KR20060091299A - 줌렌즈 및 촬상 장치 - Google Patents

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KR20060091299A
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요시토 이와사와
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

줌렌즈의 깊이 방향의 박형화와 함께 소형화를 도모할 수 있는 줌렌즈이다. 복수의 렌즈군(GR1 내지 GR5)을 구비하고, 군 간격을 바꿈에 의해 변배(變倍)를 행하는 줌렌즈로서, 이 복수의 렌즈군(GR1 내지 GR5)중 물체에 가장 가까운 측이 되는 제 1 렌즈군(GR1)이 정의 굴절력을 가짐과 함께 고정이고, 이 제 1 렌즈군(GR1)중에 광축을 절곡하기 위한 반사부재가 마련되고, 이 반사부재가 부의 굴절력을 갖은 직각 프리즘(P)으로 구성되어 있는 것이다. 또한, 이 줌렌즈를 이용하는 촬상 장치이기도 하다.
줌 렌즈, 촬상 장치

Description

줌렌즈 및 촬상 장치{ZOOM LENS AND IMAGING DEVICE}
본 발명은, 디지털 스틸 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 디지털 입출력 기기의 촬영 광학계에 알맞은 컴팩트하면서 높은 변배율(變倍率)을 갖는 줌렌즈 및 이것을 이용한 촬상 장치에 관한 것이다.
근래, 디지털 스틸 카메라 등의 개체 촬상 소자를 이용한 촬상 장치가 보급되고 있다. 이와 같은 디지털 스틸 카메라의 보급에 수반하여 고화질화가 더 요구되고 있고, 특히 화소수가 많은 디지털 스틸 카메라 등에서는, 화소수가 많은 개체 촬상 소자에 대응하는 결상 성능이 우수한 촬영용 렌즈, 특히 줌렌즈가 요구되고 있다. 또한, 게다가, 소형화의 요구도 강하고, 소형으로 고성능인 줌렌즈가 요구되고 있다. 또한 한편으로는, 렌즈 사이에 프리즘을 삽입함으로써 광학계를 절곡하여, 광축 방향의 소형화를 더욱 추진하고 있다(예를 들면, 특개평8-248318호 공보, 특개2003-43354호 공보 참조).
그러나, 특개평8-248318호 공보에 기재된 광학계에서는, 정부정정(正負正正)의 줌 타입중의 1군중에 프리즘을 이용하여 광축을 절곡함으로써, 광축 방향의 소형화를 도모하고 있지만, 반사부재보다 물체측에 렌즈가 배치되기 때문에, 충분한 소형화를 도모할 수가 없다.
또한, 특개2003-43354호 공보에 기재된 광학계에서는, 물체에 가장 가까운 측에 부의 굴절력을 갖는 프리즘을 배치하여, 절곡부분의 소형화는 달성하고 있지만, 마이너스 리드이기 때문에 조리개 기구가 크고, 게다가 조리개 기구가 주밍중에 광축상을 이동하고 있기 때문에 경통(鏡筒)을 포함한 소형화가 충분히 달성되고 있지 않다.
본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은, 복수의 렌즈군을 구비하고, 군 간격을 바꿈에 의해 변배를 행하는 줌렌즈로서, 이 복수의 렌즈군중 물체에 가장 가까운 측의 렌즈군이 정의 굴절력을 가짐과 함께 고정이고, 그 렌즈군중에 광축을 절곡하기 위한 반사부재가 마련되고, 이 반사부재가 부의 굴절력을 갖은 프리즘으로 구성되어 있는 것이다. 또한, 이 줌렌즈를 이용하는 촬상 장치이기도 한다.
또한, 본 발명은, 복수의 렌즈군을 구비하고, 군 간격을 바꿈에 의해 변배를 행하는 줌렌즈로서, 이 복수의 렌즈군중 물체에 가장 가까운 측의 렌즈군중에 광축을 절곡하기 위한 반사부재가 배치되고, 이 반사부재가 부의 굴절력을 갖은 프리즘으로 구성되고, 변배중 조리개 위치가 고정되어 있는 것이다. 또한, 이 줌렌즈를 이용하는 촬상 장치이기도 한다.
이와 같은 본 발명에서는, 광학계의 절곡에 의해 광축 방향의 소형화를 도모할 수 있음과 함께, 광학 특성에 우수한 줌렌즈를 구성할 수 있게 된다.
따라서 본 발명에서는, 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라 등에 이용되는 줌렌즈의 결상 성능의 향상 및 소형화를 달성하는 것이 가능해진다.
도 1은 제 1의 실시예에 관한 줌렌즈의 단초점 거리단(距離端)에서의 렌즈 구성도.
도 2는 제 2의 실시예에 관한 줌렌즈의 단초점 거리단에서의 렌즈 구성도.
