JPH11133303A - リヤーフォーカス式の広角ズームレンズ - Google Patents
リヤーフォーカス式の広角ズームレンズInfo
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- JPH11133303A JPH11133303A JP9311183A JP31118397A JPH11133303A JP H11133303 A JPH11133303 A JP H11133303A JP 9311183 A JP9311183 A JP 9311183A JP 31118397 A JP31118397 A JP 31118397A JP H11133303 A JPH11133303 A JP H11133303A
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- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 全体として５つのレンズ群を有し、変倍系よ
りも後方のレンズ群でフォーカスを行い、レンズ系全体
を小型にし、広画角，高変倍比のリヤーフォーカス式の
広角ズームレンズを得ること。 【解決手段】 物体側より順に正の屈折力の第１群、変
倍に伴い移動する負の屈折力の第２群、開口絞り、そし
てフォーカスの際に移動するレンズ群を含む少なくとも
１つのレンズ群を有し、該第１群は負の屈折力の第１１
群と正の屈折力の第１２群より成り、無限遠物体のとき
の該第１２群の近軸横倍率をβ１２としたとき −２．５＜β１２＜−０．５５ なる条件を満足すること。
りも後方のレンズ群でフォーカスを行い、レンズ系全体
を小型にし、広画角，高変倍比のリヤーフォーカス式の
広角ズームレンズを得ること。 【解決手段】 物体側より順に正の屈折力の第１群、変
倍に伴い移動する負の屈折力の第２群、開口絞り、そし
てフォーカスの際に移動するレンズ群を含む少なくとも
１つのレンズ群を有し、該第１群は負の屈折力の第１１
群と正の屈折力の第１２群より成り、無限遠物体のとき
の該第１２群の近軸横倍率をβ１２としたとき −２．５＜β１２＜−０．５５ なる条件を満足すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリヤーフォーカス式
のズームレンズに関し、特に写真用カメラやビデオカメ
ラ、そして放送用カメラ等に用いられる広角端の撮影画
角が略８０度と広画角でしかも変倍比１２．５，Ｆナン
バー１．６程度と大口径比で高変倍比のリヤーフォーカ
ス式の広角ズームレンズに関するものである。
のズームレンズに関し、特に写真用カメラやビデオカメ
ラ、そして放送用カメラ等に用いられる広角端の撮影画
角が略８０度と広画角でしかも変倍比１２．５，Ｆナン
バー１．６程度と大口径比で高変倍比のリヤーフォーカ
ス式の広角ズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、ホームビデオカメラ等の小型軽量
化に伴い、撮像用のズームレンズの小型化にも目覚まし
い進歩が見られ、特にレンズ全長の短縮化や前玉径の小
型化、構成の簡略化に力が注がれている。
化に伴い、撮像用のズームレンズの小型化にも目覚まし
い進歩が見られ、特にレンズ全長の短縮化や前玉径の小
型化、構成の簡略化に力が注がれている。
【０００３】これらの目的を達成する一つの手段とし
て、物体側の第１群以外のレンズ群を移動させてフォー
カスを行う、所謂リヤーフォーカス式又はインナーフォ
ーカス式（以下「リヤーフォーカス式」と略称する。）
のズームレンズが知られている。
て、物体側の第１群以外のレンズ群を移動させてフォー
カスを行う、所謂リヤーフォーカス式又はインナーフォ
ーカス式（以下「リヤーフォーカス式」と略称する。）
のズームレンズが知られている。
【０００４】一般にリヤーフォーカス式のズームレンズ
は第１群を移動させてフォーカスを行うズームレンズに
比べて第１群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小
型化が容易になり、又近接撮影、特に極近接撮影が容易
となり、更に比較的小型軽量のレンズ群を移動させて行
っているので、レンズ群の駆動力が小さくてすみ迅速な
焦点合わせができる等の特長がある。
は第１群を移動させてフォーカスを行うズームレンズに
比べて第１群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小
型化が容易になり、又近接撮影、特に極近接撮影が容易
となり、更に比較的小型軽量のレンズ群を移動させて行
っているので、レンズ群の駆動力が小さくてすみ迅速な
焦点合わせができる等の特長がある。
【０００５】このようなリヤーフォーカス式のズームレ
ンズとして、例えば特開昭６２−２４２１３号公報，特
開昭６３−２４７３１６号公報では、物体側より順に正
の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の
第３群、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を
有し、第２群を移動させて変倍を行い、変倍に伴う像面
変動を該第４群を移動させて補正すると共に該第４群を
移動させてフォーカスを行っている。
ンズとして、例えば特開昭６２−２４２１３号公報，特
開昭６３−２４７３１６号公報では、物体側より順に正
の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の
第３群、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を
有し、第２群を移動させて変倍を行い、変倍に伴う像面
変動を該第４群を移動させて補正すると共に該第４群を
移動させてフォーカスを行っている。
【０００６】特開平２−３９０１１号公報では物体側よ
り順に正の屈折力を持つ第１群と負の屈折力を持ち光軸
上を移動することにより変倍作用を有する第２群と正の
屈折力を持ち集光作用を有する第３群と、第２群の移動
及び物体の移動によって変動する像面を基準面から一定
の位置に保つように光軸上を移動する第４群とからなる
ズームレンズで第１群は負の屈折力の単レンズ、つづい
