JP5556815B2 - 変倍レンズ系 - Google Patents

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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/177Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses

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Description

本発明は、CCD、CMOS等の撮像素子を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラなどに用いられる、特に監視カメラ用に最適な変倍レンズ系に関するものである。
オフィス、駅構内など、小型監視カメラの需要が増大してきている。従来は低画素のカメラが多く、短焦点距離端での半画角60°程度で、VGAなどの低画素対応のレンズが主流であった。
特開2002−277737号公報 特開2004−212913号公報 特開2004−317901号公報 特開2005−134887号公報 特開2006−91643号公報 特開2008−65051号公報
しかし近年、メガピクセル対応のカメラの普及に伴い、より広範囲な撮影をしても実用に耐える解像が可能となったので、撮影レンズにはより広角化、高画素対応(高性能化)の需要が高まってきている。通常、極端な大型化を抑えるため、短焦点距離端での半画角65°の変倍レンズ系は変倍比が2倍程度、また変倍比が3倍程度の変倍レンズ系は短焦点距離端での半画角60°程度のものが多く、高変倍比と広画角を両立することは困難であった。
本発明は、短焦点距離端でのFナンバーが1.3程度と明るく、半画角が75°程度と広角で、3倍程度の変倍比を実現できる高画素対応の変倍レンズ系を提供することを目的とする。
本発明の変倍レンズ系は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群、絞り、及び正の屈折力を持つ第2レンズ群から構成され、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レンズ群の間隔が減少するように第1レンズ群と第2レンズ群を光軸方向に移動させる変倍レンズ系において、第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、負レンズ及び正レンズからなり、第2レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ及び正レンズからなり、次の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴としている。
(1)4.8<Σ1G/fw<6.0
(2)2.8<ΔX2G/fw<4.0
但し、
Σ1G:第1レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離、
fw:短焦点距離端における全系の焦点距離、
ΔX2G:短焦点距離端と長焦点距離端の間で変倍するときの第2レンズ群の移動量、
である。
本発明のズームレンズ系は、さらに、次の条件式(3)を満足することが好ましい。
(3)0.5<|f1G/f2G|<0.8
但し、
f1G:第1レンズ群の焦点距離、
f2G:第2レンズ群の焦点距離、
である。
絞りは光軸上の位置が固定され、変倍中に像面との距離が変化しないのが実際的である。
第1レンズ群の物体側から3枚目の負レンズと第1レンズ群の物体側から4枚目の正レンズを接合レンズとする場合、次の条件式(4)を満足することが好ましい。
(4)25<νN1G−νP1G
但し、
νN1G:第1レンズ群の接合レンズをなす負レンズのd線に対するアッベ数、
νP1G:第1レンズ群の接合レンズをなす正レンズのd線に対するアッベ数、
である。
第2レンズ群の物体側から3枚目の負レンズと第2レンズ群の物体側から4枚目の正レンズを接合レンズとする場合、次の条件式(5)を満足することが好ましい。
(5)25<νP2G−νN2G
但し、
νP2G:第2レンズ群の接合レンズをなす正レンズのd線に対するアッベ数、
νN2G:第2レンズ群の接合レンズをなす負レンズのd線に対するアッベ数、
である。
本発明の変倍レンズ系は、別の態様では、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群、絞り、及び正の屈折力を持つ第2レンズ群から構成され、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レンズ群の間隔が減少するように第1レンズ群と第2レンズ群を光軸方向に移動させる変倍レンズ系において、第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、負レンズ及び正レンズからなり、第2レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ及び正レンズからなり、次の条件式(1)及び(6)を満足することを特徴としている。
(1)4.8<Σ1G/fw<6.0
(6)2.2<ΔX2G/(ft/fw)<3.2
但し、
Σ1G:第1レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離、
fw:短焦点距離端における全系の焦点距離(mm)、
ΔX2G:短焦点距離端と長焦点距離端の間で変倍するときの第2レンズ群の移動量(mm)、
ft:長焦点距離端における全系の焦点距離(mm)、
である。
この態様のズームレンズ系においても、さらに、次の条件式(3)を満足することが好ましい。
(3)0.5<|f1G/f2G|<0.8
但し、
f1G:第1レンズ群の焦点距離、
f2G:第2レンズ群の焦点距離、
である。
この態様のズームレンズ系においても、絞りは光軸上の位置が固定され、変倍中に像面との距離が変化しないのが実際的である。
この態様のズームレンズ系においても、第1レンズ群の物体側から3枚目の負レンズと第1レンズ群の物体側から4枚目の正レンズを接合レンズとする場合、次の条件式(4)を満足することが好ましい。
(4)25<νN1G−νP1G
但し、
νN1G:第1レンズ群の接合レンズをなす負レンズのd線に対するアッベ数、
νP1G:第1レンズ群の接合レンズをなす正レンズのd線に対するアッベ数、
