JP6742798B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ、監視用カメラ、銀塩写真用カメラなどの撮像装置の撮像光学系として好適なものである。
近年、撮像装置に用いる撮像光学系としては、高いズーム比(変倍比)で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズであることが要求されている。また、迅速なフォーカシング(合焦)を行うために、フォーカスレンズ群は小型軽量であること等が要求されている。
従来、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置したポジティブリード型で比較的高ズーム比で物体側の第1レンズ群以外のレンズ群でフォーカシングを行ったズームレンズが知られている(特許文献1乃至3)。特許文献1では、物体側より像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力の第1レンズ群乃至第5レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、フォーカシングに際して、第2レンズ群が移動する変倍光学系を開示している。
また特許文献2では物体側より像側へ順に、正、負、正、正、負、正の屈折力の第1レンズ群乃至第6レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化しフォーカシングに際して第2レンズ群が移動するズームレンズを開示している。特許文献3では、物体側より像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力の第1レンズ群乃至第5レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、フォーカシングに際して第4レンズ群が移動するズームレンズを開示している。
特開2010−015003号公報 特開2005−242015号公報 特開2015−072499号公報
撮像装置に用いるズームレンズには、レンズ系全体が小型であること、フォーカスレンズ群が小型軽量でフォーカシングが高速に行え、フォーカシングに際して静かで、しかも収差変動が少ないこと等が強く要望されている。一般にフォーカスレンズ群を小型軽量にするため、フォーカスレンズ群の構成レンズ枚数を少なくすると、フォーカスレンズ群の残存収差が大きくなる。このため、フォーカシングに際して収差変動が大きくなり、遠距離から近距離までの物体距離全般にわたり良好な光学性能を得ることが難しくなる。
一方、フォーカシングに際しての収差変動を小さくするためにフォーカスレンズ群のパワー(屈折力)を弱くするとフォーカシングに際しての移動量が大きくなり、レンズ全長が増大してくる。全系が小型で、フォーカシングが高速で、しかも静かに行え、かつフォーカシングに際しての収差変動の少ないズームレンズを得るには、レンズ群の数や各レンズ群の屈折力等を適切に設定することが重要になってくる。
特許文献1の変倍光学系は、高ズーム比を得やすい反面、各レンズ群の屈折力配置が必ずしも十分でないため、各レンズ群が製造誤差で位置ずれが発生した時の光学性能が低下しやすくなる傾向があった。特に第3レンズ群の製造誤差による光学性能の劣化が大きくなる傾向があった。特許文献2のズームレンズは、特許文献1の変倍光学系に対しては、正の屈折力が第3レンズ群と第4レンズ群で分かれていることにより、正の屈折力が分散され、製造誤差に対する光学性能の低下が小さくなる傾向がある。
しかしながら特許文献1、特許文献2ともに、フォーカシングを比較的大型で高重量の第2レンズ群で行っているため、動画撮影に要求される静音でのフォーカシングが難しい傾向があった。特許文献3では、小型軽量の第4レンズ群でフォーカシングを行っている。このため、静音でのフォーカシングが容易である。しかしながら屈折力配置が必ずしも十分でないため、高ズーム比化が難しい。また、特許文献1と同じように各レンズ群の製造誤差による光学性能の低下が大きくなる傾向があった。
本発明は、フォーカシングレンズ群が小型であり、フォーカシングに際の駆動音が静かで、かつ全系が小型で高ズーム比が容易に得られるズームレンズの提供を目的とする。
本発明の一側面に係るズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第1レンズ群が物体側へ移動し、
フォーカシングに際して前記第5レンズ群が移動し、
前記第5レンズ群の焦点距離をf5、前記第6レンズ群の焦点距離をf6、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
0.10<f5/f6<0.5
1.0<f4/f3<8.0
なる条件式を満たすことを特徴としている。
本発明によれば、フォーカシングレンズ群が小型であり、フォーカシングに際の駆動音が静かで、かつ全系が小型で高ズーム比が容易に得られるズームレンズが得られる。
実施例1の無限遠物体に合焦時(フォーカス時)の広角端におけるレンズ断面図 (A)、(B)実施例1の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端における収差図 実施例2の無限遠物体に合焦時(フォーカス時)の広角端におけるレンズ断面図 (A)、(B)実施例2の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端における収差図 実施例3の無限遠物体に合焦時(フォーカス時)の広角端におけるレンズ断面図 (A)、(B)実施例3の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端における収差図 実施例4の無限遠物体に合焦時(フォーカス時)の広角端におけるレンズ断面図 (A)、(B)実施例4の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端における収差図 本発明のズームレンズを搭載したデジタル一眼レフカメラ(撮像装置)の要部概略図
以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群を有する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群が物体側に移動し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。フォーカシングに際して第5レンズ群が移動する。
