JP2006195071A - 変倍光学系 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高性能で小型・高変倍の変倍光学系と、それを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】 撮像素子SRの受光面SS上に物体の光学像IMを変倍可能に形成するための変倍光学系であって、物体側から順に、第1反射面RL1,第1可動群ML1,第2反射面RL2,第2可動群ML2から成る光学構成を含む。光軸AXが第1反射面RL1で略90度折り曲げられて光軸AX2となり、さらに第2反射面RL2で折り曲げられて光軸AX3となる。広角端(W)から望遠端(T)までの変倍において、第1反射面RL1と第2反射面RL2が像面IMに対して位置固定であり、第1可動群ML1と第2可動群ML2が光軸AXに沿って移動する構成になっている。条件式:1.0<TR12/y'max<12.5(TR12:第1反射面RL1から第2反射面RL2までの光軸AX2上の距離、y'max:最大像高)を満足する。
【選択図】 図11
【解決手段】 撮像素子SRの受光面SS上に物体の光学像IMを変倍可能に形成するための変倍光学系であって、物体側から順に、第1反射面RL1,第1可動群ML1,第2反射面RL2,第2可動群ML2から成る光学構成を含む。光軸AXが第1反射面RL1で略90度折り曲げられて光軸AX2となり、さらに第2反射面RL2で折り曲げられて光軸AX3となる。広角端(W)から望遠端(T)までの変倍において、第1反射面RL1と第2反射面RL2が像面IMに対して位置固定であり、第1可動群ML1と第2可動群ML2が光軸AXに沿って移動する構成になっている。条件式:1.0<TR12/y'max<12.5(TR12:第1反射面RL1から第2反射面RL2までの光軸AX2上の距離、y'max:最大像高)を満足する。
【選択図】 図11
Description
本発明は変倍光学系に関するものであり、例えば、被写体の映像を撮像素子で取り込むデジタルカメラや画像入力機能付きデジタル機器に適した変倍光学系(なかでも小型で高変倍のズームレンズ系)と、それを備えた撮像装置に関するものである。
近年、パーソナルコンピュータの普及に伴い、手軽に画像を取り込めるデジタルカメラが普及しつつある。それに伴い、よりコンパクトで薄型のデジタルカメラが求められるようになってきており、撮影レンズ系にもより一層の小型化が要望されている。一方、撮像素子の画素数が年々増加の傾向にあるため、撮像素子の高画素化に対応した高い光学性能が撮影レンズ系に求められている。また、一般向けのデジタルカメラにおいても画像の変倍、特に画像劣化の少ない光学変倍が望まれているため、小型化,高性能化及び高変倍化の要求に応えるべく様々なタイプのズームレンズ系が従来より提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−170707号公報
しかし、従来より提案されているズームレンズ系では、小型化,高性能化及び高変倍化という相反する要求に同時に応えることは困難である。例えば、特許文献1で提案されているような従来のズームレンズ系では、カメラの高さや幅を抑えながらズーム比を5倍程度以上にするため、光路を2回屈曲させる構成になっているが、光学性能とのバランスを考慮すると、コンパクト化が充分になされているとは言えない。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、高性能で小型・高変倍の変倍光学系と、それを備えた撮像装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、第1の発明の変倍光学系は、撮像素子の受光面上に物体の光学像を変倍可能に形成するための変倍光学系であって、物体側から順に、第1反射面,第1可動群,第2反射面及び第2可動群から成る光学構成を含み、前記第1反射面で光軸が略90度折り曲げられ、さらに前記第2反射面で光軸が折り曲げられ、広角端から望遠端までの変倍において、前記第1反射面と前記第2反射面が像面に対して位置固定であり、前記第1可動群と前記第2可動群が光軸に沿って移動する構成になっており、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
1.0<TR12/y'max<12.5 …(1)
ただし、
TR12:第1反射面から第2反射面までの光軸上の距離、
y'max:最大像高、
である。
1.0<TR12/y'max<12.5 …(1)
ただし、
TR12:第1反射面から第2反射面までの光軸上の距離、
y'max:最大像高、
である。
第2の発明の変倍光学系は、上記第1の発明において、以下の条件式(2)を満足することを特徴とする。
1.0<TR2i/y'max<20.0 …(2)
ただし、
TR2i:第2反射面から像面までの光軸上の距離、
である。
1.0<TR2i/y'max<20.0 …(2)
ただし、
TR2i:第2反射面から像面までの光軸上の距離、
である。
第3の発明の変倍光学系は、上記第1又は第2の発明において、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする。
0.1<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.95 …(3)
ただし、
β2t:望遠端,無限遠合焦時の第1可動群の横倍率、
β2w:広角端,無限遠合焦時の第1可動群の横倍率、
ft:望遠端での変倍光学系全体の焦点距離、
fw:広角端での変倍光学系全体の焦点距離、
である。
0.1<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.95 …(3)
ただし、
β2t:望遠端,無限遠合焦時の第1可動群の横倍率、
β2w:広角端,無限遠合焦時の第1可動群の横倍率、
ft:望遠端での変倍光学系全体の焦点距離、
fw:広角端での変倍光学系全体の焦点距離、
である。
第4の発明の変倍光学系は、上記第1〜第3のいずれか1つの発明において、物体側から順に、正のパワーを有する第1レンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群と、正のパワーを有する第4レンズ群と、を少なくとも含み、前記第1可動群が前記第2レンズ群であり、前記第2可動群が前記第3レンズ群又は前記第4レンズ群であることを特徴とする。
第5の発明の変倍光学系は、上記第1〜第4のいずれか1つの発明において、以下の条件式(4)を満足することを特徴とする。
1.5<TL/ft<4.0 …(4)
ただし、
TL:変倍光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の距離、
である。
1.5<TL/ft<4.0 …(4)
ただし、
TL:変倍光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の距離、
である。
