JPH11174325A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH11174325A
JPH11174325A JP9363190A JP36319097A JPH11174325A JP H11174325 A JPH11174325 A JP H11174325A JP 9363190 A JP9363190 A JP 9363190A JP 36319097 A JP36319097 A JP 36319097A JP H11174325 A JPH11174325 A JP H11174325A
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JP
Japan
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lens
unit
group
refractive power
positive
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Pending
Application number
JP9363190A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Endo
宏志 遠藤
Kazuhiko Momoki
和彦 桃木
Hideki Ogawa
秀樹 小川
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP9363190A priority Critical patent/JPH11174325A/ja
Publication of JPH11174325A publication Critical patent/JPH11174325A/ja
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    • 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
    • G02B15/146Optical 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 more than five groups
    • G02B15/1461Optical 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 more than five groups the first group being positive

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の屈折力の6つのレンズ群より成り、変
倍比2.5〜6で小型の望遠型の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、負
の屈折力の第2群、正の屈折力の第3群、負の屈折力の
第4群、正の屈折力の第5群そして負の屈折力の第6群
の6つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に
際しては、少なくとも該第2群を含む複数のレンズ群を
物体側へ移動させると共に、該第i群と第(i+1)群
の広角端と望遠端での空気間隔を各々DiW,DiTと
したとき、 D1W < D1T D2W > D2T D3W < D3T D4W > D4T D5W > D5T なる条件を満足するようにしていること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフィルム用カメラ
(写真用カメラ)、ビデオカメラ、そして電子スチルカ
メラ等に好適な望遠型のズームレンズに関し、特に全体
として6つのレンズ群を有し、このうち所定のレンズ群
を移動させて変倍を行ない変倍比2.5〜6程度と高変
倍率で全変倍範囲にわたり高い光学性能を有しつつレン
ズ系全体の小型化を図った望遠型のズームレンズに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来より写真用カメラやビデオカメラ等
には高変倍で高い光学性能を有したズームレンズが要求
されている。このうち3つ以上の複数のレンズ群を移動
させて変倍を行った望遠型の多群ズームレンズが種々と
提案されている。
【0003】例えば、物体側より順に正,負そして正の
屈折力の3つのレンズ群より成る3群ズームレンズ、
正,負,正そして正の屈折力の4つのレンズ群、又は
正,負,負そして正の屈折力の4つのレンズ群より成る
4群ズームレンズ、正,負,正,負そして正の屈折力の
5つのレンズ群、又は正,負,正,正そして負の屈折力
の5つのレンズ群より成る5群ズームレンズにおいて複
数のレンズ群を移動させて変倍を行った多群ズームレン
ズが種々と提案されている。
【0004】これらの3群ズームレンズや4群ズームレ
ンズそして5群ズームレンズでは複数のレンズ群を移動
させて変倍を行い、これによりレンズ系全体の小型化を
図りつつ、所定の変倍比を得ている。
【0005】又本出願人は特開平4−186212号公
