KR20010030068A - 가변 초점 거리 렌즈계 - Google Patents

가변 초점 거리 렌즈계 Download PDF

Info

Publication number
KR20010030068A
KR20010030068A KR1020000045818A KR20000045818A KR20010030068A KR 20010030068 A KR20010030068 A KR 20010030068A KR 1020000045818 A KR1020000045818 A KR 1020000045818A KR 20000045818 A KR20000045818 A KR 20000045818A KR 20010030068 A KR20010030068 A KR 20010030068A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens group
state
lens
focal length
infinity
Prior art date
Application number
KR1020000045818A
Other languages
English (en)
Inventor
오다케모토유키
Original Assignee
오노 시게오
가부시키가이샤 니콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오노 시게오, 가부시키가이샤 니콘 filed Critical 오노 시게오
Publication of KR20010030068A publication Critical patent/KR20010030068A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical 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
    • G02B15/143—Optical 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 three groups only
    • G02B15/1431—Optical 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 three groups only the first group being positive
    • G02B15/143103—Optical 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 three groups only the first group being positive arranged ++-
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical 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
    • G02B15/143—Optical 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 three groups only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical 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
    • G02B15/22—Optical 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 with movable lens means specially adapted for focusing at close distances
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 경통 구조를 간략화할 수 있고, 또한 고성능인 고변배 줌 렌즈를 제공하는 것이다.
물체측으로부터 차례로, 3개의 렌즈군(G1, G2, G3)을 가지고, 광각단 상태(廣角端狀態)로부터 망원단 상태(望遠端狀態)까지 상기 각 렌즈군이 이동할 때, 광각단 상태에 있어서의 무한원 합초 상태(無限遠合焦狀態) 내지 망원단 상태에 있어서의 근거리 합초 상태(近距離合蕉狀態)의 순으로 상기 각 렌즈군이 이동하고, 무한원 합초 상태로부터 근거리 합초 상태까지 각 렌즈군이 이동함에 따라서 합초 거리가 점차 근거리로 변화하는 가변 초점 거리 렌즈계로서, G2는 개구 스로틀(S)을 가지고, 해당 스로틀을 끼워 물체측과 상측에 렌즈 성분이 배치되고, 광각단 상태로부터 망원단 상태로 향하여 상기 각 렌즈군이 이동할 때, G1과 G2는 이동 비율이 항상 일정하게 되도록 이동하며, G3은 G2에 대하여, 무한원 합초 상태로부터 근거리 합초 상태에서는 간격을 넓히고, 근거리 합초 상태로부터 인접하는 무한원 합초 상태까지는 간격을 좁히도록 이동한다.

Description

가변 초점 거리 렌즈계{Variable focal length lens system}
본 발명은 가변 초점 거리 렌즈계, 특히, 경통 구조를 간략화할 수 있는 소형의 가변 초점 거리 렌즈계에 관한 것이다.
종래부터, 렌즈 셔터식 카메라에 대한 시장의 요구는 첫째로 휴대성이 뛰어 난 것이다. 휴대성(여기서는 주로 경량화와 소형화를 말한다)을 향상시키기 위해서는, 특히 촬영 광학계의 렌즈 전체 길이의 단축화와 렌즈 직경의 소형화가 중요하다. 또한, 최근, 렌즈 셔터식 카메라에서는 줌 렌즈를 구비한 카메라가 주류이다. 줌 렌즈는 초점 거리가 가변되기 때문에 촬영자의 의도에 맞는 촬영을 행할 수 있는 사용자 메리트가 있다. 그리고, 최근, 변배비가 3배를 넘는 고변배비의 줌 렌즈를 구비한 카메라가 대부분이다.
이들 고변배비의 줌 렌즈에서는 3개 이상의 가동 렌즈군을 구비한, 소위 다군 줌 렌즈가 일반적으로 사용되고, 특히, 가동 렌즈군 수가 비교적 적은 정정부(正正負) 3군 타입(물체측으로부터 차례로, 정 렌즈군, 정 렌즈군, 부 렌즈군의 3개의 렌즈군으로 구성되는 타입)이 주로 사용되고 있다.
또한, 렌즈 셔터식 카메라에서 사용되는 포커싱 방식으로서, 하기의 방식 (1)과 (2)가 알려져 있다.
(1) 셔터 유닛이 포커싱 렌즈를 포함하는 구조이며, 셔터 유닛은 포커싱 렌즈를 광축 방향으로 구동하는 포커스 액추에이터를 함께 가지고, 포커싱 렌즈를 광축 방향으로 구동하는 방식.
(2) 복수의 소정 렌즈 위치 상태에만 렌즈가 정지하는 스텝 줌을 사용하여, 포커스군의 이동 궤적을 캠상에 기록하고, 줌 구동용 모터에서 포커싱 구동도 겸용시키며, 포커싱 렌즈를 광축 방향으로 구동하는 방식. 이 방식은 예를 들면 일본 특공평7-151952호 공보에 개시되어 있다.
일본 특공평7-151952호 공보에서는, 종래부터 사용되고 있는 정 렌즈군과 부 렌즈군으로 구성되는 정부(正負) 2군 줌 렌즈에 있어서, 복수의 소정 렌즈 위치 상태만에 렌즈가 정지하는 스텝 줌을 사용하고, 포커스군의 이동 궤적을 캠상에 기록하는 것으로, 구성의 간이화를 도모하고 있다.
결국, (1)의 방식에서는 줌 구동 모터와 포커스 구동 모터가 별개로 구비되어 있는 것에 대하여, (2)의 방식에서는 양 모터를 1개의 모터로 겸용하고 있다. 이때문에, (2)의 방식은 소형화에는 적합하지만, 포커스군의 이동 궤적을 기록한 캠에 대하여 극히 높은 정밀도가 요구된다.
상기 (2)의 방식을 사용하여 포커싱 구동을 행하는 경우에, 일본 특공평7-151952호 공보에서는 정 렌즈군과 부 렌즈군의 2군 구성으로 하고 있었지만, 변배비를 높이고자 하면 망원단 상태에 있어서의 렌즈 정지 위치 정밀도가 대단히 높아지기 때문에, 소정의 광학 성능을 얻는 것이 곤란하다. 또한, 고변배 줌 렌즈로서 일반적으로 사용되는 정정부 3군 줌 렌즈에 있어서, 상기 (2)의 방식을 사용하여 근거리 합초를 행하는 것이 알려져 있지만, 경통 구조가 복잡화되기 때문에, 소정의 광학 성능을 얻는데 필요한 렌즈 정지 위치 정밀도가 실현되지 않았다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 경통 구조를 간략화할 수 있고, 또한 고성능의 고변배 줌 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 물체측으로부터 차례로, 제 1 렌즈군과, 제 2 렌즈군과, 제 3 렌즈군의 적어도 3개의 렌즈군을 가지고, 광각단 상태로부터 망원단 상태까지 상기 각 렌즈군이 이동할 때,
광각단 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
광각단 상태에 있어서의 근거리 합초 상태,
제 n 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태(n=2,3,4…),
제 n 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 근거리 합초 상태,
망원단 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
망원단 상태에 있어서의 근거리 합초 상태의 순으로 상기 각 렌즈군이 이동하며, 무한원 합초 상태로부터 근거리 합초 상태까지 각 렌즈군이 이동하는 가변 초점 거리 렌즈계로서,
상기 제 2 렌즈군은 개구 스로틀을 가지고, 해당 개구 스로틀을 끼워 물체측과 상측에 렌즈성분이 배치되며,
광각단 상태로부터 망원단 상태로 향하여 상기 각 렌즈군이 이동할 때, 상기 제 1 렌즈군과 상기 제 2 렌즈군은 이동 비율이 항상 일정하게 되도록 이동하고, 상기 제 3 렌즈군은 상기 제 2 렌즈군에 대하여, 소정의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태로부터 근거리 합초 상태까지는 간격을 넓히며, 해당 근거리 합초 상태로부터 인접하는 다음의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태까지는 간격을 좁히도록 이동하는 것을 특징으로 하는 가변 초점 거리 렌즈계를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 가변 초점 거리 렌즈계의 굴절력 배치를 도시하는 도면.
