JP5547973B2 - 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置 - Google Patents
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Description
色収差には近軸的な色収差と高次の色収差がある。近軸色収差には焦点位置の色収差と焦点距離の色収差がある。これらの色収差の補正とは、通常、ある2波長−たとえばC線(656.27nm)とF線(486.13nm)−についてそれぞれの焦点位置と焦点距離が一致することで達成したとしている。これを、C線とF線の色消しが出来たと称している。これは、光学系に含まれる複数のレンズ体に、それ相当のアッベ数を選択することで達成できる。
z=(h 2 /R)/{1+[1−(1+K)(h/R) 2 ] 1/2 }
+A 4 h 4 +A 6 h 6 +A 8 h 8 +A 10 h 10 …(2)
と表し、また、光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量を
Δz=z−h 2 /R{1+(1−h 2 /R 2 ) 1/2 } …(3)
と表したとき、
h=h 1 =ENPt・tanωt ・・・(4)
におけるΔz A (h)が以下の条件式(5)、(6)″′を満足することを特徴とする。
-1.5e2<(νd1−νd3)/(θgF1−θgF3)<+1.0e4 ・・・(1)
-5e-2≦Δz A (h)/y 10 ≦+1e-2 ・・・(5)
|ΔnAB|≦0.08740 ・・・(6)″′
ここで、
θgF1はレンズLAの部分分散比(ng1−nF1)/(nF1−nC1)、
θgF3はレンズLCの部分分散比(ng3−nF3)/(nF3−nC3)、
νd1はレンズLAのアッベ数(nd1−1)/(nF1−nC1)、
νd3はレンズLCのアッベ数(nd3−1)/(nF3−nC3)、
nd1、nC1、nF1、ng1はレンズLAの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
nd3、nC3、nF3、ng3はレンズLCの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
z A は、正レンズLAと正レンズLBとの接合面の形状、
R A は、正レンズLAと正レンズLBとの接合面の近軸曲率半径、
Δz A は、正レンズLAと正レンズLBとの接合面形状の非球面成分、
(つまり、近軸曲率半径R A を有する球面からの偏倚量)
y 10 は結像光学系の結像位置近傍に配置された電子撮像素子の有効撮像面内において、中心から最も遠い点までの距離、
ENPtは結像光学系の望遠端における入射瞳位置、
tanωtは結像光学系の望遠端における半画角の正接、
また、Δz A (h)= 0 のときは、Δz A (h/2)≠ 0、
ΔnABは、正レンズLAと正レンズLBとのそれぞれの媒質のd線に対する屈折率差、
である。
0.7<y07/(fw・tanω07w)<0.97 ・・・(A)
ここで、y07は前記電子撮像素子の有効撮像面内(撮像可能な面内)で中心から最も遠い点までの距離(最大像高)をy10としたときy07=0.7・y10として表される。また、ω07wは広角端における前記撮像面上の中心からy07の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度、fwは広角端における前記結像光学系の全系の焦点距離である。
-1.5e2<(νd1−νd3)/(θgF1−θgF3)<1.0e4 ・・・(1)
ここで、
θgF1はレンズLAの部分分散比(ng1−nF1)/(nF1−nC1)、
θgF3はレンズLCの部分分散比(ng3−nF3)/(nF3−nC3)、
νd1はレンズLAのアッベ数(nd1−1)/(nF1−nC1)、
νd3はレンズLCのアッベ数(nd3−1)/(nF3−nC3)、
nd1、nC1、nF1、ng1はレンズLAの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
nd3、nC3、nF3、ng3はレンズLCの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
である。
-0.8e2<(νd1−νd3)/(θgF1−θgF3)<2.0e2 ・・・(1’)
さらに、条件式(1)に代えて、次の条件式(1”)を満足すると、より一層好ましい。
-0.6e2<(νd1−νd3)/(θgF1−θgF3)<0.2e3 ・・・(1”)
分散の異なる接合面を非球面にすると前記高次の色収差補正の自由度が与えられる。非球面の形状について、光軸方向をz(物体から像に向かってプラス)、その垂直方向の高さをhとして、
z=(h2/R)/{1+[1−(1+K)(h/R)2]1/2}
+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10 ・・・(2)
と表し、また、光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量を
Δz=z−{h2/R〔1+(1−h2/R2)1/2} ・・・(3)
と表したとき、
h=h1=ENPt・tanωt ・・・(4)
におけるΔzA(h)が以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
ここで、
zAは、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面の形状、
RAは、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面の近軸曲率半径、
ΔzAは、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面形状の非球面成分、
(つまり、近軸曲率半径RAを有する球面からの偏倚量)
y10は前記結像光学系の結像位置近傍に配置された電子撮像素子の有効撮像面内において、中心から最も遠い点までの距離、
ENPtは前記結像光学系の望遠端における入射瞳位置、
tanωtは前記結像光学系の望遠端における半画角の正接、
また、ΔzA(h)= 0 のときは、ΔzA(h/2)≠ 0、
である。
-2e-2≦ΔzA(h)/y10≦+6e-3 ・・・(5’)
さらに、条件式(5)に代えて、次の条件式(5”)を満足すると、より一層好ましい。
-8e-3≦ΔzA(h)/y10≦+3e-3 ・・・(5”)
|ΔnAB|<0.15 ・・・(6)
ここで、
ΔnABは、正レンズLAと正レンズLBそれぞれの媒質のd線に対する屈折率差、
である。
|ΔnAB|<0.10 ・・・(6’)
さらに、条件式(6)に代えて、次の条件式(6”)を満足すると、より一層好ましい。
|ΔnAB|<0.05 ・・・(6”)
