KR102385167B1 - 줌렌즈 및 이 줌렌즈를 갖는 촬상 장치 - Google Patents

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Abstract

줌렌즈는, 정의 굴절력을 갖는 제1렌즈 유닛L1, 부의 굴절력을 갖는 제2렌즈 유닛L2, 및 복수의 렌즈 유닛을 포함해 정의 굴절력을 갖는 리어 렌즈 군ＬＢ로 이루어진다. 이 리어 렌즈 군ＬＢ는, 포커싱 동안에 이동해 부의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛ＬＦ와, 렌즈 유닛ＬＦ의 상측에 배치되고 부의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛ＬＮ과, 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛 중 가장 큰 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛ＬＰ로 이루어진다. 렌즈 유닛ＬＰ와 ＬＮ은 광각단부터 망원단까지의 주밍 동안에 소정의 궤적에서 물체측에 이동하고, 렌즈 유닛ＬＰ와 ＬＦ는 소정의 조건식을 충족한다.

Description

줌렌즈 및 이 줌렌즈를 갖는 촬상 장치{ZOOM LENS AND IMAGE PICKUP APPARATUS INCLUDING SAME}
본 발명은, 줌렌즈에 관한 것으로, 디지털 비디오카메라, 디지털 스틸 카메라, 방송용 카메라, 은염 필름용 카메라, 감시용 카메라 및 그 밖의 광학기기에 적합하다.
줌렌즈의 일 형태로서, 정(positive)의 굴절력의 제1렌즈 유닛이 가장 물체측에 가깝게 배치되고 제2렌즈 유닛 이후의 렌즈 유닛이 포커싱을 행하는 이너(inner) 포커스 방식 또는 리어(rear) 포커스 방식을 채용한 포지티브 리드(lead) 타입의 줌렌즈가 알려져 있다.
US 2014/0362452에는, 정의 굴절력의 제1렌즈 유닛, 부(negative)의 굴절력의 제2렌즈 유닛, 정의 굴절력의 제3렌즈 유닛, 부의 굴절력의 제4렌즈 유닛, 부의 굴절력의 제5렌즈 유닛, 및 정의 굴절력의 제6렌즈 유닛으로 이루어진 포지티브 리드 타입의 줌렌즈가 기재되어 있다. US 2014/0362452의 줌렌즈의 포커스 렌즈 유닛으로서는 제4렌즈 유닛을 사용하는 것이 바람직한 것이 기재되어 있다.
US 2014/0362452의 줌렌즈는, 포커싱을 행하는 제4렌즈 유닛의 굴절력보다 제6렌즈 유닛의 굴절력이 극히 작다. 이 때문에, 줌렌즈를 소형으로 구성했을 때에, 포커스 민감도를 포커스 렌즈 유닛의 구동제어가 용이하게 행해질 수 있는 범위내의 값으로 설정하면서, 광각단에 있어서 사출동공으로부터 상면까지의 거리를 길게 하는 것이 곤란하다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은, 포커스 렌즈 유닛의 구동제어를 용이하게 하고, 광각단에 있어서의 사출동공으로부터 상면까지의 거리를 길게 할 수 있는 포지티브 리드 타입의 줌렌즈의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는, 물체측으로부터 상(imag)측에 순서대로 배치되는, 정의 굴절력을 갖는 제1렌즈 유닛, 부의 굴절력을 갖는 제2렌즈 유닛, 복수의 렌즈 유닛을 포함해 정의 굴절력을 갖는 리어 렌즈 군으로 이루어지고, 주밍 동안에 인접한 렌즈 유닛의 간격이 변화되는 줌렌즈이며, 상기 리어 렌즈 군은, 포커싱 동안에 이동하고 부의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛ＬＦ와, 상기 렌즈 유닛ＬＦ에 인접하게 상기 렌즈 유닛ＬＦ의 상측에 배치되고 부의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛ＬＮ과, 상기 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 적어도 1개의 렌즈 유닛을 구비하고, 상기 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 적어도 1개의 렌즈 유닛은, 상기 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 적어도 1개의 렌즈 유닛 중 가장 굴절력이 큰 렌즈 유닛ＬＰ를 포함하며, 상기 렌즈 유닛ＬＰ와 상기 렌즈 유닛ＬＮ 모두는, 광각단으로부터 망원단에의 주밍 동안에 상기 물체측에 이동하고, 또한, 상기 렌즈 유닛ＬＰ와 상기 렌즈 유닛ＬＮ의 간격이 커지도록 구성되고, 상기 렌즈 유닛ＬＰ의 촛점거리를 ｆＬＰ, 상기 렌즈 유닛ＬＦ의 촛점거리를 ｆＬＦ라고 하는 경우,
0.36 <|ｆＬＦ/ｆＬＰ| <1.30
의 조건식을 충족한다.
본 발명의 또 다른 특징들은, 첨부도면을 참조하여 이하의 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 광각단에 있어서 무한원(infinity)에 합초했을 때의 제1 실시예에 따른 줌렌즈의 단면도다.
도 2a, 2b는 무한원에 합초했을 때의 제1 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도다.
도 3a, 3b는 물체거리 0.45m의 물체에 합초했을 때의 제1 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도다.
도 4는 광각단에 있어서 무한원에 합초했을 때의 제2 실시예에 따른 줌렌즈의 단면도다.
도 5a, 5b는 무한원에 합초했을 때의 제2 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도다.
도 6a, 6b는 물체거리 0.38m의 물체에 합초했을 때의 제2 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도다.
도 7은 광각단에 있어서 무한원에 합초했을 때의 제3 실시예에 따른 줌렌즈의 단면도다.
도 8a, 8b는 무한원에 합초했을 때의 제3 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도다.
도 9a, 9b는 물체거리 0.70m의 물체에 합초했을 때의 제3 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도다.
도 10은 광각단에 있어서 무한원에 합초했을 때의 제4 실시예에 따른 줌렌즈의 단면도다.
도 11a, 11b는 무한원에 합초했을 때의 제4 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도다.
도 12a, 12b는 물체거리 0.45m의 물체에 합초했을 때의 제4 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도다.
도 13은 촬상 장치의 개략도다.
이하, 본 발명에 따른 줌렌즈 및 이 줌렌즈를 갖는 촬상 장치의 실시 예에 대해서 설명한다. 각 실시예에 따른 줌렌즈는 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오카메라, 방송용 카메라, 은염 필름 카메라, 및 감시 카메라 등의 촬상 장치에 사용된 촬상 광학계다. 또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈는 프로젝터용의 투사 광학계로서 사용될 수도 있다.
도 1, 4, 7 및 도 10은, 광각단에 있어서 무한원에 합초했을 때의 제1 내지 제4의 실시예에 따른 줌렌즈의 단면도다. 각 단면도에는, 개구 조리개ＳＰ와 상면ＩＰ가 나타내어져 있다. 각 실시예에 따른 줌렌즈를 비디오카메라나 디지탈 카메라의 촬상 광학계로서 사용할 때는, 전하결합소자(ＣＣＤ) 센서나 상보적 금속산화물 반도체(ＣＭＯＳ) 센서 등의 촬상 소자가 상면ＩＰ에 배치된다. 각 실시예에 따른 줌렌즈를 은염 필름 카메라의 촬상 광학계로서 사용할 때는, 필름이 상면ＩＰ에 배치된다. 또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈를 프로젝터의 투사 광학계로서 사용할 때, 상면ＩＰ에는 광원으로부터의 광을 변조해서 화상광을 형성하는 광변조 소자가 배치된다. 광변조 소자로서는, 액정 패널 등을 사용한다.
