JPH07318865A - 防振機能を有するズームレンズ - Google Patents

防振機能を有するズームレンズ

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JPH07318865A
JPH07318865A JP6131175A JP13117594A JPH07318865A JP H07318865 A JPH07318865 A JP H07318865A JP 6131175 A JP6131175 A JP 6131175A JP 13117594 A JP13117594 A JP 13117594A JP H07318865 A JPH07318865 A JP H07318865A
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Japan
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lens group
lens
wide
zoom
refractive power
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JP6131175A
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Motoyuki Otake
基之 大竹
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • 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
    • G02B15/145Optical 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
    • G02B15/1451Optical 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
    • G02B15/145113Optical 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 +-++-

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で高変倍化が可能な防振機構を備えたズ
ームレンズを提供すること。 【構成】 本発明のズームレンズは、物体側より順に、
正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を
有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レ
ンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4
と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とを備え、広
角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群G
1と前記第2レンズ群G2との間隔は増大し、前記第2
レンズ群G2と前記第3レンズ群G3との間隔は減少
し、前記第3レンズ群G3と前記第4レンズ群G4との
間隔は増大し、前記第4レンズ群G4と前記第5レンズ
群5との間隔は減少するように、少なくとも前記第1レ
ンズ群G1および前記第5レンズ群G5は物体側に移動
し、前記第4レンズ群G4を光軸に対してほぼ直交する
方向に移動させて画像のぶれを補正するための変位手段
を備え、 0.15<(β4t・fw)/(β4w・ft)<0.6 の条件を満足することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は防振機能を有するズーム
レンズに関し、特にレンズシャッター式のカメラ等に好
適な高変倍ズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】レンズシャッター式のカメラでは、自動
露出、自動焦点、フィルムの自動巻き上げ・巻き戻し
等、各種操作の自動化が進んでいる。特に近年、自動露
出や自動焦点の高精度化により、露出の過不足やピンボ
ケによる写真撮影の失敗は激減してきている。近年、レ
ンズシャッター式のカメラでは、カメラ本体の小型化や
軽量化がますます進み、変倍比が2倍を越えるような、
いわゆる高変倍ズームレンズを備えたカメラが増えてい
る。これらの高変倍ズームレンズでは、特に、望遠端の
焦点距離が長焦点側に伸びており、被写体により近づい
た迫力のある写真をとることができるようになってき
た。
【0003】また、一般的に、レンズシャッター式のカ
メラに用いられるズームレンズではバックフォーカスに
制限がなく、カメラ本体の小型化を図るために、隣接す
るレンズ群同士の空気間隔が変倍中最も短くなる状態で
レンズ系をカメラ本体内に収納(沈胴)するようになっ
ている。したがって、沈胴時のレンズ厚の小型化がカメ
ラ本体の小型化に直接結びつく。
【0004】ところが、以上に述べたような、カメラ本
体の小型化・軽量化や焦点距離の長焦点化に伴い、手振
れ等により像位置が変動し易いため写真撮影時の失敗を
招きやすいという不都合があった。そこで、撮影光学系
の一部を光軸に対して垂直な方向に移動させて、手振れ
等に起因する像位置の変動を補正(以下、「防振」とい
う)する機能を備えた光学系が各種提案されている。こ
の種のコンパクトカメラに適した防振機能を有するズー
ムレンズとして、たとえば特開平2−93620号公報
に開示のズームレンズが挙げられる。一般的に、レンズ
系を構成する一部のレンズ群を光軸に垂直な方向に移動
させて手振れ等による画像のぶれを補正する光学系で
は、光軸垂直方向に移動させる防振レンズ群の軽量化が
必要である。
【0005】ところで、ズームレンズを備えたレンズシ
ャッター式のカメラでは、近年の鏡筒技術の進歩等によ
り、3群以上の可動レンズ群(変倍時に光軸に沿って移
動する変倍レンズ群)により構成される、いわゆる多群
ズームレンズを用いることで、高変倍化・高性能化を図
ったズームタイプが種々提案されてきている。一般的
に、多群ズームレンズでは、変倍に際する各レンズ群の
軌道に選択の自由度が増えるため、収差補正上の自由度
が増加する。また、変倍を担うレンズ群が増えるため、
各レンズ群の変倍の負担を軽減することができ、高変倍
化・高性能化を図ることができる。
【0006】たとえば、特開平5−224160号公報
に開示のズームレンズでは、物体側より順に、正屈折力