光学系の全長を短縮すると各レンズ群の屈折力が増加する。したがって、近軸配置上、全系の焦点距離を短くしていくのが自然である。本実施形態においても、実際に結像性能を確保すべき像高を維持しながら広角端において短めの焦点距離となっている。つまり、画角が広がる方向となる。そこからさらに短くすることを考えた場合、逆に、第1レンズ群、第2レンズ群での軸外光線高が高くなり肥大化してくる。このため、最も物体側の光学面からの入射瞳位置を近くする必要がある。そこで、前記第2レンズ群の主点位置を極力物体側に位置させるように第2レンズ群の最も物体側の負レンズ成分L21に強い屈折力を持たせるのが良い。これにより、広角端における軸外結像性能不足を招きやすいため、負レンズ成分L21の負レンズを構成する媒質の屈折率n21が以下の条件式(7)を満足するのがよい。
n21>1.85 ・・・(7)
n21>1.86 ・・・(7’)
さらに、条件式(7)に代えて、次の条件式(7”)を満足すると、より一層好ましい。
n21>1.88 ・・・(7”)
0.1<(r21a+r21b)/(r21a−r21b)<1.5 ・・・(8)
ここで、
r21aは、負レンズ成分L21の最も物体側の面の光軸上における曲率半径、
r21bは、負レンズ成分L21の最も像側の面の光軸上における曲率半径、
である。
0.3<(r21a+r21b)/(r21a−r21b)<1.2 ・・・(8’)
さらに、条件式(8)に代えて、次の条件式(8”)を満足すると、より一層好ましい。
0.5<(r21a+r21b)/(r21a−r21b)<1.0 ・・・(8”)
z=(h2/R)/{1+[1−(1+K)(h/R)2]1/2}
+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10 …(2)
と表し、さらに光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量を
Δz=z−{h2/R〔1+(1−h2/R2)1/2} ・・・(3)
と表すとき、各レンズ成分の最も像側の面と最も物体側の面との偏倚量の差ΔASP次式で表され、
ΔASP=Δzb−Δza ・・・(9)
さらに、第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21と物体側から2番目の負レンズ成分L22が、
h=h2( =(y10 )2 ・log10(ft/fw)/ fw )
において以下の条件式(10)を満足することが好ましい。
|ΔASP22(h2)|>|ΔASP21(h2)| 〔但し、ΔASP22(h2)<0〕・・・(10)
Δzaはレンズ成分の最も物体側の面の球面からの偏倚量、
Δzbはレンズ成分の最も像側の面の球面からの偏倚量、
ΔASP21は、負レンズ成分L21の最も像側の面と、負レンズ成分L21の最も物体側の面の光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量の差、
ΔASP22は、負レンズ成分L22の最も像側の面と、負レンズ成分L22の最も物体側の面の光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量の差、
である。
10<ν23<24 ・・・(11)
ここで、
ν23は前記レンズ成分L23を構成する正レンズの媒質のアッベ数、
である。
なお、条件式(11)に代えて、次の条件式(11’)を満足すると、より好ましい。
12<ν23<21 ・・・(11’)
さらに、条件式(11)に代えて、次の条件式(11”)を満足すると、より一層好ましい。
15<ν23<19 ・・・(11”)
−0.40<n23−n21<0.10 ・・・(12)
ここで、
n21は前記レンズ成分L21を構成する負レンズの媒質のd線屈折率、
n23は前記レンズ成分L23を構成する正レンズの媒質のd線屈折率、
である。
条件式(12)の下限値を下回ると、光学系が大型化しやすくなる。
−0.35<n23−n21<0.07 ・・・(12’)
さらに、条件式(12)に代えて、次の条件式(12”)を満足すると、より一層好ましい。
−0.30<n23−n21<0.00 ・・・(12”)
これにより、全長を短くすること、及び広角端における入射瞳を最も物体側の面に近くすることができる。
これにより、全長を短くすること、及び広角端における入射瞳を最も物体側の面に近くすることができる。
0.22<D34t/ft<0.55 ・・・(13)
ここで、
D34tは望遠端において撮影倍率の絶対値が1/50以下となる被写体に合焦した際の第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との光軸上の空気間隔、
ftは望遠端における全系の焦点距離、
である。
0.25<D34t/ft<0.50 ・・・(13’)
さらに、条件式(13)に代えて、次の条件式(13”)を満足すると、より一層好ましい。
0.27<D34t/ft<0.45 ・・・(13”)
0.7<y07/(fw・tanω07w)<0.97 ・・・(A)
ここで、
y07は前記電子撮像素子の有効撮像面内(撮像可能な面内)で中心から最も遠い点までの距離(最大像高)をy10としたときy07=0.7・y10として表される。
また、
ω07wは広角端における前記撮像面上の中心からy07の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度、
fwは広角端における前記結像光学系の全系の焦点距離、
である。
図3は、実施例1にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における、倍率色収差(CC)、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
負メニスカスレンズL1はLC、正メニスカスレンズL2はLA、両凸正レンズL3はLBに対応する。
図6は、実施例2にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における、倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
負メニスカスレンズL1はLC、正メニスカスレンズL2はLA、両凸正レンズL3はLBに対応する。
図9は、実施例3にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
負メニスカスレンズL1はLC、正メニスカスレンズL2はLA、両凸正レンズL3はLBに対応する。
図12は、実施例4にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
負メニスカスレンズL1はLC、正メニスカスレンズL2はLA、両凸正レンズL3はLBに対応する。
図15は、実施例5にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
負メニスカスレンズL1はLC、正メニスカスレンズL2はLA、両凸正レンズL3はLBに対応する。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+K)(y/r)2}1/2]
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10 ・・・(I)
