KR20060076216A - 줌 렌즈 및 촬상 장치 - Google Patents

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KR20060076216A
KR20060076216A KR1020050128349A KR20050128349A KR20060076216A KR 20060076216 A KR20060076216 A KR 20060076216A KR 1020050128349 A KR1020050128349 A KR 1020050128349A KR 20050128349 A KR20050128349 A KR 20050128349A KR 20060076216 A KR20060076216 A KR 20060076216A
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에이고 사노
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코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드
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Abstract

본 발명의 과제는 예를 들어 고화소의 고체 촬상 소자를 이용한 디지털 카메라나 비디오 카메라 등에 적합한 높은 결상 성능을 갖고, 변배(變倍)비 5 내지 7배 정도의 소형의 줌 렌즈 및 그것을 이용한 촬상 장치를 제공하는 것이다.
광축(X)을 따라서 물체측으로부터 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군(G1), 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군(G2), 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군(G3), 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군(G4), 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군(G5)의 순으로 배치함으로써 고변배화와 소형화의 양립을 달성할 수 있다. 또한, 제2 렌즈군(G2)을 광축(X)을 따라서 물체측으로부터 1매의 부렌즈(L4), 1매의 부렌즈(L5), 1매의 정렌즈(L6)의 순으로 구성함으로써 변배 전체 영역에 있어서의 축 외의 색수차를 효과적으로 보정할 수 있고, 고변배가 되면 커지는 제2 렌즈군(G2)의 부의 굴절력을 2매의 부렌즈(L4, L5)로 분담함으로써 줌 렌즈 전계의 제수차를 양호하게 보정할 수 있고, 특히 광각단부에서의 왜곡 수차나 배율 색수차를 양호하게 보정할 수 있다. 또한, 제2 렌즈군(G2) 중에 적어도 1의 비구면 형상을 갖는 것이 상기 효과를 높이는 데 있어서 바람직하다. 또한, 렌즈군 중에서 비교적 굴절력이 큰 4 렌즈군(G4)을 2매의 정렌즈(L8, L10)를 포함한 구성으로 함으로써 구면 수차, 코마 수차, 상면 만곡의 발생을 억제할 수 있다.
줌 렌즈, 촬상 장치, 렌즈군, 고체 촬상 소자, 개구 조리개

Description

줌 렌즈 및 촬상 장치{ZOOM LENS AND IMAGE PICKUP DEVICE}
도1은 촬상 장치(100)의 블럭도.
도2는 휴대 전화기(300)의 내부 구성을 도시하는 블럭도.
도3은 제1 실시예에 관한 줌 렌즈의 단면도.
도4의 (a)는 제1 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
도4의 (b)는 제1 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
도4의 (c)는 제1 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
도5는 제2 실시예에 관한 줌 렌즈의 단면도.
도6의 (a)는 제2 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
도6의 (b)는 제2 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
도6의 (c)는 제2 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
도7은 제3 실시예에 관한 줌 렌즈의 단면도.
도8의 (a)는 제3 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
도8의 (b)는 제3 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
도8의 (c)는 제3 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
도9는 제4 실시예에 관한 줌 렌즈의 단면도.
도10의 (a)는 제4 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
도10의 (b)는 제4 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
도10의 (c)는 제4 실시예에 관한 줌 렌즈의 수차도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 촬상 장치
101 : 줌 렌즈
102, IM : 고체 촬상 소자
103 : 변환부
104, 310 : 제어부
105 : 광학계 구동부
106 : 타이밍 발생부
107 : 촬상 소자 구동부
108 : 화상 메모리
109 : 화상 처리부
110 : 화상 압축부
111 : 화상 기록부
112, 330 : 표시부
113 : 동작부
113, 320 : 조작부
300 : 휴대 전화기
340 : 무선 통신부
341 : 안테나
360 : 기억부
G1 내지 G6 : 렌즈군
L1 내지 L13 : 렌즈
LP : 로우패스 필터
P2 : 프리즘
S : 개구 조리개
SG : 밀봉 글래스
IRCF : 적외선 커트 필터
[문헌 1] 일본 특허 공개 2000-131610호 공보
본 발명은 CCD형 이미지 센서 혹은 CM0S형 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자에 대해 광학상을 결상시키기 위한 줌 렌즈 및 촬상 장치에 관한 것이다.
최근, CCD(Charge Coupled Devices)형 이미지 센서 혹은 CM0S(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)형 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자를 구비한 소형 촬상 유닛을 탑재한 소형의 디지털 카메라나 비디오 카메라에 있어서는 고체 촬상 소자의 고화 소화에 수반하여 더 높은 결상 성능을 갖고, 고변배(變倍)인 줌 렌즈의 요망이 높아져 오고 있다. 또한, 소형 촬상 장치의 줌 렌즈에는 보다 한층 소형화가 요구되고 있다.
소형 촬상 장치용 소형의 줌 렌즈로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이 정의 굴절력의 제1 렌즈군과, 부의 굴절력의 제2 렌즈군과, 정의 굴절력의 제3 렌즈군과, 정의 굴절력의 제4 렌즈군으로 이루어지고, 제1 렌즈군 중에 광로를 절곡하는 프리즘을 배치함으로써 줌 렌즈의 두께 방향의 박형화를 도모한 것이 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 2000-131610호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 줌 렌즈는 변배비도 3배 정도로 작고, 그 초점 거리에 대해 전체 길이도 길었다. 이에 대해, 보다 콤팩트하고 고변배비를 갖는 소형 촬상 장치용 줌 렌즈가 기대되고 있다.
본 발명은 상기한 과제에 비추어 이루어진 것으로, 예를 들어 고화소의 고체 촬상 소자를 이용한 디지털 카메라나 비디오 카메라 등에 적합한 높은 결상 성능을 갖고, 변배비 5 내지 7배 정도의 소형의 줌 렌즈 및 그것을 이용한 촬상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1에 기재된 줌 렌즈는,
광축을 따라서 물체측으로부터 차례로,
정의 굴절력을 갖고 광축 상의 위치가 변배 및 포커싱 시에 항상 고정으로 된 제1 렌즈군과,
부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과,
정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군과,
정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군과,
부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군을 갖고,
상기 제2 렌즈군과 상기 제4 렌즈군과 상기 제5 렌즈군을 적어도 이동시켜 변배를 행하고,
상기 제1 렌즈군은 광선을 반사시킴으로써 광로를 절곡하는 작용을 갖는 반사 광학 소자를 포함하고,
상기 제2 렌즈군은 광축을 따라서 물체측으로부터 1매의 부렌즈, 1매의 부렌즈, 1매의 정렌즈의 순으로 구성되고,
상기 제4 렌즈군은 적어도 2매의 정렌즈를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 기재된 줌 렌즈에 따르면, 광축을 따라서 물체측으로부터 정의 굴절력을 갖는 상기 제1 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 상기 제2 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 상기 제3 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 상기 제4 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 상기 제5 렌즈군의 순으로 배치함으로써 고변배화와 소형화의 양립을 달성할 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈군을, 광축을 따라서 물체측으로부터 1매의 부렌즈, 1매의 부렌즈, 1매의 정렌즈의 순으로 구성함으로써 변배 전체 영역에 있어서의 축 외의 색수차를 효과적으로 보정할 수 있고, 고변배가 되면 커지는 상기 제2 렌즈군 의 부의 굴절력을 2매의 부렌즈로 분담함으로써 줌 렌즈 전계의 제수차를 양호하게 보정할 수 있고, 특히 광각단부에서의 왜곡 수차나 배율 색수차를 양호하게 보정할 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈군 중에 적어도 1면의 비구면 형상을 갖는 것이 상기 효과를 높이는 데 있어서 바람직하다. 또한, 렌즈군 중에서 비교적 굴절력이 큰 상기 제4 렌즈군을 2매의 정렌즈를 포함한 구성으로 함으로써 구면 수차, 코마 수차, 상면 만곡의 발생을 억제할 수 있다.
