JPH06138391A - 小型の高変倍広角ズームレンズ - Google Patents

小型の高変倍広角ズームレンズ

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JPH06138391A
JPH06138391A JP28769292A JP28769292A JPH06138391A JP H06138391 A JPH06138391 A JP H06138391A JP 28769292 A JP28769292 A JP 28769292A JP 28769292 A JP28769292 A JP 28769292A JP H06138391 A JPH06138391 A JP H06138391A
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Toshihide Nozawa
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 広角端の画角が70°以上、変倍比が2.5
倍以上あり、特に、像面湾曲、歪曲収差、軸上及び倍率
色収差が広角端から望遠端まで良好に補正されたコンパ
クトカメラ等に適した小型の高変倍広角ズームレンズ。 【構成】 負の第1レンズ群G1、正の第2レンズ群G
2、正の第3レンズ群G3、負の第4レンズ群G4から
構成され、広角端から望遠端への変倍の際に、第1レン
ズ群G1と第3レンズ群G3が一体で物体側へ移動し、
第4レンズ群G4は、第3レンズ群G3との間隔が単調
に減少するように物体側へ移動し、第2レンズ群G2
は、広角端から中間焦点距離までは第1レンズ群G1へ
近づき、中間焦点距離から望遠端にかけては第3レンズ
群G3へ近づくように移動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、小型の高変倍広角ズー
ムレンズに関し、特に、主にバックフォーカスの短いコ
ンパクトカメラ等に使用されるズームレンズであって、
広角端の画角が70°以上で、変倍比が2.5倍以上の
広角ズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、コンパクトカメラ用のズーム
レンズとして、特開昭56ー128911号、特開昭6
2ー264019号、特開昭63ー266413号等の
もののように、物体側から順に、正レンズ群、負レンズ
群で構成されている2群タイプのズームレンズが数多く
提案されているが、多くの場合、広角端での画角が60
°程までのものであった。
【0003】近年、コンパクトカメラの広角化が望ま
れ、広角端の画角が70°以上で、2群タイプのコンパ
クトカメラ用ズームレンズもいくつか提案されており、
特開平2ー284109号、特開平3ー200913
号、特開平4ー22911号等のものが知られている。
【0004】しかし、どの公知例も、性能的にけして満
足できるものではなく、広角端において、像面湾曲がプ
ラス側へ大きく曲がっていたり、歪曲収差もプラス側へ
大きく発生したり、また、軸上色収差や倍率色収差のズ
ーミングによる変動が大きい等の問題があった。
【0005】また、広角端の画角が70°以上で、変倍
比が2.5倍以上のズームレンズとしては、特開平2ー
37317号、特開平2ー201409号のように、
負、正、負の3群タイプや、特開平2ー135312号
のように、正、正、負の3群タイプのものが知られて
る。
【0006】しかし、これらの3群タイプのズームレン
ズは、全長が長く、第1群のレンズ外径も大きいため、
カメラ全体も大きくなってしまう。特に、広角側では、
レンズ全長が長いため、ファインダーの視野がレンズの
鏡枠でけられてしまうという問題もある。
【0007】正、負の2群タイプのまま、変倍比を2倍
以上まで延ばし、全長を小さくしようとすると、中間焦
点距離で像面湾曲がマイナス側に倒れてしまい、望遠側
ではプラス側に倒れてしまうという問題が発生する。
【0008】この問題を解決するのに、特開平2ー34
812号と特開平1ー307715号では、第1レンズ
群を正もしくは負のレンズ群と正のレンズ群とに分割
し、2つの群間を非線形に変動させる手段を用いてい
る。
【0009】しかし、これらの公知例は、広角端の画角
が60°程度で、変倍比も2.3倍程度である。
【0010】また、特開昭64ー88512号では、後
記する本発明と同様に、負、正、正、負の4群構成で、
変倍比が2.5倍以上を達成しているが、やはり広角端
の画角が62°程度である上に、各群が全て単独に移動
するので、ズーム用のカムが多く必要になり、鏡枠を設
計する上で好ましくない。
【0011】特開昭62ー235916号も、負、正、
正、負の4群構成で、しかも、本発明と同様に、第1群
と第3群が一体で移動しているが、この公報のズームレ
ンズは第2群の移動が倍率色収差の補正のために動いて