て正の屈折力の単レンズで構成される非球面を用いたズ
ームレンズを開示している。
り順に正の屈折力を持つ第１群と負の屈折力を持ち光軸
上を移動することにより変倍作用を有する第２群と正の
屈折力を持ち集光作用を有する第３群と、第２群の移動
及び物体の移動によって変動する像面を基準面から一定
の位置に保つように光軸上を移動する第４群とからなる
ズームレンズで第１群は負の屈折力の単レンズ、つづい
て正の屈折力の単レンズで構成される非球面を用いたズ
ームレンズを開示している。
【０００７】特開平３−１８０８０９号公報では物体側
より順に正の屈折力を持つ第１群、負の屈折力を持つ第
２群、正の屈折力を持つ第３群、正の屈折力を持つ第４
群の４つのレンズ群より成り、変倍時、第２群が主とし
て移動し、それに伴う像点移動を少なくとも他の１つの
レンズ群を移動させて補正するようなズームレンズにお
いて第１群は物体側より順に、物体側に凸面を向けた負
のメニスカスレンズとある程度の空間をおいて配した物
体側に強い面を持つ正レンズの２枚にて構成されるズー
ムレンズを開示している。
より順に正の屈折力を持つ第１群、負の屈折力を持つ第
２群、正の屈折力を持つ第３群、正の屈折力を持つ第４
群の４つのレンズ群より成り、変倍時、第２群が主とし
て移動し、それに伴う像点移動を少なくとも他の１つの
レンズ群を移動させて補正するようなズームレンズにお
いて第１群は物体側より順に、物体側に凸面を向けた負
のメニスカスレンズとある程度の空間をおいて配した物
体側に強い面を持つ正レンズの２枚にて構成されるズー
ムレンズを開示している。
【０００８】特開平６−３２４２６５号公報では物体側
から順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正
の屈折力の第３群、そして正の屈折力の第４群によって
構成され、第２群と第４群とを光軸に沿って移動させて
各レンズ群相互の空気間隔を変化させることにより焦点
距離を連続的に変化させるズームレンズにおいて、第１
群を物体側から順に正レンズ，負レンズ，正レンズ，そ
して正レンズの４枚構成のズームレンズを開示してい
る。
から順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正
の屈折力の第３群、そして正の屈折力の第４群によって
構成され、第２群と第４群とを光軸に沿って移動させて
各レンズ群相互の空気間隔を変化させることにより焦点
距離を連続的に変化させるズームレンズにおいて、第１
群を物体側から順に正レンズ，負レンズ，正レンズ，そ
して正レンズの４枚構成のズームレンズを開示してい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】一般にズームレンズに
おいてリヤーフォーカス方式を採用すると前述の如くレ
ンズ系全体が小型化され又迅速なるフォーカスが可能と
なり、更に近接撮影が容易となる等の特長が得られる。
おいてリヤーフォーカス方式を採用すると前述の如くレ
ンズ系全体が小型化され又迅速なるフォーカスが可能と
なり、更に近接撮影が容易となる等の特長が得られる。
【００１０】しかしながら反面、フォーカスの際の収差
変動が大きくなり、無限遠物体から近距離物体に至る物
体距離全般にわたりレンズ系全体の小型化を図りつつ高
い光学性能を得るのが大変難しくなってくるという問題
点が生じてくる。
変動が大きくなり、無限遠物体から近距離物体に至る物
体距離全般にわたりレンズ系全体の小型化を図りつつ高
い光学性能を得るのが大変難しくなってくるという問題
点が生じてくる。
【００１１】また、充分な広角化を図りつつ大きな変倍
比を採ろうとすると、最も物体側のレンズ群が大型化し
てしまうという問題点が生じてくる。
比を採ろうとすると、最も物体側のレンズ群が大型化し
てしまうという問題点が生じてくる。
【００１２】前述した特開昭６２−２４２１３号公報，
特開平２−３９０１１号公報，そして特開平３−１８０
８０９号公報等で提案されているズームレンズは必ずし
も撮影画角が十分ではなく、広画角化となっていない。
特開平２−３９０１１号公報，そして特開平３−１８０
８０９号公報等で提案されているズームレンズは必ずし
も撮影画角が十分ではなく、広画角化となっていない。
【００１３】又、特開平６−３２４２６５号公報で提案
されているズームレンズは実施例中で第１群が負レン
ズ，正レンズ，正レンズ，正レンズのものが示されてい
るが、負レンズと正レンズの間の空気間隔が狭いため、
第１群の像側主点が十分に第２群側によっておらず、前
玉径が比較的大きくなっている。又、必ずしも広画角化
となっていない。
されているズームレンズは実施例中で第１群が負レン
ズ，正レンズ，正レンズ，正レンズのものが示されてい
るが、負レンズと正レンズの間の空気間隔が狭いため、
第１群の像側主点が十分に第２群側によっておらず、前
玉径が比較的大きくなっている。又、必ずしも広画角化
となっていない。
【００１４】本発明は、リヤーフォーカス方式を採用
し、レンズ系全体の小型化を図りつつ、撮影画角が７０
度以上と広画角でしかも大口径比及び高変倍比で、広角
端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、又無限遠物体
から超至近物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる
光学性能を有したレンズ全長の短い小型のリヤーフォー
カス式の広角ズームレンズの提供を目的とする。
し、レンズ系全体の小型化を図りつつ、撮影画角が７０
度以上と広画角でしかも大口径比及び高変倍比で、広角
端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、又無限遠物体
から超至近物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる
光学性能を有したレンズ全長の短い小型のリヤーフォー
カス式の広角ズームレンズの提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のリヤーフォーカ
ス式の広角ズームレンズは、(1-1) 物体側より順に正の
屈折力の第１群、変倍に伴い移動する負の屈折力の第２