청구항 2에 기재된 줌 렌즈는 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005075505618-PAT00001
…(식 1)
f1 : 상기 제1 렌즈군의 초점 거리
fw : 상기 줌 렌즈의 광각단부에서의 초점 거리
fT : 상기 줌 렌즈의 망원단부에서의 초점 거리
청구항 2에 기재된 줌 렌즈에 있어서, 조건식 (1)은 상기 제1 렌즈군의 초점 거리를 적절하게 설정하기 위한 식이다. 하한치를 상회함으로써 상기 제1 렌즈군의 굴절력이 지나치게 강해지지 않아, 제1 렌즈군에서의 수차의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 상한치를 하회함으로써 제1 렌즈군의 정의 굴절력을 적절하게 확보할 수 있어 줌 렌즈의 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 보다 바람직하게는 하기 식의 범위가 좋다.
Figure 112005075505618-PAT00002
…(식 1')
청구항 3에 기재된 줌 렌즈는 청구항 1 또는 2에 기재된 발명에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005075505618-PAT00003
…(식 2)
f2 : 상기 제2 렌즈군의 초점 거리
fw : 상기 줌 렌즈의 광각단부에서의 초점 거리
fT : 상기 줌 렌즈의 망원단부에서의 초점 거리
청구항 3에 기재된 줌 렌즈에 있어서, 조건식 (2)는 제2 렌즈군의 초점 거리를 적절하게 설정하기 위한 식이다. 하한치를 상회함으로써 적절하게 제2 렌즈군의 부의 굴절력을 유지할 수 있고, 원하는 줌 렌즈비를 얻는 데 있어서, 제2 렌즈군의 이동량을 작게 할 수 있으므로, 줌 렌즈의 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 상한치를 하회함으로써 제2 렌즈군의 부의 굴절력이 지나치게 커지지 않아, 제2 렌즈군에서의 수차의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 보다 바람직하게는 하기식의 범위가 좋다.
Figure 112005075505618-PAT00004
…(식 2')
청구항 4에 기재된 줌 렌즈는 청구항 1 내지 3에 기재된 발명에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
n2p ＞ 1.80 …(식 3)
ν2p ＜ 26.0 …(식 4)
n2p : 상기 제2 렌즈군의 정렌즈의 d선에서의 굴절률
ν2p : 상기 제2 렌즈군의 정렌즈의 d선에서의 아베수 …(식 3)
조건식 (3)은 상기 제2 렌즈군의 정렌즈의 굴절률을 보다 적절하게 설정하는 것이고, 조건식 (4)는 상기 제2 렌즈군의 정렌즈의 아베수를 보다 적절하게 설정하기 위한 것이다. 조건식 (3)에 있어서, 값 n2p가 하한을 상회하고, 또한 조건식 (4)에 있어서, 값 ν2p가 상한을 하회하도록 하면, 변배 전체 영역에 있어서의 축상, 축 외의 색수차를 효과적으로 보정할 수 있다. 한편, 바람직하게는 이하의 범위가 좋다.
n2p ＞ 1.85 …(식 3')
ν2p ＜ 23.0 …(식 4')
청구항 5에 기재된 줌 렌즈는 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 발명에 있어서, 상기 제3 렌즈군은 변배 및 포커싱 시에 광축 상의 위치가 항상 고정인 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 줌 렌즈에 따르면, 변배 및 포커싱 시에 상기 제3 렌즈군의 광축 방향의 위치를 항상 고정으로 함으로써 이러한 줌 렌즈를 탑재한, 예를 들어 촬상 장치의 렌즈 구동 기구를 간략화할 수 있다.
청구항 6에 기재된 줌 렌즈는 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 발명에 있어서, 상기 제3 렌즈군은 광축 상의 물체측 또는 상측(像側)에 개구 조리개를 갖고, 적어도 1면의 비구면 형상을 갖는 1매의 정렌즈만으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 기재된 줌 렌즈에 따르면, 상기 개구 조리개를 상기 제3 렌즈군에 근접시켜 배치하고, 상기 제3 렌즈군을 적어도 1면의 비구면 형상을 갖는 단일 렌즈에 의해 구성함으로써, 상기 제2 렌즈군 및 상기 제4 렌즈군의 이동 스페이스를 확보하면서 구면 수차, 코마 수차 및 상면 만곡을 효과적으로 보정할 수 있다. 또한, 상기 개구 조리개를 상기 제3 렌즈군의 물체측에 배치함으로써 입사 동공 위치를 광축 상의 물체측에 가깝게 할 수 있고, 상기 제1 렌즈군의 광축 상의 가장 물체측의 렌즈의 직경과 반사 광학 소자를 작게 할 수 있고, 따라서 촬상 장치의 두께 방향의 두께를 얇게 할 수 있으므로, 보다 바람직하다.
청구항 7에 기재된 줌 렌즈는, 상기 제4 렌즈군은 물체측으로부터 정렌즈, 부렌즈, 정렌즈의 순으로 구성되는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 줌 렌즈.
청구항 7에 기재된 줌 렌즈에 따르면 각 렌즈군 중에서 비교적 결상 작용이 강한 제4 렌즈군을 물체측으로부터 정렌즈, 부렌즈, 정렌즈의 순으로 배치하는, 소위 트리플 타입으로 함으로써 구면 수차, 코마 수차, 상면 만곡을 효과적으로 보정할 수 있다.
청구항 8에 기재된 줌 렌즈는, 상기 제4 렌즈군은 정렌즈와 부렌즈가 접합된 접합 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 줌 렌즈.
청구항 8에 기재된 줌 렌즈에 따르면, 정렌즈와 부렌즈가 접합된 접합 렌즈를 포함함으로써 제4 렌즈군을 구성하는 렌즈 요소가 1개 줄어 접합 렌즈에 관해서는 각 렌즈의 위치의 조정을 행할 필요가 없어져 제조가 용이해지고, 따라서 높은 양산성을 얻을 수 있다.
