JPH0441805B2 - - Google Patents
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- JPH0441805B2 JPH0441805B2 JP58231255A JP23125583A JPH0441805B2 JP H0441805 B2 JPH0441805 B2 JP H0441805B2 JP 58231255 A JP58231255 A JP 58231255A JP 23125583 A JP23125583 A JP 23125583A JP H0441805 B2 JPH0441805 B2 JP H0441805B2
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- JP
- Japan
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- lens
- refractive power
- positive
- lenses
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical 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
- G02B15/145—Optical 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 having five groups only
- G02B15/1451—Optical 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 having five groups only the first group being positive
- G02B15/145125—Optical 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 having five groups only the first group being positive arranged +--++
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明はビデオカメラ用ズームレンズに関し、
特に非球面の活用によりレンズ枚数の削減を図
り、小型・軽量化を実現する高性能ズームレンズ
を提供するものである。 (従来例の構成とその問題点) 最近のビデオカメラは操作性、機動性が重視さ
れており、その要求にこたえて撮像管も1.27mm
(1/2インチ)の小型になりつつあり、それにとも
ない大口径比、大ズーム比、小型軽量の高性能ズ
ームレンズが強く要望されている。さらに、コス
ト低減の要望も強く、高性能を維持しつつ構成枚
数の削減をはかつたズームレンズの実現が強くせ
まられている。 しかし、Fナンバーが約1.4、ズーム比が約6
倍の現状のレンズは14〜15枚構成のものが多く、
レンズ全長も短いとはいい難い。 Fナンバーが1.4、ズーム比が6程度のズーム
レンズでは、変倍部を構成する各群はフオーカシ
ング部が3枚、バリエータが3枚、コンペンセー
タが1枚の構成が多く、枚数の削減はリレーレン
ズ系の構成にかかつている。ビデオ用ズームレン
ズの場合は、カラーシエーデイングの防止のため
射出瞳位置が像面より一定距離以上必要であるこ
と、水晶板などが撮像管の前に置かれるのでバツ
クフオーカスの長さが必要という制約があり、適
切なリレーレンズタイプの創造が必要である。 レンズの枚数削減には非球面の使用が有効であ
る。最近、精密樹脂成型技術の進歩により高性能
な非球面プラスチツクレンズの量産の可能性が生
まれてきているとともに、プレス加工により非球
面ガラスレンズを実現する新しい技術も開発され
ている。 (発明の目的) このような背景をふまえて、本発明は11枚と極
めて少ない構成枚数にもかかわらず、Fナンバー
が1.4、ズーム比が6の仕様をもつコンパクトで
高性能なビデオカメラ用ズームレンズを提供する
ものである。 (発明の構成) 本発明の非球面ズームレンズの構成は物体側よ
り順に、正の屈折力を有するフオーカシンク部と
しての第1群と負の屈折力を有し光軸上を移動す
ることにより倍率を変えるバリエータ部としての
第2群と、バリエータ部の移動によつて変動する
像面を基準面から一定の位置に保つコンペンセー
タ部としての第3群と、第1、第2、第3群が形
成する変倍系に接続するリレーレンズ系とからな
るズームレンズであつて、第1群は正の屈折力の
接合レンズと単レンズで構成され、第2群は負の
屈折力の単レンズおよび接合レンズで構成され、
リレーレンズ系は正の屈折力の単レンズからなる
第4群と第4群から比較的大きな空気間隔をおい
て物体側に凹面を向けたメニスカス状の接合レン
ズと正の単レンズの第5群で構成されていて、下
