KR20070045935A - 줌 렌즈 및 촬상 장치 - Google Patents

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에이지 야노
겐 다나까
다꾸야 쯔쯔미
다쯔유끼 다까하시
쯔또무 나이또오
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 렌즈 직경의 소형화가 가능하고, 상 시프트 시에 발생하는 제수차의 변동을 억제한 줌 렌즈 및 상기 줌 렌즈를 사용한 촬상 장치를 제공하는 것이다.
복수의 가동 렌즈군을 갖는 배율 변경부와, 상기 배율 변경부의 상측에 배치되는 프리즘(1)을 갖고, 상기 프리즘은 상기 배율 변경부로부터의 광속이 입사하는 입사 평면(2a)과, 상면을 향해 광속이 사출되는 사출 평면(3a)을 갖고, 상기 입사 평면 및 상기 사출 평면 중 적어도 어느 한쪽 면이 광축에 대해 틸팅 가능하게 구성되고, 상기 틸팅 가능한 평면을 기울임으로써 소정량만큼 촬영 범위가 시프트되고, 상기 배율 변경부는 물체측으로부터 차례로 전방측 렌즈군, 개구 조리개, 후방측 렌즈군이 배열되어 구성되고, 조건식 (1) 0.25 ＜ øb/ø ＜ 0.8, (2) 3 ＜ BfㆍFNO/Ymax를 만족시킨다(øb는 광각 단부 상태에 있어서의 후방측 렌즈군의 굴절력, ø는 광각 단부 상태에 있어서의 줌 렌즈 전체의 굴절력, Bf는 망원 단부 상태에 있어서의 프리즘의 사출 평면으로부터 상면까지의 광축에 따른 거리, FNO는 망원 단부 상태에 있어서의 F넘버, Ymax는 최대 상 높이).
줌 렌즈, 촬상 장치, 프리즘, 배율 변경부, 개구 조리개

Description

줌 렌즈 및 촬상 장치{ZOOM LENS AND IMAGING APPARATUS}
도1은 본 발명 줌 렌즈의 제1 실시 형태의 굴절력 배치와 배율 변경 시에 있어서의 각 렌즈군의 가동의 가부 및 이동의 궤적을 도시하는 도면.
도2는 제1 실시 형태에 관한 줌 렌즈의 렌즈 구성을 도시하는 도면.
도3은 도4 내지 도6과 함께 제1 실시 형태에 구체적 수치를 적용한 제1 수치 실시예의 각종 수차도를 도시하는 것으로, 본 도면은 광각 단부 상태에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차 및 횡수차를 도시하는 도면.
도4는 망원 단부 상태에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차 및 횡수차를 도시하는 도면.
도5는 광각 단부 상태에서의 0.5도 상당의 상떨림을 보정한 상태에 있어서의 횡수차를 도시하는 도면.
도6은 망원 단부 상태에서의 0.5도 상당의 상떨림을 보정한 상태에 있어서의 횡수차를 도시하는 도면.
도7은 본 발명 줌 렌즈의 제2 실시 형태의 굴절력 배치와 배율 변경 시에 있어서의 각 렌즈군의 가동의 가부 및 이동의 궤적을 도시하는 도면.
도8은 제2 실시 형태에 관한 줌 렌즈의 렌즈 구성을 도시하는 도면.
도9는 도10 내지 도12와 함께 제2 실시 형태에 구체적 수치를 적용한 제2 수 치 실시예의 각종 수차도를 도시하는 것으로, 본 도면은 광각 단부 상태에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차 및 횡수차를 도시하는 도면.
도10은 망원 단부 상태에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차 및 횡수차를 도시하는 도면.
도11은 광각 단부 상태에서의 0.5도 상당의 상떨림을 보정한 상태에 있어서의 횡수차를 도시하는 도면.
도12는 망원 단부 상태에서의 0.5도 상당의 상떨림을 보정한 상태에 있어서의 횡수차를 도시하는 도면.
도13은 본 발명 줌 렌즈의 제3 실시 형태의 굴절력 배치와 배율 변경 시에 있어서의 각 렌즈군의 가동의 가부 및 이동의 궤적을 도시하는 도면.
도14는 제3 실시 형태에 관한 줌 렌즈의 렌즈 구성을 도시하는 도면.
도15는 도16 내지 도18과 함께 제3 실시 형태에 구체적 수치를 적용한 제3 수치 실시예의 각종 수차도를 도시하는 것으로, 본 도면은 광각 단부 상태에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차 및 횡수차를 도시하는 도면.
도16은 망원 단부 상태에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차 및 횡수차를 도시하는 도면.
도17은 광각 단부 상태에서의 0.5도 상당의 상떨림을 보정한 상태에 있어서의 횡수차를 도시하는 도면.
도18은 망원 단부 상태에서의 0.5도 상당의 상떨림을 보정한 상태에 있어서의 횡수차를 도시하는 도면.
도19는 도20과 함께 프리즘의 구체적인 예를 나타내는 것으로, 본 도면은 개략 단면도.
도20은 일부를 생략하여 도시하는 개략 사시도.
도21은 도22와 함께 프리즘의 다른 구체적인 예를 나타내는 것으로, 본 도면은 개략 정면도.
도22는 정면도 중앙 종단면도.
도23은 본 발명 촬상 장치의 실시 형태를 나타내는 블럭도.
도24는 본 발명 줌 렌즈의 개념을 설명하는 도면.
도25는 도26과 함께 조건식 (1)의 개념을 설명하는 것으로, 본 도면은 상한치를 상회한 상태를 설명하는 도면.
도26은 하한치를 하회한 상태를 설명하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 8 : 프리즘
2 : 제1 평행 평판
2a : 입사 평면
3 : 제2 평행 평판
3a : 사출 평면
9 : 평오목 렌즈(제1 렌즈)
9a : 물체측면(입사 평면)
9b : 상측면(곡면)
10 : 평볼록 렌즈(제2 렌즈)
10a : 물체측면(곡면)
10b : 상측면(사출 평면)
16 : 오일(마찰 저감 매체)
20, 30, 40, 110 : 줌 렌즈
100 : 촬상 장치
120 : 촬상 소자
140 : 제어 회로(제어 수단)
170 : 손떨림 검출 수단
181 : 구동부(손떨림 구동부)
[문헌 1] 일본 특허 공개 평6-337353호 공보
[문헌 2] 일본 특허 공개 소51-40942호 공보
[문헌 3] 일본 특허 공개 소62-153816호 공보
[문헌 4] 일본 특허 공개 평2-168223호 공보
[문헌 5] 일본 특허 공개 평10-246855호 공보
[문헌 6] 일본 특허 공개 평11-44845호 공보
본 발명은 새로운 줌 렌즈 및 촬상 장치에 관한 것이다. 상세한 것은 가변 정상각 프리즘을 이용하여 상 시프트 가능하게 하는 동시에 소형화와 고성능화를 달성하는 기술에 관한 것이다.
종래부터, 카메라에 있어서의 기록 수단으로서, CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등의 광전 변환 소자를 이용한 촬상 소자에 의해 촬상 소자면 상에 형성된 피사체상을 각 광전 변환 소자에 의해 피사체 상의 광량을 전기적 출력으로 변환하여 기록하는 방법이 알려져 있다.
최근 미세 가공 기술의 기술 진보에 수반하여 중앙 연산 처리 장치(CPU)의 고속화나 기억 매체의 고집적화가 도모되고, 그것까지는 취급할 수 없었던 대용량의 화상 데이터를 고속 처리할 수 있도록 되고 있다. 또한, 수광 소자에 있어서도 고집적화나 소형화가 도모되고, 고집적화에 의해 보다 높은 공간 주파수의 기록이 가능해지고, 소형화에 의해 카메라 전체의 소형화를 도모할 수 있도록 되고 있다.
단, 상술한 고집적화나 소형화에 의해, 개개의 광전 변환 소자의 수광 면적이 좁아지고, 전기 출력의 저하에 수반하여 노이즈의 영향이 커진다는 문제가 있었다. 이를 방지하기 위해, 광학계의 대구경비화에 의해 수광 소자 상에 도달하는 광량을 증대시키거나, 또한 각 소자의 직전에 미소한 렌즈 소자(소위, 마이크로 렌즈 어레이)를 배치하거나 하고 있었다. 상기 마이크로 렌즈 어레이는 인접하는 소자끼리의 사이에 이르는 광속을 소자 상으로 유도하는 대신에, 렌즈계의 사출 동공 위치에 제약을 부여하고 있었다. 렌즈계의 사출 동공 위치가 수광 소자에 근접하는, 즉 수광 소자에 도달하는 주광선이 광축과 이루는 각도가 커지면, 화면 주변부 를 향하는 축외 광속이 광축에 대해 큰 각도를 이루고, 그 결과, 수광 소자 상에 도달하지 않고, 광량 부족을 초래하기 때문이다.
이들 광전 변환 소자에 의해 피사체 상을 기록하는 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라 등에 적합한 줌 렌즈로서는, 예를 들어 양음양양 4군 줌 렌즈가 알려져 있다.
양음양양 4군 줌 렌즈는 물체측으로부터 차례로 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군, 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군, 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군, 양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군이 배열되어 구성되고, 광각 단부 상태로부터 망원 단부 상태까지 렌즈 위치 상태가 변화될 때에 제1 렌즈군 및 제3 렌즈군이 광축 방향에 고정되고, 제2 렌즈군이 상측으로 이동함으로써 배율 변경 작용이 이루어지고, 제4 렌즈군이 제2 렌즈군의 이동에 의해 발생하는 상면(像面) 위치의 변동을 보상하는 작용을 이룬다. 구체적으로는, 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다.