청구항 9에 기재된 줌 렌즈는 청구항 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 발명에 있어서, 상기 제5 렌즈군은 1매의 부렌즈만으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
청구항 9에 기재된 줌 렌즈에 따르면, 상기 제5 렌즈군을 부의 굴절력을 갖는 단일 렌즈에 의해 구성함으로써, 상기 제4 렌즈군의 이동 스페이스를 확보하면서 구면 수차를 효과적으로 보정할 수 있고, 또한 부의 굴절력을 가짐으로써 줌 렌즈 전계의 페쯔발합이 작아져 상면 만곡을 양호하게 보정할 수 있다.
청구항 10에 기재된 줌 렌즈는 상기 제4 렌즈군 또는 상기 제5 렌즈군을 광축 방향으로 이동함으로써 포커싱을 행하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 줌 렌즈.
청구항 10에 기재된 줌 렌즈에 따르면, 제4 렌즈군, 제5 렌즈군 중 어느 한쪽의 렌즈군을 이동시켜 포커싱을 행함으로써 렌즈 구동 기구나 포커싱 시의 구동 알고리즘을 간략화할 수 있다.
청구항 11에 기재된 줌 렌즈는 상기 제4 렌즈군 및 상기 제5 렌즈군을 광축 방향으로 이동함으로써 포커싱을 행하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 10 중 어느 하나에 기재된 줌 렌즈.
청구항 11에 기재된 줌 렌즈에 따르면, 제4 렌즈군, 제5 렌즈군 중 어느 한쪽의 렌즈군, 또는 양 렌즈군의 광축 방향의 이동량에 대한 초점 위치 변화가 큰 경우, 적은 이동량으로 포커싱이 가능하다는 이점이 있는 한편, 정확하게 포커싱시키기 위해서는 정밀도 좋게 이동군을 이동시킬 필요성이 생긴다. 이동군을 이동시키기 위해서는 미소량의 이동이 곤란한 경우가 있으므로, 그와 같은 경우에는 포커싱 시에 제4, 제5 렌즈군을 일체적으로 이동시키면 좋고, 그와 같이 함으로써 광축 방향의 이동량에 대한 초점 위치 변화를 작게 할 수 있다. 또한, 제4 렌즈군과 제5 렌즈군의 이동량은 완전히 일치시킬 필요는 없고, 근거리 물체로의 포커싱 시의 수차 성능을 고려하여 각각 최적의 이동량을 결정하여 이동시켜도 좋다.
청구항 12에 기재된 줌 렌즈는 청구항 1 내지 11 중 어느 하나에 기재된 발명에 있어서, 정의 굴절력을 갖고, 적어도 1면의 비구면 형상을 갖는 제6 렌즈군을 갖는 것을 특징으로 한다.
청구항 12에 기재된 줌 렌즈에 따르면, 부의 굴절력의 상기 제5 렌즈군만의 구성에 비해 정의 굴절력의 상기 제6 렌즈군을 배치함으로써, 양 렌즈군 각각의 굴절력을 강하게 할 수 있고, 양호한 상측 텔레센트릭 특성을 확보하면서 줌 렌즈 전계의 제수차를 효과적으로 보정할 수 있다. 또한, 적어도 1면의 비구면 형상을 가짐으로써 고화각에서의 양호한 상측 텔레센트릭 특성을 확보하면서 상면 만곡, 왜곡 수차를 효과적으로 보정할 수 있다.
청구항 13에 기재된 줌 렌즈는, 상기 줌 렌즈는 상기 제1 렌즈군, 상기 제2 렌즈군, 상기 제3 렌즈군, 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군의 5군 구성인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 11 중 어느 하나에 기재된 줌 렌즈.
청구항 13에 기재된 줌 렌즈에 따르면, 상기 줌 렌즈를 5군 구성으로 함으로써 렌즈 매수가 적고, 저비용으로 전체 길이가 짧은 줌 렌즈를 얻을 수 있다.
청구항 14에 기재된 줌 렌즈는, 상기 줌 렌즈는 상기 제1 렌즈군, 상기 제2 렌즈군, 상기 제3 렌즈군, 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군, 상기 제6 렌즈군의 6군 구성인 것을 특징으로 하는 청구항 12에 기재된 줌 렌즈.
청구항 14에 기재된 줌 렌즈에 따르면, 상기 줌 렌즈를 6군 구성으로 함으로써 양호한 상측 텔레센트릭 특성을 확보하면서 양호하게 수차를 보정할 수 있고, 저비용이고 전체 길이가 짧은 줌 렌즈를 얻을 수 있다. 또한, 가장 상측의 제6 렌즈군을 광축 상 고정으로 함으로써 촬상 소자면에 먼지 등이 부착하는 것을 방지하는 것이 가능해지므로 보다 바람직하다.
청구항 15에 기재된 촬상 장치는 청구항 1 내지 14 중 어느 하나에 기재된 줌 렌즈와, 촬상 소자를 갖는 것을 특징으로 한다.
도1 및 도2를 참조하여 본 발명의 실시 형태에 관한 줌 렌즈를 탑재한 촬상 장치(100)에 대해 설명한다. 도1은 촬상 장치(100)의 블럭도이다.
도1에 도시한 바와 같이, 촬상 장치(100)는 줌 렌즈(101)와, 고체 촬상 소자(102)와, A/D 변환부(103)와, 제어부(104)와, 광학계 구동부(105)와, 타이밍 발생부(106)와, 촬상 소자 구동부(107)와, 화상 메모리(108)와, 화상 처리부(109)와, 화상 압축부(110)와, 화상 기록부(111)와, 표시부(112)와, 조작부(113)를 구비하여 구성된다.
줌 렌즈(101)는 피사체상을 고체 촬상 소자(102)의 촬상면에 결상시키는 기능을 갖는다. 고체 촬상 소자(102)는 CCD나 CMOS 등의 촬상 소자이고, 입사광을 R, G, B마다 광전 변환하여 그 아날로그 신호를 출력한다. A/D 변환부(103)는 아날로그 신호를 디지털의 화상 데이터로 변환한다.
제어부(104)는 촬상 장치(100)의 각 부를 제어한다. 제어부(104)는 CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory)을 포함하고, ROM으로부터 판독되어 RAM으로 전개된 각종 프로그램과, CPU의 협동으로 각종 처리를 실행한다.
광학계 구동부(105)는 제어부(104)의 제어에 의해 변배, 포커싱[후술하는 제2 렌즈군(G2), 제4 렌즈군(G4) 및 제5 렌즈군(G5)의 이동], 노출 등에 있어서, 줌 렌즈(101)를 구동 제어한다. 타이밍 발생부(106)는 아날로그 신호 출력용 타이밍 신호를 출력한다. 촬상 소자 구동부(107)는 고체 촬상 소자(102)를 주사 구동 제어한다.