群、開口絞り、そしてフォーカスの際に移動するレンズ
群を含む少なくとも１つのレンズ群を有し、該第１群は
負の屈折力の第１１群と正の屈折力の第１２群より成
り、無限遠物体のときの該第１２群の近軸横倍率をβ１
２としたとき −２．５＜β１２＜−０．５５ ‥‥（１） なる条件を満足することを特徴としている。
ス式の広角ズームレンズは、(1-1) 物体側より順に正の
屈折力の第１群、変倍に伴い移動する負の屈折力の第２
群、開口絞り、そしてフォーカスの際に移動するレンズ
群を含む少なくとも１つのレンズ群を有し、該第１群は
負の屈折力の第１１群と正の屈折力の第１２群より成
り、無限遠物体のときの該第１２群の近軸横倍率をβ１
２としたとき −２．５＜β１２＜−０．５５ ‥‥（１） なる条件を満足することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の数値実施例１の広
角端のレンズ断面図、図２は本発明の数値実施例１の広
角端の収差図、図３は本発明の数値実施例１の望遠端の
収差図である。
角端のレンズ断面図、図２は本発明の数値実施例１の広
角端の収差図、図３は本発明の数値実施例１の望遠端の
収差図である。
【００１７】図４は本発明の数値実施例２の広角端のレ
ンズ断面図、図５は本発明の数値実施例２の広角端の収
差図、図６は本発明の数値実施例２の望遠端の収差図で
ある。
ンズ断面図、図５は本発明の数値実施例２の広角端の収
差図、図６は本発明の数値実施例２の望遠端の収差図で
ある。
【００１８】図７は本発明の数値実施例３の広角端のレ
ンズ断面図、図８は本発明の数値実施例３の広角端の収
差図、図９は本発明の数値実施例３の望遠端の収差図で
ある。
ンズ断面図、図８は本発明の数値実施例３の広角端の収
差図、図９は本発明の数値実施例３の望遠端の収差図で
ある。
【００１９】図１０は本発明の数値実施例４の広角端の
レンズ断面図、図１１は本発明の数値実施例４の広角端
の収差図、図１２は本発明の数値実施例４の望遠端の収
差図である。
レンズ断面図、図１１は本発明の数値実施例４の広角端
の収差図、図１２は本発明の数値実施例４の望遠端の収
差図である。
【００２０】図中Ｌ１は正の屈折力の第１群であり、負
の屈折力の第１１群Ｌ１１、正の屈折力の第１２群Ｌ１
２より成っている。Ｌ２は負の屈折力の第２群、Ｌ３は
正の屈折力の第３群、Ｌ４は負の屈折力の第４群であ
る。Ｌ５は正の屈折力の第５群である。ＳＰは開口絞り
であり、第３群Ｌ３の前方に配置している。Ｇはフェー
スプレートやフィルター等のガラスブロックである。Ｉ
Ｐは像面である。
の屈折力の第１１群Ｌ１１、正の屈折力の第１２群Ｌ１
２より成っている。Ｌ２は負の屈折力の第２群、Ｌ３は
正の屈折力の第３群、Ｌ４は負の屈折力の第４群であ
る。Ｌ５は正の屈折力の第５群である。ＳＰは開口絞り
であり、第３群Ｌ３の前方に配置している。Ｇはフェー
スプレートやフィルター等のガラスブロックである。Ｉ
Ｐは像面である。
【００２１】本実施形態では広角端から望遠端への変倍
に際して矢印のように第２群を像面側へ移動させると共
に、変倍に伴う像面変動を第４群を像面側に凸状の軌跡
を有しつつ移動させて補正している。
に際して矢印のように第２群を像面側へ移動させると共
に、変倍に伴う像面変動を第４群を像面側に凸状の軌跡
を有しつつ移動させて補正している。
【００２２】又、第４群を光軸上移動させてフォーカス
を行うリヤーフォーカス式を採用している。同図に示す
第４群の実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは各々無限遠
物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端か
ら望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正する為の移
動軌跡を示している。尚、第１群と第３群そして第５群
は変倍及びフォーカスの際固定である。
を行うリヤーフォーカス式を採用している。同図に示す
第４群の実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは各々無限遠
物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端か
ら望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正する為の移
動軌跡を示している。尚、第１群と第３群そして第５群
は変倍及びフォーカスの際固定である。
【００２３】本実施形態においては第４群を移動させて
変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第４群を移動さ
せてフォーカスを行うようにしている。特に同図の曲線
４ａ、４ｂに示すように広角端から望遠端への変倍に際
して像面側へ凸状の軌跡を有するように移動させてい
る。これにより第４群と第５群との空間の有効利用を図
りレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第４群を移動さ
せてフォーカスを行うようにしている。特に同図の曲線
４ａ、４ｂに示すように広角端から望遠端への変倍に際
して像面側へ凸状の軌跡を有するように移動させてい
る。これにより第４群と第５群との空間の有効利用を図
りレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
【００２４】本実施形態において、例えば望遠端におい
て無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合は
同図の直線４ｃに示すように第４群を後方へ繰り込むこ
とにより行っている。
て無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合は
同図の直線４ｃに示すように第４群を後方へ繰り込むこ
とにより行っている。
【００２５】本実施形態では無限遠物体から近距離物体
にフォーカスをするとき、負の第４群を繰り込んで行っ
ており、これによって従来のような正の屈折力の第４群
を繰り出して行うリヤーフォーカス方式に比べて近軸的
な変倍比に対して近距離側で変倍比が小さくなることが
