JP3531209B2 - 防振機能を備えた近距離補正レンズ - Google Patents
防振機能を備えた近距離補正レンズInfo
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Description
補正レンズに関し、さらに詳細には、近距離補正レンズ
(いわゆるマイクロレンズ、マクロレンズ)の防振方法
に関するものである。
平1−191112号および特開平1−191113号
公報に開示されているように、撮影距離が無限遠あるい
は無限遠に近い距離(撮影倍率でいえば0に近い状態)
で、レンズ群全体またはその一部を光軸とほぼ直交する
方向に移動させて、手振れ等に起因する像位置の変動を
補正するものがあった。なお、本明細書において、レン
ズ群を光軸とほぼ直交する方向に移動させて手振れ等に
起因する像位置の変動を補正することを「防振」とい
う。
ような従来の技術では、十分大きな撮影倍率(たとえば
−1/2倍)状態では防振することができず、まして撮
影倍率が等倍(−1倍)状態近くでは防振することがで
きないという不都合があった。本発明は、前述の課題に
鑑みてなされたものであり、防振機能を備え、且つ小型
で高性能な、写真用およびビデオ用等に好適な近距離補
正レンズを提供することを目的とする。
に、本発明においては、物体側には、物体側から順に、
正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を
有する第2レンズ群G2とを備え、最も像側には負の屈
折力を有する最終レンズ群GL を備え、無限遠から近距
離物体への合焦時には、前記第1レンズ群G1および前
記第2レンズ群G2が物体側に移動する近距離補正レン
ズにおいて、前記最終レンズ群GL のうち負の屈折力を
有する一部の部分レンズ群GLPを光軸とほぼ直交する方
向に移動させて防振するための変位手段を備え、最短撮
影距離での撮影倍率をβM とし、前記最終レンズ群G L
の焦点距離をf L とし、前記最終レンズ群G L 中の部分
レンズ群G LP の焦点距離をf LP とし、防振時における前
記部分レンズ群G LP の光軸と直交する方向への最大変位
量の大きさを△S LP としたとき、 0.25<|βM |△S LP /|f LP |<0.1 0.1<f LP /f L <2 の条件を満足することを特徴とする近距離補正レンズを
提供する。
レンズ群G L 中の部分レンズ群G LP は、近距離合焦時に
光軸に沿って固定である。また、前記最終レンズ群GL
中の部分レンズ群GLPが防振のために光軸とほぼ直交す
る方向に移動する際に不用な光線を遮蔽するための固定
のフレア絞りを光軸上に備えているのが好ましい。
レンズに適するように、物体側には、物体側から順に、
正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を
有する第2レンズ群G2とを備え、最も像側には負の屈
折力を有する最終レンズ群GL を備え、無限遠から近距
離物体への合焦時に、前記第1レンズ群G1および前記
第2レンズ群G2が物体側に移動する構成を採用してい
る。この構成を本発明で採用した理由として、このタイ
プの近距離補正レンズの特徴および利点について簡単に
説明する。
り、−1/2倍や等倍(−1倍)を含む各撮影倍率にお
いて、良好な結像性能を得ることができる。また、像側
に負レンズ群(最終レンズ群GL )を有し全体でテレフ
ォト・レンズタイプを構成するので、レンズ系全体の焦
点距離に比してレンズ全長を短くすることができる。こ
のため、コンパクト化に有利であることはもとより、無
限遠から近距離物体への合焦時における第1レンズ群G
1および第2レンズ群G2の移動量を、従来から用いら
れている全体繰り出し方式に比べ小さくすることができ
るので、保持機構および駆動機構の構成上有利である。
作用により、全体のペッツバール和を良好にバランスさ
せることができるので収差補正上有利である。本発明
は、このように写真用、ビデオ用等に適するタイプの近
距離補正レンズについて、防振のための最適な条件を見
い出したものである。
一に、本発明においては、近距離補正すなわち無限遠か
ら近距離物体への合焦を行なう際に、第1レンズ群G1
および第2レンズ群G2がそれぞれ物体側に大きく移動
する。したがって、第1レンズ群G1または第2レンズ
群G2を光軸に直交する方向に変位する防振補正光学系
にすると、保持機構および駆動機構が複雑化し且つ大型
化するので好ましくない。
の機構の簡素化および防振時における良好な収差特性の
ために、最も像側のレンズ群すなわち最終レンズ群GL
のうち負の屈折力を有する一部の部分レンズ群GLPに変
位手段を設けて防振を行う構成を採用している。以下、
部分レンズ群GLPを「防振レンズ群」という。
加えて、以下の条件式(1)を満足する。 0.25 < |βM | (1) ここで、βM :最短撮影距離での撮影倍率
距離補正レンズとしての近距離合焦能力を示すと同時