화상 메모리(108)는 화상 데이터를 판독 및 기입 가능하게 기억한다. 화상 처리부(109)는 화상 데이터에 각종 화상 처리를 실시한다. 화상 압축부(110)는 JPEG(Joint Photographic Experts Group) 등의 압축 방식에 의해 촬상 화상 데이터를 압축한다. 화상 기록부(111)는 도시하지 않은 슬롯에 세트된 메모리 카드 등의 기록 미디어에 화상 데이터를 기록한다.
표시부(112)는 컬러 액정 패널 등이고, 촬영 후의 화상 데이터, 촬영 전의 스루 화상, 각종 조작 화면 등을 표시한다. 조작부(113)는 릴리즈 버튼, 각종 모드, 값을 설정하기 위한 각종 조작 키를 포함하여 사용자에 의해 조작 입력된 정보를 제어부(104)에 출력한다.
여기서, 촬상 장치(100)에 있어서의 동작을 설명한다. 피사체 촬영에서는 피사체의 모니터링(스루 화상 표시)과, 화상 촬영 실행이 행해진다. 모니터링에 있어서는 줌 렌즈(101)를 거쳐서 얻게 된 피사체의 상이 고체 촬상 소자(102)의 수광면에 결상된다. 줌 렌즈(101)의 촬영 광축 후방에 배치된 고체 촬상 소자(102)가 타이밍 발생부(106), 촬상 소자 구동부(107)에 의해 주사 구동되어 일정 주기마다 결상한 광상에 대응하는 광전 변환 출력으로서의 아날로그 신호를 1화면분 출력한다.
이 아날로그 신호는 RGB의 각 원색 성분마다 적절하게 게인 조정된 후에 A/D 변환부(103)에서 디지털 데이터로 변환된다. 그 디지털 데이터는 화상 처리부(109)에 의해 화소 보간(補間) 처리 및 γ 보정 처리를 포함하는 컬러 프로세스 처리가 행해지고, 디지털치의 휘도 신호(Y) 및 색차 신호(Cb, Cr)(화상 데이터)가 생성되어 화상 메모리(108)에 저장되고, 정기적으로 그 신호가 판독되어 그 비디오 신호가 생성되어 표시부(112)에 출력된다.
이 표시부(112)는, 모니터링에 있어서는 전자 파인더로서 기능하여 촬상 화상을 리얼 타임으로 표시하게 된다. 이 상태에서 수시로 사용자의 동작부(113)를 거치는 조작 입력을 기초로 하여 광학계 구동부(105)의 구동에 의해 줌 렌즈(101)의 변배, 포커싱, 노출 등이 설정된다.
이와 같은 모니터링 상태에 있어서, 정지 화상 촬영을 행하고 싶은 타이밍으로 사용자가 동작부(113)의 릴리즈 버튼을 조작함으로써 정지 화상 데이터가 촬영된다. 릴리즈 버튼의 조작에 따라서 화상 메모리(108)에 저장된 1 코마의 화상 데이터가 판독되어 화상 압축부(110)에 의해 압축된다. 그 압축된 화상 데이터가 화상 기록부(111)에 의해 기록 미디어에 기록된다.
또한, 상기 각 실시 형태 및 각 실시예에 있어서의 기술은 본 발명에 관한 적절한 줌 렌즈 및 촬상 장치의 일예이고, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 각 실시 형태 및 각 실시예에 있어서, 줌 렌즈를 탑재한 촬상 장치로서, 디지털 스틸 카메라의 예를 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니고, 비디오 카메라나, 촬상 기능이 부가된 휴대 전화기, PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant) 등의 적어도 촬상 기능을 갖는 휴대 단말 등의 기기로 해도 좋다.
또한, 줌 렌즈를 탑재한 촬상 장치를 상기 기기에 탑재되는 촬상 유닛으로 해도 좋다. 여기서, 도2를 참조하여 촬상 장치(100)를 탑재한 휴대 전화기(300)의 예를 설명한다. 도2는 휴대 전화기(300)의 내부 구성을 도시하는 블럭도이다.
도2에 도시한 바와 같이, 휴대 전화기(300)는 각 부를 통괄적으로 제어하는 동시에 각 처리에 따른 프로그램을 실행하는 제어부(CPU)(310)와, 번호 등을 키에 의해 조작 입력하기 위한 조작부(320)와, 소정의 데이터 외에 촬상한 영상 등을 표시하는 표시부(330)와, 안테나(341)를 거쳐서 외부 서버 등과의 사이의 각종 정보 통신을 실현하기 위한 무선 통신부(340)와, 촬상 장치(100)와, 휴대 전화기(100)의 시스템 프로그램이나 각종 처리 프로그램 및 단말 ID 등의 필요한 여러 데이터를 기억하고 있는 기억부(ROM)(360)와, 제어부(310)에 의해 실행되는 각종 처리 프로그램이나 데이터, 혹은 처리 데이터, 혹은 촬상 장치(100)에 의해 촬상 데이터 등을 일시적으로 저장하는 작업 영역으로서 이용되는 일시 기억부(RAM)(370)를 구비하고 있다.
또한, 촬상 장치(100)의 제어부(104)와, 휴대 전화기(300)의 제어부(310)는 통신 가능하게 접속되어 있고, 이러한 경우, 도1에 도시하는 표시부(112), 조작부(113) 등의 기능은 휴대 전화기(300)측에 갖게 할 수 있지만, 촬상 장치(100) 자체의 동작은 기본적으로 마찬가지이다. 보다 구체적으로는 촬상 장치(100)의 외부 접속 단자(도시되지 않음)는 휴대 전화기(300)의 제어부(310)와 접속되고, 휴대 전화기(300)측으로부터 촬상 장치(100)측으로 릴리즈 신호가 송신되고, 촬상에 의해 얻게 된 휘도 신호나 색차 신호 등의 화상 신호는 촬상 장치(100)측으로부터 제어부(310)측으로 출력한다. 이러한 화상 신호는 휴대 전화기(300)의 제어계에 의해 기억부(360)에 기억되거나, 혹은 표시부(330)로 표시되고, 또는 무선 통신부(340)를 거쳐서 영상 정보로서 외부로 송신될 수 있다.
또한, 줌 렌즈를 탑재한 촬상 장치는 이것과, 기판 상에 배치된 제어부 및 화상 처리부 등을 배치하고, 커넥터 등에 의해 표시부 및 조작부 등을 갖는 별개로 결합되어 이용되는 것을 전제로 하는 카메라 모듈로서 구성해도 좋다.
