JP4083924B2 - 広角レンズ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は広角レンズに関し、特に射出瞳が遠い広角撮影レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に広い画角を有する撮影レンズは、焦点距離が小さいためバックフォーカスが短くなってしまう。
長いバックフォーカスを得るために、物体側に負レンズ群を配置した、所謂レトロフォーカスタイプのレンズが数多く知られている。また、小型化・軽量化のため少ないレンズ枚数で良好な性能が得られるような構成が求められている。
このような、長いバックフォーカスをもちながら、少ないレンズ枚数で構成した広い画角を有する撮影レンズの従来例として、特開平4−68307号公報(実施例1,2,3,4)、特開平5−264897号公報、米国特許第4412726号公報(table2,4)に記載のものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらレトロフォーカスタイプのレンズ系は、一般に負の大きな歪曲収差を発生しがちであり、上記いずれの従来例においても、歪曲収差が十分に補正されていないという問題点があった。
一般に、レトロフォーカスタイプのレンズ系が発生させる歪曲収差は、レンズ系の画角が広くなるほど大きく発生しやすい。上記従来例に開示されたレンズ系はいずれも絶対値で14パーセント以上の負の歪曲収差を発生させている。
本発明は上記の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、長いバックフォーカスを得るとともに歪曲収差をはじめとする諸収差が良好に補正された広角レンズを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の本発明の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞り、及び第2レンズ群G2とからなり、前記第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成され、前記第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成され、前記レンズ群G1Fは、複数の負の屈折力を有するレンズで構成され、前記レンズ群G1Rは、1枚の正の屈折力を有するレンズで構成され、前記レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成され、前記レンズ群G2Rは、1枚の少なくとも1つの面が非球面の正レンズで構成され、かつ、次の条件式を満足することを特徴とする。
0.40<φG2R/φ<1.00 ・・・・・(1)
但し、φG2Rはレンズ群G2Rの屈折力、φは全系の屈折力を示す。
なお、前記レンズ群G1Fを構成する負レンズは負の単レンズでも接合負レンズでもよい。また前記レンズ群G1R,G2Rを構成する正レンズは正の単レンズでも接合正レンズでもよい。
【0006】
また、請求項2に記載の本発明の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞り、及び第2レンズ群G2とからなり、前記第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成され、前記第2レンズ群G2は、物体側より順にレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成され、前記レンズ群G1Fは、複数の負の屈折力を有するレンズで構成され、前記レンズ群G1Rは、1枚の正の屈折力を有するレンズで構成され、前記レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成され、前記レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成され、かつ、次の条件式を満足することを特徴とする。
0<fG1/f<6.2 ・・・・・(2)
−0.85<φG1F/φ<0 ・・・・・(3)
0<fG2/f<2.1 ・・・・・(4)
但し、fG1は第1レンズ群G1の焦点距離、fG2は第2レンズ群G2の焦点距離、fは全系の焦点距離、φG1Fはレンズ群G1Fの屈折力、φは全系の屈折力を示す。
なお、前記レンズ群G1Fを構成する負レンズは負の単レンズでも接合負レンズでもよい。また前記レンズ群G1R,G2Rを構成する正レンズは正の単レンズでも接合正レンズでもよい。
【0007】
また、請求項3に記載の本発明の広角レンズは、前記レンズ群G1Fは、2枚または3枚の負の屈折力を有するレンズにより構成されていることを特徴とする。
また、請求項4に記載の本発明の広角レンズは、前記レンズ群G1Fは、複数の物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズで構成されていることを特徴とする。
また、請求項5に記載の本発明の広角レンズは、前記レンズ群G1Rは像側に凸面を向けたメニスカス正レンズ又は平凸正レンズであることを特徴とする。
また、請求項6に記載の本発明の広角レンズは、遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを、前記レンズ群G1Fと前記レンズ群G1Rとの間隔を変化させることによって行なうようにしたことを特徴とする。
また、請求項7に記載の本発明の広角レンズは、前記レンズ群G1Rは、物体側に凸面を向けたメニスカス正レンズ又は凸平正レンズであることを特徴とする。
また、請求項8に記載の本発明の広角レンズは、遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを、前記レンズ群G1Fのみを物体側へ移動することによって行なうことを特徴とする。
また、請求項9に記載の本発明の広角レンズは、遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを、前記レンズ群G1Rのみを像側へ移動することによって行なうことを特徴とする。
また、請求項10に記載の本発明の広角レンズは、少なくとも1つの面を、レンズの屈折力が中心から周辺へ行くにしたがって弱くなるような非球面形状で構成したことを特徴とする。