報で物体側より順に正,負,正,負,正そして負の屈折
力の6つのレンズ群より成る変倍比10程度の高変倍比
のズームレンズを提案している。
【0006】又、本出願人は特開平8−29686号公
報で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、負の屈折力の第4群、正
の屈折力の第5群、そして負の屈折力の第6群の6つの
レンズ群より成る変倍比4程度の望遠型のズームレンズ
を提案している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般にズームレンズに
おいてはレンズ系全体のコンパクト化と同時に高倍率化
(高変倍化)が望まれている。ズームレンズを高倍率化
するためには、変倍に寄与するレンズ群の数を増やし、
又各レンズ群の屈折力を強くして変倍作用を強くする方
法や、変倍に寄与するレンズ群の移動量を多くする方法
等がある。
【0008】しかしながら前者の場合には、変倍に伴う
諸収差の変動を良好に補正するためにレンズ構成枚数を
多くすることが必要となってきて、レンズ系全体のコン
パクト化が困難になるという問題点が生じてくる。
【0009】また、後者の場合には変倍に伴うレンズ群
の移動のためのスペースを多く確保しなければならなく
レンズ全長が長くなり、特にレンズ群の移動形態が複雑
な場合には移動レンズ群の鏡筒内の支持が難しくなって
きて、レンズ系全体のコンパクト化が困難になってくる
という問題点が生じてくる。
【0010】本発明は、ズームレンズを全体として所定
の屈折力を有する6つのレンズ群より構成し、各レンズ
群の屈折力や変倍を行なうための各レンズ群の移動条件
等を適切に設定することにより、レンズ枚数を少なく
し、レンズ全長の短縮化を図りつつ、全変倍範囲にわた
り高い光学性能を有した変倍比2.5〜6程度の望遠型
のズームレンズの提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズは
としての第1発明は、(1-1) 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、
負の屈折力の第4群、正の屈折力の第5群そして負の屈
折力の第6群の6つのレンズ群を有し、広角端から望遠
端への変倍に際しては、少なくとも該第2群を含む複数
のレンズ群を物体側へ移動させると共に、該第i群と第
(i+1)群の広角端と望遠端での空気間隔を各々Di
W,DiTとしたとき、 D1W < D1T D2W > D2T D3W < D3T D4W > D4T D5W > D5T なる条件を満足するようにしていることを特徴としてい
る。
【0012】又、第2発明は、(1-2) 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、負の屈折力の第4群、正の屈折力の第5群そし
て負の屈折力の第6群の6つのレンズ群を有し、広角端
から望遠端への変倍に際しては、少なくとも該第2群を
含む複数のレンズ群を物体側へ移動させると共に、該第
i群と第(i+1)群の広角端と望遠端での空気間隔を
各々DiW,DiTとしたとき、 D1W < D1T D2W > D2T D3W < D3T D4W < D4T D5W > D5T なる条件を満足するようにしていることを特徴としてい
る。
【0013】
【発明の実施の形態】図1〜図4は第1発明の数値実施
例1〜4のレンズ断面図である。図5〜図12は第1発
明の数値実施例1〜4の収差図である。図13〜図16
は第2発明の数値実施例1〜4のレンズ断面図、図17
〜図24は第2発明の数値実施例1〜4の収差図であ
る。
【0014】図中、L1は正の屈折力の第1群、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、L5は正の屈折力の第5群、L
6は負の屈折力の第6群、SPは絞りである。矢印は広
角端から望遠端への変倍に際して各レンズ群の移動軌跡
を示している。
【0015】第1,第2発明では広角端から望遠端への
変倍に際しては前述の条件を満足するように、所定のレ
ンズ群を移動させている。
【0016】特に、第1,第2発明では前述の如く各レ
ンズ群の屈折力配置を適切に設定し、変倍の際の各レン
ズ群の間の空気間隔を変化させることによって、所定の
変倍比を確保しつつ、変倍の際の諸収差の変動、主とし
て球面収差やコマ収差等の諸収差の変動を良好に補正し
ている。
【0017】これによって、全変倍域にわたって良好な
光学性能を得ている。特に、第2群を広角端から望遠端
への変倍に際して、物体側へ移動させることによって所
定の変倍比を容易に確保しつつ、広角端におけるレンズ
全長の短縮化を図っている。
【0018】次に、図1〜図4の第1発明のレンズ構成
の特徴について説明する。図1〜図4の第1発明では広
角端から望遠端への変倍に際して、第1群と第2群の間
隔が増大し、第2群と第3群の間隔が減少し、第3群と
第4群の間隔が増大し、第4群と第5群の間隔が減少
し、第5群と第6群の間隔が減少するようにしている。
【0019】このうち図1,図4の数値実施例1,4で
