JP4845458B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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本発明はズームレンズに関し、特にコンパクトなデジタルスチルカメラ用の撮影レンズとして好適なズームレンズに関するものである。
近年、デジタルカメラ用の撮影レンズやビデオカメラ用の撮影レンズにおいては、コンパクトで、高画素の固体撮像素子に対応した高い光学性能のものが要求されている。特にデジタルカメラにおいては、撮影者の携帯性を重視した薄型の形態であることが望まれている。カメラ本体における薄型化の障害となっているのは、レンズ部の最も物体側の面から撮像面までの厚みである。
従来の薄型化技術の主流の1つとして、沈胴式鏡筒の採用がある。この沈胴式鏡筒は、撮影時に光学系(レンズ部)をカメラボディ内から繰り出し、撮影時以外ではカメラ本体に収納される構造になっている。この沈胴式鏡筒を用いた光学系の例としては、特許文献1が知られている。
また最近では、光学系の光路をミラーやプリズム等の反射部材で折り曲げ、薄型化を実現したものが出現している(例えば、特許文献2〜4)。
また、一般に固体撮像素子の光電変換部は、開口に対して奥まった位置(ホール内)に存在する。したがって、入射光線が垂直角度より大きく外れてくると、この開口にて光線がケラレてしまい、感度の低下を招くこととなる。このため、従来の固定撮像素子用の撮影光学系は、画面周辺においても撮像素子へ入射する光線角度が垂直に近い、テレセントリックな光学系が一般的であった。
これに対し、光線の斜入射や入射角変動に対しても効率良く光線を光電変換面にまで取り込めるよう、ホール構造に工夫をなした固体撮像素子が提案されている(特許文献5,6)。
特開2000− 9997号公報 特開2004−37967号公報 特開2004−69808号公報 特開2005−84283号公報 特開平11−68074号公報 特開2003−224249号公報
小型のデジタルカメラの撮影系に用いられるズームレンズの多くは、最も物体側に負成分(負の屈折力のレンズ群)を配し、その像側に第1正成分(正の屈折力のレンズ群)、更に最も像面に近い側に第2正成分(正の屈折力のレンズ群)を有した、レトロフォーカス型の光学系である。
そして、ズーミングに際しては、第1正成分の移動により変倍を行い、負成分にて変倍に伴う像面変動の補正をしている。そして第2正成分にて像面へ入射する光線をテレセントリックに近づけるような屈折作用を行っている。
このようなレトロフォーカス型の光学系において、少ない移動量にて一定の変倍作用を行うには、第1正成分に強い正の屈折力を与えるのが効果的である。
しかしながら、テレセントリックな光学系とするためには、第2正成分に正の屈折力を分担させ、第1正成分とは分離して配置させねばならない。第1正成分と第2正成分全体で一定の屈折力を確保するという前提において、このように第2正成分に正の屈折力を分担させると、第1正成分の屈折力が相対的に小さくなる。第1正成分の屈折力が小さくなると、結果的にズーミングの際の第1正成分の移動量を大きく確保しなければならず、レンズ系全体の全長が増大してしまう。
このように負、正、正成分構成のズームレンズにおいては、テレセントリック性の維持と小型化は二律背反の条件であった。一方、前述の特許文献5,6に開示されたような固体撮像素子を用いた場合には、光学系に要求されるテレセントリック性が緩和されるので、負、正、正成分構成のズームレンズが最適解でない可能性がある。
本発明は、要求されるテレセントリック性が緩和された固体撮像素子への使用を想定し、レンズ構成及びレンズ群配置を適切に行うことにより、レンズ系全体の更なるコンパクト化を図ったズームレンズの提供を目的とする。
本願第1発明のズームレンズは、光路を偏向する反射部材を含む第1レンズ群、該第1レンズ群の像側に配置された正の屈折力のレンズ群、該正の屈折力のレンズ群の像側に配置された負の屈折力のレンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第1レンズ群と前記正の屈折力のレンズ群の間隔、及び前記正の屈折力のレンズ群と前記負の屈折力のレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記負の屈折力のレンズ群は、前記ズームレンズに含まれるレンズ群の中で最も像側に配置されたレンズ群であり、前記負の屈折力のレンズ群の焦点距離をfe、広角端における全系の焦点距離をfw、前記負の屈折力のレンズ群の広角端における横倍率をβeW、前記負の屈折力のレンズ群の望遠端における横倍率をβeTとするとき、
0.8<|fe/fw|<2.5
1.4<βeT/βeW<3.0
なる条件を満足することを特徴とする。
本願第2発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正又は負の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第1レンズ群と第2レンズ群の間隔、前記第2レンズ群と第3レンズ群の間隔、前記第3レンズ群と第4レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記第1レンズ群は、正の屈折力の成分と、光路を偏向する反射部材とを有し、前記第4レンズ群の広角端における横倍率をβeW、前記第4レンズ群の望遠端における横倍率をβeTとするとき、
1.4<βeT/βeW<3.0
なる条件を満足することを特徴とする。
本発明によれば、コンパクトなズームレンズを実現できる。
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。
図1(A)〜(C)はそれぞれ実施例1のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図2(A)〜(C)はそれぞれ実施例1のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図3(A)〜(C)はそれぞれ実施例2のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図4(A)〜(C)はそれぞれ実施例2のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図5(A)〜(C)はそれぞれ実施例3のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図6(A)〜(C)はそれぞれ実施例3のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図7(A)〜(C)はそれぞれ実施例4のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図8(A)〜(C)はそれぞれ実施例4のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図9(A)〜(C)はそれぞれ実施例5のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図10(A)〜(C)はそれぞれ実施例5のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図11(A)〜(C)はそれぞれ実施例6のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図12(A)〜(C)はそれぞれ実施例6のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図13(A)〜(C)はそれぞれ実施例7のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図14(A)〜(C)はそれぞれ実施例7のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図15(A)〜(C)はそれぞれ実施例8のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図16(A)〜(C)はそれぞれ実施例8のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。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。