第6の発明の変倍光学系は、上記第5の発明において、正のパワーを有する第1レンズ群を最も物体側に有し、その第1レンズ群に前記第1反射面を有することを特徴とする。
第7の発明の変倍光学系は、上記第1〜第6のいずれか1つの発明において、以下の条件式(5)を満足することを特徴とする。
4.2≦ZR …(5)
ただし、
ZR:変倍比、
である。
4.2≦ZR …(5)
ただし、
ZR:変倍比、
である。
第8の発明の撮像装置は、第1〜第7のいずれか1つの発明に係る変倍光学系を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、物体側から順に、第1反射面,第1可動群,第2反射面及び第2可動群から成る光学構成を含む変倍光学系において、第1,第2反射面間隔が所定の条件を満たした構成になっているため、高い光学性能と高い変倍比を保持しながら変倍光学系の小型化を達成することが可能である。したがって、高性能で小型・高変倍の変倍光学系を備えた撮像装置を実現することができる。そして、本発明に係る撮像装置をデジタルカメラ,携帯情報機器等の機器に用いれば、これらの機器の薄型・軽量・コンパクト化,低コスト化,高性能化,高機能化等に寄与することができる。
以下、本発明を実施した変倍光学系,撮像装置等を、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る撮像装置は、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する光学装置であって、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成すものである。そのようなカメラの例としては、デジタルカメラ;ビデオカメラ;監視カメラ;車載カメラ;テレビ電話用カメラ;ドアホーン用カメラ;パーソナルコンピュータ,モバイルコンピュータ,携帯電話,携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistant),これらの周辺機器(マウス,スキャナー,プリンター等),その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けされるカメラが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像装置を搭載することによりカメラ機能を付加することも可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
なお、従来「デジタルカメラ」の語は、専ら光学的な静止画を記録するものを指していたが、静止画と動画を同時に扱えるデジタルスチルカメラや家庭用デジタルムービーカメラも提案されており、現在では特に区別されなくなってきている。したがって「デジタルカメラ」の語は、デジタルスチルカメラ,デジタルムービーカメラ,ウェッブカメラ(オープン型・プライベート型を問わず、ネットワークに接続されて画像の送受信を可能にする機器に接続されるカメラであって、ネットワークに直接接続されるもの、パーソナルコンピュータ等の情報処理機能を有する機器を介して接続されるもの、の両方を含む。)等のように、光学像を形成する撮影レンズ系,その光学像を電気映像信号に変換する撮像素子等を備えた撮像装置を主たる構成要素とするカメラすべてを含むものとする。
図11と図12に、カメラCU(デジタルカメラ,画像入力機能付きデジタル機器等に相当する。)の概略構成例を模式的断面で示す。図11はカメラCUの正面図に相当し、図12はカメラCUの側面図に相当する。カメラCUに搭載されている撮像装置LUは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(IM:像面)を変倍可能に形成するズームレンズ系ZL(撮影レンズ系としての変倍光学系に相当する。ST:絞り)と、平行平面板PT(必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター,赤外カットフィルター等の光学フィルター;撮像素子SRのカバーガラス等に相当する。)と、ズームレンズ系ZLにより受光面SS上に形成された光学像IMを電気的な信号に変換する撮像素子SRとを備えており、デジタルカメラ,携帯情報機器(つまり、携帯電話,PDA等の小型で携帯可能な情報機器端末)等に相当するカメラCUの一部を成している。この撮像装置LUでデジタルカメラを構成する場合、通常そのカメラのボディ内部に撮像装置LUを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像装置LUをカメラボディに対して着脱自在又は回動自在に構成してもよく、ユニット化した撮像装置LUを携帯情報機器(携帯電話,PDA等)に対して着脱自在又は回動自在に構成してもよい。
撮像素子SRとしては、例えば複数の画素を有するCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の固体撮像素子が用いられる。そして、ズームレンズ系ZLにより(撮像素子SRの受光面SS上に)形成された光学像は、撮像素子SRにより電気的な信号に変換される。撮像素子SRで生成した信号は、信号処理部3で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリ2(半導体メモリ,光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。制御部5はマイクロコンピュータから成っており、撮影機能,画像再生機能,並びにズーミング及びフォーカシングのためのレンズ移動機構等を集中的に制御する。表示部4は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子SRによって変換された画像信号あるいはメモリ2に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部1は、操作ボタン(例えばレリーズボタン),操作ダイヤル(例えば撮影モードダイヤル)等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部5に伝達する。
ズームレンズ系ZLで形成されるべき光学像は、撮像素子SRの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的ローパスフィルター(図11,図12中の平行平面板PTに相当する。)を通過することにより、電気的な信号に変換される際に発生するいわゆる折り返しノイズが最小化されるように、空間周波数特性が調整される。これにより、色モアレの発生を抑えることができる。ただし、解像限界周波数周辺の性能を抑えてやれば、光学的ローパスフィルターを用いなくてもノイズの発生を懸念する必要がなく、また、ノイズがあまり目立たない表示系(例えば、携帯電話の液晶画面等)を用いてユーザーが撮影や鑑賞を行う場合には、撮影レンズ系に光学的ローパスフィルターを用いる必要がない。したがって、光学的ローパスフィルターを必要としない撮像装置では、射出瞳位置を適正に配置することができれば、バックフォーカスの短縮により撮像装置やカメラの小型化を達成することが可能である。なお、光学的ローパスフィルターとしては、複屈折型ローパスフィルターや位相型ローパスフィルター等が適用可能である。複屈折型ローパスフィルターとしては、結晶軸方向が所定方向に調整された水晶等の複屈折材料から成るもの、偏光面を変化させる波長板等を積層して成るもの等が挙げられる。位相型ローパスフィルターとしては、必要とされる光学的な遮断周波数特性を回折効果により達成するもの等が挙げられる。