は第1〜第6群をいずれも物体側へ移動させている。
又、図2の数値実施例2では第4群を固定とし、他のレ
ンズ群を何れも物体側へ移動させている。又、図3の数
値実施例3では第5群を固定とし、第1〜第3群と第6
群を物体側へ、第4群を像面側へ移動させている。
【0020】このように所定の屈折力のレンズ群を移動
させて変倍を行うことにより、変倍効果を適切に行い、
レンズ全長の短縮化を図りつつ高変倍化を容易にしてい
る。尚、絞りSPは第3群と一体的に移動させている。
【0021】無限遠から至近物体へのフォーカスは第1
群を物体側へ移動して行っている。尚、第6群を像面側
へ移動させてフォーカスを行うリヤーフォーカス方式を
用いても良い。
【0022】又、第1発明のズームレンズのレンズ構成
は、物体側より順に第1群は物体側に凸面を向けたメニ
スカス状の正レンズ、物体側へ凸面を向けたメニスカス
状の負レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズの
3つのレンズより構成している。
【0023】第2群は両レンズ面が凹面の負レンズ又は
物体側へ凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、両レン
ズ面が凹面の負レンズ、そして正レンズの3つのレンズ
より構成している。
【0024】第3群は両レンズ面が凸面の2つの正レン
ズと負レンズの3つのレンズより構成している。
【0025】第4群は像面側に凸面を向けたメニスカス
状の単一の負レンズより構成している。
【0026】第5群は物体側へ凸面向けたメニスカス状
の負レンズ、両レンズ面が凸面の2つの正レンズの3つ
のレンズより構成している。
【0027】第6群は2つの負レンズと、像面側に凸面
を向けた正レンズの3つのレンズより構成している。
【0028】次に図13〜図16の第2発明のレンズ構
成の特徴について説明する。図13〜図16の第2発明
では広角端から望遠端への変倍に際して、第1群と第2
群の間隔が増大し、第2群と第3群の間隔が減少し、第
3群と第4群の間隔が増大し、第4群と第5群の間隔が
増大し、第5群と第6群の間隔が減少するようにしてい
る。
【0029】このうち図13,図16の数値実施例1,
4では第1〜第6群を何れも物体側へ移動させている。
又、図14,図15の数値実施例2,3では第5群を固
定とし、他のレンズ群を何れも物体側へ移動させてい
る。
【0030】このように所定の屈折力のレンズ群を移動
させて変倍を行うことにより変倍効果を適切に行い、レ
ンズ全長の短縮化を図りつつ、高変倍化を容易にしてい
る。尚、絞りSPは第4群と一体的に移動させている。
【0031】無限遠から至近物体へのフォーカスは第1
群を物体側へ移動して行っている。尚、第6群を像面側
へ移動させてフォーカスを行うリヤーフォーカス方式を
用いても良い。
【0032】又、第2発明のズームレンズのレンズ構成
は、物体側より順に第1群は物体側に凸面を向けたメニ
スカス状の負レンズ、物体側へ凸面を向けたメニスカス
状の正レンズ、そして正レンズの3つのレンズより構成
している。
【0033】第2群は両レンズ面が凹面の負レンズと、
物体側へ凸面を向けたメニスカス状の正レンズの2つの
レンズより構成している。
【0034】第3群は正レンズと負レンズとを接合した
貼り合わせレンズより構成している。
【0035】第4群は像面側に凸面を向けたメニスカス
状の単一の負レンズより構成している。
【0036】第5群は正レンズと負レンズとを接合した
貼り合わせレンズより構成している。
【0037】第6群は像面側へ凸面を向けたメニスカス
状の正レンズと両レンズ面が凹面の負レンズの2つのレ
ンズより構成している。
【0038】第1,第2発明は以上のように、各レンズ
群の屈折力や変倍を行なうための各レンズ群の移動条件
等を適切に設定することにより、レンズ枚数を少なく
し、レンズ全長の短縮化を図りつつ、全変倍範囲にわた
り高い光学性能を有したズームレンズを達成している。
【0039】又、第1,第2発明において、更に全変倍
範囲にわたり収差変動が少なく、画面全体にわたり高い
光学性能を得るには、次の諸条件のうちの少なくとも1
つを満足させるのが良い。
【0040】(a1)前記第2群の広角端から望遠端へ
の変倍の際の移動量をM2、広角端と望遠端での全系の
焦点距離をfW,fT、自然対数をlnとしたとき 0.015<ln(fT/fW)×|M2|/fT<0.15 ‥‥‥(1) なる条件を満足することである。
【0041】条件式(1)は望遠端の全系の焦点距離と
変倍比に対して第2群の広角端から望遠端への変倍時の
物体側への移動量(このとき移動量を負とする。)を規
定するものである。条件式(1)の下限値を越えて第2
群の移動量が小さくなると広角端でのレンズ全長を短く
する効果が小さくなる。
【0042】又、上限値を越えて第2群の移動量が大き
くなると、これに伴って他のレンズ群、特に第1,第6
群の変倍に伴う移動量を大きくする必要が生じ、このよ
うな移動を実現するためには鏡筒構造が複雑化したり、
外径が大きくなるなどして好ましくない。
【0043】(a2)前記第1群は1つの負レンズと、
少なくとも1つの正レンズを有し、前記第2群は少なく