である。
この態様のズームレンズ系においても、第2レンズ群の物体側から3枚目の負レンズと第2レンズ群の物体側から4枚目の正レンズを接合レンズとする場合、次の条件式(5)を満足することが好ましい。
(5)25<νP2G−νN2G
但し、
νP2G:第2レンズ群の接合レンズをなす正レンズのd線に対するアッベ数、
νN2G:第2レンズ群の接合レンズをなす負レンズのd線に対するアッベ数、
である。
本発明によれば、短焦点距離端でのFナンバーが1.3程度と明るく、半画角が75°程度と広角で、3倍程度の変倍比を実現できる高画素対応の変倍レンズ系を提供することができる。
本発明による変倍レンズ系の数値実施例1のレンズ構成図である。 図1の変倍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の変倍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。 本発明による変倍レンズ系の数値実施例2のレンズ構成図である。 図4の変倍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4の変倍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。 本発明による変倍レンズ系の数値実施例3のレンズ構成図である。 図7の変倍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7の変倍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。 本発明による変倍レンズ系の数値実施例4のレンズ構成図である。 図10の変倍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10の変倍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。 本発明による変倍レンズ系の数値実施例5のレンズ構成図である。 図13の変倍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の変倍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。 本発明による変倍レンズ系の数値実施例6のレンズ構成図である。 図16の変倍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16の変倍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。 本発明による変倍レンズ系の数値実施例7のレンズ構成図である。 図19の変倍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19の変倍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。 本発明による変倍レンズ系の数値実施例8のレンズ構成図である。 図22の変倍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22の変倍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。 本発明による変倍レンズ系の数値実施例9のレンズ構成図である。 図25の変倍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25の変倍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。 本発明による変倍レンズ系の数値実施例10のレンズ構成図である。 図28の変倍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28の変倍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。 本発明による変倍レンズ系の移動軌跡を示す簡易移動図である。
本実施の形態の変倍レンズ系は、図31の簡易移動図に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1、絞りS、及び正の屈折力を持つ第2レンズ群G2から構成されている。
この変倍レンズ系は、短焦点距離端(Wide)から長焦点距離端(Tele)への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2のレンズ群間隔が減少するように、第1レンズ群G1は像側に凸の移動軌跡を描きながら全体として像側に移動し、第2レンズ群G2は単調に物体側に移動する。絞りSは、像面Iとの間隔(距離)が変化しないように、光軸上の位置が固定されている。絞りS(絞りユニット)を固定すると、短焦点距離端において、絞りSと第1レンズ群G1、絞りSと第2レンズ群G2との間隔を双方とも拡大できる(分離できる)ので、広い画角に及ぶ軸外収差の補正に有利である。
第1レンズ群G1は、図1(数値実施例1)、図4(数値実施例2)、図7(数値実施例3)、図10(数値実施例4)、図13(数値実施例5)、図16(数値実施例6)、図19(数値実施例7)、図22(数値実施例8)、図25(数値実施例9)及び図28(数値実施例10)に示すように、物体側から順に、負レンズ10、負レンズ11、負レンズ12及び正レンズ13からなる。全数値実施例を通じて、負レンズ12と正レンズ13は接合レンズ14である。
負レンズ10と11は、全数値実施例1−10を通じて、共に物体側に凸の負メニスカスレンズである。
接合レンズ14の物体側の負レンズ12と像側の正レンズ13は、数値実施例1では、両凹負レンズ12と両凸正レンズ13であり、数値実施例2−10では、両凹負レンズ12と物体側に凸の正メニスカスレンズ13である。
第2レンズ群G2は、各数値実施例に示すように、物体側から順に、正レンズ20、正レンズ21、負レンズ22及び正レンズ23からなる。全数値実施例を通じて、負レンズ22と正レンズ23は接合レンズ24である。
正レンズ20は、全数値実施例1−10を通じて、物体側に凸の正メニスカスレンズである。
正レンズ21は、全数値実施例1−10を通じて、両凸正レンズであり、その両面が非球面である。
接合レンズ24の物体側の負レンズ22と像側の負レンズ23は、数値実施例1では、両凹負レンズ22と両凸正レンズ23であり、数値実施例2−10では、物体側に凸の負メニスカスレンズ22と両凸正レンズ23である。