に、実用に足る最短撮影距離での撮影倍率の大きさにつ
いて適切な範囲(下限値)を規定している。条件式
(1)の下限値を下回ると、最短撮影距離での撮影倍率
が小さくなりすぎて近距離合焦能力が不足し、実用に向
かなくなってしまう。なお、条件式(1)の下限値を
0.45とすれば、さらに十分な近距離合焦能力を確保
することができる。
条件式(2)および(3)を満足するのが好ましい。 △SLP/|fLP| < 0.1 (2) 0.1 < fLP/fL < 2 (3) ここで、fL :最終レンズ群GL の焦点距離 fLP :最終レンズ群GL 中の防振レンズ群GLPの焦点
距離 △SLP:防振時における防振レンズ群GLPの光軸と直交
する方向への最大変位量の大きさ
ズ群GLPの最大変位量の大きさΔSLPを防振レンズ群G
LPの焦点距離fLPとの比で適切な範囲を規定している。
条件式(2)の上限値を上回ると、最終レンズ群GL 中
の防振レンズ群GLPの防振時における最大変位量の大き
さが大きくなりすぎて、その結果防振時における収差変
動量が大きくなるので不都合である。特に、像面上の周
辺位置において、メリディオナル方向の最良像面とサジ
タル方向の最良像面との光軸方向の差が広がるので不都
合である。なお、条件式(2)の上限値を0.03とす
れば、さらに良好な結像性能を得ることができる。
距離fLPと最終レンズ群GL の焦点距離fL との割合に
関して、適切な範囲を定めたものである。条件式(3)
の上限値を上回ると、防振レンズ群GLPの屈折力が小さ
くなりすぎて、球面収差が負側に過大となり易くなるば
かりでなく、像面の曲がりが負方向に発生し易くなり、
不都合である。
防振レンズ群GLPの屈折力が大きくなりすぎて、球面収
差が正側に過大となり易くなるばかりでなく、像面の曲
がりが正方向に発生し易くなり、不都合である。また、
防振時における諸収差の変動が過大となり、防振時にお
いて良好な結像性能を得ることが困難となり、不都合で
ある。なお、条件式(3)の上限値を0.4とし、下限
値を0.15とすれば、さらに良好な結像性能を得るこ
とができる。
下の条件式(4)を満たすことが望ましい。 0.5 < |fL |/f < 4 (4) ここで、f :無限遠撮影状態におけるレンズ系全体の
焦点距離
距離fL と無限遠撮影状態におけるレンズ系全体の焦点
距離fとの割合に関して、適切な範囲を規定している。
条件式(4)の上限値を上回ると、最も像側の負の屈折
力を有する最終レンズ群GL の焦点距離fL の大きさが
大きくなりすぎて、その結果レンズ長が大きくなり本発
明の目的の1つであるコンパクト化に反するので好まし
くない。また、像面の曲がりおよび球面収差が負側に過
大となる傾向になり、不都合である。逆に、条件式
(4)の下限値を下回ると、最も像側の負の屈折力を有
する最終レンズ群GL の焦点距離fL の大きさが小さく
なりすぎて、その結果バックフォーカスが短くなるので
好ましくない。また、像面の曲がりおよび球面収差が正
側に過大となる傾向になり、不都合である。さらに、歪
曲収差が正側に大きく発生するので好ましくない。
るためには、上述の諸条件に加えて、以下の条件式
(5)および(6)を満たすことが望ましい。 △SLP/D < 0.2 (5) L/f < 0.5 (6) ここで、D :防振レンズ群GLPの最も物体側の面の有
効径 L :防振レンズ群GLPの軸上厚さ
ズ群GLPの最大変位量の大きさΔSLPを防振レンズ群G
LPの最も物体側の面の有効径Dとの比で適切な範囲を規
定している。条件式(5)の上限値を上回ると、無限遠
撮影状態および近距離撮影状態のいずれの場合において
も、防振レンズ群GLPの有効径に対して、防振時に迷光
が混入し易くなるため、不都合である。なお、光軸上に
固定のフレア絞りを配設することにより、上記迷光の混
入を軽減することができる。また、防振のための機構が
大型化および複雑化するので好ましくない。なお、条件
式(5)において、上限値を0.08とすれば、さらに
良好な結像性能および防振性能を得ることができる。
厚さと無限遠撮影状態におけるレンズ系全体の焦点距離
との割合について、適切な範囲を規定している。条件式
(6)の上限値を上回ると、防振レンズ群GLPの軸上厚
さが大きくなりすぎて、その結果防振のための機構が大
型化し且つ複雑化するので好ましくない。
前述の諸条件に加えて、以下の条件式(7)および
(8)を満足するのが望ましい。 1.5 < N- (7) 30 < ν- (8) ここで、N- :防振レンズ群GLP中の負レンズ成分の屈
折率のうち最大の屈折率 ν- :防振レンズ群GLP中の負レンズ成分のアッベ数の
うち最小のアッベ数 なお、N- およびν- は、d線(λ=587.6nm)
に対する屈折率およびアッベ数を示している。
撮影状態および近距離撮影状態のいずれの場合において
も、球面収差が正に過大となりやすく且つ歪曲が正側に
大きくなるので不都合である。また、ペッツバール和も