尚、本発明に係るレンズ群とは、ズーミングに際して光学方向のレンズ間隔の変化によって分けられるレンズ系をいう。
図1は実施例1の無限遠物体に合焦時(フォーカス時)の広角端(短焦点距離端)におけるレンズ断面図である。図2(A)、(B)は実施例1の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端(長焦点距離端)における収差図である。実施例1はズーム比9.41、Fナンバー3.40〜6.46のズームレンズである。図3は実施例2の無限遠物体に合焦時の広角端におけるレンズ断面図である。図4(A)、(B)は実施例2の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端における収差図である。実施例2はズーム比8.46、Fナンバー3.51〜6.47のズームレンズである。
図5は実施例3の無限遠物体に合焦時の広角端におけるレンズ断面図である。図6(A)、(B)は実施例3の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端における収差図である。実施例3はズーム比8.45、Fナンバー3.42〜6.47のズームレンズである。図7は実施例4の無限遠物体に合焦時の広角端におけるレンズ断面図である。図8(A)、(B)は実施例4の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端における収差図である。実施例4はズーム比7.05、Fナンバー3.73〜6.47のズームレンズである。
図9は本発明のズームレンズを搭載したデジタル一眼レフカメラ(撮像装置)の要部概略図である。
本発明のズームレンズはデジタルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ、監視用カメラ、銀塩写真用カメラなどの撮像装置の撮像光学系として用いられる。尚、本発明のズームレンズは投射装置(プロジェクタ)用の投射光学系として用いることもできる。レンズ断面図において、左方が物体側(前方)で、右方が像側(後方)である。また、レンズ断面図において、L0はズームレンズである。またiを物体側からのレンズ群の順番とすると、Liは第iレンズ群である。
SPは開口絞りである。IPは像面である。像面IPは、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置としてズームレンズを使用する際には、CCDセンサーやCMOSセンサなどの撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像装置としてズームレンズを使用する際には、フィルム面に相当する。矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。Focusに関する矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングに際してのフォーカスレンズ群の移動方向を示す。
球面収差図において、FnoはFナンバーである。またdはd線(波長587.6nm)、gはg線(波長435.8nm)である。非点収差図でMはd線におけるメリディオナル像面、Sはd線におけるサジタル像面である。歪曲収差図はd線について示している。倍率色収差図はg線について示している。ωは半画角(度)である。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された次のレンズ群を有する。正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5、負の屈折力の第6レンズ群L6を有する。負の屈折力の第6レンズ群L6の像側に正の屈折力の第7レンズ群L7を有することもある。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1は物体側へ移動する。
ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際し、第5レンズ群L5(フォーカスレンズ群)は像側へ移動する。一般に、物体側より像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力の第1レンズ群乃至第5レンズ群より構成される5群ズームレンズは高ズーム比化が容易である。このように、正の屈折力のレンズ群と負の屈折力のレンズ群を交互に配置されたズームレンズは、各レンズ群の間隔の変化により高い変倍比を得やすい。しかしながら反面、製造誤差で各レンズ群の位置ずれが発生したとき、光学性能が大きく低下する傾向にある。
特に、軸上光線の入射高さが広角端と望遠端で共に高く、正の屈折力のレンズ群で最も屈折力(パワー)が強くなる第3レンズ群に製造誤差があると光学性能が大きく低下してくる。これに対して、物体側より像側へ順に配置された、正、負、正、正、負、正の屈折力の第1レンズ群乃至第6レンズ群より構成される6群ズームレンズは、5群ズームレンズと同様に高ズーム比化が容易である。この6群ズームレンズは、第3レンズ群と第4レンズ群を共に正の屈折力とし、正の屈折力を分散させることができる。これによれば製造誤差に対する光学性能の低下を小さくすることができる。
そこで本発明のズームレンズでは、まず、物体側より像側へ順に配置された、正、負、正、正、負の屈折力の第1レンズ群乃至第5レンズ群を有する構成としている。これにより、製造誤差に対する光学性能の低下が生じにくい構成とした。このとき第2レンズ群は大型、高重量となる。このため、フォーカシングを第2レンズ群で行うと、動画に適した静音駆動を実現することが困難となる。
前述した屈折力配置よりなる5群ズームレンズでは負の屈折力の第4レンズ群は比較的小型軽量となる。このため、5群ズームレンズにおいて、第4レンズ群でフォーカシングを行うと、動画に適した静音駆動の実現が容易となる。
一般的にフォーカシングをする際、フォーカスレンズ群のフォーカス敏感度(単位駆動当たりの像面移動量)が高過ぎると、駆動制御が非常に困難になる。前述した屈折力配置の、5群ズームレンズにおいて第4レンズ群で、フォーカシングを行うと、フォーカシング敏感度が高くなる傾向にあった。フォーカシング敏感度を低くするには、第4レンズ群の屈折力を緩める必要がある。そうなるとズーミングによる第4レンズ群の移動時の変倍効果が小さくなってしまい、高ズーム比化が困難になってくる。