とも1つの負レンズと、正レンズを有し、前記第3群は
1つの負レンズと、少なくとも1つの正レンズを有し、
前記第5群は1つの負レンズと、少なくとも1つの正レ
ンズを有し、前記第6群は少なくとも1つの負レンズ
と、1つの正レンズを有し、前記第i群の焦点距離をf
i、全系の広角端と望遠端の焦点距離をfW,fTとし
たとき
【0044】
【数2】 0.8< f3 / |f2| <1.7 ‥‥‥(4) 0.8< f5 / |f2| <2 ‥‥‥(5) 0.65<|f6|/ |f2| <2.5 ‥‥‥(6) なる条件を満足することである。
【0045】条件式(2)〜(6)は所定の光学性能を
確保しつつ、各レンズ群を少ないレンズ枚数で構成し、
レンズ構成全体の簡素化を図る為のものである。
【0046】条件式(2)は広角端および望遠端の全系
の焦点距離に対して第1群の焦点距離を規定するもので
ある。条件式(2)の下限値を越えて第1群の屈折力が
強くなると、変倍の為の第1群と第2群の間隔変化量は
小さくてすむが、特に望遠端での第1群における球面収
差及びコマ収差が大きくなり、これを他のレンズ群でバ
ランス良く補正することが困難となる。
【0047】又、下限値を越えて第1群の屈折力が弱く
なると、所定の変倍比を得る為の第1群の移動量が大き
くなり、好ましくない。条件式(3)は広角端及び望遠
端の全系の焦点距離に対して第2群の焦点距離を規定す
るものである。
【0048】条件式(3)の下限値を越えて、第2群の
屈折力が強くなると、変倍の為の第1群と第2群の間隔
変化量は小さくてすむが、レンズ系がレトロフォーカス
タイプの屈折力配置となり、バックフォーカスが必要以
上に長くなり、即ちレンズ全長が長くなり好ましくな
い。又、下限値を越えて第2群の屈折力が弱くなると、
所定の変倍比を得る為の第1群の移動量が大きくなり、
好ましくない。
【0049】条件式(4)は第2群の焦点距離に対して
第3群の焦点距離を規定するものである。条件式(4)
の下限値を越えて第3群の屈折力が強くなると、このレ
ンズ群で発生する諸収差が大きくなり、これを他のレン
ズ群で補正することが困難となる。又、上限値を越えて
第3群の屈折力が弱くなると特に第2群で発生する球面
収差をこの群でバランス良く補正することができなくな
り、好ましくない。
【0050】条件式(5)は第2群の焦点距離に対して
第5群の焦点距離を規定するものである。条件式(5)
の下限値を越えて第5群の屈折力が強くなると、レンズ
全長のコンパクト化には有利であるが、諸収差が悪化し
て好ましくない。又、上限値を越えて第5群の屈折力が
弱くなるとレンズ系を6群構成としたことの意味がなく
なってしまう。
【0051】条件式(6)は第2群の焦点距離に対して
第6群の焦点距離を規定するものである。条件式(6)
の下限値を越えて第6群の屈折力が強くなると、第5群
と第6群によりテレフォトタイプの傾向が強くなり、レ
ンズ系の全長の短縮には有利であるが、必要なバックフ
ォーカスを確保するのが困難となり、又、諸収差が悪化
し、好ましくない。
【0052】又、上限値を越えて第6群の屈折力が弱く
なると第5群と第6群によりテレフォトタイプの傾向が
弱くなりレンズ系が長くなってしまう。
【0053】(a3)前記第4群は1つの負レンズより
成り、、第i群の焦点距離をfiとしたとき 1.5<|f4|/|f2|<10 ‥‥‥(7) なる条件を満足することである。
【0054】条件式(7)は第4群を1枚のレンズで構
成し、諸収差を良好に補正する為のものであり、第2群
の焦点距離に対し、第4群の焦点距離を条件式の範囲に
入るような比較的弱い屈折力とすることで広角端から望
遠端まで良好な光学性能とすることを可能としている。
【0055】次に第1,第2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。又、
前述の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。
【0056】
【外1】
【0057】
【外2】
【0058】
【外3】
【0059】
【外4】
【0060】
【外5】
【0061】
【外6】
【0062】
【外7】
【0063】
【外8】
【0064】
【表1】
【0065】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、ズームレ
ンズを全体として所定の屈折力を有する6つのレンズ群
より構成し、各レンズ群の屈折力や変倍を行なうための
各レンズ群の移動条件等を適切に設定することにより、
レンズ枚数を少なくし、レンズ全長の短縮化を図りつ
つ、全変倍範囲にわたり高い光学性能を有した変倍比
2.5〜6程度の望遠型のズームレンズを達成すること
ができる。
【0066】また、第1,第2発明において、手ぶれ等
の補正のための所謂防振機能や、他の目的のために結像
面を光軸に対して垂直方向又は傾き方向に変位させる為
には、各レンズ群又は各レンズ群中の一部のレンズを光
軸と垂直な方向にシフトするか光軸に対してティルトす
ることで可能であるが、好ましくは良好な光学性能を得
られ、且つレンズ群の移動量が少なくてすむことから、