또한, 각 단면도에는, 방진기능을 갖는 렌즈 유닛ＩＳ가 나타내어져 있다. 수직성분을 포함하는 방향으로 렌즈 유닛ＩＳ를 이동시킴으로써, 카메라 흔들림 등에 기인한 상위치의 변동을 보정할 수 있다.
각 실시예에 따른 줌렌즈는, 정의 굴절력을 갖는 제1렌즈 유닛L1, 부의 굴절력을 갖는 제2렌즈 유닛L2, 및 복수의 렌즈 유닛을 포함해 정의 굴절력을 갖는 리어 렌즈 군ＬＢ로 이루어진 포지티브 리드 타입의 줌렌즈다. 상기 제1렌즈 유닛L1, 상기 제2렌즈 유닛L2, 및 상기 리어 렌즈 군ＬＢ는, 물체측에서 상측에 순서대로 배치되어 있다.
각 단면도에서의 화살표는, 광각단부터 망원단까지의 주밍 동안에 각 렌즈 유닛의 이동 궤적을 모식적으로 나타낸 것이다. 각 실시예에 따른 줌렌즈에서, 주밍 동안에 인접한 렌즈 유닛의 간격이 변화된다. 상기 렌즈의 각 단면도에 있어서, 좌측이 물체측(프로젝터용의 투사 광학계에 있어서는 스크린측)이고, 우측이 상측(프로젝터용의 투사 광학계에 있어서는 원래의 화상측)이다.
여기에서, 각 실시예에 따른 줌렌즈에 있어서의 리어 렌즈 군ＬＢ의 구성에 대해서 설명한다.
리어 렌즈 군ＬＢ는, 부의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛ＬＦ와 그 렌즈 유닛ＬＦ의 상측에 배치되고 부의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛ＬＮ을 가진다. 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 렌즈 유닛ＬＦ를 광축에 따르는 방향으로 이동시킴으로써 포커싱을 행하는 리어 포커스 방식을 채용한다.
제1렌즈 유닛을 이동시켜서 포커싱을 행하는 프론트 렌즈 포커스 방식과 대조하여, 리어 포커스 방식에서는, 광빔의 유효지름이 작아지는 위치에 배치된 상기 렌즈 유닛으로 포커싱을 행한다. 이에 따라, 포커스 렌즈 유닛을 소형 및 경량으로 구성할 수 있다. 그 때문에, 신속하게 포커싱을 행할 수 있다. 또한, 프론트 렌즈 포커스 방식보다 제1렌즈 유닛의 광빔의 유효지름이 작아진다. 이 때문에, 줌렌즈를 소형으로 구성할 수 있다.
여기에서, 줌렌즈를 대구경비를 가지면 피사계 심도가 얕아진다. 따라서, 포커스 렌즈 유닛의 광축상의 이동량에 대한 결상면의 이동량의 비율(이하, 포커스 민감도라고 칭한다)을 비교적 작게 할 필요가 있다. 이것은, 포커스 민감도가 높으면, 포커스 렌즈 유닛을 고정밀도로 구동할 필요가 있어, 포커스 렌즈 유닛의 구동제어를 행하는 것이 어렵게 되기 때문이다. 한편, 포커스 민감도가 지나치게 낮으면, 포커스 렌즈 유닛의 구동량이 커져, 포커스 렌즈 유닛의 구동기구가 대형화하거나, 줌렌즈를 소형으로 구성하는 것이 곤란하게 된다.
또한, 리어 포커스 방식에서는, 프론트 렌즈 포커스 방식보다 포커싱시의 수차변동량이 크게 되고, 특히 근거리 물체에 합초시켰을 때에 구면수차가 커지게 되는 경향이 있다.
이 때문에, 리어 포커스 방식을 사용하는 대구경의 줌렌즈에 있어서는, 포커스 민감도를 적정한 범위내에 설정하면서 포커싱에 있어서의 수차변동을 감소시키는 것이 중요하다.
이에 따라, 각 실시예에 따른 줌렌즈에서는, 포커싱 동안에 이동하는 렌즈 유닛ＬＦ의 상측에 부의 굴절력의 렌즈 유닛ＬＮ을 설치하고 있다. 리어 렌즈 군ＬＢ에 있어서 부의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛을 렌즈 유닛ＬＦ와 렌즈 유닛ＬＮ으로 분할함으로써, 렌즈 유닛ＬＦ의 포커스 민감도를 감소시키고, 포커스 렌즈 유닛의 구동제어를 쉽게 하고 있다. 더욱, 렌즈 유닛ＬＦ의 부의 굴절력을 감소시킴으로써, 그 포커싱에 따르는 수차변동을 감소한다.
또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈에 있어서, 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에는 적어도 1개의 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛이 배치되어 있다. 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛을 배치 함에 의해, 광각단에 있어서의 사출동공으로부터 상면ＩＰ까지의 거리를 길게 하고, 양호한 텔레센트릭성(telecentricity)성을 얻을 수 있다. 이에 따라, 주변광량의 저하량을 감소시킬 수 있다.
또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈에 있어서, 광각단부터 망원단까지의 주밍 동안에, 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛 중에서 가장 굴절력이 큰 렌즈 유닛ＬＰ을 물체측에 이동시키고 있다. 이 구성에 의해, 망원단에서의 렌즈 유닛ＬＰ에 있어서의 광빔의 유효지름을 감소시킬 수 있고, 렌즈 유닛ＬＰ를 소형으로 할 수 있다. 또한, 주밍에 따르는 사출동공위치의 변동과, 촬상 소자에 입사하는 축외 광빔의 입사각도의 변동을, 감소시킬 수 있다.
더욱, 렌즈 유닛ＬＰ을 물체측에 이동하는 것으로 인한 감소를 보충하기 위해서, 광각단부터 망원단까지의 주밍 동안에, 렌즈 유닛ＬＮ을 렌즈 유닛ＬＰ와 렌즈 유닛ＬＮ의 간격이 커지도록 물체측에 이동시킨다. 즉, 각 실시예에 따른 줌렌즈에서는, 광각단부터 망원단까지의 주밍 동안에 렌즈 유닛ＬＰ와 ＬＮ을, 렌즈 유닛ＬＰ와 렌즈 유닛ＬＮ의 간격이 커지도록 물체측에 이동시킨다. 이 구성에 의해, 리어 렌즈 군ＬＢ의 변배분담량을 증가시킬 수 있고, 망원단에서의 줌렌즈의 총 길이를 단축할 수 있다.
더욱, 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 렌즈 유닛ＬＦ의 촛점거리를 ｆＬＦ, 렌즈 유닛ＬＰ의 촛점거리를 ｆＬＰ라고 하는 경우, 이하의 식(1)을 충족하는 구성을 갖는다.
0.36 <|ｆＬＦ/ｆＬＰ| <1.30 (1)
식(1)은 포커스 렌즈 유닛인 렌즈 유닛ＬＦ와 렌즈 유닛ＬＰ의 촛점거리의 비율에 관한 것이다. 식(1)을 충족함으로써, 포커스 렌즈 유닛의 구동제어를 쉽게 하면서, 광각단에 있어서의 사출동공에서 상면ＩＰ까지의 거리를 길게 할 수 있다.
|ｆＬＦ/ｆＬＰ|의 값이 식(1)의 상한치를 상회할 만큼 렌즈 유닛ＬＦ의 굴절력이 작아지면, 포커스 민감도가 지나치게 작아진다. 이 경우, 원하는 물체거리에 합초하기 위해서 필요한 렌즈 유닛ＬＦ의 이동량이 지나치게 커지고, 특히 망원단에서의 총 길이를 단축하는 것이 곤란해진다. 또는, 렌즈 유닛ＬＰ의 굴절력이 지나치게 커지고, 광각단에서의 상면 만곡 및 왜곡 수차를 보정하는 것이 곤란해진다.
