KR20070054141A - 줌 렌즈 및 촬상 장치 - Google Patents
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Abstract
비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라에 이용되는 광각단의 촬영 화각이 60~100도의 광화각을 포함하고, 게다가 변배비 3~6배 정도로 앞 렌즈 지름이 작고 콤팩트성이 뛰어나고, 높은 결상성능을 가지는 줌 렌즈 및 이 줌 렌즈를 갖춘 촬상 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 복수의 군으로 이루어지고 군 간격을 바꾸는 것으로 변배를 실시하는 줌 렌즈(20)에 있어서, 물체측으로부터 순서대로 배열된, +의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(GRl)과, -의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(GR2)과, +의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(GR3)과, 상면측에 가장 가깝게 배열되고 -의 굴절력을 가지는 최종군(GRR)을 갖추고, 상기 제 1렌즈군(GRl)은 1매의 +렌즈(Gl)로 구성되며, 이하의 조건식(1), (2)를 만족한다.
(1)0.5＜Ymax／FW＜1.3
(2)VdGl＞40
단,
Ymax：촬상면상(撮像面上)의 최대 상고(像高)
FW：렌즈전계의 광각단에서의 초점거리
VdGl：제 1렌즈군(GRl)의 d선에서의 아베수
로 한다.
Description
본 발명은 신규 줌 렌즈 및 촬상 장치에 관한 것이다. 자세하게는, 디지털 스틸 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 디지털 입출력 기기의 촬영 광학계에 매우 적합한, 광각단의 촬영 화각이 60~100도의 광화각(廣畵角)을 포함하고, 게다가 변배비가 3~6배 정도로 앞 렌즈 지름이 작고 콤팩트성이 뛰어나고, 높은 결상(結像) 성능을 가지는 줌 렌즈 및 이 줌렌즈를 갖춘 촬상 장치에 관한 것이다.
본 출원은, 일본에 있어서 2005년 3월 11일에 출원된 일본 특허 출원 번호 2005－068932를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원은 참조함으로써, 본 출원에 원용(援用)된다.
근래, 디지털 스틸 카메라 등의 개체 촬상 소자를 이용한 촬상 장치가 계속 보급되고 있다. 그리고, 디지털 스틸 카메라의 보급에 수반하여, 콤팩트성이 뛰어나고, 1개의 렌즈로 초광각측(超廣角側)에서 망원측(望遠側)까지를 커버하면서, 높은 결상 성능을 가지는 줌 렌즈가 요구되고 있다.
예를 들면, 특개평7－261084호 공보에 기재된 줌 렌즈에 있어서는, -렌즈군 선행의 줌 구성을 이용하여 줌 렌즈의 광각화를 도모하고 있다. 그러나, 이 특개평7－261084호 공보에 기재된 줌 렌즈에서는, 변배비가 작고 2~3배 정도가 한도 이며, 고변배화가 어렵다.
한편, 특개평9－5629호 공보, 특개평7－318805호 공보에 기재된 줌렌즈에 있어서는, +렌즈군 선행의 줌 구성을 이용하여 줌 렌즈의 고배율화와 함께, 광각화를 도모하고 있다.
그러나, 상기 특개평9－5629호 공보 및 특개평7－318805호 공보에 기재된 줌 렌즈에 있어서는, 촬영 화각(畵角)은 80도 정도가 한도이며, 더 한층의 광각화가 어렵다. 또, 더 한층의 광각화를 달성할 수 있다고 해도, 렌즈지름이 큰 제 1렌즈군의 구성 매수가 많아져서 소형화가 충분하지 않고, 비용이 높아지는 동시에 중량도 무거워지고, 바람직하지 않다.
본 발명은, 상기한 문제를 감안하여, 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라에 이용되는 광각단의 촬영 화각이 60~100도의 광화각을 포함하고, 게다가 변배비 3~6배 정도로 앞 렌즈 지름이 작고 콤팩트성이 뛰어나고, 높은 결상 성능을 가지는 줌 렌즈 및 이 줌 렌즈를 갖춘 촬상 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명 줌 렌즈는, 상기한 과제를 해결하기 위해서, 복수의 군(群)으로 이루어지고 군 간격을 바꾸는 것으로 변배(變倍)를 실시하고, 물체측으로부터 순서대로 배열된, +의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(GRl)과, -의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(GR2)과, +의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(GR3)과, 상면(像面)측에 가장 가깝게 배열되고 -의 굴절력을 가지는 최종 렌즈군(GRR)을 갖추고, 상기 제 1렌즈군(GRl)은 1매의 +렌즈로 구성되며, Ymax를 촬상면상의 최대 상고(像高), FW를 렌즈전계의 광각단에서의 초점거리, VdGl을 제 1렌즈군(GRl)의 d선에서의 아베수로서, 조건식
(1)0.5＜Ymax／FW＜1.3, (2)VdGl＞40을 만족한다.