그런데, 줌비가 큰 줌 렌즈에서는 망원 단부 상태에 있어서의 화각이 좁아지기 때문에 미소한 손떨림에 의해서도 상의 흔들림이 크게 발생한다는 문제가 있었다.
이 손떨림 등에 의한 상의 흔들림을 보정하는 손떨림 보정 방식으로서, 광학식 손떨림 보정 시스템이 알려져 있다.
광학식 손떨림 보정 시스템에서는 셔터 릴리스(release)에 기인하는 손떨림에 수반하는 카메라의 흔들림을 검출하는 검출계, 검출계로부터 출력되는 신호를 기초로 하여 구동계에 변위를 부여하는 제어계, 제어계로부터의 출력을 기초로 하 여 광학계를 구동하는 구동계, 구동계에 의해 변위가 주어졌을 때에 상 시프트가 가능한 광학계를 조합함으로써, 카메라의 흔들림에 수반하는 상의 흔들림을 광학계의 변위에 수반하는 상의 흔들림에 의해 서로 상쇄하여 보정하는 것이 가능하다.
이들 광학식 손떨림 보정 시스템에 이용하는 광학계에서는 렌즈계의 일부를 광축에 수직한 방향에 시프트 시키는 렌즈 시프트 방식, 또는 렌즈계 직전에 배치된 프리즘의 정상각을 변화시키는 가변 정상각 프리즘 방식 등의 방법이 알려져 있다.
렌즈 시프트 방식에 있어서는, 소정의 렌즈를 시프트시켰을 때에 발생하는 광학 성능의 변화를 억제하기 위해, 렌즈 매수가 증가하는 렌즈를 공중에(중립 위치에) 보유 지지할 필요가 있으므로, 전력 절약화가 어렵다는 문제가 있었다.
가변 정상각 프리즘 방식에는 상기한 렌즈 시프트 방식에 있었던 문제점이 없다.
가변 정상각 프리즘 방식에는 가변 정상각 프리즘을 광학계의 가장 물체측에 배치하는 것과, 광학계 중에 배치하는 것이 있다.
가변 정상각 프리즘을 광학계의 가장 물체측에 배치한 예로서는, 특허문헌 2에 개시된 광학계가 있다.
가변 정상각 프리즘을 가장 물체측에 배치한 경우에는 정상각을 변화시킨 양에 대한 화각의 변화가 줌 렌즈의 초점 거리에 의존하지 않는다는 특징이 있다. 손떨림 등에 수반하는 카메라의 흔들림에 의해 일어나는 상의 흔들림을 보정하는 경우, 줌 렌즈의 초점 거리에 의존하지 않고 정상각을 제어 가능한 이점이 있다. 그러나, 한편, 망원 단부 상태에서는 보다 크게 상떨림이 발생하기 때문에, 줌비가 커지면, 망원 단부 상태에서는 정지 정밀도가 매우 높아져 구동 기구의 고정밀도화가 요구된다는 문제가 있었다.
또한, 가변 정상각 프리즘이 렌즈 직경이 큰 제1 렌즈군의 물체측에 배치되기 때문에 가변 정상각 프리즘에 입사하는 광속의 직경이 크고, 그 결과, 가변 정상각 프리즘 자체가 매우 대형화된다는 문제가 있고, 또한 사용자의 손이 가변 정상각 프리즘에 직접 닿지 않도록 하기 위해, 보호 유리의 배치 등의 보호 수단을 강구할 필요가 있다. 이들로 인해, 소형화에는 한계가 있었다.
이에 대해, 광학계 중에 가변 정상각 프리즘을 배치한 예로서, 특허문헌 3, 특허문헌 4, 특허문헌 5, 특허문헌 6 등에 개시된 것이 알려져 있다.
특허문헌 3에 개시된 광학계에서는 평행 광속이 이루는 부분에 가변 정상각 프리즘을 배치하고 있다. 특허문헌 4에 개시된 광학계에서는 마스터 렌즈군의 전방에 가변 정상각 프리즘을 배치하고 있다. 특허문헌 5, 특허문헌 6에 개시된 광학계에서는 개구 조리개 근방에 가변 정상각 프리즘을 배치하고 있다.
이들 특허문헌 3 내지 6에 개시된 광학계에 있어서는 축상 광속이 평행 광에 가까운 상태에서 가변 정상각 프리즘에 입사하기 때문에 프리즘 각을 변화시켰을 때의 축상 수차의 변동을 적게 할 수 있다는 특징이 있었다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평6-337353호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허 공개 소51-40942호 공보
[특허문헌 3] 일본 특허 공개 소62-153816호 공보
[특허문헌 4] 일본 특허 공개 평2-168223호 공보
[특허문헌 5] 일본 특허 공개 평10-246855호 공보
[특허문헌 6] 일본 특허 공개 평11-44845호 공보
그런데, 광학계를 통과하는 광속은 렌즈에 의해 굴절되면서 상면에 이른다. 이로 인해, 화면 중심부를 향하는 광속은 발산되거나, 수렴되거나 하여 상면에 이른다. 동시에, 화면 주변부를 향하는 주광선은 광축과 이루는 각도를 변화시키면서 상면에 이른다.
이로 인해, 광학계 중에 가변 정상각 프리즘을 배치한 경우, 제1 렌즈군보다 물체측에 배치하는 경우에 비해 소형화할 수 있는 이점이 있는 반면, 코마 수차가 발생하거나, 색수차가 변동되거나, 혹은 사다리꼴 왜곡이 발생하는 등의 문제가 있었다.
특히, 사다리꼴 왜곡이 발생하면, 화면 중심부에서 상떨림을 양호하게 보정해도 화면 주변부에서는 상떨림을 보정할 수 없으므로 치명적인 문제였다. 그리고, 이 사다리꼴 왜곡은 광속이 평행광이 아닌 경우에, 주광선이 광축과 큰 각도를 이루는 위치에서 현저하게 발생하는 경향이 있다.
그래서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하고, 렌즈 직경의 소형화가 가능하고, 상 시프트 시에 발생하는 제수차의 변동을 억제한 줌 렌즈 및 상기 줌 렌즈를 사용한 촬상 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명 줌 렌즈는 상기한 과제를 해결하기 위해, 복수의 가동 렌즈군을 갖는 배율 변경부와, 상기 배율 변경부의 상측에 배치되는 프리즘을 갖고, 상기 프리즘은 상기 배율 변경부로부터의 광속이 입사하는 입사 평면과, 상면을 향해 광속이 사출되는 사출 평면을 갖고, 상기 입사 평면 및 상기 사출 평면 중 적어도 어느 한쪽 면이 광축에 대해 틸팅 가능하게 구성되고, 상기 틸팅 가능한 평면을 기울임으로써 소정량만큼 촬영 범위가 시프트되고, 상기 배율 변경부는 물체측으로부터 차례로 전방측 렌즈군, 개구 조리개, 후방측 렌즈군이 배열되어 구성되고, øb를 광각 단부 상태에 있어서의 후방측 렌즈군의 굴절력, ø를 광각 단부 상태에 있어서의 줌 렌즈 전체의 굴절력, Bf를 망원 단부 상태에 있어서의 프리즘의 사출 평면으로부터 상면까지의 광축에 따른 거리, FNO를 망원 단부 상태에 있어서의 F넘버, Ymax를 최대 상 높이로 하여 조건식 (1) 0.25 ＜ øb/ø ＜ 0.8 및 조건식 (2) 3 ＜ BfㆍFNO/Ymax를 만족시킨다.
따라서, 본 발명 줌 렌즈에 있어서는 상기 프리즘의 틸팅 가능한 평면을 기울임으로써 촬영 범위가 시프트된다.
또한, 본 발명 촬상 장치는 상기한 본 발명 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈에 의해 형성한 광학상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자와, 상기 촬상 소자의 떨림을 검출하는 손떨림 검출 수단과, 상기 손떨림 검출 수단에 의해 검출한 촬상 소자의 떨림에 의한 화상 떨림을 보정하기 위한 떨림 보정각을 산출하고, 상기 줌 렌즈를 상기 떨림 보정각에 대응한 양만큼 촬영 범위를 시프트하는 소정의 상태로 하는 보정 신호를 송출하는 손떨림 제어 수단과, 상기 보정 신호를 기초로 하여 줌 렌즈를 소 정의 상태로 하는 손떨림 구동부를 구비한다.
따라서, 본 발명 촬상 장치에 있어서는, 촬상 소자에 떨림이 생기면 상기 촬상 소자의 떨림에 의한 촬영 범위의 떨림을 캔슬하는 데 필요한 소정량만큼 촬영 범위를 시프트시키도록 프리즘의 틸팅 가능한 평면을 기울인다.
이하에, 본 발명 줌 렌즈 및 촬상 장치를 실시하기 위한 최량의 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명 줌 렌즈는 복수의 가동 렌즈군을 갖는 배율 변경부와, 상기 배율 변경부의 상측에 배치되는 프리즘을 갖고, 상기 프리즘은 상기 배율 변경부로부터의 광속이 입사하는 입사 평면과, 상면을 향해 광속이 사출되는 사출 평면을 갖고, 상기 입사 평면 및 상기 사출 평면 중 적어도 어느 한쪽 면이 광축에 대해 틸팅 가능하게 구성되고, 상기 틸팅 가능한 평면을 기울임으로써 소정량만큼 촬영 범위가 시프트되고, 상기 배율 변경부는 물체측으로부터 차례로 전방측 렌즈군, 개구 조리개, 후방측 렌즈군이 배열되어 구성된다.