한편, |ｆＬＦ/ｆＬＰ|의 값이 식(1)의 하한값을 하회할 만큼 렌즈 유닛ＬＦ의 굴절력이 커지면, 포커스 민감도가 지나치게 커지고, 포커싱 동안에 렌즈 유닛ＬＦ의 구동제어를 행하는 것이 곤란해진다. 또는, 렌즈 유닛ＬＰ의 굴절력이 지나치게 작아지고, 광각단에 있어서의 사출동공으로부터 상면ＩＰ까지의 거리를 충분히 길게 하는 것이 곤란해진다.
더욱, 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 망원단에서의 줌렌즈의 촛점거리를 ｆｔ라고 하는 경우, 이하의 식(2)를 충족하는 것이 바람직하다.
0.2 <|ｆＬＦ/ｆｔ| <1.0 (2)
식(2)는 렌즈 유닛ＬＦ의 촛점거리를 적절하게 설정하는 것이다. 식(2)를 충족함으로써, 렌즈 유닛ＬＦ를 소형으로 구성하면서 양호한 광학성능을 얻을 수 있다.
|ｆＬＦ/ｆｔ|의 값이 식(2)의 상한값을 상회할 만큼 렌즈 유닛ＬＦ의 굴절력이 작아지면, 포커스 민감도가 지나치게 작아진다. 이 경우, 원하는 물체거리에 합초하기 위해서 필요한 렌즈 유닛ＬＦ의 이동량이 지나치게 커지고, 포커스 렌즈 유닛의 구동기구가 대형화된다. 또한, |ｆＬＦ/ｆｔ|의 값이 식(2)의 하한값을 하회할 만큼 렌즈 유닛ＬＦ의 굴절력이 커지면, 축상 색수차와 구면수차의 보정이 곤란해진다. 또한, 포커스 민감도가 지나치게 커지고, 포커싱 동안에 렌즈 유닛ＬＦ의 구동제어를 고정밀도로 행하는 것이 곤란해진다.
또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 광각단에서의 줌렌즈의 촛점거리를 ｆｗ라고 하는 경우, 이하의 조건식(3)을 충족하는 것이 바람직하다.
1.0 <ｆＬＰ/ｆｗ <7.0 (3)
식(3)은 렌즈 유닛ＬＰ의 촛점거리를 적절하게 설정하는 것이다. 식(3)을 충족함으로써, 광각단에 있어서의 사출동공으로부터 상면ＩＰ까지의 거리를 충분히 길게 할 수 있다.
ｆＬＰ/ｆｗ의 값이 식(3)의 상한값을 상회할 만큼 렌즈 유닛ＬＰ의 굴절력이 작아지면, 광각단에 있어서 사출동공으로부터 상면ＩＰ까지의 거리를 충분히 길게 하는 것이 곤란해진다. 또한, ｆＬＰ/ｆｗ의 값이 식(3)의 하한값을 하회할 만큼 렌즈 유닛ＬＰ의 굴절력이 커지면, 광각단에서의 상면 만곡과 왜곡 수차의 보정이 곤란해진다.
또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 광각단부터 망원단까지의 주밍에 따르는 렌즈 유닛ＬＰ의 이동량을 ｍＬＰ, 망원단에서의 줌렌즈의 촛점거리를 ｆｔ라고 하는 경우, 이하의 식(4)을 충족하는 것이 바람직하다. 한편, ｍＬＰ의 부호는, 렌즈 유닛ＬＰ가 상기 상측으로부터 물체측을 향해서 이동하는 경우에 정(positive)이다.
0.05 <ｍＬＰ/ｆｔ <0.50 (4)
식(4)는, 광각단부터 망원단까지의 주밍에 따르는 렌즈 유닛ＬＰ의 이동량을 적절하게 설정하는 것이다. 식(4)를 충족함으로써, 줌렌즈를 소형으로 구성하면서, 주밍에 따르는 사출동공위치의 변동을 감소할 수 있다.
ｍＬＰ/ｆｔ의 값이 식(4)의 상한값을 상회할 만큼 ｍＬＰ가 커지면, 망원단에서의 줌렌즈의 총 길이가 지나치게 길어진다.
한편, ｍＬＰ/ｆｔ의 값이 식(4)의 하한값을 하회할 만큼 ｍＬＰ가 작을 경우, 망원단에 있어서의 렌즈 유닛ＬＰ의 위치가 상면ＩＰ에 지나치게 가깝게 되는 결과, 렌즈 유닛ＬＰ의 지름이 지나치게 커진다. 또한, 주밍에 따르는 사출동공위치의 변동이 커진다.
또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 광각단에서의 렌즈 유닛ＬＮ과 렌즈 유닛ＬＰ의 간격을 ｄｗ, 망원단에서의 렌즈 유닛ＬＮ과 렌즈 유닛ＬＰ와의 간격을 ｄｔ라고 하는 경우, 이하의 조건식(5)를 충족하는 것이 바람직하다. 또한, 렌즈 유닛ＬＮ과 렌즈 유닛ＬＰ의 간격은, 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 가장 가까운 렌즈면으로부터, 렌즈 유닛ＬＰ의 물체측에 가장 가까운 렌즈면까지의 광축상의 거리다.
0.05 <(ｄｔ-ｄｗ)/ｆｔ <0.50 (5)
식(5)는, 광각단과 망원단에서의 렌즈 유닛ＬＮ과 렌즈 유닛ＬＰ의 간격의 변화량을 적절하게 설정하는 것이다. 식(5)를 충족함으로써, 광각단부터 망원단까지 변배하는 동안에, 렌즈 유닛ＬＮ과 렌즈 유닛ＬＰ의 변배분담을 증가시킬 수 있고, 망원단에 있어서의 줌렌즈의 총 길이를 단축할 수 있다.
식(5)의 상한값을 상회할 만큼 광각단과 망원단에서의 렌즈 유닛ＬＮ과 렌즈 유닛ＬＰ의 간격의 변화량이 커지면, 망원단에서의 줌렌즈의 총 길이가 지나치게 길어진다. 또한, 주밍에 따르는 사출동공위치의 변동량이 커진다. 한편, 그 변화량이 식(5)의 하한값을 하회하면, 광각단부터 망원단까지 변배하는 동안에, 렌즈 유닛ＬＮ과 렌즈 유닛ＬＰ의 적절한 배율을 확보하는 것이 곤란해지고, 다른 렌즈 유닛의 변배분담이 커진다. 이 경우, 다른 렌즈 유닛의 굴절력이 커지므로, 구면수차와 상면 만곡의 보정이 곤란해진다.
또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 광각단에 있어서의 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치된 렌즈 유닛의 합성 횡배율을 βｒｗ, 망원단에 있어서의 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치된 렌즈 유닛의 합성 횡배율을 βｒｔ라고 하는 경우, 이하의 식(6)을 충족하는 것이 바람직하다. 또한, 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치된 렌즈 유닛이 1개뿐일 경우는, 그 렌즈 유닛의 광각단에 있어서의 횡배율이 βｒｗ, 망원단에 있어서의 횡배율이 βｒｔ가 된다.
1.0 <|βｒｔ/βｒｗ| <2.0 (6)
식(6)은 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치된 렌즈 유닛의 변배분담을 적절하게 설정하는 것이다. 식(6)을 충족함으로써, 광각단부터 망원단까지 변배하는 동안에, 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치된 렌즈 유닛에 의해 배율을 증가시킬 수 있고, 망원단에서의 줌렌즈의 총 길이를 단축할 수 있다.
|βｒｔ/βｒｗ|의 값이 식(6)의 상한값을 상회하면, 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치된 렌즈 유닛의 변배분담이 지나치게 커지고, 광각단에서의 왜곡 수차와 상면 만곡의 보정이 곤란해진다. 한편, |βｒｔ/βｒｗ|의 값이 식(6)의 하한값을 하회하면, 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치된 렌즈 유닛의 변배분담이 지나치게 작아져, 다른 렌즈 유닛에의 변배분담이 커진다. 이 때문에, 다른 렌즈 유닛의 굴절력이 지나치게 커지고, 구면수차와 상면 만곡의 보정이 곤란해진다.