第2群を光軸と垂直な方向にシフトするのが良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1発明の数値実施例1のレンズ断面図
【図2】第1発明の数値実施例2のレンズ断面図
【図3】第1発明の数値実施例3のレンズ断面図
【図4】第1発明の数値実施例4のレンズ断面図
【図5】第1発明の数値実施例1の広角端の収差図
【図6】第1発明の数値実施例1の望遠端の収差図
【図7】第1発明の数値実施例2の広角端の収差図
【図8】第1発明の数値実施例2の望遠端の収差図
【図9】第1発明の数値実施例3の広角端の収差図
【図10】第1発明の数値実施例3の望遠端の収差図
【図11】第1発明の数値実施例4の広角端の収差図
【図12】第1発明の数値実施例4の望遠端の収差図
【図13】第2発明の数値実施例1のレンズ断面図
【図14】第2発明の数値実施例2のレンズ断面図
【図15】第2発明の数値実施例3のレンズ断面図
【図16】第1発明の数値実施例4のレンズ断面図
【図17】第2発明の数値実施例1の広角端の収差図
【図18】第2発明の数値実施例1の望遠端の収差図
【図19】第2発明の数値実施例2の広角端の収差図
【図20】第2発明の数値実施例2の望遠端の収差図
【図21】第2発明の数値実施例3の広角端の収差図
【図22】第2発明の数値実施例3の望遠端の収差図
【図23】第2発明の数値実施例4の広角端の収差図
【図24】第2発明の数値実施例4の望遠端の収差図
【符号の説明】
L1 第1群 L2 第2群 L3 第3群 L4 第4群 L5 第5群 L6 第6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 (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の第1群、負
    の屈折力の第2群、正の屈折力の第3群、負の屈折力の
    第4群、正の屈折力の第5群そして負の屈折力の第6群
    の6つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に
    際しては、少なくとも該第2群を含む複数のレンズ群を
    物体側へ移動させると共に、該第i群と第(i+1)群
    の広角端と望遠端での空気間隔を各々DiW,DiTと
    したとき、 D1W < D1T D2W > D2T D3W < D3T D4W > D4T D5W > D5T なる条件を満足するようにしていることを特徴とするズ
    ームレンズ。
  2. 【請求項2】 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、負の屈折力の
    第4群、正の屈折力の第5群そして負の屈折力の第6群
    の6つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に
    際しては、少なくとも該第2群を含む複数のレンズ群を
    物体側へ移動させると共に、該第i群と第(i+1)群
    の広角端と望遠端での空気間隔を各々DiW,DiTと
    したとき、 D1W < D1T D2W > D2T D3W < D3T D4W < D4T D5W > D5T なる条件を満足するようにしていることを特徴とするズ
    ームレンズ。
  3. 【請求項3】 前記第2群の広角端から望遠端への変倍
    の際の移動量をM2、広角端と望遠端での全系の焦点距
    離をfW,fT、自然対数をlnとしたとき 0.015<ln(fT/fW)×|M2|/fT<
    0.15 なる条件を満足することを特徴とする請求項1又は2の
    ズームレンズ。
  4. 【請求項4】 前記第1群は1つの負レンズと、少なく
    とも1つの正レンズを有し、前記第2群は少なくとも1
    つの負レンズと、正レンズを有し、前記第3群は1つの
    負レンズと、少なくとも1つの正レンズを有し、前記第
    5群は1つの負レンズと、少なくとも1つの正レンズを
    有し、前記第6群は少なくとも1つの負レンズと、1つ
    の正レンズを有し、前記第i群の焦点距離をfi、全系
    の広角端と望遠端の焦点距離をfW,fTとしたとき 【数1】 0.8< f3 / |f2| <1.7 0.8< f5 / |f2| <2 0.65<|f6|/ |f2| <2.5 なる条件を満足することを特徴とする請求項1,2又は
    3のズームレンズ。
  5. 【請求項5】 前記第4群は1つの負レンズより成
    り、、第i群の焦点距離をfiとしたとき 1.5<|f4|/|f2|<10 なる条件を満足することを特徴とする請求項1〜4の何
    れか1項のズームレンズ。
  6. 【請求項6】 前記第4群は変倍の際、固定であること
    を特徴とする請求項1,3,4又は5のズームレンズ。
  7. 【請求項7】 前記第5群は変倍の際、固定であること
    を特徴とする請求項1〜5の何れか1項のズームレン
    ズ。
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