도 2는 제 1 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계의 구성을 도시하는 도면.
도 3은 제 1 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계의 이동 궤적을 도시하는 도면.
도 4는 제 1 실시예의 렌즈 상태(a)에 있어서의 수차도.
도 5는 제 1 실시예의 렌즈 상태(b)에 있어서의 수차도.
도 6은 제 1 실시예의 렌즈 상태(c)에 있어서의 수차도.
도 7은 제 1 실시예의 렌즈 상태(d)에 있어서의 수차도.
도 8은 제 1 실시예의 렌즈 상태(e)에 있어서의 수차도.
도 9는 제 1 실시예의 렌즈 상태(f)에 있어서의 수차도.
도 10은 제 1 실시예의 렌즈 상태(a')에 있어서의 수차도.
도 11은 제 1 실시예의 렌즈 상태(b')에 있어서의 수차도.
도 12는 제 1 실시예의 렌즈 상태(c')에 있어서의 수차도.
도 13은 제 1 실시예의 렌즈 상태(d')에 있어서의 수차도.
도 14는 제 1 실시예의 렌즈 상태(e')에 있어서의 수차도.
도 15는 제 1 실시예의 렌즈 상태(f')에 있어서의 수차도.
도 16은 제 2 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계의 구성을 도시하는 도면.
도 17은 제 2 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계의 이동 궤적을 도시하는 도면.
도 18은 제 3 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계의 구성을 도시하는 도면.
도 19는 제 3 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계의 이동 궤적을 도시하는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
G1 : 제 1 렌즈군 G2 : 제 2 렌즈군
G3 : 제 3 렌즈군 S : 개구 스로틀
우선, 도 1에 의거하여 상기 (2)의 포커싱 방식의 개념을 설명한다. 도면중 W는 광각단 상태, T는 망원단 상태를 각각 도시하고 있다. 물체측으로부터 차례로, 제 1 렌즈군(G1)과, 제 2 렌즈군(G2)과, 제 3 렌즈군(G3)의 3개의 렌즈군을 갖는 가변 초점 거리 렌즈계에 있어서, 구동력이 주어져 광각단 상태(W)로부터 망원단 상태(T)까지 각 렌즈군이 이동할 때,
광각단 상태(W)에 있어서의 무한원 합초 상태(a)
→ 광각단 상태(W)에 있어서의 근거리 합초 상태(a')
→ 제 2 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태(b)
→ 제 2 초점 거리 상태에 있어서의 근거리 합초 상태(b')
→ …
→ 망원단 상태(T)에 있어서의 무한원 합초 상태(z)
→ 망원단 상태(T)에 있어서의 근거리 합초 상태(z')의 순으로 각 렌즈군이 이동한다. 또, 이하의 설명에 있어서 a, b, …, z로 나타내는 각 무한원 합초 상태를 무한원 정지 위치, a', b', …, z'로 나타내는 근거리 합초 상태를 근거리 정지 위치라고 각각 부른다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계는, 물체측으로부터 차례로, 제 1 렌즈군(G1)과, 제 2 렌즈군(G2)과, 제 3 렌즈군(G3)을 배치하고, 초점 거리가 가장 짧은 광각단 상태로부터 초점 거리가 가장 긴 망원단 상태까지 각 렌즈군이 이동할 때,
광각단 상태에 있어서의 무한원 정지 위치,
광각단 상태에 있어서의 근거리 정지 위치,
제 2 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 정지 위치,
제 2 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 근거리 정지 위치,
…
제 n 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 정지 위치(n=3, 4 …의 양의 정수)
제 n 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 근거리 정지 위치,
망원단 상태에 있어서의 무한원 정지 위치,
망원단 상태에 있어서의 근거리 정지 위치의 순으로 이동하고, 무한원 정지 위치로부터 근거리 정지 위치까지 각 렌즈군이 이동하면 합초 거리가 무한원으로부터 근거리까지 변화한다. 그리고, 더욱 이하의 (A) 내지 (C)의 조건을 만족하는 것으로 경통을 간략하게 구성하여, 소형으로 고성능인 줌 렌즈를 달성하고 있다.
(A) 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)은 광각단 상태로부터 망원단 상태까지 항상 일정한 이동 비율로 이동한다.
(B) 제 3 렌즈군(G3)은 소정의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 정지 위치로부터 근거리 정지 위치까지 이동할 때 제 2 렌즈군(G2)과의 간격을 넓히도록 이동하고, 해당 근거리 정지 위치로부터 인접하는 다음 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 정지 위치까지 이동할 때 제 2 렌즈군(G2)과의 간격을 좁히도록 이동한다.
(C) 개구 스로틀(AS)을 적절한 위치에 설정한다.
상기 조건 (A) 내지 (C)에 대하여 각각 설명한다. 줌 렌즈는 피사체에 의해 근접한 것과 같은 촬영을 행할 수 있기 때문에, 촬영자의 의도에 맞는 촬영을 행할 수 있는 사용자 메리트가 있다. 여기서, 콤팩트 카메라에 있어서 가장 요구되는 것은 휴대성이 뛰어난 것이고, 줌 구동 모터와 포커스 구동 모터를 겸용화하는 것으로 휴대성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 렌즈를 정지할 수 있는 위치(a, a', b, b', …, z, z')가 적어지면, 촬영자의 의도에 맞춘 촬영이 손상될 우려가 있다. 본 발명에서는 광각단 상태로부터 망원단 상태까지의 사이에 복수의 렌즈 정지 위치를 설정하는 것으로, 촬영자가 찍고자 생각하는 피사체를 의도한 구도대로 능숙하게 촬영할 수 있도록 배려하여, 휴대성을 향상시키고 있다.
여기서, 줌 렌즈를 구성하는 각 렌즈군을 광축 방향으로 이동시키는 수단에 대하여 설명한다. 각 렌즈군을 광축 방향으로 구동하는 경우, 일반적으로 모터의 회전 구동력에 의해 경통의 일부를 회전시키고, 회전 구동력을 광축 방향의 구동력으로 변환하여 광축 방향으로 구동한다. 이 회전 구동력을 광축 방향의 구동력으로 변환하는 구성으로서 헬리코이드와 캠이 알려져 있다.