の第1レンズ群、負屈折力の第2レンズ群、正屈折力の
第3レンズ群、正屈折力の第4レンズ群、および負屈折
力の第5レンズ群から構成されている。そして、第5レ
ンズ群を正屈折力の第51レンズ群(前群)および負屈
折力の第52レンズ群(後群)から構成し、第51レン
ズ群を光軸と直交する方向に移動させて防振を行ってい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開平2−93620号公報に開示のズームレンズは、
物体側より順に、正屈折力の第1レンズ群および負屈折
力の第2レンズ群の2つのレンズ群から構成されてい
る。このように、変倍を担うレンズ群が1つしかないの
で、変倍比が2.5倍程度を越えると変倍時に発生する
軸外収差の変動を良好に補正することが困難となり、高
変倍化に適していないという不都合があった。
【0008】また、特開平5−224160号公報に開
示のズームレンズでは、広角化を図ろうとすると、広角
端において第5レンズ群を通過する軸外光束の高さが光
軸から離れて、レンズ径が大型化してしまう。その結
果、防振レンズ群である第51レンズ群の小型化・軽量
化を図ることができないという不都合があった。本発明
は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、小型で高
変倍化が可能な防振機構を備えたズームレンズを提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、物体側より順に、正の屈折力を
有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レ
ンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3
と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折
力を有する第5レンズ群G5とを備え、広角端から望遠
端への変倍に際して、前記第1レンズ群G1と前記第2
レンズ群G2との間隔は増大し、前記第2レンズ群G2
と前記第3レンズ群G3との間隔は減少し、前記第3レ
ンズ群G3と前記第4レンズ群G4との間隔は増大し、
前記第4レンズ群G4と前記第5レンズ群5との間隔は
減少するように、少なくとも前記第1レンズ群G1およ
び前記第5レンズ群G5は物体側に移動し、前記第4レ
ンズ群G4を光軸に対してほぼ直交する方向に移動させ
て画像のぶれを補正するための変位手段を備え、広角端
における前記第4レンズ群G4の結像倍率をβ4wとし、
望遠端における前記第4レンズ群G4の結像倍率をβ4t
とし、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離をfwと
し、望遠端におけるレンズ系全体の焦点距離をftとし
たとき、 0.15<(β4t・fw)/(β4w・ft)<0.6 の条件を満足することを特徴とする防振機能を有するズ
ームレンズを提供する。
【0010】本発明の好ましい態様によれば、広角端に
おける前記第5レンズ群G5の結像倍率をβ5wとし、望
遠端における前記第5レンズ群G5の結像倍率をβ5tと
し、前記第1レンズ群G1の焦点距離をf1とし、広角
端におけるレンズ系全体の焦点距離をfwとし、望遠端
におけるレンズ系全体の焦点距離をftとしたとき、 0.4<(β5t・fw)/(β5w・ft)<0.9 0.7<f1/(fw・ft)1/2 <1.6 の条件を満足する。
【0011】
【作用】本発明によるズームレンズは、物体側より順
に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折
力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第
3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G
4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とを備え、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群
G1と前記第2レンズ群G2との間隔は増大し、前記第
2レンズ群G2と前記第3レンズ群G3との間隔は減少
し、前記第3レンズ群G3と前記第4レンズ群G4との
間隔は増大し、前記第4レンズ群G4と前記第5レンズ
群5との間隔は減少するように、少なくとも前記第1レ
ンズ群G1および前記第5レンズ群G5は物体側に移動
し、前記第4レンズ群G4を光軸に対してほぼ直交する
方向に移動させて画像のぶれを補正するための変位手段
を備える構成を採用している。こうして、本発明によ
り、小型で高変倍化が可能なズームレンズを達成するこ
とができる。
【0012】以下、本発明のズームレンズの構成上の特
徴について説明する。従来より、レンズシャッター式カ
メラに用いられるズームレンズはバックフォーカスに制
限がなく、最も像面寄りに負レンズ群を配置して広角端
から望遠端への変倍に際してバックフォーカスの変化を
大きくすることにより、変倍を有効に行ってレンズ系の
小型化を図っていた。したがって、本発明においても、
最も像側に負レンズ群を配置して、広角端でのバックフ
ォーカスをある程度短くして、第5レンズ群G5を通過
する軸外光束の高さを光軸より離し、画角の変化に伴う
コマ収差の変動の補正を容易にして広角化を図ってい
る。ただし、広角端でのバックフォーカスを短くしすぎ
ると、第5レンズ群G5を通過する軸外光束の高さが光
軸より離れすぎてレンズ径が大型化してしまうため、広
角端でのバックフォーカスを適切な値とすることが望ま
しい。
【0013】そして、広角端から望遠端への変倍に際す
るバックフォーカスの変化を大きくすることにより、第
5レンズ群G5を通過する軸外光束の高さの変化を大き
くし、変倍時のコマ収差の変動を良好に補正している。
また、望遠端よりも広角端におけるレンズ全長を短くす
ること(広角端におけるレンズ全長の短縮化)により、
広角端において第1レンズ群G1を通過する軸外光束の
高さを光軸に近づけて、第1レンズ群G1のレンズ径の
小型化を図っている。
【0014】本発明においては、高変倍化と高性能化と
の両立を図るために、最も像面寄りに配置される第5レ
ンズ群G5が変倍作用を担う割合を軽減し、第1レンズ
群G1乃至第4レンズ群G4で変倍作用を負担してい
る。特に、本発明においては、第2レンズ群G2の結像
倍率が大きく変化しており、第2レンズ群G2が変倍作
用を多く担っている。
【0015】広角端では、第1レンズ群G1と第2レン