レンズ断面図において、Bi(i=1,2,3,4)は第iレンズ群である。iは物体側から数えてi番目のレンズ群であることを意味している。本実施例において各レンズ群は、ズーミングに際して変化する間隔によって切り分けられる。SPは開口絞りである。開口絞りSPは、像側から数えて2番目のレンズ群の物体側に配置されている。すなわち、実施例1〜7では第3レンズ群B3の物体側に、実施例8では第2レンズ群B2の物体側に配置されている。
実施例1〜5のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正又は負の屈折力(学的パワー=焦点距離の逆数)の第1レンズ群B1、負の屈折力の第2レンズ群B2、正の屈折力の第3レンズ群B3、負の屈折力の第4レンズ群B4で構成される4群ズームレンズである。実施例1,2において、第1レンズ群B1は正の屈折力である。実施例3〜5において、第1レンズ群B1は負の屈折力である。
実施例6,7のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群B1、正又は負の屈折力の第2レンズ群B2、正の屈折力の第3レンズ群B3、負の屈折力の第4レンズ群B4で構成される4群ズームレンズである。実施例6において、第2レンズ群B2は負の屈折力である。実施例7において、第2レンズ群B2は正の屈折力である。
実施例8のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群B1、正の屈折力の第2レンズ群B2、負の屈折力の第3レンズ群B3で構成される3群ズームレンズである。
Pは第1レンズ群B1中に含まれる光路折り曲げ用の反射面を含む偏向部材である。被写体からの光線は、反射部材Pの反射面により略90°光路が折り曲げられる。反射部材Pには、反射面を有するプリズムや表面反射鏡が適用できる。本実施例では、反射部材Pとしてプリズムを使用している。
LPは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。IPは像面である。各実施例のズームレンズを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)の撮像面が像面IPに置かれる。
収差図において、d、gは各々d線及びg線である。ΔM、ΔSはメリディオナル像面、サジタル像面である。歪曲はd線によって表されている。倍率色収差はg線によって表わされている。
各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際し、各レンズ群の間隔が変化するように、第1レンズ群B1以外のレンズ群が移動する。第1レンズ群B1は、ズーミングのためには移動しない。
実施例1〜5,7では、第2レンズ群B2が像側に凸状の軌跡を描くように移動し、第3レンズ群B3と第4レンズ群B4が物体側へ移動する。実施例6では、第2レンズ群B2が物体側に凸状の軌跡を描くように移動し、第3レンズ群B3と第4レンズ群B4が物体側へ移動する。実施例8では、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3が物体側へ移動する。
各実施例において、フォーカシングは最も像側に配置されたレンズ群を光軸上移動させることで行っている。すなわち、実施例1〜7では第4レンズ群B4で、実施例8では第3レンズ群B3でフォーカシングを行っている。
このように各実施例のズームレンズは、第1レンズ群B1中に軸上光線の光路を略90°偏向させる反射部材P(プリズム)を設けている。これにより、レンズ系の被写体に向かう方向(カメラの奥行き方向)の薄型化が可能となる。
また、第1レンズ群B1と像面との間に、正の屈折力のレンズ群(実施例1〜7では第3レンズ群B3、実施例8では第2レンズ群B2)及び負の屈折力のレンズ群(実施例1〜7では第4レンズ群B4、実施例8では第3レンズ群B3)を順に配列した構成を有している。そして、広角端から望遠端へのズーミングに際しては、この正レンズ群と負レンズ群とが、間隔を変化させながら物体側へ単調に移動する。このように屈折力の符号の異なる2つのレンズ群に変倍の役割を分担させることにより、ズーミングに要する移動量を低減させ、光学全長の短縮を可能としている。
更に、実施例1〜7では、第2レンズ群L2をズーミングに際し移動させることによって、変倍に伴う像位置の変動を補償している。また、この第2レンズ群L2によりズーミング中の収差補正を効果的に行っている。
また各実施例のズームレンズは、光学系にテレセントリック性をあまり要求しない固体撮像素子を用いることを前提に、最も像側に比較的強い屈折力の負レンズ群を配置している。このように光学系中の最も像側に負の屈折力のレンズ群を配置すると、射出瞳位置が像面に近づくため、テレセントリック性は低下する。しかし、光学全長の短縮には有効である。
とは言え固体撮像素子である以上、ある程度のテレセントリック性は要求される。前述の「比較的強い屈折力」とは、固体撮像素子に要求されるテレセントリック性を考慮しつつ、ズームレンズの小型化を図るために設定されるものである。すなわち、広角端における焦点距離をfw、最も像側に配置された負の屈折力のレンズ群(実施例1〜7では第4レンズ群B4、実施例8では第3レンズ群B3)の焦点距離をfeとするとき、
0.8<|fe/fw|<2.5 …(1)
となる条件を満足している。
このように最も像側に配置されたレンズ群の負の屈折力を適切に設定することにより、諸収差の発生を抑えつつ、レンズ全長を短縮することができる。
条件式(1)の下限を超えると、最も像側に配置されたレンズ群の屈折力が過剰に大きくなるため、諸収差のバランスを良好に保つことができなくなる。また、射出瞳位置が像面に極端に近づくことになるので、テレセントリック性をあまり要求しない固体撮像素子に対しても使用に適さなくなる。更に、最も像側に配置されたレンズ群の組み立て誤差(位置ずれ)に対する敏感度が大きくなってしまい、製造上好ましくない。一方、条件式(1)の上限を超えると、最も像側に配置されたレンズ群の屈折力が弱くなるため、レンズ全長が大きくなる。
また、条件式(1)に関して、さらに好ましくは、
1.1<|fe/fw|<2.0 …(1a)
を満足するとよい。
また、最も像側に配置されたレンズ群は、前述したように変倍を分担しているので、以下の条件を満足することが好ましい。すなわち、最も像側に配置されたレンズ群の広角端および望遠端での横倍率(全系としては無限遠物体へ合焦)をそれぞれβeW,βeTとするとき、
1.4<βeT/βeW<3.0 …(2)
となる条件を満足することが好ましい。
最も像側のレンズ群は結像の役割と同時に、変倍の役割を有している。条件式(2)を満足することにより、良好な光学性能を維持しつつ、ズーミングにおけるレンズ群の移動量や、レンズ系全体のガラス枚数を抑えることができる。
条件式(2)の上限を超えると、変倍効果を得るためには有効であるが、最も像側に配置されたレンズ群の屈折力が大きくなり過ぎる。その結果、レンズ群の組み立て誤差に対する敏感度が大きくなり、製造を考慮すると好ましくない。条件式(2)の下限を超えると、最も像側に配置されたレンズ群の変倍分担が小さくなるで、所望のズーム比が確保できなくなる。あるいは所望のズーム比を確保するために、その他の移動レンズ群の追加を余儀なくされ、光学系全体として大型化する。
条件式(2)に関して、さらに好ましくは
1.6<βeT/βeW<2.2 …(2a)
を満足するとよい。
次に各レンズ群の構成について説明する。
実施例1〜5において、第1レンズ群B1は、少なくとも1枚の負レンズ及び少なくとも1枚の正レンズを含んでいる。第1レンズ群B1は最も物体側に配置されたレンズ群であるので、レンズ径が大きくなってしまいがちである。このように負レンズと正レンズを用いることにより諸収差を抑えつつレンズ径を極力小さくすることができる。
また、実施例1〜5では、第1レンズ群B1の最も像側に、像側が凸面の正メニスカスレンズを配置している。このように正メニスカスレンズを最も像側に配置することによって、物体側に位置する負レンズにより発生する諸収差を逆方向に発生させて緩和させることができる。特にレンズ系全体として、非点収差を良好に補正するのに効果がある。
実施例1〜5において、第1レンズ群B1は、物体側より像側へ順に、物体側が凸面の負メニスカスレンズG11と、直角プリズムPと、像側が凸面の正メニスカスレンズG12とで構成されている。