ズームレンズ系ZLは複数のレンズ群から成っており、少なくとも2つのレンズ群が第1,第2可動群ML1,ML2として光軸AXに沿って移動し、少なくとも2つのレンズ群間隔を変化させることにより変倍(すなわちズーミング)を行う構成になっている。ズームレンズ系ZL内の光路の途中には、2枚の平面状の第1,第2反射面RL1,RL2が配置されている。つまり、ズームレンズ系ZLは、第1反射面RL1と第2反射面RL2で光路を2回屈曲させる構成になっている。第1,第2反射面RL1,RL2により、ズームレンズ系ZLを屈曲光学系として使用するための光路の折り曲げが行われ、その際、光軸AXが略90度(つまり90度又は実質的に90度)折り曲げられるようにして光束が反射される。
上述した第1反射面RL1と第2反射面RL2での光路の2回の屈曲により、ズームレンズ系ZLの光軸AXは略90度ずつ互いに異なった方向に折り曲げられる。したがって、ズームレンズ系ZLの光軸AXは互いに垂直な3つの部分、つまり、入射光軸である第1光軸AX1(図12)と、第1反射面RL1と第2反射面RL2との間に位置する第2光軸AX2(図11,図12)と、第2反射面RL2の撮像素子SR側に位置する第3光軸AX3(図11)と、で構成される。第1光軸AX1は図12に示すように第1反射面RL1で略90度折り曲げられ、第2光軸AX2は図11に示すように第2反射面RL2で略90度折り曲げられる。第2光軸AX2上には第1可動群ML1が配置されており、第3光軸AX3上には第2可動群ML2が配置されている。広角端から望遠端までの変倍において、第1反射面RL1と第2反射面RL2は像面IMに対して位置固定であり、第1可動群ML1は第2光軸AX2に沿って移動し、第2可動群ML2は第3光軸AX3に沿って移動する構成になっている。第1可動群ML1と第2可動群ML2は、後述する各実施の形態における移動群に相当し、これらの移動は制御部5によって制御される。
上記のようにズームレンズ系ZLの光路中に光路を折り曲げる第1,第2反射面RL1,RL2を設ければ、撮像装置LUの配置の自由度が高まるとともに、撮像装置LUのコンパクト化が可能となる。そして、カメラCUは撮像装置LUを搭載することにより薄型・コンパクト化が可能となる。つまり、第1光軸AX1から第2光軸AX2への略90度の光軸AXの折り曲げにより、第1光軸AX1方向への薄型化が可能となり、第2光軸AX2から第3光軸AX3への略90度の光軸AXの折り曲げにより、全長の長い高変倍のズームレンズ系ZLであってもコンパクト化が可能となる。第2光軸AX2から第3光軸AX3への光軸AXの折り曲げ角度は略90度に限らないが、第2光軸AX2と第3光軸AX3は第1光軸AX1に対し垂直な平面内に存在することが、第1光軸AX1方向への薄型化を図る上で好ましい。また、第1光軸AX1及び第3光軸AX3を互いに平行に配置し、かつ、第2光軸AX2に対し垂直に配置すれば、そのコの字状の光軸AX配置により、カメラCUの横幅を薄型化することが可能となる。
図12に示すように、第1反射面RL1はプリズムPRで構成されており、第2反射面RL2はミラーMRで構成されている。第1反射面RL1をプリズムPRで構成することにより小型化等を有利に達成することが可能となり、第2反射面RL2をミラーMRで構成することにより低コスト化,軽量化,光利用効率の向上等を有利に達成することが可能となる。特に第1反射面RL1に関しては、ミラーよりもプリズムの方が小型化に有効である。ズームレンズ系ZL(図11,図12)や後述する各実施の形態(図1〜図5)では、プリズムPR,PR1,PR2として直角プリズムが用いられているが、使用するプリズムPRは直角プリズムに限らない。例えば2つ以上の反射面でズームレンズ系ZLの光軸AXを略90度折り曲げるように光束を反射させるプリズムを用いてもよい。ミラーMRに関しても同様であり、平面ミラー以外の反射ミラーを用いて第2反射面RL2を構成してもよい。また、光路を折り曲げるための光学的作用も反射に限らず、屈折,回折,又はそれらの組み合わせでもよい。つまり、反射面,屈折面,回折面,又はそれらが組み合わされたものを有するプリズムやミラーを用いてもよい。
ズームレンズ系ZL(図11,図12)や後述する各実施の形態(図1〜図5)に用いられているプリズムPR,PR1,PR2やミラーMRは、光学的パワー(パワー:焦点距離の逆数で定義される量)を有していないが、光路を折り曲げるプリズムPR,PR1,PR2やミラーMRに光学的パワーを持たせてもよい。例えば、プリズムPR,PR1,PR2の第1,第2反射面RL1,RL2;光入射側面;光射出側面;ミラーMRの第2反射面RL2等に、ズームレンズ系ZLの光学的パワーを一部負担させれば、レンズ素子のパワー負担を減らして光学性能を向上させることが可能となる。後述する各実施の形態では、プリズムPR,PR1の物体側にレンズが配置されているが、そのレンズを配置する代わりに、プリズムPRの物体側面(すなわち光入射側面)に曲率をつけて、負又は正のパワーをもたせてもよい。
なお、撮像装置LUに使用する撮影レンズ系はズームレンズ系ZLに限らない。ズームレンズ系ZLの代わりに、他のタイプの変倍光学系(例えば、バリフォーカルレンズ系,複数焦点距離切り替え型レンズ等の焦点距離可変の結像光学系)を撮影レンズ系として用いてもよい。また、図11と図12に示す撮像装置LUでは、ズームレンズ系ZLによって拡大側の被写体から縮小側の撮像素子SRへの縮小投影が行われるが、撮像素子SRの代わりに2次元画像を表示する表示素子(例えば液晶表示素子)を用い、ズームレンズ系ZLを投影レンズ系として使用すれば、縮小側の画像表示面から拡大側のスクリーン面への拡大投影を行う画像投影装置を構成することができる。つまり、以下に説明する各実施の形態のズームレンズ系ZLは、撮影レンズ系としての使用に限らず、投影レンズ系としても好適に使用することが可能である。
図1〜図5は、第1〜第5の実施の形態を構成するズームレンズ系ZLにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、広角端(W)でのレンズ配置を光学断面で示している。便宜上、光軸AXの折り曲げが無い一直線上のレンズ配置を展開状態で示しているので、プリズムPR,PR1,PR2やミラーMRの形状は示されていない。ただし、プリズムPR,PR1,PR2における第1反射面RL1の軸上位置は光入射側面と光射出側面との中間に存在し、ミラーMRにおける第2反射面RL2の軸上位置はミラー空間前後の仮想面の中間に存在することになる。各レンズ構成図中、ri(i=1,2,3,...)が付された面は物体側から数えてi番目の面(riに*印が付された面は非球面)であり、di(i=1,2,3,...)が付された軸上面間隔は、物体側から数えてi番目の軸上面間隔のうち、ズーミングにおいて変化する可変間隔である。