또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 망원단에서의 렌즈 유닛ＬＦ의 횡배율을 βＬＦｔ, 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치된 렌즈 유닛의 망원단에서의 합성 횡배율을 βｒｔ, 망원단에 있어서의 Ｆ넘버를 Ｆｎｏｔ라고 하는 경우, 이하의 조건식(7)을 충족하는 것이 바람직하다.
0.8 <|(1-βＬＦｔ2)×βｒｔ2/Ｆｎｏｔ| <2.0 (7)
식(7)은 포커스 렌즈 유닛ＬＦ의 포커스 민감도와 망원단의 Ｆ넘버 의 비율을 적절하게 설정하는 것이다. 대구경 줌렌즈에서는 포커스 렌즈 유닛을 고정밀도로 구동제어할 필요가 있다. 식(7)을 충족함으로써, 포커스 민감도를 감소시킬 수 있고, 포커스 렌즈 유닛인 렌즈 유닛ＬＦ의 구동제어를 보다 용이하게 행할 수 있다.
|(1-βＬＦｔ2)×βｒｔ2/Ｆｎｏｔ|의 값이 식(7)의 상한값을 상회하면, 포커스 민감도가 지나치게 커지고, 포커싱 동안에 렌즈 유닛ＬＦ의 구동제어를 고정밀도로 행하는 것이 곤란해진다. 한편, |(1-βＬＦｔ2)×βｒｔ2/Ｆｎｏｔ|의 값이 식(7)의 하한값을 하회하면, 포커스 민감도가 지나치게 작아지고, 원하는 합초 거리에 합초하기 위해서 필요한 렌즈 유닛ＬＦ의 이동량이 지나치게 커지고, 망원단에 있어서의 줌렌즈의 총 길이를 단축하는 것이 곤란해진다.
또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 렌즈 유닛ＬＦ의 물체측에 가장 가까운 렌즈면의 곡률반경을 r1, 상측에 가장 가까운 렌즈면의 곡률반경을 r2라고 하는 경우, 이하의 식(8)을 충족하는 것이 바람직하다.
1.0 <(r1+r2)/(r1-r2) <3.0 (8)
식(8)은 렌즈 유닛ＬＦ의 형상을 적절하게 설정하는 것이다. 식(8)을 충족함으로써, 포커스 렌즈 유닛인 렌즈 유닛ＬＦ의 형상을 상면ＩＰ에 대하여 동심원에 가까운 면이라고 할 수 있다. 이 구성에 의해, 축상 광속은 크게 굴절되지 않고 렌즈 유닛ＬＦ를 통과함에 따라, 렌즈 유닛ＬＦ에서 발생된 구면수차량을 감소할 수 있다. 이 때문에, 망원측의 포커싱으로 인한 구면수차의 변동을 억제할 수 있다.
또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 렌즈 유닛ＬＮ의 촛점거리를 ｆＬＮ이라고 하는 경우, 이하의 식(9)를 충족시키는 것이 바람직하다.
0.5 <ｆＬＦ/ｆＬＮ <1.5 (9)
식(9)는 포커스 렌즈 유닛ＬＦ의 촛점거리와 렌즈 유닛ＬＮ의 촛점거리의 비율의 값의 적절한 범위를 규정하는 것이다. 식(9)를 충족함으로써, 렌즈 유닛ＬＦ를 소형으로 구성하면서 양호한 광학성능을 얻을 수 있다.
ｆＬＦ/ｆＬＮ의 값이 식(9)의 상한값을 상회할 만큼 렌즈 유닛ＬＦ의 굴절력이 작아지면, 원하는 합초 거리에 합초하기 위해서 필요한 렌즈 유닛ＬＦ의 이동량이 커지고, 포커싱에 따르는 수차변동량이 커진다. 또한, 포커스 렌즈 유닛의 구동기구가 대형화된다. 또는, 렌즈 유닛ＬＮ의 굴절력이 지나치게 커지고, 광각단에 있어서의 사출동공으로부터 상면ＩＰ까지의 거리를 충분히 길게 하는 것이 곤란해진다.
한편, ｆＬＦ/ｆＬＮ의 값이 식(9)의 하한값을 하회할 만큼 렌즈 유닛ＬＦ의 굴절력이 커지면, 축상 색수차와 구면수차의 보정이 곤란해진다.
또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 제1렌즈 유닛L1의 촛점거리를 f1이라고 하는 경우, 이하의 식(10)을 충족시키는 것이 바람직하다.
0.3 <f1/ｆｔ <2.0 (10)
식(10)은 제1렌즈 유닛L1의 촛점거리의 적절한 범위를 규정하는 것이다. f1/ｆｔ의 값이 식(10)의 상한값을 상회하면, 광각단부터 망원단까지의 주밍에 따르는 제1렌즈 유닛L1의 이동량이 커지고, 망원단에서의 줌렌즈의 총 길이를 단축하는 것이 곤란해진다. 한편, f1/ｆｔ의 값이 식(10)의 하한값을 하회하면, 줌 비율을 증가시키기 위해서는 유리하지만, 제1렌즈 유닛L1의 굴절력이 지나치게 커지고, 망원단에 있어서의 구면수차의 보정이 곤란해진다.
또한, 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 제2렌즈 유닛L2의 촛점거리를 f2이라고 하는 경우, 이하의 식(11)을 충족시키는 것이 바람직하다.
0.5 <|f2/ｆｗ| <1.5 (11)
식(11)은 제2렌즈 유닛L2의 촛점거리의 적절한 범위를 규정하는 것이다.
|f2/ｆｗ|의 값이 식(11)의 상한값을 상회할 만큼 제2렌즈 유닛L2의 굴절력이 작아지면, 광각단에 있어서 리트로포커스형의 굴절력 배치를 이루는 것이 어렵게 되고, 광각단에 있어서의 줌렌즈의 화각이 좁아진다.
한편, |f2/ｆｗ|의 값이 식(11)의 하한값을 하회할 만큼 제2렌즈 유닛L2의 굴절력이 커지면, 주밍에 따르는 구면수차와 횡 색수차의 변동량이 커진다. 또한, 이 경우, 제2렌즈 유닛에 의한 축상 광속의 발산 작용이 지나치게 커지므로, 리어 렌즈 군ＬＢ를 소형으로 구성하는 것이 곤란해진다.
또한, 상술한 식(1) 내지 식(11)의 수치범위는, 이하의 식(1a) 내지 식(11a)의 범위내에서 보다 바람직하다.
0.40 <|ｆＬＦ/ｆＬＰ| <1.15 (1a)
0.2 <|ｆＬＦ/ｆｔ| <0.8 (2a)
1.5 <ｆＬＰ/ｆｗ <6.5 (3a)
0.1 <ｍＬＰ/ｆｔ <0.4 (4a)
0.05 <(ｄｔ-ｄｗ)/ｆｔ <0.40 (5a)
1.1 <|βｒｔ/βｒｗ| <1.7 (6a)
1.0 <|(1-βＬＦｔ2)×βｒｔ2/Ｆｎｏｔ|<1.9 (7a)
1.3 <(r1+r2)/(r1-r2) <2.5 (8a)
0.6 <ｆＬＦ/ｆＬＮ <1.2 (9a)
0.35 <f1/ｆｔ <1.70 (10a)
0.6 <|f2/ｆｗ| <1.2 (11a)
또한, 상술한 식(1) 내지 식(11)의 수치범위는, 이하의 식(1b) 내지 식(11b)의 범위내에서 보다 바람직하다.