実施例6,7において、第1レンズ群B1は、物体側より像側へ順に、物体側よりも像側の曲率の絶対値が大きい、負の屈折力の第1レンズG11、反射部材Pで構成している。但し、負レンズG11は、反射部材にプリズムを用いる際には、プリズムと接合して一体化しても良い。更にプリズムの入射面又は射出面を負の屈折力を有するような凹面に加工しても良い。
実施例8において、第1レンズ群B1は、物体側より像側へ順に、物体側に比べ像側の面の曲率(曲率半径の逆数)が大きい、負レンズG11、反射部材P、正レンズG12で構成している。負レンズG11及び正レンズG12は、反射部材Pにプリズムを用いる際には、プリズムと接合して一体化しても良い。更にプリズムの入射面を負の屈折力を有する凹面形状に、射出面を正の屈折力を有するような凸面形状に加工しても良い。
実施例1〜5において、第2レンズ群B2は、少なくとも1枚の両凹レンズを有している。実施例1〜5の第2レンズ群B2は、コンペンセータとしての役割を担っている。第2レンズ群B2中に両凹レンズを設けることによって、ズーミング全域において諸収差の補正を行うのに必要な屈折力が少ないレンズ枚数で得られる。更に倍率色収差の補正にも効果がある。
実施例1,2において、第2レンズ群B2は、物体側より像側へ順に、両凹形状の負レンズG21と、物体側が凸面の正メニスカスレンズとで構成されている。実施例3〜5では、この両凹形状の負レンズG21と正メニスカスレンズG22とを接合し、第2レンズ群B2を全体とした負の屈折力の接合レンズで構成している。
実施例6,7において、第2レンズ群B2は、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズで構成されている。このような構成の第2レンズ群B2によれば、ズーミング中の色収差の変動を抑制し、球面収差を良好に補正することができる。
実施例1〜5において、第3レンズ群B3は、非球面形状の面を少なくとも1つ有している。これは、少ないレンズ枚数で効率的に収差を補正するためである。この観点から、特に第3レンズ群B3に含まれる両凸レンズを、両面非球面とすることが好ましい。また、非球面レンズとしては、ガラス、プラスチックをモールド加工したもの、切削加工したもの、ガラス表面に樹脂を添付した所以レプリカ非球面等、その選択は問わない。
実施例1において、第3レンズ群B3は、物体側より像側へ順に、両凸形状の正レンズG31と、像側が凸面の負メニスカスレンズG32と、両凸形状の正レンズG33と、物体側が凸面の負メニスカスレンズG34とで構成されている。正レンズG31と負メニスカスレンズG32は接合され、全体として正の屈折力の接合レンズを構成している。両凸形状の正レンズG33は、物体側と像側の面の双方が非球面形状(両面非球面)である。負メニスカスレンズG34は、物体側の面が非球面形状である。
実施例2,3において、第3レンズ群B3は、物体側より像側へ順に、両凸形状の正レンズG31と、像側が凸面の負メニスカスレンズG32と、両凸形状の正レンズG33と、両凹形状の負レンズG34とで構成されている。正レンズG31と負メニスカスレンズG32は接合され、全体として正の屈折力の接合レンズを構成している。両凸形状の正レンズG33は、物体側と像側の面の双方が非球面形状である。
実施例4において、第3レンズ群B3は、物体側より像側へ順に、両凸形状の正レンズG31と、像側が凸面の負メニスカスレンズG32と、両凸形状の正レンズG33と、物体側が凸面の負メニスカスレンズG34とで構成されている。正レンズG31と負メニスカスレンズG32は接合され、全体として正の屈折力の接合レンズを構成している。負メニスカスレンズG32は、像側の面が非球面形状である。両凸形状の正レンズG33は、物体側と像側の面の双方が非球面形状である。
実施例5において、第3レンズ群B3は、物体側より像側へ順に、物体側が凸面の正メニスカスレンズG31と、両凸形状の正レンズG32と、像側が凸面の負メニスカスレンズG33と、両凸形状の正レンズG34と(両面非球面)、物体側が凸面の負メニスカスレンズG35(像面側の面が非球面)とで構成されている。正レンズG32と負メニスカスレンズG33は接合され、全体として正の屈折力の接合レンズを構成している。両凸形状の正レンズG34は、物体側と像側の面の双方が非球面形状である。負メニスカスレンズG35は、像側の面が非球面形状である。
実施例6,7において、第3レンズ群B3は、物体側より像側へ順に、正レンズ成分G31、負レンズ成分G32、正レンズ成分G33で構成し、良好な収差補正を行っている。ここで、レンズ成分とは、単レンズ又は接合レンズを意味する。
実施例8において、第2レンズ群B2は、その他の実施例の第3レンズ群に対応する。実施例8の第2レンズ群B2は、物体側より像側へ順に、正レンズ成分G21、負レンズ成分G22、正レンズ成分G23で構成し、良好な収差補正を行っている。
実施例1〜5において、第4レンズ群B4は、像側が凸面の負メニスカスレンズG41のみで構成されている。最も像側に配置されたレンズを像側が凸面の負メニスカス形状とすることで、開口絞りSPに対してコンセントリックに近い形状となる。これにより、収差の発生を抑えつつ、全長を短縮させることができる。
実施例6,7において、第4レンズ群B4は、2枚の負レンズで構成されている。但し、実施例6,7において、第4レンズ群を負の単一レンズで構成しても良い。第4レンズ群B4を負の単一レンズで構成する際は、物体側よりも像側のレンズ面の曲率が大きくなるようなレンズ形状にすることが望ましい。また高画質化を図るには、第4レンズ群B4中に、物体側の面を非球面形状としたレンズの物体側に、像側のレンズ面が凹形状である負レンズを配置するのが好ましい。
実施例8において、第3レンズ群B3は、その他の実施例の第4レンズ群に対応する。実施例8の第3レンズ群B3は、正レンズと負レンズで構成されている。但し、1枚の負レンズで構成してもよい。第3レンズ群B3を負の単一レンズで構成する際は、物体側よりも像側のレンズ面の曲率が大きくなるようなレンズ形状にすることが望ましい。また高画質化を図るには、第3レンズ群B3中に、物体側の面を非球面形状としたレンズの物体側に、像側のレンズ面が凹形状の負レンズを配置するのが好ましい。
次に、実施例1〜8の数値実施例を示す。各数値実施例において、iは物体側からの面の順序を示し、Riは各面の曲率半径、Diは第i面と第(i+1)面との間の間隔、Ni、νiはそれぞれd線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。
又、最も像側の2つの面は光学ブロックLPを構成する面である。また、非球面形状は、光軸からの高さhの位置での光軸方向の変位を、面頂点を基準にしてxとするとき、
x=(h/R)/[1+{1−(1+k)(h/R)1/2
+Ah+Bh+Ch+Dh+Eh10
で表わされる。但し、kは円錐定数、A,B,C,D,Eは非球面係数、Rは近軸曲率半径である。
又、「e−0X」は、「×10−x」を意味している。fは焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角を示す。又前述の各条件式と各数値実施例との関係を表1に示す。
(数値実施例1)
f=6.3−23.3 Fno=2.4−5.7 ω=29.3−8.5°
R1= 18.611 D1= 0.850 N1= 1.9229 ν1= 18.9
R2= 10.025 D2= 2.221
R3= ∞ D3= 10.200 N2= 1.8040 ν2= 46.6
R4= ∞ D4= 0.490
R5= -38.404 D5= 1.180 N3= 1.6990 ν3= 30.1
R6= -14.412 D6= 可変
R7= -12.722 D7= 0.400 N4= 1.7440 ν4= 44.8
R8= 14.684 D8= 0.200
R9= 13.385 D9= 1.234 N5= 1.9229 ν5= 18.9
R10= 85.033 D10= 可変
R11= 6.786 D11= 3.405 N6= 1.4875 ν6= 70.2
R12= -6.200 D12= 0.350 N7= 1.8340 ν7= 37.2
*R13= -54.737 D13= 0.285
*R14= 7.224 D14= 2.307 N8= 1.4875 ν8= 70.2
*R15= -6.588 D15= 0.050
R16= 7.601 D16= 0.800 N9= 1.8340 ν9= 37.2
R17= 4.467 D17= 可変
R18= -5.991 D18= 0.500 N10= 1.8340 ν10= 37.2
R19= -19.654 D19= 可変
R20= ∞ D20= 0.600 N11= 1.5163 ν11= 64.1
R21= ∞