変倍レンズ系として従来、負の屈折力を持つ第1レンズ群と正の屈折力を持つ第2レンズ群で構成し、変倍に際して第1レンズ群と第2レンズ群を光軸上に移動させる変倍レンズ系が一般的である。
本発明の目的である広角化に関しては、第1レンズ群(前群)の構成を負負正の3枚構成としたのでは、特に歪曲収差が増大する。そのため、第1レンズ群を負負負正の4枚構成としている。
一方、大口径化及び高画素対応化に関しては、第2レンズ群(後群)が正負正のトリップレットでは、収差補正が不十分となる。そのため、第2レンズ群を正正負正の4枚構成としている。
条件式(1)は、第1レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離(群厚和)と短焦点距離端における全系の焦点距離との比に関するものであり、条件式(1)を満足することで、広角化と高画素化(高性能化)のバランスをとることが可能になる。すなわち、本実施形態の変倍レンズ系は、広画角を取り込むことから、特に第1レンズ群の物体側2枚の負レンズの曲率半径が小さくなるため、第1レンズ群を厚く設定する必要がある。条件式(1)は、第1レンズ群の群厚和を、短焦点距離端での焦点距離で規格化して設定したものである。
条件式(1)の上限を超えると、第1レンズ群の群厚が大きくなり、短焦点距離端の全長が増大して極端に大型化する。また、無理にサイズを抑えると、周辺光量不足となる。
条件式(1)の下限を超えると、歪曲収差が補正不足となる。
条件式(2)は、短焦点距離端と長焦点距離端の間で変倍するときの第2レンズ群の移動量と短焦点距離端における全系の焦点距離との比に関するものであり、条件式(2)を満足することで、変倍比と収差変動のバランスをとることが可能になる。すなわち、変倍に関しては、第2レンズ群の移動量を適切に設定することで変倍比3倍程度を達成している。
条件式(2)の上限を超えると、変倍の際の第2レンズ群の移動量が増大することにより、短焦点距離端の全長が増大して極端に大型化する。無理にサイズを抑えると周辺光量不足となる。
条件式(2)の下限を超えると、少ないレンズ移動量で変倍することになるため、変倍時における諸収差、特に球面収差、コマ収差などの収差変動が大きくなる。
条件式(3)は、第1レンズ群の焦点距離と第2レンズ群の焦点距離との比に関するものであり、条件式(3)を満足することで、第1レンズ群と第2レンズ群とのパワーバランスが適切となり、極端な大型化、歪曲収差の増大を抑えることができる。
条件式(3)の上限を超えると、変倍の際の第1レンズ群の移動量が増大することになり、極端に大型化する。無理にサイズを抑えると、変倍比不足、周辺光量不足となる。
条件式(3)の下限を超えると、全系に対する第1レンズ群の負のパワーの割合が大きくなりすぎ、特に負の歪曲収差が補正不足となる。
条件式(4)は、第1レンズ群の物体側から3枚目の負レンズと第1レンズ群の物体側から4枚目の正レンズを接合する場合における両レンズのd線に対するアッベ数の差に関するものであり、条件式(4)を満足することで、変倍時における色収差の変動を抑えることができる。
条件式(4)の下限を超えると、変倍時における倍率色収差の変動が抑えられなくなる。
条件式(5)は、第2レンズ群の物体側から3枚目の負レンズと第2レンズ群の物体側から4枚目の正レンズを接合する場合における両レンズのd線に対するアッベ数の差に関するものであり、条件式(5)を満足することで、変倍時における色収差の変動を抑えることができる。
条件式(5)の下限を超えると、変倍時における軸上色収差、倍率色収差の変動が抑えられなくなる。
条件式(6)は、短焦点距離端と長焦点距離端の間で変倍するときの第2レンズ群の移動量と長焦点距離端における全系の焦点距離と短焦点距離端における全系の焦点距離との比に関するものであり、条件式(6)を満たすことで、変倍比と収差変動のバランスをとることが可能になる。
条件式(6)の上限を超えると、変倍の際の第2レンズ群の移動量が増大することにより、短焦点距離端での全長が増大して極端に大型化する。無理にサイズを抑えると周辺光量不足となる。
条件式(6)の下限を超えると、少ないレンズ移動量で変倍することになるため、変倍時における諸収差、特に球面収差、コマ収差などの収差変動が大きくなる。
次に具体的な数値実施例を示す。以下の数値実施例は、例えば、小型監視カメラ用の変倍レンズ系に適用した実施例である。諸収差図及び表中において、d線、g線、C線、F線、e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線の屈折率、νdはd線に対するアッベ数を示す。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−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)
[数値実施例1]ないし
図1ないし図3と表1ないし表4は、本発明による変倍レンズ系の数値実施例1を示している。図1はレンズ構成図、図2はその短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図、図3はそ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。表1は面データ、表2は非球面データ、表3は各種データ、表4は変倍レンズ群データである。
本数値実施例1の変倍レンズ系は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1、絞りS、及び正の屈折力を持つ第2レンズ群G2から構成されている。
第1レンズ群G1(面番号1から7)は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ10、物体側に凸の負メニスカスレンズ11、及び物体側から順に位置する両凹負レンズ12と両凸正レンズ13の接合レンズ14からなる。
第2レンズ群G2(面番号9から15)は、物体側から順に、物体側に凸の正メニスカスレンズ20、両凸正レンズ21、及び物体側から順に位置する両凹負レンズ22と両凸正レンズ23の接合レンズ24からなる。両凸正レンズ21は、その両面が非球面である。
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間に位置する絞りS(面番号8)は、像面Iとの間隔(距離)が変化しないように、光軸上の位置が固定されている。