また、請求項11に記載の本発明の広角レンズは、前記レンズ群G1F中の少なくとも1つの面を非球面で構成したことを特徴とする。
また、請求項12に記載の本発明の広角レンズは、前記レンズ群G1F中の少なくとも1つの面を非球面で構成すると同時に、前記レンズ群G2R中の少なくとも1つの面を非球面で構成したことを特徴とする。
更に、請求項13に記載の本発明の広角レンズは、前記第1レンズ群G1と前記レンズ群G2Rにおけるレンズは、すべて独立した単レンズであることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
第1レンズ群G1の最も物体側に負の屈折力を有するレンズからなるレンズ群G1Fを配置し、レンズ群G1Fの像側に正の屈折力を有するレンズからなるレンズ群G1Rを配置することにより、主点位置を後方へシフトし、広角化および長いバックフォーカスを得るのに有利な構成になる。また、レンズ群G1Fを複数の負の屈折力のレンズで構成することで、負の屈折力を持つレンズ1枚あたりの収差補正にかかる負担を軽減し、より効果的に諸収差、特に歪曲収差、コマ収差を補正することができる。
レンズ群G2Fを両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成することにより、倍率の色収差を効果的に補正することができる。また、両凹レンズと両凸レンズとを接合することにより偏心による性能劣化を小さく抑えることができる。
また、レンズ群G2Fに負の屈折力を持たせることにより、光線を高く導き、広画角化および長いバックフォーカスに対応させることができるとともに、正レンズで構成されるレンズ群G2Rとの組合せにより、射出瞳位置を像面から物体側へ引き離し、像面に入射する光線とレンズ系光軸とのなす角をちいさくするように作用させることができる。
【0009】
全系の屈折力φに対するレンズ群G2Rの屈折力φG2Rの割合φG2R/φが、条件式(1) の下限を超えて小さくなると、レンズ群G2Rの屈折力が弱くなりすぎ、広画角化および長いバックフォーカスに対応できなくなるとともに、射出瞳位置を像面から十分に遠ざけることができなくなる。他方、条件式(1) の上限を超えて大きくなると、レンズ群G2Rの屈折力が強くなりすぎ、軸外諸収差、特に像面の湾曲が大きくなってしまい好ましくない。
【0010】
全系の焦点距離fに対する第1レンズ群G1の焦点距離fG1の割合fG1/fが条件式(2) の下限を超えて小さくなると、第1レンズ群G1が負の屈折力を持ち、全長が長くなってしまう。他方、条件式(2) の上限を超えて大きくなると、第1レンズ群G1の屈折力が強くなりすぎ、諸収差、特に歪曲収差、コマ収差等の軸外収差の悪化を招く。
【0011】
全系の屈折力φに対するレンズ群G1Fの屈折力φG1Fの割合φG1F/φが、条件式(3) の下限を超えて小さくなると、レンズ群G1Fの負の屈折力が弱くなり、光線を十分高く導くことができなくなるため、長いバックフォーカスを得ることができなくなる。他方、条件式(3) の上限を超えて大きくなると、レンズ群G1Fの屈折力が正となり、光線を跳ね上げること自体が不可能となる。
また、全系の焦点距離fに対する第2レンズ群G2の焦点距離fG2の割合fG2/fが条件式(4) の下限を超えて小さくなると、第2レンズ群G2の焦点距離が負になるため、長いバックフォーカスを得ることができなくなる。他方、条件式(4) の上限を超えて大きくなると、G2の屈折力が弱くなりすぎるため、レンズ全長の増大を招く。
【0012】
なお、コスト削減及びレンズ系の軽量化・コンパクト化のためには、レンズ系を構成するレンズの枚数は、一般的に少ないほうが好ましい。
特に、本発明のように広い画角のレンズ系においては、最も物体側に配置されるレンズ群G1Fの外径が大きくなりやすい。
以上の理由から、本発明のレンズ系においては、レンズ群G1Fは2枚または3枚の負の屈折力を有するレンズにより構成することが望ましい。
【0013】
また、レンズ群G1Fを構成する複数の負の屈折力を有するレンズを、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズにすることで、さらに諸収差を良好に補正することができるようになる。
本発明のように、広い画角を有するレトロフォーカスタイプのレンズ系では、最も物体側に配置されたレンズへの入射時点において、軸上光束と軸外光束とが乖離している。そのため、軸外諸収差、特に歪曲収差やコマ収差の補正に関しては、最も物体側に配置されたレンズ群G1Fを構成する各レンズ面が、各光束の入射画角に合わせて、物体側に凸面を向けていることが望ましい。
【0014】
また、レンズ群G1Rを、像側に凸面を向けたメニスカスまたは一方の面が平面の凸平正レンズ、とすれば、両面とも凸面のレンズである場合と比較してレンズ群G1Rの主点位置をより像側へシフトすることができるので、レンズ全長の小型化により有利である。
また、レンズ群G1Rを、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズまたは一方の面が平面の平凸正レンズとすることで、両面とも凸面のレンズである場合と比較して軸外収差、特に高次のコマ収差の発生をより小さくすることができる。
【0015】
ところで、このような広角レンズにおいて遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを行う場合、レンズ系全体を一体的に物体側へ近づける、所謂全体繰り出し方式が一般的であるが、近距離まで良好な性能を維持するためには、そのような全体繰り出し方式では、フォーカシングに伴う収差の変動、特に像面湾曲、非点収差の変動が大きくなってしまう。
そこで、本発明の広角レンズにおいては、フォーカシングの際に前記レンズ群G1Fと前記レンズ群G1Rとの間隔を変化させるように構成することによって、上記のような像面湾曲、非点収差の変動を小さく抑えることができるとともに、負の屈折力を有するレンズで構成されたレンズ群G1Fとレンズ群G1Rとの間の、光線がアフォーカルではない空気間隔を変化させてフォーカシングを行うことによって、フォーカシングの際のレンズ群の移動量を小さくすることが可能になる。
【0016】
この場合、フォーカシングの際の移動レンズを前記レンズ群G1Fのみにすれば、レンズ群G1Fとレンズ群G1Rとの間隔を変えつつ移動群を軽くすることができ、駆動系への負担を小さくすることができる。
【0017】
