0,θgF=0.668)は条件式(7)〜(9)を満足する。
GBは色合成プリズムや偏光フィルター、そしてカラーフィルター等のガラスブロックである。
(実施例2)
実施例2は、広角端において半画角が27.9°、望遠端において半画角が18.6°、ズーム比1.58のズームレンズである。図7は、本発明の結像光学系の実施例2の広角端におけるレンズ断面図である。図8、図9、図10はそれぞれ実施例2の結像光学系の物体距離2.5mのときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
実施例2は、広角端において半画角が27.9°、望遠端において半画角が18.6°、ズーム比1.58のズームレンズである。図7は、本発明の結像光学系の実施例2の広角端におけるレンズ断面図である。図8、図9、図10はそれぞれ実施例2の結像光学系の物体距離2.5mのときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
この実施例2の結像光学系は、拡大共役側から順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5を有する。
フォーカスに際しては、第1レンズ群L1内部のフォーカス群であるL1Fが無限遠から近距離へのフォーカスに際して拡大共役側へ移動する。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1と第5レンズ群L5は固定である。第2レンズ群L2と第3レンズ群L3と第4レンズ群L4は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、拡大共役側へ移動し変倍または変倍に伴う像面変動を補正するレンズ群である。尚、本実施例において第2、第3、第4レンズ群L2、L3、L4はズーミングに際して互いに独立に移動するレンズ群である。
また、第2レンズ群L2中には開口絞りSPを有しており、開口絞りSPよりも縮小共役側で、像面IPに最も近い正レンズA(Nd=1.77071,νd=23.0,θgF=0.668)は条件式(7)〜(9)を満足する。
GBは色合成プリズムや偏光フィルター、そしてカラーフィルター等のガラスブロックである。
(実施例3)
実施例3は、広角端において半画角が40.5°、望遠端において半画角が23.85°、ズーム比1.93のズームレンズである。図11は、本発明の結像光学系の実施例3の広角端におけるレンズ断面図である。図12、図13、図14はそれぞれ実施例3の結像光学系の物体距離1.2mのときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
実施例3は、広角端において半画角が40.5°、望遠端において半画角が23.85°、ズーム比1.93のズームレンズである。図11は、本発明の結像光学系の実施例3の広角端におけるレンズ断面図である。図12、図13、図14はそれぞれ実施例3の結像光学系の物体距離1.2mのときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
この実施例3の結像光学系は拡大共役側から順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2を有する。無限遠から近距離へのフォーカスに際して、第1レンズ群L1が拡大共役側へ移動する。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2が移動する。本実施例において第1、第2レンズ群L1、L2はズーミングに際して互いに独立に移動するレンズ群である。
また、第2レンズ群L2中には開口絞りSPを有しており、開口絞りSPよりも縮小共役側に配置された正レンズA(Nd=1.77071,νd=23.0,θgF=0.668)は条件式(7)〜(9)を満足する。
(実施例4)
実施例4は、広角端において半画角が33.4°、望遠端において半画角が23.0°、ズーム比1.55のズームレンズである。図15は、本発明の結像光学系の実施例4の広角端におけるレンズ断面図である。図16、図17、図18はそれぞれ実施例4の結像光学系の物体距離1.35mのときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
実施例4は、広角端において半画角が33.4°、望遠端において半画角が23.0°、ズーム比1.55のズームレンズである。図15は、本発明の結像光学系の実施例4の広角端におけるレンズ断面図である。図16、図17、図18はそれぞれ実施例4の結像光学系の物体距離1.35mのときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
この実施例4の結像光学系は拡大共役側から順に、第1〜6レンズ群を有する。この第1〜6レンズ群は、それぞれ負の屈折力、正の屈折力、正の屈折力、負の屈折力、正の屈折力、正の屈折力を有する。第1レンズ群L1はフォーカスに際して無限遠から近距離へのフォーカスに際して拡大共役側へ移動する。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1と第6レンズ群L6は固定である。また、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3と第4レンズ群L4と第5レンズ群L5は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、拡大共役側へ移動し変倍または変倍に伴う像面変動を補正するレンズ群である。ここで、第2、第3、第4、第5レンズ群L2、L3、L4、L5は、ズーミングに際して互いに独立に移動するレンズ群である。
また、第3レンズ群L3中には開口絞りSPを有しており、開口絞りSPよりも縮小共役側に配置された正レンズA(Nd=1.77071,νd=23.0,θgF=0.645)は条件式(7)〜(9)を満足する。
GBは色合成プリズムや偏光フィルター、そしてカラーフィルター等のガラスブロックである。
(実施例5)
この実施例5は、広角端において半画角が39.8°、望遠端において半画角が23.8°、ズーム比1.88のズームレンズである。図19は、本発明の結像光学系の実施例5の広角端におけるレンズ断面図である。図20、図21、図22はそれぞれ実施例5の結像光学系の物体距離1.2mのときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