ないようにして高変倍化しても近距離側で所望の変倍比
が得られるようにしている。
にフォーカスをするとき、負の第４群を繰り込んで行っ
ており、これによって従来のような正の屈折力の第４群
を繰り出して行うリヤーフォーカス方式に比べて近軸的
な変倍比に対して近距離側で変倍比が小さくなることが
ないようにして高変倍化しても近距離側で所望の変倍比
が得られるようにしている。
【００２６】特に、第４群は、広角端より中間ズーム域
にかけて像面側に移動させている。更に高変倍のズーム
レンズを構成する為に第４群を広角端より望遠端にかけ
て像面側に凸状の軌跡で移動させている。このとき略完
全往復していればスペース効率が良く小型の高変倍のズ
ームレンズが容易となるので好ましい。
にかけて像面側に移動させている。更に高変倍のズーム
レンズを構成する為に第４群を広角端より望遠端にかけ
て像面側に凸状の軌跡で移動させている。このとき略完
全往復していればスペース効率が良く小型の高変倍のズ
ームレンズが容易となるので好ましい。
【００２７】本実施形態において第２群はズーミング中
の横倍率が等倍（−１）を挟んで変化するようにして、
これにより高変倍化を容易にしている。
の横倍率が等倍（−１）を挟んで変化するようにして、
これにより高変倍化を容易にしている。
【００２８】又第１群と第２群の主点間隔が負になるよ
うにしてレンズ系全体の小型化を図っている。
うにしてレンズ系全体の小型化を図っている。
【００２９】次に本実施形態のレンズ構成により前玉径
を小さくすることができる理由について説明する。
を小さくすることができる理由について説明する。
【００３０】従来より広画角化を図ろうとすると、広角
端寄りの中間ズーム位置において第１群への軸外光束の
入射高が高くなり、この結果第１群のレンズ有効径が増
大してくる。この前玉径の増大を防止するには上記中間
ズーム位置で物体側より瞳（絞り）へ入射する軸外光束
の入射角度θを浅めに（小さめに）設定するように構成
するのがよい。
端寄りの中間ズーム位置において第１群への軸外光束の
入射高が高くなり、この結果第１群のレンズ有効径が増
大してくる。この前玉径の増大を防止するには上記中間
ズーム位置で物体側より瞳（絞り）へ入射する軸外光束
の入射角度θを浅めに（小さめに）設定するように構成
するのがよい。
【００３１】そのためには図１３に示すように第４群Ｌ
４を広角端より中間ズーム域にかけて像面側に移動する
のが好ましい。この様に構成することにより、前玉径を
決定する焦点距離はかなり望遠側に寄り、レンズ系の小
型化が可能になる。この時特に全ズーム域でレンズの射
出瞳位置は像面よりプラス側（像面より反物体側）にあ
るのが有効である。
４を広角端より中間ズーム域にかけて像面側に移動する
のが好ましい。この様に構成することにより、前玉径を
決定する焦点距離はかなり望遠側に寄り、レンズ系の小
型化が可能になる。この時特に全ズーム域でレンズの射
出瞳位置は像面よりプラス側（像面より反物体側）にあ
るのが有効である。
【００３２】このように本発明では、射出瞳位置が像面
からプラス側（反物体側）にあるようにしている。特に
全ズーム範囲中のうち前玉径の決定に寄与する広角端
で、プラス側になっているようにしている。
からプラス側（反物体側）にあるようにしている。特に
全ズーム範囲中のうち前玉径の決定に寄与する広角端
で、プラス側になっているようにしている。
【００３３】また、前玉径の小型化に関係する絞りの位
置を、望遠端において第３群の近傍に配置している。
置を、望遠端において第３群の近傍に配置している。
【００３４】この時広角側において、絞りの位置は望遠
端での位置よりも物体側にあるように移動しても良い。
これによれば前玉径の小型化に有効となる。
端での位置よりも物体側にあるように移動しても良い。
これによれば前玉径の小型化に有効となる。
【００３５】一般に従来のズームレンズでは、第１群へ
の軸外光束の入射高は、入射瞳が第１群から深い所（奥
まったところ）にあるため、広角端寄りの中間ズーム位
置で最も高くなる。
の軸外光束の入射高は、入射瞳が第１群から深い所（奥
まったところ）にあるため、広角端寄りの中間ズーム位
置で最も高くなる。
【００３６】本実施形態においてこの入射高を低くする
為に入射瞳即ち絞りを移動させても良く、これによれば
第１群の外径を最も効率的に小さくすることができる。
為に入射瞳即ち絞りを移動させても良く、これによれば
第１群の外径を最も効率的に小さくすることができる。
【００３７】尚、本実施形態において絞りは、第３群の
近傍にズーミング中固定として機構の簡素化を図ってい
る。又絞りを前玉径の小型化の為に第３群の物体側近傍
に位置させている。
近傍にズーミング中固定として機構の簡素化を図ってい
る。又絞りを前玉径の小型化の為に第３群の物体側近傍
に位置させている。
【００３８】本実施形態では以上のようなリヤーフォー
カス式を採用することにより撮影可能な物体距離を短く
したときの第１群の有効径の増大を防止している。
カス式を採用することにより撮影可能な物体距離を短く
したときの第１群の有効径の増大を防止している。
【００３９】そして第１群を前述した条件式（１）を満
足するようにして第１群から入射瞳までの距離を短くし
て第１群のレンズ外径の増大を効果的に防止している。
足するようにして第１群から入射瞳までの距離を短くし
て第１群のレンズ外径の増大を効果的に防止している。
【００４０】尚、本実施形態においては条件式（１）を −１．０＜β１２＜−０．５５ ‥‥（１ａ） の如く設定するのが、より好ましい。
【００４１】本発明は以上の点を考慮して各レンズ群の
レンズ構成を前述の如く設定して、レンズ系全体の小型
化を図りつつ、諸収差を良好に補正しているが、更に好
ましくは次の諸条件のうち少なくとも１つを満足させる
のが良い。
レンズ構成を前述の如く設定して、レンズ系全体の小型
化を図りつつ、諸収差を良好に補正しているが、更に好
ましくは次の諸条件のうち少なくとも１つを満足させる
のが良い。
【００４２】［Ａ１］前記第１１群と第１２群との間隔
をＤａ、前記第１群のレンズ全長をＤＬ１としたとき ０．２５＜Ｄａ／ＤＬ１＜０．５ ‥‥（２） なる条件を満足することである。
をＤａ、前記第１群のレンズ全長をＤＬ１としたとき ０．２５＜Ｄａ／ＤＬ１＜０．５ ‥‥（２） なる条件を満足することである。