ズ群G2とをできるだけ近づけて、第1レンズ群G1と
第2レンズ群G2との合成屈折力を強い負屈折力とし、
これを像面から離れた位置に配置することによって、バ
ックフォーカスを十分得ている。また、正屈折力の第3
レンズ群G3と第4レンズ群G4とを近づけて、強い正
屈折力を得ている。逆に、望遠端では、正屈折力の第1
レンズ群G1を物体側に移動させて、第1レンズ群G1
と第2レンズ群G2との間隔を広げることによって、収
斂作用を強めてレンズ全長の短縮化を図っている。ま
た、正屈折力の第3レンズ群G3を物体側に移動させ
て、第2レンズ群G2との間隔を狭めることにより、さ
らにレンズ全長の短縮化に図っている。
【0016】本発明においては、第1レンズ群G1と第
2レンズ群G2との合成屈折力が変倍中常に負であり、
広角端から望遠端への変倍に際して第1レンズ群G1と
第2レンズ群G2との空気間隔が増大する。このため、
第2レンズ群G2の結像倍率が負に増大するように増倍
に用いられており、広角端から望遠端への変倍に際して
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との合成屈折力が
負に小さくなる。また、広角端における第2レンズ群G
2の結像倍率をβ2wとするとき、−1<β2w<0とする
ことにより、広角端において十分なバックフォーカスを
得ることができる。また、第1レンズ群G1を通過する
軸外光束の高さが光軸により近づくため、第1レンズ群
G1のレンズ径(前玉有効径)の小型化を図ることがで
きる。
【0017】次に、画像のぶれを補正する防振方法に関
して説明する。一般的に、レンズ系を構成するレンズ群
のうち一部のレンズ群を光軸に対して垂直な方向に移動
させると、レンズの移動に応じて像面上で得られる画像
が移動する。換言すれば、レンズ系の一部のレンズ群を
光軸に対して垂直な方向に適宜移動させることにより、
手振れ等に起因する像位置の変動(画像のぶれ)を補正
することが可能である。
【0018】ところが、一部のレンズ群を光軸直交方向
に移動させると、画像の移動に伴って画質が劣化する。
したがって、画像のぶれを補正するには、防振レンズ群
(画像のぶれを補正するために光軸直交方向に移動する
レンズ群)の移動に伴う画像の劣化をできるだけ抑える
必要があるとともに、防振レンズ群を光軸に対して垂直
な方向に移動させた際に発生する収差を抑えることが必
要である。
【0019】一般的に、サイン・コンディション(正弦
条件)が球面収差に比べて正に大きくなると、軸外光束
が外コマ傾向を示す。逆に、サイン・コンディション
(正弦条件)が球面収差に比べて負に大きくなると、軸
外光束が内コマ傾向を示す。このため、防振レンズ群単
独において球面収差およびサイン・コンディションが良
好に補正されていないと、防振レンズ群が光軸直交方向
に移動するときに、像の劣化が大きく発生してしまう。
【0020】また、軸上光束に比べて軸外光束の方が光
軸から離れて通過するような位置に防振レンズ群を配置
すると、軸上光束の通過する高さより光軸から離れた高
さを通過する軸外光束に対しても収差が発生しないよう
にすることが必要になる。すなわち、防振レンズ群がよ
り明るさに有利な形状であることが必要になり、その結
果収差補正が難しくなる。したがって、防振レンズ群の
近傍に開口絞りを配置し、軸上光束と軸外光束との通過
する高さの差を小さくすることが好ましい。
【0021】次に、第4レンズ群G4により画像のぶれ
を補正する具体的方法について述べる。本発明における
ズームレンズの広角端から望遠端に亘る任意の焦点距離
をfとし、焦点距離fの時の光軸を含む平面内における
ズームレンズ全体の傾きをεとすると、像面上での撮影
画面のブレ量sは次の式(a)で表わされる。 s = f・tanε (a) ただし、傾きεが1より十分小さいとすると、ブレ量s
は次の式(a′)で表わされる。 s = f・ε (a′)
【0022】また、第5レンズ群G5の結像倍率をβ5
とし、防振を行なう第4レンズ群G4の光軸直交方向移
動量をyとすると、近軸光線の像面上での偏向量zは次
の式(b)で表わされる。 z = y・β5 (b) ここで、第5レンズ群G5の焦点距離をf5とすると、
β5=f/f14であるから式(b)を式(b′)のよう
に変形することができる。 z = y・f/f14 (b′) ただし、f14は第1レンズ群G1乃至第4レンズ群G4
の合成焦点距離である。
【0023】ズームレンズが角度εだけ傾くときの像ブ
レ量sを補正するには、s=−zとなるように第4レン
ズ群G4を光軸直交方向に移動させればよい。このと
き、式と(a′)および式(b′)より、角度εと光軸
直交方向移動量yとの間には次の式(c)が成立する。 y = −ε・f14 (c) このように、式(c)を満足するように防振レンズ群で
ある第4レンズ群G4を光軸直交方向に移動させれば、
手振れ等に起因する像位置の変動を補正すること、すな
わち防振が可能となる。
【0024】本発明においては、第1レンズ群G1乃至
第3レンズ群G3の合成屈折力は変倍中常に弱い正を示
し、第4レンズ群G4の屈折力は正屈折力を有している
ので、第4レンズ群G4の結像倍率は正となっている。
第4レンズ群G4の最も物体寄りのレンズ面は物体側に
対して凸面を向け、前記レンズ面に入射する軸上光束の
入射角を小さくして負の球面収差の発生を抑えるのが好
ましい。
【0025】以下、本発明の各条件式について説明す
る。本発明のズームレンズは、以下の条件式(1)を満
足する。 0.15<(β4t・fw)/(β4w・ft)<0.6 (1) ここで、 β4w:広角端における第4レンズ群G4の結像倍率 β4t:望遠端における第4レンズ群G4の結像倍率 fw:広角端におけるレンズ系全体の焦点距離 ft:望遠端におけるレンズ系全体の焦点距離
【0026】条件式(1)は、高変倍化と高性能化とを
図りながら、第4レンズ群G4を画像のぶれを補正する
ために光軸に対して偏心させたときに発生する収差を抑
えるための条件である。条件式(1)の上限値を上回る
場合、変倍に際する第4レンズ群G4の結像倍率の変化
が大きくなる。すなわち、第4レンズ群G4に対する物
点位置が変倍に際して大きく変化するようになるので、
物点位置の変化に伴う諸収差の変動が発生してしまう。
したがって、第4レンズ群G4を光軸直交方向に移動さ
せた時に発生する像の劣化を全変倍状態に亘って抑える
ことが困難となってしまう。
【0027】逆に、条件式(1)の下限値を下回る場
合、第4レンズ群G4の結像倍率が変倍に際してあまり
変化しなくなる。すなわち、レンズ系全体での変倍に対