/焦点距離 Wide Middle Tele
可変間隔/
D6 0.521 4.808 1.762
D10 11.962 3.713 0.255
D17 7.311 6.290 5.677
D19 0.200 5.183 12.300

非球面係数
13面 k=0
A=0 B=1.5464e-04 C=2.3539e-05 D=1.4487e-06 E=-5.7241e-08
14面 k=0
A=0 B=-1.4805e-03 C=-5.0395e-06 D=1.7754e-06 E=-1.2369e-08
15面 k=0
A=0 B=4.1729e-04 C=-4.3939e-05 D=2.5998e-06 E=-2.8596e-08

(数値実施例2)
f=6.3−18.9 Fno=2.4−5.0 ω=29.3−10.5°
R1= 15.924 D1= 0.850 N1= 1.9229 ν1= 18.9
R2= 8.910 D2= 2.500
R3= ∞ D3= 11.000 N2= 1.8040 ν2= 46.6
R4= ∞ D4= 0.678
R5= -23.391 D5= 1.177 N3= 1.7552 ν3= 27.5
R6= -11.961 D6= 可変
R7= -10.497 D7= 0.400 N4= 1.6223 ν4= 53.2
R8= 12.206 D8= 0.330
R9= 11.620 D9= 1.800 N5= 1.8467 ν5= 23.8
R10= 59.986 D10= 可変
R11= 6.292 D11= 3.500 N6= 1.4875 ν6= 70.2
R12= -6.754 D12= 0.380 N7= 1.8340 ν7= 37.2
R13= -31.948 D13= 0.200
*R14= 8.673 D14= 2.222 N8= 1.4875 ν8= 70.2
*R15= -6.441 D15= 0.085
R16= -18.741 D16= 0.800 N9= 1.8340 ν9= 37.2
R17= 30.053 D17= 可変
R18= -4.500 D18= 0.500 N10= 1.8340 ν10= 37.2
R19= -10.130 D19= 可変
R20= ∞ D20= 0.600 N11= 1.5163 ν11= 64.1
R21= ∞