負側に変移しやすくなるため、像面の曲がりが正方向に
大きくなりがちになり、不都合である。
状態および近距離撮影状態のいずれの場合においても、
短波長の軸上色収差が正側に過大となりがちで、良好な
結像性能が得ることが困難となる。
成する際には、以下の条件を満たすことが好ましい。ま
ず、開口絞りとは別に光軸上に固定のフレア絞りを設け
れば、防振のため光軸を横切ってレンズ群が変位する際
に不要な光線を遮蔽することができ、ゴーストの発生や
不要な露光を未然に回避することができる。また、防振
レンズ群GLPは、保持機構および駆動機構を簡素化する
ことができるように、近距離合焦時に光軸に沿って固定
とすることが望ましい。
行って良好な結像性能を得るためには、第1レンズ群G
1および第2レンズ群G2を開口絞りを挟んで対称に近
い構成とすることが望ましい。より具体的には、第1レ
ンズ群G1の最も像側の面は、物体側に凸な発散面と
し、第2レンズ群G2の最も物体側の面は像側に凸な発
散面とすることが望ましい。
達成するには、近距離合焦時に移動する正屈折力の第1
レンズ群G1および第2レンズ群G2の各々のレンズ群
で色消しする必要がある。したがって、各々のレンズ群
において、負の屈折力を有するレンズ成分を少なくとも
1枚必要とする。このとき、第1レンズ群G1および第
2レンズ群G2のいずれのレンズ群においても、負レン
ズ成分のアッベ数のうち最小のアッベ数νm は、次の条
件式(9)を満足するのが好ましい。 νm < 38 (9)
ンズ群G1と第2レンズ群G2との屈折力配分も重要で
あって、第1レンズ群G1の焦点距離および第2レンズ
群G2の焦点距離をそれぞれf1 およびf2 とすると、
次の条件式(10)を満足するのが好ましい。 1.5 < f1 /f2 < 3.0 (10)
したがって、被写界側の深度が浅くなるため、ピントが
はずれ易くなるという不都合がある。この場合、オート
フォーカスシステムと本発明の近距離補正レンズとを組
み合わせることにより、上記ピントはずれを回避するこ
とができる。
ンズは各実施例において、物体側には、物体側から順
に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折
力を有する第2レンズ群G2とを備え、最も像側には負
の屈折力を有する最終レンズ群として第3レンズ群GL
を備え、無限遠から近距離物体への合焦時には、前記第
1レンズ群G1および前記第2レンズ群G2が物体側に
移動する近距離補正レンズにおいて、前記第3レンズ群
(最終レンズ群)GL のうち負の屈折力を有する一部の
部分レンズ群GLPを光軸とほぼ直交する方向に移動させ
て防振するための変位手段1を備えている。
づいて説明する。 〔実施例1〕図1は、本発明の第1実施例にかかる近距
離補正レンズの構成を示す図である。図示の近距離補正
レンズは、物体側より順に、両凸レンズ、物体側に凸面
を向けた正メニスカスレンズおよび物体側に凸面を向け
た負メニスカスレンズからなる第1レンズ群G1と、物
体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面
を向けた正メニスカスレンズとの貼合わせレンズおよび
両凸レンズからなる第2レンズ群G2と、物体側に凹面
を向けた正メニスカスレンズ、両凹レンズおよび両凸レ
ンズからなる第3レンズ群GL とから構成されている。
なお、第3レンズ群GL のうち、物体側に凹面を向けた
正メニスカスレンズおよび両凹レンズが全体として負の
屈折力を有する防振レンズ群GLPを構成している。ま
た、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間には、
図示のように開口絞りSが設けられている。
群の位置関係を示しており、近距離物体への合焦時には
図中矢印で示す軌道に沿って光軸上を移動する。ただ
し、第3レンズ群GL は光軸方向に固定である。また、
第3レンズ群GL の一部の防振レンズ群GLPは、変位手
段である防振機構1によって光軸とほぼ直交する方向に
適宜移動され、手振れ等に起因する像の揺れが補正され
るようになっている。実施例1は、本発明を比較的短い
焦点距離の写真用レンズに適用したものである。
の値を掲げる。表(1)において、fは無限遠状態にお
ける焦点距離を、βは近距離における撮影倍率を、FNO
は無限遠状態におけるFナンバーを、2ωは無限遠状態
における画角を、Bfはバックフォーカスを表す。さら
に、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、r
は各レンズ面の曲率半径を、dは各レンズ面間隔を、n
(D)およびνはそれぞれd線(λ=587.6nm)
に対する屈折率およびアッベ数を、n(G)はg線(λ
=435.8nm)に対する屈折率を示している。