도 3은 제 3의 실시예에 관한 줌렌즈의 단초점 거리단에서의 렌즈 구성도.
도 4는 제 1의 실시예에 관한 줌렌즈의 단초점 거리단에서의 여러가지 수차도.
도 5는 제 1의 실시예에 관한 줌렌즈의 중간초점 거리에서의 여러가지 수차도.
도 6은 제 1의 실시예에 관한 줌렌즈의 장초점 거리단에서의 여러가지 수차도.
도 7은 제 2의 실시예에 관한 줌렌즈의 단초점 거리단에서의 여러가지 수차도.
도 8은 제 2의 실시예에 관한 줌렌즈의 중간초점 거리에서의 여러가지 수차도.
도 9는 제 2의 실시예에 관한 줌렌즈의 장초점 거리단에서의 여러가지 수차도.
도 10은 제 3의 실시예에 관한 줌렌즈의 단초점 거리단에서의 여러가지 수차도.
도 11은 제 3의 실시예에 관한 줌렌즈의 중간초점 거리단에서의 여러가지 수차도.
도 12는 제 3의 실시예에 관한 줌렌즈의 장초점 거리단에서의 여러가지 수차도.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 설명한다. 즉, 본 실시 형태는, 줌렌즈 중에 광축을 절곡하기 위한 반사부재가 정의 굴절력을 갖는 고정된 1군중에 포함되고, 상기 반사부재가 부의 굴절력을 갖은 프리즘으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 실시 형태의 줌렌즈는, 복수의 렌즈군을 구비하고, 군 간격을 바꿈에 의해 변배를 행하는 것으로서, 이 복수의 렌즈군중 물체에 가장 가까운 측의 렌즈군이 정의 굴절력을 가짐과 함께 고정이고, 그 렌즈군중에 광축을 절곡하기 위한 반사부재가 마련되고, 이 반사부재가 부의 굴절력을 갖은 프리즘으로 구성되어 있다. 또한, 상기 반사부재가 물체에 가장 가까운 측에 배치되어 있는 것이기도 하다.
또한, 본 실시 형태의 줌렌즈는, 복수의 렌즈군을 구비하고, 군 간격을 바꿈에 의해 변배를 행하는 것으로서, 이 복수의 렌즈군중 물체에 가장 가까운 측의 렌즈군중에 광축을 절곡하기 위한 반사부재가 배치되고, 이 반사부재가 부의 굴절력을 갖은 프리즘으로 구성되고, 변배중 조리개 위치가 고정되어 있는 것이기도 하다. 또한, 상기 반사부재가 물체에 가장 가까운 측에 배치되어 있는 것이기도 하 다.
또한, 본 실시 형태에 관한 줌렌즈는, 주밍(변배)중, 조리개가 고정되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 관한 줌렌즈는, 반사부재가 프리즘으로 구성되고, 이 프리즘으로서 이하의 조건식(1)을 만족하는 것이 바람직하다.
조건식(1) 1.7<Npd
단,
Npd : 반사부재를 구성하는 프리즘의 굴절율이다.
여기서, 상기 조건식(1)은, 반사부재의 굴절율을 규정하는 조건식이다. 프리즘의 굴절율이 조건식(1)의 하한 이하인 경우는, 프리즘의 굴절력을 올리고자 하면, 입사면의 곡률이 너무 강해저서, 왜곡이나 상면의 보정이 곤란해짐과 함께 소형화가 곤란해진다.
또한, 더욱 바람직하게는, 프리즘이 이하의 조건식(2)을 만족하는 것이 바람직하다.
조건식(2) 1.8<Npd
단,
Npd : 반사부재를 구성하는 프리즘의 굴절율이다.
또한, 부의 굴절력을 갖는 프리즘은, 몰드 성형으로 가공하는 것이 바람직하지만, 프리즘에 렌즈를 접합함으로써 프리즘을 구성하여도 좋다. 또한, 왜곡의 보정을 전기적인 신호의 처리에 의해 행하여도 좋다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예에 관해 설명한다. 도 1은, 제 1의 실시예에 관한 줌렌즈의 구성도이다. 도면중 화살표는, 광각단(廣角端)으로부터 망원단(望遠端)에 이르기까지의 각 렌즈군의 이동 궤적을 나타내고 있다. 제 1의 실시예에 관한 줌렌즈에서는, 물체측으로부터 차례로, 정(正)의 제 1 렌즈군(GR1), 부(負)의 제 2 렌즈군(GR2), 정의 제 3 렌즈군(GR3), 정의 제 4 렌즈군(GR4), 부의 제 5 렌즈군(GR5)으로 되어 있고, 제 1 렌즈군(GR1)은, 광축을 90°절곡하기 위한 부의 굴절력을 갖는 프리즘(G1)과, 양면 비구면을 갖는 정(正)렌즈(G2)로 구성된다.