フォーカシングの際の移動レンズを前記レンズ群G1Rのみにすれば、レンズ群G1Fとレンズ群G1Rとの間隔を変えつつ移動群を軽くすることができ、しかも、絞りに近いレンズ群G1Rは、レンズ外径が小さくできるためレンズ重量も小さく抑えることができ、駆動系への負担をより小さくすることができる。
【0018】
また、本発明のように、物体側に負の屈折力を有するレンズ群を配置したレンズ系の場合、負の大きな歪曲収差を発生するが、この負の歪曲収差をより小さく抑えるためには、非球面を使用するレンズの屈折力が、中心から周辺へ行くにしたがって弱くなるような形状の非球面を利用するとよい。
そこで、本発明のレンズ系においては、少なくとも1つの面を、レンズの屈折力が中心から周辺へ行くにしたがって弱くなるような非球面形状で構成する。
【0019】
この場合、軸上光線と軸外光線とが乖離するレンズ群G2R中の少なくとも一つの面または、軸上光線と軸外光線とが乖離するレンズ群G1F中の少なくとも一つの面を非球面で構成すると、歪曲収差のような軸外収差を補正するのにより効果的になる。
また、軸上光線と軸外光線とが乖離するレンズ群G1FおよびG2Rのいずれにも少なくとも一つの面を非球面で構成すると、歪曲収差のような軸外収差を補正するのにより効果的であると同時に、非球面をレンズ群G1Fとレンズ群G2Rの両群で使用することにより、各非球面への負担を小さくすることができる。
【0020】
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
第1実施例
図1は本発明による広角レンズの第1実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は物体距離が∞、(b)は物体距離が20cm、(c)は物体距離が10cmの状態を示す図である。図2は図1(a)に示す本実施例の広角レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及びコマ収差を示す図である。図3は図1(b)に示す本施例の広角レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及びコマ収差を示す図である。図4は図1(c)に示す本施例の広角レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及びコマ収差を示す図である。
【0021】
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する2枚のメニスカスレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、物体側に凸面を向けた1枚の凸平正レンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
また、本実施例では条件式(1) 〜(4) を総て満たしている。
また、遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを、レンズ群G1Fのみを物体側へ移動させて、レンズ群G1Fとレンズ群G1Rとの間隔を変化させることによって行うように構成されている。
また、本実施例は上記フォーカシングを、物体側への全体繰り出し(第1レンズ群G1、絞りS、第2レンズ群G2の全体を移動させる)によって行うこともできる。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されており、屈折力が中心から周辺へ行くにしたがって弱くなっている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0022】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。本実施例の数値データにおいて、r1 、r2 、・・・は各レンズ面の曲率半径、d1 、d2 、・・・は各レンズの肉厚または空気間隔、n1 、n2 、・・・は各レンズのd線での屈折率、ν1 、ν2 、・・・は各レンズのアッベ数である。また、kは円錐係数、AC2 、AC4 、AC6 、AC8 、AC10は非球面係数、fは焦点距離、FはFナンバー、2ωは画角である。なお、これらの記号は後述の各実施例の数値データにおいても共通である。また、非球面形状は、光軸上の光の進行方向をZ軸、光軸と直交する方向をY軸としたとき、下記の式により与えられる。
Z=(Y2 /r)/〔1+{1−(1+k)・(Y/r)2 }1/2 〕+AC2 Y2 +AC4 Y4 +AC6 Y6 +AC8 Y8 +AC10Y10
【0023】
【0024】
【0025】
第2実施例
図5は本発明による広角レンズの第2実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する2枚のメニスカスレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、両面とも凸面の1枚の正の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) 〜(4) を総て満たしている。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0026】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0027】
【0028】
第3実施例
図6は本発明による広角レンズの第3実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する2枚のメニスカスレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、両面とも凸面の1枚の正の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) 〜(4) を総て満たしている。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0029】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0030】
【0031】
第4実施例