また、eは10のべき乗を表している。なお、これら諸元値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。
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 15.4924 0.8000 1.94595 17.98 7.225
2 11.7057 0.4000 1.63387 23.38 6.525
3* 13.2915 3.2000 1.62263 58.16 6.465
4* -149.9416 可変 6.500
5 -79.3757 0.7000 2.00330 28.27 4.562
6 4.6937 0.5000 1.63387 23.38 3.434
7 5.8810 1.5000 3.401
8* -30.6980 0.7000 1.59201 67.02 3.368
9* 6.1959 0.1000 3.199
10 7.8146 1.4000 1.94595 17.98 3.204
11 171.2285 可変 3.100
12(絞り) ∞ -0.3000 1.775
13* 3.7304 1.6000 1.58313 59.38 1.809
14* -12.8359 0.1000 1.738
15 5.0773 1.2500 1.49700 81.54 1.659
16 -5.3918 0.3000 1.64769 33.79 1.502
17 2.6270 可変 1.400
18* 19.1274 2.0000 1.53071 55.69 2.479
19* -12.7384 可変 2.788
20 ∞ 0.3000 1.51633 64.14 3.540
21 ∞ 0.5000 3.577
22 ∞ 0.5000 1.51633 64.14 3.672
23 ∞ 0.5496 3.734
像面(撮像面)∞
非球面データ
第3面
K=-0.0434
A4=2.4957E-05,A6=-8.1919E-07,A8=5.4115E-09,A10=0.0000E+00
第4面
K=0.
A4=1.9740E-05,A6=-3.2473E-08,A8=3.2843E-10,A10=-3.4225E-12
第8面
K=4.3329
A4=-3.1564E-03,A6=3.3061E-04,A8=-8.7902E-06,A10=4.4400E-08
第9面
K=0.5990
A4=-4.0947E-03,A6=3.4956E-04,A8=-1.2058E-05,A10=0.0000E+00
第13面
K=-0.1965
A4=-6.0494E-04,A6=-9.3701E-05,A8=2.4951E-05,A10=2.6861E-06
第14面
K=-0.7531
A4=1.5747E-03,A6=-1.3489E-04,A8=5.9797E-05,A10=0.0000E+00
第18面
K=0.
A4=1.3779E-04,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第19面
K=0.1909
A4=2.0672E-05,A6=-6.7842E-06,A8=3.4059E-07,A10=-5.1932E-09
各種データ
広角 中間 望遠
FL 4.92802 14.63056 47.88762
Fno 3.5177 5.9346 6.2000
ω 41.9° 15.1° 4.7°
像高 3.83 3.83 3.83
BF 0.04957 0.04683 0.03584
レンズ全長 32.1762 42.4344 47.1198
d4 0.30000 5.98712 14.19868
d11 9.27660 5.43062 0.70000
d17 2.83382 12.70717 13.68599
d19 3.66618 2.21263 2.44933
G 始面 焦点距離
1 1 26.32766
2 5 -5.08746
3 12 8.06752
4 18 14.72796
〔硝材屈折率テーブル〕・・・ 本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L11 1.530710 1.527870 1.537400 1.542740 1.547272
L1, L7 1.945950 1.931230 1.983830 2.018247 2.051060
L3 1.622630 1.619350 1.630050 1.635825 1.640604
L6 1.592014 1.589309 1.598142 1.602875 1.606771
L2, L5 1.633870 1.626381 1.653490 1.671610 1.688826
L8 1.583126 1.580139 1.589960 1.595296 1.599721
LPF,CG 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L9 1.496999 1.495136 1.501231 1.504506 1.507205
L4 2.003300 1.993011 2.028497 2.049714 2.068441
L10 1.647689 1.642096 1.661263 1.672644 1.682687
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 16.5374 0.8000 1.94595 17.98 7.294
2 12.8317 0.3000 1.71003 14.57 6.644
3* 13.2008 3.2000 1.62263 58.16 6.520
4* -134.6681 可変 6.500
5 -101.6368 0.7000 2.00330 28.27 4.584
6 5.4772 0.3500 1.71003 14.57 3.542
7 6.3105 1.5000 3.495
8* -13.6202 0.7000 1.59201 67.02 3.497
9* 9.2447 0.1000 3.296
10 9.7707 1.4000 1.94595 17.98 3.302
11 400.6071 可変 3.100
12(絞り) ∞ -0.3000 1.775
13* 3.8215 1.6000 1.58313 59.38 1.767
14* -12.0117 0.1000 1.717
15 5.3044 1.2500 1.49700 81.54 1.644
16 -7.9627 0.3000 1.64769 33.79 1.493
17 2.6312 可変 1.400
18* 24.6097 2.0000 1.53071 55.69 2.352
19* -11.0006 可変 2.692
20 ∞ 0.3000 1.51633 64.14 3.511
21 ∞ 0.5000 3.551
22 ∞ 0.5000 1.51633 64.14 3.652
23 ∞ 0.5496 3.719
像面(撮像面)∞
非球面データ
第3面
K=-0.0639
A4=3.0915E-05,A6=-7.3084E-07,A8=6.0655E-09,A10=0.0000E+00
第4面
K=0.