す) (条件対応値) βM = −1.0 f = 105.000 fL =−187.109 fLP = −46.723 f1 = 183.937 f2 = 85.879 D = 24.7 L = 18.5298 △SLP= 0.8 (1)|βM | = 1.0 (2)△SLP/|fLP| = 0.0171 (3)fLP/fL = 0.24971 (4)|fL |/f = 1.78199 (5)△SLP/D = 0.0324 (6)L/f = 0.176 (7)N- = 1.79631 (8)ν- =40.90 (9)νm =33.75 (10)f1 /f2 = 2.142
ける諸収差図、撮影倍率が−1/2倍の状態における諸
収差図、および撮影倍率が等倍(−1倍)の状態におけ
る諸収差図である。各収差図において、FNOはFナンバ
ーを、Yは像高を、NAは開口数を、Dはd線(λ=5
87.6nm)を、Gはg線(λ=435.8nm)を
それぞれ示している。また、非点収差を示す収差図にお
いて実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル
像面を示している。各収差図から明らかなように、本実
施例では、防振時も含めて諸収差が良好に補正されてい
ることがわかる。
にかかる近距離補正レンズの構成を示す図である。図示
の近距離補正レンズは、物体側より順に、両凸レンズ、
物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズおよび物体側
に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ
群G1と、両凹面レンズと両凸レンズとの貼合わせレン
ズおよび両凸レンズからなる第2レンズ群G2と、物体
側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、両凹レンズ、両
凸レンズおよび物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズからなる第3レンズ群GL とから構成されている。な
お、第3レンズ群GL のうち、両凹レンズが負の屈折力
を有する防振レンズ群GLPを構成している。また、第1
レンズ群G1と第2レンズ群G2との間には、図示のよ
うに開口絞りSが設けられている。
群の位置関係を示しており、近距離物体への合焦時には
図中矢印で示す軌道に沿って光軸上を移動する。ただ
し、第3レンズ群GL は光軸方向に固定である。また、
第3レンズ群GL の一部の防振レンズ群GLPは、変位手
段である防振機構1によって光軸とほぼ直交する方向に
適宜移動され、手振れ等に起因する像の揺れが補正され
るようになっている。実施例2も、本発明を比較的短い
焦点距離の写真用レンズに適用したものである。
の値を掲げる。表(2)において、fは無限遠状態にお
ける焦点距離を、βは近距離における撮影倍率を、FNO
は無限遠状態におけるFナンバーを、2ωは無限遠状態
における画角を、Bfはバックフォーカスを表す。さら
に、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、r
は各レンズ面の曲率半径を、dは各レンズ面間隔を、n
およびνはそれぞれd線(λ=587.6nm)に対す
る屈折率およびアッベ数を、n(G)はg線(λ=43
5.8nm)に対する屈折率を示している。
す) (条件対応値) βM = −0.5 f = 105.000 fL =−118.525 fLP = −43.967 f1 = 153.000 f2 = 80.769 D = 24.52 L = 1.8 △SLP= 0.2 (1)|βM | = 0.5 (2)△SLP/|fLP| = 0.00455 (3)fLP/fL = 0.37095 (4)|fL |/f = 1.12881 (5)△SLP/D = 0.0082 (6)L/f = 0.0171 (7)N- = 1.79668 (8)ν- =45.37 (9)νm =31.15 (10)f1 /f2 = 1.894
おける諸収差図および撮影倍率が−1/2倍の状態にお
ける諸収差図である。各収差図において、FNOはFナン
バーを、Yは像高を、NAは開口数を、Dはd線(λ=
587.6nm)を、Gはg線(λ=435.8nm)
をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図に
おいて実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナ
ル像面を示している。各収差図から明らかなように、本
実施例では、防振時も含めて諸収差が良好に補正されて
いることがわかる。
能を備え、小型で高性能な写真用およびビデオ用等に好
適な近距離補正レンズを提供することができる。このた
め、手持ち撮影も可能となり、実際の撮影時には極めて
好都合であるばかりでなく、手振れ等に起因する振動条
件下での撮影も良好な結像性能をもって行うことができ
る。
の構成を示す図である。
図である。
態における諸収差図である。
の状態における諸収差図である。
の構成を示す図である。
図である。