図7は本発明による広角レンズの第4実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する2枚のメニスカスレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、物体側に凸面を向けた1枚の凸平正レンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) 〜(4) を総て満たしている。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0032】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0033】
【0034】
第5実施例
図8は本発明による広角レンズの第5実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する2枚のメニスカスレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、物体側に凸面を向けた1枚のメニスカス正レンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) 〜(4) を総て満たしている。
また、レンズ群G1Fを構成する複数のメニスカスレンズ、レンズ群G2F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0035】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0036】
【0037】
第6実施例
図9は本発明による広角レンズの第6実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に正の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた2枚の負の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、両面が凸面の1枚の正の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(2) 〜(4) を満たしているが、条件式(1) は満たしていない。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0038】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0039】
【0040】
第7実施例
図10は本発明による広角レンズの第7実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた2枚の負の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、両面が凸面の1枚の正の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) 〜(4) を総て満たしている。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0041】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0042】
【0043】
第8実施例
図11は本発明による広角レンズの第8実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に正の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた2枚の負の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、両面が凸面の1枚の正の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) ,(3) ,(4) を満たしているが、条件式(2) は満たしていない。
また、レンズ群G2Rは、一つの面が非球面で構成されているが、レンズ群G1Fは、いずれの面も非球面形状にはなっていない。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0044】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0045】
【0046】
第9実施例
図12は本発明による広角レンズの第9実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた2枚の負の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、両面が凸面の1枚の正の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) 〜(4) を総て満たしている。
また、レンズ群G1R、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されているが、レンズ群G1Fは、いずれの面も非球面形状にはなっていない。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0047】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0048】
【0049】
第10実施例
図13は本発明による広角レンズの第10実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は物体距離が∞、(b)は物体距離が20cm、(c)は物体距離が10cmの状態を示す図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた2枚の負の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、両面が凸面の1枚の正の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) ,(3) ,(4) を満たしているが、条件式(2) は満たしていない。
また、遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを、レンズ群G1Rを像側へ移動させて、レンズ群G1Fとレンズ群G1Rとの間隔及びレンズ群G1Rとレンズ群G2Fとの間隔を変化させることによって行うように構成されている。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0050】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0051】