そこで本発明では、負の屈折力の第5レンズ群L5を負の屈折力のレンズ群と負の屈折力のレンズ群の2つのレンズ群に分割した。そして物体側の負の屈折力の第5レンズ群L5でフォーカシングを行うことで、フォーカシング敏感度を下げつつ、2つの負の屈折力のレンズ群の合成屈折力を強くし、ズーミングに際しても高い変倍効果を得るようにしている。
具体的には、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5、負の屈折力の第6レンズ群L6を有する。そして広角端から望遠端へのズーミングに際して第1レンズ群L1が物体側に移動し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するようにしている。そしてフォーカシングに際して第5レンズ群L5が移動するようにしている。
そして第5レンズ群L5の焦点距離をf5、第6レンズ群L6の焦点距離をf6とする。このとき、
0.0<f5/f6<0.5 ・・・(1)
なる条件式を満たしている。
本発明のズームレンズにおいて、ズーミングに際して第1レンズ群L1と第2レンズ群.L2の間隔を広げると、最も効率的に変倍効果が得られる。
このとき、第1レンズ群L1を固定にし、第2レンズ群L2を像側に移動することでも変倍効果は得ることはできる。これに対して、本発明においては、広角端から望遠端へのズーミングに際して第1レンズ群L1を物体側に移動している。第1レンズ群L1を物体側に移動する方式をとることにより、広角端におけるレンズ全長を短くしている。第2レンズ群L2を像側へ移動する方式では、第2レンズ群L2の移動スペースを予め確保する必要があるため、レンズ全長が長くなってくるのが、好ましくない。
条件式(1)は、第5レンズ群L5でフォーカシングをする際のフォーカス敏感度を適切にしつつ、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の合成レンズ群での変倍効果を高めるためのものである。条件式(1)の上限値を逸脱すると、第5レンズ群L5のフォーカス敏感度が緩くなり過ぎ、フォーカシングに際しての第5レンズ群L5の駆動量が大きくなり、全系が大型化してくる。更に第6レンズ群L6の屈折力が強過ぎて、ズーミングに際しての像面湾曲の変動が大きくなるため、好ましくない。
条件式(1)の下限値を逸脱すると、第5レンズ群L5のフォーカシング敏感度が高くなり過ぎ、フォーカシングに際しての第5レンズ群L5の駆動制御が困難になる。更に第6レンズ群L6の屈折力が弱過ぎて、十分な変倍効果が得られなくなるため、好ましくない。条件式(1)は、より好ましくは次の数値範囲とするのが良い。
0.10<f5/f6<0.45 ・・・(1A)
次に本発明を実施するにあたり、より好ましい条件について説明する。第3レンズ群L3の焦点距離をf3、第4レンズ群L4の焦点距離をf4とする。第5レンズ群L5は、3枚以下のレンズより構成されるのが良い。第5レンズ群L5は、正レンズと負レンズを有するのが良い。第5レンズ群L5は、物体側より像側へ順に配置された正レンズG5p、負レンズG5nより構成されるのが良い。このとき、正レンズG5pの材料のアッベ数をν5p、負レンズG5nの材料のアッベ数をν5nとする。
広角端における全系の焦点距離をfwとする。第1レンズ群L1の焦点距離をf1とする。第2レンズ群L2の焦点距離をf2とする。このとき、次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
1.0<f4/f3<8.0 ・・・(2)
1.3<ν5n/ν5p<2.5 ・・・(3)
1.0<−f5/fw<2.5 ・・・(4)
0.0<−f/f<0.5 ・・・(5)
3.5<f1/fw<6.0 ・・・(6)
0.7<−f2/fw<1.2 ・・・(7)
1.0<f3/fw<2.0 ・・・(8)
1.5<f4/fw<3.5 ・・・(9)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(2)は、第3レンズ群L3L3の正の屈折力と第4レンズ群L4の正の屈折力の屈折力配分を適切にし、正の屈折力のレンズ群の製造誤差による光学性能の低下を小さくするためのものである。条件式(2)の上限値を逸脱すると、第4レンズ群L4の屈折力が弱過ぎ、第3レンズ群L3の製造誤差による光学性能の低下が大きくなってしまう。条件式(2)の下限値を逸脱すると、第4レンズ群L4の正の屈折力が強過ぎ、第4レンズ群L4の製造誤差による光学性能の低下が大きくなってしまう。
条件式(2)は、より好ましくは、次の数値範囲とするのが良い。
1.2<f4/f3<2.5 ・・・(2A)
次に、第5レンズ群L5は、3枚以下のレンズで構成されるのが良い。これによればフォーカシング用の第5レンズ群L5を小型軽量化でき、静音駆動できるため好ましい。
更には、第5レンズ群L5は正レンズと負レンズを有するのが良い。これによれば、フォーカシングに際しての収差変動の補償がしやすくなり、好ましい。更には、第5レンズ群L5は物体側より像側へ順に、正レンズG5p、負レンズG5nの順に配置するのが良い。これによれば、軸上光線の入射高が高い物体側に正レンズG5pが配置され、フォーカシングに際して球面収差や軸上色収差の変動の補償がしやすくなるため、より好ましい。
条件式(3)は、第5レンズ群L5のフォーカシングによる、軸上色収差の変動を良好に補償するためのものである。条件式(3)の下限値を逸脱すると、フォーカシングに際しての正レンズG5pでの軸上色収差の補償効果が小さくなるため好ましくない。条件式(3)の上限値を逸脱するような低分散材料は、比較的、材料の中では屈折率が小さくなってしまうため、非点収差が増大するため好ましくない。条件式(3)は、より好ましくは次の数値範囲とするのが良い。
1.4<ν5n/ν5p<2.2 ・・・(3A)
条件式(4)は、第5レンズ群L5でフォーカシングをする際のフォーカス敏感度を適切にするためのものである。条件式(4)の上限値を逸脱すると、第5レンズ群L5のフォーカス敏感度が緩くなり過ぎ、フォーカシングに際しての駆動量が大きくなり、全系が大型化するため、好ましくない。条件式(4)の下限値を逸脱すると、第5レンズ群L5のフォーカシング敏感度が高くなり過ぎ、フォーカシングに際しての駆動制御が困難になるため、好ましくない。条件式(4)は、より好ましくは次の数値範囲とするのが良い。
1.05<−f5/fw<2.10 ・・・(4A)