第1〜第3,第5の実施の形態のレンズ構成図(図1〜図3,図5)中、矢印m2,m4は広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおける第2レンズ群GR2,第4レンズ群GR4の移動をそれぞれ模式的に示しており、その他の矢印はズーミングにおいて位置固定であることを示している。また、第4の実施の形態のレンズ構成図(図4)中、矢印m2,m3,m4は広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおける第2レンズ群GR2,第3レンズ群GR3,第4レンズ群GR4の移動をそれぞれ模式的に示しており、その他の矢印はズーミングにおいて位置固定であることを示している。なお、いずれの実施の形態においても第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3との間には絞りSTが配置されており、絞りSTはズーミングにおいて位置固定になっている。
第1〜第3,第5の実施の形態のズームレンズ系ZLは、物体側から順に、正のパワーを有する第1レンズ群GR1と、負のパワーを有する第2レンズ群GR2と、正のパワーを有する第3レンズ群GR3と、正のパワーを有する第4レンズ群GR4と、正のパワーを有する第5レンズ群GR5と、から成り、各レンズ群間隔を変化させることによりズーミングを行う5成分ズームレンズである。そして、第2レンズ群GR2を第1可動群ML1とし、第4レンズ群GR4を第2可動群ML2とするズーム構成を採用しており、広角端(W)から望遠端(T)までのズーミングにおいて第2レンズ群GR2と第4レンズ群GR4が移動する構成になっている。したがって、移動群は第2レンズ群GR2と第4レンズ群GR4であり、固定群は第1レンズ群GR1と第3レンズ群GR3と第5レンズ群GR5である。
第4の実施の形態のズームレンズ系ZLは、物体側から順に、正のパワーを有する第1レンズ群GR1と、負のパワーを有する第2レンズ群GR2と、正のパワーを有する第3レンズ群GR3と、正のパワーを有する第4レンズ群GR4と、から成り、各レンズ群間隔を変化させることによりズーミングを行う4成分ズームレンズである。そして、第2レンズ群GR2を第1可動群ML1とし、第3レンズ群GR3を第2可動群ML2とするズーム構成を採用しており、広角端(W)から望遠端(T)までのズーミングにおいて第2レンズ群GR2,第3レンズ群GR3及び第4レンズ群GR4が移動する構成になっている。したがって、移動群は第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4であり、固定群は第1レンズ群GR1である。各実施の形態のレンズ構成を以下に詳しく説明する。
第1の実施の形態(図1)では、正・負・正・正・正の5成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第1レンズ群GR1は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズと、プリズムPRと、両凸の正レンズ2枚と、から成っている。第2レンズ群GR2は、物体側から順に、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、で構成されている。第3レンズ群GR3は、物体側から順に、像側面が非球面から成る両凸の正レンズと、ミラーMRと、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、で構成されており、第3レンズ群GR3の物体側にはズーミングに際して第3レンズ群GR3と共に位置固定の絞りSTが配置されている。第4レンズ群GR4は、物体側から順に、物体側面が非球面から成る両凸の正レンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと、から成っている。第5レンズ群GR5は、両面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズ1枚のみから成っている。広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおいて、第2レンズ群GR2は像側へ単調に移動し、第4レンズ群GR4は物体側へ単調に移動する。一方、第1レンズ群GR1,第3レンズ群GR3,第5レンズ群GR5及び平行平面板PTは、像面IMに対してズーム位置固定である。
第2の実施の形態(図2)では、正・負・正・正・正の5成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第1レンズ群GR1は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズと、プリズムPRと、両凸の正レンズ2枚と、から成っている。第2レンズ群GR2は、物体側から順に、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、で構成されている。第3レンズ群GR3は、物体側から順に、像側面が非球面から成る両凸の正レンズと、ミラーMRと、像側に凸の正メニスカスレンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、で構成されており、第3レンズ群GR3の物体側にはズーミングに際して第3レンズ群GR3と共に位置固定の絞りSTが配置されている。第4レンズ群GR4は、物体側から順に、両凸の正レンズと、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、から成っている。第5レンズ群GR5は、両面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズ1枚のみから成っている。広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおいて、第2レンズ群GR2は像側へ単調に移動し、第4レンズ群GR4は物体側へ単調に移動する。一方、第1レンズ群GR1,第3レンズ群GR3,第5レンズ群GR5及び平行平面板PTは、像面IMに対してズーム位置固定である。