【0052】
第11実施例
図14は本発明による広角レンズの第11実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた2枚の負の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、像側に凸面を向けた1枚の平凸正レンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) ,(3) ,(4) を満たしているが、条件式(2) は満たしていない。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0053】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0054】
【0055】
第12実施例
図15は本発明による広角レンズの第12実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた3枚の負の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、両面が凸面の1枚の正の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) 〜(4) の総てを満たしている。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0056】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0057】
【0058】
第13実施例
図16は本発明による広角レンズの第13実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は物体距離が∞、(b)は物体距離が20cm、(c)は物体距離が10cmの状態を示す図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた負レンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、両面が凸面の1枚の正の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) 〜(4) の総てを満たしている。
また、遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを、レンズ群G1Fを物体側へ移動させると共にレンズ群G1Rを像側へ移動させて、レンズ群G1Fとレンズ群G1Rとの間隔及びレンズ群G1Rとレンズ群G2Fとの間隔を変化させることによって行うように構成されている。
また、本実施例は上記フォーカシングを、物体側への全体繰り出し(第1レンズ群G1、絞りS、第2レンズ群G2の全体を移動させる)によって行うこともできる。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0059】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0060】
【0061】
第14実施例
図17は本発明による広角レンズの第14実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は物体距離が∞、(b)は物体距離が20cm、(c)は物体距離が10cmの状態を示す図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた負レンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、両面が凸面の1枚の正の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) 〜(4) の総てを満たしている。
また、遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを、レンズ群G1Fのみを物体側へ移動させて、レンズ群G1Fとレンズ群G1Rとの間隔を変化させることによって行うように構成されている。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0062】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0063】
【0064】
第15実施例
図18は本発明による広角レンズの第15実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
本実施例の広角レンズは、物体側より順に、第1レンズ群G1、絞りS、及び第2レンズ群G2を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成されている。
レンズ群G1Fは、物体側に凸面を向けた2枚の負の屈折力を有するレンズで構成されている。
レンズ群G1Rは、像側に凸面を向けたメニスカス正レンズで構成されている。
レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成されている。
レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成されている。
本実施例では条件式(1) 〜(4) の総てを満たしている。
また、レンズ群G1F、レンズ群G2Rは、それぞれ一つの面が非球面で構成されている。
なお、図中、L1は光学的ローパスフィルタ、L2は赤外カットフィルタ、L3はCCDのカバーガラス、Iは像面を示している。
【0065】
次に、本実施例にかかる広角レンズの数値データを示す。
【0066】
【0067】
以上説明したように、本発明による広角レンズは、特許請求の範囲に記載された特徴のほかに下記に示すような特徴も備えている。
【0081】
(1)物体側より順に、第1レンズ群G1、絞り、及び第2レンズ群G2とからなり、
前記第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成され、
前記第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成され、