第2レンズ群G2(接合レンズ24)の後方(像面Iとの間)には、光学フィルタOP(面番号16から17)が配置されている。
(表1)
面データ
面番号 R d N(d) νd
1 19.143 1.000 1.77250 49.6
2 10.087 3.644
3 31.282 0.900 1.80100 35.0
4 7.753 5.174
5 -15.674 1.143 1.48749 70.2
6 14.423 2.790 1.84666 23.8
7 -590.171 d7
8絞 ∞ d8
9 8.751 3.300 1.61800 63.4
10 17.702 0.300
11* 12.445 3.500 1.58636 60.9
12* -17.936 0.500
13 -96.517 0.900 1.75520 27.5
14 6.544 5.000 1.48749 70.2
15 -13.706 1.000
16 ∞ 2.000 1.51633 64.1
17 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表2)
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
11 0.000 -0.2635×10-3 -0.1173×10-5 -0.1748×10-7 0.4079×10-8
12 0.000 0.3330×10-3 0.3415×10-5 -0.2685×10-6 0.1372×10-7
(表3)
各種データ
変倍比 2.94
短焦点距離端 長焦点距離端
FNO. 1.34 2.23
f 2.70 7.95
W 64.6 21.5
Y 3.40 3.40
fB 5.31 12.97
L 63.44 48.23
d7 17.854 2.641
d8 9.127 1.460
(表4)
変倍レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -8.00
2 9 11.69
[数値実施例2]
図4ないし図6と表5ないし表8は、本発明による変倍レンズ系の数値実施例2を示している。図4はレンズ構成図、図5はその短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図、図6はそ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。表5は面データ、表6は非球面データ、表7は各種データ、表8は変倍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2点を除き、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の接合レンズ14をなす正レンズ13が、物体側に凸の正メニ
スカスレンズである。
(2)第2レンズ群G2の接合レンズ24をなす負レンズ22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 21.751 1.000 1.83481 42.7
2 9.15 23.050
3 16.936 0.900 1.77250 49.6
4 6.920 5.130
5 -16.935 0.800 1.51742 52.4
6 10.683 2.700 1.84666 23.8
7 77.268 d7
8絞 ∞ d8
9 8.927 2.140 1.61800 63.4
10 13.574 0.100
11* 9.882 4.240 1.58636 60.9
12* -56.301 0.500
13 30.088 0.800 1.84666 23.8
14 7.264 4.280 1.48749 70.2
15 -12.494 1.000
16 ∞ 2.000 1.51633 64.1
17 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表6)
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
11 0.000 -0.1180×10-3 0.2066×10-5 0.5777×10-7
12 0.000 0.5418×10-3 0.4248×10-5 0.2607×10-6
(表7)
各種データ
変倍比 2.95
短焦点距離端 長焦点距離端
FNO. 1.33 2.41
F 2.66 7.85
W 65.7 21.8
Y 3.40 3.40
fB 5.94 14.12
L 56.67 46.19
d7 12.160 1.680
d8 9.932 1.756
(表8)
変倍レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -6.90
2 9 10.88
[数値実施例3]
図7ないし図9と表9ないし表12は、本発明による変倍レンズ系の数値実施例3を示している。図7はレンズ構成図、図8はその短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図、図9はそ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。表9は面データ、表10は非球面データ、表11は各種データ、表12は変倍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、数値実施例2のレンズ構成と同様である。
(表9)
面データ
面番号 R d N(d) νd
1 23.799 1.000 1.80400 46.6
2 9.066 3.020
3 16.832 0.990 1.77250 49.6
4 6.954 4.970
5 -17.319 0.800 1.51742 52.4
6 10.634 2.710 1.84666 23.8
7 79.205 d7
8絞 ∞ d8
9 9.476 2.050 1.61800 63.4
10 14.942 0.100
11* 9.355 4.190 1.58636 60.9
12* -88.878 0.500
13 31.041 0.800 1.84666 23.8
14 6.681 4.460 1.51823 59.0
15 -13.041 1.000
16 ∞ 2.000 1.51633 64.1
17 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表10)