전자인 헬리코이드의 경우, 회전량에 대한 광축 방향의 이동량이 일정한 것에 대하여, 후자인 캠의 경우, 회전량에 대한 광축 방향의 이동량이 캠 궤도에 따라서 가변되기 때문에, 수차(收差: aberration) 보정상의 자유도가 증가하는 이점이 있다. 그러나, 캠의 경사각이 점차 변화하는, 소위 비선형 캠에서는, 광축 방향으로 구동하는 힘이 경사각에 의해 변화하기 때문에, 정지 위치가 안정되지 않는 좋지 못한 상황이 있다. 이 때문에 복수의 비선형 캠을 사용하면 렌즈의 정지 정밀도의 불균일성에 의한 희미함(fuzziness)이 발생하기 쉽게 된다.
본 발명에서는 상기 조건 (A)를 만족하고, 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)과의 이동비율이 항상 일정하게 되도록 줌 궤도를 설정하고, 동시에 근거리 합초시에도 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)은 같은 이동비율로 이동하도록 설정하고 있다. 그리고, 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)을 헬리코이드 또는 선형 캠으로 구동하고, 제 3 렌즈군(G3)만을 비선형 캠에 따라 이동하는 구성으로서, 정지 위치 정밀도에 기인하는 희미함을 억제하고 있다.
또한, 상기 조건(B)을 만족하도록, 제 3 렌즈군(G3)은 임의의 소정의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 정지 위치로부터 근거리 정지 위치까지 근거리 합초할 때 제 2 렌즈군(G2)과의 간격을 넓히도록 이동시키면, 제 1 렌즈군(G1)의 이동량이 비교적 적어도 된다. 따라서, 이 간격을 확대하도록 이동시키는 것이 바람직하고, 근거리 정지 위치로부터 인접하는 다음의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 정지 위치까지 이동할 때 확대한 간격을 되돌리는 방향으로 이동시킨다.
또한, 본 발명에서는, 특히 개구 스로틀(S)의 배치에 배려하고 있다(조건 (C)). 일반적으로 고변배비 줌 렌즈에서는 개구 스로틀(S)의 배치가 극히 중요하고, 렌즈계를 가능한 한 중앙 부근에 배치하는 것이 최적이다. 이것은, 개구 스로틀(S)로부터 멀어진 렌즈군을 통과하는 축외 광속은 광축으로부터 멀어지는 경향에 있으며, 광축으로부터 멀어진 위치를 통과하는 광속에 대하여 발생하는 축외 수차(軸外收差)가 크기 때문이다.
또한, 개구 스로틀(S)의 물체측과 상측에 각각 적어도 1개의 가동 렌즈군을 배치하고, 개구 스로틀(S)과 가동 렌즈군과의 간격을 적극적으로 변화시키며, 가동 렌즈군을 통과하는 축외 광속의 높이를 적극적으로 변화시키는 것에 의해, 양호한 결상 성능을 얻을 수 있다.
특히 본 발명에서는, 고변배화와 고성능화의 양립을 도모하기 위해서 개구 스로틀(S)과 가동 렌즈군과의 사이에 렌즈군이 배치되도록 배치하고 있다. 이것은, 가동 렌즈군은 렌즈 위치 상태가 변화할 때 횡배율이 크게 변화하기 때문에, 렌즈 위치 상태가 변화할 때 발생하는 코마(coma) 수차의 변동과 축상 수차의 변동을 동시에 보정하는 것이 어렵고, 개구 스로틀(S)과 제 1 렌즈군(G1), 제 3 렌즈군(G3)과의 사이에 각각 렌즈를 배치하는 것으로 이들 여러가지 수차의 변동을 양호하게 보정하고 있다.
더욱이, 모든 렌즈군이 물체측으로 이동하는 것으로, 사출동(射出瞳) 위치가 상면(像面)으로부터 멀어지고, 제 3 렌즈군을 통과하는 축외 광속을 적극적으로 변화시켜, 렌즈 위치 상태의 변화에 따른 축외 수차의 변동을 양호하게 보정하고 있다.
다음에, 각 조건식에 대하여 설명한다. 본 발명에서는, 제 2 렌즈군(G2)의 제 1 렌즈군(G1)에 대한 이동비율을 γ2라고 하였을 때,
(1) 0.6＜γ2＜0.85의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 조건식(1)은 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)과의 적절한 이동 비율을 규정하고 있다.
침동(沈胴)시에 카메라 본체의 두께를 얇게 하기 위해서는, 렌즈 전체 길이가 단축되는 것과 각 부분 경통의 두께를 일치시키는 것이 적절하다. 또한, 경통 구조를 간략화 하기 위해서는 제 1 렌즈군(G1), 제 2 렌즈군(G2)이 각각 경통과 함께 이동하도록 구성하는 것이 가장 적합하다. 이와 같이 구성하면 렌즈 정지 정밀도를 높이는 것이 가능해지고, 안정된 품질, 정밀도의 렌즈를 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명에서는 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)이 일정한 이동비율로 이동하는 것을 이용하여, 이동 비율을 적절히 설정하는 것으로 경통 구조의 간략화를 가능하게 하고 있다. 조건식(1)의 상한치를 상회하거나, 또는 하한치를 하회하는 경우에는 소형화와 경통 구조의 간략화의 양립을 도모할 수 없다.
또한, 본 발명에 있어서는, 무한원 합초 상태로부터 소정의 유한거리에 위치하는 피사체에 근거리 합초하는데 필요한 제 1 렌즈군의 이동량을 광각단 상태와 비교하여 망원단 상태에서 많게 하는 것이 바람직하다.
상기 특공평7-151952호 공보의 실시예에서는, 제 1 렌즈군이 포커싱시에 광축 방향으로 이동하는 구조로 되어 있다. 이 경우, 광각단 상태에서도 망원단 상태에서도 동일한 피사체에 대한 광축 방향의 포커싱군의 이동량은 거의 동일하고, 결국 줌 구동 모터에 CPU에서 주어지는 구동량은 거의 같은 값으로 되어 있다.
본 발명은 다군 줌 렌즈이기 때문에, F 넘버의 변화가 적고, 그 결과 광각단 상태쪽이 망원단 상태와 비교하여 초점 심도가 넓다. 모터를 구동제어할 때의 분해능은 일정하기 때문에, 무한원 상태로부터 근거리 합초 상태까지의 이동량을 광각단 상태와 비교하여 망원단 상태에서 크게 함으로써, 소정의 광학 성능을 확보하고 있다.
단, 광각단 상태에 있어서 근거리 합초시의 제 1 렌즈군(G1)의 이동량을 감소시키면 제 3 렌즈군(G3)이 극단적으로 상면 방향으로 크게 이동하게 되어 버려, 제 3 렌즈군(G3)을 광축 방향으로 구동하는 캠의 경사각이 커진다. 이 결과, 높은 렌즈정지 정밀도를 보증할 수 없기 때문에, 제 1 렌즈군(G1)의 이동량은 망원단 상태쪽이 광각단 상태와 비교하여 약간 좁은 쪽이 바람직하다.