제 2 렌즈군(GR2)은, 부(負)렌즈(G3)와, 부렌즈(G4)와 정렌즈(G5)의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 3 렌즈군(GR3)은, 양면 비구면을 갖는 정렌즈(G6)로 구성된다.
제 4 렌즈군(GR4)은, 물체측에 비구면을 갖는 정렌즈(G7)와 부렌즈(G8)의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 5 렌즈군(GR5)은, 부렌즈(G9)와 정렌즈(G10)의 접합 렌즈와, 물체측에 비구면을 갖는 정렌즈(G11)로 구성된다.
도 2는, 제 2의 실시예에 관한 줌렌즈의 구성도이다. 도면중 화살표는, 광각단부터 망원단에 이르기까지의 각 렌즈군의 이동 궤적을 나타내고 있다. 제 2의 실시예에 관한 줌렌즈에서는, 물체측으로부터 차례로, 정의 제 1 렌즈군(GR1), 부의 제 2 렌즈군(GR2), 정의 제 3 렌즈군(GR3), 정의 제 4 렌즈군(GR4), 부의 제 5 렌즈군(GR5)으로 되어 있고, 제 1 렌즈군(GR1)은, 물체측에 비구면을 갖는 부렌즈(G1)와, 광축을 90°절곡하기 위한 직각 프리즘(P)과의 접합 렌즈와, 양면 비구면 을 갖는 정렌즈(G2)로 구성된다.
제 2 렌즈군(GR2)은, 부렌즈(G3)와, 부렌즈(G4)와 정렌즈(G5)의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 3 렌즈군(GR3)은, 양면 비구면을 갖는 정렌즈(G6)로 구성된다.
제 4 렌즈군(GR4)은, 물체측에 비구면을 갖는 정렌즈(G7)와 부렌즈(G8)의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 5 렌즈군(GR5)은, 부렌즈(G9)와 정렌즈(G10)의 접합 렌즈와, 물체측에 비구면을 갖는 정렌즈(G11)로 구성된다.
도 3은, 제 3의 실시예에 관한 줌렌즈의 구성도이다. 도면중 화살표는, 광각단부터 망원단에 이르기까지의 각 렌즈군의 이동 궤적을 나타내고 있다. 제 3의 실시예에 관한 줌렌즈에서는, 물체측으로부터 차례로, 정의 제 1 렌즈군(GR1), 부의 제 2 렌즈군(GR2), 정의 제 3 렌즈군(GR3), 정의 제 4 렌즈군(GR4), 부의 제 5 렌즈군(GR5)으로 되어 있고, 제 1 렌즈군(GR1)은, 부렌즈(G1)와, 광축을 90°절곡하기 위한 직각 프리즘(P)과의 접합 렌즈와, 양면 비구면을 갖는 정렌즈(G2)로 구성된다.
제 2 렌즈군(GR2)은, 부렌즈(G3)와, 부렌즈(G4)와 정렌즈(G5)의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 3 렌즈군(GR3)은, 양면 비구면을 갖는 정렌즈(G6)로 구성된다.
제 4 렌즈군(GR4)은, 물체측에 비구면을 갖는 정렌즈(G7)와 부렌즈(G8)의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 5 렌즈군(GR5)은, 부렌즈(G9)와 정렌즈(G10)의 접합 렌즈와, 물체측에 비구면을 갖는 정렌즈(G11)로 구성된다.
이하의 표 1 내지 표 3에, 각각 제 1의 실시예 내지 제 3의 실시예에 관한 줌렌즈의 제원(諸元)을 표시한다.
Figure 112006015778749-PCT00001
Figure 112006015778749-PCT00002
Figure 112006015778749-PCT00003
각 표중, FNo.는 F넘버, f는 초점 거리, ω은 반화각(半畵角), R은 곡률 반경, d는 렌즈면 간격, nd는 d선에 대한 굴절율, vd는 아베수(Abbe number)를 나타낸다. 또한, ASP로 나타낸 면은 비구면이고, 비구면의 형상은 다음 수식 1로 표시되는 형상이다.
Figure 112006015778749-PCT00004
이하의 표 4에 상기 제 1의 실시예 내지 제 3의 실시예에 나타낸 줌렌즈에 있어서의 조건식(1)의 조건을 충족시키기 위한 각 수치를 표시한다.