/焦点距離 Wide Middle Tele
可変間隔/
D6 0.538 4.630 2.984
D10 11.323 3.560 0.977
D17 7.713 6.817 6.255
D19 0.200 4.767 9.558

非球面係数
14面 k=0
A=0 B=-7.8721e-04 C=-3.1700e-05 D=6.1625e-07 E=-1.0793e-07
15面 k=0
A=0 B=1.1193e-03 C=-3.4844e-05 D=1.3647e-06 E=-9.4562e-08

(数値実施例3)
f=6.3−22.1 Fno=2.4−5.6 ω=29.3−9.0°
R1= 16.819 D1= 0.900 N1= 1.9229 ν1= 18.9
R2= 9.713 D2= 2.357
R3= ∞ D3= 10.500 N2= 1.8040 ν2= 46.6
R4= ∞ D4= 0.690
R5= -22.261 D5= 1.027 N3= 1.8467 ν3= 23.8
R6= -13.462 D6= 可変
R7= -10.158 D7= 0.550 N4= 1.6393 ν4= 44.9
R8= 9.102 D8= 1.385 N5= 1.8467 ν5= 23.8
R9= 71.000 D9= 0.000
R10= ∞ D10= 可変
R11= 5.523 D11= 3.231 N6= 1.4875 ν6= 70.2
R12= -6.804 D12= 0.320 N7= 1.8340 ν7= 37.2
R13= -38.825 D13= 0.267
*R14= 8.372 D14= 1.991 N8= 1.4875 ν8= 70.2
*R15= -6.012 D15= 0.050
R16= -18.912 D16= 1.438 N9= 1.8340 ν9= 37.2
R17= 23.920 D17= 可変
R18= -4.599 D18= 0.500 N10= 1.8348 ν10= 42.7
R19= -11.103 D19= 可変
R20= ∞ D20= 0.600 N11= 1.5163 ν11= 64.1
R21= ∞

/焦点距離 Wide Middle Tele
可変間隔/
D6 1.284 4.784 2.160
D10 10.395 3.296 0.200
D17 6.708 6.116 5.749
D19 0.200 4.392 10.478

非球面係数
14面 k=0
A=0 B=-1.3486e-03 C=-3.9246e-05 D=-3.9584e-06 E=1.2667e-07
15面 k=0
A=0 B=1.2971e-03 C=-4.6161e-05 D=-7.7310e-07 E=8.0469e-08