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
11 0.000 -0.5863×10-4 0.1065×10-5 0.8561×10-7
12 0.000 0.5909×10-3 0.2565×10-5 0.2859×10-6
(表11)
各種データ
変倍比 2.90
短焦点距離端 長焦点距離端
FNO. 1.34 2.42
f 2.69 7.80
W 65.3 21.9
Y 3.40 3.40
fB 5.96 13.99
L 56.30 46.07
d7 12.132 1.909
d8 9.614 1.582
(表12)
変倍レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -6.91
2 9 10.86
[数値実施例4]
図10ないし図12と表13ないし表16は、本発明による変倍レンズ系の数値実施例4を示している。図10はレンズ構成図、図11はその短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図、図12はそ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。表13は面データ、表14は非球面データ、表15は各種データ、表16は変倍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、数値実施例2のレンズ構成と同様である。
(表13)
面データ
面番号 R d N(d) νd
1 24.033 1.000 1.80400 46.6
2 9.069 2.940
3 16.920 0.900 1.80400 46.6
4 7.010 4.980
5 -17.008 0.800 1.51742 52.4
6 10.842 2.710 1.84666 23.8
7 100.820 d7
8絞 ∞ d8
9 9.414 2.080 1.61800 63.4
10 14.800 0.100
11* 9.587 4.130 1.58636 60.9
12* -55.852 0.500
13 27.555 0.800 1.84666 23.8
14 6.162 4.550 1.51742 52.4
15 -13.905 1.000
16 ∞ 2.000 1.51633 64.1
17 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表14)
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
11 0.000 -0.1074×10-3 0.2179×10-6 0.6344×10-7
12 0.000 0.4700×10-3 0.1434×10-5 0.1528×10-6
(表15)
各種データ
変倍比 2.98
短焦点距離端 長焦点距離端
FNO. 1.34 2.46
f 2.65 7.90
W 66.5 21.7
Y 3.40 3.40
fB 5.84 14.09
L 56.56 45.96
d7 12.549 1.946
d8 9.677 1.431
(表16)
変倍レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -6.92
2 9 10.87
[数値実施例5]
図13ないし図15と表17ないし表20は、本発明による変倍レンズ系の数値実施例5を示している。図13はレンズ構成図、図14はその短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図、図15はそ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。表17は面データ、表18は非球面データ、表19は各種データ、表20は変倍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、数値実施例2のレンズ構成と同様である。
(表17)
面データ
面番号 R d N(d) νd
1 22.834 1.000 1.83400 37.2
2 9.471 3.080
3 16.900 0.900 1.69680 55.5
4 6.738 5.210
5 -16.000 0.800 1.49700 81.6
6 10.330 2.700 1.80518 25.4
7 62.650 d7
8絞 ∞ d8
9 9.600 2.050 1.48749 70.2
10 14.630 0.100
11* 8.780 4.770 1.58913 61.2
12* -29.643 0.150
13 22.253 0.800 1.80518 25.4
14 5.310 5.300 1.51742 52.4
15 -21.500 1.000
16 ∞ 2.000 1.51633 64.1
17 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表18)
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
11 0.000 -0.2500×10-3 0.4040×10-5 -0.2470×10-6 0.3600×10-8
12 0.000 0.2460×10-3 0.6020×10-5 -0.4200×10-6 0.8320×10-8
(表19)
各種データ
変倍比 2.97
短焦点距離端 長焦点距離端
FNO. 1.34 2.48
f 2.64 7.85
W 67.0 21.8
Y 3.40 3.40
fB 5.10 13.20
L 56.75 46.51
d7 12.706 2.470
d8 9.075 0.984
(表20)
変倍レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -6.85
2 9 10.64
[数値実施例6]
図16ないし図18と表21ないし表24は、本発明による変倍レンズ系の数値実施例6を示している。図16はレンズ構成図、図17はその短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図、図18はそ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。表21は面データ、表22は非球面データ、表23は各種データ、表24は変倍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、数値実施例2のレンズ構成と同様である。