A4=1.4057E-05,A6=1.2861E-07,A8=-1.6683E-09,A10=4.7053E-12
第8面
K=4.2462
A4=-1.6923E-03,A6=2.3943E-04,A8=-6.8890E-06,A10=4.6153E-08
第9面
K=0.5126
A4=-2.0195E-03,A6=2.3523E-04,A8=-6.9153E-06,A10=0.0000E+00
第13面
K=-0.1823
A4=-1.2100E-03,A6=-1.2678E-04,A8=1.8222E-05,A10=-1.3301E-06
第14面
K=-0.4112
A4=9.6260E-04,A6=-7.6755E-05,A8=9.2024E-06,A10=0.0000E+00
第18面
K=0.
A4=1.2623E-04,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第19面
K=0.2901
A4=7.6709E-05,A6=-2.7744E-06,A8=1.2572E-07,A10=-1.1515E-09
各種データ
広角 中間 望遠
FL 4.91777 14.63261 47.88654
Fno 3.5177 5.9346 6.2000
ω 41.9° 15.0° 4.7°
像高 3.83 3.83 3.83
BF 0.04955 0.05005 0.02381
レンズ全長 31.8750 41.8397 47.9711
d4 0.30000 6.10784 14.16594
d11 9.41564 5.48162 0.70000
d17 2.60253 12.40737 14.87243
d19 3.70728 1.99281 2.40891
G 始面 焦点距離
1 1 27.01883
2 5 -5.29492
3 12 8.08692
4 18 14.60933
〔硝材屈折率テーブル〕・・・ 本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L11 1.530710 1.527870 1.537400 1.542740 1.547272
L1,L7 1.945950 1.931230 1.983830 2.018247 2.051060
L3 1.622630 1.619350 1.630050 1.635825 1.640604
L6 1.592014 1.589309 1.598142 1.602875 1.606771
L2,L5 1.710030 1.696030 1.744770 1.779970 1.816000
L8 1.583126 1.580139 1.589960 1.595296 1.599721
LPF,CG 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L9 1.496999 1.495136 1.501231 1.504506 1.507205
L4 2.003300 1.993011 2.028497 2.049714 2.068441
L10 1.647689 1.642096 1.661263 1.672644 1.682687
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 17.2396 0.8000 1.94595 17.98 7.790
2 12.7492 0.3000 1.71003 14.57 7.053
3* 13.4507 3.2000 1.62263 58.16 6.991
4* -116.6876 可変 7.000
5 -42.0281 0.7000 1.88300 40.76 5.475
6 6.0902 2.4000 4.225
7* -10.0419 0.7000 1.53071 55.69 4.200
8* 18.1450 0.4000 1.71003 14.57 4.070
9* 31.8347 0.1000 4.048
10 12.9258 1.4000 1.63259 23.27 4.056
11 -35.5068 可変 4.000
12(絞り) ∞ -0.3000 2.229
13* 4.0753 1.6000 1.58313 59.38 2.259
14* -16.4359 0.1000 2.126
15 6.8482 1.2500 1.49700 81.54 1.998
16 -13.2915 0.3000 1.64769 33.79 1.790
17 2.9274 可変 1.600
18* 28.0387 2.0000 1.53071 55.69 2.925
19* -11.5080 可変 3.173
20 ∞ 0.3000 1.51633 64.14 3.667
21 ∞ 0.5000 3.688
22 ∞ 0.5000 1.51633 64.14 3.743
23 ∞ 0.5499 3.780
像面(撮像面)∞
非球面データ
第3面
K=0.
A4=-1.6590E-05,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第4面
K=0.
A4=1.8426E-05,A6=1.8822E-08,A8=-1.1017E-09,A10=7.3507E-12
第7面
K=1.0397
A4=2.3004E-03,A6=-6.2460E-05,A8=1.9915E-06,A10=3.3156E-09
第8面
K=0.
A4=8.0061E-04,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第9面
K=4.1408
A4=1.3278E-03,A6=-5.4004E-05 ,A8=1.8019E-06,A10=-2.6225E-08
第13面
K=-0.1935
A4=-7.2648E-04,A6=-5.1171E-05,A8=8.9367E-07,A10=3.5488E-07
第14面
K=-1.1211
A4=8.6921E-04,A6=-6.4517E-05,A8=8.0323E-06,A10=0.0000E+00
第18面
K=0.