記の条件を満足する。 (1) 1.1FW<〓f2〓<1.6FW (2) 1.8FW<fR<2.4FW (3) 15f1<〓r3〓 (4) 1.1fR<f4<1.6fR (5) 1.2fR<f5<1.5fR (6) 3.5f5<f6 (7) 第4群および第5群がそれぞれ非球面を有す
ること ただし、FWは広角端の全系焦点距離、 f1,f2,f4,f5,fRはそれぞれ第1群、第2群、
第4群、第5群およびリレーレンズの焦点距離、
f6は第5群中のメニスカス状の接合レンズの焦点
距離を示し、一般にriは物体側から順に数えて第
i番目の面の曲率半径を示すこととする。 (実施例の説明) 以下本発明の一実施例について、図面を参照し
ながら説明する。 第1図は、本発明の非球面ズームレンズの構成
図を示すものである。第1図で1は第1群、2は
第2群、3は第3群、4は第4群、5は第5群、
6は水晶フイルタや撮像管のフエースプレートに
相当する等価的なガラス板である。 ズームレンズをコンパクトに構成するには各群
のパワーを強くすること、特に変倍を行うバリエ
ータのパワーを強くすることが決定的である。前
記条件(1),(2)はそれぞれバリエータおよびリレー
レンズ系のパワーを与える条件である。ズーム比
をZとするときバリエータの変倍域が−1/√
から−√のとき一番コンパクトにできるが、ズ
ーミングのさい各群が衝突しないという制約があ
るので条件(1),(2)にはフオーカシング部、コンペ
ンセータ部の焦点距離の条件が潜在している、条
件(1),(2)は強いパワーを与えるが、各群の形状な
どによるバランスによつて良好な収差を実現でき
る範囲である。条件の下限からはずれるときはコ
ンパクトにできるが、バリエータ内の向い合つた
凹面や、リレーレンズ中の幾つかの面の曲率半径
が小さくなつて収差補正に困難が生じる。上限を
越えると収差補正は容易であるが、レンズ系が大
型化するので好ましくない。 条件(3)は第1群の物体側接合レンズの形状およ
び接合面の曲率半径も間接的に規定する。〓r3〓
が15f1より大きいことはr1の曲率半径が小さくな
ることであり、色消し条件から必然的に接合面の
曲率半径も小さくなる。こうした条件は第1群レ
ンズの球面収差の補正に有効である。 条件(4)はリレーレンズの中での第4群4のパワ
ーに関する条件である。下限を越えるとバツクフ
オーカスが短くなり、第5群5の焦点距離f5が大
きくなる関係から必要な射出瞳位置が確保できな
くなる。f4が上限を越えるときは、第4群4を出
た光束は発散光束となるので第5群5の屈折力や
光線高が大きくなり球面収差が悪化する。 条件(5)は第5群5のパワーと条件(4)と合せて第
4群4との適切な間隔を規定し、必要な射出瞳位
置を得るためのものである。f5が1.5fRより大きく
なるときは射出瞳位置が撮像管に近くなりビデオ
カメラ用のレンズとして好ましくない。f5が下限
を越えると第5群5の屈折力が強くなりすぎて、
球面収差が補正過剰となる。 第5群5を物体側に凹面をむけたメニスカス状
の接合レンズとの屈折力をもつ単レンズで構成し
たことは本発明の1つの特徴になつている。この
ため第5群5の主点が像面側によることになりバ
ツクフオーカスおよび射出瞳位置の確保に有利で
あるとともに軸外収差や色収差などにとつても好
ましい。そのためには、メニスカス接合レンズの
パワーは大きくないのがのぞましく、条件(6)より
はずれるときはその効果が充分でない。 条件(7)の第4群4および第5群5がそれぞれ非
球面を有することという条件は、きわめて少ない
構成枚数のもとでFナンバーが1.4という大口径
の開口収差や軸外収差を補正するのに欠かせない
ものである。大きな空気間隔をおいて非球面を配
置することにより収差補正が非常に効果的に行わ
れる。 絞りは第4群4の直前あるいは直後に配置す
る。したがつて、第4群4はリレーレンズ系中で
最も光束が太くなる位置であつて、ここでの非球
面は開口収差の補正に有効である。しかし、それ
だけでは不充分で第5群の非球面とあいまつて効
果を発揮する。第5群はリレーレンズ系で軸外の
主光線が高くなる部分に相当するので、軸外収差
の補正に効果を発揮する。 本発明に基づくレンズ構成と条件のもとで、F
ナンバーが約1.4、ズーム比が約6倍のコンパク
トで性能のよいビデオカメラ用ズームレンズを11
枚構成で実現することができた。 これらの条件を満す実施例を以下に示す。表中
r1,r2…は物体側から順に数えたレンズ各面の曲
率半径、d1,d2…はレンズ面間の肉厚または空気
間隔、n1,n2…は各レンズのd線に対する屈折
率、ν1,ν2…はd線に対するアツベ数である。ま
た、非球面形状を有する面(*印で表示)につい
ては、下記の表示で規定している。 ただし、 Z:光軸からの高さがyの非球面上の点の非球面
頂点の接平面からの距離 y:光軸からの高さ c:非球面頂点の曲率(=1/r) k:円錐定数 D,E,F,G:非球面係数
特に非球面の活用によりレンズ枚数の削減を図
り、小型・軽量化を実現する高性能ズームレンズ