第3の実施の形態(図3)では、正・負・正・正・正の5成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第1レンズ群GR1は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズと、プリズムPRと、両凸の正レンズ2枚と、から成っている。第2レンズ群GR2は、物体側から順に、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、で構成されている。第3レンズ群GR3は、物体側から順に、物体側面が非球面から成る両凸の正レンズと、ミラーMRと、像側に凸の正メニスカスレンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、で構成されており、第3レンズ群GR3の物体側にはズーミングに際して第3レンズ群GR3と共に位置固定の絞りSTが配置されている。第4レンズ群GR4は、物体側から順に、両凸の正レンズと、両凸の正レンズ及び像側面が非球面の両凹の負レンズから成る接合レンズと、から成っている。第5レンズ群GR5は、両面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズ1枚のみから成っている。広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおいて、第2レンズ群GR2は像側へ単調に移動し、第4レンズ群GR4は物体側へ単調に移動する。一方、第1レンズ群GR1,第3レンズ群GR3,第5レンズ群GR5及び平行平面板PTは、像面IMに対してズーム位置固定である。
第4の実施の形態(図4)では、正・負・正・正の4成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第1レンズ群GR1は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズと、プリズムPR1と、両凸の正レンズ2枚と、から成っている。第2レンズ群GR2は、物体側から順に、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、で構成されている。第3レンズ群GR3は、物体側から順に、物体側面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズと、両凸の正レンズと、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、で構成されており、第3レンズ群GR3の物体側にはズーム位置固定のプリズムPR2と絞りSTが配置されている。第4レンズ群GR4は、物体側面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズ1枚のみから成っている。広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおいて、第2レンズ群GR2は像側へ単調に移動し、第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4は物体側へ単調に移動する。一方、第1レンズ群GR1及び平行平面板PTは、像面IMに対してズーム位置固定である。
第5の実施の形態(図5)では、正・負・正・正・正の5成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第1レンズ群GR1は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズと、プリズムPRと、両凸の正レンズと、から成っている。第2レンズ群GR2は、物体側から順に、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、で構成されている。第3レンズ群GR3は、物体側から順に、像側面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズと、ミラーMRと、両凸の正レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、で構成されており、第3レンズ群GR3の物体側にはズーミングに際して第3レンズ群GR3と共に位置固定の絞りSTが配置されている。第4レンズ群GR4は、物体側から順に、両凸の正レンズと、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、から成っている。第5レンズ群GR5は、両面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズ1枚のみから成っている。広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおいて、第2レンズ群GR2は像側へ単調に移動し、第4レンズ群GR4は物体側へ単調に移動する。一方、第1レンズ群GR1,第3レンズ群GR3,第5レンズ群GR5及び平行平面板PTは、像面IMに対してズーム位置固定である。
第1〜第3,第5の実施の形態では、第2光軸AX2上を第2レンズ群GR2が移動し、第3光軸AX3上を第4レンズ群GR4が移動することにより、ズーミングが行われる。第4の実施の形態では、第2光軸AX2上を第2レンズ群GR2が移動し、第3光軸AX3上を第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4が移動することにより、ズーミングが行われる。このように複数の移動群を異なる方向の光軸AX2,AX3上に分けて配置することにより、鏡胴構成の簡略化及び小型化を有利に行うことが可能となる。各実施の形態のズームレンズ系ZLでは、第1レンズ群GR1を固定群とするインナーズーム方式が採用されているため、ズーミングにおけるレンズの飛び出しが無く、カメラがいつもフラットな状態で撮影することができる。
上記のようにいずれの実施の形態も、物体側から順に、第1反射面,第1可動群,第2反射面及び第2可動群から成る光学構成を含み、前記第1反射面で光軸が略90度折り曲げられ、さらに前記第2反射面で光軸が折り曲げられ、広角端から望遠端までの変倍において、前記第1反射面と前記第2反射面が像面に対して位置固定であり、前記第1可動群と前記第2可動群が光軸に沿って移動する変倍光学系の構成になっている。前述したように、第1反射面で光軸を略90度折り曲げることにより、第1反射に対する入射光軸方向への薄型化が可能となり、さらに第2反射面で光軸を折り曲げることにより、全長の長い高変倍の変倍光学系であってもコンパクト化が可能となる。したがって、小型かつ高変倍の変倍光学系を備えた撮像装置を実現することができ、その撮像装置をデジタルカメラや画像入力機能付きデジタル機器等に用いれば、これらの機器の薄型・軽量・コンパクト化,低コスト化,高性能化,高機能化等に寄与することができる。これらの効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能等を達成するための条件を以下に説明する。
以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
1.0<TR12/y'max<12.5 …(1)
ただし、
TR12:第1反射面から第2反射面までの光軸上の距離、
y'max:最大像高、
である。
1.0<TR12/y'max<12.5 …(1)
ただし、
TR12:第1反射面から第2反射面までの光軸上の距離、
y'max:最大像高、