条件式(5)は、第6レンズ群L6の負の屈折力を適切にし、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の合成レンズ群での変倍効果を効果的に得るためのものである。条件式(5)の限値を下回ると、第6レンズ群L6の負の屈折力が弱過ぎ(負の屈折力の絶対値が小さくなりすぎ)、変倍効果が弱まるため、好ましくない。条件式(5)の限値を上回ると、第6レンズ群L6の負の屈折力が強すぎ(負の屈折力の絶対値が大きくなりすぎ)、変倍時の像面湾曲の変動が大きくなり、好ましくない。条件式(5)は、より好ましくは次の数値範囲とするのが良い。
0.05<−f/f<0.30 ・・・(5A)
条件式(6)、(7)、(8)、(9)は、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4の各レンズ群の屈折力を最適にし、ズーミングに際しての収差変動を抑えつつ、全系の小型化を図るためのものである。
条件式(6)の上限値を逸脱すると、第1レンズ群L1の正の屈折力が弱すぎて、高ズーム比化が困難になる。条件式(6)の下限値を逸脱すると、第1レンズ群L1の正の屈折力が強すぎて、ズーミングに際して球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。条件式(7)の上限値を逸脱すると、第2レンズ群L2の負の屈折力が弱過ぎて、高ズーム比化が困難になる。条件式(7)の下限値を逸脱すると、第2レンズ群L2の負の屈折力が強すぎて、広角端において歪曲収差が増大し、またズーミングに際して非点収差の変動が増大するため、好ましくない。
条件式(8)の上限値を逸脱すると、第3レンズ群L3の正の屈折力が弱過ぎて、高ズーム比化が困難になる。条件式(8)の下限値を逸脱すると、第3レンズ群L3の正の屈折力が強過ぎて、ズーミングに際して球面収差の変動が大きくなるため、好ましくない。
条件式(9)の上限値を逸脱すると、第4レンズ群L4の正の屈折力が弱過ぎて、ズーミングに際して第4レンズ群L4の移動によるズーム比を十分に確保しづらくなるため、好ましくない。条件式(9)の下限値を逸脱すると、第4レンズ群L4の正の屈折力が強過ぎて、ズーミングに際して球面収差の変動が大きくなるため、好ましくない。条件式(6)乃至(9)は、より好ましくは、次の数値範囲とするのが良い。
4.0<f1/fw<5.5 ・・・(6A)
0.8<−f2/fw<1.0 ・・・(7A)
1.3<f3/fw<1.8 ・・・(8A)
1.8<f4/fw<2.8 ・・・(9A)
次に、各実施例におけるレンズ構成について説明する。実施例1のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、次のレンズ群より構成されている。正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5、負の屈折力の第6レンズ群L6、正の屈折力の第7レンズ群L7より成る。実施例1は7群ズームレンズである。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5、第6レンズ群L6が物体側に移動する。第7レンズ群L7はズーミングに際して不動である。広角端に比べて望遠端において、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔が広く、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔が狭く、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔が狭まる。
更に、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔が広く、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の間隔は変化せず、第6レンズ群L6と第7レンズ群L7の間隔が広くなる。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第5レンズ群L5が像側に移動する。第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の屈折力が、条件式(1)、(4)、(5)を満たすことで、フォーカス敏感度を適切に保ちつつ、変倍効果を高めている。
また、第5レンズ群L5は物体側より像側へ順に、正レンズG5p、負レンズG5nより成り、かつ条件式(3)を満たしており、フォーカシングに際しての球面収差と軸上色収差の変動を良好に補正している。また、第3レンズ群L3の屈折力と第4レンズ群L4の屈折力が条件式(2)を満たすことで、正の屈折力が適切に分散され、製造誤差による光学性能の低下を軽減している。また、本実施例では、第4レンズ群L4を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動することで像ぶれ補正(防振)を行っている。
実施例2のズームレンズは、レンズ群の数、各レンズ群の屈折力の符号等のズームタイプは実施例1と同じである。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5、第6レンズ群L6が物体側に移動する。第7レンズ群L7はズーミングに際して不動である。広角端に比べて望遠端における各レンズ群の間隔変化は実施例1と同じである。各レンズ群の光学作用も実施例1と同じである。
実施例3のズームレンズにおけるズームタイプは実施例1と同じである。実施例3では広角端から望遠譚へのズーミングに際し、第1レンズ群L1、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5、第6レンズ群L6が物体側に移動する。第2レンズ群L2は物体側に凸状の軌跡を描きながら物体側に移動する。
広角端に比べて望遠端において、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔が広まり、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔が狭く、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔が狭い。第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔が広く、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の間隔が狭く、第6レンズ群L6と第7レンズ群L7の間隔が広くなる。各レンズ群の光学作用は実施例1と同じである。