A4=-1.8913E-04,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第19面
K=-0.4250
A4=-3.1827E-05,A6=-1.6782E-05,A8=5.7889E-07,A10=-6.9849E-09
各種データ
広角 中間 望遠
FL 4.88575 14.61283 47.88701
Fno 3.1143 4.6113 6.2000
ω 42.0° 14.6° 4.6°
像高 3.83 3.83 3.83
BF 0.04987 0.05196 0.04212
レンズ全長 39.6170 46.2884 52.9765
d4 0.40000 6.87194 14.09994
d11 14.06774 5.94906 0.70000
d17 4.33615 12.04748 19.27491
d19 4.01320 4.61798 2.10955
G 始面 焦点距離
1 1 28.30082
2 5 -6.57341
3 12 10.64087
4 18 15.64855
〔硝材屈折率テーブル〕・・・ 本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L5,L11 1.530710 1.527870 1.537400 1.542740 1.547272
L7 1.632590 1.624940 1.652120 1.669410 1.685501
L1 1.945950 1.931230 1.983830 2.018247 2.051060
L3 1.622630 1.619350 1.630050 1.635825 1.640604
L2,L6 1.710030 1.696030 1.744770 1.779970 1.816000
L8 1.583126 1.580139 1.589960 1.595296 1.599721
LPF,CG 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L9 1.496999 1.495136 1.501231 1.504506 1.507205
L4 1.882997 1.876560 1.898221 1.910495 1.920919
L10 1.647689 1.642096 1.661263 1.672644 1.682687
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 16.6297 0.8000 1.94595 17.98 7.251
2 12.7820 0.5000 1.63387 23.38 6.643
3* 14.6464 3.6000 1.59201 67.02 6.544
4* -68.5652 可変 7.000
5 -59.9599 0.7000 1.88300 40.76 4.577
6 7.1523 1.7000 3.693
7* -14.8455 0.7000 1.69350 53.20 3.630
8* 11.2174 0.1000 3.477
9 12.5230 1.3000 1.94595 17.98 3.483
10 -794.9223 可変 3.400
11(絞り) ∞ -0.3000 2.083
12* 4.5496 1.6000 1.56883 56.36 2.119
13* -16.2560 0.1000 2.066
14 5.8206 1.7000 1.78800 47.37 1.984
15 -8.3686 0.4000 1.90366 31.31 1.732
16 3.1161 可変 1.600
17* 13.8850 3.0000 1.53071 55.69 2.702
18* -11.2049 可変 3.035
19 ∞ 0.3000 1.51633 64.14 3.380
20 ∞ 0.5000 3.398
21 ∞ 0.5000 1.51633 64.14 3.442
22 ∞ 0.5363 3.471
像面(撮像面)∞
非球面データ
第3面
K=0.
A4=-1.0000E-05,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第4面
K=0.
A4=2.6002E-05,A6=-1.0880E-08,A8=-8.0192E-10,A10=5.4856E-12
第7面
K=0.6595
A4=-1.1572E-03,A6=9.6224E-05,A8=-1.9664E-06,A10=3.2307E-09
第8面
K=2.2599
A4=-1.5151E-03,A6=9.6670E-05,A8=-2.1330E-06,A10=0.0000E+00
第12面
K=-0.2043
A4=-4.7421E-04,A6=-9.8263E-05,A8=2.9514E-05,A10=-2.1638E-06
第13面
K=-1.0632
A4=6.9251E-04,A6=-3.1643E-05,A8=1.0341E-05,A10=0.0000E+00
第17面
K=0.
A4=9.1080E-05,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第18面
K=-0.1374
A4=3.6362E-04,A6=-4.7926E-06,A8=3.3448E-08,A10=7.3487E-10
各種データ
広角 中間 望遠
FL 5.37579 16.42275 57.31360
Fno 3.1810 5.0205 6.1606
ω 36.6° 13.1° 3.9°
像高 3.83 3.83 3.83
BF 0.03630 0.15244 0.03419
レンズ全長 36.6425 48.0490 52.8299
d4 0.40000 7.15514 13.61296
d10 11.50617 6.97986 0.70000
d16 3.47658 13.17925 18.32117
d18 3.52350 2.88231 2.46153
G 始面 焦点距離
1 1 26.29460
2 5 -5.71878
3 11 9.45976
4 17 12.18947
〔硝材屈折率テーブル〕・・・ 本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L10 1.530710 1.527870 1.537400 1.542740 1.547272
L1,L6 1.945950 1.931230 1.983830 2.018247 2.051060
L5 1.693500 1.689550 1.702580 1.709705 1.715640
L3 1.592014 1.589309 1.598142 1.602875 1.606771
L2 1.633870 1.626381 1.653490 1.671610 1.688826
L7 1.568832 1.565775 1.575867 1.581405 1.586035
LPF,CG 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L4 1.882997 1.876560 1.898221 1.910495 1.920919
L8 1.788001 1.782998 1.799634 1.808881 1.816664
L9 1.903660 1.895260 1.924120 1.941278 1.956430
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 17.6555 0.8000 1.92286 18.90 6.522
2 13.3694 0.5000 1.63387 23.38 5.984
3 14.8525 3.1000 1.59201 67.02 5.828
4* -52.1534 可変 6.200
5 -37.2565 0.7000 1.88300 40.76 4.237
6 7.2369 1.6000 3.480
7* -12.7961 0.7000 1.69350 53.20 3.405
8* 11.6602 0.1000 3.286
9 11.5717 1.3000 1.94595 17.98 3.298
10 251.7632 可変 3.218
11(絞り) ∞ -0.3000 2.665
12* 4.8889 2.0000 1.58313 59.38 2.727
13* -13.6240 0.1000 2.619
14 6.3431 1.7000 1.78800 47.37 2.377
15 -13.2208 0.4000 1.90366 31.31 2.016
16 3.3265 可変 1.746
17* 25.2126 3.0000 1.53071 55.69 2.584
18* -10.9591 可変 2.937
19 ∞ 0.3000 1.51633 64.14 3.344
20 ∞ 0.5000 3.362
21 ∞ 0.5000 1.51633 64.14 3.407
22 ∞ 0.7730 3.437
像面(撮像面)∞
非球面データ
第4面
K=0.