である。
条件式(1)は、第1反射面から第2反射面までの軸上距離(つまり第2光軸AX2の長さ)について好ましい条件範囲を規定している。撮像装置及びそれを搭載したカメラ(デジタルカメラ,画像入力機能付きデジタル機器等)の高さ(つまり第2光軸AX2方向の大きさ)は、およそ第1反射面から第2反射面までの距離により制約される。しかし、条件式(1)を満たせば、カメラ等のコンパクト化を達成しながら良好に収差補正することが可能となる。この条件式(1)の下限を越えると、コンパクト化に関しては有利になるが、収差補正は困難になるため好ましくない。つまり、条件式(1)の下限を越えると第1可動群のパワーが強くなり、第1可動群が持つ収差が大きくなりすぎて、全変倍域で収差(特に球面収差やコマ収差)を良好に補正するのが困難になる。逆に、条件式(1)の上限を越えると、収差補正は良好に行うことができるが、コンパクト化は困難になる。入射光軸(第1光軸AX1)方向には薄型化できたとしても、その垂直方向には大きくなりすぎてしまうため好ましくない。
以下の条件式(1a)を満足することが更に望ましい。
6.0<TR12/y'max<12.0 …(1a)
この条件式(1a)は、上記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定しており、この条件式(1a)を満たすことにより更なるコンパクト化の達成が可能となる。
6.0<TR12/y'max<12.0 …(1a)
この条件式(1a)は、上記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定しており、この条件式(1a)を満たすことにより更なるコンパクト化の達成が可能となる。
以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
1.0<TR2i/y'max<20.0 …(2)
ただし、
TR2i:第2反射面から像面までの光軸上の距離、
である。
1.0<TR2i/y'max<20.0 …(2)
ただし、
TR2i:第2反射面から像面までの光軸上の距離、
である。
条件式(2)は、第2反射面から像面までの軸上距離(つまり第3光軸AX3の長さ)について好ましい条件範囲を規定している。撮像装置及びそれを搭載したカメラ(デジタルカメラ,画像入力機能付きデジタル機器等)の横幅(つまり第3光軸AX3方向の大きさ)は、およそ第2反射面から像面までの距離により制約される。しかし、条件式(2)を満たせば、第3光軸方向にデジタルカメラ等のコンパクト化を達成しながら良好に収差補正することが可能となる。この条件式(2)の下限を越えると、コンパクト化に関しては有利になるが、収差補正は困難になるため好ましくない。つまり、条件式(2)の下限を越えると第2可動群のパワーが強くなり、第2可動群が持つ収差が大きくなりすぎて、全変倍域で収差(特に球面収差やコマ収差)を良好に補正するのが困難になる。逆に、条件式(2)の上限を越えると、第1光軸AX1(入射光軸)方向や第2光軸AX2方向にはコンパクト化できたとしても、第3光軸AX3方向には大きくなりすぎてしまうため好ましくない。
以下の条件式(2a)を満足することが更に望ましい。
6.0<TR2i/y'max<17.0 …(2a)
この条件式(2a)は、上記条件式(2)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定しており、この条件式(2a)を満たすことにより更なるコンパクト化の達成が可能となる。
6.0<TR2i/y'max<17.0 …(2a)
この条件式(2a)は、上記条件式(2)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定しており、この条件式(2a)を満たすことにより更なるコンパクト化の達成が可能となる。
以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
0.1<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.95 …(3)
ただし、
β2t:望遠端,無限遠合焦時の第1可動群の横倍率、
β2w:広角端,無限遠合焦時の第1可動群の横倍率、
ft:望遠端での変倍光学系全体の焦点距離、
fw:広角端での変倍光学系全体の焦点距離、
である。
0.1<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.95 …(3)
ただし、
β2t:望遠端,無限遠合焦時の第1可動群の横倍率、
β2w:広角端,無限遠合焦時の第1可動群の横倍率、
ft:望遠端での変倍光学系全体の焦点距離、
fw:広角端での変倍光学系全体の焦点距離、
である。
条件式(3)において、β2t/β2wは第1可動群の変倍負担を表しており、ft/fwは変倍光学系全体の変倍比を表している。そして条件式(3)は、高変倍比とコンパクト性と光学性能とのバランスをとるための、第1可動群と第2可動群との変倍負担バランスに関して満たすことの好ましい条件を規定している。この条件式(3)の上限を越えると、第1可動群の変倍負担が大きくなる。したがって、第1可動群の変倍時の移動量が大きくなりすぎて、デジタルカメラ等が第2光軸AX2方向に大きくなってしまう。デジタルカメラ等を第2光軸AX2方向にコンパクト化しようとすれば、第1可動群のパワーが強くなりすぎてしまい、収差(特に球面収差やコマ収差)の補正が難しくなり、偏芯誤差感度も高くなってしまうので好ましくない。逆に、条件式(3)の下限を越えると、第1可動群の変倍負担が減り、第2可動群の変倍負担が増えることになる。したがって、第2可動群の変倍時の移動量が大きくなりすぎて、デジタルカメラ等が第3光軸AX3方向に大きくなってしまう。デジタルカメラ等を第3光軸AX3方向にコンパクト化しようとすれば、第2可動群のパワーが強くなりすぎてしまい、収差(特に球面収差やコマ収差)の補正が困難になり、偏芯誤差感度も高くなってしまうので好ましくない。
以下の条件式(3a)を満足することが更に望ましい。
0.3<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.8 …(3a)
この条件式(3a)は、上記条件式(3)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定しており、この条件式(3a)を満たすことにより更なる高性能化等の達成が可能となる。
0.3<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.8 …(3a)
この条件式(3a)は、上記条件式(3)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定しており、この条件式(3a)を満たすことにより更なる高性能化等の達成が可能となる。