して第1レンズ群G1乃至第4レンズ群G4が変倍を担
う割合が減少する。その結果、第5レンズ群G5が変倍
を担う割合が増大し過ぎてしまい、変倍時に第5レンズ
群G5において発生する軸外収差の変動を良好に抑える
ことができなくなってしまう。
【0028】なお、第4レンズ群G4を画像のぶれを補
正するために光軸に対して偏心させたときに発生する収
差をさらに良好に抑えるには、条件式(1)の上限値を
0.5とするのが好ましい。また、高変倍化を図りなが
らさらに高性能化を図るには、条件式(1)の下限値を
0.25とするのが好ましい。
【0029】本発明において、さらに高変倍化を図りな
がら高性能化を図るには、以下の条件式(2)および
(3)を満足することが望ましい。 0.4<(β5t・fw)/(β5w・ft)<0.9 (2) 0.7<f1/(fw・ft)1/2 <1.6 (3) ここで、 β4w:広角端における第5レンズ群G5の結像倍率 β4t:望遠端における第5レンズ群G5の結像倍率 f1:第1レンズ群G1の焦点距離
【0030】条件式(2)は、望遠端における第5レン
ズ群G5の結像倍率β5tと広角端における第5レンズ群
G5の結像倍率β5wとの比を規定するもので、レンズ系
全体での変倍に対する第5レンズ群G5の変倍を担う割
合を規定するものである。本発明においては、第1レン
ズ群G1乃至第4レンズ群G4の合成屈折力が常に正で
あり、第5レンズ群5は変倍中常に正の結像倍率で用い
られている。条件式(2)の上限値を上回る場合、レン
ズ系全体での変倍に対する第5レンズ群G5の変倍を担
う割合が大きくなりすぎて、広角端から望遠端への変倍
に際して第5レンズ群G5において発生する軸外収差の
変動を良好に抑えることが困難となってしまう。
【0031】逆に、条件式(2)の下限値を下回る場
合、レンズ系全体での変倍に対する第5レンズ群G5の
変倍を担う割合が小さくなるが、第1レンズ群G1乃至
第4レンズ群G4による変倍を担う割合が大きくなりす
ぎる。このため、第1レンズ群G1乃至第4レンズ群G
4の各レンズ群の屈折力が強くなり、広角端から望遠端
への変倍に際して、特に第1レンズ群G1および第2レ
ンズ群G2を通過する軸外光束の光軸からの高さの変化
が小さい割には入射角度が大きく変化するようになり、
軸外収差の変動を良好に補正することが困難となってし
まう。なお、さらに高性能化を図るには、条件式(2)
の下限値を0.6とするのが好ましい。また、さらに高
変倍化を図るには、条件式(2)の上限値を0.85と
するのが望ましい。
【0032】条件式(3)は、第1レンズ群G1の屈折
力を規定するものである。条件式(3)の上限値を上回
る場合、第1レンズ群G1の焦点距離が正に大きくなる
ので、望遠端におけるレンズ全長が大型化してしまい、
本発明の目的に反してしまう。
【0033】逆に、条件式(3)の下限値を下回る場
合、第1レンズ群1の焦点距離が正に小さくなり、望遠
端におけるレンズ全長の短縮化にはつながる。しかしな
がら、第1レンズ群G1を通過する軸外光束が光軸より
離れてしまい、特に望遠端において正の歪曲収差を良好
に抑えることができなくなってしまうとともに、周辺光
量を充分に得るためには第1レンズ群G1のレンズ径が
大型化してしまう。なお、望遠端におけるレンズ全長の
短縮化をさらに図るには、条件式(3)の上限値を1.
4とするのが望ましい。また、さらに広角化を図るに
は、条件式(3)の下限値を0.85とするのが好まし
い。
【0034】本発明においては、第4レンズ群G4が正
屈折力である。したがって、防振時に発生する色収差の
変動を良好に抑えるために、第4レンズ群G4中に少な
くとも正レンズ成分と負レンズ成分との接合正レンズ成
分を配置することが好ましい。また、前述の通り第1レ
ンズ群G1乃至第3レンズ群G3の合成屈折力が変倍中
常に正を示しており、第4レンズ群G4に入射する軸上
光束が収斂しているので、防振時に発生する像の崩れを
抑えるために、第4レンズ群G4の最も物体寄りのレン
ズ面は物体側に凸面を向けているのが望ましい。
【0035】したがって、本発明においては、第4レン
ズ群G4は少なくとも正レンズ成分と負レンズ成分との
接合レンズ成分とを有し、第4レンズ群G4の最も物体
寄りのレンズ面は物体側に凸面を向けており、以下の条
件式(4)を満足することが望ましい。 0.5<〔(n41−1)・fw〕/r41<1.2 (4) ここで、 n41:第4レンズ群G4の最も物体寄りのレンズの屈折
率 r41:第4レンズ群G4の最も物体寄りのレンズ面の曲
率半径 ただし、屈折率n41は、d線(λ=587.6nm)に
対する値である。
【0036】条件式(4)は、第4レンズ群G4の最も
物体寄りのレンズ面の屈折力を規定するものである。条
件式(4)の上限値を上回る場合、第4レンズ群G4の
最も物体寄りのレンズ面の屈折力が正に強くなりすぎ
て、前記レンズ面において発生する負の上方コマ収差が
大きくなり、防振時の画面周辺部の像の劣化が大きくな
ってしまう。逆に、条件式(4)の下限値を下回る場
合、軸上光束が第4レンズ群G4に収斂して入射する。
このため、第4レンズ群G4の最も物体寄りのレンズ面
の屈折力が正に弱くなりすぎて、前記レンズ面において
発生する正の上方コマ収差が大きくなり、防振時の画面
周辺部の像の劣化が大きくなってしまう。
【0037】本発明においては、防振時の収差変動をさ
らに良好に補正するために、防振レンズ群である第4レ
ンズ群G4に隣接するように開口絞りを配置することが
好ましい。そして、変倍に際して開口絞りを第4レンズ
群G4と一体的に光軸に沿って移動させるのが好まし
い。さらに、防振時に発生しがちなコマフレアー光束を
遮るために、防振時には開口絞りを光軸直交方向に固定
するのが望ましい。
【0038】また、本発明によれば、広角端から望遠端
への変倍に際して、第2レンズ群G2と第4レンズ群G
4とを一体的に移動させることにより、鏡筒構造の簡略
化を図ることが可能である。また、変倍に際して、第1
レンズ群G1と第5レンズ群G5とを一体的に移動させ
ることや、第2レンズ群G2と第4レンズ群G4および
第1レンズ群G1と第5レンズ群G5をそれぞれ一体的
に移動させることも可能である。また、変倍時に光軸に
沿って移動する可動レンズ群を増やすことにより変倍時
に発生する諸収差の変動を良好に抑えるとともに、上述
したように変倍時に複数のレンズ群を一体的に移動させ
ることにより鏡筒構造の簡略化を図ることが可能とな
る。
【0039】本発明においては、遠距離物体から近距離
物体への合焦に際して第5レンズ群G5を移動させる、
いわゆるリア・フォーカス方式が可能である。また、第