이하에, 도1의 촬상 장치(100)에 이용할 수 있는 줌 렌즈의 실시예를 나타내지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 각 실시예에 사용하는 기호는 하기와 같다. f : 줌 렌즈 전계의 초점 거리 r : 곡률 반경 d : 축상면 간격 nd : 렌즈 재료의 d선에 대한 굴절률 νd : 렌즈 재료의 아베수
각 실시예에 있어서 비구면의 형상은 면의 정상점을 원점으로 하고, 광축 방향에 X축을 취하고, 광축과 수직 방향의 높이를 h로 하여 이하의 (5)로 나타낸다.
Figure 112005075505618-PAT00005
…(식 5)
또한, 이것 이후(표의 렌즈 데이터를 포함함)에 있어서, 10의 멱승수(예를 들어 2.5 × 10-02)를 E(예를 들어 2.5E-02)를 이용하여 나타내는 것으로 한다.
(제1 실시예)
[사양] 초점 거리 : f ＝ 6.40 ㎜ ~ 16.50 ㎜ ~ 42.60 ㎜
화각 : 2 ω ＝ 63.4°~ 24.4°~ 9.5°
제1 실시예에 관한 줌 렌즈의 렌즈 데이터를 표1에 나타낸다. 또한, 도3에 제1 실시예에 관한 줌 렌즈의 단면도를 도시하고, 도4에 제1 실시예에 관한 줌 렌즈의 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차의 수차도를 도시한다. 여기서, 도4의 (a)는 초점 거리 6.40 ㎜의 수차도이다. 도4의 (b)는 초점 거리 16.50 ㎜의 수차도이다. 도4의 (c)는 초점 거리 42.60 ㎜의 수차도이다.
[표 1]
Figure 112005075505618-PAT00006
제1 실시예의 줌 렌즈는 광축(X)을 따라서 물체측으로부터 차례로 정의 굴절 력의 제1 렌즈군(G1), 부의 굴절력의 제2 렌즈군(G2), 개구 조리개(S), 정의 굴절력의 제3 렌즈군(G3), 정의 굴절력의 제4 렌즈군(G4), 부의 굴절력의 제5 렌즈군(G5), 정의 굴절력의 제6 렌즈군(G6)으로 이루어지고, 광각단부로부터 망원단부로의 변배 시에 제1 렌즈군(G1), 제3 렌즈군(G3), 제6 렌즈군(G6) 및 개구 조리개(S)는 광축 상의 위치가 불변이고, 광각단부로부터 망원단부로의 변배에 있어서, 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2)의 간격이 넓어지도록 제2 렌즈군(G2)이 이동하고, 제3 렌즈군(G3)과 제4 렌즈군(G4)의 간격이 좁아지도록 제4 렌즈군(G4)이 이동하고, 제5 렌즈군(G5)과 제6 렌즈군(G6)의 간격이 넓어지도록 제5 렌즈군(G5)이 이동하고, 포커싱에 있어서는 적어도 제4 렌즈군(G4) 또는 제5 렌즈군(G5)이 광축 방향의 물체측으로 이동한다. 또한, 포커싱은 전체 이동군 중 임의의 이동군을 이동시킴으로써도 가능하지만, 제2 렌즈군(G2)은 광축 방향의 이동량에 대한 초점 거리 변화가 크기 때문에, 포커싱 전후에서 촬영 화각의 변동이 눈에 띄어 제2 렌즈군(G2)을 이동시키는 것은 바람직하지 않다. 또한, 제4 렌즈군(G4), 제5 렌즈군(G5)은 광축 방향의 이동량에 대한 초점 위치 변화가 크기 때문에, 적은 이동량으로 포커싱이 가능하다는 이점이 있다. 한편, 정확하게 포커싱시키기 위해서는 정밀도 좋게 이동군을 이동시킬 필요성이 생긴다. 이동군을 이동시키는 작동기에 의해서는 미소량의 이동이 곤란한 경우가 있으므로, 그와 같은 경우에는 포커싱 시에 제4 렌즈군(G4), 제5 렌즈군(G5)을 일체적으로 이동시키면 좋고, 그와 같이 함으로써 광축 방향의 이동량에 대한 초점 위치 변화를 작게 할 수 있다. 또한, 제4 렌즈군(G4)과 제5 렌즈군(G5)의 이동량은 완전히 일치시킬 필요는 없고, 근거리 물체로의 포커싱 시의 수차 성능을 고려하여 각각 최적의 이동량을 결정하여 이동시켜도 좋다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 기계식 셔터를 광각단부로부터 망원단부로의 변배 시에 광축 상의 위치가 불변인 개구 조리개(S) 근방에 배치함으로써, 기계식 셔터를 움직이는 기구가 불필요해지므로, 촬상 장치의 두께 방향의 두께를 얇게 할 수 있다.
제1 렌즈군(G1)은 상측에 비구면 형상을 갖는 부렌즈(L1)와, 광선을 반사시킴으로써 광로를 절곡하는 작용을 갖는 프리즘(P2)과, 정렌즈(L3)와, 정렌즈(L4)로 이루어지고, 제2 렌즈군(G2)은 상측에 비구면 형상을 갖는 부렌즈(L5)와, 부렌즈(L6) 및 정렌즈(L7)가 접합된 접합 렌즈로 이루어지고, 제3 렌즈군(G3)은 물체측에 비구면 형상을 갖는 정렌즈(L8)만으로 이루어지고[단, 본 발명상에서는, 개구 조리개(S)는 제3 렌즈군(G3)에 포함되는 것으로 해도 좋음. 이하 동일), 제4 렌즈군(G4)은 정렌즈(L9) 및 부렌즈(L10)가 접합된 접합 렌즈와, 양면 비구면 형상을 갖는 정의 플라스틱 렌즈(L11)로 이루어지고, 제5 렌즈군(G5)은 부렌즈(L12)만으로 이루어지고, 제6 렌즈군(G6)은 양면 비구면 형상을 갖는 정의 플라스틱 렌즈(L13)만으로 이루어진다. 제6 렌즈군(G6)과, 고체 촬상 소자(IM)의 촬상면과의 사이에는 광학면에 적외 커트 코트를 실시한 로우패스 필터(LP)와, 고체 촬상 소자(IM)의 촬상면을 덮는 밀봉 글래스(SG)가 배치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 비구면의 위치를 상기와 같이 배치하고 있지만, 이에 한정될 필요는 없다.
(제2 실시예)
[사양] 초점 거리 : f ＝ 6.30 ㎜ ~ 16.30 ㎜ ~ 41.90 ㎜
화각 : 2 ω ＝ 62.8°~ 24.8°~ 9.9°
제2 실시예에 관한 줌 렌즈의 렌즈 데이터를 표2에 나타낸다. 또한 도5에 제2 실시예에 관한 줌 렌즈의 단면도를 도시하고, 도6에 제2 실시예에 관한 줌 렌즈의 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차의 수차도를 나타낸다. 여기서, 도6의 (a)는 초점 거리 6.30 ㎜의 수차도이다. 도6의 (b)는 초점 거리 16.30 ㎜의 수차도이다. 도6의 (c)는 초점 거리 41.90 ㎜의 수차도이다.