態における諸収差図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 物体側には、物体側から順に、正の屈折
力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第
2レンズ群G2とを備え、最も像側には負の屈折力を有
する最終レンズ群GL を備え、無限遠から近距離物体へ
の合焦時には、前記第1レンズ群G1および前記第2レ
ンズ群G2が物体側に移動する近距離補正レンズにおい
て、 前記最終レンズ群GL のうち負の屈折力を有する一部の
部分レンズ群GLPを光軸とほぼ直交する方向に移動させ
て防振するための変位手段を備え、 最短撮影距離での撮影倍率をβM とし、前記最終レンズ
群G L の焦点距離をf L とし、前記最終レンズ群G L 中
の部分レンズ群G LP の焦点距離をf LP とし、防振時にお
ける前記部分レンズ群G LP の光軸と直交する方向への最
大変位量の大きさを△S LP としたとき、 0.25<|βM |△S LP /|f LP |<0.1 0.1<f LP /f L <2 の条件を満足することを特徴とする近距離補正レンズ。 - 【請求項2】 前記最終レンズ群GL 中の部分レンズ群
GLPは、近距離合焦時に光軸に沿って固定であることを
特徴とする請求項1に記載の近距離補正レンズ。 - 【請求項3】 前記最終レンズ群G L の焦点距離をf L
とし、無限遠撮影状態におけるレンズ系全体の焦点距離
をfとしたとき、 0.5<|f L |/f<4 の条件を満足することを特徴とする請求項1または2に
記載の近距離補正レンズ。 - 【請求項4】 前記最終レンズ群G L 中の部分レンズ群
G LP の最も物体側の面の有効径をDとし、防振時におけ
る前記部分レンズ群G LP の光軸と直交する方向への最大
変位量の大きさを△S LP とし、前記部分レンズ群G LP の
軸上厚さをLとし、無限遠撮影状態におけるレンズ系全
体の焦点距離をfとしたとき、 △S LP /D<0.2 L/f<0.5 の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至3のい
ずれか1項に記載の近距離補正レンズ。 - 【請求項5】 前記最終レンズ群G L の部分レンズ群G
LP 中の負レンズ成分の屈折率のうち最大の屈折率をN -
とし、前記部分レンズ群G LP 中の負レンズ成分のアッベ
数のうち最小のアッベ数をν - としたとき、 1.5<N - 30<ν - の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至4のい
ずれか1項に記載の近距離補正レンズ。 - 【請求項6】 前記最終レンズ群G L 中の部分レンズ群
G LP が防振のために光軸とほぼ直交する方向に移動する
際に不用な光線を遮蔽するための固定のフレア絞りを光
軸上に備えていることを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれか1項に記載の近距離補正レンズ。
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EP98107034A EP0881516A1 (en) | 1993-11-29 | 1994-11-23 | Lens capable of short distance photographing with vibration reduction function |
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US08/914,773 US5946136A (en) | 1993-11-29 | 1997-08-20 | Lens capable of short distance photographing with vibration reduction function |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH07261126A JPH07261126A (ja) | 1995-10-13 |
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US9201219B2 (en) | 2012-02-28 | 2015-12-01 | Ricoh Imaging Company, Ltd. | Close-distance correcting lens system |
JP6070160B2 (ja) | 2012-04-06 | 2017-02-01 | リコーイメージング株式会社 | マクロレンズ系 |
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1994
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