0.50 <|ｆＬＦ/ｆＬＰ|<1.0 (1b)
0.2 <|ｆＬＦ/ｆｔ|<0.7 (2b)
2.0 <ｆＬＰ/ｆｗ <5.0 (3b)
0.10 <ｍＬＰ/ｆｔ<0.30 (4b)
0.06 <(ｄｔ-ｄｗ)/ｆｔ<0.30 (5b)
1.12 <|βｒｔ/βｒｗ|<1.50 (6b)
1.1<|(1-βＬＦｔ2)×βｒｔ2/Ｆｎｏｔ|<1.8 (7b)
1.4 <(r1+r2)/(r1-r2) <2.3 (8b)
0.7 <ｆＬＦ/ｆＬＮ <1.1 (9b)
0.5 <f1/ｆｔ<1.6 (10b)
0.7 <|f2/ｆｗ| <1.1 (11b)
더욱, 렌즈 유닛ＬＮ은 렌즈 유닛ＬＦ의 상측에 인접하게 배치되어 있는 것이 바람직하다. 렌즈 유닛ＬＮ과 ＬＦ를 서로 인접하게 배치함으로써, 줌렌즈의 총 길이를 단축할 수 있다.
또한, 렌즈 유닛ＬＦ는 1매의 부(negative)렌즈로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 렌즈 유닛ＬＦ를 소형으로 구성할 수 있고, 줌렌즈의 총 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 렌즈 유닛ＬＦ를 가볍게 할 수 있으므로, 신속하게 포커싱을 행할 수 있다.
또한, 렌즈 유닛ＬＮ은 1매의 부렌즈로 이루어지는 것이 바람직하다.
이 구성에 의해, 렌즈 유닛ＬＮ을 소형으로 구성할 수 있고, 줌렌즈의 총 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 렌즈 유닛ＬＰ는 1매의 정(positive)렌즈로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 렌즈 유닛ＬＰ를 소형으로 구성할 수 있고, 줌렌즈의 총 길이를 짧게 할 수 있다.
다음에, 각 실시예에 따른 줌렌즈에 대해서 자세하게 설명한다.
제1 실시예에 따른 줌렌즈는 6유닛 구성을 갖는다. 줌렌즈는, 정의 굴절력의 제1렌즈 유닛L1, 부의 굴절력의 제2렌즈 유닛L2, 및 정의 굴절력의 리어 렌즈 군ＬＢ로 이루어진다. 상기 리어 렌즈 군ＬＢ는, 정의 굴절력의 제3렌즈 유닛L3, 부의 굴절력의 제4렌즈 유닛L4, 부의 굴절력의 제5렌즈 유닛L5, 및 정의 굴절력의 제6렌즈 유닛L6로 이루어진다. 렌즈 단면도는 도 1에 나타낸 대로다.
제1 실시예에 따른 줌렌즈에 있어서, 제4렌즈 유닛L4는 상술한 렌즈 유닛ＬＦ에 해당하는 렌즈 유닛이고, 무한원으로부터 근거리까지 포커싱 동안에 상측에 이동한다. 제5렌즈 유닛L5는, 제4렌즈 유닛L4(렌즈 유닛ＬＦ)의 상측에 배치되고, 상술한 렌즈 유닛ＬＮ에 해당하는 렌즈 유닛이다. 제6렌즈 유닛L6은, 제5렌즈 유닛L5(렌즈 유닛ＬＮ)의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛 중에서 가장 굴절력이 강한 렌즈 유닛이며, 상술한 렌즈 유닛ＬＰ에 해당한다.
제1 실시예에 따른 줌렌즈에 있어서, 광각단부터 망원단까지의 주밍 동안에 제1렌즈 유닛L1은 물체측에 이동한다. 제2렌즈 유닛L2은 제1렌즈 유닛L1과 제2렌즈 유닛L2의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다. 제3렌즈 유닛L3은 제2렌즈 유닛L2와 제3렌즈 유닛L3의 간격이 작아지도록 물체측에 이동한다. 제4렌즈 유닛L4은 제3렌즈 유닛L3과 제4렌즈 유닛L4의 간격이 작아지도록 물체측에 이동한다. 제5렌즈 유닛L5는 제4렌즈 유닛L4와 제5렌즈 유닛의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다. 제6렌즈 유닛L6은 제5렌즈 유닛L5와 제6렌즈 유닛L6의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다.
도 2a 및 도 2b는, 광각단 및 망원단에 있어서 무한원에 합초했을 때의 제1 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도를 나타낸다. 또한, 도 3a 및 도 3b는, 광각단 및 망원단에 있어서 물체거리 0.45m의 물체에 합초했을 때의 제1 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도를 나타낸다.
각 수차도에 있어서, Ｆｎｏ는 F넘버, ω는 반화각(도)이다. 구면수차도에 있어서, d(실선)는 d선(파장 587.6ｎｍ), g(2점 쇄선)은 g선(파장435.8ｎｍ)이다. 비점수차도에 있어서, S(실선)은 d선에 있어서의 사지탈 상면, M(점선)은 d선에 있어서의 메리디오날 상면이다. 왜곡 수차도는 d선에 대한 왜곡수차를 나타내고 있다. 횡 색수차도는 g선에 대한 횡 색수차를 나타내고 있다.
제2 실시예에 따른 줌렌즈는 6유닛 구성을 갖는다. 이 줌렌즈는, 정의 굴절력의 제1렌즈 유닛L1, 부의 굴절력의 제2렌즈 유닛L2, 및 정의 굴절력을 갖는 리어 렌즈 군ＬＢ로 이루어진다. 리어 렌즈 군ＬＢ는, 정의 굴절력의 제3렌즈 유닛L3, 부의 굴절력의 제4렌즈 유닛L4, 부의 굴절력의 제5렌즈 유닛L5, 및 정의 굴절력의 제6렌즈 유닛L6으로 이루어진다. 본 실시예에 따른 상기 줌렌즈의 단면도는 도 4에 나타낸 대로다.
제2 실시예에 따른 줌렌즈에 있어서, 제4렌즈 유닛L4은 상술한 렌즈 유닛ＬＦ에 해당하는 렌즈 유닛이며, 무한원으로부터 근거리에의 포커싱 동안에 상측에 이동한다. 제5렌즈 유닛L5은 제4렌즈 유닛L4(렌즈 유닛ＬＦ)의 상측에 배치되어 있고, 상술한 렌즈 유닛ＬＮ에 해당하는 렌즈 유닛이다. 제6렌즈 유닛L6은, 제5렌즈 유닛L5(렌즈 유닛ＬＮ)의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛 중에서 가장 굴절력이 강한 렌즈 유닛이며, 상술한 렌즈 유닛ＬＰ에 해당한다.
제2 실시예에 따른 줌렌즈에 있어서, 광각단부터 망원단까지의 주밍 동안에 제1렌즈 유닛L1은 물체측에 이동한다. 제2렌즈 유닛L2은 제1렌즈 유닛L1과 제2렌즈 유닛L2의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다. 제3렌즈 유닛L3은 제2렌즈 유닛L2과 제3렌즈 유닛L3의 간격이 작아지도록 물체측에 이동한다. 제4렌즈 유닛L4은 제3렌즈 유닛L3과 제4렌즈 유닛L4의 간격이 작아지도록 물체측에 이동한다. 제5렌즈 유닛L5은 제4렌즈 유닛L4와 제5렌즈 유닛L5의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다. 제6렌즈 유닛L6은 제5렌즈 유닛L5와 제6렌즈 유닛L6의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다.