(表21)
面データ
面番号 R d N(d) νd
1 22.834 1.000 1.83400 37.2
2 9.471 3.080
3 16.900 0.900 1.69680 55.5
4 6.738 5.210
5 -16.000 0.800 1.49700 81.6
6 10.330 2.700 1.80518 25.4
7 62.650 d7
8絞 ∞ d8
9 9.600 2.000 1.48749 70.2
10 14.630 0.100
11* 8.773 4.770 1.58913 61.2
12* -29.637 0.150
13 22.253 0.800 1.80518 25.4
14 5.285 5.090 1.51742 52.4
15 -21.083 1.000
16 ∞ 2.000 1.51633 64.1
17 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表22)
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
11 0.000 -0.2500×10-3 0.3970×10-5 -0.2450×10-6 0.3620×10-8
12 0.000 0.2460×10-3 0.6100×10-5 -0.4220×10-6 0.8350×10-8
(表23)
各種データ
変倍比 3.15
短焦点距離端 長焦点距離端
FNO. 1.34 2.67
f 2.67 8.40
W 66.2 20.4
Y 3.40 3.40
fB 5.26 14.12
L 56.19 46.51
d7 11.840 2.159
d8 9.491 0.634
(表24)
変倍レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -6.85
2 9 10.59
[数値実施例7]
図19ないし図21と表25ないし表28は、本発明による変倍レンズ系の数値実施例7を示している。図19はレンズ構成図、図20はその短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図、図21はそ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。表25は面データ、表26は非球面データ、表27は各種データ、表28は変倍レンズ群データである。
この数値実施例7のレンズ構成は、数値実施例2のレンズ構成と同様である。
(表25)
面データ
面番号 R d N(d) νd
1 25.064 1.000 1.83400 37.2
2 9.763 3.890
3 16.614 0.900 1.72916 54.7
4 6.818 4.820
5 -16.256 0.800 1.49700 81.6
6 10.447 2.730 1.80518 25.4
7 78.000 d7
8絞 ∞ d8
9 8.873 2.000 1.48749 70.2
10 12.947 0.100
11* 8.788 4.620 1.58913 61.2
12* -34.459 0.100
13 23.440 0.890 1.80518 25.4
14 5.285 4.750 1.51742 52.4
15 -18.414 1.000
16 ∞ 2.000 1.51633 64.1
17 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表26)
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
11 0.000 -0.2312×10-3 -0.1240×10-5 -0.2450×10-7
12 0.000 0.2924×10-3 -0.2150×10-5 0.2170×10-7
(表27)
各種データ
変倍比 3.35
短焦点距離端 長焦点距離端
FNO. 1.34 2.74
f 2.69 9.00
W 65.6 19.0
Y 3.40 3.40
FB 5.70 15.52
L 56.76 47.35
d7 10.837 1.433
d8 10.618 0.800
(表28)
変倍レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -6.89
2 9 10.71
[数値実施例8]
図22ないし図24と表29ないし表32は、本発明による変倍レンズ系の数値実施例8を示している。図22はレンズ構成図、図23はその短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図、図24はそ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。表29は面データ、表30は非球面データ、表31は各種データ、表32は変倍レンズ群データである。
この数値実施例8のレンズ構成は、数値実施例2のレンズ構成と同様である。
(表29)
面データ
面番号 R d N(d) νd
1 29.787 1.600 1.80400 46.6
2 9.970 2.762
3 19.132 1.400 1.80400 46.6
4 7.441 5.162
5 -19.880 1.200 1.51742 52.4
6 11.956 3.000 1.84666 23.8
7 125.558 d7
8絞 ∞ d8
9 9.378 2.080 1.61800 63.4
10 17.654 0.100
11* 10.238 4.130 1.58636 60.9
12* -54.632 0.500
13 26.672 0.800 1.84666 23.8
14 5.943 4.550 1.51742 52.4
15 -13.544 1.000
16 ∞ 2.000 1.51633 64.1
17 ∞ -
(表30)
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
11 0.000 -0.1385×10-3 -0.3125×10-7 0.6535×10-7
12 0.000 0.4360×10-3 -0.3903×10-6 0.1935×10-6
(表31)
各種データ
変倍比 2.98
短焦点距離端 長焦点距離端
FNO. 1.34 2.34
f 2.65 7.90