본 발명 줌 렌즈에서는 가장 상측에(가변 정상각) 프리즘을 배치하고, 정상각을 변화시킴으로써 상면을 향하는 광속에 대해 편광 작용을 이루고, 촬영 범위를 시프트시키고 있다.
우선, 프리즘을, 상기한 바와 같이, 광학계의 가장 상측에 배치함으로써 프리즘의 소형화를 도모할 수 있고, 나아가서는 광학계 자체의 소형화가 가능해진다.
다음에, 프리즘을 통과하는 주광선이 광축과 이루는 각도가 커지면, 사다리꼴 왜곡이 발생하지만, 본 발명 줌 렌즈에 있어서는 상기 조건식 (1)을 만족시킴으 로써, 사출 동공 위치를 상면으로부터 필요 충분하게 이격된 위치로 함으로써, 프리즘을 통과하는 주광선의 광축과 이루는 각도를 평행하고 가깝게 하여 사다리꼴 왜곡의 발생을 억제할 수 있었다.
또한, 줌 렌즈의 가장 상측에 프리즘을 배치한 경우, 초점 거리가 커짐에 따라서 정상각의 변화량이 커지기 때문에 코마 수차가 발생하기 쉽다는 문제가 있지만, 본 발명 줌 렌즈에 있어서는 프리즘으로부터 상면까지의 거리를 크게 함으로써 작은 경사각에서도 상이 크게 시프트되도록 하고, 정상각의 변화량이 커지는 것을 피하고, 코마 수차의 발생을 억제하는 것으로 하고 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 정상각의 각도(θ)가 커지면 코마 수차가 발생하기 때문에, 소정의 상 시프트량을 얻는 데 필요한 정상각의 각도(θ)를 억제하기 위해서는 프리즘으로부터 상면까지의 거리(＝L)를 크게 하는 것이 필요하지만, 상기 거리(L)가 지나치게 커지면 광학계의 대형화를 초래한다.
상기한 코마 수차의 양은 줌 렌즈의 F넘버(구경비)에 의존한다. F넘버를 FNO라고 할 때, 축상 광속의 입사 평면으로의 입사 최대각(θF)은
θF ＝ tan－1(1/2 FNO)
로 산출할 수 있다.
이때, 프리즘의 정상각의 각도(θ)와 입사 최대각(θF)의 비(θF/θ)가 커지면 코마 수차의 발생량이 커지기 때문에, 본 발명 줌 렌즈에 있어서는 θF/θ를 작게 함으로써, 프리즘의 정상각을 변화시켰을 때에 발생하는 코마 수차의 양을 억제 하고 있다.
본 발명 줌 렌즈의 개념을 도24에 도시한다.
줌 렌즈(a)를 사출한 축상 광속(b)은 프리즘(c)에 통과하여 상면(d)에 이른다. 이때, 입사 평면(e)은 고정으로 하고 사출 평면(f)이 경사각(θ)[rad]만큼 기울었을 때의 상 시프트량(δy)은
δy ＝ Lㆍθ(n － 1)
로 표현된다. 단, L은 사출 평면(f)으로부터 상면(d)까지의 거리, n은 프리즘(3)의 굴절률이다.
소정의 상 시프트량(δy)을 얻는 경우, 프리즘(c)으로부터 상면까지의 거리(L)를 길게 할수록 프리즘의 정상각의 각도(θ)를 작게 할 수 있다.
이로 인해, 본 발명 줌 렌즈에 있어서는 상기 조건식 (2)를 만족시킴으로써, 극단적인 대형화를 일으키지 않는 상태에서 프리즘(c)으로부터 상면(d)까지의 거리(L)를 가능한 한 길게 하고 있다.
이하에, 각 조건식 (1), (2), (3)의 상세에 대해 설명한다.
조건식 (1) 0.25 ＜ øb/ø ＜ 0.8
단,
øb : 광각 단부 상태에 있어서의 후방측 렌즈군의 굴절력
ø : 광각 단부 상태에 있어서의 줌 렌즈 전체의 굴절력
으로 한다.
조건식 (1)은 사출 동공 위치를 규정하는 조건식이다.
조건식 (1)의 상한치를 상회한 경우, 후방측 렌즈군의 굴절력이 강해지기 때문에, 도25에 도시한 바와 같이 프리즘(c)에 입사되는 주광선(b)이 광축에 근접하도록 입사되고, 또한 그 입사각이 커진다. 그 결과, 화면 주변부에 있어서 사다리꼴 왜곡이 발생하기 때문에 바람직하지 않다.
반대로, 조건식 (1)의 하한치를 하회한 경우, 후방측 렌즈군의 굴절력이 약해지기 때문에, 도26에 도시한 바와 같이 프리즘(c)에 입사되는 주광선(b)이 광축으로부터 이격되도록 입사되고, 또한 그 입사각이 커진다. 그 결과, 화면 주변부에 있어서 사다리꼴 왜곡이 발생하기 때문에 바람직하지 않다.
조건식 (2) 3 ＜ BfㆍFNO/Ymax
단,
Bf : 망원 단부 상태에 있어서의 프리즘의 사출 평면으로부터 상면까지의 광축에 따른 거리
FNO : 망원 단부 상태에 있어서의 F넘버
Ymax : 최대 상 높이
로 한다.
조건식 (2)는 백포커스를 규정하는 조건식이다.
조건식 (2)의 하한치를 하회한 경우, 백포커스가 짧아지기 때문에 소정량만큼 상을 시프트 할 때에 필요해지는 프리즘의 정상각이 커진다. 그 결과, 상을 시프트시켰을 때에 발생하는 코마 수차의 변동을 양호하게 억제하는 것이 어려워진다.
또한, 본 발명 줌 렌즈에 있어서, 보다 바람직하게는 조건식 (2)의 상한치를 12로 하는 것이 바람직하다. 백포커스가 지나치게 길어지면, 렌즈계 전체의 크기가 지나치게 커져 바람직하지 않다.
본 발명 줌 렌즈에 있어서는 렌즈 직경의 소형화와 고성능화의 밸런스를 도모하기 위해, 전방측 렌즈군, 후방측 렌즈군 중 적어도 1개 이상의 가동 렌즈군을 갖는 것이 바람직하고, 또한 이하의 조건식 (3)을 만족시키는 것이 바람직하다.
(3) 0.4 ＜ Ds/TL ＜ 0.7
단,
Ds : 광각 단부 상태에 있어서의 개구 조리개로부터 상면까지의 광축에 따른 거리
TL : 광각 단부 상태에 있어서의 줌 렌즈의 가장 물체측의 렌즈면으로부터 상면까지의 광축에 따른 거리
로 한다.
줌 렌즈에 있어서는, 화각의 변화에 수반하는 축외 수차의 변동을 보정한 후에 각 렌즈군을 통과하는 축외 광속의 높이를 적극적으로 변화시키는 것이 유효하다. 특히, 개구 조리개를 사이에 두고 물체측과 상측에 가동 렌즈군을 갖는 경우에, 초점 거리가 가장 짧은 광각 단부 상태로부터 초점 거리가 가장 긴 망원 단부 상태까지 렌즈 위치 상태가 변화될 때에 발생하는 축외 수차의 변동을 양호하게 보정하는 것이 가능하다.
또한, 가동 렌즈군이 개구 조리개의 물체측에만 존재하는 경우, 가동 렌즈군 의 이동 공간의 점에서 개구 조리개 위치가 상측으로 이동한다. 그 결과, 개구 조리개로부터 이격된 위치에 배치되는 렌즈군을 통과하는 축외 광속이 광축으로부터 이격되기 때문에 렌즈 직경의 소형화를 충분히 도모할 수 없다. 마찬가지로, 가동 렌즈군이 개구 조리개의 상측에만 존재하는 경우에도 렌즈 직경의 소형화를 충분히 도모할 수 없다.
이상의 것으로부터, 본 발명 줌 렌즈에 있어서, 렌즈 직경의 소형화와 고성능화를 더 양립시키기 위해서는, 전방측 렌즈군, 후방측 렌즈군 중 적어도 1개 이상의 가동 렌즈군을 갖는 것이 바람직하다.
조건식 (3)은 렌즈계 중에 있어서의 개구 조리개의 위치를 규정하는 조건식이다.
조건식 (3)의 하한치를 하회한 경우, 광각 단부 상태에 있어서, 가장 물체측에 배치되는 렌즈군을 통과하는 축외 광속이 광축으로부터 이격되어 렌즈 직경의 소형화를 충분히 도모할 수 없게 된다.
조건식 (3)의 상한치를 상회한 경우, 후방측 렌즈군을 통과하는 축외 광속이 광축으로부터 이격되고, 화면 주변부에 있어서 코마 수차가 크게 발생하여 소정의 광학 성능을 얻는 것이 어려워진다.
본 발명 줌 렌즈에 사용할 수 있는(가변 정상각) 프리즘을 도19 및 도20 및 도21 및 도22에 도시한다.
도19 및 도20 도시하는 프리즘(1)은 2매의 투명한 평행 평판[2(제1 평행 평판), 3(제2 평행 평판)]의 주연부가 프레임(4, 5)에 의해 보유 지지되고, 상기 프 레임(4, 5)의 주연 사이가 주름 상자형의 밀봉 고무(6)에 의해 밀봉되고, 2매의 평행 평판(2, 3), 프레임(4, 5) 및 밀봉 고무(6)에 의해 밀봉된 공간 내에 액체(7)를 봉입하여 이루어지는 것이다. 그리고, 제1 평행 평판(2)의 물체측면(2a)이 입사 평면이 되고, 제2 평행 평판(3)의 상측면(3a)이 사출 평면이 된다. 프레임(4)으로부터는 축(4a, 4a)이 수평 방향으로 돌출되어 있고, 또한 프레임(5)으로부터는 축(5a, 5a)이 수직 방향으로 돌출되어 있다.