【００４３】条件式（２）は広画角化を図りながら前玉
径を小型化するためのものであり、条件式（２）を逸脱
すると充分な小型化が望めない。
径を小型化するためのものであり、条件式（２）を逸脱
すると充分な小型化が望めない。
【００４４】［Ａ２］前記第１１群は物体側に凸面を向
けたメニスカス状の負レンズより成り、前記第１２群は
両レンズ面が凸面の正レンズと両レンズ面が凸面の正レ
ンズより成っていることである。
けたメニスカス状の負レンズより成り、前記第１２群は
両レンズ面が凸面の正レンズと両レンズ面が凸面の正レ
ンズより成っていることである。
【００４５】［Ａ３］前記第１１群は物体側に凸面を向
けたメニスカス状の負レンズより成り、前記第１２群は
両レンズ面が凸面の正レンズと物体側に凸面を向けたメ
ニスカス状の正レンズより成っていることである。
けたメニスカス状の負レンズより成り、前記第１２群は
両レンズ面が凸面の正レンズと物体側に凸面を向けたメ
ニスカス状の正レンズより成っていることである。
【００４６】［Ａ４］第ｉ群の焦点距離をｆｉとしたと
き ０．２＜ｆ２／ｆ４＜０．６ ‥‥（３） なる条件を満足するのが良い。
き ０．２＜ｆ２／ｆ４＜０．６ ‥‥（３） なる条件を満足するのが良い。
【００４７】この式は、変倍に伴う移動レンズ群の最適
なパワー配置を与えるものである。上限値を越えると所
望の変倍比を得るために第２群の移動量が大きくなり、
前玉径及び全系が大型化して適当ではない。また下限値
を越えると変倍に伴い変化する像面を補正すると共にフ
ォーカスレンズ群である第４群の移動量が大きくなり、
レンズ系全体が大型化してくるので良くない。
なパワー配置を与えるものである。上限値を越えると所
望の変倍比を得るために第２群の移動量が大きくなり、
前玉径及び全系が大型化して適当ではない。また下限値
を越えると変倍に伴い変化する像面を補正すると共にフ
ォーカスレンズ群である第４群の移動量が大きくなり、
レンズ系全体が大型化してくるので良くない。
【００４８】又、条件式（３）は移動レンズ群の適正な
移動量を与えるために必要な式である。具体的には変倍
のために第２群の適正な移動量を限定し、第４群を効率
良く移動させる、特に第４群が広角端より望遠端にかけ
て像面側に凸状の軌跡で移動し、また特に略完全往復す
るために必要なものである。
移動量を与えるために必要な式である。具体的には変倍
のために第２群の適正な移動量を限定し、第４群を効率
良く移動させる、特に第４群が広角端より望遠端にかけ
て像面側に凸状の軌跡で移動し、また特に略完全往復す
るために必要なものである。
【００４９】［Ａ５］全系の広角端及び望遠端の焦点距
離を各々ｆＷ，ｆＴ、第２群の広角端と望遠端における
倍率を各々β２Ｗ，β２Ｔとし、 Ｚ＝ｆＴ／ｆＷ Ｚ２＝β２Ｔ／β２Ｗ とおいたとき、 ０．４＜Ｚ２／Ｚ＜１．３ ‥‥（４） を満足している事が好ましい。
離を各々ｆＷ，ｆＴ、第２群の広角端と望遠端における
倍率を各々β２Ｗ，β２Ｔとし、 Ｚ＝ｆＴ／ｆＷ Ｚ２＝β２Ｔ／β２Ｗ とおいたとき、 ０．４＜Ｚ２／Ｚ＜１．３ ‥‥（４） を満足している事が好ましい。
【００５０】この式（４）は全体の変倍に対する第２群
の変倍の割合を示すものである。この上限値を越えると
レンズ系のどこかの群がズーミング中、減倍している事
になり、変倍効率が悪く大型化の原因となり適当でな
い。また下限値を越えると変倍に寄与するレンズ群が複
数個ある事になりそれぞれの制御が難しくなる。
の変倍の割合を示すものである。この上限値を越えると
レンズ系のどこかの群がズーミング中、減倍している事
になり、変倍効率が悪く大型化の原因となり適当でな
い。また下限値を越えると変倍に寄与するレンズ群が複
数個ある事になりそれぞれの制御が難しくなる。
【００５１】［Ａ６］全系の広角端と望遠端の焦点距離
をｆＷ，ｆＴ、第２群の焦点距離をｆ２としたとき
をｆＷ，ｆＴ、第２群の焦点距離をｆ２としたとき
【００５２】
【数１】 を満足するのが良い。
【００５３】この式は主たる変倍レンズ群である第２群
のパワーに関する式である。この範囲を適当に選択する
事により有効に高変倍化が達成できる。具体的には上式
の下限値を越えると第２群のパワーが強くなりすぎ、ペ
ッツバール和が負に大きくなり像面がオーバー（補正過
剰）となるばかりでなく、敏感度が高くなりピントずれ
や像揺れが起こり易くなるため機構構成が複雑になり適
当ではない。
のパワーに関する式である。この範囲を適当に選択する
事により有効に高変倍化が達成できる。具体的には上式
の下限値を越えると第２群のパワーが強くなりすぎ、ペ
ッツバール和が負に大きくなり像面がオーバー（補正過
剰）となるばかりでなく、敏感度が高くなりピントずれ
や像揺れが起こり易くなるため機構構成が複雑になり適
当ではない。
【００５４】また上限値を得ると第２群のパワーが弱く
なり所望の変倍比の達成のために第２群の移動量が大き
くなり大型化して適当ではない。又高倍化のためには条
件式（５）は更に以下の条件に入っている事が好まし
い。
なり所望の変倍比の達成のために第２群の移動量が大き
くなり大型化して適当ではない。又高倍化のためには条
件式（５）は更に以下の条件に入っている事が好まし
い。
【００５５】
【数２】 ［Ａ７］第ｉ群の焦点距離をｆｉ、全系の広角端の焦点
距離をｆＷとしたとき ３＜ｆ３／ｆＷ＜５ ‥‥（６） ３＜｜ｆ４／ｆＷ｜＜８ ‥‥（７） ３＜ｆ５／ｆＷ＜５ ‥‥（８） を満足するのが良い。
距離をｆＷとしたとき ３＜ｆ３／ｆＷ＜５ ‥‥（６） ３＜｜ｆ４／ｆＷ｜＜８ ‥‥（７） ３＜ｆ５／ｆＷ＜５ ‥‥（８） を満足するのが良い。
【００５６】以上の式（６）〜（８）は絞りから像面側
に配した各レンズ群のパワーに関する式である。それぞ
れの範囲は本ズームレンズの射出瞳位置を短くなりすぎ
ないように設定し、更に上述した様に物体側の斜光束が
瞳に浅い角度で入射させ、前玉径の小型化に寄与させる
ための条件である。
に配した各レンズ群のパワーに関する式である。それぞ
れの範囲は本ズームレンズの射出瞳位置を短くなりすぎ
ないように設定し、更に上述した様に物体側の斜光束が
瞳に浅い角度で入射させ、前玉径の小型化に寄与させる
ための条件である。
【００５７】共に上限値を越えると上記斜光束が浅い角