(数値実施例4)
f=6.3−18.9 Fno=2.5−5.3 ω=29.3−10.5°
R1= 20.645 D1= 0.900 N1= 1.9229 ν1= 18.9
R2= 9.782 D2= 1.700
R3= ∞ D3= 10.500 N2= 1.8040 ν2= 46.6
R4= ∞ D4= 0.347
R5= -50.851 D5= 0.979 N3= 1.8467 ν3= 23.8
R6= -17.125 D6= 可変
R7= -11.058 D7= 0.550 N4= 1.7015 ν4= 41.2
R8= 7.116 D8= 1.577 N5= 1.8467 ν5= 23.8
R9= 67.121 D9= 可変
R10= 5.278 D10= 3.260 N6= 1.4875 ν6= 70.2
R11= -5.803 D11= 0.300 N7= 1.8340 ν7= 37.2
*R12= -89.923 D12= 0.200
*R13= 6.225 D13= 2.332 N8= 1.4875 ν8= 70.2
*R14= -5.699 D14= 0.069
R15= 28.539 D15= 0.801 N9= 1.8340 ν9= 37.2
*R16= 8.006 D16= 可変
R17= -5.316 D17= 0.500 N10= 1.8348 ν10= 42.7
R18= -24.116 D18= 可変
R19= ∞ D19= 0.600 N11= 1.5163 ν11= 64.1
R20= ∞

/焦点距離 Wide Middle Tele
可変間隔/
D6 0.672 2.516 0.408
D9 7.683 2.108 0.200
D16 5.545 4.820 4.479
D18 0.596 5.051 9.409

非球面係数
12面 k=0
A=0 B=4.7500e-04 C=1.1886e-05 D=-2.2869e-06 E=2.3746e-07
13面 k=0
A=0 B=-1.0867e-03 C=-5.8280e-05 D=-7.2467e-06 E=1.2741e-07
14面 k=0
A=0 B=8.9802e-04 C=-6.8994e-05 D=1.1690e-06 E=-1.7331e-07
16面 k=0
A=0 B=1.0330e-03 C=5.9134e-05 D=2.8816e-06 E=-7.2933e-07

(数値実施例5)
f=6.3−22.7 Fno=2.4−5.8 ω=29.3−8.8°
R1= 17.853 D1= 0.850 N1= 1.9229 ν1= 18.9
R2= 9.459 D2= 2.345
R3= ∞ D3= 10.200 N2= 1.8467 ν2= 23.8
R4= ∞ D4= 0.706
R5= -23.541 D5= 1.113 N3= 1.8052 ν3= 25.4
R6= -13.196 D6= 可変
R7= -10.806 D7= 0.400 N4= 1.6177 ν4= 49.8
R8= 9.219 D8= 1.256 N5= 1.8467 ν5= 23.8
R9= 52.946 D9= 可変
R10= 9.977 D10= 0.900 N6= 1.5163 ν6= 64.1
R11= 11.321 D11= 0.050
R12= 6.284 D12= 3.074 N7= 1.4875 ν7= 70.2
R13= -6.819 D13= 0.320 N8= 1.8340 ν8= 37.2
R14=-11015.044 D14= 0.200
*R15= 7.549 D15= 2.589 N9= 1.4875 ν9= 70.2
*R16= -6.325 D16= 0.175
R17= -390.475 D17= 2.000 N10= 1.8340 ν10= 37.2
*R18= 13.185 D18= 可変
R19= -6.148 D19= 0.500 N11= 1.8040 ν11= 46.6
R20= -21.695 D20= 可変
R21= ∞ D21= 0.600 N12= 1.5163 ν12= 64.1
R22= ∞

/焦点距離 Wide Middle Tele
可変間隔/
D6 1.672 4.928 1.559
D9 10.421 3.328 0.100
D18 6.329 5.369 4.781
D20 0.200 4.997 12.182

非球面係数
15面 k=0
A=0 B=-8.8222e-04 C=-2.4577e-05 D=-1.1520e-06 E=-1.1257e-07
16面 k=0
A=0 B=1.4185e-03 C=-8.4337e-05 D=2.5229e-06 E=-1.2053e-07
18面 k=0
A=0 B=3.0022e-04 C=6.2597e-05 D=1.2883e-06 E=-2.7774e-07

(数値実施例6)
f= 5.82〜 15.50 Fno= 2.34 〜 5.00 2ω=54.6 〜 21.9
R 1 = 17.420 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 9.165 D 2 = 2.50
R 3 = ∞ D 3 = 6.50 N 2 = 1.696797 ν 2 = 55.5
R 4 = ∞ D 4 = 可変
R 5 = -13.555 D 5 = 0.70 N 3 = 1.696797 ν 3 = 55.5
R 6 = 50.746 D 6 = 1.30 N 4 = 1.834000 ν 4 = 37.2
R 7 = -22.278 D 7 = 可変
R 8 = 絞り D 8 = 0.70
R 9 = 5.953 D 9 = 1.70 N 5 = 1.733997 ν 5 = 51.5
R10 = 20.439 D10 = 0.25
R11 = -13.273 D11 = 1.70 N 6 = 1.719995 ν 6 = 50.2
R12 = -3.864 D12 = 0.60 N 7 = 1.800999 ν 7 = 35.0
R13 = -38.096 D13 = 0.20
*R14 = 13.106 D14 = 1.70 N 8 = 1.487490 ν 8 = 70.2
*R15 = -4.634 D15 = 可変
*R16 = 159.392 D16 = 1.50 N 9 = 1.491710 ν 9 = 57.4
*R17 = 112.510 D17 = 0.60
R18 = -3.771 D18 = 0.70 N10 = 1.729157 ν10 = 54.7
R19 = -18.062 D19 = 可変
R20 = ∞ D20 = 0.60 N11 = 1.516330 ν11 = 64.1
R21 = ∞

\焦点距離 5.82 10.46 15.50
可変間隔\
D 4 2.51 0.73 1.19
D 7 7.30 5.16 0.80
D15 2.68 0.97 0.49
D19 1.00 6.62 11.01