특히, 본 발명에서는 이하의 조건식(2)을 만족하도록 제 1 렌즈군(G1)의 이동량을 설정하는 것이 바람직하다.
(2) 1.0＜△fw/△ft·Z＜1.6
여기서, △fw는 광각단 상태에 있어서 무한원 합초 상태로부터 소정의 유한거리에 위치하는 피사체까지 합초하는데 필요한 제 1 렌즈군(G1)의 이동량,
△ft는 망원단 상태에 있어서 무한원 합초 상태로부터 소정의 유한거리에 위치하는 피사체까지 합초하는데 필요한 제 1 렌즈군(G1)의 이동량,
Z는 줌비를 각각 나타내고 있다.
조건식(2)의 상한치를 상회한 경우, 광각단 상태에 있어서의 포커싱 이동량이 커진다. 즉, 광각단 상태에 있어서 인접하는 소정의 정지 위치까지의 각 렌즈군의 이동량이 커진다. 이 결과, 초점 거리의 변화량이 커지고, 촬영자에게 위화감을 주게 되므로 바람직하지 못하다.
반대로, 조건식(2)의 하한치를 하회한 경우, 망원단 상태에서의 제 1 렌즈군(G1)의 포커싱 이동량이 커지면 렌즈 전체 길이가 극단적으로 커지기 때문에 바람직하지 못하다.
구체적으로는, 본 발명에 있어서는, 제 1 렌즈군(G1)이 정굴절력, 제 2 렌즈군(G2)이 정굴절력, 제 3 렌즈군(G3)이 부굴절력을 각각 가지고, 광각단 상태로부터 망원단 상태까지 각 렌즈군이 이동할 때, 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)과의 간격이 증대하며, 제 2 렌즈군(G2)과 제 3 렌즈군(G3)과의 간격이 감소하도록, 물체측으로 이동시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 제 3 렌즈군(G3)의 정지 위치 정밀도를 높이고, 안정된 광학 품질의 렌즈를 시장에 제공하기 위해서, 이하의 조건식 (3)을 만족하는 것이 바람직하다.
(3) β3w＞1.45
여기서, β3w는 광각단 상태에 있어서의 제 3 렌즈군의 횡배율을 나타내고 있다. 조건식 (3)은, 광각단 상태에 있어서의 제 3 렌즈군의 횡배율의 적절한 범위를 규정하고 있다.
근거리 합초시에 1개의 렌즈군을 이동시키는 경우, 이동량은 상면 이동 배율에 의존한다. 광각단 상태에 있어서의 제 3 렌즈군의 상면 이동 배율(△3w)은,
△3w = β3w2-1
로 나타난다. β3w가 2의 평방근보다 작아지면 상면 이동 배율이 1보다 작게 되어 이동량이 커진다. 이 경우, 제 3 렌즈군(G3)은 경통의 내벽에 설치된 캠 홈을 따라서 상면 방향으로 이동하지만, 캠 홈을 가지는 경통은 물체측으로 이동하기 때문에, 경통에 대한 상대적인 제 3 렌즈군(G3)의 이동량은 극단적으로 커진다. 즉, 캠의 경사각이 커지기 때문에, 제 3 렌즈군(G3)의 정지 위치 정밀도가 극단적으로 열화하고, 희미함이 발생하기 쉬워, 고품질의 상품(렌즈)을 시장에 공급할 수 없다.
또, 렌즈계 전체를 소형화하기 위해서, 조건식 (3)의 상한치를 1.8로 하는 것이 보다 바람직하다. 상한치가 1.8을 초과하여 커지면 , 망원단 상태에 있어서의 렌즈 전체 길이가 대형화되기 때문이다.
또한, 본 발명에서는, 소형화와 고성능화의 균형을 도모하기 위해서, 이하의 조건식 (4)을 만족하는 것이 바람직하다.
(4) 0.7＜(β3t/β3w)/Z＜0.9
여기서, β3t는 망원단 상태에 있어서의 상기 제 3 렌즈군의 횡배율, β3w는 광각단 상태에 있어서의 상기 제 3 렌즈군의 횡배율, Z는 줌비를 각각 나타내고 있다. 조건식 (4)는 제 3 렌즈군의 횡배율의 변화의 적절한 범위를 규정하고 있다.
조건식 (4)의 상한치를 상회한 경우, 렌즈 위치 상태가 변화할 때, 제 3 렌즈군(G3)에 있어서 발생하는 축외 수차의 변동을 양호하게 보정할 수 없게 된다. 반대로, 조건식(4)의 하한치를 하회한 경우, 망원단 상태에서 제 1 렌즈군(G1)을 통과하는 축외 광속이 광축으로부터 멀어져 렌즈 직경이 커질 뿐만 아니라, 축외 수차도 크게 발생하여 고성능화를 도모할 수 없다.
또한, 본 발명에서는, 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)이 일정한 이동 비율으로 이동하기 때문에, 광학 설계상의 제약을 받는다. 개구 스로틀(S)의 배치를 적절하게 설정하는 것으로 이 제약에 의한 성능 열화를 저감하고 있지만, 보다 고성능화를 도모하기 위해서는, 제 1 렌즈군(G1)을 양 볼록 렌즈와 물체측에 오목면을 향한 부 렌즈와의 접합 정 렌즈(L1)로 구성하고, 더욱이 이하의 조건식(5)을 만족하는 것이 바람직하다.
(5) 2.5＜｜r1s｜/D1t＜5.0
여기서, r1s는 제 1 렌즈군중의 접합면의 곡율반경,
D1t는 망원단 상태에 있어서의 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)과의 간격을 각각 나타내고 있다.
조건식 (5)는 제 1 렌즈군(G1)중의 접합면의 곡율 반경의 적절한 범위를 규정하고 있다. 제 1 렌즈군(G1)을 통과하는 축외 광속은 광각단 상태에서는 큰 입사각도로 입사하고, 망원단 상태에 근접함에 따라서 작은 각도로 변화하여 간다. 그러나, 입사 높이는 광각단 상태로부터 망원단 상태로 향하면 즉시 광축으로부터 멀어지게 된다.
조건식 (5)의 하한치를 하회한 경우, 광각단 상태로부터 망원단 상태로 근접한 초점 거리 상태에서 축외 광속에 대하여 고차의 색 수차가 발생하여 버리기 때문에 바람직하지 못하다. 반대로, 조건식(5)의 상한치를 상회한 경우, 제 1 렌즈군(G1) 단독으로 발생하는 색수차를 충분히 보정할 수 없거나, 또는, 광각단 상태로부터 망원단 상태까지 렌즈 위치 상태가 변화할 때, 제 1 렌즈군(G1)을 통과하는 축외 광속이 변화하지 않고, 렌즈 위치 상태의 변화에 따른 축외 수차의 변동을 보정할 수 없다.