実施例4のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、次のレンズ群より構成されている。正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5、負の屈折力の第6レンズ群L6より成る。実施例4は6群ズームレンズである。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5、第6レンズ群L6が物体側に移動する。第2レンズ群L2は像側に凸状を描きながら物体側に移動している。
広角端に比べて望遠端において第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔が広く、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔が狭く、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔が狭く、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔が狭い。第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の間隔が広い。第1レンズ群L1乃至第6レンズ群L6の各レンズ群の光学作用は実施例1と同じである。
図9に、本発明の撮像装置の一例としての一眼レフカメラについて説明する。図9において10は実施例1乃至4のいずれか1つのズームレンズ1を有する交換レンズである。ズームレンズ1は保持部材である鏡筒2に保持されている。20はカメラ本体であり、交換レンズ10からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー3、交換レンズ10の像形成装置に配置された焦点板4より構成されている。更に焦点板4に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム5、その正立像を観察するための接眼レンズ6などによって構成されている。
7は感光面であり、CCDセンサーやCMOSセンサー等のズームレンズによって形成される像を受光する撮像素子(光電変換素子)や銀塩フィルムが配置される。撮像時にはクイックリターンミラー3が光路から退避して、感光面7上に交換レンズ10によって像が形成される。実施例1乃至4にて説明した利益は本実施例に開示したような撮像装置において効果的に享受される。撮像装置としてクイックリターンミラー3のないミラーレスの一眼レフカメラにも同様に適用できる。
以上、本発明の好ましい撮像光学系の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
以下、実施例1乃至4の具体的な数値データを示す。各数値データにおいて、iは物体側から数えた順序を示し、riは第i番目の光学面(第i面)の曲率半径、diは第i面と第(i+1)面との間の軸上間隔を示す。又、ndi、νdiはそれぞれd線に対する第i番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数である。非球面係数は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、光の進行方向を正とし、Rを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4、A6、A8、A10を各々非球面係数としたとき、
なる式で表している。*は非球面形状を有する面を意味している。「e−x」は10−xを意味している。BFは空気換算のバックフォーカスである。レンズ全長は第1レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスBFの値を加えた値である。また、前述の各条件式と数値データとの関係を表1に示す。
(数値データ1)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 198.873 1.50 1.91082 35.3 41.97
2 40.323 7.14 1.49700 81.5 37.84
3 -264.154 0.15 36.51
4 46.385 4.93 1.76385 48.5 34.01
5 -673.110 (可変) 33.51
6 271.155 1.10 1.88300 40.8 22.30
7 12.848 5.33 17.35
8 -21.984 0.90 1.77250 49.6 17.20
9 185.815 0.15 17.29
10 32.682 4.98 1.76182 26.5 17.43
11 -21.267 0.37 17.09
12 -17.949 0.80 1.77250 49.6 17.09
13 -51.928 (可変) 17.07
14(絞り) ∞ 1.00 13.74
15* 11.578 4.75 1.58313 59.4 15.02
16* -80.796 1.54 14.38
17 36.810 0.80 1.88300 40.8 13.03
18 8.199 4.39 1.49700 81.5 11.75
19 -163.069 (可変) 11.56
20 35.246 3.44 1.80610 33.3 11.23
21 -13.251 0.70 1.84666 23.8 11.00
22 -116.680 (可変) 10.84
23 134.572 1.80 1.78472 25.7 10.93
24 -30.547 0.15 10.93
25 -37.012 0.70 1.88300 40.8 10.87
26 17.298 (可変) 10.88
27* -38.909 1.40 1.52996 55.8 14.32
28* -78.739 (可変) 15.64
29 -54.752 3.77 1.48749 70.2 25.34
30 -24.401 26.02
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.51435e-005 A 6= 3.49602e-009 A 8=-3.37383e-009 A10= 1.18237e-011