상기 평행 평판(2, 3)에는, 예를 들어 유리판이 적용 가능하고, 또한 액체(7)에는 가시광 영역에서 충분한 투과율을 갖고, 또한 투과율의 균일성을 갖는 것, 예를 들어 물, 글리세린, 실리콘 오일 등이 적용 가능하고, 또한 실리콘 겔 등 상기 조건을 만족시키는 것이면 겔체의 사용도 가능하다. 또한, 여기에 예로 든 구체적 재료로 한정되는 것이 아닌 것은 물론이다.
상기 프레임(4)은 축(4a, 4a) 주위에 회전 가능하고, 또한 프레임(5)은 축(5a, 5a) 주위에 회전 가능하게 지지된다. 그리고, 프레임(4)이 틸팅됨으로써, 이것에 지지되어 있는 평행 평판(2)이 화살표 P방향으로 틸팅되고, 이에 의해 촬영 영역은 수직 방향으로 시프트된다. 또한, 프레임(5)이 틸팅됨으로써, 이것에 지지되고 있는 평행 평판(3)이 화살표 Y방향으로 틸팅되고, 촬영 영역은 수평 방향으로 시프트된다. 따라서, 프레임(4, 5)의 틸팅 방향과 각도를 선택함으로써 광축을 중심으로 한 모든 방향으로 촬영 영역을 시프트시키는 것이 가능하다.
도21 및 도22에 도시하는 프리즘(8)은 제1 렌즈로서의 평오목 렌즈(9)[물체측 렌즈면(9a)이 평면, 상측 렌즈면(9b)이 오목면의 형상인 렌즈]와 제2 렌즈로서 의 평볼록 렌즈(10)[물체측 렌즈면(10a)이 볼록면, 상측 렌즈면(10b)이 평면의 형상인 렌즈]를 조합하여 평오목 렌즈(9)의 오목면(9b)과 평볼록 렌즈(10)의 볼록면(10a)이 대략 동일 곡률 반경을 갖고, 평면을 외측, 곡률이 부여된 측을 내측이 되도록 대략 밀착시킨 구조로서, 프리즘(8)으로 한 것이다. 평오목 렌즈(9)를 고정하고, 평볼록 렌즈(10)를 상기 곡면(9b, 10a)을 따라서 어긋나게 함으로써 각각의 평면(9a와 10b) 사이의 각도가 변화되도록 한 것이다.
상기 2개의 렌즈(9, 10)는 하우징(11)에 지지되어 있다. 하우징(11)은 정면에서 보아 대략 원형을 이룬 주부(11a)와, 상기 주부(11a)의 상하 및 좌우로부터 외측으로 돌출된 4개의 구동부(11b, 11c, 11d, 11e)가 일체로 형성되어 이루어진다.
상기 하우징(11)의 주부(11a)의 전방면에는 주부(11a)의 외형보다 1주 작은 원형의 설치 구멍(11f)이 형성되어 있고, 상기 설치 구멍(11f)에 상기 평오목 렌즈(9)가 보유 지지되어 있다.
하우징(11)의 상기 구동부(11b, 11c, 11d, 11e)는 각각 전방면부(x), 후방면부(y), 전방면부(x)와 후방면부(y)를 외측 단부로 연결하고 있는 연결부(z)를 갖고 있다. 그리고, 각 구동부(11b, 11c, 11d, 11e)에 있어서, 전방면부(x)의 내면에 마그네트(12)가 고정되고, 후방면부(y)의 내면에 마그네트(12)와 대향하도록 요크(13)가 고정되어 있다.
상기 평볼록 렌즈(10)는 렌즈 보유 지지 프레임(14)에 보유 지지되어 있다.
렌즈 보유 지지 프레임(14)은 원형의 프레임(14a)의 상하 및 좌우로부터 각 각 코일 보유 지지부(14b, 14c, 14x, 14x)[도22에 상하의 것(14b, 14c)만 도시함]가 외측으로 돌출되어 있고, 프레임(14a)에 평볼록 렌즈(10)가 보유 지지되고, 각 코일 보유 지지부(14b, 14c, 14x, 14x)의 후방면에 각각 코일(15, 15, …)이 지지되어 있다.
상기 렌즈 보유 지지 프레임(14)은 4개의 코일 보유 지지부(14b, 14c, 14x, 14x)가 하우징(11)의 구동부(11b, 11c, 11d, 11e) 내에 삽입되고, 이에 의해 각 구동부(11b, 11c, 11d, 11e)에 있어서, 마그네트(12, 12, …)와 요크(13, 13, …) 사이에 코일(15, 15, …)이 위치된다. 그리고, 평볼록 렌즈(10)의 물체측면(볼록면)(10a)이 평오목 렌즈(9)의 상측면(오목면)(9b)과 대략 접촉된 상태가 되고, 2개의 면(9b와 10a) 사이에 마찰을 저감시키는 매체로서 오일(16)이 개재된다.
상기 프리즘(8)에 있어서, 렌즈 보유 지지 프레임(14)의 코일 보유 지지부(14b, 14c, 14x, 14x)에 보유 지지된 코일(15, 15, : )로의 통전의 유무 및 통전의 방향에 의해, 렌즈 보유 지지 프레임(14)이 소정의 범위에서 상하 및 좌우로 이동한다. 예를 들어, 렌즈 보유 지지 프레임(14)의 상측의 코일 보유 지지부(14b)에 통전된 경우, 통전의 방향이 마그네트(12)와 요크(13) 사이에 형성되는 자계로 흡인되는 방향(이하, 「흡인 방향」이라 함)일 때에는 코일(14b)이 상기 자계 중에 위치하도록 렌즈 보유 지지 프레임(14)이 상방으로 이동하고, 통전의 방향이 마그네트(12)와 요크(13) 사이에 형성되는 자계와 반발하는 방향(이하, 「반발 방향」이라 함)일 때에는 코일(14b)이 상기 자계로부터 나오도록 렌즈 보유 지지 프레임(14)이 하방으로 이동한다.
따라서, 렌즈 보유 지지 프레임(14)에 보유 지지된 4개의 코일(14b, 14c, 14x, 14x)의 전체에 동일한 방향의 통전이 이루어진 경우에는, 렌즈 보유 지지 프레임(14)은 도22에 도시하는 중립 상태로 유지되고, 따라서 상기 렌즈 보유 지지 프레임(14)에 보유 지지되어 있는 평볼록 렌즈(10)는 그 광축이 광학계의 광축과 일치하도록 위치한다.
예를 들어, 상측의 코일(14b)에 흡인 방향으로 통전되고, 나머지 코일(14c, 14x, 14x)에는 통전되지 않거나 또는 반발 방향의 통전이 된 경우에는, 렌즈 보유 지지 프레임(14)[따라서, 평볼록 렌즈(10)]은 상방으로 이동하고, 하측의 코일(14c)에 흡인 방향으로 통전되고, 나머지 코일(14b, 14x, 14x)에는 통전되지 않거나 또는 반발 방향의 통전이 이루어진 경우에는, 렌즈 보유 지지 프레임(14)[따라서, 평볼록 렌즈(10)]은 하방으로 이동하고, 마찬가지로 하여 좌측 또는 우측의 코일(14x 또는 14x)에만 흡인 방향에 통전되고, 나머지 코일(14b, 14c, 14x)에는 통전되지 않거나 또는 반발 방향의 통전이 된 경우에는, 각각 렌즈 보유 지지 프레임(14)[따라서, 평볼록 렌즈(10)]은 좌측으로 또는 우측으로 이동한다.
상측 및 좌측의 코일(14b, 14x)에 흡인 방향으로 통전되고, 나머지 코일(14c, 14x)에는 통전되지 않거나 또는 반발 방향의 통전이 된 경우에는, 렌즈 보유 지지 프레임[따라서, 평볼록 렌즈(10)]은 좌측 상방으로 이동하고, 하측 및 우측의 코일(14c, 14x)에 흡인 방향으로 통전되고, 나머지 코일(14b, 14x)에는 통전되지 않거나 또는 반발 방향의 통전이 된 경우에는, 렌즈 보유 지지 프레임[따라서, 평볼록 렌즈(10)]은 우측 하방으로 이동한다.
상기한 바와 같이, 4개의 코일(14b, 14c, 14x, 14x) 각각으로의 통전하는 전류량을 조정함으로써, 각각의 방향으로의 이동량을 조정할 수 있다. 따라서, 4개의 코일(14b, 14c, 14x, 14x) 각각으로의 통전 방향 및 전류량을 조정함으로써, 렌즈 보유 지지 프레임[따라서, 평볼록 렌즈(10)] 광학계의 광축을 중심으로 하는 360도의 방향의 임의의 방향으로, 또한 임의의 양을 이동시킬 수 있다.