도 5a, 5b는, 광각단 및 망원단에 있어서 무한원에 합초했을 때의 제2 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도를 나타낸다. 또한, 도 6a, 6b는, 광각단 및 망원단에 있어서 물체거리 0.38m의 물체에 합초했을 때의 제2 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도를 나타낸다.
제3 실시예에 따른 줌렌즈는 7유닛 구성을 갖는다. 이 줌렌즈는, 정의 굴절력의 제1렌즈 유닛L1, 부의 굴절력의 제2렌즈 유닛L2, 및 정의 굴절력을 갖는 리어 렌즈 군ＬＢ로 이루어진다. 리어 렌즈 군ＬＢ는, 정의 굴절력의 제3렌즈 유닛L3, 정의 굴절력의 제4렌즈 유닛L4, 부의 굴절력의 제5렌즈 유닛L5, 부의 굴절력의 제6렌즈 유닛L6, 정의 굴절력의 제7렌즈 유닛L7로 이루어진다. 본 실시예에 따른 렌즈 단면도는 도 7에 나타낸 대로다.
제3 실시예에 따른 줌렌즈에 있어서, 제5렌즈 유닛L5은 상술한 렌즈 유닛ＬＦ에 해당하는 렌즈 유닛이며, 무한원으로부터 근거리에의 포커싱 동안에 상측에 이동한다. 제6렌즈 유닛L6은 제5렌즈 유닛L5(렌즈 유닛ＬＦ)의 상측에 배치되어 있고, 상술한 렌즈 유닛ＬＮ에 해당하는 렌즈 유닛이다. 제7렌즈 유닛L7은, 제6렌즈 유닛L6(렌즈 유닛ＬＮ)의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛 중에서 가장 굴절력이 강한 렌즈 유닛이며, 상술한 렌즈 유닛ＬＰ에 해당한다.
제3 실시예에 따른 줌렌즈에 있어서, 광각단부터 망원단까지의 주밍 동안에 제1렌즈 유닛L1은 물체측에 이동한다. 제2렌즈 유닛L2은 제1렌즈 유닛L1과 제2렌즈 유닛L2의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다. 제3렌즈 유닛L3은 제2렌즈 유닛L2와 제3렌즈 유닛L3의 간격이 작아지도록 물체측에 이동한다. 제4렌즈 유닛L4은 제3렌즈 유닛L3과 제4렌즈 유닛L4의 간격이 작아지도록 물체측에 이동한다. 제5렌즈 유닛L5은 제4렌즈 유닛L4와 제5렌즈 유닛L5의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다. 제6렌즈 유닛L6은 제5렌즈 유닛L5와 제6렌즈 유닛L6의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다. 제7렌즈 유닛L7은 제6렌즈 유닛L6과 제7렌즈 유닛L7의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다.
도 8a, 8b는, 광각단 및 망원단에 있어서 무한원에 합초했을 때의 제3 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도를 나타낸다. 또한, 도 9a, 9b는, 광각단 및 망원단에 있어서 물체거리 0.70m의 물체에 합초했을 때의 제3 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도를 나타낸다.
제4 실시예에 따른 줌렌즈는 7유닛 구성을 갖는다. 이 줌렌즈는, 정의 굴절력의 제1렌즈 유닛L1, 부의 굴절력의 제2렌즈 유닛L2, 및 정의 굴절력을 갖는 리어 렌즈 군ＬＢ로 이루어진다. 리어 렌즈 군ＬＢ는, 정의 굴절력의 제3렌즈 유닛L3, 부의 굴절력의 제4렌즈 유닛L4, 부의 굴절력의 제5렌즈 유닛L5, 정의 굴절력의 제6렌즈 유닛L6, 및 정의 굴절력의 제7렌즈 유닛L7로 이루어진다. 본 실시예에 따른 줌렌즈의 렌즈 단면도는 도 10에 나타낸 대로다.
제4 실시예에 따른 줌렌즈에 있어서, 제4렌즈 유닛L4는 상술한 렌즈 유닛ＬＦ에 해당하는 렌즈 유닛이며, 무한원으로부터 근거리에의 포커싱 동안에 상측에 이동한다. 제5렌즈 유닛L5는 제4렌즈 유닛L4(렌즈 유닛ＬＦ)의 상측에 배치되어 있고, 상술한 렌즈 유닛ＬＮ에 해당하는 렌즈 유닛이다. 제6렌즈 유닛L6은, 제5렌즈 유닛L5(렌즈 유닛ＬＮ)의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛 중에서 가장 굴절력이 강한 렌즈 유닛이며, 상술한 렌즈 유닛ＬＰ에 해당한다.
제4 실시예에 따른 줌렌즈에 있어서, 광각단부터 망원단까지의 주밍 동안에 제1렌즈 유닛L1은 물체측에 이동한다. 제2렌즈 유닛L2는 제1렌즈 유닛L1과 제2렌즈 유닛L2의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다. 제3렌즈 유닛L3은 제2렌즈 유닛L2와 제3렌즈 유닛L3의 간격이 작아지도록 물체측에 이동한다. 제4렌즈 유닛L4은 제3렌즈 유닛L3과 제4렌즈 유닛L4의 간격이 작아지도록 물체측에 이동한다. 제5렌즈 유닛L5는 제4렌즈 유닛L4와 제5렌즈 유닛L5의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다. 제6렌즈 유닛L6은 제5렌즈 유닛L5와 제6렌즈 유닛L6의 간격이 커지도록 물체측에 이동한다. 또한, 제7렌즈 유닛L7은 주밍 동안에 이동하지 않는다.
도 11a, 11b는, 광각단 및 망원단에 있어서 무한원에 합초했을 때의 제4 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도를 나타낸다. 또한, 도 12a, 12b는, 광각단 및 망원단에 있어서 물체거리 0.45m의 물체에 합초했을 때의 제4 실시예에 따른 줌렌즈의 수차도를 나타낸다.
다음에, 상술한 제1 내지 제4 실시예에 따른 줌렌즈에 각각 대응하는 수치 예 1 내지 4가 도시되어 있다.
각 수치 예의 면 데이터에 있어서, r은 각 렌즈면의 곡률반경, d(ｍｍ)는 제ｍ면과 제(m+1)면과의 사이의 축상 간격(광축상의 거리)이다. 이때, m은 광입사측으로부터 셀때 면의 번호다. 또한, ｎｄ는 각 광학부재의 ｄ선에 대한 굴절률, νd는 광학부재의 아베수다. 아베수νd는, 프라운호퍼 선의 ｇ선, F선, d선, C선에 대한 굴절률을 각각 ｎｇ, ｎＦ, ｎｄ, ｎＣ라고 하는 경우, 이하의 식(12)로 정의된 값이다.
νd=(ｎｄ-1)/(ｎＦ-ｎＣ) (12)
각 수치 예의 면 데이터에 있어서, 비구면 렌즈면에 대한 면 번호의 뒤에 ＊(별표)의 부호를 부가하고 있다. 또한, 비구면 데이터에는 각 비구면의 비구면 계수를 나타내고 있다. 비구면 계수에 있어서의 "ｅ±Z"는 "×10±Z"를 의미하고 있다. 렌즈면의 비구면형상은, 광축방향에 있어서의 면정점으로부터의 변위량을 X, 광축방향에 수직한 방향에 있어서의 광축으로부터의 높이를 H, 근축곡률반경을 R, 원추정수를 K, 비구면 계수를 A4, A6, A8, A10, A12라고 하는 경우, 이하의 식(13)에 의해 나타낸다.