2レンズ群G2乃至第4レンズ群4のうち1つのレンズ
群を移動させる、いわゆるインナー・フォーカス方式
や、第1レンズ群G1を物体側に繰り出す、いわゆる1
群繰り出し方式により合焦可能である。また、複数の可
動レンズ群をそれぞれ異なる速度で移動させることによ
り合焦を行うことも可能である。さらに、本発明におい
ては、いづれかのレンズ群に少なくとも1面の非球面を
導入することにより、広角化、大口径化、高変倍化ある
いは高性能化を図ることができることはいうまでもな
い。
【0040】
【実施例】図1は、本発明の各実施例にかかるズームレ
ンズの基本的な構成および広角端から望遠端への変倍時
における各レンズ群の移動の様子を示す図である。図1
に示すように、本発明によるズームレンズは各実施例に
おいて、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レン
ズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、
正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を
有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レ
ンズ群G5とを備え、広角端から望遠端への変倍に際し
て、前記第1レンズ群G1と前記第2レンズ群G2との
間隔は増大し、前記第2レンズ群G2と前記第3レンズ
群G3との間隔は減少し、前記第3レンズ群G3と前記
第4レンズ群G4との間隔は増大し、前記第4レンズ群
G4と前記第5レンズ群5との間隔は減少するように、
少なくとも前記第1レンズ群G1および前記第5レンズ
群G5は物体側に移動するように構成されている。
【0041】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基
づいて説明する。 〔実施例1〕図2は、本発明の第1実施例にかかるズー
ムレンズの構成を示す図である。図示のズームレンズ
は、物体側より順に、両凸レンズと物体側に凹面を向け
た負メニスカスレンズとの貼合わせレンズL1からなる
第1レンズ群G1と、両凹レンズL21、両凸レンズL
22および両凹レンズL23からなる第2レンズ群G2
と、両凸レンズL3からなる第3レンズ群G3と、両凸
レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの
接合正レンズ成分L4からなる第4レンズ群G4と、物
体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51、物体側
に凹面を向けた負メニスカスレンズL52および物体側
に凹面を向けた負メニスカスレンズL53からなる第5
レンズ群G5とから構成されている。
【0042】図2は、広角端における各レンズ群の位置
関係を示しており、望遠端への変倍時には図1に矢印で
示すズーム軌道に沿って光軸上を移動する。なお、開口
絞りSは、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間
に配置され、広角端から望遠端への変倍に際して第4レ
ンズ群G4と一体的に移動する。また、第3レンズ群G
3を物体側に移動させて近距離物体への合焦を行ってい
る。さらに、第4レンズ群G4は、変位手段である防振
機構1によって光軸とほぼ直交する方向に適宜移動さ
れ、手振れ等に起因する像位置の揺れが補正されるよう
になっている。次の表(1)に、本発明の実施例1の諸
元の値を掲げる。表(1)において、fは焦点距離を、
FNOはFナンバーを、2ωは画角を、Bfはバックフォ
ーカスを、Rは撮影距離を表す。さらに、屈折率および
アッベ数はそれぞれd線(λ=587.6nm)に対す
る値を示している。
【0043】
【表1】f=38.80 〜75.20 〜121.82mm FNO=4.12〜6.55〜8.98 2ω=58.14 〜31.34 〜19.68 ゜ 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 53.3339 4.40 69.98 1.51860 2 -42.1209 1.51 23.01 1.86074 3 -71.9416 (d3= 可変) 4 -30.1358 1.26 46.55 1.80411 5 30.0088 1.00 6 21.0658 2.76 25.80 1.78472 7 -108.0786 0.75 8 -27.1130 1.26 45.37 1.79668 9 170.7308 (d9= 可変) 10 170.2054 1.88 59.61 1.53996 11 -22.9254 (d11=可変) 12 24.8412 3.27 60.69 1.56384 13 -13.1214 1.26 25.35 1.80518 14 -33.3343 0.63 15 ∞ (d15=可変) (絞り) 16 -65.7053 2.89 25.35 1.80518 17 -21.0400 0.69 18 -43.0152 1.26 43.35 1.84042 19 -331.2802 4.08 20 -12.4966 1.51 49.45 1.77279 21 -67.9285 (Bf) (変倍における可変間隔) f 38.8003 75.1977 121.8243 d3 2.1349 11.2890 17.6589 d9 4.3954 2.9583 1.2558 d11 4.0187 5.4558 7.1583 d15 14.0978 5.9019 1.8838 Bf 9.8154 32.4310 55.4116 (撮影倍率−1/40倍時の第3レンズ群のフォーカシ
ング移動量) f 38.8003 75.1977 121.8243 R 1562.9051 3006.3693 3855.9854 移動量 0.9236 0.7558 0.6957 (移動量Δの符号は被写体方向を正とする) (条件対応値) β4w=0.10619 β4t=0.14887 β5w=1.37204 β5t=3.10732 fw=38.80 ft=121.82 f1=74.4078 n41=1.56384 r41=24.8412 (1)(β4t・fw)/(β4w・ft)=0.447 (2)(β5t・fw)/(β5w・ft)=0.721 (3)f1/(fw・ft)1/2 =1.082 (4)〔(n41−1)・fw〕/r41 =0.881
【0044】図3乃至図8は実施例1の諸収差図であ
る。図3乃至図5は、それぞれ広角端(最短焦点距離状
態)での無限遠合焦状態における諸収差図、中間焦点距