前記レンズ群G1Fは、複数の負の屈折力を有するレンズ、または接合負レンズで構成され、
前記レンズ群G1Rは、1枚の正の屈折力を有するレンズ、または接合正レンズで構成され、
前記レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹単レンズと両凸単レンズとの接合レンズで構成され、
前記レンズ群G2Rは、1枚の正レンズ、または接合正レンズで構成されていることを特徴とする広角レンズ。
【0082】
(2)物体側より順に、第1レンズ群G1、絞り、及び第2レンズ群G2とからなり、
前記第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成され、
前記第2レンズ群G2は、物体側より順にレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成され、
前記レンズ群G1Fは、複数の負の屈折力を有するレンズ、または接合負レンズで構成され、
前記レンズ群G1Rは、1枚の正の屈折力を有するレンズ、または接合正レンズで構成され、
前記レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹単レンズと両凸単レンズとの接合レンズで構成され、
前記レンズ群G2Rは、1枚の正レンズ、または接合正レンズで構成され、
かつ、次の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。
0.40<φG2R/φ<1.00 ・・・・・(1)
但し、φG2Rはレンズ群G2Rの屈折力、φは全系の屈折力を示す。
【0083】
(3)物体側より順に、第1レンズ群G1、絞り、及び第2レンズ群G2とからなり、
前記第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成され、
前記第2レンズ群G2は、物体側より順にレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成され、
前記レンズ群G1Fは、複数の負の屈折力を有するレンズ、または接合負レンズで構成され、
前記レンズ群G1Rは、1枚の正の屈折力を有するレンズ、または接合正レンズで構成され、
前記レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹単レンズと両凸単レンズとの接合レンズで構成され、
前記レンズ群G2Rは、1枚の正レンズ、または接合正レンズで構成され、
かつ、次の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。
0<fG1/f<6.2 ・・・・・(2)
但し、fG1は第1レンズ群G1の焦点距離、fは全系の焦点距離を示す。
【0084】
(4)物体側より順に、第1レンズ群G1、絞り、及び第2レンズ群G2とかなり、
前記第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成され、
前記第2レンズ群G2は、物体側より順にレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成され、
前記レンズ群G1Fは、複数の負の屈折力を有するレンズ、または接合負レンズで構成され、
前記レンズ群G1Rは、1枚の正の屈折力を有するレンズ、または接合正レンズで構成され、
前記レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹単レンズと両凸単レンズとの接合レンズで構成され、
前記レンズ群G2Rは、1枚の正レンズ、または接合正レンズで構成され、
かつ、次の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。
−0.85<φG1F/φ<0 ・・・・・(3)
0<fG2/f<2.1 ・・・・・(4)
但し、φG1Fはレンズ群G1Fの屈折力、φは全系の屈折力、fG2は第2レンズ群G2の焦点距離、fは全系の焦点距離を示す。
【0085】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、長いバックフォーカスを得るとともに歪曲収差をはじめとする諸収差が良好に補正された広角レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による広角レンズの第1実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は物体距離が∞、(b)は物体距離が20cm、(c)は物体距離が10cmの状態を示す図である。
【図2】図1(a)に示す本実施例の広角レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及びコマ収差を示す図である。
【図3】図1(b)に示す本施例の広角レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及びコマ収差を示す図である。
【図4】図1(c)に示す本施例の広角レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及びコマ収差を示す図である。
【図5】本発明による広角レンズの第2実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図6】本発明による広角レンズの第3実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図7】本発明による広角レンズの第4実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図8】本発明による広角レンズの第5実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図9】本発明による広角レンズの第6実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図10】本発明による広角レンズの第7実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図11】本発明による広角レンズの第8実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図12】本発明による広角レンズの第9実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図13】本発明による広角レンズの第10実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図14】本発明による広角レンズの第11実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は物体距離が∞、(b)は物体距離が20cm、(c)は物体距離が10cmの状態を示す図である。