[표 2]
Figure 112005075505618-PAT00007
제2 실시예의 줌 렌즈는 광축(X)을 따라서 물체측으로부터 차례로 정의 굴절 력의 제1 렌즈군(G1), 부의 굴절력의 제2 렌즈군(G2), 개구 조리개(S), 정의 굴절력의 제3 렌즈군(G3), 정의 굴절력의 제4 렌즈군(G4), 부의 굴절력의 제5 렌즈군(G5), 정의 굴절력의 제6 렌즈군(G6)으로 이루어지고, 광각단부로부터 망원단부로의 변배 시에 제1 렌즈군(G1), 제3 렌즈군(G3), 제6 렌즈군(G6) 및 개구 조리개(S)는 광축 상의 위치가 불변이고, 광각단부로부터 망원단부로의 변배에 있어서, 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2)의 간격이 넓어지도록 제2 렌즈군(G2)이 이동하고, 제3 렌즈군(G3)과 제4 렌즈군(G4)의 간격이 좁아지도록 제4 렌즈군(G4)이 이동하고, 제5 렌즈군(G5)과 제6 렌즈군(G6)의 간격이 넓어지도록 제5 렌즈군(G5)이 이동하고, 포커싱에 있어서는 적어도 제4 렌즈군(G4) 또는 제5 렌즈군(G5)이 광축 방향의 물체측으로 이동한다. 또한, 포커싱은 전체 이동군 중 임의의 이동군을 이동시킴으로써도 가능하지만, 제2 렌즈군(G2)은 광축 방향의 이동량에 대한 초점 거리 변화가 크기 때문에, 포커싱 전후에서 촬영 화각의 변동이 눈에 띄어 제2 렌즈군(G2)을 이동시키는 것은 바람직하지 않다. 또한, 제4 렌즈군(G4), 제5 렌즈군(G5)은 광축 방향의 이동량에 대한 초점 위치 변화가 크기 때문에, 적은 이동량으로 포커싱이 가능하다는 이점이 있다. 한편, 정확하게 포커싱시키기 위해서는 정밀도 좋게 이동군을 이동시킬 필요성이 생긴다. 이동군을 이동시키는 작동기에 의해서는 미소량의 이동이 곤란한 경우가 있으므로, 그와 같은 경우에는 포커싱 시에 제4 렌즈군(G4), 제5 렌즈군(G5)을 일체적으로 이동시키면 좋고, 그와 같이 함으로써 광축 방향의 이동량에 대한 초점 위치 변화를 작게 할 수 있다. 또한, 제4 렌즈군(G4)과 제5 렌즈군(G5)의 이동량은 완전히 일치시킬 필요는 없고, 근거리 물체로의 포커싱 시의 수차 성능을 고려하여 각각 최적의 이동량을 결정하여 이동시켜도 좋다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 기계식 셔터를 광각단부로부터 망원단부로의 변배 시에 광축 상의 위치가 불변인 개구 조리개 근방에 배치함으로써, 기계식 셔터를 움직이는 기구가 불필요해지므로, 촬상 장치의 두께 방향의 두께를 얇게 할 수 있다.
제1 렌즈군(G1)은 부렌즈(L1)와, 광선을 반사시킴으로써 광로를 절곡하는 작용을 갖는 프리즘(P2)과, 정렌즈(L3)와, 물체측에 비구면 형상을 갖는 정렌즈(L4)로 이루어지고, 제2 렌즈군(G2)은 상측에 비구면 형상을 갖는 부렌즈(L5)와, 부렌즈(L6) 및 정렌즈(L7)가 접합된 접합 렌즈로 이루어지고, 제3 렌즈군(G3)은 물체측에 비구면 형상을 갖는 정렌즈(L8)만으로 이루어지고, 제4 렌즈군(G4)은 정렌즈(L9) 및 부렌즈(L10)가 접합된 접합 렌즈와, 양면 비구면 형상을 갖는 정의 플라스틱 렌즈(L11)로 이루어지고, 제5 렌즈군(G5)은 부렌즈(L12)만으로 이루어지고, 제6 렌즈군(G6)은 양면 비구면 형상을 갖는 정의 플라스틱 렌즈(L13)만으로 이루어진다. 제6 렌즈군(G6)과, 고체 촬상 소자(IM)의 촬상면과의 사이에는 광학면에 적외 커트 코트를 실시한 로우패스 필터(LP)와, 고체 촬상 소자(IM)의 촬상면을 덮는 밀봉 글래스(SG)가 배치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 비구면의 위치를 상기와 같이 배치하고 있지만, 이에 한정될 필요는 없다.
(제3 실시예)
[사양] 초점 거리 : f ＝ 6.30 ㎜ ~ 13.70 ㎜ ~ 30.00 ㎜
화각 : 2 ω ＝ 62.2°~ 28.9°~ 13.4°
제3 실시예에 관한 줌 렌즈의 렌즈 데이터를 표3에 나타낸다. 또한 도7에 제3 실시예에 관한 줌 렌즈의 단면도를 도시하고, 도8에 제3 실시예에 관한 줌 렌즈의 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차의 수차도를 도시한다. 여기서, 도8의 (a)는 초점 거리 6.30 ㎜의 수차도이다. 도8의 (b)는 초점 거리 13.70 ㎜의 수차도이다. 도8의 (c)는 초점 거리 30.00 ㎜의 수차도이다.
[표 3]
Figure 112005075505618-PAT00008
제3 실시예의 줌 렌즈는 광축(X)을 따라서 물체측으로부터 차례로 정의 굴절력의 제1 렌즈군(G1), 부의 굴절력의 제2 렌즈군(G2), 개구 조리개(S), 정의 굴절 력의 제3 렌즈군(G3), 정의 굴절력의 제4 렌즈군(G4), 부의 굴절력의 제5 렌즈군(G5)으로 이루어지고, 광각단부로부터 망원단부로의 변배 시에 제1 렌즈군(G1), 제3 렌즈군(G3) 및 조리개(S)는 광축 상의 위치가 불변이고, 광각단부로부터 망원단부로의 변배에 있어서, 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2)의 간격이 넓어지도록 제2 렌즈군(G2)이 이동하고, 제3 렌즈군(G3)과 제4 렌즈군(G4)의 간격이 좁아지도록 제4 렌즈군(G4)이 이동하고, 포커싱에 있어서는 적어도 제4 렌즈군(G4) 또는 제5 렌즈군(G5)이 광축 방향의 물체측으로 이동한다. 또한, 포커싱은 전체 이동군 중 임의의 이동군을 이동시킴으로써도 가능하지만, 제2 렌즈군(G2)은 광축 방향의 이동량에 대한 초점 거리 변화가 크기 때문에, 포커싱 전후에서 촬영 화각의 변동이 눈에 띄어 제2 렌즈군(G2)을 이동시키는 것은 바람직하지 않다. 또한, 정의 굴절력의 제6 렌즈군(G6)을 갖는 상기 제1, 제2 실시예에 비해 본 실시예에서는 제5 렌즈군(G5)의 부의 굴절력이 강하지 않으므로, 제4 렌즈군(G4) 및 제5 렌즈군(G5)의 광축 방향의 이동량에 대한 초점 위치 변화는 그만큼 크지 않기 때문에, 제4 렌즈군(G4) 또는 제5 렌즈군(G5)을 단독으로 이동시켜 포커싱을 행해도 좋다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 기계식 셔터를 광각단부로부터 망원단부로의 변배 시에 광축 상의 위치가 불변인 개구 조리개 근방에 배치함으로써 기계식 셔터를 움직이는 기구가 불필요해지므로, 촬상 장치의 두께 방향의 두께를 얇게 할 수 있다.