Figure 112006015778749-PCT00005
또한, 도 4 내지 도 12에 각각의 실시예의 여러가지 수차도를 도시한다. 도 4는 제 1의 실시예의 단초점 거리단(距離端)에서의 여러가지 수차도(收差圖), 도 5는 제 1의 실시예의 중간초점 거리에서의 여러가지 수차도, 도 6은 제 1의 실시예의 장초점 거리단에서의 여러가지 수차도이다. 또한, 도 7은 제 2의 실시예의 단초점 거리단에서의 여러가지 수차도, 도 8은 제 2의 실시예의 중간초점 거리에서의 여러가지 수차도, 도 9는 제 2의 실시예의 장초점 거리단에서의 여러가지 수차도이다. 또한, 도 10은 제 3의 실시예의 단초점 거리단에서의 여러가지 수차도, 도 11은 제 3의 실시예의 중간초점 거리에서의 여러가지 수차도, 도 12는 제 3의 실시예의 장초점 거리단에서의 여러가지 수차도이다.
각 도면에 있어서, 구면 수차에서는 종축은 개방 F값과의 비율, 횡축에 디포커스를 취하고, 실선이 d선, 파선이 c선, 1점쇄선이 g선에서의 구면 수차를 나타낸다. 비점(非点) 수차에서는 종축이 상높이(像高), 횡축이 포커스이고, 실선이 새지털(sagittal), 파선이 메리디오널(meridional)의 상면(像面)을 나타낸다. 왜곡(歪曲) 수차는 종축은 상높이, 횡축은 왜곡(％)을 나타낸다.
제 1의 실시예 내지 제 3의 실시 형태에 관한 각 줌렌즈는 상기 표 4로부터도 분명한 바와 같이, 조건식(1)을 만족하고, 또한, 각 수차도에 도시한 바와 같이, 광각단, 광각단과 망원단과의 중간초점 거리 및 망원단에 있어서, 각 수차 모두 균형 좋게 보정되어 있다.
또한, 상기 실시 형태 및 실시예로서 나타낸 각 부분의 구체적인 형상 및 구조는, 어느 것이나 본 발명을 실시함에 있어서의 구체화의 한 예를 나타낸 것에 지나지 않고, 이들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안된다.
본 발명에 관한 줌렌즈는, 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치 외에, 휴대 전화기, 퍼스널 컴퓨터, 휴대형 단말(PDA) 등에 조립되는 촬상 기능 부분에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (10)

  1. 복수의 렌즈군을 구비하고, 군 간격을 바꿈에 의해 변배를 행하는 줌렌즈로서,
    상기 복수의 렌즈군중 물체에 가장 가까운 측의 렌즈군이 정의 굴절력을 가짐과 함께 고정이고, 그 렌즈군중에 광축을 절곡하기 위한 반사부재가 마련되고, 이 반사부재가 부의 굴절력을 갖은 프리즘으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 줌렌즈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반사부재가 물체에 가장 가까운 측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 줌렌즈.
  3. 복수의 렌즈군을 구비하고, 군 간격을 바꿈에 의해 변배를 행하는 줌렌즈로서,
    상기 복수의 렌즈군중 물체에 가장 가까운 측의 렌즈군중에 광축을 절곡하기 위한 반사부재가 배치되고, 이 반사부재가 부의 굴절력을 갖은 프리즘으로 구성되고, 변배중 조리개 위치가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 줌렌즈.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 반사부재가 물체에 가장 가까운 측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 줌렌즈.
  5. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사부재가 이하의 조건식(1), 즉
    조건식(1)
    1.7<Npd (단, Npd : 반사부재를 구성하는 프리즘의 굴절율이다)
    을 만족하는 프리즘으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 줌렌즈.
  6. 복수의 렌즈군을 구비하고, 군 간격을 바꿈에 의해 변배를 행하는 줌렌즈와, 그 줌렌즈에 의해 형성된 광학상을 전기적인 신호로 변환하는 촬상 소자를 구비한 촬상 장치로서,
    상기 줌렌즈를 구성하는 상기 복수의 렌즈군중 물체에 가장 가까운 측의 렌즈군이 정의 굴절력을 가짐과 함께 고정이고, 그 렌즈군중에 광축을 절곡하기 위한 반사부재가 마련되고, 이 반사부재가 부의 굴절력을 갖은 프리즘으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 반사부재가 물체에 가장 가까운 측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  8. 복수의 렌즈군을 구비하고, 군 간격을 바꿈에 의해 변배를 행하는 줌렌즈와, 그 줌렌즈에 의해 형성된 광학상을 전기적인 신호로 변환하는 촬상 소자를 구비한 촬상 장치로서,
    상기 줌렌즈를 구성하는 복수의 렌즈군의 물체에 가장 가까운 측의 렌즈군중에 광축을 절곡하기 위한 반사부재가 배치되고, 이 반사부재가 부의 굴절력을 갖은 프리즘으로 구성되고, 변배중 조리개 위치가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 반사부재가 물체에 가장 가까운 측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  10. 제 6항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사부재가 이하의 조건식(1), 즉
    조건식(1)
    1.7<Npd (단, Npd : 반사부재를 구성하는 프리즘의 굴절율이다)
    을 만족하는 프리즘으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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