【図15】本発明による広角レンズの第12実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図16】本発明による広角レンズの第13実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は物体距離が∞、(b)は物体距離が20cm、(c)は物体距離が10cmの状態を示す図である。
【図17】本発明による広角レンズの第14実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は物体距離が∞、(b)は物体距離が20cm、(c)は物体距離が10cmの状態を示す図である。
【図18】本発明による広角レンズの第15実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図である。
【符号の説明】
G1 第1レンズ群
G1R,G1F レンズ群
G2 第2レンズ群
G2R,G2F レンズ群
S 絞り
Claims (13)
- 物体側より順に、第1レンズ群G1、絞り、及び第2レンズ群G2とからなり、
前記第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成され、
前記第2レンズ群G2は、物体側より順に負の屈折力を有するレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成され、
前記レンズ群G1Fは、複数の負の屈折力を有するレンズで構成され、
前記レンズ群G1Rは、1枚の正の屈折力を有するレンズで構成され、
前記レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成され、
前記レンズ群G2Rは、1枚の少なくとも1つの面が非球面の正レンズで構成され、
かつ、次の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。
0.40<φG2R/φ<1.00 ・・・・・(1)
但し、φG2Rはレンズ群G2Rの屈折力、φは全系の屈折力を示す。 - 物体側より順に、第1レンズ群G1、絞り、及び第2レンズ群G2とからなり、
前記第1レンズ群G1は、物体側より順にレンズ群G1Fと、レンズ群G1Rとで構成され、
前記第2レンズ群G2は、物体側より順にレンズ群G2Fと、レンズ群G2Rとで構成され、
前記レンズ群G1Fは、複数の負の屈折力を有するレンズで構成され、
前記レンズ群G1Rは、1枚の正の屈折力を有するレンズで構成され、
前記レンズ群G2Fは、物体側より順に両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズで構成され、
前記レンズ群G2Rは、1枚の正レンズで構成され、
かつ、次の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。
0<fG1/f<6.2 ・・・・・(2)
−0.85<φG1F/φ<0 ・・・・・(3)
0<fG2/f<2.1 ・・・・・(4)
但し、fG1は第1レンズ群G1の焦点距離、fG2は第2レンズ群G2の焦点距離、fは全系の焦点距離、φG1Fはレンズ群G1Fの屈折力、φは全系の屈折力を示す。 - 前記レンズ群G1Fは、2枚または3枚の負の屈折力を有するレンズにより構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の広角レンズ。
- 前記レンズ群G1Fは、複数の物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズにより構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の広角レンズ。
- 前記レンズ群G1Rは像側に凸面を向けたメニスカス正レンズ又は平凸正レンズであることを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載の広角レンズ。
- 遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを、前記レンズ群G1Fと前記レンズ群G1Rとの間隔を変化させることによって行なうようにしたことを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載の広角レンズ。
- 前記レンズ群G1Rは、物体側に凸面を向けたメニスカス正レンズ又は凸平正レンズであることを特徴とする請求項1又は2に記載の広角レンズ。
- 遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを、前記レンズ群G1Fのみを物体側へ移動することを特徴とする請求項6に記載の広角レンズ。
- 遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを、前記レンズ群G1Rのみを像側へ移動することによって行なうことを特徴とする請求項6に記載の広角レンズ。
- 少なくとも1つの面を、レンズの屈折力が中心から周辺へ行くにし たがって弱くなるような非球面形状で構成したことを特徴とする請求項1乃至9の何れかに記載の広角レンズ。
- 前記レンズ群G1F中の少なくとも1つの面を非球面で構成したことを特徴とする請求項10に記載の広角レンズ。
- 前記レンズ群G1F中の少なくとも1つの面を非球面で構成すると同時に、前記レンズ群G2R中の少なくとも1つの面を非球面で構成したことを特徴とする請求項10に記載の広角レンズ。
- 前記第1レンズ群G1と前記レンズ群G2Rにおけるレンズは、すべて独立した単レンズであることを特徴とする請求項1乃至12の何れかに記載の広角レンズ。
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