非球面係数
14面 : k=-2.39711e+01
A=0 B=-2.63697e-03 C=-3.10017e-04 D=-2.70261e-06 E=-6.08507e-06
15面 : k=3.75824e-01
A=0 B=3.45097e-04 C=-1.78596e-04 D=1.09833e-05 E=-4.36814e-06
16面 : k=-4.70761e+06
A=0 B=6.47376e-03 C=-2.44585e-04 D=1.35856e-04 E=-1.02447e-05
17面 : k=-3.93361e+06
A=0 B=5.70058e-03 C=2.84537e-04 D=-2.77559e-05 E=2.99998e-05

(数値実施例7)
f= 5.63〜 16.80 Fno= 2.08 〜 5.00 2ω=56.1 〜 20.2
R 1 = 48.153 D 1 = 0.80 N 1 = 1.603112 ν 1 = 60.6
R 2 = 11.083 D 2 = 2.30
R 3 = ∞ D 3 = 10.00 N 2 = 1.772499 ν 2 = 49.6
R 4 = ∞ D 4 = 可変
R 5 = 199.961 D 5 = 0.70 N 3 = 1.772499 ν 3 = 49.6
R 6 = 22.845 D 6 = 1.40 N 4 = 1.805181 ν 4 = 25.4
R 7 = 242.865 D 7 = 可変
R 8 = 絞り D 8 = 0.70
R 9 = 5.245 D 9 = 2.00 N 5 = 1.487490 ν 5 = 70.2
R10 = -35.017 D10 = 0.25
R11 = -12.568 D11 = 1.70 N 6 = 1.719995 ν 6 = 50.2
R12 = -3.940 D12 = 0.60 N 7 = 1.834000 ν 7 = 37.2
R13 = -109.961 D13 = 0.50
* R14 = 18.634 D14 = 2.00 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
* R15 = -5.135 D15 = 可変
* R16 = 151.895 D16 = 1.20 N 9 = 1.749497 ν 9 = 35.3
* R17 = 121.189 D17 = 1.00
R18 = -3.555 D18 = 0.70 N10 = 1.729157 ν10 = 54.7
R19 = -20.295 D19 = 可変
R20 = ∞ D20 = 0.60 N11 = 1.516330 ν11 = 64.1
R21 = ∞

\焦点距離 5.63 11.07 16.80
可変間隔\
D 4 0.95 2.52 1.84
D 7 10.69 4.61 0.80
D15 2.77 0.98 0.51
D19 0.70 6.99 11.96

非球面係数
14面 : k=1.66335e+01
A=0 B=-3.21818e-03 C=-1.86168e-04 D=5.40611e-06 E=-2.02531e-06
15面 : k=2.53718e-01
A=0 B=3.69525e-04 C=-1.49964e-04 D=1.18370e-05 E=-1.34525e-06
16面 : k=-5.25720e+06
A=0 B=5.24497e-03 C=-1.79913e-04 D=7.42054e-05 E=-3.94180e-06
17面 : k=-3.87782e+06
A=0 B=4.24203e-03 C=4.38752e-05 D=2.06324e-05 E=5.70011e-06

(数値実施例8)
f= 5.81〜 11.62 Fno= 2.58 〜 5.00 2ω=54.6 〜 28.9
R 1 = 31.228 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 6.560 D 2 = 2.50
R 3 = ∞ D 3 = 7.50 N 2 = 1.696797 ν 2 = 55.5
R 4 = ∞ D 4 = 0.20
R 5 = 17.090 D 5 = 1.70 N 3 = 1.719995 ν 3 = 50.2
R 6 = -184.750 D 6 = 可変
R 7 = 絞り D 7 = 0.70
R 8 = 8.734 D 8 = 1.70 N 4 = 1.733997 ν 4 = 51.5
R 9 = 20.421 D 9 = 0.40
R10 = 34.530 D10 = 1.70 N 5 = 1.719995 ν 5 = 50.2
R11 = -8.541 D11 = 0.60 N 6 = 1.800999 ν 6 = 35.0
R12 = 12.151 D12 = 0.20
* R13 = 7.827 D13 = 1.70 N 7 = 1.487490 ν 7 = 70.2
* R14 = -4.744 D14 = 可変
* R15 = 926.758 D15 = 1.50 N 8 = 1.749497 ν 8 = 35.3
* R16 = -1871.398 D16 = 0.50
R17 = -7.786 D17 = 0.70 N 9 = 1.729157 ν 9 = 54.7
R18 = 12.012 D18 = 可変
R19 = ∞ D19 = 0.60 N10 = 1.516330 ν10 = 64.1
R20 = ∞

\焦点距離 5.81 8.13 11.62
可変間隔\
D 6 6.18 4.45 0.98
D14 2.93 1.53 0.49
D18 0.50 3.64 8.14

非球面係数
13面 : k=-1.46645e+01 A=0 B=-6.87569e-04 C=-6.88440e-04
D=-3.51490e-05 E=-1.21669e-05
14面 : k=7.03414e-01 A=0 B= 1.17600e-04 C=-4.53702e-04
D= 1.23625e-05 E=-8.60067e-06
15面 : k=-4.70761e+06 A=0 B= 4.09016e-03 C=-4.72506e-04
D= 1.62987e-04 E=-1.49799e-05
16面 : k=-3.93361e+06 A=0 B= 4.73146e-03 C=-5.89916e-05
D= 1.00802e-04 E=-2.00945e-06
Figure 0004845458
このように実施例1〜8のズームレンズによれば、小型のズームレンズを実現できる。
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施例を、図17を用いて説明する。
図17において、10はデジタルカメラ本体、11は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系、12はカメラ本体に内蔵されたストロボ、13は外部式ファインダー、14はシャッターボタンである。15は本発明のズームレンズのカメラボディ内での概略な光学系の配置関係を示す。
このように本発明のズームレンズをデジタルカメラ等の撮像装置に適用することにより、特にカメラボディ形態を薄型化がなされるような、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
またこの例では、反射部材で偏向された光軸が上下(垂直)方向になるよう光学系を配置しているが、偏向された光軸が左右(水平)方向になるように光学系を配置しても良い。
本発明のズームレンズは、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置のほか、携帯電話、パーソナルコンピュータ、携帯型端末等に組み込まれる撮像ユニットに適用することも可能である。
実施例1のズームレンズの断面図である。 実施例1のズームレンズの収差図である 実施例2のズームレンズの断面図である。 実施例2のズームレンズの収差図である。 実施例3のズームレンズの断面図である。 実施例3のズームレンズの収差図である。 実施例4のズームレンズの断面図である。 実施例4のズームレンズの収差図である。 実施例5のズームレンズの断面図である。 実施例5のズームレンズの収差図である。 実施例6のズームレンズの断面図である。 実施例6のズームレンズの収差図である。 実施例7のズームレンズの断面図である。 実施例7のズームレンズの収差図である。 実施例8のズームレンズの断面図である。 実施例8のズームレンズの収差図である。 撮像装置の要部概略図である。
符号の説明
B1 第1レンズ群
B2 第2レンズ群
B3 第3レンズ群
B4 第4レンズ群
P 反射部材
SP 開口絞り
LP 光学ブロック
IP 像面

Claims (12)

  1. 光路を偏向する反射部材を含む第1レンズ群、該第1レンズ群の像側に配置された正の屈折力のレンズ群、該正の屈折力のレンズ群の像側に配置された負の屈折力のレンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第1レンズ群と前記正の屈折力のレンズ群の間隔、及び前記正の屈折力のレンズ群と前記負の屈折力のレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記負の屈折力のレンズ群は、前記ズームレンズに含まれるレンズ群の中で最も像側に配置されたレンズ群であり、前記負の屈折力のレンズ群の焦点距離をfe、広角端における全系の焦点距離をfw、前記負の屈折力のレンズ群の広角端における横倍率をβeW、前記負の屈折力のレンズ群の望遠端における横倍率をβeTとするとき、
    0.8<|fe/fw|<2.5
    1.4<βeT/βeW<3.0
    なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第1レンズ群は、像側が凸面の正メニスカスレンズを有し、該正メニスカスレンズは、前記第1レンズ群中で最も像側に配置されたレンズであることを特徴とする請求項に記載のズームレンズ。
  3. 前記負の屈折力のレンズ群が有するレンズは、像側が凸面の負メニスカスレンズのみであることを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
  4. 物体側より像側へ順に、正又は負の屈折力の前記第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、前記正の屈折力のレンズ群である第3レンズ群、前記負の屈折力のレンズ群である第4レンズ群の4つのレンズ群のみをレンズ群として有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第1レンズ群と第2レンズ群の間隔、前記第2レンズ群と第3レンズ群の間隔、前記第3レンズ群と第4レンズ群の間隔が変化することを特徴とする請求項1乃至いずれかに記載のズームレンズ。
  5. 物体側より像側へ順に、負の屈折力の前記第1レンズ群、正又は負の屈折力の第2レンズ群、前記正の屈折力のレンズ群である第3レンズ群、前記負の屈折力のレンズ群である第4レンズ群の4つのレンズ群のみをレンズ群として有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第1レンズ群と第2レンズ群の間隔、前記第2レンズ群と第3レンズ群の間隔、前記第3レンズ群と第4レンズ群の間隔が変化することを特徴とする請求項1乃至いずれかに記載のズームレンズ。
  6. 物体側より像側へ順に、負の屈折力の前記第1レンズ群、前記正の屈折力のレンズ群である第2レンズ群、前記負の屈折力のレンズ群である第3レンズ群の3つのレンズ群のみをレンズ群として有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第1レンズ群と第2レンズ群の間隔、前記第2レンズ群と第3レンズ群の間隔が変化することを特徴とする請求項1乃至いずれかに記載のズームレンズ。
  7. 物体側から像側へ順に、正又は負の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第1レンズ群と第2レンズ群の間隔、前記第2レンズ群と第3レンズ群の間隔、前記第3レンズ群と第4レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記第1レンズ群は、正の屈折力の成分と、光路を偏向する反射部材とを有し、前記第4レンズ群の広角端における横倍率をβeW、前記第4レンズ群の望遠端における横倍率をβeTとするとき、
    1.4<βeT/βeW<3.0
    なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  8. 前記第4レンズ群の焦点距離をfe、広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
    0.8<|fe/fw|<2.5
    なる条件を満足することを特徴とする請求項のズームレンズ。
  9. 前記第1レンズ群は、像側が凸面の正メニスカスレンズを有し、該正メニスカスレンズは、前記第1レンズ群中で最も像側に配置されたレンズであることを特徴とする請求項7または8に記載のズームレンズ。
  10. 前記第4レンズ群が有するレンズは、像側が凸面の負メニスカスレンズのみであることを特徴とする請求項7乃至9いずれかに記載のズームレンズ。
  11. 固体撮像素子上に像を形成することを特徴とする請求項1乃至10いずれかに記載のズームレンズ。
  12. 請求項1乃至11いずれかに記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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