この実施例5は、広角端において半画角が39.8°、望遠端において半画角が23.8°、ズーム比1.88のズームレンズである。図19は、本発明の結像光学系の実施例5の広角端におけるレンズ断面図である。図20、図21、図22はそれぞれ実施例5の結像光学系の物体距離1.2mのときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
この実施例5の結像光学系は拡大共役側から順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4を有する。無限遠から近距離へのフォーカスに際して、第1レンズ群L1が拡大共役側へ移動する。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2と第3レンズ群L3と第4レンズ群L4が移動する。本実施例において第1、第2、第3、第4、レンズ群L1、L2、L3、L4はズーミングに際して互いに独立に移動するレンズ群である。
また、本実施例の結像光学系は、第4レンズ群L4中に開口絞りSPを有しており、開口絞りSPよりも縮小共役側に配置された正レンズA(Nd=1.77071,νd=23.0,θgF=0.668)は条件式(7)〜(9)を満足する。
(実施例6)
実施例6は、広角端において半画角が33.6°、望遠端において半画角が8.40°、ズーム比4.48のズームレンズである。図23は、本発明の結像光学系の実施例6の広角端におけるレンズ断面図である。図24、図25、図26はそれぞれ実施例6の結像光学系の物体距離無限遠のときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
実施例6は、広角端において半画角が33.6°、望遠端において半画角が8.40°、ズーム比4.48のズームレンズである。図23は、本発明の結像光学系の実施例6の広角端におけるレンズ断面図である。図24、図25、図26はそれぞれ実施例6の結像光学系の物体距離無限遠のときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。
この実施例6の結像光学系は拡大共役側から順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4を有する。無限遠から近距離へのフォーカスに際して、第4レンズ群L4が拡大共役側へ移動する。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3と第4レンズ群L4が移動する。本実施例において第2、第3、第4、レンズ群L2、L3、L4はズーミングに際して互いに独立に移動するレンズ群である。
また、第3レンズ群L3中には開口絞りSPを有しており、開口絞りSPよりも縮小共役側に配置された正レンズA(Nd=1.77071,νd=23.0,θgF=0.645)は条件式(7)〜(9)を満足する。
以下に本発明の参考例1および実施例1乃至6に対応する数値例を示す。各数値例においてf、fno、2ωはそれぞれ無限遠物体に焦点を合わせたときの全系の焦点距離(mm)、Fナンバー、画角(度)を表している。
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、光の進行方向を正、Rを近軸曲率半径、kを離心率、A、B、C、D、Eを各々非球面係数としたとき、
なる式で表している。
そして、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を(表−1)に示す。
(参考例1の数値例)
f=25.00 Fno=1.46 2ω=81.8°
面番号 r d nd vd 有効径
1 106.476 2.80 1.69680 55.5 52.62
2 34.237 7.20 43.99
3 231.200 2.30 1.69680 55.5 43.78
4 36.544 5.48 39.80
5 152.788 5.38 1.79952 42.2 39.73
6 -73.268 2.87 39.50
7 52.697 3.50 1.84666 23.8 32.57
8 125.863 1.70 1.43875 95.0 31.14
9 25.660 7.10 26.95
10 ∞ 7.48 24.90
11 55.654 7.30 1.80400 46.6 28.32
12 -44.368 2.00 28.20
13 -160.594 1.48 1.75520 27.5 25.63
14 83.004 3.13 24.75
15 ∞ 8.68 24.10 絞り
16 -17.472 1.50 1.84666 23.8 22.79
17 42.214 6.75 1.60300 65.4 27.56
18* -26.911 0.15 28.33
19* -160.623 6.00 1.43875 95.0 30.48
20 -24.626 0.15 31.32
21 -273.831 7.25 1.73000 26.0 36.05θgF=0.635
22 -30.409 37.09
非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A =0 B = 1.29928e-005 C = 9.54236e-009 D =-1.36553e-010
E = 3.48384e-013
第19面
K = 0.00000e+000 A =0 B = 3.56049e-007 C =-3.33936e-008 D = 7.24902e-011
E =-3.40933e-014
f=25.00 Fno=1.46 2ω=81.8°
面番号 r d nd vd 有効径
1 106.476 2.80 1.69680 55.5 52.62
2 34.237 7.20 43.99
3 231.200 2.30 1.69680 55.5 43.78
4 36.544 5.48 39.80
5 152.788 5.38 1.79952 42.2 39.73
6 -73.268 2.87 39.50
7 52.697 3.50 1.84666 23.8 32.57
8 125.863 1.70 1.43875 95.0 31.14
9 25.660 7.10 26.95
10 ∞ 7.48 24.90
11 55.654 7.30 1.80400 46.6 28.32
12 -44.368 2.00 28.20
13 -160.594 1.48 1.75520 27.5 25.63