또, 본 발명에 있어서는, 근거리 합초시의 제 1 렌즈군(G1)에 대한 제 3 렌즈군(G3)의 이동 비율을 광각단 상태로부터 망원단 상태까지의 각 무한원 정지 위치로부터 각 근거리 정지 위치까지 거의 일정하게 하는 것이 바람직하다. 이로써, 캠의 경사각에 의한 렌즈 정지 위치의 불균일성을 일정하게 할 수 있고, 안정된 품질의 렌즈를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 무한원 합초 상태로부터 근거리 합초 상태까지 양호한 성능을 달성하기 위해서, 이하의 조건식(6)을 만족하는 것이 바람직하다.
(6) 0.4＜γ2·(f2/f1)＜0.9
여기서, f1은 제 1 렌즈군(G1)의 초점 거리,
f2는 제 2 렌즈군의 초점 거리,
γ2는 제 2 렌즈군(G2)의 제 1 렌즈군에 대한 이동비율을 각각 나타내고 있다.
조건식 (6)은 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)의 이동 비율과 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)의 초점 거리비를 결부시키는 조건식이다.
제 2 렌즈군(G2)에 대하여 제 1 렌즈군(G1)의 초점 거리가 작아지는 경우, 광각단 상태로부터 망원단 상태까지 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)과의 간격변화가 작은, 결국 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)과의 이동 비율이 크더라도, 충분히 초점 거리 변화에 따라 발생하는 축외 수차의 변동을 보정할 수 있다. 반대로, 제 2 렌즈군(G2)에 대한 제 1 렌즈군(G1)의 초점 거리가 클수록, 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)과의 간격을 적극적으로 변화시킬 필요가 있다.
따라서, 고성능화를 도모하기 위해서는, 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)과의 이동비율과 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)과의 초점 거리비의 밸런스화가 중요하다.
조건식 (6)의 상한치를 상회한 경우, 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)의 간격 변화가 부족하고, 렌즈 위치 상태의 변화에 따라 발생하는 정의 상면 만곡의 보정이 부족하게 된다. 반대로, 조건식 (6)의 하한치를 하회한 경우, 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)의 간격 변화가 과잉으로 되며, 렌즈 위치 상태의 변화에 따라 발생하는 부의 상면 만곡의 보정이 부족하게 된다.
다음에, 본 발명에 있어서는, 제 2 렌즈군을 구성하는 렌즈중, 개구 스로틀로부터 물체측에 배치되는 렌즈가 전체에서 부굴절률을 가지고, 상측에 배치되는 렌즈가 전체에서 정굴절력을 가지는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이것은, 광각단 상태에서 충분한 백 포커스를 확보하고, 정의 왜곡 수차를 양호하게 보정하기 위해서이다. 광각단 상태에서는 축외 광속의 입사각이 크기 때문에, 백 포커스가 짧으면 제 3 렌즈군을 통과하는 축외 광속이 광축으로부터 멀어져 렌즈 직경의 대형화를 발생하고, 또한, 제 1 렌즈군과 제 3 렌즈군의 굴절력이 정과 부이며, 정의 왜곡수차가 발생하기 쉽고, 제 2 렌즈군이 물체측에 배치되는 부굴절률과 상측에 배치되는 정굴절력으로 구성하는 것에 의해, 정의 왜곡수차의 발생을 억제하고 있다.
이하, 본 발명의 수치 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계에 대하여 설명한다. 또, 이하 모든 실시예에 있어서, 비구면은 다음식으로 나타난다.
여기서, y는 광축으로부터의 높이, x는 새그(sag)량, c는 곡율, κ는 원추정수, C4, C6 …은 비구면 계수를 각각 나타내고 있다.
도 1은 본 발명의 각 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계의 굴절력 배분을 도시하는 도면이다. 물체측으로부터 차례로, 정굴절력을 갖는 제 1 렌즈군(G1)과, 정굴절력을 갖는 제 2 렌즈군(G2)과, 부굴절력을 갖는 제 3 렌즈군(G3)의 3개의 렌즈군으로 구성되고, 광각단 상태로부터 망원단 상태까지 초점 거리가 변화할 때에, 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 렌즈군(G2)의 간격이 증대하고, 제 2 렌즈군(G2)과 제 3 렌즈군(G3)의 간격이 감소하도록, 모든 렌즈군이 물체측으로 이동한다.
또한, 후술하는 바와 같이 수차도는 제 1 실시예에만 나타내지만, 제 2 실시예와 제 3실시예도 양호한 광학 성능이 얻어지고 있다.
(제 1 실시예)
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계의 렌즈 구성을 도시하는 도면이다. 제 1 렌즈군(G1)은 양 볼록 렌즈와 물체측에 오목면을 향한 메니스커스(meniscus) 형상의 부 렌즈와의 접합 정 렌즈(L1)로 구성되고, 제 2 렌즈군(G2)은 물체측으로부터 차례로, 양 오목 렌즈와 양 볼록 렌즈와의 접합 부 렌즈(L21)와 양 볼록 렌즈(L22)로 구성되며, 제 3 렌즈군(G3)은 상측에 볼록면을 향한 정 렌즈(L31)와 그 상측에 공기 간격을 막아 배치되고, 물체측에 오목면을 향할 수 있는 부 렌즈(L32)로 구성된다. 여기서, 접합 부 렌즈(L21)가 부 부분군, 양 볼록 렌즈(L22)가 정 부분군을 각각 이루며, 이 사이에 개구 스로틀(S)이 배치된다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 각 렌즈군의 이동 궤적을 도시한 도면이다. 도 3에 있어서, 횡축은 렌즈 위치, 종축은 렌즈 이동량을 각각 나타내고, 렌즈 위치에 있어서,
a는 광각단 상태에 있어서의 무한원 합초 상태(=무한원 정지 위치),
b는 제 2 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
c는 제 3 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
d는 제 4 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
e는 제 5 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
f는 망원단 상태에 있어서의 무한원 합초 상태를 각각 나타내고 있다. 또한, a0, b0, c0, d0, e0, f0은 상기 각 렌즈 위치 상태에서의 기준위치, a', b', c', d', e', f'는 상기 각 렌즈 위치 상태에 있어서의 근거리 합초 상태(0.8m)를 각각 나타내고 있다. 여기서, a0→a, b0→b, c0→c, d0→d, e0→e, f0→f는 조주(助走)구간이고, a→a', b→b', c→c', d→d', e→e', f→f'로 이동함에 따라서 합초 거리가 짧아진다.
이하의 표 1에, 제 1 실시예의 제원의 값의 예를 든다. 제원표 중 f는 초점 거리, FNO는 F 넘버, 2ω는 화상각, 굴절율은 d선(λ=587.6nm)에 대한 값을 각각 나타내고 있다. 또, 이하 모든 실시예의 제원에 있어서 본 실시예와 같은 부호를 사용한다. 또한, 제원치 및 후술하는 수차도에 있어서의 길이의 단위는 mm이다.
(비구면 데이터)
제 8 면, 제 11 면, 제 12 면의 각 렌즈면은 비구면이고, 그 비구면 계수를 이하에 나타낸다.