離状態での無限遠合焦状態における諸収差図、望遠端
(最長焦点距離状態)での無限遠合焦状態における諸収
差図である。また、図6乃至図8は、それぞれ広角端で
の近距離合焦状態(撮影倍率β=−1/40倍)におけ
る諸収差図、中間焦点距離状態での近距離合焦状態(撮
影倍率β=−1/40倍)における諸収差図、および望
遠端での近距離合焦状態(撮影倍率β=−1/40倍)
における諸収差図である。各収差図において、Yは像高
を示している。また、非点収差を示す収差図において実
線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を
示している。さらに、球面収差を示す収差図において破
線はサイン・コンディション(正弦条件)を示してい
る。なお、防振時の横収差図では、ブレによる傾き角度
ε=0.005ラジアンに対する横収差を示している。
各収差図から明らかなように、本実施例では、各焦点距
離状態において遠距離物体から近距離物体にかけて防振
時も含めて、諸収差が良好に補正されていることがわか
る。
【0045】〔実施例2〕図9は、本発明の第2実施例
にかかるズームレンズの構成を示す図である。図示のズ
ームレンズは、物体側より順に、両凸レンズと物体側に
凹面を向けた負メニスカスレンズとの貼合わせレンズL
1からなる第1レンズ群G1と、両凹レンズL21、両
凸レンズL22および両凹レンズL23からなる第2レ
ンズ群G2と、両凸レンズL3からなる第3レンズ群G
3と、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカス
レンズとの接合正レンズ成分L4からなる第4レンズ群
G4と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL5
1、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL52お
よび物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL53か
らなる第5レンズ群G5とから構成されている。
【0046】図9は、広角端における各レンズ群の位置
関係を示しており、望遠端への変倍時には図1に矢印で
示すズーム軌道に沿って光軸上を移動する。なお、開口
絞りSは、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間
に配置され、広角端から望遠端への変倍に際して第4レ
ンズ群G4と一体的に移動する。また、第5レンズ群G
5を物体側に移動させて近距離物体への合焦を行ってい
る。さらに、第4レンズ群G4は、変位手段である防振
機構1によって光軸とほぼ直交する方向に適宜移動さ
れ、手振れ等に起因する像位置の揺れが補正されるよう
になっている。次の表(2)に、本発明の実施例2の諸
元の値を掲げる。表(2)において、fは焦点距離を、
FNOはFナンバーを、2ωは画角を、Bfはバックフォ
ーカスを、Rは撮影距離を表す。さらに、屈折率および
アッベ数はそれぞれd線(λ=587.6nm)に対す
る値を示している。
【0047】
【表2】f=38.80 〜75.33 〜121.77mm FNO=4.18〜6.74〜9.15 2ω=59.56 〜31.40 〜19.66 ゜ 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 57.4285 4.40 69.98 1.51860 2 -39.6007 1.51 23.01 1.86074 3 -64.5528 (d3= 可変) 4 -27.9097 1.26 49.45 1.77279 5 34.9395 1.00 6 24.0689 2.76 25.80 1.78472 7 -216.8359 1.00 8 -39.6023 1.26 45.37 1.79668 9 151.0074 (d9= 可変) 10 53.1031 1.88 64.10 1.51680 11 -30.0524 (d11=可変) 12 28.4588 3.27 59.60 1.53996 13 -13.1841 1.26 25.35 1.80518 14 -29.8784 0.63 15 ∞ (d15=可変) (絞り) 16 -50.1459 2.89 25.35 1.80518 17 -19.3563 0.96 18 -24.5978 1.26 43.35 1.84042 19 -55.3993 3.82 20 -13.8276 1.51 49.45 1.77279 21 -84.3951 (Bf) (変倍における可変間隔) f 38.8016 75.3309 121.7668 d3 2.1349 10.3026 16.4362 d9 5.4343 3.7227 1.2558 d11 4.0187 5.7303 8.1971 d15 13.8279 5.4791 1.6267 Bf 9.7336 33.3753 55.5337 (撮影倍率−1/40倍時の第5レンズ群のフォーカシ
ング移動量) f 38.8016 75.3309 121.7668 R 1573.8067 3079.0010 4961.5364 移動量 1.1422 0.4581 0.3548 (移動量Δの符号は被写体方向を正とする) (条件対応値) β4w=0.21159 β4t=0.25022 β5w=1.38149 β5t=3.10173 fw=38.80 ft=121.77 f1=73.5554 n41=1.53996 r41=28.4588 (1)(β4t・fw)/(β4w・ft)=0.376 (2)(β5t・fw)/(β5w・ft)=0.715 (3)f1/(fw・ft)1/2 =1.070 (4)〔(n41−1)・fw〕/r41 =0.736
【0048】図10乃至図15は実施例2の諸収差図で
ある。図10乃至図12は、それぞれ広角端(最短焦点
距離状態)での無限遠合焦状態における諸収差図、中間
焦点距離状態での無限遠合焦状態における諸収差図、望
遠端(最長焦点距離状態)での無限遠合焦状態における
諸収差図である。また、図13乃至図15は、それぞれ
広角端での近距離合焦状態(撮影倍率β=−1/40
倍)における諸収差図、中間焦点距離状態での近距離合
焦状態(撮影倍率β=−1/40倍)における諸収差
図、および望遠端での近距離合焦状態(撮影倍率β=−
1/40倍)における諸収差図である。各収差図におい
て、Yは像高を示している。また、非点収差を示す収差
図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディ
オナル像面を示している。さらに、球面収差を示す収差