그리고, 평볼록 렌즈(10)는 그 물체측면(10a)이 평오목 렌즈(9)의 상측면(9b)을 따라서 이동하므로, 평오목 렌즈(9)의 물체측면(입사 평면)(9a)과 평볼록 렌즈(10)의 상측면(사출 평면)(10b)과의 이루는 각도, 즉 정상각이 변경된다. 따라서, 상기 입사 평면(9a)과 사출 평면(10b)이 평행하게 대향하고 있는 경우를 제외하고, 즉 정상각을 갖고 있는 경우에는 입사 평면(9a)에 광학계의 광축에 평행하게 입사한 광속은 광학계의 광축에 대해 각도를 갖고 사출 평면(10b)을 사출한다. 따라서, 입사 평면(9a)과 사출 평면(10b) 사이에 경사를 생기게 함으로써, 상기 경사를 기초로 하는 정상각에 따른 방향과 양만 촬영 범위를 광학계의 광축에 대략 수직인 방향으로 시프트시킬 수 있다. 또한, 평볼록 렌즈(10)의 평면(10b)을 입사 평면으로 하고, 또한 평오목 렌즈(9)의 평면(9a)을 사출 평면으로 하여 사용하는 것도 가능하다. 또한, 도19 및 도20 및 도21 및 도22에 도시한 프리즘 이외의 가변 정상각 프리즘이라도 본 발명 줌 렌즈에 사용 가능하다.
다음에, 본 발명 줌 렌즈의 실시 형태 및 각 실시 형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예에 대해 도1 내지 도18 및 표1 내지 표15를 참조하여 설명한다.
또한, 각 수치 실시예에 있어서 채용되어 있는 비구면 형상은 이하의 수1 식 에 의해 나타낸다.
[수1]
x ＝ cy2/(1 ＋ (1 － (1 ＋ κ)c2y2)1/2) ＋ Ay4 ＋ By6 ＋ …
단, y는 광축으로부터의 높이, x는 새그량, c는 곡률, κ는 원추 정수, A, B, …는 비구면 계수이다.
도1은 제1 실시 형태에 관한 줌 렌즈(20)의 굴절력 배치를 도시하고, 물체측으로부터 차례로 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군(G1), 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군(G2), 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군(G3), 양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군(G4), 양의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군(G5), 프리즘(P)이 배열되어 구성되고, 광각 단부 상태로부터 망원 단부 상태까지 배율 변경될 때에 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2) 사이의 공기 간격은 증대되고, 제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3) 사이의 공기 간격은 감소하도록 제2 렌즈군(G2)이 상측으로 이동한다. 이때, 제1 렌즈군(G1), 제3 렌즈군(G3), 제5 렌즈군(G5), 프리즘(P)은 고정이며, 제4 렌즈군(G4)이 제2 렌즈군(G2)의 이동에 수반하는 상면 위치의 변동을 보정하도록 이동하는 동시에 근거리 포커싱 시에 물체측으로 이동한다.
도2는 제1 실시 형태에 관한 줌 렌즈(20)의 렌즈 구성을 도시하는 도면으로, 각 렌즈군은 이하와 같이 구성된다.
제1 렌즈군(G1)은 물체측에 볼록면을 향한 메니스커스 형상의 음렌즈와 물체측에 볼록면을 향한 양렌즈와의 접합 렌즈(L11) 및 물체측에 볼록면을 향하게 한 양렌즈(L12)에 의해 구성된다. 제2 렌즈군(G2)은 상측에 오목면을 향하게 한 메니스커스 형상의 음렌즈(L21) 및 양오목형의 음렌즈와 물체측에 볼록면을 향하게 한 메니스커스 형상의 양렌즈와의 접합 렌즈(L22)에 의해 구성된다. 제3 렌즈군(G3)은 양볼록형의 양렌즈(L3)에 의해 구성된다. 제4 렌즈군(G4)은 양볼록형의 양렌즈와 물체측에 오목면을 향하게 한 메니스커스 형상의 음렌즈와의 접합 양렌즈(L4)에 의해 구성된다. 제5 렌즈군(G5)은 상측에 오목면을 향하게 한 메니스커스 형상의 음렌즈(L51) 및 양볼록 렌즈(L51)에 의해 구성된다. 프리즘(P)은 도19 및 도20에 도시한 구조의 것(1)이다.
또한, 개구 조리개(S)는 제3 렌즈군(G3)의 물체측에 근접하여 배치되고, 배율 변경 시에 고정이다.
표1에 제1 실시 형태에 구체적 수치를 적용한 제1 수치 실시예의 제원의 값을 나타낸다. 또한, 이하의 제원표 중의 면번호는 물체측으로부터 i번째의 면을 나타내고, 곡률 반경은 상기 면의 축 상 곡률 반경을 나타내고, 굴절률은 상기 면의 d선(λ ＝ 587.6 ㎚)에 대한 값을 나타내고, 아베수는 상기 면의 d선에 대한 값을 나타내고, f는 초점 거리를 나타내고, FNO는 F넘버를 나타내고, 2ω는 화각을 나타낸다. 또한, 곡률 반경(O)은 평면을 나타낸다.
[표1]
Figure 112006077489331-PAT00001
제12면 및 제20면은 비구면으로 구성되어 있다. 그래서, 제1 수치 실시예에 있어서의 이들 면의 4차, 6차, 8차 및 10차의 비구면 계수 A, B, C 및 D를 원추 정수(κ)와 함께 표2에 나타낸다. 또한, 표2 및 이하의 비구면 계수를 나타내는 표에 있어서 「E－i」는 10을 바닥으로 하는 지수 표현, 즉 「10－i」를 나타내고 있고, 예를 들어 「0.26029E-05」는 「0.026029 × 10-5」를 나타내고 있다.
[표2]
제12면 κ ＝ -2.195038 A ＝ -0.328381E-04 B ＝ +0.772945E-06
C ＝ -0.452069E-07 D ＝ +0.749312E-09
제20면 κ ＝ 0.000000 A ＝ +0.512475E-04 B ＝ -0.870496E-06
C ＝ +0.335183E-07 D ＝ -0.418081E-09
광각 단부 상태로부터 망원 단부 상태로 렌즈 위치 상태가 변화될 때에 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2) 사이의 면 간격(D5), 제2 렌즈군(G2)과 개구 조리개(S) 사이의 면 간격(D10), 제3 렌즈군(G3)과 제4 렌즈군(G4) 사이의 면 간격(D13) 및 제4 렌즈군(G4)과 제5 렌즈군(G5) 사이의 면 간격(D16)이 변화된다. 그래서, 표3에 광각 단부 상태(f ＝ 8.143) 및 망원 단부 상태(f ＝ 38.317)에 있어서의 제1 수치 실시예에 있어서의 상기 각 면 간격 및 백포커스(Bf)를 나타낸다.
[표3]
(가변 간격표)
f 8.143 38.317
D5 0.900 17.980
D10 18.881 1.801
D13 11.469 6.016
D16 3.865 9.288
Bf 12.127 12.127
제1 수치 실시예의 상기 각 조건식 (1) 내지 (3) 대응치를 표4에 나타낸다.
[표4]
øb ＝ 0.051
Ymax ＝ 4.55
(1) øb/ø ＝ 0.415
(2) BfㆍFNO/Ymax ＝ 8.635
(3) Ds/TL ＝ 0.564
제1 수치 실시예의 광각 단부 상태 및 망원 단부 상태에 있어서, 0.5도의 상떨림을 보정하는 데 필요한 프리즘(1)의 정상각을 표5에 나타낸다.
[표5]
0.5도 보정 시의 경사각
WIDE 0.652도
TELE 3.06도
도3 및 도4는 제1 수치 실시예의 무한원(無限遠) 포커싱 상태에서의 제수차도를 각각 도시하고, 도3은 광각 단부 상태(f ＝ 8.143), 도4는 망원 단부 상태(f ＝ 38.317)에 있어서의 제수차도를 도시한다.
도3 및 도4의 각 수차도에 있어서, 구면 수차도 중 실선은 구면 수차를 나타내고, 비점 수차도 중 실선은 새지틀(sagittal) 상면, 파선은 메리디오널(meridional) 상면을 나타낸다. 횡수차도에 있어서 A는 반화각, y는 상 높이를 각각 나타낸다.
도5 및 도6은 제1 수치 실시예의 무한원 포커싱 상태에 있어서 0.5도의 상떨 림을 보정하는 데 필요한만큼 평면 유리(3)를 기울였을 때의 횡수차도를 각각 도시하고, 도5는 광각 단부 상태(f ＝ 8.143), 도6은 망원 단부 상태(f ＝ 38.317)에 있어서의 횡수차도를 도시한다.
각 수차도로부터 제1 수치 실시예는 제수차가 양호하게 보정되어 우수한 결상 성능을 갖고 있는 것이 명백하다.
도7은 제2 실시 형태에 관한 줌 렌즈(30)의 굴절력 배치를 도시하고, 물체측으로부터 차례로 음의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군(G1), 양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군(G2), 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군(G3)의 3개의 렌즈군이 배열되어 구성되고, 광각 단부 상태로부터 망원 단부 상태까지 배율 변경될 때에 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2) 사이의 공기 간격은 감소되고, 제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3) 사이의 공기 간격은 증대되도록 제1 렌즈군(G1)이 일단 상측으로 이동한 후, 물체측으로 이동하고, 제2 렌즈군(G2)이 물체측으로 이동한다. 이때, 제3 렌즈군(G3), 프리즘(P)은 광축 방향에 고정이며, 제3 렌즈군(G3)이 근거리 포커싱 시에 물체측으로 이동한다.
도8은 제2 실시 형태에 관한 줌 렌즈(30)의 렌즈 구성을 도시하는 도면으로, 각 렌즈군은 이하와 같이 구성된다.
제1 렌즈군(G1)은 물체측에 볼록면을 향하게 한 메니스커스 형상의 음렌즈(L11) 및 물체측에 볼록면을 향하게 한 메니스커스 형상의 양렌즈(L12)에 의해 구성된다. 제2 렌즈군(G2)은 물체측으로부터 차례로 배열되고, 물체측에 볼록면을 향하게 한 메니스커스 형상의 양렌즈와 상측에 오목면을 향하게 한 메니스커스 형 상의 음렌즈와의 접합 렌즈(L21) 및 양볼록형의 양렌즈(L22)에 의해 구성된다. 제3 렌즈군(G3)은 물체측에 볼록면을 향하게 한 메니스커스 형상의 양렌즈(L3)에 의해 구성된다. 프리즘(P)은 도19 및 도20에 도시한 구조의 것(1)이다.
또한, 개구 조리개(S)는 제2 렌즈군(G2)의 물체측에 근접하여 배치되어, 배율 변경 시에 제2 렌즈군(G2)과 함께 이동한다.
표6에 제2 실시 형태에 구체적 수치를 적용한 제2 수치 실시예의 제원의 값을 나타낸다.
[표6]
Figure 112006077489331-PAT00002
제2 면 및 제6면은 비구면으로 구성되어 있다. 그래서, 제2 수치 실시예에 있어서의 이들 면의 4차, 6차, 8차 및 10차의 비구면 계수 A, B, C 및 D를 원추 정 수(κ)와 함께 표7에 나타낸다.
[표7]
제2면 κ ＝ -1.867517 A ＝ +0.443526E-03 B ＝ -0.213251E-05
C ＝ -0.000000E-00 D ＝ +0.000000E-00
제6면 κ ＝ -0.682338 A ＝ +0.130127E-03 B ＝ +0.385416E-05
C ＝ -0.653694E-07 D ＝ +0.239730E-08
광각 단부 상태로부터 망원 단부 상태로 렌즈 위치 상태가 변화될 때에 제1 렌즈군(G1)과 개구 조리개(S) 사이의 면 간격(D4) 및 제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3) 사이의 면 간격(D10)이 변화된다. 그래서, 표8에 광각 단부 상태(f ＝ 8.034) 및 망원 단부 상태(f ＝ 26.480)에 있어서의 제2 수치 실시예에 있어서의 상기 각 면 간격 및 백포커스(Bf)를 나타낸다.
[표8]
(가변 간격표)
f 8.034 26.480
D4 19.712 2.532
D10 10.954 33.084
Bf 3.506 3.506
제2 수치 실시예의 상기 각 조건식 (1) 내지 (3) 대응치를 표9에 나타낸다.
[표9]
øb ＝ 0.063
Ymax ＝ 4.55
(1) øb/ø ＝ 0.509
(2) BfㆍFNO/Ymax ＝ 4.408
(3) Ds/TL ＝ 0.509
제2 수치 실시예의 광각 단부 상태 및 망원 단부 상태에 있어서, 0.5도의 상떨림을 보정하는 데 필요한 프리즘(1)의 정상각을 표10에 나타낸다.
[표10]
0.5도 보정 시의 경사각
WIDE 2.22도
TELE 7.24도
도9 및 도10은 제2 수치 실시예의 무한원 포커싱 상태에서의 제수차도를 각각 도시하고, 도9는 광각 단부 상태(f ＝ 8.034), 도10은 망원 단부 상태(f ＝ 26.480)에 있어서의 제수차도를 도시한다.
도9 및 도10의 각 수차도에 있어서, 구면 수차도 중 실선은 구면 수차를 나타내고, 비점 수차도 중 실선은 새지틀 상면, 파선은 메리디오널 상면을 나타낸다. 횡수차도에 있어서 A는 반화각, y는 상 높이를 각각 나타낸다.
도11 및 도12는 제2 수치 실시예의 무한원 포커싱 상태에 있어서 0.5도의 상떨림을 보정하는 데 필요한만큼 평면 유리(3)를 기울였을 때의 횡수차도를 각각 도시하고, 도11은 광각 단부 상태(f ＝ 8.034), 도12는 망원 단부 상태(f ＝ 26.480)에 있어서의 횡수차도를 도시한다.
각 수차도로부터 본 실시예는 제수차가 양호하게 보정되어 우수한 결상 성능을 갖고 있는 것은 명백하다.
도13은 제3 실시 형태에 관한 줌 렌즈(40)의 굴절력 배치를 도시하고, 물체측으로부터 차례로 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군(G1), 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군(G2), 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군(G3), 양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군(G4), 양의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군(G5), 프리즘(P)이 배열되어 구성되고, 광각 단부 상태로부터 망원 단부 상태까지 배율 변경될 때에 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2) 사이의 공기 간격은 증대되고, 제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3) 사이의 공기 간격은 감소되도록 제2 렌즈군(G2)이 상측으로 이동한다. 이때, 제1 렌즈군(G1), 제3 렌즈군(G3), 제5 렌즈군(G5), 프리즘(P)은 고정이며, 제4 렌즈군(G4)이 제2 렌즈군(G2)의 이동에 수반하는 상면 위치의 변동을 보정하도록 이동하는 동시에 근거리 포커싱 시에 물체측으로 이동한다.
도14는 제3 실시 형태에 관한 줌 렌즈(40)의 렌즈 구성을 도시하는 도면으로, 각 렌즈군은 이하와 같이 구성된다.
제1 렌즈군(G1)은 물체측에 볼록면을 향하게 한 메니스커스 형상의 음렌즈와 물체측에 볼록면을 향하게 한 양렌즈와의 접합 렌즈(L11) 및 물체측에 볼록면을 향하게 한 양렌즈(L12)에 의해 구성된다. 제2 렌즈군(G2)은 상측에 오목면을 향하게 한 메니스커스 형상의 음렌즈(L21) 및 양오목 형상의 음렌즈와 물체측에 볼록면을 향하게 한 메니스커스 형상의 양렌즈와의 접합 렌즈(L22)에 의해 구성된다. 제3 렌즈군(G3)은 양볼록형의 양렌즈(L3)에 의해 구성된다. 제4 렌즈군(G4)은 양볼록 형의 양렌즈와 물체측에 오목면을 향하게 한 메니스커스 형상의 음렌즈와의 접합 양렌즈(L4)에 의해 구성된다. 제5 렌즈군(G5)은 상측에 오목면을 향하게 한 메니스커스 형상의 음렌즈(L51) 및 양볼록 렌즈(L51)에 의해 구성된다. 프리즘(P)은 도21 및 도22에 도시한 것(8)이 사용된다.
또한, 개구 조리개(S)는 제3 렌즈군(G3)의 물체측에 근접하여 배치되고, 배율 변경 시에 고정이다.
표11에 제3 실시 형태에 구체적 수치를 적용한 제3 수치 실시예의 제원의 값을 나타낸다.
[표11]
Figure 112006077489331-PAT00003
제12면 및 제20면은 비구면으로 구성되어 있다. 그래서, 제3 수치 실시예에 있어서의 이들 면의 4차, 6차, 8차 및 10차의 비구면 계수 A, B, C 및 D를 원추 정수(κ)와 함께 표12에 나타낸다.
[표12]
제12면 κ ＝-2.195038 A ＝ -0.328381E-04 B ＝ ＋0.772945E-06
C ＝ -0.452069E-07 D ＝ ＋0.749312E-09
제20면 κ ＝ 0.000000 A ＝ ＋0.512475E-04 B ＝ -0.870496E-06
C ＝ ＋0.335183E-07 D ＝ 0.418081E-09
광각 단부 상태로부터 망원 단부 상태로 렌즈 위치 상태가 변화될 때에 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2) 사이의 면 간격(D5), 제2 렌즈군(G2)과 개구 조리개(S) 사이의 면 간격(D10), 제3 렌즈군(G3)과 제4 렌즈군(G4) 사이의 면 간격(D13) 및 제4 렌즈군(G4)과 제5 렌즈군(G5) 사이의 면 간격(D16)이 변화된다. 그래서, 표13에 광각 단부 상태(f ＝ 8.143) 및 망원 단부 상태(f ＝ 38.317)에 있어서의 제3 수치 실시예에 있어서의 상기 각 면 간격 및 백포커스(Bf)를 나타낸다.
[표13]
(가변 간격표)
f 8.143 38.317
D5 0.900 17.980
D10 18.881 1.801
D13 11.469 6.016
D16 3.865 9.288
Bf 12.132 12.132
제3 수치 실시예의 상기 각 조건식 (1) 내지 (3) 대응치를 표14에 나타낸다.
[표14]
øb ＝ 0.051
Ymax ＝ 4.55
(1) øb/ø ＝ 0.415
(2) BfㆍFNO/Ymax ＝ 8.639
(3) Ds/TL ＝ 0.564
제3 수치 실시예의 광각 단부 상태 및 망원 단부 상태에 있어서, 0.5도의 상떨림을 보정하는 데 필요한 프리즘(1)의 정상각을 표15에 나타낸다.
[표15]
0.5도 보정 시의 경사각
WIDE 0.649도
TELE 3.06도
도15 및 도16은 제3 수치 실시예의 무한원 포커싱 상태에서의 제수차도를 각각 도시하고, 도15는 광각 단부 상태(f ＝ 8.143), 도16은 망원 단부 상태(f ＝ 38.317)에 있어서의 제수차도를 도시한다.
도15 및 도16의 각 수차도에 있어서, 구면 수차도 중 실선은 구면 수차를 나타내고, 비점 수차도 중 실선은 새지틀 상면, 파선은 메리디오널 상면을 나타낸다. 횡수차도에 있어서 A는 반화각, y는 상 높이를 각각 나타낸다.
도17 및 도18은 제3 수치 실시예의 무한원 포커싱 상태에 있어서 0.5도의 상떨림을 보정하는 데 필요한만큼 평볼록 렌즈(10)를 기울였을 때의 횡수차도를 각각 도시하고, 도17은 광각 단부 상태(f ＝ 8.143), 도18은 망원 단부 상태(f ＝ 38.317)에 있어서의 횡수차도를 도시한다.
각 수차도로부터 본 실시예는 제수차가 양호하게 보정되어 우수한 결상 성능 을 갖고 있는 것은 명백하다.
도23에 본 발명 촬상 장치를 적용한 실시 형태를 나타낸다.
촬상 장치(100)는 줌 렌즈(110)를 구비하고, 줌 렌즈(110)에 의해 형성한 광학상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자(120)를 갖는다. 또한, 촬상 소자(120)로서는, 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-0xide Semiconductor) 등의 광전 변환 소자를 사용한 것이 적용 가능하다. 상기 줌 렌즈(110)에는 본 발명에 관한 줌 렌즈를 적용할 수 있고, 도23에서는 도2에 나타낸 제1 실시 형태에 관한 줌 렌즈(20)의 렌즈군을 단일 렌즈에 간략화하여 도시하고 있다. 물론, 제1 실시 형태에 관한 줌 렌즈(20)뿐만 아니라, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태에 관한 줌 렌즈(30 및 40)나 본 명세서에서 나타낸 실시 형태 이외의 형태로 구성된 본 발명 줌 렌즈를 사용할 수 있다.
상기 촬상 소자(120)에 의해 형성된 전기 신호는 영상 분리 회로(130)에 의해 포커스 제어용 신호가 제어 회로(140)로 이송되고, 영상용 신호는 영상 처리 회로로 이송된다. 영상 처리 회로로 이송된 신호는 그 후의 처리에 적합한 형태로 가공되어, 표시 장치에 의한 표시, 기록 매체로의 기록, 통신 수단에 의한 전송 등의 다양한 처리에 제공된다.
제어 회로(140)에는, 예를 들어 줌 버튼의 조작 등 외부로부터의 조작 신호가 입력되어 상기 조작 신호에 따라서 다양한 처리가 이루어진다. 예를 들어, 줌 버튼에 의한 줌잉 지령이 입력되면, 지령을 기초로 하는 초점 거리 상태로 하기 위해, 드라이버 회로(150, 160)를 거쳐서 구동부(151, 161)를 동작시키고, 각 렌즈 군(G2, G4)을 소정의 위치로 이동시킨다. 각 센서(152, 162)에 의해 얻게 된 각 렌즈군(GR2, GR4)의 위치 정보는 제어 회로(140)에 입력되고, 드라이버 회로(150, 160)에 지령 신호를 출력할 때에 참조된다. 또한, 제어 회로(140)는 상기 영상 분리 회로(130)로부터 이송된 신호를 기초로 하여 포커스 상태를 체크하고, 적절한 포커스 상태를 얻을 수 있도록 드라이버 회로(160)를 거쳐서 구동부(161)를 동작시키고, 제4 렌즈군(G4)을 위치 제어한다.
촬상 장치(100)는 손떨림 보정 기능을 구비하고 있다. 예를 들어, 셔터 릴리스 버튼의 누름에 의한 촬상 소자(120)의 떨림을 손떨림 검출 수단(170), 예를 들어 자이로 센서가 검출하면, 상기 손떨림 검출 수단(170)으로부터의 신호가 제어 회로(140)에 입력되고, 상기 제어 회로(140)에서 상기 떨림에 의한 화상의 떨림을 보상하기 위한 프리즘(1)의 정상각이 산출된다. 프리즘(1)의 평행 평판(2 및/또는 3)을 상기 산출된 정상각이 되도록 틸팅시키기 위해, 드라이버 회로(180)를 거쳐서 구동부(181)를 동작시키고, 상기 평행 평판(2 및/또는 3)을 소정의 각도 틸팅시킨다. 상기 평행 평판(2 및 3)의 경사 각도는 센서(182)에 의해 검출되어 있고, 상기 센서(182)에 의해 얻게 된 상기 평행 평판(2 및 3)의 경사 각도 정보는 제어 회로(140)에 입력되고, 드라이버 회로(180)로 지령 신호를 송출할 때에 참조된다.
상기한 촬상 장치(100)는, 구체적 제품으로서는 각종 형태를 채용할 수 있다. 예를 들어, 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라, 카메라가 조립된 휴대 전화, 카메라가 조립된 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 디지털 입출력 기기의 카메라부 등으로서 넓게 적용할 수 있다.
또한, 상기한 각 실시 형태 및 수치 실시예에 있어서 나타낸 각 부의 구체적 형상 및 수치는 모두 본 발명을 실시할 때에 행하는 구체화의 일 예를 나타낸 것에 지나지 않고, 이들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되는 일이 있어서는 안되는 것이다.
본 발명 줌 렌즈는 복수의 가동 렌즈군을 갖는 배율 변경부와, 상기 배율 변경부의 상측에 배치되는 프리즘을 갖는 줌 렌즈이며, 상기 프리즘은 상기 배율 변경부로부터의 광속이 입사하는 입사 평면과, 상면을 향해 광속이 사출되는 사출 평면을 갖고, 상기 입사 평면 및 상기 사출 평면 중 적어도 어느 한쪽 면이 광축에 대해 틸팅 가능하게 구성되고, 상기 틸팅 가능한 평면을 기울임으로써, 소정량만큼 촬영 범위가 시프트되고, 상기 배율 변경부는 물체측으로부터 차례로 전방측 렌즈군, 개구 조리개, 후방측 렌즈군이 배열되어 구성되어 이하의 조건식 (1), (2)를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
(1) 0.25 ＜ øb/ø ＜ 0.8
(2) 3 ＜ BfㆍFNO/Ymax
단,
øb : 광각 단부 상태에 있어서의 후방측 렌즈군의 굴절력
ø : 광각 단부 상태에 있어서의 줌 렌즈 전체의 굴절력
Bf : 망원 단부 상태에 있어서의 프리즘의 사출 평면으로부터 상면까지의 광축에 따른 거리
FNO : 망원 단부 상태에 있어서의 F넘버
Ymax : 최대 상 높이
로 한다.
따라서, 본 발명 줌 렌즈에 있어서는, 광학계의 가장 상측에 프리즘을 배치함으로써 프리즘의 소형화, 나아가서는 광학계 자체의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 코마 수차나 사다리꼴 왜곡의 발생도 억제할 수 있다.
본 발명 촬상 장치는 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈에 의해 형성한 광학상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자와, 상기 촬상 소자의 떨림을 검출하는 손떨림 검출 수단과, 상기 손떨림 검출 수단에 의해 검출한 촬상 소자의 떨림에 의한 화상 떨림을 보정하기 위한 떨림 보정각을 산출하고, 상기 줌 렌즈를 상기 떨림 보정각에 대응한 양만큼 촬영 범위를 시프트하는 소정의 상태로 하는 보정 신호를 송출하는 손떨림 제어 수단과, 상기 보정 신호를 기초로 하여 줌 렌즈를 소정의 상태로 하는 손떨림 구동부를 구비한 촬상 장치이며, 상기 줌 렌즈는 복수의 가동 렌즈군을 갖는 배율 변경부와, 상기 배율 변경부의 상측에 배치되는 프리즘을 갖고, 상기 프리즘은 상기 배율 변경부로부터의 광속이 입사하는 입사 평면과, 상면을 향해 광속이 사출되는 사출 평면을 갖고, 상기 입사 평면 및 상기 사출 평면 중 적어도 어느 한쪽 면이 광축에 대해 틸팅 가능하게 구성되고, 상기 틸팅 가능한 평면을 기울임으로써 소정량만큼 촬영 범위가 시프트되고, 상기 배율 변경부는 물체측으로부터 차례로 전방측 렌즈군, 개구 조리개, 후방측 렌즈군이 배열되어 구성되어 이하의 조건식 (1), (2)를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
(1) 0.25 ＜ øb/ø ＜ 0.8
(2) 3 ＜ BfㆍFNO/Ymax
단,
øb : 광각 단부 상태에 있어서의 후방측 렌즈군의 굴절력
ø : 광각 단부 상태에 있어서의 줌 렌즈 전체의 굴절력
Bf : 망원 단부 상태에 있어서의 프리즘의 사출 평면으로부터 상면까지의 광축에 따른 거리
FNO : 망원 단부 상태에 있어서의 F넘버
Ymax : 최대 상 높이
로 한다.
따라서, 본 발명 촬상 장치에 있어서는 본 발명 줌 렌즈를 사용함으로써 소형으로 구성되면서 손떨림 보정이 가능하고, 또한 품질이 높은 화상을 얻을 수 있다.
청구항 2에 기재한 발명에 있어서는, 광각 단부 상태로부터 망원 단부 상태까지 렌즈 위치 상태가 변화될 때에 가동인 렌즈군을 상기 전방측 렌즈군 및 상기 후방측 렌즈군 모두 적어도 1개 이상 갖고, Ds를 광각 단부 상태에 있어서의 개구 조리개로부터 상면까지의 광축에 따른 거리, TL을 광각 단부 상태에 있어서의 줌 렌즈의 가장 물체측의 렌즈면으로부터 상면까지의 광축에 따른 거리로 하여 조건식 (3) 0.4 ＜ Ds/TL ＜ 0.7을 만족시키기 때문에, 렌즈 직경의 소형화와 고성능화의 밸런스를 더 도모할 수 있다.
청구항 3에 기재한 발명에 있어서는, 상기 프리즘은 물체측으로부터 차례로 위치한 제1 평행 평판, 액체, 제2 평행 평판에 의해 구성되고, 상기 제1 평행 평판의 물체측 렌즈면이 입사 평면을 이루고, 상기 제2 평행 평판의 상측 렌즈면이 사출 평면을 이루기 때문에, 가변 정상각 프리즘을 간단하게 구성할 수 있다.
청구항 4에 기재한 발명에 있어서는, 상기 프리즘은 물체측으로부터 차례로 위치한 제1 렌즈와 제2 렌즈에 의해 구성되고, 상기 제1 렌즈는 물체측 렌즈면이 입사 평면을 이루는 평면이고, 상기 제2 렌즈는 상측 렌즈면이 사출 평면을 이루는 평면이고, 상기 제1 렌즈의 상측 렌즈면과 상기 제2 렌즈의 물체측 렌즈면과는 동일한 곡률 반경을 갖는 곡면으로 구성되고, 이들 곡면이 직접 또는 마찰 저감 매체를 거쳐서 미끄럼 이동 가능하게 접촉하고 있으므로, 구동량당의 정상각의 변화량을 작게 할 수 있어, 보다 정밀한 제어가 가능해진다.

Claims (5)

  1. 복수의 가동 렌즈군을 갖는 배율 변경부와, 상기 배율 변경부의 상측에 배치되는 프리즘을 갖는 줌 렌즈이며,
    상기 프리즘은 상기 배율 변경부로부터의 광속이 입사하는 입사 평면과, 상면을 향해 광속이 사출되는 사출 평면을 갖고, 상기 입사 평면 및 상기 사출 평면 중 적어도 어느 한쪽 면이 광축에 대해 틸팅 가능하게 구성되고, 상기 틸팅 가능한 평면을 기울임으로써 소정량만큼 촬영 범위가 시프트되고,
    상기 배율 변경부는 물체측으로부터 차례로 전방측 렌즈군, 개구 조리개, 후방측 렌즈군이 배열되어 구성되고,
    이하의 조건식 (1), (2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    (1) 0.25 ＜ øb/ø ＜ 0.8
    (2) 3 ＜ BfㆍFNO/Ymax
    단,
    øb : 광각 단부 상태에 있어서의 후방측 렌즈군의 굴절력
    ø : 광각 단부 상태에 있어서의 줌 렌즈 전체의 굴절력
    Bf : 망원 단부 상태에 있어서의 프리즘의 사출 평면으로부터 상면까지의 광축에 따른 거리
    FNO : 망원 단부 상태에 있어서의 F넘버
    Ymax : 최대 상 높이로 함.
  2. 제1항에 있어서, 광각 단부 상태로부터 망원 단부 상태까지 렌즈 위치 상태가 변화될 때에 가동인 렌즈군을 상기 전방측 렌즈군 및 상기 후방측 렌즈군 모두 적어도 1개 이상 갖고,
    이하의 조건식 (3)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    (3) 0.4 ＜ Ds/TL ＜ 0.7
    단,
    Ds : 광각 단부 상태에 있어서의 개구 조리개로부터 상면까지의 광축에 따른 거리
    TL : 광각 단부 상태에 있어서의 줌 렌즈의 가장 물체측의 렌즈면으로부터 상면까지의 광축에 따른 거리로 함.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프리즘은 물체측으로부터 차례로 위치한 제1 평행 평판, 액체, 제2 평행 평판에 의해 구성되고, 상기 제1 평행 평판의 물체측 렌즈면이 입사 평면을 이루고, 상기 제2 평행 평판의 상측 렌즈면이 사출 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프리즘은 물체측으로부터 차례로 위치한 제1 렌즈와 제2 렌즈에 의해 구성되고,
    상기 제1 렌즈는 물체측 렌즈면이 입사 평면을 이루는 평면이고, 상기 제2 렌즈는 상측 렌즈면이 사출 평면을 이루는 평면이고,
    상기 제1 렌즈의 상측 렌즈면과 상기 제2 렌즈의 물체측 렌즈면과는 동일한 곡률 반경을 갖는 곡면으로 구성되고, 이들 곡면이 직접 또는 마찰 저감 매체를 거쳐서 미끄럼 이동 가능하게 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  5. 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈에 의해 형성한 광학상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자와, 상기 촬상 소자의 떨림을 검출하는 손떨림 검출 수단과, 상기 손떨림 검출 수단에 의해 검출한 촬상 소자의 떨림에 의한 화상 떨림을 보정하기 위한 떨림 보정각을 산출하고, 상기 줌 렌즈를 상기 떨림 보정각에 대응한 양만큼 촬영 범위를 시프트하는 소정의 상태로 하는 보정 신호를 송출하는 손떨림 제어 수단과, 상기 보정 신호를 기초로 하여 줌 렌즈를 소정의 상태로 하는 손떨림 구동부를 구비한 촬상 장치이며,
    상기 줌 렌즈는 복수의 가동 렌즈군을 갖는 배율 변경부와, 상기 배율 변경부의 상측에 배치되는 프리즘을 갖고,
    상기 프리즘은 상기 배율 변경부로부터의 광속이 입사하는 입사 평면과, 상면을 향해 광속이 사출되는 사출 평면을 갖고, 상기 입사 평면 및 상기 사출 평면 중 적어도 어느 한쪽 면이 광축에 대해 틸팅 가능하게 구성되고, 상기 틸팅 가능한 평면을 기울임으로써 소정량만큼 촬영 범위가 시프트되고,
    상기 배율 변경부는 물체측으로부터 차례로 전방측 렌즈군, 개구 조리개, 후방측 렌즈군이 배열되어 구성되고,
    이하의 조건식 (1), (2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
    (1) 0.25 ＜ øb/ø ＜ 0.8
    (2) 3 ＜ BfㆍFNO/Ymax
    단,
    øb : 광각 단부 상태에 있어서의 후방측 렌즈군의 굴절력
    ø : 광각 단부 상태에 있어서의 줌 렌즈 전체의 굴절력
    Bf : 망원 단부 상태에 있어서의 프리즘의 사출 평면으로부터 상면까지의 광축에 따른 거리
    FNO : 망원 단부 상태에 있어서의 F넘버
    Ymax : 최대 상 높이로 함.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110158617A1 (en) * 2007-02-12 2011-06-30 Polight As Device for providing stabilized images in a hand held camera
US20080297901A1 (en) 2007-05-29 2008-12-04 Nikon Corporation Zoom lens system, optical apparatus, and method for forming an image
JP5063224B2 (ja) * 2007-07-03 2012-10-31 キヤノン株式会社 投射レンズ及び画像投射装置
EP2417488B1 (en) * 2009-04-10 2013-11-06 Blackeye Optics, LLC Zoom optical system comprising liquid lenses
WO2011052770A1 (ja) * 2009-10-30 2011-05-05 株式会社オプトエレクトロニクス 光学的情報読取装置
US8175452B1 (en) * 2010-10-26 2012-05-08 Complete Genomics, Inc. Method and system for imaging high density biochemical arrays with sub-pixel alignment
CN103033912B (zh) * 2011-09-30 2016-10-05 奥林巴斯株式会社 变焦镜头、采用该镜头的摄像装置、影像传送装置及系统
DE102012101262B3 (de) * 2012-02-16 2013-04-04 Carl Zeiss Ag Wellenfrontmanipulator und optisches Gerät
US9488823B2 (en) 2012-06-07 2016-11-08 Complete Genomics, Inc. Techniques for scanned illumination
US9628676B2 (en) 2012-06-07 2017-04-18 Complete Genomics, Inc. Imaging systems with movable scan mirrors
CN105143946B (zh) * 2013-03-26 2017-07-04 富士胶片株式会社 摄像透镜以及摄像装置
JP6165692B2 (ja) * 2014-01-16 2017-07-19 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
KR101740815B1 (ko) * 2015-10-14 2017-05-26 삼성전기주식회사 촬상 광학계
CN110520777B (zh) * 2017-04-05 2021-12-10 株式会社尼康 变倍光学系统、光学装置和制造变倍光学系统的方法
CN110770626B (zh) * 2017-06-21 2022-04-01 依视路国际公司 光学物品的制造方法和光学成形设备
US11982799B2 (en) 2021-07-01 2024-05-14 Raytheon Canada Limited Compact zoom relay system and method with varifocal freeform lens
CN114994887B (zh) * 2022-07-25 2022-10-21 浙江大华技术股份有限公司 一种镜头及摄像装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5621133B2 (ko) * 1973-11-15 1981-05-18
US5182671A (en) 1988-09-19 1993-01-26 Canon Kabushiki Kaisha Variable magnification optical system having a capability of stabilizing the image
JP3109815B2 (ja) 1990-05-16 2000-11-20 キヤノン株式会社 像安定撮影レンズ系
JPH06130280A (ja) 1992-10-22 1994-05-13 Asahi Optical Co Ltd 振動補償ズームレンズ
JPH09171204A (ja) * 1995-12-20 1997-06-30 Sony Corp 光軸変換装置
JPH09230234A (ja) 1996-02-27 1997-09-05 Canon Inc 防振機能を有するズームレンズ
JPH09318872A (ja) * 1996-05-28 1997-12-12 Sony Corp ダブレットレンズ、可変頂角プリズム、及び振れ補正装置
JP3524408B2 (ja) * 1998-01-06 2004-05-10 キヤノン株式会社 観察光学系及びそれを有する光学機器
JP2007121650A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置

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