[제 8 면]
κ= -0.1752
C4 = +2.2259×10-5
C6 = +8.0907×10-7
C8 = -3.1970×10-8
C10 = +1.3268×10-10
[제 11 면〕
κ= 0.3695
C4 = +5.4725×105
C6 = +1.6955×106
C8 = -4.0319×10-8
C10 = +1.8950×10-10
[제 12 면]
κ= 8.3423
C4 = +2.4363×10-5
C6 = +2.1095×10-6
C8 = -4.2466×10-8
C10 = +1.8050×10-10
(가변 간격표)
렌즈위치상태 a b c d e f
f 39.8970 55.3185 68.2946 81.6337 96.1350 114.0025
D3 1.3000 3.1053 4.7499 6.4316 8.1998 10.2648
D10 13.1199 8.9428 6.5599 4.6290 2.8716 1.0000
BF 11.3193 22.3767 31.0278 39.3686 47.8661 57.6094
포커싱 시의 각 렌즈군의 이동비율과 1m까지의 이동량을 이하에 나타낸다. 여기서, γ2는 제 1 렌즈군에 대한 제 2 렌즈군의 이동 비율, γ3은 제 1 렌즈군에 대한 제 3 렌즈군의 이동 비율이다.
f 39.8970 55.3185 68.2946 81.6337 96.1350 114.0025
γ2 0.7922 0.7922 0.7922 0.7922 0.7922 0.7922
γ3 0.4918 0.5503 0.5059 0.5164 0.5448 0.6009
1군이동량 1.2126 1.6736 1.7637 1.9904 2.2612 2.9392
2군이동량 0.9606 1.3258 1.3971 1.5767 1.7912 2.3284
3군이동량 0.5964 0.9209 0.8922 1.0279 1.2071 1.7662
(조건식 대응치)
f1 = 40.3318
f2 = 40.3926
f3 = -20.5685
(1)γ2 = 0.792
(2)△fw/△ft·Z = 1.179
(3)β3w = 1.549
(4)(β3t/β3w)/Z = 0.859
(5)｜r1s｜/D1 = 3.530
(6)γ2·(f2/f1) = 0.793
도 4 내지 도 15는 제 1 실시예의 모든 수차도이다. 도 4 내지 도 9는 각각 렌즈 위치 상태(a 내지 f)의 무한원 합초 상태에 있어서의 여러가지 수차, 도 10 내지 도 15는 각각 렌즈 위치 상태(a 내지 f)의 근거리 합초 상태에 있어서의 여러가지 수차를 각각 나타내고 있다.
도 4 내지 도 15에 있어서, 구면 수차(球面收差) 도중의 실선은 구면 수차, 점선은 사인·컨디션, Y는 상 높이를 각각 나타내고 있다. 또한, 비점 수차(非点收差) 도중의 실선은 사지탈 상면(sagittal image surface), 파선은 메리디오날 상면(meridional image surface)을 각각 나타내고 있다. 코마 수차도는, 상 높이 Y = 0, 10.8, 15.12, 18.34, 21.6에서의 코마 수차를 나타내며, A는 화상각, H는 물체 높이를 각각 나타내고 있다.
각 수차도로부터, 본 실시예는 모든 수차가 양호하게 보정되고, 뛰어난 결상 성능을 가지고 있는 것은 분명하다.
(제 2 실시예)
도 16은 제 2 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계의 렌즈 구성을 도시하는 도면이다. 제 1 렌즈군(G1)은 양 볼록 렌즈와 물체측에 오목면을 향한 메니스커스 형상의 부 렌즈와의 접합 정 렌즈(L1)로 구성되고, 제 2 렌즈군(G2)은 물체측으로부터 차례로, 양 오목 렌즈와 양 볼록 렌즈와의 접합 부 렌즈(L21)와 양 볼록 렌즈와 물체측에 오목면을 향할 수 있는 메니스커스 형상의 부 렌즈와의 접합정 렌즈(L22)로 구성되며, 제 3 렌즈군(G3)은 상측에 볼록면을 향한 정 렌즈(L31)와 그 상측에 공기 간격을 막아 배치되고, 물체측에 오목면을 향한 부 렌즈(L32)로 구성된다.
여기서, 접합 부 렌즈(L21)가 부 부분군, 접합 정 렌즈(L22)가 정 부분군을 각각 구성하고, 이 사이에 개구 스로틀이 배치된다.
도 17은 제 2 실시예에 있어서의 각 렌즈군의 이동 궤적을 도시한 도면이다. 도 17에 있어서,
a는 광각단 상태에 있어서의 무한원 합초 상태(=무한원 정지 위치),
b는 제 2 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
c는 제 3 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
d는 제 4 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
e는 제 5 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
f는 제 6 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
g는 망원단 상태에 있어서의 무한원 합초 상태를 각각 나타내고 있다. a', b', c', d', e', f', g'는 각 렌즈 위치 상태에서의 근거리 합초 상태(0.8m)에 대응한다. 그리고, a→a', b→b', c→c', d→d', e→e', f→f', g→g'로 이동함에 따라서 합초 거리가 짧아진다.
이하의 표 6에, 본 발명에 있어서의 제 2 실시예의 제원의 값의 예를 든다.
(비구면 데이터)
제 8 면, 제 11 면, 제 12 면의 각 렌즈면은 비구면이고, 그 비구면 계수를 이하에 나타낸다.
[제 8 면]
κ = 11.0000
C4 = -1.1387×10-4
C6 = +1.7090×10-7
C8 = ­8.6011×10-9
C10 = +8.3707×10-10
[제 11 면]
κ = 1.0000
C4 = +3.4195×10-5
C6 = -2.2486×10-7
C8 = +7.8689×10-9
C10 = -1.2675×10-10
[제 12 면]
κ = 1.0000
C4 = -6.5248×10-6
C6 = -3.1778×10-7
C8 = +9.1662×10-9
C10 = -1.3875×10-10
(가변 간격표)
f 39.8981 58.6884 73.1915 88.9449 107.2166 126.8367 152.4672
D3 1.3000 5.0934 8.2545 11.5738 14.7622 18.6865 22.7960
D10 17.1109 11.4627 8.7951 6.6222 4.6728 2.8048 0.7641
BF 11.2099 25.0647 34.5709 43.9251 54.1517 63.1300 74.0611
포커싱시의 각 렌즈군의 이동 비율과 0.8m까지의 이동량을 이하에 나타낸다. 여기서, γ2는 제 1 렌즈군(G1)에 대한 제 2 렌즈군(G2)의 이동비율, γ3은 제 1 렌즈군에 대한 제 3 렌즈군의 이동비율이다.