いるので、単調に第1レンズ群側へ移動している。その
ために、前述したような変倍比を上げた時に問題となる
中間焦点距離の像面湾曲の倒れの補正に寄与していない
ため、変倍比が2倍程度であり、また、広角端の画角も
62°程度になっている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、近年、
コンパクトカメラのより広角化とより高変倍化が望ま
れ、広角端の画角が70°以上までに広がると共に、変
倍比も2倍以上に広がっている。従来の正、負2群ズー
ムを用いて、広角端の画角を広げようとすると、広角端
において、像面湾曲がプラス側へ大きく曲がってしまう
と共に、歪曲収差がプラス側へ大きく発生してしまう。
さらに変倍比を上げようとすると、中間焦点距離におい
て、像面湾曲がマイナス側へ倒れてしまい、望遠端にお
いて、像面湾曲がプラス側へ倒れてしまうと共に、軸上
及び倍率色収差のズーミングによる変動も大きくなって
しまう、等の問題がある。
【0013】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、コンパクトカメラ等に適した
小型のズームレンズであって、広角端の画角が70°以
上で、かつ、変倍比が2.5倍以上あり、諸収差、特
に、像面湾曲、歪曲収差、軸上及び倍率色収差が広角端
から望遠端まで良好に補正された高変倍広角ズームレン
ズを提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の小型の高変倍広角ズームレンズは、物体側より順
に、負の第1レンズ群、正の第2レンズ群、正の第3レ
ンズ群、負の第4レンズ群から構成され、広角端から望
遠端への変倍の際に、第1レンズ群と第3レンズ群が一
体で物体側へ移動し、第4レンズ群は、第3レンズ群と
の間隔が単調に減少するように物体側へ移動し、第2レ
ンズ群は、広角端から中間焦点距離までは第1レンズ群
へ近づき、中間焦点距離から望遠端にかけては第3レン
ズ群へ近づくように移動することを特徴とするものであ
る。
【0015】
【作用】以下に、上記のような構成をとる理由と作用に
ついて説明する。図1に本発明のズームレンズの光学配
置の概略図を示す。図1に示したように、本発明のズー
ムレンズは、物体側より順に、負の第1レンズ群G1、
正の第2レンズ群G2、正の第3レンズ群G3、負の第
4レンズ群G4にて構成され、広角端から望遠端への変
倍の際に、第1レンズ群G1と第3レンズ群G3が一体
で物体側へ移動し、第4レンズ群G4は、第3レンズ群
G3との間隔が単調に減少するように物体側へ移動し、
第2レンズ群G2は、広角端から中間焦点距離までは第
1レンズ群G1へ近づき、中間焦点距離から望遠端にか
けては第3レンズ群G3へ近づくように移動する。
【0016】広角端から望遠端への変倍作用は、主に第
4レンズ群G4の移動によるものである。
【0017】第2レンズ群G2の移動は、中間焦点距離
での像面湾曲の倒れを補正している。前述したように、
従来の正、負2群ズームレンズでは、中間焦点距離で像
面湾曲がマイナス側へ倒れてしまう。本発明のズームレ
ンズは、第2レンズ群G2を中間焦点距離で最も第1群
G1に近づくように移動することで、第2レンズ群G2
で発生するプラスの像面曲湾を増大させ、中間焦点距離
での像面湾曲を補正している。これによって、高変倍化
が可能となる。
【0018】また、負の第1レンズ群G1を設けること
によって、広角端の画角を広げた時に問題となる像面湾
曲の曲りと歪曲収差の発生を補正することができ、広角
端の画角拡大が可能となる。
【0019】第1レンズ群G1は第3レンズ群G3と一
体で移動するため、ズーム用のカムが3本ですむので、
4群ズームでありながら、鏡枠設計上は、3群ズーム並
みにできる。
【0020】さらに、レンズ系の小型化を達成するため
に、以下の条件を満たすようにすることが望ましい。
【0021】 1.2<|f1 |/FW <1.6 ・・・(1) 0.5<|f4 |/FW <1.0 ・・・(2) 0.4<f3 /f2 <0.7 ・・・(3) ただし、FW は広角端における全系の焦点距離、f1
第1レンズ群G1の焦点距離、f2 は第2レンズ群G2
の焦点距離、f3 は第3レンズ群G3の焦点距離、f4
は第4レンズ群G4の焦点距離である。
【0022】条件式(1)は、第1レンズ群G1の焦点
距離に関し、全長とバックフォーカスをバランスよく設
定し、なおかつ、像面湾曲や歪曲収差をバランスよく補
正するための条件である。その上限を越えると、第1レ
ンズ群G1のパワーが弱くなってしまうため、バックフ
ォーカスを長くすることができずに、第4レンズ群G4
の外径が大きくなると共に、最終レンズ面に付いたゴミ
がフィルム上に写りやすくなり、かつ、第4レンズ群G
4で発生する非点収差や歪曲収差の補正が困難となる。
条件式(1)の下限を越えてしまうと、全長が大きくな