또, 본 발명 촬상 장치는, 상기한 과제를 해결하기 위해서, 복수의 군(群)으로 이루어지고 군 간격을 바꾸는 것으로 변배를 실시하는 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈에 의해 형성된 광학상을 전기적인 신호로 변환하는 촬상 소자를 갖추고, 상기 줌 렌즈는, 물체측으로부터 순서대로 배열된, +의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(GRl)과, -의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(GR2)과, +의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(GR3)과, 상면측에 가장 가깝게 배열되고 -의 굴절력을 가지는 최종 렌즈군(GRR)을 갖추고, 상기 제 1렌즈군(GRl)은 1매의 +렌즈로 구성되며, Ymax를 촬상면상의 최대 상고, FW를 렌즈전계의 광각단에서의 초점거리, VdGl을 제 1렌즈군(GRl)의 d선에서의 아베수로서, 조건식(1) 0.5＜Ymax／FW＜1.3, (2) VdGl＞40을 만족한다.
따라서, 본 발명 줌 렌즈에 있어서는, 광각단의 촬영 화각이 60~100도의 광화각을 포함하고, 게다가 변배비 3~6배 정도로 앞 렌즈 지름이 작고 콤팩트성이 뛰어나고, 높은 결상 성능을 가진다. 또, 본 발명 촬상 장치는, 본 발명 줌 렌즈를 갖추는 것으로, 60~100도 정도의 광화각의 촬영이 가능하게 되며, 3~6배의 변배비 내에서의 임의의 화각에 의한 촬영을 할 수 있는 동시에, 높은 결상 성능에 의해서 고품질의 화상을 취득할 수 있다.
따라서, 본 발명 줌 렌즈에 있어서는, 광각단의 촬영 화각이 60~100도의 광화각을 포함하면서, 3~6배 정도의 변배비를 달성할 수 있다. 또, 최종 렌즈군에 의해서 상(像)을 확대하고 있기 때문에, 제 1렌즈군(GRl)의 앞 렌즈 지름을 소형으로 구성하는 것이 가능하게 되는 동시에, 망원단에 있어서의 제 1렌즈군(GRl)을 통과하는 마지널(marginal)(주변) 광선의 높이도 통상의 줌 렌즈에 비해 낮게 할 수 있기 때문에, 축상 색수차에 가장 영향이 있는 제 1렌즈군(GRl)을 +의 단(單)렌즈 1매만으로 구성할 수 있고, 60~100도의 화각, 3~6배 정도의 변배비를 유지하면서, 렌즈전계의 소형화, 경량화를 달성할 수 있다.
또, 본 발명 촬상 장치는, 본 발명 줌 렌즈를 갖춤으로써, 소형인 동시에 경량이면서, 60~100도 정도의 광화각의 촬영이 가능하게 되며, 3~6배의 변배비 내에서의 임의의 화각에 의한 촬영을 할 수 있는 동시에, 높은 결상 성능에 의해서 고품질의 화상을 취득할 수 있다.
청구의 범위 제 2항 및 청구의 범위 제 7항에 기재한 발명에 있어서는, 상기 제 1렌즈군(GRl)이, Fl을 제 1렌즈군(GRl)의 초점거리, FT를 렌즈전계의 망원단에서의 초점거리, 
FWㆍFT를 FW와 FT와의 곱의 제곱근으로서 조건식(3) 2＜Fl／
FWㆍFT＜15를 만족하므로, 구면 수차를 시작으로 하는 제수차(諸收差)를 한층 더 양호하게 보정할 수 있는 동시에 더욱 소형ㆍ경량화가 가능하게 된다.