各実施の形態のように、ズームレンズ系ZLに代表される変倍光学系の構成としては、物体側から順に、正のパワーを有する第1レンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群と、正のパワーを有する第4レンズ群と、を少なくとも含み、前記第1可動群が前記第2レンズ群であり、前記第2可動群が前記第3レンズ群又は前記第4レンズ群であることが、高変倍比とコンパクト性と光学性能とを良好にバランスさせる上で好ましい。さらに、第1レンズ群が前記第1反射面を有し、第1〜第3,第5の実施の形態のように第3レンズ群中に、又は第4の実施の形態のように第2レンズ群と第3レンズ群との間に、前記第2反射面を有することが好ましい。このような構成にすることにより、更にコンパクトかつ高変倍の変倍光学系を得ることが可能となる。また第1〜第3,第5の実施の形態のように、第2レンズ群と第3レンズ群との間に絞りを有する構成は、レンズ径,絞り径の小型化等に有効であり、第4の実施の形態のように、第2レンズ群と第3レンズ群との間の第3レンズ群寄りに絞りを有する構成は、シャッターユニット配置の自由度向上等に有効である。
以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
1.5<TL/ft<4.0 …(4)
ただし、
TL:変倍光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の距離、
である。
1.5<TL/ft<4.0 …(4)
ただし、
TL:変倍光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の距離、
である。
条件式(4)は、光学全長について好ましい条件範囲を規定している。この条件式(4)の上限を越えると、収差補正上は好ましいが、レンズ全系が大きくなりすぎてしまうため好ましくない。逆に、条件式(4)の下限を越えると、例えば第1レンズ群が正パワーを有する場合には第1レンズ群のパワーが強くなる。その結果、収差補正が困難になるとともに第1レンズ群の偏芯誤差感度が大きくなるため好ましくない。したがって各実施の形態のように、正のパワーを有する第1レンズ群を最も物体側に有し、その第1レンズ群に前記第1反射面を有することが好ましい。
以下の条件式(4a)を満足することが更に望ましい。
2.0<TL/ft<3.5 …(4a)
この条件式(4a)は、上記条件式(4)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定しており、この条件式(4a)を満たすことにより更なる小型化,高性能化等の達成が可能となる。
2.0<TL/ft<3.5 …(4a)
この条件式(4a)は、上記条件式(4)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定しており、この条件式(4a)を満たすことにより更なる小型化,高性能化等の達成が可能となる。
高性能化及び小型化とのバランスから高変倍化を達成するには、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
4.2≦ZR …(5)
ただし、
ZR:変倍比、
である。
4.2≦ZR …(5)
ただし、
ZR:変倍比、
である。
第2反射面の前後の構成に関しては、第1〜第3,第5の実施の形態のように、変倍時の位置が固定の正レンズを第2反射面の物体側に含む構成が好ましい。このような構成を有することより、第2反射面への光線の入射高さが抑えられ、光路の折り曲げのために必要なスペースが小さくなり、レンズ全系のコンパクト化が可能になるとともに、望遠端での収差(特に球面収差)の補正を良好に行うことが可能となる。
各実施の形態を構成しているズームレンズ系ZLには、入射光線を屈折作用により偏向させる屈折型レンズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ)が用いられているが、使用可能なレンズはこれに限らない。例えば、回折作用により入射光線を偏向させる回折型レンズ,回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ,入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等を用いてもよい。ただし、媒質内で屈折率が変化する屈折率分布型レンズは、その複雑な製法がコストアップを招くため、屈折率分布の均一な均質素材レンズを用いることが望ましい。また、各実施の形態を構成しているズームレンズ系ZLには、光学素子としてレンズ以外に絞りSTが用いられているが、必要に応じて不要光をカットするための光束規制板(例えばフレアカッター)等を必要に応じて配置してもよい。
以下、本発明を実施したズームレンズ系の構成等を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例1〜5は、前述した第1〜第5の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第1〜第5の実施の形態を表す光学構成図(図1〜図5)は、対応する実施例1〜5のレンズ構成をそれぞれ示している。
表1〜表10に実施例1〜実施例5のコンストラクションデータを示し、表11に各実施例の条件式対応値を示す。表1,表3,表5,表7,表9に示す基本的な光学構成(i:面番号)において、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の曲率半径(mm)、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面と(i+1)番目の面との間の軸上面間隔(mm)を示しており、Ni(i=1,2,3,...),νi(i=1,2,3,...)は軸上面間隔diに位置する光学材料のd線に対する屈折率(Nd),アッベ数(νd)をそれぞれ示している。また、ズーミングにおいて変化する軸上面間隔diは、広角端(最短焦点距離状態,W)〜ミドル(中間焦点距離状態,M)〜望遠端(最長焦点距離状態,T)での可変空気間隔であり、f,FNOは各焦点距離状態(W),(M),(T)に対応する全系の焦点距離(mm),Fナンバーをそれぞれ示している。
曲率半径riのデータに*印が付された面は、非球面(非球面形状の屈折光学面、非球面と等価な屈折作用を有する面等)であり、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義される。表2,表4,表6,表8,表10中に、各実施例の非球面データを示す。ただし、表記の無い項の係数は0であり、すべてのデータに関してE−n=×10-nである。
X(H)=(C0・H2)/{1+√(1−ε・C02・H2)}+Σ(Aj・Hj) …(AS)
ただし、式(AS)中、
X(H):高さHの位置での光軸AX方向の変位量(面頂点基準)、
H:光軸AXに対して垂直な方向の高さ、
C0:近軸曲率(=1/ri)、
ε:2次曲面パラメータ、
Aj:j次の非球面係数、
である。
X(H)=(C0・H2)/{1+√(1−ε・C02・H2)}+Σ(Aj・Hj) …(AS)
ただし、式(AS)中、