ると共に、第1レンズ群G1で発生する非点収差や歪曲
収差が増大してしまい、補正過剰となり、好ましくな
い。
【0023】条件式(2)は、第4レンズ群G4の焦点
距離に関し、その上限を越えて第4レンズ群G4の焦点
距離が長くなると、変倍による第4レンズ群G4の移動
量が大きくなるため、ズーム用のカム設計が困難になる
と共に、望遠端におけるレンズ全長が大きくなり、好ま
しいない。また、その下限を越えて第4レンズ群G4の
焦点距離が短くなると、第4レンズ群G4で発生する非
点収差や歪曲収差等の軸外収差の補正が困難となる。
【0024】条件式(3)は、第2レンズ群G2の移動
による像面湾曲の補正を最適に行うためのものであり、
その上限を越えると、第3レンズ群G3に対する第2レ
ンズ群G2のパワーが強くなり過ぎてしまい、第2レン
ズ群G2の移動による球面収差の変動が大きくなってし
まい、また、その下限を越えると、第2レンズ群G2の
移動による像面湾曲の変動が小さくなってしまうので、
第2レンズ群G2の移動量が大きくなってしまい、移動
スペースを確保するためにレンズ全長が大きくなってし
まう。
【0025】また、ズーミングによる軸上色収差と倍率
色収差の変動を小さくするために、第3群G3を、少な
くとも1枚の両凸レンズと少なくとも1枚の負メニスカ
スレンズで構成し、第4レンズ群G4を、少なくとも1
枚の正メニスカスレンズと少なくとも1枚の負メニスカ
スレンズで構成し、以下の条件を満たすようにすること
が望ましい。
【0026】 15<νd(3P) −νd(3N) <22 ・・・(4) 7<νd(4N) −νd(4P) <14 ・・・(5) ただし、νd(3N) は第3レンズ群G3内の負レンズの平
均アッベ数、νd(3P)は第3レンズ群G3内の正レンズ
の平均アッベ数、νd(4N) は第4レンズ群G4内の負レ
ンズの平均アッベ数、νd(4P) は第4レンズ群G4内の
正レンズの平均アッベ数である。
【0027】条件式(4)は、主に軸上色収差の補正に
関するものであり、その上限を越えると、軸上色収差が
補正過剰となるので、特に、望遠側での軸上色収差が悪
化する。また、その下限を越えると、逆に、軸上色収差
が補正不足となり、特に、広角側で軸上色収差が悪化す
る。
【0028】倍率色収差と軸上色収差をバランスよく補
正するには、条件式(5)を満たすことが望ましい。そ
の上限を越えると、軸上色収差のズーミングによる変動
を小さくできるが、倍率色収差の変動が大きくなり、ま
た、その下限を越えると、倍率色収差の変動を小さくす
ることができるが、軸上色収差の変動が大きくなってし
まう。
【0029】さらに、第1レンズ群G1に少なくとも1
枚の負レンズ、第2レンズ群G2に少なくとも1枚の負
メニスカスレンズを含み、以下の条件を満たすことによ
り、良好に収差を補正することができる。
【0030】 0.3<|(r1 +r2 )/(r1 −r2 )|<1.0 ・・・(6) 1.4<|(r5 +r6 )/(r5 −r6 )|<2.2 ・・・(7) ただし、r1 、r2 はそれぞれ第1レンズ群G1内の負
レンズの物体側面、像面側面の曲率半径、r5 、r6
それぞれ第2レンズ群G2内の負メニスカスレンズの物
体側面、像面側面の曲率半径である。
【0031】条件式(6)の範囲を外れると、第3群G
3と第4群G4で発生する非点収差や歪曲収差を第1群
G1で発生するこれらの収差とバランスよく補正するこ
とができなくなる。また、条件式(7)の範囲を外れる
と、第2レンズ群G2中で発生する非点収差や歪曲収差
を補正することができなくなる。
【0032】さらに、第3レンズ群G3を、両凸の正レ
ンズと負メニスカスレンズとの接合レンズにて構成する
と共に、以下の条件を満たすことで、第3レンズ群G3
の接合面で高次の球面収差を発生させ、球面収差を良好
に補正することできる。
【0033】 nd(3N) −nd(3P) >0.24 ・・・(8) ただし、nd(3N) は第3レンズ群G3中の負メニスカス
レンズの屈折率、nd(3P) は第3レンズ群G3中の両凸
正レンズの屈折率である。
【0034】また、第2レンズ群G2もしくは第3レン
ズ群G3中に非球面を用いると、球面収差を容易に補正
することができる。この時に用いる非球面は、周辺に行
くほど負のパワーが強くなるような形状がよい。
【0035】
【実施例】以下、本発明のズームレンズの実施例1〜2
について説明する。図2に実施例1の広角端(図
(a))、中間焦点距離(図(b))、望遠端(図
(c))におけるレンズ断面図を示す。実施例2の同様
であるので図示は省く。
【0036】実施例1、2共、第1レンズ群G1は両凹
負レンズ1枚からなり、第2レンズ群G2は、両凸正レ
ンズ、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸
正レンズの3枚からなり、第3レンズ群G3は、両凸正
レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの
接合レンズからなり、その後に絞り一体に有し、第4レ
ンズ群G4は、何れも像面側に凸面を向けた、正メニス
カスレンズ、負メニスカスレンズ、負メニスカスレンズ
の3枚からなる。非球面は、実施例1、2共、第2レン
ズ群G2の最も像面側の面1面に用いている。
【0037】以下に実施例1〜2のレンズデータを示す
が、記号は、上記の外、fは全系の焦点距離、FNOはF
ナンバー、ωは半画角、fB はバックフォーカス、
1 、r2 …は各レンズ面の曲率半径、d1 、d2 …は
各レンズ面間の間隔、nd1、nd2…は各レンズのd線の
屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。ま
た、非球面形状は、光軸方向をx、光軸に直交する方向
をにyとした時、次の式にて表される。 x= y2 /{r+(r2 −y21/2 }+A44 +A6
6 +A88 ただし、rは光軸上の曲率半径、A4、A6、A8は非球面係
数である。
【0038】実施例1 f = 28.84 〜 48.0 〜 78.0 FNO= 4.6 〜 6.0 〜 8.0 ω = 37.765〜 24.632〜 15.646° fB = 4.21 〜 21.48 〜 51.05 r1 = -29.935 d1 = 1.300 nd1 =1.65844 νd1 =50.86 r2 = 276.982 d2 = (可変) r3 = 29.323 d3 = 2.447 nd2 =1.60342 νd2 =38.01 r4 = -875.557 d4 = 1.912 r5 = -17.829 d5 = 2.088 nd3 =1.83400 νd3 =37.16 r6 = -61.216 d6 = 0.179 r7 = 125.064 d7 = 3.688 nd4 =1.51633 νd4 =64.15 r8 = -20.368(非球面) d8 = (可変) r9 = 27.111 d9 = 5.774 nd5 =1.53996 νd5 =59.57 r10= -10.124 d10= 1.200 nd6 =1.80610 νd6 =40.95 r11= -18.618 d11= 0.800 r12= ∞(絞り) d12= (可変) r13= -39.357 d13= 3.517 nd7 =1.59551 νd7 =39.21 r14= -14.726 d14= 1.092 r15= -16.637 d15= 1.193 nd8 =1.74400 νd8 =44.73 r16= -43.461 d16= 4.546 r17= -12.395 d17= 1.800 nd9 =1.69680 νd9 =55.52 r18= -62.066 非球面係数 第8面 A4= 0.10209×10-4 A6=-0.59663×10-8 A8=-0.21208×10-8 |f1 |/FW =1.42 |f4 |/FW =0.75 f3 /f2 =0.54 νd(3P) −νd(3N) =18.62 νd(4N) −νd(4P) =10.92 |(r1 +r2 )/(r1 −r2 )|=0.80 |(r5 +r6 )/(r5 −r6 )|=1.82 nd(3N) −nd(3P) =0.266
【0039】実施例2 f = 28.84 〜 49.98 〜 82.5 FNO= 4.6 〜 6.0 〜 8.0 ω = 37.792〜 23.737〜 14.811° fB = 4.13 〜 23.26 〜 54.91 r1 = -32.658 d1 = 1.300 nd1 =1.65844 νd1 =50.86 r2 = 119.635 d2 = (可変) r3 = 28.959 d3 = 2.802 nd2 =1.60342 νd2 =38.01 r4 = -193.846 d4 = 1.958 r5 = -17.020 d5 = 2.115 nd3 =1.83400 νd3 =37.16 r6 = -63.355 d6 = 0.220 r7 = 159.253 d7 = 3.750 nd4 =1.51633 νd4 =64.15 r8 = -19.431(非球面) d8 = (可変) r9 = 26.696 d9 = 5.890 nd5 =1.53996 νd5 =59.57 r10= -10.193 d10= 1.200 nd6 =1.80610 νd6 =40.95 r11= -18.823 d11= 0.800 r12= ∞(絞り) d12= (可変) r13= -41.680 d13= 3.583 nd7 =1.59551 νd7 =39.21 r14= -14.813 d14= 1.127 r15= -16.380 d15= 1.200 nd8 =1.74400 νd8 =44.73 r16= -44.980 d16= 4.517 r17= -12.606 d17= 1.800 nd9 =1.69680 νd9 =55.52 r18= -65.414 非球面係数 第8面 A4= 0.75716×10-5 A6= 0.17822×10-7 A8=-0.22029×10-8 |f1 |/FW =1.35 |f4 |/FW =0.75 f3 /f2 =0.55νd(3P) −νd(3N) =18.6