度に設定できずに、前玉径の増大を招き、また下限値を
越えると射出瞳がプラス側に短くなりすぎ、固体撮像素
子に対してテレセントリックな光束を確保できず、また
ズーム、フォーカスに対して収差変動が大きくなり適当
ではない。この範囲に入っていれば距離合わせ（フォー
カシング）に対しても大きな移動にならないように小型
化を達成することができる。このように条件式（６）〜
（８）の範囲を逸脱すると前玉径が大型化し、全系も大
型化して、更に撮像素子に対して適当な射出角度を設定
できなくなるので良くない。
度に設定できずに、前玉径の増大を招き、また下限値を
越えると射出瞳がプラス側に短くなりすぎ、固体撮像素
子に対してテレセントリックな光束を確保できず、また
ズーム、フォーカスに対して収差変動が大きくなり適当
ではない。この範囲に入っていれば距離合わせ（フォー
カシング）に対しても大きな移動にならないように小型
化を達成することができる。このように条件式（６）〜
（８）の範囲を逸脱すると前玉径が大型化し、全系も大
型化して、更に撮像素子に対して適当な射出角度を設定
できなくなるので良くない。
【００５８】［Ａ８］第ｉ群の焦点距離をｆｉとしたと
き −１．８＜ｆ４／ｆ５＜−０．８ ‥‥（９） を満足するのが良い。
き −１．８＜ｆ４／ｆ５＜−０．８ ‥‥（９） を満足するのが良い。
【００５９】この条件式（８）を越えると第４群の屈折
力が強くなりフォーカシングの距離変動が大きくなり適
当でない。また下限値を越えるとフォーカシングの移動
量が大きくなり大型化して適当でないばかりでなく固定
の結像レンズである第５群の屈折力が強くなり射出瞳が
短くなり適当でない。
力が強くなりフォーカシングの距離変動が大きくなり適
当でない。また下限値を越えるとフォーカシングの移動
量が大きくなり大型化して適当でないばかりでなく固定
の結像レンズである第５群の屈折力が強くなり射出瞳が
短くなり適当でない。
【００６０】［Ａ９］広角端に於ける物体距離無限遠で
の第２群と第３群の間隔をＤ２３ＷとＤ２３Ｗ、第４群
と第５群の間隔をＤ４５Ｗとしたとき １．５＜Ｄ２３Ｗ／Ｄ４５Ｗ＜３ ‥‥（１０） なる条件を満足するのが良い。
の第２群と第３群の間隔をＤ２３ＷとＤ２３Ｗ、第４群
と第５群の間隔をＤ４５Ｗとしたとき １．５＜Ｄ２３Ｗ／Ｄ４５Ｗ＜３ ‥‥（１０） なる条件を満足するのが良い。
【００６１】本実施形態におけるリヤーフォーカス方式
をとるズームレンズの場合、どうしても望遠端の近距離
のフォーカシングレンズの移動量が大きくなる。特にズ
ームレンズの倍率が大きくなればなるほど、第４群の像
面位置補正の移動量とフォーカスの為の移動量が共に大
きくなる。
をとるズームレンズの場合、どうしても望遠端の近距離
のフォーカシングレンズの移動量が大きくなる。特にズ
ームレンズの倍率が大きくなればなるほど、第４群の像
面位置補正の移動量とフォーカスの為の移動量が共に大
きくなる。
【００６２】そこで条件式（１０）を満足させるように
している。Ｄ２３Ｗは特に主変倍レンズ群である第２群
の移動可能範囲に寄与する量である。またＤ４５Ｗは第
４群の像面位置補正の移動量とフォーカスの為の移動量
に関する量である。この中に入っていると適正なズーム
倍率と適正な至近距離の提供が容易となる。上限値を逸
脱すると第４群の特にフォーカスの為の移動量を確保す
るのが難しくなる。また下限値を越えると所望のズーム
比を確保する為の第２群の移動量を確保するのが難しく
なる。
している。Ｄ２３Ｗは特に主変倍レンズ群である第２群
の移動可能範囲に寄与する量である。またＤ４５Ｗは第
４群の像面位置補正の移動量とフォーカスの為の移動量
に関する量である。この中に入っていると適正なズーム
倍率と適正な至近距離の提供が容易となる。上限値を逸
脱すると第４群の特にフォーカスの為の移動量を確保す
るのが難しくなる。また下限値を越えると所望のズーム
比を確保する為の第２群の移動量を確保するのが難しく
なる。
【００６３】この場合のＤ２３Ｗは第２群の最も像面側
の面と第３群の最も物体側の面との間隔である。
の面と第３群の最も物体側の面との間隔である。
【００６４】特に第４群の像面位置補正の移動量とフォ
ーカスの為の移動量を適正に確保する為には以下の式を
満たしているのが好ましい。
ーカスの為の移動量を適正に確保する為には以下の式を
満たしているのが好ましい。
【００６５】 ０．４＜｜Ｄ４５／ｆ４｜＜１．０ ‥‥（１１） この範囲を逸脱するとフォーカスのための所望の移動量
が確保できず、至近距離が遠くになってしまう。
が確保できず、至近距離が遠くになってしまう。
【００６６】特に望遠端ほど任意の至近距離でのフォー
カス量が大きい事は上述したとおりであるが、特に１０
倍以上の高倍化のズームレンズの場合は更に以下の範囲
に有ることが好ましい。
カス量が大きい事は上述したとおりであるが、特に１０
倍以上の高倍化のズームレンズの場合は更に以下の範囲
に有ることが好ましい。
【００６７】 ０．５＜｜Ｄ４５／ｆ４｜＜０．８５ ‥‥（１１ａ） ［Ａ１０］第５群の結像倍率をβ５とするとき ｜β５｜＜０．２ ‥‥（１２） を満足するのが良い。
【００６８】条件式（１２）はズームレンズの射出瞳を
適当に設定しつつ、ズームレンズのバックフォーカスを
適正に確保するためのものである。この条件式（１２）
を逸脱すると、バックフォーカスが大きくなり、ズーム
レンズが大きくなるばかりでなく、射出瞳が短くなり適
当でない。
適当に設定しつつ、ズームレンズのバックフォーカスを
適正に確保するためのものである。この条件式（１２）
を逸脱すると、バックフォーカスが大きくなり、ズーム
レンズが大きくなるばかりでなく、射出瞳が短くなり適
当でない。
【００６９】［Ａ１１］第５群の焦点距離をｆ５、全系
の広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆＷ，ｆＴとすると
き
の広角端と望遠端の焦点距離を各々ｆＷ，ｆＴとすると
き
【００７０】
【数３】 なる条件を満足するのが良い。
【００７１】条件式（１３）は全系の焦点距離に対し
て、最後の結像レンズである第５群の屈折力を適切に設
定して良好な収差にして、又バックフォーカスを適当に
確保するためのものである。
て、最後の結像レンズである第５群の屈折力を適切に設