f 39.8981 58.6884 73.1915 88.9449 107.2166 126.8367 152.4672
γ2 0.6839 0.6839 0.6839 0.6839 0.6839 0.6839 0.6839
γ3 0.5738 0.3386 0.4384 0.4818 0.4721 0.4894 0.4946
1군이동량 2.5000 2.5000 3.5000 4.5000 5.0000 6.0000 7.0000
2군이동량 1.7097 1.7097 2.3935 3.0775 3.4194 4.1033 4.7872
3군이동량 1.4344 0.8466 1.5345 2.1682 2.3603 2.9362 3.4622
(조건식 대응치)
f1 = 66.1572
f2 = 35.3519
f3 = -24.2464
(1)γ2 = 0.684
(2)△fw/△ft·Z = 1.365
(3)β3w = 1.415
(4)(β3t/β3w)/Z = 0.859
(5)｜r1s｜/D1 = 4.448
(6)γ2·(f2/f1) = 0.459
(제 3 실시예)
도 18은 제 3 실시예에 따른 가변 초점 거리 렌즈계의 렌즈 구성을 도시하는 도면이다. 제 1 렌즈군(G1)은 양 볼록 렌즈와 물체측에 오목면을 향한 메니스커스 형상의 부 렌즈와의 접합 정 렌즈(L1)로 구성되고, 제 2 렌즈군(G2)은 물체측으로부터 차례로, 양 오목 렌즈와 양 볼록 렌즈와의 접합 부 렌즈(L21)와 양 볼록 렌즈와 물체측에 오목면을 향한 메니스커스 형상의 부 렌즈와의 접합 정 렌즈(L22)로 구성되며, 제 3 렌즈군(G3)은 상측에 볼록면을 향한 정 렌즈(L31)와 그 상측에 공기 간격을 막아 배치되며, 물체측에 오목면을 향한 부 렌즈(L32)로 구성된다. 여기서, 접합 부 렌즈(L21)가 부 부분군, 접합 정 렌즈(L22)가 정 부분군을 각각 이루고, 이 사이에 개구 스로틀이 배치된다.
도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 있어서의 각 렌즈군의 이동 궤적을 도시하는 도면이다. 도 19에 있어서 a, b, c, d, e, f, g는 상기 제 2 실시예와 같은 렌즈 위치 상태에 대응하고, 무한원 합초 상태이다. a0, b0, c0, d0, e0, f0, g0은 각 렌즈 위치 상태에서의 기준위치, a', b', c', d', e', f', g'는 각 렌즈 위치 상태에서의 근거리 합초 상태(0.8m)에 대응한다. a0→a, b0→b, c0→c, d0→d, e0→e, f0→f g0→g는 조주 구간이고, a→a', b→b', c→c', d→d', e→e', f→f', g→g'로 이동함에 따라서 합초 거리가 짧아진다.
이하의 표 3에, 제 3 실시예의 제원의 값의 예를 든다.
(비구면 데이터)
제 8 면, 제 11 면, 제 12 면의 각 렌즈면은 비구면이고, 그 비구면 계수를 이하에 나타낸다.
[제 8 면]
κ = -3.6946
C4 = -5.2623×10-5
C6 = -2.0181×10-7
C8 = +3.0244×10-8
C10 = -7.5987×10-11
[제 11 면]
κ = 11.0000
C4 = +2.0592×10-5
C6 = -2.2486×10-7
C8 = -3.8811×10-9
C10 = -1.3334×10-10
[제 12 면]
κ = -0.6255
C4 = -3.9639×10-6
C6 = +2.5900×10-7
C8 = -1.9120×10-9
C10 = -1.3334×10-10
(가변 간격표)
f 36.5992 52.6238 62.7582 75.1898 90.0309 107.7978 133.0000
D3 1.3000 3.9507 6.1316 8.5450 11.2893 14.0822 17.7807
D10 14.5266 9.9790 8.0891 6.2863 4.5479 2.8587 0.8000
BF 10.7513 22.4198 28.8572 36.2464 44.2409 53.1373 64.0658
포커싱시의 각 렌즈군의 이동 비율과 0.8m까지의 이동 비율을 이하에 나타낸다. 여기서, γ2는 제 1 렌즈군에 대한 제 2 렌즈군의 이동 비율, γ3은 제 1 렌즈군에 대한 제 3 렌즈군의 이동 비율이다.
f 36.5992 52.6238 62.7582 75.1898 90.0309 107.7978 133.0000
γ2 0.7061 0.7061 0.7061 0.7061 0.7061 0.7061 0.7061
γ3 0.6105 0.5144 0.5278 0.5313 0.5299 0.5070 0.5115
1군이동량 2.0000 2.5000 3.0000 3.5000 4.0000 4.2500 5.0000
2군이동량 1.4090 1.7711 2.1154 2.4087 2.8733 3.0267 3.5304
3군이동량 1.2209 1.2884 2.2167 2.7596 2.6622 2.1549 2.5574
(조건식 대응치)
f1 = 54.7022
f2 = 30.7498
f3 = -20.9857
(1)γ2 = 0.706
(2)△fw/△ft·Z = 1.454
(3)β3w = 1.459
(4)(β3t/β3w)/Z = 0.754
(5)｜r1s｜/D1 = 4.139
(6)γ2·(f2/f1) = 0.423
또, 제 2, 제 3 실시예에 관해서는 모든 수차도를 생략하였지만, 상술한 바와 같이 제 1실시예와 같이 모든 수차가 양호하게 보정되어, 뛰어난 결상 성능을 가지고 있다.
본 발명에 의하면, 적은 구성 매수이면서, 소형으로 고변배비의 가변 초점 거리 렌즈계를 달성할 수 있다.

Claims (7)

  1. 물체측으로부터 차례로, 제 1 렌즈군과, 제 2 렌즈군과, 제 3 렌즈군의 적어도 3개의 렌즈군을 가지고, 광각단 상태로부터 망원단 상태까지 상기 각 렌즈군이 이동할 때,
    광각단 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
    광각단 상태에 있어서의 근거리 합초 상태,
    제 n 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태(n = 2, 3, 4…),
    제 n 번째의 초점 거리 상태에 있어서의 근거리 합초 상태,
    망원단 상태에 있어서의 무한원 합초 상태,
    망원단 상태에 있어서의 근거리 합초 상태의 순으로 상기 각 렌즈군이 이동하며, 무한원 합초 상태로부터 근거리 합초 상태까지 각 렌즈군이 이동함에 따라서 합초 거리가 점차 근거리로 변화하는 가변 초점 거리 렌즈계에 있어서,
    상기 제 2 렌즈군은 개구 스로틀을 가지고, 그 개구 스로틀을 끼워 물체측과 상측에 렌즈성분이 배치되며,
    광각단 상태로부터 망원단 상태로 향하여 상기 각 렌즈군이 이동할 때, 상기 제 1 렌즈군과 상기 제 2 렌즈군은 이동 비율이 항상 일정하게 되도록 이동하고, 상기 제 3 렌즈군은 상기 제 2 렌즈군에 대하여, 소정의 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태로부터 근거리 합초 상태까지는 간격을 확대하며, 그 근거리 합초 상태로부터 인접하는 다음 초점 거리 상태에 있어서의 무한원 합초 상태까지는 간격을 좁히도록 이동하는 것을 특징으로 하는 가변 초점 거리 렌즈계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈군의 상기 제 1 렌즈군에 대한 이동 비율을 γ2라고 하였을 때,
    (1) 0.6＜γ2＜0.85의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 가변 초점 거리 렌즈계.