제1 렌즈군(G1)은 부렌즈(L1)와, 광선을 반사시킴으로써 광로를 절곡하는 작용을 갖는 프리즘(P2)과, 양면 비구면 형상을 갖는 정렌즈(L3)로 이루어지고, 제2 렌즈군(G2)은 부렌즈(L4)와, 부렌즈(L5) 및 정렌즈(L6)가 접합된 접합 렌즈로 이루 어지고, 제3 렌즈군(G3)은 물체측에 비구면 형상을 갖는 정렌즈(L7)만으로 이루어지고, 제4 렌즈군(G4)은 물체측에 비구면 형상을 갖는 정렌즈(L8)와, 부렌즈(L9) 및 정렌즈(10)가 접합된 접합 렌즈로 이루어지고, 제5 렌즈군(G5)은 양면 비구면 형상을 갖는 부의 플라스틱 렌즈(L11)만으로 이루어진다. 제5 렌즈군(G5)과, 고체 촬상 소자(IM)의 촬상면과의 사이에는 광학면에 적외 커트 코트를 실시한 로우패스 필터(LP)와, 고체 촬상 소자(IM)의 촬상면을 덮는 밀봉 글래스(SG)가 배치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 비구면의 위치를 상기와 같이 배치하고 있지만, 이에 한정될 필요는 없다.
(제4 실시예)
[사양] 초점 거리 : f ＝ 6.49 ㎜ ~ 14.46 ㎜ ~ 43.16 ㎜
화각 : 2 ω ＝ 60.6°~ 27.2°~ 9.2°
제4 실시예에 관한 줌 렌즈의 렌즈 데이터를 표4에 나타낸다. 또한, 도9에 제4 실시예에 관한 줌 렌즈의 단면도를 도시하고, 도10에 제4 실시예에 관한 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차의 수차도를 도시한다. 도10의 (a)는 초점 거리 6.49 ㎜의 수차도이다. 도10의 (b)는 초점 거리 14.46 ㎜의 수차도이다. 도10의 (c)는 초점 거리 43.16 ㎜의 수차도이다.
[표 4]
Figure 112005075505618-PAT00009
Figure 112005075505618-PAT00010
제4 실시예의 줌 렌즈는 광축을 따라서 물체측으로부터 차례로 정의 굴절력의 제1 렌즈군(G1), 부의 굴절력의 제2 렌즈군(G2), 개구 조리개(S), 정의 굴절력의 제3 렌즈군(G3), 정의 굴절력의 제4 렌즈군(G4), 부의 굴절력의 제5 렌즈군(G5), 정의 굴절력의 제6 렌즈군(G6)으로 이루어지고, 광각단부로부터 망원단부로의 변배 시에 제1 렌즈군(G1), 제3 렌즈군(G3), 제6 렌즈군(G6) 및 개구 조리개(S)는 광축 상의 위치가 불변이고, 광각단부로부터 망원단부로의 변배에 있어서, 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2)의 간격이 넓어지도록 제2 렌즈군(G2)이 이동하고, 제3 렌즈군(G3)과 제4 렌즈군(G4)의 간격이 좁아지도록 제4 렌즈군(G4)이 이동하고, 제5 렌즈군(G5)과 제6 렌즈군(G6)의 간격이 넓어지도록 제5 렌즈군(G5)이 이동하고, 포커싱에 있어서는 적어도 제5 렌즈군(G5)이 광축 방향의 상측으로 이동한다. 또한, 포커싱은 전체 이동군 중 임의의 이동군을 이동시킴으로써도 가능하지만, 제 2 렌즈군(G2)은 광축 방향의 이동량에 대한 초점 거리 변화가 크기 때문에, 포커싱 전후에서 촬영 화각의 변동이 눈에 띄어 제2 렌즈군(G2)을 이동시키는 것은 바람직하지 않다. 또한, 제4 렌즈군(G4)과 제5 렌즈군(G5)은 광축 방향의 이동량에 대한 초점 위치 변화가 비교적 크기 때문에, 적은 이동량으로 포커싱이 가능하다는 이점이 있다. 한편, 정확하게 포커싱시키기 위해서는 정밀도 좋게 이동군을 이동시킬 필요성이 생긴다. 이동군을 이동시키는 작동기에 의해서는 미소량의 이동이 곤란한 경우가 있으므로, 그와 같은 경우에는 포커싱 시에 제4 렌즈군(G4)과 제5 렌즈군을 일체적으로 이동시키면 좋고, 그와 같이 함으로써 광축 방향의 이동량에 대한 초점 위치 변화를 작게 할 수 있다. 또한, 제4 렌즈군(G4)과 제5 렌즈군(G5)의 이동량은 완전히 일치시킬 필요는 없고, 근거리 물체로의 포커싱 시의 수차 성능을 고려하여 각각 최적의 이동량을 결정하여 이동시켜도 좋다. 또한, 기계식 셔터를 광각단부로부터 망원단부로의 변배 시에 광축 상의 위치가 불변인 개구 조리개 근방에 배치함으로써 기계식 셔터를 움직이는 기구가 불필요해지므로, 촬상 장치의 두께 방향의 두께를 얇게 할 수 있다.
제1 렌즈군(G1)은 부렌즈와, 광선을 반사시킴으로써 광로를 절곡하는 작용을 갖는 프리즘과, 정렌즈와, 정렌즈로 이루어지고, 제2 렌즈군(G2)은 부렌즈와, 부렌즈와 정렌즈가 접합된 접합 렌즈로 이루어지고, 제3 렌즈군(G3)은 물체측에 비구면 형상을 갖는 정의 글래스 몰드 렌즈만으로 이루어지고, 제4 렌즈군(G4)은 정렌즈와 부렌즈와 상측에 비구면 형상을 갖는 정의 글래스 몰드 렌즈가 접합된 3매 접합 렌즈만으로 이루어지고, 제5 렌즈군(G5)은 양면 비구면 형상을 갖는 부의 플라스틱 렌즈만으로 이루어지고, 제6 렌즈군(G6)은 양면 비구면 형상을 갖는 정의 플라스틱 렌즈만으로 이루어진다. 또한, 제6 렌즈군(G6)과 고체 촬상 소자(IM)의 촬상면과의 사이에는 광학면에 적외선 커트 코트를 실시한 적외선 커트 필터(IRCF)와, 고체 촬상 소자의 촬상면을 덮는 밀봉 글래스(SG)가 배치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 비구면의 위치를 상기와 같이 배치하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 실시예에 대응하는 식 (1), (2)의 값을 표 4에 정리하여 나타낸다.