図において破線はサイン・コンディション(正弦条件)
を示している。なお、防振時の横収差図では、ブレによ
る傾き角度ε=0.005ラジアンに対する横収差を示
している。各収差図から明らかなように、本実施例で
は、各焦点距離状態において遠距離物体から近距離物体
にかけて防振時も含めて、諸収差が良好に補正されてい
ることがわかる。
【0049】〔実施例3〕図16は、本発明の第3実施
例にかかるズームレンズの構成を示す図である。図示の
ズームレンズは、物体側より順に、両凸レンズと物体側
に凹面を向けた負メニスカスレンズとの貼合わせレンズ
L1からなる第1レンズ群G1と、両凹レンズL21、
両凸レンズL22および両凹レンズL23からなる第2
レンズ群G2と、両凸レンズL3からなる第3レンズ群
G3と、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカ
スレンズとの接合正レンズ成分L4からなる第4レンズ
群G4と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL
51、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL52
および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL53
からなる第5レンズ群G5とから構成されている。
【0050】図16は、広角端における各レンズ群の位
置関係を示しており、望遠端への変倍時には図1に矢印
で示すズーム軌道に沿って光軸上を移動する。なお、開
口絞りSは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との
間に配置され、広角端から望遠端への変倍に際して第4
レンズ群G4と一体的に移動する。また、第3レンズ群
G3を物体側に移動させて近距離物体への合焦を行って
いる。さらに、第4レンズ群G4は、変位手段である防
振機構1によって光軸とほぼ直交する方向に適宜移動さ
れ、手振れ等に起因する像位置の揺れが補正されるよう
になっている。次の表(3)に、本発明の実施例3の諸
元の値を掲げる。表(3)において、fは焦点距離を、
FNOはFナンバーを、2ωは画角を、Bfはバックフォ
ーカスを、Rは撮影距離を表す。さらに、屈折率および
アッベ数はそれぞれd線(λ=587.6nm)に対す
る値を示している。
【0051】
【表3】f=38.80 〜74.48 〜121.81mm FNO=4.13〜6.65〜8.98 2ω=58.18 〜31.88 〜19.74 ゜ 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 54.4903 4.40 69.98 1.51860 2 -39.9084 1.51 23.01 1.86074 3 -68.9558 (d3= 可変) 4 -31.9258 1.26 49.45 1.77279 5 28.6143 1.00 6 20.4297 2.76 25.80 1.78472 7 -239.4079 1.00 8 -27.5612 1.26 45.37 1.79668 9 272.9798 (d9= 可変) 10 157.0461 1.88 64.10 1.51680 11 -21.9903 (d11=可変) 12 ∞ 1.51 (絞り) 13 21.6125 3.27 59.60 1.53996 14 -13.9934 1.26 25.35 1.80518 15 -39.0270 (d15=可変) 16 -63.7431 2.89 25.35 1.80518 17 -20.7314 0.38 18 -44.6214 1.26 43.35 1.84042 19 -476.7860 4.40 20 -12.2564 1.51 49.45 1.77279 21 -56.5075 (Bf) (変倍における可変間隔) f 38.8044 74.4845 121.8052 d3 2.1349 10.3932 17.1161 d9 4.7613 3.5058 1.2558 d11 3.1959 4.4514 6.7014 d15 14.5447 5.8355 1.8838 Bf 9.0413 32.4012 54.7094 (撮影倍率−1/40倍時の第3レンズ群のフォーカシ
ング移動量) f 38.8044 74.4845 121.8052 R 1557.6292 2971.9713 4843.8565 移動量 1.0665 0.8486 0.7900 (移動量Δの符号は被写体方向を正とする) (条件対応値) β4w=0.15021 β4t=0.18863 β5w=1.34103 β5t=3.03801 fw=38.80 ft=121.81 f1=75.14815 n41=1.53996 r41=21.6125 (1)(β4t・fw)/(β4w・ft)=0.400 (2)(β5t・fw)/(β5w・ft)=0.722 (3)f1/(fw・ft)1/2 =1.093 (4)〔(n41−1)・fw〕/r41 =0.969
【0052】図17乃至図22は実施例3の諸収差図で
ある。図17乃至図19は、それぞれ広角端(最短焦点
距離状態)での無限遠合焦状態における諸収差図、中間
焦点距離状態での無限遠合焦状態における諸収差図、望
遠端(最長焦点距離状態)での無限遠合焦状態における
諸収差図である。また、図20乃至図22は、それぞれ
広角端での近距離合焦状態(撮影倍率β=−1/40
倍)における諸収差図、中間焦点距離状態での近距離合
焦状態(撮影倍率β=−1/40倍)における諸収差
図、および望遠端での近距離合焦状態(撮影倍率β=−
1/40倍)における諸収差図である。各収差図におい
て、Yは像高を示している。また、非点収差を示す収差
図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディ
オナル像面を示している。さらに、球面収差を示す収差
図において破線はサイン・コンディション(正弦条件)
を示している。なお、防振時の横収差図では、ブレによ
る傾き角度ε=0.005ラジアンに対する横収差を示
している。各収差図から明らかなように、本実施例で
は、各焦点距離状態において遠距離物体から近距離物体
にかけて防振時も含めて、諸収差が良好に補正されてい
ることがわかる。
【0053】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、少ない
構成レンズ枚数で、低コストで、小型化および高変倍化
に適したコンパクトカメラに好適な防振機能を有するズ