  3. 제 2 항에 있어서서, 광각단 상태에 있어서의 무한원 합초 상태로부터 근거리 합초 상태까지 이동할 때의 상기 제 1 렌즈군의 이동량을 △fw,
    망원단 상태에 있어서의 무한원 합초 상태로부터 근거리 합초 상태까지 이동할 때의 상기 제 1 렌즈군의 이동량을 △ft,
    줌비를 Z라고 각각 하였을 때,
    (2) 1.0＜△fw/△ft·Z＜1.6의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 가변 초점 거리 렌즈계.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 렌즈군은 정의 굴절력, 상기 제 2 렌즈군은 정의 굴절력, 상기 제 3 렌즈군은 부의 굴절력을 각각 가지고,
    광각단 상태에 있어서의 상기 제 3 렌즈군의 횡배율을 β3w라고 하였을 때,
    (3) β3w＞1.45의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 가변 초점 거리 렌즈계.
  5. 제 4 항에 있어서, 망원단 상태에 있어서의 상기 제 3 렌즈군의 횡배율을 β3t,
    줌비를 Z라고 각각 하였을 때,
    (4) O.7＜(β3t/β3w)/Z＜0.9의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 가변 초점 거리 렌즈계.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 렌즈군은 양 볼록 렌즈 성분과 물체측에 오목면을 향한 부 렌즈 성분과의 접합 정 렌즈 성분으로 구성되고,
    상기 제 1 렌즈군 중의 접합면의 곡율 반경을 r1s,
    망원단 상태에 있어서의 상기 제 1 렌즈군과 상기 제 2 렌즈군과의 광축에 따른 간격을 D1t라고 각각 하였을 때,
    (5) 2.5＜｜r1s｜D1t＜5.O의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 가변 초점 거리 렌즈계.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈군의 상기 제 1 렌즈군에 대한 이동비율을 γ2,
    상기 제 1 렌즈군의 초점 거리를 f1,
    상기 제 2 렌즈군의 초점 거리를 f2라고 각각 하였을 때,
    (6) 0.4＜γ2·(f2/f1)＜0.9의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 가변 초점 거리 렌즈계.
KR1020000045818A 1999-08-09 2000-08-08 가변 초점 거리 렌즈계 KR20010030068A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22554499 1999-08-09
JP99-225544 1999-08-09
JP2000221848A JP4724902B2 (ja) 1999-08-09 2000-07-24 可変焦点距離レンズ系
JP2000-221848 2000-07-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010030068A true KR20010030068A (ko) 2001-04-16

Family

ID=26526701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000045818A KR20010030068A (ko) 1999-08-09 2000-08-08 가변 초점 거리 렌즈계

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6333822B1 (ko)
JP (1) JP4724902B2 (ko)
KR (1) KR20010030068A (ko)
CN (1) CN1283799A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022250474A1 (ko) * 2021-05-26 2022-12-01 삼성전자 주식회사 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002098891A (ja) * 2000-09-25 2002-04-05 Minolta Co Ltd 有限距離ズーム光学系
TW578007B (en) 2001-01-31 2004-03-01 Nikon Corp Variable focal length lens system
US6927927B2 (en) * 2001-11-27 2005-08-09 Minolta Co., Ltd. Taking lens system
US7653994B2 (en) * 2006-03-22 2010-02-02 General Electric Company Repair of HPT shrouds with sintered preforms
JP2008209773A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Olympus Imaging Corp ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置
JP2009276622A (ja) * 2008-05-15 2009-11-26 Olympus Imaging Corp ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
TWI401471B (zh) * 2009-09-24 2013-07-11 Silicon Touch Tech Inc 液晶光學透鏡及其製作方法、應用液晶光學透鏡的鏡頭裝置
WO2016108093A1 (en) * 2015-01-03 2016-07-07 Corephotonics Ltd. Miniature telephoto lens module and a camera utilizing such a lens module
CN112119337B (zh) * 2018-05-18 2023-03-28 株式会社尼康 光学系统以及光学设备
CN108459402B (zh) * 2018-05-29 2023-09-26 江苏省捷达科技发展有限公司 一种皮肤图像采集装置及使用方法
JP7035839B2 (ja) 2018-06-19 2022-03-15 株式会社リコー 結像レンズ系および撮像装置
KR20220026874A (ko) * 2020-08-26 2022-03-07 엘지이노텍 주식회사 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
CN113552695B (zh) * 2021-07-07 2022-05-20 江西晶超光学有限公司 一种光学变焦系统、镜头模组及电子设备
CN114690388B (zh) * 2022-06-01 2022-10-21 江西联益光学有限公司 变焦镜头
CN115728917B (zh) * 2022-11-14 2024-06-14 昆明宾瑞科技有限公司 一种望远镜增倍光学系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594687B2 (ja) * 1976-01-28 1984-01-31 キヤノン株式会社 近距離合焦性能の良好なズ−ムレンズ
US4963006A (en) * 1986-12-26 1990-10-16 Nikon Corporation Zoom lens with inner or rear focusing system
US5786941A (en) * 1994-07-08 1998-07-28 Minolta C., Ltd. Zoom lens system
JPH0862487A (ja) * 1994-08-26 1996-03-08 Nikon Corp 変倍光学系レンズ位置制御装置
JP2723171B2 (ja) 1994-09-09 1998-03-09 キヤノン株式会社 カメラのレンズ移動制御装置
JPH08122640A (ja) * 1994-10-26 1996-05-17 Nikon Corp ズームレンズ
CN1197222A (zh) * 1997-04-18 1998-10-28 株式会社尼康 变焦距透镜镜筒和可变放大率光学系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022250474A1 (ko) * 2021-05-26 2022-12-01 삼성전자 주식회사 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN1283799A (zh) 2001-02-14
US6333822B1 (en) 2001-12-25
JP2001117003A (ja) 2001-04-27
JP4724902B2 (ja) 2011-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4507140B2 (ja) ３群ズームレンズ
US6320698B1 (en) Zoom lens with vibration reduction function
US6215599B1 (en) Zoom lens optical system
JP3606548B2 (ja) ３群ズームレンズ
JP3304518B2 (ja) 変倍レンズ
JP3167069B2 (ja) ズームレンズ
JP3155884B2 (ja) ズームレンズ
JP2003228002A (ja) ３群ズームレンズ
JPH075361A (ja) ズームレンズ
US7554745B2 (en) Zoom lens employing lens eccentricity approach to compensate for image blur due to hand tremor
JP3652046B2 (ja) 小型なズーム光学系及びそれを備えたカメラ
KR100216085B1 (ko) 줌렌즈
KR20010030068A (ko) 가변 초점 거리 렌즈계
JPH08248312A (ja) ズームレンズ
JPH11223771A (ja) 可変焦点距離レンズ系
JPH07120677A (ja) コンパクトな３群ズームレンズ
US6246833B1 (en) Photographic lens and photographing apparatus having the same
JPH07199070A (ja) ズームレンズ
JP3302063B2 (ja) リアフォーカス式の小型ズームレンズ
US6788474B2 (en) Zoom image pickup optical system
JPH0833514B2 (ja) コンパクトな高変倍率ズ−ムレンズ
JPH11174328A (ja) ズームレンズ
KR100265455B1 (ko) 줌렌즈
JP4380158B2 (ja) ズームレンズ
JP2676400B2 (ja) 高倍率なコンパクトズームレンズ

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid