JP2015215406A - ズームレンズ系 - Google Patents

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JP2015215406A
JP2015215406A JP2014096858A JP2014096858A JP2015215406A JP 2015215406 A JP2015215406 A JP 2015215406A JP 2014096858 A JP2014096858 A JP 2014096858A JP 2014096858 A JP2014096858 A JP 2014096858A JP 2015215406 A JP2015215406 A JP 2015215406A
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是枝 大輔
Daisuke Koreeda
大輔 是枝
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Abstract

【課題】小型化を図り、Fナンバーが2.8以下の明るさ、半画角が35度以上の広角化および変倍比が5倍程度を実現し、軸外収差を良好に補正し、第2レンズ群内の相対偏芯に対する感度を適切に設定する負正正の3群ズームレンズ系を提供する。【解決手段】物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1と、正屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折力の第3レンズ群G3とから構成され、変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2が物体側に移動し、第3レンズ群が像側に移動し、第2レンズ群G2が4枚のレンズから構成され、第2レンズ群G2中の最も像側のレンズが、少なくとも一方の面に非球面を有し、さらに(1)2.1<ft/f2<2.7、(2)|f2/f24|<0.3の条件式を満足する。但し、ft:長焦点距離端の全系の焦点距離、f2:第2レンズ群G2の焦点距離、f24:第2レンズ群G2中の最も像側のレンズの焦点距離。【選択図】図1

Description

本発明は、ズームレンズ系に関する。
特許文献1−4には、小型化(薄型化、レンズ全長の短縮化)に加えて、Fナンバーが2.8以下の明るさ、半画角が35度以上の広角化および変倍比が5倍程度の高変倍化を狙ったズームレンズ系として、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群とから構成されたズームレンズ系が開示されている。正の屈折力の第2レンズ群は3枚または4枚のレンズから構成されている。
特許文献1のズームレンズ系は、第2レンズ群が3枚のレンズから構成されているため、特に短焦点距離端においてコマ収差や非点収差等の軸外収差の補正が不十分となってしまう。
特許文献2、3のズームレンズ系は、第2レンズ群が4枚のレンズから構成されているが、その最も像側に位置するレンズが球面レンズであるため、特に短焦点距離端において非点収差等の軸外収差の補正が不十分となってしまう。
特許文献4のズームレンズ系は、第2レンズ群が4枚のレンズから構成されており、その最も像側に位置するレンズが非球面レンズとなっている。しかし、この非球面レンズのパワー設定が不適切であるため、非点収差等の軸外収差の補正が不十分であり、かつ、第2レンズ群内の相対偏芯に対する感度が高くなりすぎて製造時の性能劣化が懸念される。
特開2012−103675号公報 特開2012−185345号公報 特開2012−155030号公報 特開2012−123270号公報
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、負正正の3群ズームレンズ系において、小型化(薄型化、レンズ全長の短縮化)を図り、Fナンバーが2.8以下の明るさ、半画角が35度以上の広角化および変倍比が5倍程度の高変倍化を実現し、コマ収差や非点収差等の軸外収差を良好に補正し、第2レンズ群内の相対偏芯に対する感度を適切に設定して製造時の性能劣化を防止することを目的とする。
本発明のズームレンズ系は、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群とから構成され、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群が物体側に移動し、第3レンズ群が像側に移動するズームレンズ系において、第2レンズ群が4枚のレンズから構成されていること;第2レンズ群中の最も像側に位置するレンズが、少なくとも一方の面に非球面を有していること;及び次の条件式(1)、(2)を満足すること;を特徴としている。
(1)2.1<ft/f2<2.7
(2)|f2/f24|<0.3
但し、
ft:長焦点距離端における全系の焦点距離、
f2:第2レンズ群の焦点距離、
f24:第2レンズ群中の最も像側に位置する非球面レンズの焦点距離、
である。
本発明のズームレンズ系は、第2レンズ群中の最も像側に位置する非球面レンズが、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有しており、次の条件式(3)、(4)を満足することが好ましい。
(3)−0.40<(r24a−r24b)/(r24a+r24b)<0.35
(4)0.4<r24b/f2<1.3
但し、
r24a:第2レンズ群中の最も像側に位置する非球面メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径、
r24b:第2レンズ群中の最も像側に位置する非球面メニスカスレンズの像側の面の曲率半径、
f2:第2レンズ群の焦点距離、
である。
第2レンズ群中の最も像側に位置する非球面レンズは、プラスチックレンズから構成することができる。
第2レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと、負レンズと、正または負の上記非球面レンズとの4枚のレンズから構成することができる。
第2レンズ群中の最も物体側の正レンズと最も像側の非球面レンズの間に位置する正レンズと負レンズは、接合することができる。
第2レンズ群中の最も物体側に位置する正レンズは、少なくとも一方の面に非球面を有することができる。
本発明のズームレンズ系は、第1レンズ群が、物体側から順に、負レンズと、少なくとも一方の面に非球面を有する正レンズとの2枚のレンズから構成されており、次の条件式(5)、(6)を満足することが好ましい。
(5)n12>1.9
(6)ν12<22
但し、
n12:第1レンズ群中の正レンズのd線に対する屈折率、
ν12:第1レンズ群中の正レンズのd線に対するアッベ数、
である。
第1レンズ群中の負レンズは、少なくとも一方の面に非球面を有することができる。
本発明のズームレンズ系は、次の条件式(7)、(8)を満足することが好ましい。
(7)4.2<m2t/m2w<5.8
(8)1.02<m3t/m3w<1.20
但し、
m2t:長焦点距離端における無限遠合焦時の第2レンズ群の横倍率、
m2w:短焦点距離端における無限遠合焦時の第2レンズ群の横倍率、
m3t:長焦点距離端における無限遠合焦時の第3レンズ群の横倍率、
m3w:短焦点距離端における無限遠合焦時の第3レンズ群の横倍率、
である。
第3レンズ群は、正単レンズから構成されており、かつ、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ群を構成することができる。
本発明によれば、負正正の3群ズームレンズ系において、小型化(薄型化、レンズ全長の短縮化)を図り、Fナンバーが2.8以下の明るさ、半画角が35度以上の広角化および変倍比が5倍程度の高変倍化を実現し、コマ収差や非点収差等の軸外収差を良好に補正し、第2レンズ群内の相対偏芯に対する感度を適切に設定して製造時の性能劣化を防止することができる。
本発明によるズームレンズ系の数値実施例1の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図1のように構成されたズームレンズ系の短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 図1のように構成されたズームレンズ系の中間焦点距離における無限遠合焦時の諸収差図である。 図1のように構成されたズームレンズ系の長焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例2の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図5のように構成されたズームレンズ系の短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 図5のように構成されたズームレンズ系の中間焦点距離における無限遠合焦時の諸収差図である。 図5のように構成されたズームレンズ系の長焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例3の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図9のように構成されたズームレンズ系の短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 図9のように構成されたズームレンズ系の中間焦点距離における無限遠合焦時の諸収差図である。 図9のように構成されたズームレンズ系の長焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例4の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図13のように構成されたズームレンズ系の短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 図13のように構成されたズームレンズ系の中間焦点距離における無限遠合焦時の諸収差図である。 図13のように構成されたズームレンズ系の長焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例5の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図17のように構成されたズームレンズ系の短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 図17のように構成されたズームレンズ系の中間焦点距離における無限遠合焦時の諸収差図である。 図17のように構成されたズームレンズ系の長焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例6の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図21のように構成されたズームレンズ系の短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 図21のように構成されたズームレンズ系の中間焦点距離における無限遠合焦時の諸収差図である。 図21のように構成されたズームレンズ系の長焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図である。 本発明によるズームレンズ系のズーム軌跡を示す簡易移動図である。
本実施形態のズームレンズ系は、全数値実施例1−6を通じて、図25の簡易移動図に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3とから構成されている。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間(第2レンズ群G2の直前)に位置する絞りSは、第2レンズ群G2と一体に移動する。Iは像面である。
本実施形態のズームレンズ系は、全数値実施例1−6を通じて、図25の簡易移動図に示すように、短焦点距離端(Wide)から中間焦点距離(Middle)を介した長焦点距離端(Tele)への変倍(ズーミング)に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が増大するように、第1レンズ群G1ないし第3レンズ群G3の全てのレンズ群が光軸方向に移動する。
第1レンズ群G1は、短焦点距離端から中間焦点距離を介した長焦点距離端への変倍に際し、一旦像側に移動した後に短焦点距離端の位置を超えて物体側に移動する(結果的に物体側に移動する)。
第2レンズ群G2は、短焦点距離端から中間焦点距離を介した長焦点距離端への変倍に際し、単調に物体側に移動する。
第3レンズ群G3は、短焦点距離端から中間焦点距離を介した長焦点距離端への変倍に際し、単調に像側に移動する。
第1レンズ群G1は、全数値実施例1−6を通じて、物体側から順に、負レンズ11と、正レンズ12とからなる。
負レンズ11は、数値実施例1−3では、物体側に凸の負メニスカスレンズからなり、数値実施例4−6では、両凹負レンズからなる。
負レンズ11は、数値実施例2、4、6では、その両面に非球面を有しており、数値実施例1、3、5では、その両面が球面となっている。なお、負レンズ11は、その物体側と像側のいずれか一方の面だけに非球面を有していてもよい。
正レンズ12は、全数値実施例1−6を通じて、その両面に非球面を有する物体側に凸の正メニスカスレンズからなる。なお、正レンズ12は、その物体側と像側のいずれか一方の面だけに非球面を有していてもよい。
第2レンズ群G2は、数値実施例1、2、4では、物体側から順に、正レンズ21と、正レンズ22と、負レンズ23と、負レンズ24とからなる。正レンズ22と負レンズ23は、接合されている。
正レンズ21は、数値実施例1、2、4では、その両面に非球面を有する両凸正レンズからなる。なお、正レンズ21は、その物体側と像側のいずれか一方の面だけに非球面を有していてもよい。
正レンズ22は、数値実施例1では、両凸正レンズからなり、数値実施例2、4では、物体側に凸の正メニスカスレンズからなる。
負レンズ23は、数値実施例1では、両凹負レンズからなり、数値実施例2、4では、物体側に凸の負メニスカスレンズからなる。
負レンズ24は、数値実施例1、2、4では、物体側に凸の負メニスカスレンズからなる。負レンズ24は、数値実施例1、2、4では、その両面に非球面を有するプラスチックレンズからなる。なお、負レンズ24は、その物体側と像側のいずれか一方の面だけに非球面を有していてもよい。
第2レンズ群G2は、数値実施例3、5、6では、物体側から順に、正レンズ21’と、正レンズ22’と、負レンズ23’と、正レンズ24’とからなる。正レンズ22’と負レンズ23’は、数値実施例3、5では、接合されており、数値実施例6では、接合されていない。
正レンズ21’は、数値実施例3、5、6では、その両面に非球面を有する両凸正レンズからなる。なお、正レンズ21’は、その物体側と像側のいずれか一方の面だけに非球面を有していてもよい。
正レンズ22’は、数値実施例3、5では、両凸正レンズからなり、数値実施例6では、物体側に凸の正メニスカスレンズからなる。
負レンズ23’は、数値実施例3、5では、両凹負レンズからなり、数値実施例6では、物体側に凸の負メニスカスレンズからなる。
正レンズ24’は、数値実施例3、5、6では、物体側に凸の正メニスカスレンズからなる。正レンズ24’は、数値実施例3、5、6では、その両面に非球面を有するプラスチックレンズからなる。なお、正レンズ24’は、その物体側と像側のいずれか一方の面だけに非球面を有していてもよい。
第3レンズ群G3は、全数値実施例1−6を通じて、正単レンズ31からなる。正単レンズ31(第3レンズ群G3)は、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ(群)を構成する。
正単レンズ31は、数値実施例1−5では、両凸正レンズからなり、数値実施例6では、像側に凸の正メニスカスレンズからなる。正単レンズ31は、全数値実施例1−6を通じて、その両面に非球面を有している。なお、正単レンズ31は、その物体側と像側のいずれか一方の面だけに非球面を有していてもよい。
本実施形態のズームレンズ系は、例えばスマートフォンのような携帯端末の撮像ユニットに搭載することを想定して開発したものであり、負正正の3群構成を必須としている。
より具体的に、本実施形態のズームレンズ系は、正の屈折力の第2レンズ群G2を4枚のレンズ(正レンズ21と正レンズ22と負レンズ23と負レンズ24、または、正レンズ21’と正レンズ22’と負レンズ23’と正レンズ24’)から構成し、その最も像側に位置するレンズ(負レンズ24または正レンズ24’)の少なくとも一方の面を非球面としている。
そして、本実施形態のズームレンズ系は、長焦点距離端における全系の焦点距離、並びに、第2レンズ群G2及びその最も像側に位置する非球面レンズ(負レンズ24または正レンズ24’)の焦点距離を最適設定している。
これにより、撮像ユニットに搭載するための小型化(薄型化、レンズ全長の短縮化)を図り、Fナンバーが2.8以下の明るさ、半画角が35度以上の広角化および変倍比が5倍程度の高変倍化を実現し、コマ収差や非点収差等の軸外収差を良好に補正し、第2レンズ群G2内の相対偏芯に対する感度を適切に設定して製造時の性能劣化を防止することができる。
条件式(1)は、長焦点距離端における全系の焦点距離と、第2レンズ群G2の焦点距離との比を規定している。条件式(1)を満足することで、諸収差を良好に補正して優れた光学性能を得るとともに、レンズ全長の短縮化を図ることができる。
条件式(1)の上限を超えると、第2レンズ群G2のパワーが強くなりすぎて、諸収差の補正が難しくなってしまう。
条件式(1)の下限を超えると、第2レンズ群G2のパワーが弱くなりすぎて、レンズ全長の短縮化が難しくなってしまう。
条件式(2)は、第2レンズ群G2の焦点距離と、第2レンズ群G2中の最も像側に位置する非球面レンズ(負レンズ24または正レンズ24’)の焦点距離との比を規定している。条件式(2)を満足することで、コマ収差や非点収差等の軸外収差を良好に補正して優れた光学性能を得るとともに、第2レンズ群G2内の相対偏芯に対する感度を適切に設定して製造時の性能劣化を防止することができる。
条件式(2)の上限を超えると、第2レンズ群G2中の最も像側に位置する非球面レンズ(負レンズ24または正レンズ24’)のパワーが強くなりすぎて、コマ収差や非点収差等の軸外収差が過剰補正になるとともに、第2レンズ群G2内の相対偏芯に対する感度が高くなりすぎて製造時の性能劣化が起こり易くなってしまう。
上述したように、第2レンズ群G2中の最も像側に位置する非球面レンズ(負レンズ24または正レンズ24’)は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有しており、これにより像面湾曲の補正を有利に行うことができる。
このレンズ構成に加えて、条件式(3)、(4)を満足することで、コマ収差や像面湾曲等の軸外収差を良好に補正して優れた光学性能を得ることができる。
条件式(3)の上限を超えると、第2レンズ群G2中の最も像側に位置する非球面レンズ(負レンズ24または正レンズ24’)の像側の面の曲率半径が小さくなりすぎて、コマ収差や像面湾曲等の軸外収差が過剰補正となってしまう。
条件式(3)の下限を超えると、第2レンズ群G2中の最も像側に位置する非球面レンズ(負レンズ24または正レンズ24’)の像側の面の曲率半径が大きくなりすぎて、コマ収差や像面湾曲等の軸外収差が補正不足となってしまう。
条件式(4)の上限を超えると、第2レンズ群G2中の最も像側に位置する非球面レンズ(負レンズ24または正レンズ24’)の像側の面の曲率半径が大きくなりすぎて、コマ収差や像面湾曲等の軸外収差が補正不足となってしまう。
条件式(4)の下限を超えると、第2レンズ群G2中の最も像側に位置する非球面レンズ(負レンズ24または正レンズ24’)の像側の面の曲率半径が小さくなりすぎて、コマ収差や像面湾曲等の軸外収差が過剰補正となってしまう。
上述したように、第2レンズ群G2中の最も像側に位置する非球面レンズ(負レンズ24または正レンズ24’)は、プラスチックレンズから構成されている。これにより、第2レンズ群G2ひいてはレンズ全系の低コスト化と軽量化を図ることができる。また、一般的にプラスチックレンズ使用時には環境変化による性能劣化が懸念されるが、本実施形態では、条件式(2)を満足することによりプラスチック非球面レンズ(負レンズ24または正レンズ24’)のパワーが抑えられているので、プラスチックレンズ使用時の環境変化による性能劣化を確実に防止することができる。
上述したように、第2レンズ群G2は、物体側から順に、正レンズ(21または21’)と、正レンズ(22または22’)と、負レンズ(23または23’)と、正または負の非球面レンズ(24または24’)との4枚のレンズから構成されており、これにより諸収差を効果的に補正することができる。
また、正レンズ(22または22’)と負レンズ(23または23’)を接合することで、諸収差をより一層効果的に補正することができる。
さらに、第2レンズ群G2中の最も物体側に位置する正レンズ(21または21’)の少なくとも一方の面を非球面とすることで、諸収差をより一層効果的に補正することができる。
上述したように、第1レンズ群G1は、物体側から順に、負レンズ11と、少なくとも一方の面に非球面を有する正レンズ12との2枚のレンズから構成されている。
条件式(5)、(6)は、第1レンズ群G1をこのように構成した上で、正レンズ12のd線に対する屈折率、d線に対するアッベ数をそれぞれ規定している。条件式(5)、(6)を満足することで、第1レンズ群G1の薄型化を図るとともに、特に短焦点距離端において倍率色収差を良好に補正して優れた光学性能を得ることができる。
条件式(5)の下限を超えると、正レンズ12が厚くならざるを得ず、第1レンズ群G1の薄型化が困難になってしまう。
条件式(6)の上限を超えると、特に短焦点距離端において倍率色収差が補正不足となってしまう。
第1レンズ群G1中の負レンズ11の少なくとも一方の面を非球面とすることで、コマ収差や像面湾曲等の軸外収差をより一層良好に補正することができる。
条件式(7)は、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際する第2レンズ群G2の横倍率の変化、すなわち第2レンズ群G2が受け持つ変倍負担を規定している。条件式(7)を満足することで、半画角35度以上の広角化と5倍程度の高変倍化を達成しながら、コマ収差等の諸収差を良好に補正して優れた光学性能を得ることができる。
条件式(7)の上限を超えると、第2レンズ群G2のパワーが大きく、受け持つ変倍負担が大きくなりすぎるため、特にコマ収差が補正困難となってしまう。
条件式(7)の下限を超えると、第2レンズ群G2のパワーが小さく、受け持つ変倍負担が小さくなりすぎるため、所望の変倍化が得られなくなってしまう。
条件式(8)は、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際する第3レンズ群G3の横倍率の変化、すなわち第3レンズ群G3が受け持つ変倍負担を規定している。条件式(8)を満足することで、半画角35度以上の広角化と5倍程度の高変倍化を達成しながら、コマ収差等の諸収差を良好に補正して優れた光学性能を得ることができる。
条件式(8)の上限を超えると、第3レンズ群G3のパワーが大きく、受け持つ変倍負担が大きくなりすぎるため、特にコマ収差が補正困難となってしまう。
条件式(8)の下限を超えると、第3レンズ群G3のパワーが小さく、受け持つ変倍負担が小さくなりすぎるため、所望の変倍化が得られなくなってしまう。無理に所望の変倍比を得ようとして第2レンズ群G2のパワーを強くしたときには、軸外収差の補正が難しくなってしまう。
上述したように、正単レンズ31(第3レンズ群G3)は、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ(群)を構成する。これにより、フォーカシングの高速化が可能になり、フォーカシング機構の小型化や負担軽減を図ることができる。
次に具体的な数値実施例1−6を示す。諸収差図及び表中において、d線、g線、C線はそれぞれの波長に対する収差、Sはサジタル、Mはメリディオナル、FNO.はFナンバー、fは全系の焦点距離、Wは半画角(゜)、Yは像高、fB はバックフォーカス、Lはレンズ全長、rは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、N(d)はd線に対する屈折率、νdはd線に対するアッベ数、「E-a」は「×10-a」を示す。長さの単位は[mm]である。Fナンバー、焦点距離、半画角、像高、バックフォーカス、レンズ全長及び変倍に伴って間隔が変化するレンズ間隔dは、短焦点距離端−中間焦点距離−長焦点距離端の順に示している。
回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+A12y12・・・
(但し、cは曲率(1/r)、yは光軸からの高さ、Kは円錐係数、A4、A6、A8、・・・・・は各次数の非球面係数、xはサグ量)
[数値実施例1]
図1〜図4と表1〜表4は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例1を示している。図1は、短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。図2、図3、図4はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端それぞれの無限遠合焦時の諸収差図である。表1は面データ、表2は各種データ、表3は非球面データ、表4はズームレンズ群データである。
本数値実施例1のズームレンズ系は、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、正の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3とから構成されている。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間(第2レンズ群G2の直前)に位置する絞りSは、第2レンズ群G2と一体に移動する。第3レンズ群G3と像面Iの間には、光学フィルタOPが配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ11と、物体側に凸の正メニスカスレンズ12とからなる。正メニスカスレンズ12は、その両面に非球面を有している。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ21と、両凸正レンズ22と、両凹負レンズ23と、物体側に凸の負メニスカスレンズ24とからなる。両凸正レンズ21は、その両面に非球面を有している。負メニスカスレンズ24は、その両面に非球面を有するプラスチックレンズからなる。両凸正レンズ22と両凹負レンズ23は、接合されている。
第3レンズ群G3は、その両面に非球面を有する両凸正単レンズ31からなる。両凸正単レンズ31(第3レンズ群G3)は、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ(群)を構成する。
(表1)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 350.000 0.59 1.80420 46.5
2 5.918 1.49
3 9.210 1.33 2.00178 19.3
4 14.014 d4
(絞り) ∞ 0.45
5 4.786 1.50 1.61881 63.8
6 -21.182 0.10
7 7.543 1.09 1.72916 54.7
8 -12.838 0.50 1.64769 33.8
9 3.290 0.37
10 5.479 0.75 1.54358 55.7
11 4.765 d11
12 104.267 1.66 1.54358 55.7
13 -10.563 d13
14 ∞ 0.80 1.51680 64.2
15 ∞ 0.59
*は回転対称非球面である。
(表2)
各種データ
ズーム比(変倍比) 4.80
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.7 3.9 6.6
f 4.29 9.30 20.59
W 38.99 20.88 9.62
Y 2.85 3.50 3.50
fB 0.59 0.59 0.59
L 30.79 26.54 32.79
d4 14.42 5.29 0.92
d11 2.37 7.50 18.34
d13 2.78 2.53 2.31
(表3)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8 A10
3 0.000 -4.40903E-04 -2.89838E-05 1.71521E-06 -4.04535E-08
4 0.000 -7.46784E-04 -2.18146E-05 1.59500E-06 -4.76959E-08
5 0.000 -9.31747E-04 -2.21139E-05 -8.30294E-06
6 0.000 2.23472E-04 -4.46537E-05 -5.29181E-06
10 0.000 -4.07819E-03 -6.10067E-04 4.84441E-05 -5.80813E-06
11 0.000 -3.25856E-03 -5.79876E-04 1.22032E-04 -1.13887E-05
12 0.000 -4.36150E-04 1.11920E-06 6.34340E-06 -2.55963E-07
13 0.000 2.15153E-04 -8.77325E-05 1.30117E-05 -4.19936E-07
(表4)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.24
2 5 8.48
3 12 17.74
[数値実施例2]
図5〜図8と表5〜表8は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例2を示している。図5は、短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。図6、図7、図8はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端それぞれの無限遠合焦時の諸収差図である。表5は面データ、表6は各種データ、表7は非球面データ、表8はズームレンズ群データである。
この数値実施例2のレンズ構成は、以下の点を除いて、数値実施例1のレンズ構成と同様である。
(1)第1レンズ群G1の負メニスカスレンズ11が、その両面に非球面を有している。
(2)第2レンズ群G2において、正レンズ22が物体側に凸の正メニスカスレンズであり、負レンズ23が物体側に凸の負メニスカスレンズである。
(表5)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 2500.000 0.30 1.82080 42.7
2 5.613 1.62
3 8.260 1.27 2.00178 19.3
4 13.330 d4
(絞り) ∞ 0.25
5 5.196 1.41 1.69680 55.5
6 -32.147 0.10
7 5.532 0.94 1.74330 49.2
8 17.964 0.50 1.80518 25.5
9 3.290 0.30
10 5.770 0.75 1.54358 55.7
11 5.328 d11
12 34.902 1.56 1.54358 55.7
13 -13.809 d13
14 ∞ 0.80 1.51680 64.2
15 ∞ 0.59
*は回転対称非球面である。
(表6)
各種データ
ズーム比(変倍比) 4.80
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.6 3.9 6.6
f 4.15 9.33 19.91
W 39.53 20.78 10.01
Y 2.85 3.50 3.50
fB 0.59 0.59 0.59
L 30.50 25.70 31.65
d4 14.90 5.02 0.90
d11 2.38 7.50 17.97
d13 2.83 2.79 2.39
(表7)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8 A10
1 0.000 -2.64591E-05 1.18371E-06
2 0.000 -6.63820E-04 4.30064E-06
3 0.000 -8.04125E-04 -2.08068E-05 1.41769E-06 -3.08272E-08
4 0.000 -7.89284E-04 -1.66264E-05 1.22008E-06 -3.60000E-08
5 0.000 -9.84952E-04 -4.95792E-05 -8.98349E-06
6 0.000 -2.19009E-04 -5.77936E-05 -6.76731E-06
10 0.000 2.04448E-03 -6.69171E-04 3.02391E-04 -4.61815E-05
11 0.000 3.86560E-03 -7.29547E-04 3.89840E-04 -6.04464E-05
12 0.000 7.25899E-04 -5.37847E-05 5.82376E-06 -1.97450E-07
13 0.000 1.41115E-03 -1.36030E-04 1.07448E-05 -3.13829E-07
(表8)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.28
2 5 8.52
3 12 18.41
[数値実施例3]
図9〜図12と表9〜表12は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例3を示している。図9は、短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。図10、図11、図12はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端それぞれの無限遠合焦時の諸収差図である。表9は面データ、表10は各種データ、表11は非球面データ、表12はズームレンズ群データである。
この数値実施例3のレンズ構成は、以下の点を除いて、数値実施例1のレンズ構成と同様である。
(1)第2レンズ群G2が、物体側から順に、両凸正レンズ21’と、両凸正レンズ22’と、両凹負レンズ23’と、物体側に凸の正メニスカスレンズ24’とからなる。両凸正レンズ21’は、その両面に非球面を有している。正メニスカスレンズ24’は、その両面に非球面を有するプラスチックレンズからなる。両凸正レンズ22’と両凹負レンズ23’は、接合されている。
(表9)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 350.000 0.60 1.80420 46.5
2 5.895 1.62
3 10.501 1.34 2.00178 19.3
4 17.399 d4
(絞り) ∞ 0.25
5 5.178 1.40 1.61881 63.8
6 -60.491 0.10
7 6.184 1.21 1.72916 54.7
8 -12.772 0.50 1.64769 33.8
9 3.270 0.46
10 7.700 0.75 1.54358 55.7
11 7.676 d11
12 38.210 1.69 1.54358 55.7
13 -12.843 d13
14 ∞ 0.80 1.51680 64.2
15 ∞ 0.59
*は回転対称非球面である。
(表10)
各種データ
ズーム比(変倍比) 4.80
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.7 3.9 6.7
f 4.26 9.31 20.44
W 38.82 20.92 9.69
Y 2.85 3.50 3.50
fB 0.59 0.59 0.59
L 31.07 26.98 28.04
d4 14.45 5.12 0.86
d11 2.25 7.69 19.15
d13 3.06 2.86 2.32
(表11)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8 A10
3 0.000 -1.14597E-04 -3.18439E-05 1.51508E-06 -2.98644E-08
4 0.000 -3.92268E-04 -3.29800E-05 1.75282E-06 -4.36544E-08
5 0.000 -1.01551E-03 -1.12876E-05 -7.21730E-06
6 0.000 -7.91411E-04 2.90873E-05 -7.59375E-06
10 0.000 -4.45115E-03 -3.39282E-04 1.33387E-04 -1.66456E-05
11 0.000 -2.53068E-03 -2.32821E-04 1.32576E-04 -1.49768E-05
12 0.000 4.33530E-04 -1.22331E-04 1.20706E-05 -3.66420E-07
13 0.000 1.17387E-03 -2.16060E-04 1.79913E-05 -4.96754E-07
(表12)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.27
2 5 8.77
3 12 17.89
[数値実施例4]
図13〜図16と表13〜表16は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例4を示している。図13は、短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。図14、図15、図16はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端それぞれの無限遠合焦時の諸収差図である。表13は面データ、表14は各種データ、表15は非球面データ、表16はズームレンズ群データである。
この数値実施例4のレンズ構成は、以下の点を除いて、数値実施例1のレンズ構成と同様である。
(1)第1レンズ群G1の負レンズ11が、その両面に非球面を有する両凹負レンズである。
(2)第2レンズ群G2において、正レンズ22が物体側に凸の正メニスカスレンズであり、負レンズ23が物体側に凸の負メニスカスレンズである。
(表13)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 -93.218 0.70 1.82080 42.7
2 6.070 1.62
3 9.199 1.44 2.00178 19.3
4 15.624 d4
(絞り) ∞ 0.45
5 4.479 1.62 1.49710 81.6
6 -13.257 0.09
7 6.208 1.21 1.69680 55.5
8 29.412 0.50 1.64769 33.8
9 3.560 0.37
10 6.400 0.60 1.63548 23.9
11 4.749 d11
12 39.102 1.58 1.54358 55.7
13 -14.995 d13
14 ∞ 0.80 1.51680 64.2
15 ∞ 0.59
*は回転対称非球面である。
(表14)
各種データ
ズーム比(変倍比) 5.31
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.6 3.8 6.9
f 4.13 9.31 21.95
W 40.73 20.76 9.07
Y 2.90 3.50 3.50
fB 0.59 0.59 0.59
L 32.25 27.13 34.28
d4 15.55 5.38 0.69
d11 2.34 7.60 19.84
d13 2.79 2.58 2.18
(表15)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8 A10
1 0.000 3.69693E-04 -9.28126E-06 5.17909E-08
2 0.000 -3.13349E-04 2.95518E-05 -1.05690E-06
3 0.000 -1.12218E-03 -6.95764E-08 5.47727E-07
4 0.000 -1.06504E-03 -6.71722E-06 1.00770E-06 -1.57727E-08
5 0.000 -6.43141E-04 4.88916E-06 3.85540E-06
6 0.000 1.42720E-03 -1.54785E-05 3.77836E-06
10 0.000 -3.91424E-04 -3.28973E-04 -6.39478E-05
11 0.000 3.51371E-04 -2.77576E-04 -1.11983E-05
12 0.000 2.41743E-04 2.52842E-05 3.76800E-06 -1.53359E-07
13 0.000 9.42916E-04 -9.21000E-05 1.34661E-05 -4.19966E-07
(表16)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.17
2 5 8.61
3 12 20.15
[数値実施例5]
図17〜図20と表17〜表20は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例5を示している。図17は、短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。図18、図19、図20はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端それぞれの無限遠合焦時の諸収差図である。表17は面データ、表18は各種データ、表19は非球面データ、表20はズームレンズ群データである。
この数値実施例5のレンズ構成は、以下の点を除いて、数値実施例1のレンズ構成と同様である。
(1)第1レンズ群G1の負レンズ11が、両凹負レンズである。
(2)第2レンズ群G2が、物体側から順に、両凸正レンズ21’と、両凸正レンズ22’と、両凹負レンズ23’と、物体側に凸の正メニスカスレンズ24’とからなる。両凸正レンズ21’は、その両面に非球面を有している。正メニスカスレンズ24’は、その両面に非球面を有するプラスチックレンズからなる。両凸正レンズ22’と両凹負レンズ23’は、接合されている。
(表17)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 -96.897 0.60 1.74330 49.2
2 5.799 1.52
3 10.363 1.44 1.92286 20.9
4 19.112 d4
(絞り) ∞ 0.25
5 5.181 1.42 1.61881 63.8
6 -74.282 0.10
7 6.429 1.14 1.72916 54.7
8 -15.526 0.50 1.64769 33.8
9 3.270 0.56
10 6.888 0.83 1.54358 55.7
11 8.077 d11
12 50.057 1.69 1.54358 55.7
13 -11.757 d13
14 ∞ 0.80 1.51680 64.2
15 ∞ 0.59
*は回転対称非球面である。
(表18)
各種データ
ズーム比(変倍比) 4.71
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.7 3.9 6.6
f 4.31 9.31 20.30
W 38.73 20.99 9.74
Y 2.85 3.50 3.50
fB 0.59 0.59 0.59
L 31.02 27.51 33.79
d4 14.17 5.30 0.88
d11 2.04 8.09 19.34
d13 3.37 2.68 2.13
(表19)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8 A10
3 0.000 -2.80631E-05 -3.06756E-05 1.81228E-06 -2.71493E-08
4 0.000 -3.25200E-04 -3.52058E-05 2.37496E-06 -5.37021E-08
5 0.000 -1.04901E-03 8.94005E-06 -1.17944E-05
6 0.000 -7.30784E-04 3.73186E-05 -1.28852E-05
10 0.000 -2.64559E-03 -5.67368E-04 1.66502E-04 -2.86365E-05
11 0.000 -1.36138E-03 -4.53029E-04 1.29541E-04 -2.04270E-05
12 0.000 3.47659E-04 -1.52269E-04 1.46469E-05 -4.41754E-07
13 0.000 1.15770E-03 -2.50866E-04 2.07639E-05 -5.67566E-07
(表20)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.38
2 5 8.93
3 12 17.69
[数値実施例6]
図21〜図24と表21〜表24は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例6を示している。図21は、短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。図22、図23、図24はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端それぞれの無限遠合焦時の諸収差図である。表21は面データ、表22は各種データ、表23は非球面データ、表24はズームレンズ群データである。
この数値実施例6のレンズ構成は、以下の点を除いて、数値実施例1のレンズ構成と同様である。
(1)第1レンズ群G1の負レンズ11が、その両面に非球面を有する両凹負レンズである。
(2)第2レンズ群G2が、物体側から順に、両凸正レンズ21’と、物体側に凸の正メニスカスレンズ22’と、物体側に凸の負メニスカスレンズ23’と、物体側に凸の正メニスカスレンズ24’とからなる。両凸正レンズ21’は、その両面に非球面を有している。正メニスカスレンズ24’は、その両面に非球面を有するプラスチックレンズからなる。
(3)第3レンズ群G3の正単レンズ31が、像側に凸の正メニスカスレンズである。
(表21)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 -86.464 0.40 1.82080 42.7
2 5.644 1.56
3 8.456 1.33 2.00178 19.3
4 15.383 d4
(絞り) ∞ 0.25
5 7.939 1.27 1.69680 55.5
6 -28.943 0.10
7 5.354 0.97 1.74330 49.2
8 16.244 0.07
9 13.798 0.50 1.80518 25.5
10 3.537 0.25
11 7.667 0.79 1.54358 55.7
12 12.800 d12
13 -50.000 1.53 1.54358 55.7
14 -8.735 d14
15 ∞ 0.80 1.51680 64.2
16 ∞ 0.59
*は回転対称非球面である。
(表22)
各種データ
ズーム比(変倍比) 4.87
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.8 4.3 7.0
f 4.15 9.32 20.21
W 38.84 20.82 9.78
Y 2.90 3.50 3.50
fB 0.59 0.59 0.59
L 31.51 28.23 34.10
d4 14.77 5.71 0.83
d12 2.08 9.64 20.49
d14 4.25 2.47 2.37
(表23)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8 A10
1 0.000 5.91865E-04 -1.84746E-05 1.90245E-07
2 0.000 -2.79479E-04 2.14237E-05 -1.26942E-06
3 0.000 -9.37024E-04 -7.79512E-06 1.16919E-06 -2.59506E-08
4 0.000 -7.80370E-04 -1.87923E-05 1.53275E-06 -3.60000E-08