を提供するものである。 (従来例の構成とその問題点) 最近のビデオカメラは操作性、機動性が重視さ
れており、その要求にこたえて撮像管も1.27mm
(1/2インチ)の小型になりつつあり、それにとも
ない大口径比、大ズーム比、小型軽量の高性能ズ
ームレンズが強く要望されている。さらに、コス
ト低減の要望も強く、高性能を維持しつつ構成枚
数の削減をはかつたズームレンズの実現が強くせ
まられている。 しかし、Fナンバーが約1.4、ズーム比が約6
倍の現状のレンズは14〜15枚構成のものが多く、
レンズ全長も短いとはいい難い。 Fナンバーが1.4、ズーム比が6程度のズーム
レンズでは、変倍部を構成する各群はフオーカシ
ング部が3枚、バリエータが3枚、コンペンセー
タが1枚の構成が多く、枚数の削減はリレーレン
ズ系の構成にかかつている。ビデオ用ズームレン
ズの場合は、カラーシエーデイングの防止のため
射出瞳位置が像面より一定距離以上必要であるこ
と、水晶板などが撮像管の前に置かれるのでバツ
クフオーカスの長さが必要という制約があり、適
切なリレーレンズタイプの創造が必要である。 レンズの枚数削減には非球面の使用が有効であ
る。最近、精密樹脂成型技術の進歩により高性能
な非球面プラスチツクレンズの量産の可能性が生
まれてきているとともに、プレス加工により非球
面ガラスレンズを実現する新しい技術も開発され
ている。 (発明の目的) このような背景をふまえて、本発明は11枚と極
めて少ない構成枚数にもかかわらず、Fナンバー
が1.4、ズーム比が6の仕様をもつコンパクトで
高性能なビデオカメラ用ズームレンズを提供する
ものである。 (発明の構成) 本発明の非球面ズームレンズの構成は物体側よ
り順に、正の屈折力を有するフオーカシンク部と
しての第1群と負の屈折力を有し光軸上を移動す
ることにより倍率を変えるバリエータ部としての
第2群と、バリエータ部の移動によつて変動する
像面を基準面から一定の位置に保つコンペンセー
タ部としての第3群と、第1、第2、第3群が形
成する変倍系に接続するリレーレンズ系とからな
るズームレンズであつて、第1群は正の屈折力の
接合レンズと単レンズで構成され、第2群は負の
屈折力の単レンズおよび接合レンズで構成され、
リレーレンズ系は正の屈折力の単レンズからなる
第4群と第4群から比較的大きな空気間隔をおい
て物体側に凹面を向けたメニスカス状の接合レン
ズと正の単レンズの第5群で構成されていて、下
記の条件を満足する。 (1) 1.1FW<〓f2〓<1.6FW (2) 1.8FW<fR<2.4FW (3) 15f1<〓r3〓 (4) 1.1fR<f4<1.6fR (5) 1.2fR<f5<1.5fR (6) 3.5f5<f6 (7) 第4群および第5群がそれぞれ非球面を有す
ること ただし、FWは広角端の全系焦点距離、 f1,f2,f4,f5,fRはそれぞれ第1群、第2群、
第4群、第5群およびリレーレンズの焦点距離、
f6は第5群中のメニスカス状の接合レンズの焦点
距離を示し、一般にriは物体側から順に数えて第
i番目の面の曲率半径を示すこととする。 (実施例の説明) 以下本発明の一実施例について、図面を参照し
ながら説明する。 第1図は、本発明の非球面ズームレンズの構成
図を示すものである。第1図で1は第1群、2は
第2群、3は第3群、4は第4群、5は第5群、
6は水晶フイルタや撮像管のフエースプレートに
相当する等価的なガラス板である。 ズームレンズをコンパクトに構成するには各群
のパワーを強くすること、特に変倍を行うバリエ
ータのパワーを強くすることが決定的である。前
記条件(1),(2)はそれぞれバリエータおよびリレー
レンズ系のパワーを与える条件である。ズーム比
をZとするときバリエータの変倍域が−1/√
から−√のとき一番コンパクトにできるが、ズ
ーミングのさい各群が衝突しないという制約があ
るので条件(1),(2)にはフオーカシング部、コンペ
ンセータ部の焦点距離の条件が潜在している、条
件(1),(2)は強いパワーを与えるが、各群の形状な
どによるバランスによつて良好な収差を実現でき
る範囲である。条件の下限からはずれるときはコ
ンパクトにできるが、バリエータ内の向い合つた
凹面や、リレーレンズ中の幾つかの面の曲率半径
が小さくなつて収差補正に困難が生じる。上限を
越えると収差補正は容易であるが、レンズ系が大
型化するので好ましくない。 条件(3)は第1群の物体側接合レンズの形状およ
び接合面の曲率半径も間接的に規定する。〓r3〓
が15f1より大きいことはr1の曲率半径が小さくな
ることであり、色消し条件から必然的に接合面の
曲率半径も小さくなる。こうした条件は第1群レ
ンズの球面収差の補正に有効である。 条件(4)はリレーレンズの中での第4群4のパワ
ーに関する条件である。下限を越えるとバツクフ
オーカスが短くなり、第5群5の焦点距離f5が大
きくなる関係から必要な射出瞳位置が確保できな
くなる。f4が上限を越えるときは、第4群4を出
た光束は発散光束となるので第5群5の屈折力や
光線高が大きくなり球面収差が悪化する。 条件(5)は第5群5のパワーと条件(4)と合せて第
4群4との適切な間隔を規定し、必要な射出瞳位
置を得るためのものである。f5が1.5fRより大きく
なるときは射出瞳位置が撮像管に近くなりビデオ
カメラ用のレンズとして好ましくない。f5が下限
を越えると第5群5の屈折力が強くなりすぎて、
球面収差が補正過剰となる。 第5群5を物体側に凹面をむけたメニスカス状
の接合レンズとの屈折力をもつ単レンズで構成し
たことは本発明の1つの特徴になつている。この
ため第5群5の主点が像面側によることになりバ
ツクフオーカスおよび射出瞳位置の確保に有利で
あるとともに軸外収差や色収差などにとつても好
ましい。そのためには、メニスカス接合レンズの
パワーは大きくないのがのぞましく、条件(6)より
はずれるときはその効果が充分でない。 条件(7)の第4群4および第5群5がそれぞれ非
球面を有することという条件は、きわめて少ない
構成枚数のもとでFナンバーが1.4という大口径
の開口収差や軸外収差を補正するのに欠かせない
ものである。大きな空気間隔をおいて非球面を配
置することにより収差補正が非常に効果的に行わ
れる。 絞りは第4群4の直前あるいは直後に配置す
る。したがつて、第4群4はリレーレンズ系中で
最も光束が太くなる位置であつて、ここでの非球
面は開口収差の補正に有効である。しかし、それ
だけでは不充分で第5群の非球面とあいまつて効
果を発揮する。第5群はリレーレンズ系で軸外の
主光線が高くなる部分に相当するので、軸外収差
の補正に効果を発揮する。 本発明に基づくレンズ構成と条件のもとで、F
ナンバーが約1.4、ズーム比が約6倍のコンパク
トで性能のよいビデオカメラ用ズームレンズを11
枚構成で実現することができた。 これらの条件を満す実施例を以下に示す。表中
r1,r2…は物体側から順に数えたレンズ各面の曲
率半径、d1,d2…はレンズ面間の肉厚または空気
間隔、n1,n2…は各レンズのd線に対する屈折
率、ν1,ν2…はd線に対するアツベ数である。ま
た、非球面形状を有する面(*印で表示)につい
ては、下記の表示で規定している。 ただし、 Z:光軸からの高さがyの非球面上の点の非球面
頂点の接平面からの距離 y:光軸からの高さ c:非球面頂点の曲率(=1/r) k:円錐定数 D,E,F,G:非球面係数
【表】
【表】
【表】
【表】
前記実施例1において、〓f2〓/fW=1.45,
fR/fW=2.13,〓r3〓/f1=∞,f4/fR=1.19,
f5/fR=1.38,f6/f5=4.99であり、前記実施例2
において、〓f2〓/fW=1.45,fR/fW=2.13,〓r3
〓/f1=∞,f4/fR=1.22,f5/fR=1.32,f6/f5=
6.05である。また第2図、第3図、第4図はおの
おの実施例1の広角、標準、望遠端における収差
性能を示し、第5図、第6図および第7図はそれ
ぞれ実施例2の広角、標準、望遠端における収差
性能を示す。なお、実施例2は非球面形状をもつ
レンズをポリメチルメタクリレート樹脂で構成し
た例である。図から実施例1、実施例2とも良好
な光学性能を有していることがわかる。 (発明の効果) 以上の点から明らかなように、本発明のレンズ
構成と条件のもとで、11枚と非常に少ない枚数で
Fナンバーが約1.4、ズーム比が約6倍のコンパ
クトで性能のよいズームレンズが実現できた。さ
らに、プラスチツクレンズを導入すれば非球面の
形成も容易であり、安価に生産できる。
fR/fW=2.13,〓r3〓/f1=∞,f4/fR=1.19,
f5/fR=1.38,f6/f5=4.99であり、前記実施例2
において、〓f2〓/fW=1.45,fR/fW=2.13,〓r3
〓/f1=∞,f4/fR=1.22,f5/fR=1.32,f6/f5=
6.05である。また第2図、第3図、第4図はおの
おの実施例1の広角、標準、望遠端における収差
性能を示し、第5図、第6図および第7図はそれ
ぞれ実施例2の広角、標準、望遠端における収差
性能を示す。なお、実施例2は非球面形状をもつ
レンズをポリメチルメタクリレート樹脂で構成し
た例である。図から実施例1、実施例2とも良好
な光学性能を有していることがわかる。 (発明の効果) 以上の点から明らかなように、本発明のレンズ
構成と条件のもとで、11枚と非常に少ない枚数で
Fナンバーが約1.4、ズーム比が約6倍のコンパ
クトで性能のよいズームレンズが実現できた。さ
らに、プラスチツクレンズを導入すれば非球面の
形成も容易であり、安価に生産できる。
第1図は本発明の一実施例における非球面ズー
ムレンズの構成図、第2図、第3図、第4図は実
施例1の諸収差図、第5図、第6図、第7図は実
施例2の諸収差図を示す。球面収差の図で、実線
はd線、一点鎖線はg線に対する球面収差を示し
非点収差の図で、実線はサジタル像面湾曲を、点
線はメリデイオナル像面湾曲を示す。 1……第1群、2……第2群、3……第3群、
4……第4群、5……第5群、6……水晶フイル
タ。
ムレンズの構成図、第2図、第3図、第4図は実
施例1の諸収差図、第5図、第6図、第7図は実
施例2の諸収差図を示す。球面収差の図で、実線
はd線、一点鎖線はg線に対する球面収差を示し
非点収差の図で、実線はサジタル像面湾曲を、点
線はメリデイオナル像面湾曲を示す。 1……第1群、2……第2群、3……第3群、
4……第4群、5……第5群、6……水晶フイル
タ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 物体側より順に、正の屈折力を有するフオー
カシング部としての第1群と、負の屈折力を有し
光軸上を移動することにより倍率を変えるバリエ
ータ部としての第2群と、バリエータ部の移動に
よつて変動する像面を基準面から一定の位置に保
つコンペンセータ部としての第3群と、第1、第
2、第3群が形成する変倍系に接続するリレーレ
ンズ系とからなるズームレンズであつて、第1群
は正の屈折力の接合レンズと単レンズで構成さ
れ、第2群は負の屈折力の単レンズおよび接合レ
ンズで構成され、第3群は負の屈折力の単レンズ
で構成され、リレーレンズ系は正の屈折力の単レ
ンズからなる第4群と第4群から比較的大きな空
気間隔をおいて物体側に凹面を向けたメニスカス
状の接合レンズと正の単レンズの第5群で構成さ
れていて、下記の条件を満足することを特徴とす
る非球面ズームレンズ (1) 1.1fW<〓f2〓<1.6fW (2) 1.8fW<fR<2.4fW (3) 15f1<〓r3〓 (4) 1.1fR<f4<1.6fR (5) 1.2fR<f5<1.5fR (6) 3.5f5<f6 (7) 第4群および第5群がそれぞれ非球面を有す
ること ただし、FWは広角端の全系焦点距離、 f1,f2,f4,f5,fRはそれぞれ第1群、第2群、
第4群、第5群およびリレーレンズの焦点距離、
f6は第5群中のメニスカス状の接合レンズの焦点
距離、r3は物体側から順に数えて第3番目の面の
曲率半径を示す。 2 第4群の正の単レンズ、第5群の正の単レン
ズをプラスチツクレンズで構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の非球面ズームレ
ンズ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58231255A JPS60123817A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 非球面ズ−ムレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58231255A JPS60123817A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 非球面ズ−ムレンズ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60123817A JPS60123817A (ja) | 1985-07-02 |
JPH0441805B2 true JPH0441805B2 (ja) | 1992-07-09 |
Family
ID=16920745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58231255A Granted JPS60123817A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 非球面ズ−ムレンズ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60123817A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0660971B2 (ja) * | 1986-02-03 | 1994-08-10 | オリンパス光学工業株式会社 | ズ−ムレンズ |
JPS63285510A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-22 | Canon Inc | ズ−ムレンズ |
US4969721A (en) * | 1988-09-07 | 1990-11-13 | Olympus Optical Co., Ltd. | Zoom lens system |
JPH02136810A (ja) * | 1988-11-18 | 1990-05-25 | Olympus Optical Co Ltd | ズームレンズ |
-
1983
- 1983-12-09 JP JP58231255A patent/JPS60123817A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60123817A (ja) | 1985-07-02 |
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