Figure 112018021805144-pat00001
각 수치 예에 있어서, 촛점거리(ｍｍ), F넘버, 반화각(°)은 모두 각 실시예에 따른 줌렌즈가 무한원에 합초했을 때의 값이다. 백(back) 포커스ＢＦ는 최종 렌즈면에서 상면까지의 거리다. 렌즈 총 길이는 제1렌즈면에서 최종 렌즈면까지의 거리에 백 포커스를 첨가하여서 얻어진 값이다.
[수치 예1]
단위 mm
면 데이터
Figure 112018021805144-pat00002
비구면 데이터
제6면
K = 0.00000e + 000 A4 = 7.28875e - 006 A6 = -2.03079e - 008 A8 = 6.78458e - 011 A10 = -1.61143e - 013 A12 = 1.59482e - 016
제15면
K = 0.00000e + 000 A4 = 2.25823e - 005 A6 = -4.01819e - 008 A8 = -1.92298e - 010 A10 = 3.85842e - 013
제24면
K = 0.00000e + 000 A4 = 4.03627e - 005 A6 = 2.28646e - 008 A8 = 1.73530e - 010 A10 = -8.03393e - 012
제27면
K = 0.00000e + 000 A4 = -9.10759e - 006 A6 = -3.96094e - 007 A8 = 1.03168e - 009 A10 = 4.30404e - 012 A12 = -1.28909e - 013
제28면
K = 0.00000e + 000 A4 =-1.23220e - 005 A6 = -2.88150e - 007 A8 = 2.01026e - 009 A10 = -1.01180e - 011 A12 = 1.58725e - 014
각종 데이터
Figure 112018021805144-pat00003
줌렌즈 군 데이터
유닛 시작면 촛점거리
Figure 112018021805144-pat00004
[수치 예2]
단위 mm
면 데이터
Figure 112018021805144-pat00005
비구면 데이터
제6면
K = 0.00000e + 000 A4 = -1.41095e - 006 A6 = 3.45657e - 008 A8 = -1.07605e - 010 A10 = 1.58603e - 013 A12 = -8.57988e - 017
제7면
K = 0.00000e + 000 A4 = -7.83038e - 006 A6 = 1.45488e - 008 A8 = 9.28901e - 011 A10 = -5.25682e - 013
제19면
K = 0.00000e + 000 A4 = 2.38855e - 005 A6 = -1.01986e - 008 A8 = -1.01928e - 011 A10 = 4.97492e - 014
제25면
K = 0.00000e + 000 A4 = 2.75519e - 005 A6 = -3.81740e - 008 A8 = 2.22228e - 011 A10 = 7.70144e - 015
제28면
K = 0.00000e + 000 A4 = 8.71027e - 006 A6 = -7.11280e - 007 A8 = 2.97814e - 009 A10 = -9.93103e - 012 A12 = -3.41237e - 014
제29면
K = 0.00000e + 000 A4 = 7.65026e - 006 A6 = -5.84476e - 007 A8 = 3.80156e - 009 A10 = -1.61546e - 011 A12 = 2.91996e - 014
각종 데이터
Figure 112018021805144-pat00006
줌렌즈 군 데이터
유닛 시작면 촛점거리
Figure 112018021805144-pat00007
[수치 예3]
단위 mm
면 데이터
Figure 112018021805144-pat00008
비구면 데이터
제8면
K = 0.00000e + 000 A4 = 3.01361e - 007 A6 = 2.50588e - 008 A8 = -3.48140e - 011 A10 = 4.64746e - 014
제9면
K = 0.00000e + 000 A4 = -1.97615e - 005 A6 = -3.80863e - 008
제17면
K = 0.00000e + 000 A4 = -5.89468e - 006 A6 = -3.70002e - 009 A8 = -2.36358e - 012 A10 = -2.05744e - 014
제18면
K = 0.00000e + 000 A4 = 6.90751e - 006 A6 = -3.91500e - 009
제28면
K = 0.00000e + 000 A4 = 5.47126e - 006 A6 = -8.28986e - 009 A8 = -1.65522e - 011 A10 = -1.78623e - 013
제37면
K = 0.00000e + 000 A4 = -7.62243e - 006 A6 = -7.72939e - 009 A8 = 2.74005e - 012 A10 = -3.54345e - 014
각종 데이터
Figure 112018021805144-pat00009
줌렌즈 군 데이터
유닛 시작면 촛점거리
Figure 112018021805144-pat00010
[수치 예4]
단위 mm
면 데이터
Figure 112018021805144-pat00011
비구면 데이터
제6면
K = 0.00000e + 000 A4 = 6.53773e - 006 A6 = -1.12142e - 008 A8 = 2.35316e - 011 A10 = -3.77465e - 014 A12 = 2.66659e - 017
제15면
K = 0.00000e + 000 A4 = 1.55231e - 005 A6 = -2.87309e - 008 A8 = 2.20515e - 011 A10 = -1.77413e - 013
제24면
K = 0.00000e + 000 A4 = 2.54826e - 005 A6 = 5.96854e - 008 A8 = -7.03456e - 010 A10 = 1.54199e - 012
제27면
K = 0.00000e + 000 A4 =-4.25162e - 006 A6 = -3.98601e - 007 A8 = 1.32578e - 009 A10 = 1.61897e - 012 A12 = -9.58394e - 014
제28면
K = 0.00000e + 000 A4 = -3.65848e - 006 A6 = -3.41509e - 007 A8 = 2.38399e - 009 A10 = -1.18165e - 011 A12 = 1.84765e - 014
각종 데이터
Figure 112018021805144-pat00012
줌렌즈 군 데이터
유닛 시작면 촛점거리
Figure 112018021805144-pat00013
각 수치 예에 있어서의 여러 가지의 수치를 표 1에 요약되어 있다.
[표 1]
Figure 112018021805144-pat00014
[촬상 장치]
도 13은, 본 발명의 일 실시예로서의 촬상 장치(디지털 스틸 카메라)(100)의 개략도다. 본 실시예에 따른 촬상 장치(100)는, 카메라 본체(70)와, 상술한 제1 내지 제4 실시예에 따른 줌렌즈 중 어느 하나와 같은 줌렌즈(71)와, 줌렌즈(71)에 의해 형성된 상을 광전변환하는 촬상 소자(72)를 구비한다. 촬상 소자(72)로서는, ＣＣＤ센서나 ＣＭＯＳ센서 등의 촬상 소자를 사용할 수 있다.
본 실시예에 따른 촬상 장치(100)가 제1 내지 제4 실시예에 따른 줌렌즈들 중 어느 하나와 같은 줌렌즈(71)를 가지므로, 포커스 렌즈 유닛의 구동제어가 용이하다. 또한, 광각단에 있어서의 사출동공으로부터 상면까지의 거리가 길기 때문에, 화면의 중심으로부터 주변에 걸쳐 고품위 화상을 얻을 수 있다.
또한, 상술한 각 실시예에 따른 줌렌즈는, 도 13에 나타낸 디지털 스틸 카메라뿐만 아니라, 은염 필름용 카메라, 비디오카메라 및 망원경등의 여러 가지의 광학기기에도 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 상기 실시예들 및 예들에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것들의 실시예들 및 예들에 한정되지 않고, 본 발명의 요지의 범위내에서 여러 가지의 조합, 변형 및 변경이 가능하다.
본 발명을 상기 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형예, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 폭 넓게 해석해야 한다.