5 0.000 -2.29899E-03 -1.41171E-04 -1.86590E-05
6 0.000 -1.64414E-03 -1.68854E-04 -1.12473E-05
11 0.000 9.99576E-03 5.67970E-05 1.16772E-04 -1.09957E-05
12 0.000 1.00769E-02 2.33828E-04 1.38788E-04 -1.07973E-05
13 0.000 -9.90969E-04 -5.62167E-05 7.22033E-06 -3.46005E-07
14 0.000 -2.16104E-04 -1.14843E-04 1.05771E-05 -3.68960E-07
(表24)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.21
2 5 9.19
3 13 19.22
各数値実施例の各条件式に対する値を表25に示す。
(表25)
実施例1 実施例2 実施例3
条件式(1) 2.43 2.34 2.33
条件式(2) 0.08 0.03 0.02
条件式(3) 0.070 0.040 0.002
条件式(4) 0.562 0.625 0.875
条件式(5) 2.00 2.00 2.00
条件式(6) 19.3 19.3 19.3
条件式(7) 4.63 4.65 4.55
条件式(8) 1.035 1.031 1.055
実施例4 実施例5 実施例6
条件式(1) 2.55 2.27 2.20
条件式(2) 0.26 0.13 0.28
条件式(3) 0.148 -0.079 -0.369
条件式(4) 0.552 0.904 0.834
条件式(5) 2.00 1.92 2.00
条件式(6) 19.3 20.9 19.3
条件式(7) 5.13 4.30 4.29
条件式(8) 1.038 1.095 1.134
表25から明らかなように、数値実施例1〜数値実施例6は、条件式(1)〜条件式(8)を満足しており、諸収差図から明らかなように諸収差は比較的よく補正されている。
G1 負の屈折力の第1レンズ群
11 負レンズ
12 正レンズ
G2 正の屈折力の第2レンズ群
21 正レンズ
22 正レンズ
23 負レンズ
24 負レンズ(非球面負メニスカスレンズ)
21’ 正レンズ
22’ 正レンズ
23’ 負レンズ
24’ 正レンズ(非球面正メニスカスレンズ)
G3 正の屈折力の第3レンズ群(フォーカスレンズ群)
31 正単レンズ(フォーカスレンズ)
S 絞り
OP 光学フィルタ
I 像面

Claims (10)

  1. 物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群とから構成され、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群が物体側に移動し、第3レンズ群が像側に移動するズームレンズ系において、
    第2レンズ群が4枚のレンズから構成されていること;
    第2レンズ群中の最も像側に位置するレンズが、少なくとも一方の面に非球面を有していること;及び
    次の条件式(1)、(2)を満足すること;
    を特徴とするズームレンズ系。
    (1)2.1<ft/f2<2.7
    (2)|f2/f24|<0.3
    但し、
    ft:長焦点距離端における全系の焦点距離、
    f2:第2レンズ群の焦点距離、
    f24:第2レンズ群中の最も像側に位置する非球面レンズの焦点距離。
  2. 請求項1記載のズームレンズ系において、第2レンズ群中の最も像側に位置する非球面レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有しており、次の条件式(3)、(4)を満足するズームレンズ系。
    (3)−0.40<(r24a−r24b)/(r24a+r24b)<0.35
    (4)0.4<r24b/f2<1.3
    但し、
    r24a:第2レンズ群中の最も像側に位置する非球面メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径、
    r24b:第2レンズ群中の最も像側に位置する非球面メニスカスレンズの像側の面の曲率半径、
    f2:第2レンズ群の焦点距離。
  3. 請求項1または2記載のズームレンズ系において、第2レンズ群中の最も像側に位置する非球面レンズは、プラスチックレンズからなるズームレンズ系。
  4. 請求項1ないし3のいずれか1項記載のズームレンズ系において、第2レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと、負レンズと、正または負の上記非球面レンズとの4枚のレンズから構成されているズームレンズ系。
  5. 請求項4記載のズームレンズ系において、第2レンズ群中の最も物体側の正レンズと最も像側の非球面レンズの間に位置する正レンズと負レンズは、接合されているズームレンズ系。
  6. 請求項4または5記載のズームレンズ系において、第2レンズ群中の最も物体側に位置する正レンズは、少なくとも一方の面に非球面を有しているズームレンズ系。
  7. 請求項1ないし6のいずれか1項記載のズームレンズ系において、第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、少なくとも一方の面に非球面を有する正レンズとの2枚のレンズから構成されており、次の条件式(5)、(6)を満足するズームレンズ系。
    (5)n12>1.9
    (6)ν12<22
    但し、
    n12:第1レンズ群中の正レンズのd線に対する屈折率、
    ν12:第1レンズ群中の正レンズのd線に対するアッベ数。
  8. 請求項7記載のズームレンズ系において、第1レンズ群中の負レンズは、少なくとも一方の面に非球面を有しているズームレンズ系。
  9. 請求項1ないし8のいずれか1項記載のズームレンズ系において、次の条件式(7)、(8)を満足するズームレンズ系。
    (7)4.2<m2t/m2w<5.8
    (8)1.02<m3t/m3w<1.20
    但し、
    m2t:長焦点距離端における無限遠合焦時の第2レンズ群の横倍率、
    m2w:短焦点距離端における無限遠合焦時の第2レンズ群の横倍率、
    m3t:長焦点距離端における無限遠合焦時の第3レンズ群の横倍率、
    m3w:短焦点距離端における無限遠合焦時の第3レンズ群の横倍率。
  10. 請求項1ないし9のいずれか1項記載のズームレンズ系において、第3レンズ群は、正単レンズから構成されており、かつ、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ群を構成するズームレンズ系。
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