W 67.5 21.7
Y 3.00 3.00
fB 5.13 12.57
L 57.50 45.07
d7 13.456 1.024
d8 8.628 1.187
(表32)
変倍レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -7.48
2 9 10.60
[数値実施例9]
図25ないし図27と表33ないし表36は、本発明による変倍レンズ系の数値実施例8を示している。図25はレンズ構成図、図26はその短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図、図27はそ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。表33は面データ、表34は非球面データ、表35は各種データ、表36は変倍レンズ群データである。
この数値実施例9のレンズ構成は、数値実施例2のレンズ構成と同様である。
(表33)
面データ
面番号 R d N(d) νd
1 43.309 1.200 1.80400 46.6
2 8.950 3.319
3 37.84 1.200 1.77250 49.6
4 7.924 4.229
5 -43.379 1.000 1.53172 48.9
6 9.870 2.710 1.84666 23.8
7 70.819 d7
8絞 ∞ d8
9 9.620 2.120 1.61800 63.4
10 13.822 0.100
11* 9.984 4.080 1.58636 60.9
12* -57.314 0.500
13 26.724 1.000 1.84666 23.8
14 6.116 4.580 1.51742 52.4
15 -13.144 1.000
16 ∞ 2.000 1.51633 64.1
17 ∞ -
(表34)
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
11 0.000 -0.1280×10-3 -0.4265×10-5 0.9395×10-7
12 0.000 0.3421×10-3 -0.5230×10-5 0.1620×10-6
(表35)
各種データ
変倍比 2.98
短焦点距離端 長焦点距離端
FNO. 1.34 2.59
f 2.65 7.90
W 70.7 21.8
Y 3.00 3.00
FB 6.77 15.82
L 57.50 47.80
d7 11.641 1.944
d8 10.054 1.003
(表36)
変倍レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -6.59
2 9 11.35
[数値実施例10]
図28ないし図30と表37ないし表40は、本発明による変倍レンズ系の数値実施例8を示している。図28はレンズ構成図、図29はその短焦点距離端における無限遠合焦時の諸収差図、図30はそ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。表37は面データ、表38は非球面データ、表39は各種データ、表40は変倍レンズ群データである。
この数値実施例10のレンズ構成は、数値実施例2のレンズ構成と同様である。
(表37)
面データ
面番号 R d N(d) νd
1 24.654 1.200 1.83481 42.7
2 9.441 3.074
3 18.609 1.000 1.80400 46.6
4 7.518 4.994
5 -18.751 1.000 1.51742 52.4
6 11.751 4.200 1.84666 23.8
7 167.356 d7
8絞 ∞ d8
9 9.192 2.079 1.61800 63.4
10 18.352 0.100
11* 11.871 4.117 1.58636 60.9
12* -61.850 0.500
13 23.483 0.791 1.84666 23.8
14 5.984 4.468 1.51742 52.4
15 -13.513 1.000
16 ∞ 2.000 1.51633 64.1
17 ∞ -
(表38)
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
11 0.000 -0.1701×10-3 -0.1418×10-5 0.5811×10-7
12 0.000 0.3248×10-3 -0.1827×10-5 0.1437×10-6
(表39)
各種データ
変倍比 2.98
短焦点距離端 長焦点距離端
FNO. 1.34 2.33
f 2.65 7.90
W 66.2 21.6
Y 3.00 3.00
fB 5.53 13.03
L 58.50 45.56
d7 13.951 1.009
d8 8.499 0.999
(表40)
変倍レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -7.55
2 9 10.79
各数値実施例の各条件式に対する値を表41に示す。
(表41)
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
条件式(1) 5.43 5.11 5.01 5.03
条件式(2) 2.84 3.07 2.99 3.11
条件式(3) 0.68 0.63 0.64 0.64
条件式(4) 46.4 28.6 28.6 28.6
条件式(5) 42.7 46.4 35.2 28.6
条件式(6) 2.60 2.77 2.77 2.77
実施例5 実施例6 実施例7 実施例8
条件式(1) 5.19 5.13 5.26 5.71
条件式(2) 3.06 3.32 3.65 2.81
条件式(3) 0.64 0.65 0.64 0.71
条件式(4) 56.2 56.2 56.2 28.6
条件式(5) 27.0 27.0 27.0 28.6
条件式(6) 2.72 2.82 2.93 2.50
実施例9 実施例10
条件式(1) 5.15 5.84
条件式(2) 3.42 2.83
条件式(3) 0.58 0.70
条件式(4) 25.1 28.6
条件式(5) 28.6 28.6
条件式(6) 3.04 2.52
表41から明らかなように、数値実施例1ないし数値実施例10は、条件式(1)〜(6)を満足しており、また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。