A4=2.9741E-05,A6=-7.8065E-08,A8=1.3459E-11,A10=1.4855E-12
第7面
K=0.6392
A4=-3.0097E-05,A6=-4.0791E-05,A8=4.2579E-06,A10=-1.2003E-08
第8面
K=2.2616
A4=-4.3744E-04,A6=-4.4130E-05,A8=4.5623E-06,A10=0.0000E+00
第12面
K=-0.2005
A4=-8.0457E-04,A6=-3.7226E-05,A8=4.9599E-07,A10=-3.0666E-07
第13面
K=-1.0734
A4=3.2624E-04,A6=-6.3609E-06,A8=-4.3298E-06,A10=0.0000E+00
第17面
K=0.
A4=1.4700E-04,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第18面
K=-0.1559
A4=4.5791E-04,A6=-9.2469E-06,A8=1.9456E-07,A10=-1.3162E-09
各種データ
広角 中間 望遠
FL 5.53547 17.02343 72.74306
Fno 2.7020 4.2413 6.0533
ω 36.0° 12.3° 3.0°
像高 3.83 3.83 3.83
BF 0.27305 0.39631 0.29409
レンズ全長 36.6067 48.8832 58.8539
d4 0.40000 7.11782 13.95973
d10 11.07039 6.62707 0.70000
d16 3.25424 13.36798 23.48267
d18 4.10905 3.87401 2.91746
G 始面 焦点距離
1 1 25.79740
2 5 -5.32777
3 11 9.17262
4 17 14.81963
〔硝材屈折率テーブル〕・・・ 本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L10 1.530710 1.527870 1.537400 1.542740 1.547272
L6 1.945950 1.931230 1.983830 2.018247 2.051060
L5 1.693500 1.689550 1.702580 1.709705 1.715640
L3 1.592014 1.589309 1.598142 1.602875 1.606771
L2 1.633870 1.626381 1.653490 1.671610 1.688826
L7 1.583126 1.580139 1.589960 1.595296 1.599721
LPF,CG 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L4 1.882997 1.876560 1.898221 1.910495 1.920919
L8 1.788001 1.782998 1.799634 1.808881 1.816664
L1 1.922860 1.909158 1.957996 1.989713 2.019763
L9 1.903660 1.895260 1.924120 1.941278 1.956430
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
fw(広角端) 4.928 4.918 4.882 5.376 5.535
fs(中間) 14.631 14.633 14.613 16.423 17.023
ft(望遠端 ) 47.888 47.887 47.890 57.314 72.743
半画角ωw(広角端) 41.9° 41.9° 42.0° 36.6° 36.0°
半画角ωs(中間) 15.1° 15.0° 14.6° 13.1° 12.3°
半画角ωt(望遠端) 4.7° 4.7° 4.6° 3.9° 3.0°
1.4fw〜2.0fw間のいずれかの焦点距離
1.627fw 1.629fw 1.642fw 1.679fw 1.822fw
そのときのG1の広角端に対する移動量
-4.236 -3.960 -1.698 -5.549 -6.388
そのときのG2の広角端に対する移動量
-1.876 -1.534 +0.851 -2.180 -3.713
G1-2 間隔 2.360 2.426 2.549 3.369 2.675
G2-3 間隔 7.437 7.366 9.708 9.586 8.622
G3-4 間隔 7.926 7.366 8.315 8.726 10.729
G4-フィルター間隔 2.588 2.827 3.944 2.684 3.353
νd1−νd3 5.40 -3.41 -3.41 5.40 5.40
θgF1−θgF3 0.0141 0.0679 0.0679 0.0141 0.0141
(νd1-νd3)/(θgF1-θgF3)
3.8298e+2 -0.5011e+2 -0.5011e+2 3.8298e+2 3.8298e+2
ENPt 74.031 67.915 63.312 68.458 69.332
tanωt 0.0822 0.0822 0.0805 0.0682 0.0524
h1=(=ENPt・tanωt) 6.084 5.582 5.096 4.668 3.632
ΔzA(h/2) 0.00132 0.00133 -0.00070 -0.00030 0
ΔzA(h) -0.00117 0.00956 -0.01119 -0.00475 0
y10 3.83 3.83 3.83 3.83 3.83
|ΔnAB| 0.01124 0.08740 0.08740 0.04186 0.04186
{√(fw・ft)} 15.362 15.346 15.290 17.553 20.066
任意のf 8.017 8.011 8.015 9.027 10.084
G1-2 空気間隔 2.3601 2.42632 2.54910 3.36937 2.67532
G2-3 空気間隔 7.4373 7.36582 9.70833 9.58623 8.62217
G3-4 空気間隔 7.9261 7.36632 8.31479 8.72604 10.72906
G4-フィルター空気間隔
2.5880 2.82685 3.94389 2.68386 3.35259
G1の移動量 -4.2358 -3.9604 -1.6976 -5.5489 -6.3878
G2の移動量 -2.1748 -1.8336 +0.4501 -2.4899 -4.2701
n21 2.00330 2.00330 1.88300 1.88300 1.88300
(r21a+r21b)/(r21a-r21b)