14 83.004 3.13 24.75
15 ∞ 8.68 24.10 絞り
16 -17.472 1.50 1.84666 23.8 22.79
17 42.214 6.75 1.60300 65.4 27.56
18* -26.911 0.15 28.33
19* -160.623 6.00 1.43875 95.0 30.48
20 -24.626 0.15 31.32
21 -273.831 7.25 1.73000 26.0 36.05θgF=0.635
22 -30.409 37.09
非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A =0 B = 1.29928e-005 C = 9.54236e-009 D =-1.36553e-010
E = 3.48384e-013
第19面
K = 0.00000e+000 A =0 B = 3.56049e-007 C =-3.33936e-008 D = 7.24902e-011
E =-3.40933e-014
(実施例1の数値例)
f=18.55〜21.99〜28.98 Fno=1.85〜2.12〜2.60 2ω=66.7°〜58.0°〜45.7°
面番号 r d nd vd 有効径
1 37.239 2.20 1.69680 55.5 43.87
2 23.002 6.56 37.42
3 48.303 1.75 1.69680 55.5 36.98
4 28.497 7.26 34.14
5 -261.631 1.80 1.65844 50.9 33.83
6 81.947 2.32 33.30
7* 1439.991 3.60 1.52996 55.8 33.39
8* 486.971 (可変) 33.22
9 239.472 5.95 1.54814 45.8 30.54
10 -45.702 0.00 30.25
11 ∞ 0.16 28.73 フレアカット
12 78.411 3.37 1.67270 32.1 27.90
13 -608.645 2.21 26.93
14 -57.473 2.20 1.65844 50.9 26.14
15 -138.642 (可変) 25.55
16 ∞ 0.44 22.17 絞り
17 69.302 2.57 1.56384 60.7 22.18
18 -80.870 (可変) 22.08
19 35.058 1.00 1.72342 38.0 19.91
20 22.105 (可変) 19.04
21 -21.344 1.35 1.84666 23.8 18.65
22 42.312 5.55 1.49700 81.5 20.21
23 -26.437 0.15 21.37
24 114.268 4.00 1.77071 23.0 24.64 θgF=0.668
25 -41.575 1.00 1.83400 37.2 25.24
26 3021.028 0.46 26.56
27 1189.872 6.47 1.49700 81.5 27.01
28 -26.116 (可変) 28.24
29 64.844 3.50 1.83400 37.2 35.08
30 -881.733 2.52 34.95
31 ∞ 30.00 1.51633 64.1 34.16
32 ∞ 21.00 1.69680 55.5 28.37
33 ∞ 24.75
非球面データ
第7面
K = 4.92437e+003 A =0 B = 2.00194e-005 C =-4.37081e-008 D = 8.87604e-011
E =-1.81134e-013
第8面
K = 0.00000e+000 A =0 B = 1.23110e-005 C =-3.65955e-008 D = 3.61352e-011
E =-6.55099e-014 F =-7.73723e-017
可変間隔 焦点距離 18.55 21.99 28.98
d8 32.02 23.41 12.51
d15 33.58 30.24 21.77
d18 2.17 6.61 16.09
d20 6.19 7.90 6.93
d28 8.94 14.81 25.67
f=18.55〜21.99〜28.98 Fno=1.85〜2.12〜2.60 2ω=66.7°〜58.0°〜45.7°
面番号 r d nd vd 有効径
1 37.239 2.20 1.69680 55.5 43.87
2 23.002 6.56 37.42
3 48.303 1.75 1.69680 55.5 36.98
4 28.497 7.26 34.14
5 -261.631 1.80 1.65844 50.9 33.83
6 81.947 2.32 33.30
7* 1439.991 3.60 1.52996 55.8 33.39
8* 486.971 (可変) 33.22
9 239.472 5.95 1.54814 45.8 30.54
10 -45.702 0.00 30.25
11 ∞ 0.16 28.73 フレアカット
12 78.411 3.37 1.67270 32.1 27.90
13 -608.645 2.21 26.93
14 -57.473 2.20 1.65844 50.9 26.14
15 -138.642 (可変) 25.55
16 ∞ 0.44 22.17 絞り
17 69.302 2.57 1.56384 60.7 22.18
18 -80.870 (可変) 22.08
19 35.058 1.00 1.72342 38.0 19.91
20 22.105 (可変) 19.04
21 -21.344 1.35 1.84666 23.8 18.65
22 42.312 5.55 1.49700 81.5 20.21
23 -26.437 0.15 21.37
24 114.268 4.00 1.77071 23.0 24.64 θgF=0.668
25 -41.575 1.00 1.83400 37.2 25.24
26 3021.028 0.46 26.56
27 1189.872 6.47 1.49700 81.5 27.01
28 -26.116 (可変) 28.24
29 64.844 3.50 1.83400 37.2 35.08
30 -881.733 2.52 34.95
31 ∞ 30.00 1.51633 64.1 34.16
32 ∞ 21.00 1.69680 55.5 28.37
33 ∞ 24.75
非球面データ
第7面