本発明の変倍レンズ系は、短焦点距離端でのFナンバーが1.3程度と明るく、半画角が75°程度と広角で、3倍程度の変倍比を実現できる高画素に対応することができ、高変倍比と広画角を両立させることができる。
G1 負の屈折力を持つ第1レンズ群
G2 正の屈折力を持つ第2レンズ群
10 負レンズ
11 負レンズ
12 負レンズ
13 正レンズ
14 接合レンズ
20 正レンズ
21 正レンズ
22 負レンズ
23 正レンズ
24 接合レンズ
S 絞り
I 像面
OP 光学フィルタ

Claims (10)

  1. 物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群、絞り、及び正の屈折力を持つ第2レンズ群から構成され、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レンズ群の間隔が減少するように第1レンズ群と第2レンズ群を光軸方向に移動させる変倍レンズ系において、
    第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、負レンズ及び正レンズからなり、
    第2レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ及び正レンズからなり、
    次の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とする変倍レンズ系。
    (1)4.8<Σ1G/fw<6.0
    (2)2.8<ΔX2G/fw<4.0
    但し、
    Σ1G:第1レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離、
    fw:短焦点距離端における全系の焦点距離、
    ΔX2G:短焦点距離端と長焦点距離端の間で変倍するときの第2レンズ群の移動量。
  2. 請求の範囲第1項記載の変倍レンズ系において、次の条件式(3)を満足する変倍レンズ系。
    (3)0.5<|f1G/f2G|<0.8
    但し、
    f1G:第1レンズ群の焦点距離、
    f2G:第2レンズ群の焦点距離。
  3. 請求の範囲第1項または2項記載の変倍レンズ系において、絞りは光軸上の位置が固定され、変倍中に像面との距離が変化しない変倍レンズ系。
  4. 請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1項記載の変倍レンズ系において、第1レンズ群の物体側から3枚目の負レンズと第1レンズ群の物体側から4枚目の正レンズは接合されており、次の条件式(4)を満足する変倍レンズ系。
    (4)25<νN1G−νP1G
    但し、
    νN1G:第1レンズ群の接合レンズをなす負レンズのd線に対するアッベ数、
    νP1G:第1レンズ群の接合レンズをなす正レンズのd線に対するアッベ数。
  5. 請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか1項記載の変倍レンズ系において、第2レンズ群の物体側から3枚目の負レンズと第2レンズ群の物体側から4枚目の正レンズは接合されており、次の条件式(5)を満足する変倍レンズ系。
    (5)25<νP2G−νN2G
    但し、
    νP2G:第2レンズ群の接合レンズをなす正レンズのd線に対するアッベ数、
    νN2G:第2レンズ群の接合レンズをなす負レンズのd線に対するアッベ数。
  6. 物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群、絞り、及び正の屈折力を持つ第2レンズ群から構成され、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レンズ群の間隔が減少するように第1レンズ群と第2レンズ群を光軸方向に移動させる変倍レンズ系において、
    第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、負レンズ及び正レンズからなり、
    第2レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ及び正レンズからなり、
    次の条件式(1)及び(6)を満足することを特徴とする変倍レンズ系。
    (1)4.8<Σ1G/fw<6.0
    (6)2.2<ΔX2G/(ft/fw)<3.2
    但し、
    Σ1G:第1レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離、
    fw:短焦点距離端における全系の焦点距離(mm)、
    ΔX2G:短焦点距離端と長焦点距離端の間で変倍するときの第2レンズ群の移動量(mm)、
    ft:長焦点距離端における全系の焦点距離(mm)。
  7. 請求の範囲第6項記載の変倍レンズ系において、次の条件式(3)を満足する変倍レンズ系。
    (3)0.5<|f1G/f2G|<0.8
    但し、
    f1G:第1レンズ群の焦点距離、
    f2G:第2レンズ群の焦点距離。
  8. 請求の範囲第6項または7項記載の変倍レンズ系において、絞りは光軸上の位置が固定され、変倍中に像面との距離が変化しない変倍レンズ系。
  9. 請求の範囲第第6項ないし第8項のいずれか1項記載の変倍レンズ系において、第1レンズ群の物体側から3枚目の負レンズと第1レンズ群の物体側から4枚目の正レンズは接合されており、次の条件式(4)を満足する変倍レンズ系。
    (4)25<νN1G−νP1G
    但し、
    νN1G:第1レンズ群の接合レンズをなす負レンズのd線に対するアッベ数、
    νP1G:第1レンズ群の接合レンズをなす正レンズのd線に対するアッベ数。
  10. 請求の範囲第6項ないし9項のいずれか1項記載の変倍レンズ系において、第2レンズ群の物体側から3枚目の負レンズと第2レンズ群の物体側から4枚目の正レンズは接合されており、次の条件式(5)を満足する変倍レンズ系。
    (5)25<νP2G−νN2G
    但し、
    νP2G:第2レンズ群の接合レンズをなす正レンズのd線に対するアッベ数、
    νN2G:第2レンズ群の接合レンズをなす負レンズのd線に対するアッベ数。
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