0.8620 0.8831 0.7469 0.7869 0.6747
h2=(y10)2・log10(ft/fw)/fw
2.940 2.948 2.980 2.804 2.965
Δza21(h2) 0 0 0 0 0
Δzb21(h2) 0 0 0 0 0
ΔASP21(h2) 0 0 0 0 0
Δza22(h2) -0.07068 -0.02630 0.13856 -0.03382 -0.00841
Δzb22(h2) -0.11440 -0.03056 0.07795 -0.04055 -0.02054
ΔASP22(h2) -0.04372 -0.00426 -0.06061 -0.00673 -0.01213
ν23 17.98 17.98 23.27 17.98 17.98
n23−n21 -0.05735 -0.05735 -0.25041 0.06295 0.06295
広角端全長/望遠端全長
0.6829 0.6645 0.7478 0.6936 0.6220
G2移動量/G1移動量 0.0699 0.1386 0.0255 0.1838 0.3905
G2の焦点距離/ft -0.1062 -0.1106 -0.1373 -0.0998 -0.0732
D34t/ft 0.28579 0.3105 0.40248 0.31966 0.32282
電子撮像素子チップ162で受光された物体像は、端子166を介して、パソコン300の処理手段に入力される。そして、最終的に、物体像は電子画像としてモニター302に表示される、図19には、その一例として、操作者が撮影した画像305が示されている。また、この画像305は、処理手段を介し、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。遠隔地への画像伝達は、インターネットや電話を利用する。
電子撮影素子チップ162で受光された物体像は、端子166を介して、図示していない画像処理手段に入力される。そして、最終的に物体像は、電子画像としてモニター404に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、処理手段には信号処理機能が含まれている。通信相手に画像を送信する場合、この機能により、電子撮像素子チップ162で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する。
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
L1〜L11 各レンズ
LPF ローパスフィルタ
CG カバーガラス
I 撮像面
E 観察者の眼球
40 デジタルカメラ
41 撮影光学系
42 撮影用光路
43 ファインダー光学系
44 ファインダー用光路
45 シャッター
46 フラッシュ
47 液晶表示モニター
48 ズームレンズ
49 CCD
50 撮像面
51 処理手段
53 ファインダー用対物光学系
55 ポロプリズム
57 視野枠
59 接眼光学系
66 フォーカス用レンズ
67 結像面
100 対物光学系
102 カバーガラス
162 電子撮像素子チップ
166 端子
300 パソコン
301 キーボード
302 モニター
303 撮影光学系
304 撮影光路
305 画像
400 携帯電話
401 マイク部
402 スピーカ部
403 入力ダイアル
404 モニター
405 撮影光学系
406 アンテナ
407 撮影光路
Claims (12)
- 複数のレンズ群を有し、
前記複数のレンズ群は、
物体側から順に、正の屈折力を有する2枚の正レンズLA、LBと負レンズLCからなり正の屈折力を有する第1レンズ群G1、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4からなり、
変倍時、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群G1は、物体側から順に、負レンズLC、正レンズLA、正レンズLBとして接合されてなり、
広角端における光学全長が望遠端の0.8倍以下となる結像光学系において、以下の条件式(1)を満足し、
非球面の形状について、光軸方向をz、その垂直方向の高さをhとして、
z=(h 2 /R)/{1+[1−(1+K)(h/R) 2 ] 1/2 }
+A 4 h 4 +A 6 h 6 +A 8 h 8 +A 10 h 10 …(2)
と表し、また、光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量を
Δz=z−h 2 /R{1+(1−h 2 /R 2 ) 1/2 } …(3)
と表したとき、
h=h 1 =ENPt・tanωt ・・・(4)
におけるΔz A (h)が以下の条件式(5)、(6)″′を満足することを特徴とする結像光学系。
-1.5e2<(νd1−νd3)/(θgF1−θgF3)<+1.0e4 ・・・(1)
-5e-2≦Δz A (h)/y 10 ≦+1e-2 ・・・(5)
|ΔnAB|≦0.08740 ・・・(6)″′
ここで、
θgF1は前記レンズLAの部分分散比(ng1−nF1)/(nF1−nC1)、
θgF3は前記レンズLCの部分分散比(ng3−nF3)/(nF3−nC3)、
νd1は前記レンズLAのアッベ数(nd1−1)/(nF1−nC1)、
νd3は前記レンズLCのアッベ数(nd3−1)/(nF3−nC3)、
nd1、nC1、nF1、ng1は前記レンズLAの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
nd3、nC3、nF3、ng3は前記レンズLCの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
z A は、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面の形状、
R A は、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面の近軸曲率半径、
Δz A は、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面形状の非球面成分、
(つまり、近軸曲率半径R A を有する球面からの偏倚量)
y 10 は前記結像光学系の結像位置近傍に配置された電子撮像素子の有効撮像面内において、中心から最も遠い点までの距離、
ENPtは前記結像光学系の望遠端における入射瞳位置、
tanωtは前記結像光学系の望遠端における半画角の正接、
また、Δz A (h)= 0 のときは、Δz A (h/2)≠ 0、
ΔnABは、前記正レンズLAと前記正レンズLBとのそれぞれの媒質のd線に対する屈折率差、