定して良好な収差にして、又バックフォーカスを適当に
確保するためのものである。
【００７２】上限値を越えるとバックフォーカスが長く
なり大型化するため適当でない。また下限値を越えると
第５群の屈折力が強くなり特に球面収差やコマ収差が特
に中間ズーム域で発生し適当でない。またテレセントリ
ックな関係が崩れ、射出瞳が短くなり適当でない。
なり大型化するため適当でない。また下限値を越えると
第５群の屈折力が強くなり特に球面収差やコマ収差が特
に中間ズーム域で発生し適当でない。またテレセントリ
ックな関係が崩れ、射出瞳が短くなり適当でない。
【００７３】［Ａ１２］第ｉ群の焦点距離をｆｉとした
とき ３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜７ ‥‥（１４） なる条件を満足するのが良い。
とき ３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜７ ‥‥（１４） なる条件を満足するのが良い。
【００７４】条件式（１４）は主変倍レンズ群である第
２群の屈折力を適切に設定して適正な変倍比を得つつ、
ペッツバール和を補正するためのものである。
２群の屈折力を適切に設定して適正な変倍比を得つつ、
ペッツバール和を補正するためのものである。
【００７５】特に、望遠比の大きいものを設定するとき
はどうしても第２群の屈折力を大きくする必要がある。
本発明のズームレンズを構成する各レンズ群には負レン
ズ群が２群あるため、適正に設定する必要がある。１０
倍以上のズームレンズを構成するには上式の範囲にある
のが高倍にしつつ良好なペッツバール和を確保するのに
好ましい。
はどうしても第２群の屈折力を大きくする必要がある。
本発明のズームレンズを構成する各レンズ群には負レン
ズ群が２群あるため、適正に設定する必要がある。１０
倍以上のズームレンズを構成するには上式の範囲にある
のが高倍にしつつ良好なペッツバール和を確保するのに
好ましい。
【００７６】特に条件式（１４）の下限値を越えると１
０倍以上の高倍化のために第２群の移動量を大きく取る
必要があり、大型化及び前玉径が大きくなる。又上限値
を越えるとペッツバール和が負の値で大きくなり、像面
が大きくプラス側に倒れ適当ではない。
０倍以上の高倍化のために第２群の移動量を大きく取る
必要があり、大型化及び前玉径が大きくなる。又上限値
を越えるとペッツバール和が負の値で大きくなり、像面
が大きくプラス側に倒れ適当ではない。
【００７７】特に本実施形態において好ましくは条件式
（１４）は ４＜｜ｆ１／ｆ２｜＜５．５ ‥‥（１４ａ） の如く設定するのが良い。
（１４）は ４＜｜ｆ１／ｆ２｜＜５．５ ‥‥（１４ａ） の如く設定するのが良い。
【００７８】［Ａ１３］球面収差の発生を抑えるために
第３群，第４群あるいは第５群に非球面を用いるのが良
い。特に本実施形態のズームレンズタイプにおいてはズ
ーム中間位置で球面収差がオーバー（補正過剰）になる
傾向がある。この為周辺で正の屈折力が弱くなる、ある
いは負の屈折力が弱くなるような非球面を用いるのが良
い。
第３群，第４群あるいは第５群に非球面を用いるのが良
い。特に本実施形態のズームレンズタイプにおいてはズ
ーム中間位置で球面収差がオーバー（補正過剰）になる
傾向がある。この為周辺で正の屈折力が弱くなる、ある
いは負の屈折力が弱くなるような非球面を用いるのが良
い。
【００７９】また、特にこれらの非球面はプラスチック
レンズでも良い。またその他のレンズにおいてもプラス
チックで構成しても良い。
レンズでも良い。またその他のレンズにおいてもプラス
チックで構成しても良い。
【００８０】［Ａ１４］広角端での無限遠物体のときの
バックフォーカス（最終レンズ面から像面までの間に設
けたガラスブロックＧを除く）をＢｆＷ、全系の広角端
での焦点距離をｆＷとしたとき ２＜ＢｆＷ／ｆＷ＜４ ‥‥（１５） なる条件を満足するのが良い。
バックフォーカス（最終レンズ面から像面までの間に設
けたガラスブロックＧを除く）をＢｆＷ、全系の広角端
での焦点距離をｆＷとしたとき ２＜ＢｆＷ／ｆＷ＜４ ‥‥（１５） なる条件を満足するのが良い。
【００８１】条件式（１５）は、全系を効果的に小型化
するのに必要な式であり、下限値を越えると、フィルタ
ー等のブロックを入れるのが無理になるばかりでなく、
射出瞳が短めとなり、撮像素子への結像がテレセントリ
ック系からずれることになり、不適当である。また上限
値を越えると大型化して不適当である。
するのに必要な式であり、下限値を越えると、フィルタ
ー等のブロックを入れるのが無理になるばかりでなく、
射出瞳が短めとなり、撮像素子への結像がテレセントリ
ック系からずれることになり、不適当である。また上限
値を越えると大型化して不適当である。
【００８２】［Ａ１５］第１群の負レンズ部と正レンズ
部の間に平行平板等の部材或いはＶＡＰ（バリアングル
プリズム）等を入れても良い。これによればズームレン
ズが振動したときの画像ブレを良好に補正することがで
きる。
部の間に平行平板等の部材或いはＶＡＰ（バリアングル
プリズム）等を入れても良い。これによればズームレン
ズが振動したときの画像ブレを良好に補正することがで
きる。
【００８３】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、Ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及
び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目
のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、Ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及
び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目
のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
【００８４】数値実施例において最終の２つのレンズ面
は、フェースプレートやフィルター、ガラスブロックで
ある。各条件式と数値実施例における諸数値との関係を
表−１に示す。