2 νd(4N) −νd(4P) =10.92 |(r1 +r2 )/(r1 −r2 )|=0.57 |(r5 +r6 )/(r5 −r6 )|=1.72 nd(3N) −nd(3P) =0.266
【0040】上記実施例1及び実施例2の広角端
(a)、中間焦点距離(b)、望遠端(c)における球
面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図
をそれぞれ図3、図4に示す。
【0041】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、コンパクトカメラ等に適した小型のズームレ
ンズであって、広角端の画角が70°以上で、かつ、変
倍比が2.5倍以上あり、諸収差、特に、像面湾曲、歪
曲収差、軸上及び倍率色収差が広角端から望遠端まで良
好に補正された高変倍広角ズームレンズを得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の小型の高変倍広角ズームレンズの光学
配置の概略図である。
【図2】実施例1の広角端(a)、中間焦点距離
(b)、望遠端(c)におけるレンズ断面図である。
【図3】実施例1の広角端(a)、中間焦点距離
(b)、望遠端(c)における球面収差、非点収差、歪
曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図4】実施例2の広角端(a)、中間焦点距離
(b)、望遠端(c)における球面収差、非点収差、歪
曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【符号の説明】
G1…第1レンズ群 G2…第2レンズ群 G3…第3レンズ群 G4…第4レンズ群
【手続補正書】
【提出日】平成5年1月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】以下に実施例1〜2のレンズデータを示す
が、記号は、上記の外、fは全系の焦点距離、FNOはF
ナンバー、ωは半画角、fB はバックフォーカス、
1 、r2 …は各レンズ面の曲率半径、d1 、d2 …は
各レンズ面間の間隔、nd1、nd2…は各レンズのd線の
屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。ま
た、非球面形状は、光軸方向をx、光軸に直交する方向
をにyとした時、次の式にて表される。 x= cy2 /{1+(1−c221/2 }+A44
A66 +A88 ただし、c=1/rであり、rは光軸上の曲率半径、
A4、A6、A8は非球面係数である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、負の第1レンズ群、正
    の第2レンズ群、正の第3レンズ群、負の第4レンズ群
    から構成され、広角端から望遠端への変倍の際に、第1
    レンズ群と第3レンズ群が一体で物体側へ移動し、第4
    レンズ群は、第3レンズ群との間隔が単調に減少するよ
    うに物体側へ移動し、第2レンズ群は、広角端から中間
    焦点距離までは第1レンズ群へ近づき、中間焦点距離か
    ら望遠端にかけては第3レンズ群へ近づくように移動す
    ることを特徴とする小型の高変倍広角ズームレンズ。
JP28769292A 1992-10-26 1992-10-26 小型の高変倍広角ズームレンズ Expired - Fee Related JP3274723B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5701199A (en) * 1995-06-01 1997-12-23 Olympus Optical Co., Ltd. Real image mode variable magnification finder optical system
US5793532A (en) * 1994-08-29 1998-08-11 Olympus Optical Co., Ltd. Zoom lens
JP2000275518A (ja) * 1999-03-24 2000-10-06 Asahi Optical Co Ltd ズームレンズ系
JP2007156385A (ja) * 2005-06-15 2007-06-21 Olympus Imaging Corp ズーム光学系及びそれを備えた撮像装置

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