[표 5]
[실시예의 수치표]
Figure 112005075505618-PAT00011
또한, 상술한 실시예에 있어서는 광선을 반사시킴으로써 광로를 절곡하는 작용을 갖는 반사 광학 소자로서 프리즘을 이용하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 미러라도 좋다. 반사 광학 소자를 프리즘에 의해 구성함으로써 반사 광학계 내를 통과하는 광속 직경이 작아지고, 따라서 프리즘을 소형으로 할 수 있고, 촬상 장치의 두께 방향의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 프리즘을 이하의 조건식을 만족시키는 재료로 구성하는 것이 바람직하다.
ndp ＞ 1.7
ndp : 프리즘의 d선에서의 굴절률 …(식 6)
조건식 (6)은 프리즘 재료의 굴절률의 범위를 규정하는 식이다. 하한을 상회함으로써 프리즘 내를 통과하는 광속 직경이 작아지고, 따라서 프리즘을 소형으로 할 수 있고, 촬상 장치의 두께 방향의 두께를 얇게 할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는 광로를 구부리기 위한 프리즘에 의해 촬상 소자의 긴 변 방향과 동일 방향에 광로를 90도 절곡하는 설계로 하고 있지만, 촬상 소자의 짧은 변 방향과 동일 방향에 광축을 절곡하는 설계라도 좋다. 짧은 변 방향의 광로 절곡의 경우에는 프리즘의 크기를 작게 할 수 있으므로, 줌 렌즈의 소형화에 편리하다.
본 명세서 중의「촬상 장치의 두께 방향」이라 함은, 상기 제1 렌즈군의 반사 광학 소자에 있어서의 입사면의 광축 방향과 동일 방향을 말하는 것으로 한다.
특히, 고체 촬상 소자를 구비한 촬상 장치에 이용되는 줌 렌즈에는 화면 전체 영역에 있어서 양호한 수광 감도를 얻기 위해 상측 텔레센트릭인 것이 요구된다. 상측 텔레센트릭이라 함은, 각 상고(像高)에 있어서 주광선이 광축과 평행한 각도에서 고체 촬상 소자의 촬상면에 입사하는 것을 말한다. 최근에는 고체 촬상 소자의 결상면 상에 마이크로 렌즈 어레이를 적절하게 배치함으로써, 상측 텔레센트릭의 불만족량을 보정하는 것이 가능하게 되어 왔다.
또한, 본 발명에 있어서「플라스틱 렌즈」라 함은, 플라스틱 재료를 모재로 하여 플라스틱 재료 중에 소경의 입자를 분산시킨 소재로 성형되고, 또한 플라스틱의 체적비가 절반 이상인 렌즈도 포함하는 것으로 하고, 또한 그 표면에 반사 방지나 표면 강도의 향상을 목적으로 하여 코팅 처리를 행한 경우도 포함하는 것으로 한다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 고화소의 고체 촬상 소자를 이용한 디지털 카메라나 비디오 카메라 등에 적합한 높은 결상 성능을 갖고, 변배비 5 내지 7배 정도의 소형의 줌 렌즈 및 그것을 이용한 촬상 장치를 제공할 수 있다.

Claims (15)

  1. 광축을 따라서 물체측으로부터 차례로,
    정의 굴절력을 갖고 광축 상의 위치가 변배 및 포커싱 시에 항상 고정으로 된 제1 렌즈군과,
    부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과,
    정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군과,
    정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군과,
    부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군을 갖고,
    상기 제2 렌즈군과 상기 제4 렌즈군과 상기 제5 렌즈군을 적어도 이동시켜 변배를 행하고,
    상기 제1 렌즈군은 광선을 반사시킴으로써 광로를 절곡하는 작용을 갖는 반사 광학 소자를 포함하고,
    상기 제2 렌즈군은 광축을 따라서 물체측으로부터 1매의 부렌즈, 1매의 부렌즈, 1매의 정렌즈의 순으로 구성되고,
    상기 제4 렌즈군은 적어도 2매의 정렌즈를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  2. 제1항에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    Figure 112005075505618-PAT00012
    … (식 1)
    f1 : 상기 제1 렌즈군의 초점 거리
    fw : 상기 줌 렌즈의 광각단부에서의 초점 거리
    fT : 상기 줌 렌즈의 망원단부에서의 초점 거리
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    Figure 112005075505618-PAT00013
    …(식 2)
    f2 : 상기 제2 렌즈군의 초점 거리
    fw : 상기 줌 렌즈의 광각단부에서의 초점 거리
    fT : 상기 줌 렌즈의 망원단부에서의 초점 거리
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이하의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    n2p ＞ 1.80 …(식 3)
    ν2p ＞ 26.0 …(식 4)
    n2p : 상기 제2 렌즈군의 정렌즈의 d선에서의 굴절률
    ν2p : 상기 제2 렌즈군의 정렌즈의 d선에서의 아베수
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3 렌즈군은 변배 및 포커싱 시에 광축 상의 위치가 항상 고정인 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3 렌즈군은 광축 상의 물체측 또는 상측(像側)에 개구 조리개와, 적어도 1면의 비구면 형상을 갖는 1매의 정렌즈에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제4 렌즈군은 물체측으로부터 정렌즈, 부렌즈, 정렌즈의 순으로 구성되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제4 렌즈군은 정렌즈와 부렌즈가 접합된 접합 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제5 렌즈군은 1매의 부렌즈만으로 구성되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제4 렌즈군 또는 상기 제5 렌즈군을 광축 방향으로 이동함으로써 포커싱을 행하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제4 렌즈군 및 상기 제5 렌즈군을 광축 방향으로 이동함으로써 포커싱을 행하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 정의 굴절력을 갖고, 적어도 1면의 비구면 형상을 갖는 제6 렌즈군을 갖는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 줌 렌즈는 상기 제1 렌즈군, 상기 제2 렌즈군, 상기 제3 렌즈군, 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군의 5군 구성인 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  14. 제12항에 있어서, 상기 줌 렌즈는 상기 제1 렌즈군, 상기 제2 렌즈군, 상기 제3 렌즈군, 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군, 상기 제6 렌즈군의 6군 구성인 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 줌 렌즈와, 촬상 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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