K = 4.92437e+003 A =0 B = 2.00194e-005 C =-4.37081e-008 D = 8.87604e-011
E =-1.81134e-013
第8面
K = 0.00000e+000 A =0 B = 1.23110e-005 C =-3.65955e-008 D = 3.61352e-011
E =-6.55099e-014 F =-7.73723e-017
可変間隔 焦点距離 18.55 21.99 28.98
d8 32.02 23.41 12.51
d15 33.58 30.24 21.77
d18 2.17 6.61 16.09
d20 6.19 7.90 6.93
d28 8.94 14.81 25.67
(実施例2の数値例)
f=48.85〜62.70〜77.00 Fno=2.50〜2.85〜3.20 2ω=55.86°〜44.88°〜37.18°
面番号 r d nd vd 有効径
1 145.968 9.40 1.80440 39.6 81.35
2 -1917.291 0.25 78.66
3 66.996 4.00 1.48749 70.2 61.78
4 33.183 15.04 49.38
5 -101.584 2.50 1.48749 70.2 47.68
6 36.013 6.32 40.60
7 50.072 4.50 1.60562 43.7 39.45
8 129.707 (可変) 38.52
9* 83.077 4.40 1.64000 60.1 29.73
10 -128.042 7.00 29.69
11 ∞ (可変) 28.32 絞り
12 -253.928 7.30 1.77250 49.6 26.71
13 -34.913 2.20 1.74077 27.8 26.54
14 -104.388 (可変) 27.52
15 94.595 5.45 1.83400 37.2 28.77
16 -138.906 1.69 29.12
17* -64.950 1.80 1.62004 36.3 29.12
18 53.965 (可変) 30.10
19 -57.656 3.00 1.84666 23.8 34.60
20 102.653 11.30 1.48749 70.2 39.74
21 -62.527 0.25 45.01
22 -2569.051 6.10 1.78800 47.4 49.98
23 -97.611 0.25 51.60
24 99.183 10.40 1.77071 23.0 56.50 θgF=0.668
25 -212.253 5.00 56.78
26 ∞ 46.25 1.51633 64.1 56.11
27 ∞ 53.18
非球面データ
第9面
K =-6.03718e-001 A =0 B = 2.23798e-007 C =-1.13330e-009 D = 3.04999e-012
第17面
K = 1.93656e-003 A =0 B = 1.30289e-007 C =-1.61419e-009 D = 5.48305e-012
可変間隔 焦点距離 48.85 62.70 77.00
d8 38.51 21.05 7.80
d11 9.62 12.27 12.56
d14 0.76 7.11 18.60
d18 10.90 19.35 20.83
f=48.85〜62.70〜77.00 Fno=2.50〜2.85〜3.20 2ω=55.86°〜44.88°〜37.18°
面番号 r d nd vd 有効径
1 145.968 9.40 1.80440 39.6 81.35
2 -1917.291 0.25 78.66
3 66.996 4.00 1.48749 70.2 61.78
4 33.183 15.04 49.38
5 -101.584 2.50 1.48749 70.2 47.68
6 36.013 6.32 40.60
7 50.072 4.50 1.60562 43.7 39.45
8 129.707 (可変) 38.52
9* 83.077 4.40 1.64000 60.1 29.73
10 -128.042 7.00 29.69
11 ∞ (可変) 28.32 絞り
12 -253.928 7.30 1.77250 49.6 26.71
13 -34.913 2.20 1.74077 27.8 26.54
14 -104.388 (可変) 27.52
15 94.595 5.45 1.83400 37.2 28.77
16 -138.906 1.69 29.12
17* -64.950 1.80 1.62004 36.3 29.12
18 53.965 (可変) 30.10
19 -57.656 3.00 1.84666 23.8 34.60
20 102.653 11.30 1.48749 70.2 39.74
21 -62.527 0.25 45.01
22 -2569.051 6.10 1.78800 47.4 49.98
23 -97.611 0.25 51.60
24 99.183 10.40 1.77071 23.0 56.50 θgF=0.668
25 -212.253 5.00 56.78
26 ∞ 46.25 1.51633 64.1 56.11
27 ∞ 53.18
非球面データ
第9面
K =-6.03718e-001 A =0 B = 2.23798e-007 C =-1.13330e-009 D = 3.04999e-012
第17面
K = 1.93656e-003 A =0 B = 1.30289e-007 C =-1.61419e-009 D = 5.48305e-012
可変間隔 焦点距離 48.85 62.70 77.00
d8 38.51 21.05 7.80
d11 9.62 12.27 12.56
d14 0.76 7.11 18.60
d18 10.90 19.35 20.83
(実施例3の数値例)
f=25.33〜38.00〜48.94 Fno=3.33〜3.99〜4.68 2ω=81.00°〜59.31°〜47.70°
面番号 r d nd vd 有効径
1 56.834 1.71 1.67790 55.3 32.66
2* 13.901 7.75 25.12
3 -193.910 1.44 1.49700 81.5 24.73
4 270.130 3.14 24.00
5 25.360 2.02 1.80518 25.4 21.49
6 35.590 (可変) 20.72
7 28.635 3.33 1.60300 65.4 16.34
8 -115.304 1.80 16.24
9 ∞ 3.00 15.87 絞り
10 22.783 5.93 1.72342 38.0 15.12
11 -15.437 1.10 1.80440 39.6 13.95
12 18.193 0.77 12.70
13 25.657 2.66 1.56384 60.7 12.72
14 -23.393 0.99 1.84666 23.8 12.59
15* 37.011 2.24 13.65
16 -116.115 2.04 1.77071 23.0 15.53 θgF=0.668
17 -29.139 2.01 16.38
18 -83.544 2.80 1.48749 70.2 18.78
19 -26.938 19.74
非球面データ
第2面
K =-7.74650e-001 A =0 B = 2.09451e-005 C = 1.23678e-008 D = 2.76193e-010
第15面
K =-5.17403e+000 A =0 B = 2.07003e-005 C =-1.16063e-007 D = 6.03801e-010
可変間隔 焦点距離 25.33 38.00 48.94
d6 22.78 7.49 0.65
f=25.33〜38.00〜48.94 Fno=3.33〜3.99〜4.68 2ω=81.00°〜59.31°〜47.70°
面番号 r d nd vd 有効径
1 56.834 1.71 1.67790 55.3 32.66
2* 13.901 7.75 25.12
3 -193.910 1.44 1.49700 81.5 24.73
4 270.130 3.14 24.00
5 25.360 2.02 1.80518 25.4 21.49
6 35.590 (可変) 20.72
7 28.635 3.33 1.60300 65.4 16.34
8 -115.304 1.80 16.24
9 ∞ 3.00 15.87 絞り
10 22.783 5.93 1.72342 38.0 15.12
11 -15.437 1.10 1.80440 39.6 13.95
12 18.193 0.77 12.70
13 25.657 2.66 1.56384 60.7 12.72
14 -23.393 0.99 1.84666 23.8 12.59
15* 37.011 2.24 13.65
16 -116.115 2.04 1.77071 23.0 15.53 θgF=0.668
17 -29.139 2.01 16.38
18 -83.544 2.80 1.48749 70.2 18.78
19 -26.938 19.74
非球面データ
第2面
K =-7.74650e-001 A =0 B = 2.09451e-005 C = 1.23678e-008 D = 2.76193e-010
第15面
K =-5.17403e+000 A =0 B = 2.07003e-005 C =-1.16063e-007 D = 6.03801e-010
可変間隔 焦点距離 25.33 38.00 48.94
d6 22.78 7.49 0.65
(実施例4の数値例)
f=18.48〜22.08〜28.72 Fno=1.85〜2.14〜2.59 2ω=66.86°〜57.84°〜46.03°
面番号 r d nd vd 有効径
1 37.239 2.20 1.69680 55.5 43.86
2 23.002 6.56 37.40
3 48.303 1.75 1.69680 55.5 36.95
4 28.497 7.26 34.11
5 -261.631 1.80 1.65844 50.9 33.79
6 81.947 2.32 33.25
7* 1439.991 3.60 1.52996 55.8 33.33
8* 486.971 (可変) 33.15
9 333.596 5.95 1.54814 45.8 30.29
10 -44.132 0.00 30.03
11 ∞ 0.16 28.48 フレアカット
12 76.624 3.37 1.67270 32.1 27.65
13 -480.607 2.21 26.70
14 -56.252 2.20 1.65844 50.9 25.87
15 -147.599 (可変) 25.62
16 ∞ 0.44 22.38 絞り
17 70.805 2.57 1.56384 60.7 22.26
18 -74.898 (可変) 22.10
19 35.978 1.00 1.72342 38.0 19.99
20 22.021 (可変) 19.10
21 -20.977 1.35 1.84666 23.8 18.79
23 40.494 5.21 1.49700 81.5 20.48
24 -25.615 0.15 21.37
25 108.832 3.95 1.77071 23.0 24.10 θgF=0.645
26 -35.285 1.00 1.83400 37.2 24.58
27 -2464.726 0.58 26.01
28 539.494 6.43 1.49700 81.5 26.68
29 -25.906 (可変) 27.86
30 69.790 3.50 1.83400 37.2 34.04
31 -749.699 2.52 33.89
32 ∞ 30.00 1.51633 64.1 33.17
33 ∞ 21.00 1.69680 55.5 27.96
34 ∞ 24.71
非球面データ
第7面
K = 4.92437e+003 A =0 B = 2.00194e-005 C =-4.37081e-008 D = 8.87604e-011
E =10=-1.81134e-013
第8面
K = 0.00000e+000 A =0 B = 1.23110e-005 C =-3.65955e-008 D = 3.61352e-011
E =-6.55099e-014 F =-7.73723e-017
可変間隔 焦点距離 18.48 22.08 28.72
d8 32.51 23.27 12.54
d15 33.50 30.53 23.27
d18 2.36 6.74 15.47
d20 5.93 7.53 6.73
d29 8.98 15.21 25.26
f=18.48〜22.08〜28.72 Fno=1.85〜2.14〜2.59 2ω=66.86°〜57.84°〜46.03°
面番号 r d nd vd 有効径
1 37.239 2.20 1.69680 55.5 43.86
2 23.002 6.56 37.40
3 48.303 1.75 1.69680 55.5 36.95
4 28.497 7.26 34.11
5 -261.631 1.80 1.65844 50.9 33.79
6 81.947 2.32 33.25
7* 1439.991 3.60 1.52996 55.8 33.33
8* 486.971 (可変) 33.15
9 333.596 5.95 1.54814 45.8 30.29
10 -44.132 0.00 30.03
11 ∞ 0.16 28.48 フレアカット
12 76.624 3.37 1.67270 32.1 27.65
13 -480.607 2.21 26.70
14 -56.252 2.20 1.65844 50.9 25.87
15 -147.599 (可変) 25.62
16 ∞ 0.44 22.38 絞り
17 70.805 2.57 1.56384 60.7 22.26
18 -74.898 (可変) 22.10
19 35.978 1.00 1.72342 38.0 19.99
20 22.021 (可変) 19.10
21 -20.977 1.35 1.84666 23.8 18.79
23 40.494 5.21 1.49700 81.5 20.48
24 -25.615 0.15 21.37
25 108.832 3.95 1.77071 23.0 24.10 θgF=0.645
26 -35.285 1.00 1.83400 37.2 24.58
27 -2464.726 0.58 26.01
28 539.494 6.43 1.49700 81.5 26.68
29 -25.906 (可変) 27.86
30 69.790 3.50 1.83400 37.2 34.04
31 -749.699 2.52 33.89
32 ∞ 30.00 1.51633 64.1 33.17
33 ∞ 21.00 1.69680 55.5 27.96
34 ∞ 24.71
非球面データ
第7面
K = 4.92437e+003 A =0 B = 2.00194e-005 C =-4.37081e-008 D = 8.87604e-011
E =10=-1.81134e-013
第8面
K = 0.00000e+000 A =0 B = 1.23110e-005 C =-3.65955e-008 D = 3.61352e-011
E =-6.55099e-014 F =-7.73723e-017
可変間隔 焦点距離 18.48 22.08 28.72
d8 32.51 23.27 12.54
d15 33.50 30.53 23.27
d18 2.36 6.74 15.47
d20 5.93 7.53 6.73
d29 8.98 15.21 25.26
(実施例5の数値例)
f=26.00〜38.00〜49.00 Fno=3.40〜4.00〜4.69 2ω=79.53°〜59.31°〜47.65°
面番号 r d nd vd 有効径
1 73.076 1.71 1.67790 55.3 33.05
2* 15.692 (可変) 26.21
3 292.757 1.44 1.49700 81.5 25.37
4 79.391 (可変) 24.53
5 27.747 3.21 1.80518 25.4 22.55
6 38.472 (可変) 21.11
7 27.578 3.91 1.60300 65.4 15.92
8 -136.604 1.80 15.73
9 ∞ 3.00 15.38 絞り
10 22.526 5.98 1.72342 38.0 14.65
11 -14.755 1.10 1.80440 39.6 13.44
12 16.902 0.75 12.23
13 23.509 2.90 1.56384 60.7 12.58
14 -22.244 0.99 1.84666 23.8 13.02
15* 42.923 2.24 14.16
16 -85.538 2.50 1.77071 23.0 15.91 θgF=0.668
17 -26.906 1.50 17.07
18 -75.154 2.54 1.48749 70.2 19.05
19 -27.909 19.90
非球面データ
第2面
K =-7.94601e-001 A =0 B = 1.16488e-005 C = 3.23331e-008 D = 7.35835e-011
第15面
K =-5.94583e+000 A =0 B = 1.76388e-005 C =-1.53351e-007 D = 5.88307e-010
可変間隔 焦点距離 26.00 38.00 49.00
d2 7.50 7.02 6.82
d4 3.14 4.03 4.07
d6 22.78 7.55 0.67
f=26.00〜38.00〜49.00 Fno=3.40〜4.00〜4.69 2ω=79.53°〜59.31°〜47.65°
面番号 r d nd vd 有効径
1 73.076 1.71 1.67790 55.3 33.05
2* 15.692 (可変) 26.21
3 292.757 1.44 1.49700 81.5 25.37
4 79.391 (可変) 24.53
5 27.747 3.21 1.80518 25.4 22.55
6 38.472 (可変) 21.11
7 27.578 3.91 1.60300 65.4 15.92
8 -136.604 1.80 15.73
9 ∞ 3.00 15.38 絞り
10 22.526 5.98 1.72342 38.0 14.65
11 -14.755 1.10 1.80440 39.6 13.44
12 16.902 0.75 12.23
13 23.509 2.90 1.56384 60.7 12.58
14 -22.244 0.99 1.84666 23.8 13.02
15* 42.923 2.24 14.16
16 -85.538 2.50 1.77071 23.0 15.91 θgF=0.668
17 -26.906 1.50 17.07
18 -75.154 2.54 1.48749 70.2 19.05
19 -27.909 19.90
非球面データ
第2面
K =-7.94601e-001 A =0 B = 1.16488e-005 C = 3.23331e-008 D = 7.35835e-011
第15面
K =-5.94583e+000 A =0 B = 1.76388e-005 C =-1.53351e-007 D = 5.88307e-010
可変間隔 焦点距離 26.00 38.00 49.00
d2 7.50 7.02 6.82
d4 3.14 4.03 4.07
d6 22.78 7.55 0.67
(実施例6の数値例)
f=5.45〜13.02〜24.22 Fno=2.80〜4.00〜5.60 2ω=66.45°〜30.67°〜16.77°
面番号 r d nd vd 有効径
1 -878.603 1.45 1.77250 49.6 20.54
2* 12.326 3.32 17.48
3 ∞ 16.00 1.83400 37.2 17.39
4 ∞ 0.40 14.99
5 44.900 2.01 1.84666 23.8 14.71
6 1088.182 (可変) 14.28
7* -53.810 0.68 1.49700 81.5 13.97
8 22.270 0.34 13.50
9 14.863 2.10 1.84666 23.8 13.51
10 20.295 (可変) 12.83
11 ∞ 0.50 8.98 絞り
12* 11.113 3.90 1.77250 49.6 9.39
13 -22.537 0.50 1.61293 37.0 8.78
14 37.864 2.78 8.41
15 100.000 0.50 1.72151 29.2 7.44
16 5.000 1.70 1.76200 40.1 6.98
17* 9.447 0.50 6.72
18 9.613 1.00 1.48749 70.2 6.80
19 56.662 (可変) 6.73
20* 32.558 1.50 1.77071 23.0 9.00 θgF=0.645
21 -23.688 0.90 1.77250 49.6 8.96
22 -23.670 (可変) 8.93
23 ∞ 1.28 1.51633 64.1 20.00
24 ∞ 20.00
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A =0 B = -4.76782e-005 C = -1.33978e-006 D = 1.87321e-008
E = -1.43601e-010
第7面
K = 0.00000e+000 A =0 B = -4.04618e-005 C = -3.22721e-007 D = 9.56895e-009
E = -1.77075e-010
第12面
K = 0.00000e+000 A =0 B = -1.25054e-005 C = -2.08374e-007 D = -5.06991e-009
E = -3.83585e-011
第17面
K = 0.00000e+000 A =0 B = 3.09708e-004 C = 4.27334e-006 D = 1.39680e-008
E = 2.88779e-009
第20面
K = 0.00000e+000 A =0 B = -1.55949e-004 C = 9.47994e-006 D = -5.56983e-007
E = 1.14305e-008
可変間隔 焦点距離 5.45 13.02 24.22
d6 1.16 14.00 3.00
d10 32.98 5.39 1.64
d19 10.65 26.36 42.08
d22 4.00 3.04 2.08
f=5.45〜13.02〜24.22 Fno=2.80〜4.00〜5.60 2ω=66.45°〜30.67°〜16.77°
面番号 r d nd vd 有効径
1 -878.603 1.45 1.77250 49.6 20.54
2* 12.326 3.32 17.48
3 ∞ 16.00 1.83400 37.2 17.39
4 ∞ 0.40 14.99
5 44.900 2.01 1.84666 23.8 14.71
6 1088.182 (可変) 14.28
7* -53.810 0.68 1.49700 81.5 13.97
8 22.270 0.34 13.50
9 14.863 2.10 1.84666 23.8 13.51
10 20.295 (可変) 12.83
11 ∞ 0.50 8.98 絞り
12* 11.113 3.90 1.77250 49.6 9.39
13 -22.537 0.50 1.61293 37.0 8.78
14 37.864 2.78 8.41
15 100.000 0.50 1.72151 29.2 7.44
16 5.000 1.70 1.76200 40.1 6.98
17* 9.447 0.50 6.72
18 9.613 1.00 1.48749 70.2 6.80
19 56.662 (可変) 6.73
20* 32.558 1.50 1.77071 23.0 9.00 θgF=0.645
21 -23.688 0.90 1.77250 49.6 8.96
22 -23.670 (可変) 8.93
23 ∞ 1.28 1.51633 64.1 20.00
24 ∞ 20.00
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A =0 B = -4.76782e-005 C = -1.33978e-006 D = 1.87321e-008
E = -1.43601e-010
第7面
K = 0.00000e+000 A =0 B = -4.04618e-005 C = -3.22721e-007 D = 9.56895e-009
E = -1.77075e-010
第12面
K = 0.00000e+000 A =0 B = -1.25054e-005 C = -2.08374e-007 D = -5.06991e-009
E = -3.83585e-011
第17面
K = 0.00000e+000 A =0 B = 3.09708e-004 C = 4.27334e-006 D = 1.39680e-008
E = 2.88779e-009
第20面
K = 0.00000e+000 A =0 B = -1.55949e-004 C = 9.47994e-006 D = -5.56983e-007
E = 1.14305e-008
可変間隔 焦点距離 5.45 13.02 24.22
d6 1.16 14.00 3.00
d10 32.98 5.39 1.64
d19 10.65 26.36 42.08
d22 4.00 3.04 2.08
次に、本発明の結像光学系を撮像装置(カメラシステム)に適用した実施形態について説明する。図27が、本発明の結像光学系を一眼レフカメラの撮像光学系に適用した実施例の要部概略図である。図27において、10は参考例1および実施例1乃至6の撮像光学系1と、この撮像光学系1を保持する鏡筒2とを有する撮影レンズである。20はカメラ本体である。このカメラ本体20は、撮像レンズ10からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー3、撮像レンズ10の像形成位置に配置された焦点板4、焦点板4に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム5を有している。更に、その変換された正立像を観察するための接眼レンズ6等を有している。また、カメラ本体内の7は感光面であり、CCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)や銀塩フィルムが配置される。この撮像装置において撮像を行う際(撮影時)には、クイックリターンミラー3が光路から退避して、感光面7上に撮影レンズ10によって像が形成される。
次に、本発明の結像光学系を画像投射装置(プロジェクター)の投影光学系(投射レンズ、投影レンズ)に適用した実施形態を図28を用いて説明する。
同図は本発明の結像光学系を3板式のカラー液晶プロジェクターに適用し複数の液晶表示素子に基づく複数の色光の画像情報を色合成手段を介して合成し、投射用レンズでスクリーン面上に拡大投射する画像投射装置を示している。図28においてカラー液晶プロジェクター100は、R(赤色光)、G(緑色光)、B(青色光)の3枚のパネル5R、5G、5BからのRGBの各色光を色合成手段としてのプリズム200で1つの光路に合成している。ここで、色合成手段としては一つのプリズム200を図示しているが、この限りでは無く複数のプリズム(ダイクリイックプリズムや、偏光ビームスプリッター等)を用いても構わない。この色合成手段によって合成した色光(カラー画像情報を持つ光)を、前述した結像光学系1を持つ投射レンズ300を用いてスクリーン(被投射面)400に投影している。
次に、本発明の結像光学系(特に実施例6に示したようなズームレンズ)を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施形態について図29を用いて説明する。この図29において、20はカメラ本体、21は撮像光学系、22はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系21によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。23は固体撮像素子22によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。24は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子22上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。
このように参考例1および実施例1乃至6の結像光学系を一眼レフカメラやデジタルカメラ、プロジェクター等に適用することにより、高い光学性能を有する光学機器を実現することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、参考例1および実施例1乃至6において、第1レンズ群L1の物体側又は/及び最も像側のレンズ群の像側にコンバーターレンズやアフォーカル系等のレンズ群を配置しても良い。
以上のような本発明の各実施例によれば、画面全体に渡って色収差を補正し、高い光学性能を持った結像光学系や、画面全体に渡って色収差を補正し画質の高い画像を投射可能な画像投射装置や、良好な画質で被写体を撮影できる撮像装置を得ることができる。
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L4 第4レンズ群
L5 第5レンズ群
L6 第6レンズ群
LF フローティングレンズ群
SP 開口絞り
IP 像面
GB ガラスブロック
S サジタル像面
M メリディオナル像面
d d線
g g線
ω 半画角
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L4 第4レンズ群
L5 第5レンズ群
L6 第6レンズ群
LF フローティングレンズ群
SP 開口絞り
IP 像面
GB ガラスブロック
S サジタル像面
M メリディオナル像面
d d線
g g線
ω 半画角
Claims (4)
- 拡大共役側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正又は負の屈折力を有する後群を有し、各群の間隔を変化させてズーミングを行う光学系において、前記光学系は、開口絞りと、前記開口絞りより縮小共役側に配置された第1の正レンズを有しており、前記第1の正レンズの焦点距離をfGz、前記光学系全系の広角端における焦点距離をfW、望遠端における焦点距離をfT、前記第1の正レンズのg線、F線、d線、C線に対する屈折率をそれぞれNgz、NFz、Ndz、NCzとし、該第1の正レンズの部分分散比θgFz、アッベ数νdzを
νdz=(Ndz−1)/(NFz−NCz)
θgFz=(Ngz−NFz)/(NFz−NCz)
とするとき、
0.796<θgFz−(1.00×10−4×νdz 2−9.10×10−3×νdz)<0.86
10<νdz<30
0.5<fGz/√(fW×fT)<1.9
1.77071≦Ndz<2.2
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。 - 前記第1の正レンズ以外で、前記開口絞りよりも縮小共役側に位置する正レンズのうちd線に対するアッベ数が最大の第2の正レンズのアッベ数をνPzmaxとするとき、
65<νPzmax<98
を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の光学系。 - 請求項1乃至3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。
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JP2007226142A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
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