Claims (19)

  1. 정의 굴절력을 갖는 제1렌즈 유닛;
    부의 굴절력을 갖는 제2렌즈 유닛; 및
    복수의 렌즈 유닛을 포함해 정의 굴절력을 갖는 리어 렌즈 군으로 이루어진 줌렌즈로서,
    상기 제1렌즈 유닛, 상기 제2렌즈 유닛 및 상기 리어 렌즈 군은 물체측으로부터 상(imag)측에 순서대로 배치되고,
    주밍 동안에 인접한 렌즈 유닛의 간격이 변화되고,
    상기 리어 렌즈 군은, 포커싱 동안에 이동하고 부의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛ＬＦ와, 상기 렌즈 유닛ＬＦ에 인접하게 상기 렌즈 유닛ＬＦ의 상측에 배치되고 부의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛ＬＮ과, 상기 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 적어도 1개의 렌즈 유닛을 구비하고,
    상기 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 적어도 1개의 렌즈 유닛은, 상기 렌즈 유닛ＬＮ의 상측에 배치되고 정의 굴절력을 갖는 적어도 1개의 렌즈 유닛 중 가장 굴절력이 큰 렌즈 유닛ＬＰ를 포함하며,
    상기 렌즈 유닛ＬＰ와 상기 렌즈 유닛ＬＮ 모두는, 광각단으로부터 망원단에의 주밍 동안에 상기 물체측에 이동하고, 또한, 상기 렌즈 유닛ＬＰ와 상기 렌즈 유닛ＬＮ의 간격이 커지도록 구성되고,
    상기 렌즈 유닛ＬＰ의 촛점거리를 ｆＬＰ, 상기 렌즈 유닛ＬＦ의 촛점거리를 ｆＬＦ라고 하는 경우,
    0.36 <|ｆＬＦ/ｆＬＰ| <1.30
    의 조건식을 충족하는, 줌렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    망원단에 있어서의 상기 줌렌즈의 촛점거리를 ｆｔ라고 하는 경우,
    0.2 <|ｆＬＦ/ｆｔ| <1.0
    되는 조건식을 충족하는, 줌렌즈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    광각단에 있어서의 상기 줌렌즈의 촛점거리를 ｆｗ라고 하는 경우,
    1.0 <ｆＬＰ/ｆｗ <7.0
    되는 조건식을 충족하는, 줌렌즈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    광각단부터 망원단까지의 주밍에 따르는 상기 렌즈 유닛ＬＰ의 이동량을 ｍＬＰ, 망원단에서의 상기 줌렌즈의 촛점거리를 ｆｔ라고 하는 경우,
    0.05 <ｍＬＰ/ｆｔ <0.50
    되는 조건식을 충족하는, 줌렌즈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    광각단에서의 상기 렌즈 유닛ＬＮ과 상기 렌즈 유닛ＬＰ의 간격을 ｄｗ, 망원단에서의 상기 렌즈 유닛ＬＮ과 상기 렌즈 유닛ＬＰ의 간격을 ｄｔ, 망원단에서의 상기 줌렌즈의 촛점거리를 ｆｔ라고 하는 경우,
    0.05 <(ｄｔ-ｄｗ)/ｆｔ <0.50
    되는 조건식을 충족하는, 줌렌즈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛ＬＦ의 상측에 배치된 렌즈 유닛의 광각단에서의 합성 횡배율을 βｒｗ, 상기 렌즈 유닛ＬＦ의 상측에 배치된 렌즈 유닛의 망원단에서의 합성 횡배율을 βｒｔ라고 하는 경우,
    1.0 <|βｒｔ/βｒｗ| <2.0
    되는 조건식을 충족하는, 줌렌즈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    망원단에서의 상기 렌즈 유닛ＬＦ의 횡배율을 βＬＦｔ, 상기 렌즈 유닛ＬＦ의 상측에 배치된 렌즈 유닛의 망원단에서의 합성 횡배율을 βｒｔ, 망원단에서의 상기 줌렌즈의 Ｆ넘버를 Ｆｎｏｔ라고 하는 경우,
    0.8 <|(1-βＬＦｔ2)×βｒｔ2/Ｆｎｏｔ| <2.0
    되는 조건식을 충족하는, 줌렌즈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛ＬＦ에 있어서의 물체측에 가장 가까운 렌즈면의 곡률반경을 r1, 상기 렌즈 유닛ＬＦ에 있어서의 상측에 가장 가까운 렌즈면의 곡률반경을 r2이라고 하는 경우,
    1.0 <(r1+r2)/(r1-r2) <3.0
    되는 조건식을 충족하는, 줌렌즈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛ＬＮ의 촛점거리를 ｆＬＮ이라고 하는 경우,
    0.5 <ｆＬＦ/ｆＬＮ <1.5
    되는 조건식을 충족하는, 줌렌즈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1렌즈 유닛의 촛점거리를 f1, 망원단에 있어서의 상기 줌렌즈의 촛점거리를 ｆｔ라고 하는 경우,
    0.3 <f1/ｆｔ <2.0
    되는 조건식을 충족하는, 줌렌즈.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2렌즈 유닛의 촛점거리를 f2, 광각단에 있어서의 상기 줌렌즈의 촛점거리를 ｆｗ라고 하는 경우,
    0.5 <|f2/ｆｗ| <1.5
    되는 조건식을 충족하는, 줌렌즈.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛ＬＦ는 1매의 부렌즈로 이루어지는, 줌렌즈.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛ＬＮ은 1매의 부렌즈로 이루어지는, 줌렌즈.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛ＬＰ는 1매의 정렌즈로 이루어지는, 줌렌즈.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 리어 렌즈 군은,
    정의 굴절력을 갖는 제3렌즈 유닛,
    부의 굴절력을 갖는 상기 렌즈 유닛ＬＦ로서의 제4렌즈 유닛,
    부의 굴절력을 갖는 상기 렌즈 유닛ＬＮ으로서의 제5렌즈 유닛, 및
    정의 굴절력을 갖는 상기 렌즈 유닛ＬＰ로서의 제6렌즈 유닛으로 이루어지고,
    상기 제3렌즈 유닛, 상기 제4렌즈 유닛, 상기 제5렌즈 유닛 및 상기 제6렌즈 유닛은, 물체측으로부터 상측에 순서대로 배치되는, 줌렌즈.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 리어 렌즈 군은,
    정의 굴절력을 갖는 제3렌즈 유닛,
    정의 굴절력을 갖는 제4렌즈 유닛,
    부의 굴절력을 갖는 상기 렌즈 유닛ＬＦ로서의 제5렌즈 유닛,
    부의 굴절력을 갖는 상기 렌즈 유닛ＬＮ으로서의 제6렌즈 유닛, 및
    정의 굴절력을 갖는 상기 렌즈 유닛ＬＰ로서의 제7렌즈 유닛으로 이루어지고,
    상기 제3렌즈 유닛, 상기 제4렌즈 유닛, 상기 제5렌즈 유닛, 상기 제6렌즈 유닛 및 상기 제7렌즈 유닛은, 물체측으로부터 상측에 순서대로 배치되는, 줌렌즈.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 리어 렌즈 군은,
    정의 굴절력을 갖는 제3렌즈 유닛,
    부의 굴절력을 갖는 상기 렌즈 유닛ＬＦ로서의 제4렌즈 유닛,
    부의 굴절력을 갖는 상기 렌즈 유닛ＬＮ으로서의 제5렌즈 유닛,
    정의 굴절력을 갖는 상기 렌즈 유닛ＬＰ로서의 제6렌즈 유닛,
    정의 굴절력을 갖고, 상기 제6렌즈 유닛보다도 촛점거리가 긴 제7렌즈 유닛으로 이루어지고,
    상기 제3렌즈 유닛, 상기 제4렌즈 유닛, 상기 제5렌즈 유닛, 상기 제6렌즈 유닛 및 상기 제7렌즈 유닛은, 물체측으로부터 상측에 순서대로 배치되는, 줌렌즈.
  19. 청구항 1 내지 12 및 14 내지 18 중 어느 한 항에 따른 줌렌즈; 및
    상기 줌렌즈에 의해 형성된 상을 수광하는 촬상 소자를 구비하는, 촬상 장치.
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