ームレンズを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の各実施例にかかるズームレンズの基本
的な構成および広角端から望遠端への変倍時における各
レンズ群の移動の様子および遠距離物体を示す図であ
る。
【図2】本発明の第1実施例にかかるズームレンズの構
成を示す図である。
【図3】実施例1の広角端での無限遠合焦状態における
諸収差図である。
【図4】実施例1の中間焦点距離状態での無限遠合焦状
態における諸収差図である。
【図5】実施例1の望遠端での無限遠合焦状態における
諸収差図である。
【図6】実施例1の広角端での近距離合焦状態における
諸収差図である。
【図7】実施例1の中間焦点距離状態での近距離合焦状
態における諸収差図である。
【図8】実施例1の望遠端での近距離合焦状態における
諸収差図である。
【図9】本発明の第2実施例にかかるズームレンズの構
成を示す図である。
【図10】実施例2の広角端での無限遠合焦状態におけ
る諸収差図である。
【図11】実施例2の中間焦点距離状態での無限遠合焦
状態における諸収差図である。
【図12】実施例2の望遠端での無限遠合焦状態におけ
る諸収差図である。
【図13】実施例2の広角端での近距離合焦状態におけ
る諸収差図である。
【図14】実施例2の中間焦点距離状態での近距離合焦
状態における諸収差図である。
【図15】実施例2の望遠端での近距離合焦状態におけ
る諸収差図である。
【図16】本発明の第3実施例にかかるズームレンズの
構成を示す図である。
【図17】実施例3の広角端での無限遠合焦状態におけ
る諸収差図である。
【図18】実施例3の中間焦点距離状態での無限遠合焦
状態における諸収差図である。
【図19】実施例3の望遠端での無限遠合焦状態におけ
る諸収差図である。
【図20】実施例3の広角端での近距離合焦状態におけ
る諸収差図である。
【図21】実施例3の中間焦点距離状態での近距離合焦
状態における諸収差図である。
【図22】実施例3の望遠端での近距離合焦状態におけ
る諸収差図である。
【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 G5 第5レンズ群 S 開口絞り 1 変位手段(防振機構)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、正の屈折力を有する第
    1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G
    2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈
    折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する
    第5レンズ群G5とを備え、 広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群
    G1と前記第2レンズ群G2との間隔は増大し、前記第
    2レンズ群G2と前記第3レンズ群G3との間隔は減少
    し、前記第3レンズ群G3と前記第4レンズ群G4との
    間隔は増大し、前記第4レンズ群G4と前記第5レンズ
    群5との間隔は減少するように、少なくとも前記第1レ
    ンズ群G1および前記第5レンズ群G5は物体側に移動
    し、 前記第4レンズ群G4を光軸に対してほぼ直交する方向
    に移動させて画像のぶれを補正するための変位手段を備
    え、 広角端における前記第4レンズ群G4の結像倍率をβ4w
    とし、望遠端における前記第4レンズ群G4の結像倍率
    をβ4tとし、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を
    fwとし、望遠端におけるレンズ系全体の焦点距離をf
    tとしたとき、 0.15<(β4t・fw)/(β4w・ft)<0.6 の条件を満足することを特徴とする防振機能を有するズ
    ームレンズ。
  2. 【請求項2】 広角端における前記第5レンズ群G5の
    結像倍率をβ5wとし、望遠端における前記第5レンズ群
    G5の結像倍率をβ5tとし、前記第1レンズ群G1の焦
    点距離をf1とし、広角端におけるレンズ系全体の焦点
    距離をfwとし、望遠端におけるレンズ系全体の焦点距
    離をftとしたとき、 0.4<(β5t・fw)/(β5w・ft)<0.9 0.7<f1/(fw・ft)1/2 <1.6 の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載のズ
    ームレンズ。
  3. 【請求項3】 前記第4レンズ群G4は少なくとも正レ
    ンズ成分と負レンズ成分との接合レンズ成分を有し、前
    記第4レンズ群G4の最も物体寄りのレンズ面は物体側
    に凸面を向けており、 広角端におけるレンズ系全体の焦点距離をfwとし、前
    記第4レンズ群G4の最も物体寄りのレンズ面の曲率半
    径をr41とし、前記第4レンズ群G4の最も物体寄りの
    レンズの屈折率をn41としたとき、 0.5<〔(n41−1)・fw〕/r41<1.2 の条件を満足す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. 【請求項4】 前記第4レンズ群G4の近傍に開口絞り
    を備えていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
    か1項に記載のズームレンズ。
  5. 【請求項5】 前記開口絞りは、変倍時には前記第4レ
    ンズ群G4と一体的に光軸に沿って移動し、防振時には
    光軸に対して固定であることを特徴とする請求項4に記
    載のズームレンズ。
  6. 【請求項6】 少なくとも前記第3レンズ群G3を光軸
    に沿って移動させることにより合焦を行うことを特徴と
    する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のズームレン
    ズ。
  7. 【請求項7】 少なくとも前記第5レンズ群G5を光軸
    に沿って移動させることにより合焦を行うことを特徴と
    する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のズームレン
    ズ。
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