である。 - 変倍時には、前記結像光学系の全系の焦点距離fが1.4×fw以上かつ2.0×fw以下を満たす任意の値のときに、前記第1レンズ群G1が広角端のときよりも物体側に位置するように移動することを特徴とする請求項1に記載の結像光学系。
ここで、
fwは、広角端における前記結像光学系の全系の焦点距離、
である。 - 変倍時には、前記結像光学系の全系の焦点距離fが1.4×fw以上かつ2.0×fw以下を満たす任意の値のときに、前記第2レンズ群G2が広角端のときよりも物体側に位置するように移動することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の結像光学系。
ここで、
fwは、広角端における前記結像光学系の全系の焦点距離、
である。 - 前記第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21を構成する負レンズの媒質の屈折率n21が以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の結像光学系。
n21>1.85 ・・・(7) - 前記第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21の形状ファクターが以下の条件式(8)を満足することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の結像光学系。
0.1<(r21a+r21b)/(r21a−r21b)<1.5 ・・・(8)
ここで、
r21aは、前記負レンズ成分L21の最も物体側の面の光軸上における曲率半径、
r21bは、前記負レンズ成分L21の最も像側の面の光軸上における曲率半径、
である。 - 非球面の形状について、
z=(h 2 /R)/{1+[1−(1+K)(h/R) 2 ] 1/2 }
+A 4 h 4 +A 6 h 6 +A 8 h 8 +A 10 h 10 …(2)
と表し、さらに光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量を
Δz=z−h 2 /R{1+(1−h 2 /R 2 ) 1/2 } …(3)
と表すとき、
各レンズ成分の最も像側の面と、最も物体側の面との偏倚量の差ΔASPが次式で表され、
ΔASP=Δzb−Δza ・・・(9)
さらに、前記第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21と物体側から2番目の負レンズ成分L22が、
h=h 2 ( =(y 10 ) 2 ・log 10 (ft/fw)/ fw )
において以下の条件式(10)を満足することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の結像光学系。
|ΔASP22(h 2 )|>|ΔASP21(h 2 )| 〔但し、ΔASP22(h 2 )<0〕・・・(10)
ここで、
Δzaは、レンズ成分の最も物体側の面の球面からの偏倚量、
Δzbは、レンズ成分の最も像側の面の球面からの偏倚量、
ΔASP21は、前記負レンズ成分L21の最も像側の面と、前記負レンズ成分L21の最も物体側の面の光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量の差、
ΔASP22は、前記負レンズ成分L22の最も像側の面と、前記負レンズ成分L22の最も物体側の面の光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量の差、
である。 - 前記第2レンズ群G2の最も像側の正レンズ成分L23を構成する正レンズが以下の条件式(11)を満足することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の結像光学系。
10<ν23<24 ・・・(11)
ここで、
ν23は前記レンズ成分L23を構成する正レンズの媒質のアッベ数、
である。 - 前記第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21を構成する負レンズと像側の正レンズ成分L23を構成する正レンズが以下の条件式(12)を満足することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の結像光学系。
−0.40<n23−n21<0.10 ・・・(12)
ここで、
n21は前記レンズ成分L21を構成する前記負レンズの媒質のd線の屈折率、
n23は前記レンズ成分L23を構成する前記正レンズの媒質のd線の屈折率、
である。 - 前記第2レンズ群G2は、物体側から順に、負レンズL21、負レンズL22、正レンズL23の順に構成されていることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 広角端から望遠端に向けて変倍する際に、前記第3レンズ群G3は物体側のみに移動することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 以下の条件式(13)を満足することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の結像光学系。
0.22<D34t/ft<0.55 ・・・(13)
ここで、
D34tは望遠端において撮影倍率の絶対値が1/50以下となる被写体に合焦した際の前記第3レンズ群G3と前記第4レンズ群G4との光軸上の空気間隔、
ftは望遠端における前記結像光学系の全系の焦点距離、
である。 - 請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の前記結像光学系と、電子撮像素子と、前記結像光学系を通じて結像した像を前記電子撮像素子で撮像することによって得られた画像データを加工して像の形状を変化させた画像データとして出力する画像処理手段とを有し、前記結像光学系が、無限遠物点合焦時に次の条件式(A)を満足することを特徴とする電子撮像装置。
0.7<y 07 /(fw・tanω 07w )<0.97 ・・・(A)
ここで、
y 07 は前記電子撮像素子の有効撮像面内(撮像可能な面内)で中心から最も遠い点までの距離(最大像高)をy 10 としたときy 07 =0.7・y 10 として表される。
また、
ω 07w は広角端における前記撮像面上の中心からy 07 の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度、
fwは広角端における前記結像光学系の全系の焦点距離、
である。
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