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.21894e-005 A 6= 2.02765e-007 A 8=-4.59069e-009 A10= 4.09901e-011

第27面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.43806e-004 A 6=-8.65291e-007 A 8= 1.39952e-008 A10=-5.71046e-011

第28面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.91852e-004 A 6=-2.19312e-007 A 8= 9.88639e-009 A10=-2.84875e-011
各種データ

ズーム比 9.41

広角 中間 望遠
焦点距離 15.45 49.96 145.34
Fナンバー 3.40 5.69 6.46
半画角(度) 38.52 13.83 4.84
像高 12.30 12.30 12.30
レンズ全長 103.56 119.51 145.46
BF 10.50 10.50 10.50

d 5 0.90 14.60 39.65
d13 26.78 8.35 2.01
d19 3.00 3.72 1.41
d22 1.51 4.85 3.11
d26 8.08 4.02 8.08
d28 1.00 21.71 28.95
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 70.12 13.71 7.46 -0.90
2 6 -13.84 13.64 0.61 -9.92
3 14 23.66 12.48 -0.78 -9.19
4 20 37.27 4.14 0.40 -1.90
5 23 -23.48 2.65 1.87 0.32
6 27 -146.93 1.40 -0.90 -1.83
7 29 86.77 3.77 4.39 1.96

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -55.78
2 2 70.94
3 4 56.98
4 6 -15.30
5 8 -25.40
6 10 17.62
7 12 -35.88
8 15 17.70
9 17 -12.11
10 18 15.84
11 20 12.34
12 21 -17.71
13 23 31.88
14 25 -13.27
15 27 -146.93
16 29 86.77
(数値データ2)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 182.490 1.50 1.91082 35.3 41.81
2 40.390 6.96 1.49700 81.5 37.73
3 -334.389 0.15 36.44
4 46.123 5.37 1.76385 48.5 36.28
5 -1009.243 (可変) 35.77
6 188.791 1.10 1.83481 42.7 21.39
7 12.282 4.86 16.53
8 -23.669 0.90 1.88300 40.8 16.36
9 117.175 0.68 16.31
10 32.609 5.80 1.78472 25.7 16.42
11 -22.439 0.41 15.92
12 -17.879 0.80 1.77250 49.6 15.92
13 -48.031 (可変) 15.96
14(絞り) ∞ 1.00 13.20
15* 11.948 4.15 1.58313 59.4 14.36
16* -181.947 2.21 13.84
17 43.363 0.80 1.88300 40.8 12.60
18 8.701 4.16 1.49700 81.5 11.63
19 -50.521 (可変) 11.57
20 28.134 3.07 1.63854 55.4 11.22
21 -21.933 0.70 1.90366 31.3 11.04
22 -55.997 (可変) 11.13
23 64.637 1.44 1.85478 24.8 11.27
24 1932.258 0.15 11.21
25 189.424 0.70 1.77250 49.6 11.19
26 14.844 (可変) 11.09
27* -16.820 1.40 1.52996 55.8 14.29
28* -28.684 (可変) 15.59
29 -54.143 3.81 1.51633 64.1 25.29
30 -24.120 26.00
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.45334e-005 A 6=-1.26495e-008 A 8=-1.60788e-009 A10= 4.51942e-012

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.00782e-005 A 6= 1.18316e-007 A 8=-2.15861e-009 A10= 2.03658e-011

第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.18319e-005 A 6=-2.00662e-007 A 8=-5.37809e-009 A10= 1.18688e-010

第28面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.01150e-005 A 6=-2.76469e-007 A 8=-3.38645e-010 A10= 3.46028e-011
各種データ