X(H):高さHの位置での光軸AX方向の変位量(面頂点基準)、
H:光軸AXに対して垂直な方向の高さ、
C0:近軸曲率(=1/ri)、
ε:2次曲面パラメータ、
Aj:j次の非球面係数、
である。
図6〜図10は実施例1〜実施例5にそれぞれ対応する収差図であり、(W)は広角端,(M)はミドル,(T)は望遠端における無限遠合焦状態での諸収差{左から順に、球面収差等,非点収差,歪曲収差である。FNOはFナンバー、Y’(mm)は撮像素子SRの受光面SS上での最大像高y'max(光軸AXからの距離に相当する。)である。}を示している。球面収差図において、実線dはd線、一点鎖線gはg線、二点鎖線cはc線に対する各球面収差量(mm)を表しており、破線SCは正弦条件不満足量(mm)を表している。非点収差図において、破線DMはメリディオナル面、実線DSはサジタル面でのd線に対する各非点収差(mm)を表している。また、歪曲収差図において実線はd線に対する歪曲(%)を表している。
CU カメラ
LU 撮像装置
ZL ズームレンズ系(変倍光学系)
GR1 第1レンズ群
GR2 第2レンズ群
GR3 第3レンズ群
GR4 第4レンズ群
GR5 第5レンズ群
ST 絞り
PT 平行平面板
SR 撮像素子
SS 受光面
IM 像面
AX 光軸
1 操作部
2 メモリ
3 信号処理部
4 表示部
5 制御部
LU 撮像装置
ZL ズームレンズ系(変倍光学系)
GR1 第1レンズ群
GR2 第2レンズ群
GR3 第3レンズ群
GR4 第4レンズ群
GR5 第5レンズ群
ST 絞り
PT 平行平面板
SR 撮像素子
SS 受光面
IM 像面
AX 光軸
1 操作部
2 メモリ
3 信号処理部
4 表示部
5 制御部
Claims (8)
- 撮像素子の受光面上に物体の光学像を変倍可能に形成するための変倍光学系であって、物体側から順に、第1反射面,第1可動群,第2反射面及び第2可動群から成る光学構成を含み、前記第1反射面で光軸が略90度折り曲げられ、さらに前記第2反射面で光軸が折り曲げられ、広角端から望遠端までの変倍において、前記第1反射面と前記第2反射面が像面に対して位置固定であり、前記第1可動群と前記第2可動群が光軸に沿って移動する構成になっており、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする変倍光学系;
1.0<TR12/y'max<12.5 …(1)
ただし、
TR12:第1反射面から第2反射面までの光軸上の距離、
y'max:最大像高、
である。 - 以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1記載の変倍光学系;
1.0<TR2i/y'max<20.0 …(2)
ただし、
TR2i:第2反射面から像面までの光軸上の距離、
である。 - 以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項1又は2記載の変倍光学系;
0.1<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.95 …(3)
ただし、
β2t:望遠端,無限遠合焦時の第1可動群の横倍率、
β2w:広角端,無限遠合焦時の第1可動群の横倍率、
ft:望遠端での変倍光学系全体の焦点距離、
fw:広角端での変倍光学系全体の焦点距離、
である。 - 物体側から順に、正のパワーを有する第1レンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群と、正のパワーを有する第4レンズ群と、を少なくとも含み、前記第1可動群が前記第2レンズ群であり、前記第2可動群が前記第3レンズ群又は前記第4レンズ群であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の変倍光学系。
- 以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の変倍光学系;
1.5<TL/ft<4.0 …(4)
ただし、
TL:変倍光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の距離、
である。 - 正のパワーを有する第1レンズ群を最も物体側に有し、その第1レンズ群に前記第1反射面を有することを特徴とする請求項5記載の変倍光学系。
- 以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の変倍光学系;
4.2≦ZR …(5)
ただし、
ZR:変倍比、
である。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の変倍光学系を備えたことを特徴とする撮像装置。
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WO2013065252A1 (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | パナソニック株式会社 | ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ |
JP2014089289A (ja) * | 2012-10-30 | 2014-05-15 | Nikon Corp | 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101760342B1 (ko) * | 2010-03-12 | 2017-07-21 | 삼성전자주식회사 | 소형 줌 렌즈 |
JP2012255895A (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Olympus Corp | ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 |
WO2013065252A1 (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | パナソニック株式会社 | ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ |
JP2014089289A (ja) * | 2012-10-30 | 2014-05-15 | Nikon Corp | 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 |
US9453993B2 (en) | 2012-10-30 | 2016-09-27 | Nikon Corporation | Variable magnification optical system, optical device, and production method for variable magnification optical system |
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