は、フェースプレートやフィルター、ガラスブロックで
ある。各条件式と数値実施例における諸数値との関係を
表−１に示す。
【００８５】
【外１】
【００８６】
【外２】
【００８７】
【外３】
【００８８】
【外４】
【００８９】
【表１】
【００９０】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、各要素を
設定することによりリヤーフォーカス方式を採用し、レ
ンズ系全体の小型化を図りつつ、撮影画角が７０度以上
と広画角でしかも大口径比及び高変倍比で、広角端から
望遠端に至る全変倍範囲にわたり、又無限遠物体から超
至近物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性
能を有したレンズ全長の短い小型のリヤーフォーカス式
の広角ズームレンズを達成することができる。
設定することによりリヤーフォーカス方式を採用し、レ
ンズ系全体の小型化を図りつつ、撮影画角が７０度以上
と広画角でしかも大口径比及び高変倍比で、広角端から
望遠端に至る全変倍範囲にわたり、又無限遠物体から超
至近物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性
能を有したレンズ全長の短い小型のリヤーフォーカス式
の広角ズームレンズを達成することができる。
【図１】本発明の数値実施例１の広角端のレンズ断面図
【図２】本発明の数値実施例１の広角端の収差図
【図３】本発明の数値実施例１の望遠端の収差図
【図４】本発明の数値実施例２の広角端のレンズ断面図
【図５】本発明の数値実施例２の広角端の収差図
【図６】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図
【図７】本発明の数値実施例３の広角端のレンズ断面図
【図８】本発明の数値実施例３の広角端の収差図
【図９】本発明の数値実施例３の望遠端の収差図
【図１０】本発明の数値実施例４の広角端のレンズ断面
図
図
【図１１】本発明の数値実施例４の広角端の収差図
【図１２】本発明の数値実施例４の望遠端の収差図
【図１３】本発明に係るズームレンズの近軸屈折力配置
の説明図
の説明図
Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｌ４ 第４群 Ｌ５ 第５群 Ｌ１１ 第１１群 Ｌ１２ 第１２群 ＳＰ 絞り ＩＰ 像面 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 ΔＳ サジタル像面 ΔＭ メリディオナル像面
Claims (4)
- 【請求項１】 物体側より順に正の屈折力の第１群、変
倍に伴い移動する負の屈折力の第２群、開口絞り、そし
てフォーカスの際に移動するレンズ群を含む少なくとも
１つのレンズ群を有し、該第１群は負の屈折力の第１１
群と正の屈折力の第１２群より成り、無限遠物体のとき
の該第１２群の近軸横倍率をβ１２としたとき −２．５＜β１２＜−０．５５ なる条件を満足することを特徴とするリヤーフォーカス
式の広角ズームレンズ。 - 【請求項２】 前記第１１群と第１２群との間隔をＤ
ａ、前記第１群のレンズ全長をＤＬ１としたとき ０．２５＜Ｄａ／ＤＬ１＜０．５ なる条件を満足することを特徴とする請求項１のリヤー
フォーカス式の広角ズームレンズ。 - 【請求項３】 前記第１１群は物体側に凸面を向けたメ
ニスカス状の負レンズより成り、前記第１２群は両レン
ズ面が凸面の正レンズと両レンズ面が凸面の正レンズよ
り成っていることを特徴とする請求項１又は２のリヤー
フォーカス式の広角ズームレンズ。 - 【請求項４】 前記第１１群は物体側に凸面を向けたメ
ニスカス状の負レンズより成り、前記第１２群は両レン
ズ面が凸面の正レンズと物体側に凸面を向けたメニスカ
ス状の正レンズより成っていることを特徴とする請求項
１又は２のリヤーフォーカス式の広角ズームレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31118397A JP3472110B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | リヤーフォーカス式の広角ズームレンズ及びそれを有するカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31118397A JP3472110B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | リヤーフォーカス式の広角ズームレンズ及びそれを有するカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11133303A true JPH11133303A (ja) | 1999-05-21 |
| JP3472110B2 JP3472110B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=18014097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31118397A Expired - Fee Related JP3472110B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | リヤーフォーカス式の広角ズームレンズ及びそれを有するカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3472110B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001124992A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-11 | Canon Inc | 防振機能を有する変倍光学系及びそれを備える光学機器 |
| WO2005073774A1 (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Sony Corporation | ズームレンズ及び撮像装置 |
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