ズーム比 8.45

広角 中間 望遠
焦点距離 15.45 50.00 130.49
Fナンバー 3.51 5.82 6.47
半画角(度) 38.52 13.82 5.38
像高 12.30 12.30 12.30
レンズ全長 103.56 120.68 145.50
BF 10.52 10.52 10.52

d 5 0.90 15.27 39.37
d13 24.90 6.92 2.00
d19 3.87 3.61 1.87
d22 1.60 5.74 3.60
d26 8.57 4.68 8.57
d28 1.11 21.81 27.47
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 71.68 13.98 7.14 -1.38
2 6 -13.58 14.55 0.57 -10.64
3 14 24.45 12.32 -0.03 -8.97
4 20 37.72 3.77 0.51 -1.76
5 23 -29.20 2.29 1.90 0.55
6 27 -80.00 1.40 -1.35 -2.31
7 29 80.76 3.81 4.34 1.93

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -57.24
2 2 72.96
3 4 57.87
4 6 -15.78
5 8 -22.23
6 10 17.76
7 12 -37.30
8 15 19.38
9 17 -12.46
10 18 15.29
11 20 19.77
12 21 -40.29
13 23 78.21
14 25 -20.89
15 27 -80.00
16 29 80.76
(数値データ3)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 143.012 1.50 1.90366 31.3 41.34
2 50.382 5.98 1.49700 81.5 38.12
3 -382.473 0.15 36.98
4 56.055 4.39 1.76385 48.5 36.29
5 1291.354 (可変) 35.73
6 -455.313 1.10 1.83481 42.7 22.42
7 13.420 4.63 17.63
8 -34.636 0.90 1.88300 40.8 17.51
9 125.903 2.64 17.42
10 37.434 3.51 1.80809 22.8 17.60
11 -49.100 1.00 1.77250 49.6 17.29
12 -595.129 (可変) 17.06
13(絞り) ∞ 1.00 13.82
14* 12.342 3.97 1.58313 59.4 15.01
15* 122.636 2.80 14.48
16 28.302 0.80 1.88300 40.8 13.25
17 8.731 4.54 1.49700 81.5 12.20
18 -72.467 (可変) 12.12
19* 27.894 3.54 1.58313 59.4 11.89
20 -15.438 0.70 1.90366 31.3 11.43
21 -34.814 (可変) 11.38
22 25.339 1.72 1.84666 23.8 10.88
23 204.434 0.70 1.88300 40.8 10.72
24 12.469 (可変) 10.49
25 -15.510 0.70 1.77250 49.6 13.84
26 -22.064 (可変) 14.65
27 -46.743 3.43 1.48749 70.2 24.37
28 -24.000 25.10
非球面データ
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.70831e-005 A 6=-3.24198e-008 A 8=-1.00892e-009 A10=-1.15926e-011

第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.19792e-005 A 6= 6.71481e-008 A 8=-1.64666e-009 A10= 1.16606e-013

第19面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.71463e-006 A 6= 7.53291e-008 A 8= 7.27883e-010
各種データ

ズーム比 8.45

広角 中間 望遠
焦点距離 15.45 50.00 130.51
Fナンバー 3.42 5.75 6.47
半画角(度) 38.52 13.82 5.38
像高 12.30 12.30 12.30
レンズ全長 103.56 121.86 145.49
BF 11.00 11.00 11.00

d 5 0.90 16.50 42.15
d12 27.84 8.74 2.00
d18 3.03 3.91 0.80
d21 1.53 4.55 3.91
d24 8.68 4.78 8.53
d26 0.90 22.70 27.41
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 78.93 12.02 4.98 -2.45
2 6 -14.72 13.77 -0.07 -11.83
3 13 25.83 13.10 0.09 -9.59
4 19 38.69 4.24 0.84 -1.83
5 22 -29.29 2.42 2.70 1.28
6 25 -70.88 0.70 -0.98 -1.39
7 27 96.42 3.43 4.51 2.32

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -86.75
2 2 89.99
3 4 76.60
4 6 -15.60
5 8 -30.68
6 10 26.77
7 11 -69.33
8 14 23.23
9 16 -14.58
10 17 15.97
11 19 17.57
12 20 -31.23
13 22 34.01
14 23 -15.06
15 25 -70.88
16 27 96.42
(数値データ4)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 106.598 1.50 1.91082 35.3 40.62
2 36.423 6.11 1.49700 81.5 36.53
3 253.154 0.15 36.34
4 43.322 5.33 1.76385 48.5 36.42
5 977.649 (可変) 35.90
6 97.697 1.10 1.83481 42.7 24.29
7 12.316 5.83 18.72
8 -33.346 0.90 1.88300 40.8 18.62
9 84.377 0.87 18.70
10 31.920 4.53 1.78472 25.7 19.17
11 -33.501 0.16 18.94
12 -30.150 0.80 1.77250 49.6 18.94
13 -70.824 (可変) 18.83
14(絞り) ∞ 1.00 13.19
15* 11.376 4.22 1.58313 59.4 13.96
16* -119.159 2.76 13.34
17 -293.303 0.80 1.88300 40.8 11.67
18 8.787 4.17 1.49700 81.5 10.93
19 -26.291 (可変) 11.05
20 26.902 2.83 1.69680 55.5 10.81
21 -30.073 0.70 1.90366 31.3 10.80
22 -117.954 (可変) 10.88
23 36.458 2.10 1.80000 29.8 11.22
24 -31.416 0.22 11.19
25 -27.170 0.70 1.77250 49.6 11.14
26* 14.304 (可変) 11.10
27 604.082 0.70 1.83400 37.2 14.79
28 34.422 3.21 15.32
29 22.568 3.98 1.48749 70.2 21.91
30 95.890 22.36
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.51251e-005 A 6=-4.07564e-008 A 8=-1.25007e-009 A10=-1.73201e-011

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.75794e-005 A 6= 8.34718e-008 A 8=-2.04727e-009 A10= 3.94544e-012

第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.58392e-006 A 6=-7.04582e-008 A 8= 1.45526e-009 A10=-7.98802e-011
各種データ

ズーム比 7.05

広角 中間 望遠
焦点距離 18.50 50.00 130.44
Fナンバー 3.73 5.31 6.47
半画角(度) 36.44 15.28 5.98
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 104.55 112.29 146.47
BF 10.50 19.69 37.01

d 5 1.00 17.18 42.59
d13 27.12 6.50 2.00
d19 2.02 0.80 1.61
d22 2.54 5.99 1.21
d26 6.71 7.47 7.40
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 81.59 13.09 5.26 -2.79
2 6 -17.34 14.19 -0.23 -12.17
3 14 28.63 12.95 -1.37 -10.80
4 20 37.60 3.53 0.16 -1.89
5 23 -30.94 3.02 3.26 1.34
6 27 -195.63 7.89 -7.42 -14.06

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -61.37
2 2 84.81
3 4 59.20
4 6 -16.98
5 8 -26.97
6 10 21.48
7 12 -68.55
8 15 18.02
9 17 -9.65
10 18 13.80
11 20 20.80
12 21 -44.84
13 23 21.39
14 25 -12.04
15 27 -43.79
16 29 59.49
L1 第1レンズ群 L2 第2レンズ群 L3 第3レンズ群
L4 第4レンズ群 L5 第5レンズ群 L6 第6レンズ群
L7 第7レンズ群

Claims (16)

  1. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第1レンズ群が物体側へ移動し、
    フォーカシングに際して前記第5レンズ群が移動し、
    前記第5レンズ群の焦点距離をf5、前記第6レンズ群の焦点距離をf6、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
    0.0<f5/f6<0.5
    1.0<f4/f3<8.0
    なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
  2. 1.2<f4/f3<8.0
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  3. 前記第5レンズ群は、3枚以下のレンズより構成され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. 前記第5レンズ群は、正レンズと負レンズを有することを特徴とする請求項3に記載のズームレンズ。
  5. 前記第5レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された正レンズ、負レンズより構成されることを特徴とする請求項4に記載のズームレンズ。
  6. 前記正レンズの材料のアッベ数をν5p、前記負レンズの材料のアッベ数をν5nとするとき、
    1.3<ν5n/ν5p<2.5
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項5に記載のズームレンズ。
  7. 広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
    1.0<−f5/fw<2.5
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のズームレンズ。
  8. 広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
    0.0<−f/f<0.5
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のズームレンズ。
  9. 前記第1レンズ群の焦点距離をf1、広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
    3.5<f1/fw<6.0
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載のズームレンズ。
  10. 前記第2レンズ群の焦点距離をf2、広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
    0.7<−f2/fw<1.2
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載のズームレンズ。
  11. 角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
    1.0<f3/fw<2.0
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至10の何れか一項に記載のズームレンズ。
  12. 角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
    1.5<f4/fw<3.5
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至10の何れか一項に記載のズームレンズ。
  13. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第1レンズ群が物体側へ移動し、
    フォーカシングに際して前記第5レンズ群が移動し、
    前記第5レンズ群の焦点距離をf5、前記第6レンズ群の焦点距離をf6、前記第4レンズ群の焦点距離をf4、広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
    0.0<f5/f6<0.5
    1.5<f4/fw<3.5
    なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
  14. 前記第6レンズ群の像側に配置された、ズーミングに際して不動であ正の屈折力第7レンズ群を有することを特徴とする請求項1乃至1何れか一項に記載のズームレンズ。
  15. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群、正の屈折力の第7レンズ群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第1レンズ群が物体側へ移動し、前記第7レンズ群が不動であり、
    フォーカシングに際して前記第5レンズ群が移動し、
    前記第5レンズ群の焦点距離をf5、前記第6レンズ群の焦点距離をf6とするとき、
    0.0<f5/f6<0.5
    なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
  16. 請求項1乃至1何れか一項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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