청구의 범위 제 3항 및 청구의 범위 제 8항에 기재한 발명에 있어서는, 상기 최종 렌즈군(GRR)은 물체 측에 가장 가까운 -렌즈(GRn)를, 상면(像面)측에 가장 가까운 +렌즈(GRp)를 가지고, βGRRT를 최종 렌즈군(CRR)의 망원단에 있어서의 배율, Twbf를 광각단에 있어서의 백 포커스(공기 환산 길이), VdGRRn을 -렌즈(GRn)의 d선에서의 아베수, VdGRRp를 +렌즈(GRp)의 d선에서의 아베수로서, 조건식(4) 1.2＜βGRRT＜1.8, (5) 0.2＜Twbf／FW＜1.2, (6) VdGRRn＞VdGRRp를 만족하므로, 최종 렌즈군(GRR)에 있어서 물체 측에 가장 가까운 -렌즈로 주변 광선을 상승시키고, 상면측에 가장 가까운 +렌즈로 억제해 주는 것으로 촬상소자로의 입사각도를 완만하게 할 수 있으면서, 소형화, 고배율화, 색수차 저감에 의한 고성능화를 도모할 수 있다. 또, 광각단에 있어서는, 물체측에 가장 가까운 렌즈(제 1렌즈군(GRl)을 구성하고 있다) 및 제 2렌즈군(GR2)의 물체측에 가장 가까운 렌즈와 최종 렌즈군(GRR)에 있어서 물체측에 가장 가까운 렌즈(GRn) 및 상면측에 가장 가까운 렌즈(GRp)는 렌즈 구성에 있어서 대상성(對象性) 즉, 개구 조리개를 사이에 두고 +, -：-, +의 관계를 갖추고 있고, 광각화를 도모하면서도 왜곡 수차를 억제할 수 있다.
청구의 범위 제 4항 및 청구의 범위 제 9항에 기재한 발명에 있어서는, 상기 제 2 렌즈군(GR2)은 적어도 1개의 렌즈면을 비구면에 의해서 구성되며, F2를 제 2렌즈군(GR2)의 초점거리로서 조건식(7) 0.4＜｜F2／
FWㆍFT｜＜1.0을 만족하므로, 광각단에 있어서의 래이디얼(redial) 방향의 코마 수차를 효과적으로 보정할 수 있고, 소형화와 고성능화를 동시에 달성할 수 있다.
청구의 범위 제 5항 및 청구의 범위 제 10항에 기재한 발명에 있어서는, 상기 제 3렌즈군(GR3)은 적어도 1개씩의 +렌즈와 -렌즈를 가지고, 적어도 1개의 렌즈면이 비구면에 의해서 구성되며, VdGR3p를 제 3렌즈군(GR3)내의 +렌즈의 d선에서의 아베수의 평균치로서 조건식(8)VdGR3p＞50을 만족하므로, 색수차의 발생을 억제하고, 전역에 걸쳐서 높은 광학 성능을 유지할 수 있다. 또, 적어도 1개의 렌즈면이 비구면에 의해서 구성됨으로써, 구면 수차, 코마 수차 등 제수차의 발생을 억제하고, 줌 전역에 걸쳐서 높은 광학 성능을 유지할 수 있다.
도 1은, 본 발명 줌 렌즈의 제 1실시형태의 렌즈 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 도 3 및 도 4와 함께 본 발명 줌 렌즈의 제 1실시형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 1의 각종 수차도를 나타내는 것이며, 본 도면은 광각단에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 3은, 중간 초점거리에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 4는, 망원단에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 5는, 본 발명 줌 렌즈의 제 2실시형태의 렌즈 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 7 및 도 8과 함께 본 발명 줌 렌즈의 제 2실시형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 2의 각종 수차도를 나타내는 것이며, 본 도면은 광각단에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 7은, 중간 초점거리에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 8은, 망원단에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 9는, 본 발명 줌 렌즈의 제 3실시형태의 렌즈 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은, 도 11 및 도 12와 함께 본 발명 줌 렌즈의 제 3실시형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 3의 각종 수차도를 나타내는 것이며, 본 도면은 광각단에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 11은, 중간 초점거리에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 12는, 망원단에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 13은, 본 발명 줌 렌즈의 제 4실시형태의 렌즈 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는, 도 15 및 도 16과 함께 본 발명 줌 렌즈의 제 4실시형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예(4)의 각종 수차도를 나타내는 것이며, 본 도면은 광각단에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 15는, 중간 초점 거리에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 16은, 망원단에 있어서의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 것이다.
도 17은, 본 발명 촬상 장치의 실시형태를 나타내는 블록도이다.
이하에, 본 발명 줌 렌즈 및 촬상 장치를 실시하기 위한 최량의 형태에 대해 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명 줌 렌즈는, 복수의 군으로 이루어지고 군 간격을 바꾸는 것으로 변 배를 실시하는 줌 렌즈에 있어서, 물체측으로부터 순서대로 배열된, +의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(GRl)과, -의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(GR2)과, +의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(GR3)과, 상면측에 가장 가깝게 배열되고 -의 굴절력을 가지는 최종 렌즈군(GRR)을 갖추고, 상기 제 1렌즈군(GRl)은 1매의 +렌즈로 구성되며, 이하의 조건식(1), (2)를 만족한다.
(1)0.5＜Ymax／FW＜1.3
(2)VdGl＞40
단,
Ymax：촬상면상의 최대 상고
FW：렌즈전계의 광각단에서의 초점거리
VdGl：제 1렌즈군(GRl)의 d선에서의 아베수
로 한다.
따라서, 본 발명 줌 렌즈에 있어서는, 광각단의 촬영 화각이 60~100도의 광화각을 포함하면서, 3~6배 정도의 변배비를 달성할 수 있다. 또, 최종 렌즈군(GRR)에 의해서 상(像)을 확대하고 있기 때문에, 제 1렌즈군(GRl)의 앞 렌즈 지름을 소형으로 구성하는 것이 가능하게 되는 동시에, 망원단에 있어서의 +렌즈군인 제 1렌즈군(GRl)을 통과하는 마지널(주변) 광선의 높이도 통상의 줌 렌즈에 비해 낮게 할 수 있기 때문에, 축상 색수차에 가장 영향이 있는 제 1렌즈군(GRl)을 +의 단렌즈 1매만으로 구성할 수 있고, 60~100도의 화각, 3~6배 정도의 변배비를 유지하면서, 렌즈전계의 소형화, 경량화를 달성할 수 있다.
상기 조건식(1)은 촬상면상에 있어서의 최대 상고와 렌즈전계에 있어서의 광각단의 초점거리와의 비율을 규정하는 것이다.
Ymax／FW의 값이 0.5 이하, 즉 보다 망원화하면, 제 1렌즈군(GRl)의 +의 파워가 너무 강해져서, 망원 측에 있어서의 축상 색수차의 영향이 너무 커져서, +의 단렌즈 1매로서는 보정할 수 없게 되어 버린다. 또, Ymax／FW의 값이 1.3 이상, 즉 보다 광각화하면, 제 1렌즈군(CRl)의 +의 파워가 너무 약해져서, 제 1렌즈군(GRl)의 유효지름이 커져 버리고, 소형ㆍ경량화가 곤란하게 된다.
바람직하게는, 0.8＜Ymax／FW＜1.20의 범위를 만족시키는 것이 바람직하다.
상기 조건식(2)은 +의 단렌즈인 제 1렌즈군의 색수차의 발생량을 규정하는 것이다. VdGl이 40 이하의 경우는, 망원 측에 있어서의 축상 색수차의 영향이 너무 커져서, 이것을 보정하는 것은 렌즈계 전체로서도 곤란하게 된다. 바람직하게는,VdGl＞55의 범위를 만족시키는 것이 바람직하다.
상기 제 1렌즈군(GRl)은 이하의 조건식(3)을 만족하는 것이 바람직하다.
(3)2＜Fl／
FWㆍFT＜15
단,
Fl：제 1렌즈군(GRl)의 초점거리
FT：렌즈전계의 망원단에서의 초점거리
으로 한다.
상기 조건식(3)은 +의 단렌즈 1매로 구성된 +의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(GRl)의 초점거리와 렌즈전계에 있어서의 중간역(中間域)의 초점거리와의 비율을 규정하는 것이다. Fl／
FWㆍFT가 2 이하의 경우는, 제 1렌즈군(GRl)의 굴절력이 너무 강해져서, 구면 수차를 시작으로 하는 제수차의 영향이 커지고, 이것을 보정하는 것은 렌즈전계에서도 곤란하게 된다. 또, Fl／
FWㆍFT가 15 이상의 경우는, 제 1렌즈군(GRl)의 굴절력이 너무 약해져서, 고배율화가 어려워지고, 소형ㆍ경량화도 어려워져 버린다.
상기 최종 렌즈군(GRR)은 물체 측에 가장 가까운 -렌즈(GRn)를, 상면측에 가장 가까운 +렌즈(GRp)를 가지고, 이하의 조건식(4), (5), (6)를 만족하는 것이 바람직하다.
(4)1.2＜βGRRT＜1.8
(5)0.2＜Twbf／FW＜1.2
(6)VdGRRn＞VdGRRp
단,
βGRRT：최종 렌즈군(GRR)의 망원단에 있어서의 배율
Twbr：광각단에 있어서의 백 포커스(공기 환산 길이)
VdCRRn：-렌즈(CRn)의 d선에서의 아베수
VdGRRp：+렌즈(GRp)의 d선에서의 아베수
로 한다.
최종 렌즈군(GRR)이 물체 측에 가장 가까운 -렌즈(GRn)를, 상면측에 가장 가까운 +렌즈(GRp)를 가지는 것에 의해서, -렌즈(GRn)로 주변 광선을 상승시키고, +렌즈(GRp)로 억제해 주는 것으로 주변 광선의 촬상소자로의 입사각도를 완만하게 할 수 있다. 또, 광각단에 있어서는, 물체측에 가장 가까운 렌즈(제 1렌즈군(GRl)을 구성하고 있다) 및 제 2렌즈군(GR2)의 물체측에 가장 가까운 렌즈와 최종 렌즈군(GRR)에 있어서 물체측에 가장 가까운 렌즈(GRn) 및 상면측에 가장 가까운 렌즈(GRp)는 렌즈 구성에 있어서 대상성(對象性) 즉, 개구 조리개를 사이에 두고 +, - ： -, +의 관계를 갖추고 있고, 광각화를 도모하면서도 왜곡 수차를 억제할 수 있다.
상기 조건식(4)은 최종 렌즈군(GRR)의 망원단에 있어서의 배율을 규정하는 것이다. βGRRT가 1.2 이하의 경우는, 최종 렌즈군(GRR)에 의한 확대율이 작아지고 앞 렌즈 지름인 제 1렌즈군이 대형화할 뿐만 아니라, 망원단에 있어서의 제 1렌즈군(GRl)을 통과하는 광선의 높이도 높아져 버리고, 축상 색수차나 구면 수차 등의 영향이 커지고, 단렌즈 1매만으로 성능을 유지하는 것이 불가능하게 되어 버린다. 한편, βGRRT가 1.8 이상의 경우는, 최종 렌즈군(GRR)에 의한 확대율이 커지고, 소형ㆍ경량화에는 유리하지만, 최종 렌즈군(GRR) 이전의 렌즈군에 있어서 잔존하고 있는 제수차 도면 확대됨으로써, 고성능화가 어려워지는 동시에, 조립 정밀도도 어려워진다.
상기 조건식(5)은 광각단에 있어서의 BF(백 포커스) 길이와 광각단에 있어서의 렌즈전계의 초점거리와의 비율을 규정하는 것이다. 즉, Twbf／FW의 값이 0.2 이하의 경우는, LPF(로패스 필터)나 IR(적외선) 컷 유리가 촬상면에 매우 가까워지고, 최소 조임시에 LPF나 IR컷 유리의 결함이나 이것들에 부착한 먼지가 눈에 띄기 쉬워진다. 또, Twbf/FW의 값이 1.2 이상의 경우는, 렌즈 앞 렌즈 지름이 커지고, 소형화가 곤란하게 될 뿐만 아니라, 광각화가 곤란하게 된다.
조건식(6)은 최종 렌즈군(GRR)의 색수차의 발생량을 규정하는 것이다. 이 조건을 만족하지 않으면 최종군에 있어서의 배율 색수차의 발생량이 커지고, 이것을 보정하는 것은 렌즈전계에서도 곤란하게 된다.
상기 제 2 렌즈군(CR2)은 적어도 1개의 렌즈면이 비구면에 의해서 구성되며, 이하의 조건식(7)을 만족하는 것이 바람직하다.
(7)0.4＜｜F2／
FWㆍFT｜＜1.0
단,
F2：제 2렌즈군(GR2)의 초점거리
로 한다.
제 2렌즈군(GR2)이 적어도 1개의 비구면을 가지는 것에 의해서, 광각단에 있어서의 래이디얼 방향의 코마 수차를 효과적으로 보정할 수 있고, 소형화와 고성능화를 동시에 달성할 수 있다.
상기 조건식(7)은 -의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(GR2)의 초점거리와 렌즈전계에 있어서의 중간역의 초점거리와의 비율을 규정하는 것이다. F2／
FWㆍFT가 0.4 이하의 경우는, 제 2렌즈군(GR2)의 굴절력이 너무 강해져서, 상면만곡(像面 灣曲)이나 주변 코마 수차의 보정이 곤란하게 된다. 또, Fl／
FWㆍFT가 1.0 이상의 경우는, 제 2렌즈군(GR2)의 굴절력이 너무 약해져서, 고배율화가 어려워지든지, 소정의 배율을 얻기 위한 제 2렌즈군(GR2)의 가동 범위가 커져 소형화가 어려워져 버린다.
상기 제 3렌즈군(GR3)은 적어도 1개씩의 +렌즈와 -렌즈를 가지고, 각 렌즈면 중 적어도 1개의 렌즈면을 비구면에 의해서 구성되며, 이하의 조건식(8)을 만족하는 것이 바람직하다.
(8)VdGR3p＞50
단,
VdGR3p：제 3렌즈군(GR3)내의 +렌즈의 d선에서의 아베수의 평균치
로 한다.
이것에 의해서, 색수차의 발생을 억제하고, 전역에 걸쳐서 높은 광학 성능을 유지할 수 있다. 또, 제 3렌즈군(GR3)을 구성하는 렌즈 각 면 중 적어도 1개의 면을 비구면에 의해서 구성하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의해서, 구면 수차, 코마 수차 등 제수차의 발생을 억제하고, 줌 전역에 걸쳐서 높은 광학 성능을 유지할 수 있다.
상기 최종 렌즈군(GRR)을 구성하는 렌즈의 각 면 가운데, 적어도 1의 면을 비구면에 의해서 구성하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 주변 영역에서의 왜곡 수차나 상면만곡을 효과적으로 보정하는 것이 가능하기 때문이다.
또, 본 발명 줌 렌즈는, 광각화와 콤팩트화를 동시에 달성하기 위해서는, 변 배비가 4~5배 정도인 것이 가장 바람직하다.
이하에, 본 발명 줌 렌즈의 4개의 실시형태 및 이러한 실시형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예에 대해 도 1 내지 도 16 및 표 1 내지 표 13을 참조하여 설명한다.
또한, 각 실시형태에 있어서 비구면이 이용되지만, 비구면 형상은 다음의 수학식 1에 의해서 나타내진다.
여기서,
y：광축과 수직인 방향의 높이
Ⅹ：렌즈면 정점으로부터의 광축 방향의 거리
c：렌즈 정점에서의 근축곡률(近軸曲率)
K：유니크 정수(定數)
Ai：제 i차의 비구면 계수
이다.
도 1은 본 발명 줌 렌즈계의 제 1실시형태(1)에 의한 렌즈 구성을 나타내고 있고, 물체측으로부터 순서대로, +의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(GRl), -의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(GR2), +의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(GR3), +의 굴절력 을 가지는 제 4렌즈군(CR4), -의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군(CR5), -의 굴절력을 가지는 제 6렌즈군(GR6)이 배열되어서 이루어진다. 그리고, 광각단으로부터 망원단으로의 변배시, 도 1에 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 각 렌즈군이 광축상을 이동한다.
제 1렌즈군(GRl)은, +의 굴절력을 가지는 단렌즈(Gll)로 구성되어 있다. 제 2렌즈군(GR2)은, 물체 측에 복합 비구면을 가지는 -렌즈(G12), -렌즈(G13) 및 +렌즈(G14)로 구성되어 있다. 제 3렌즈군(GR3)은, 양면에 비구면을 가지는 +렌즈(G15), 조리개(S) 및 -렌즈(G16)로 구성되어 있다. 제 4렌즈군(GR4)은, +렌즈(G17)와 -렌즈(G18)와의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 5렌즈군(GR5)은, 물체 측에 비구면을 가지는 -렌즈(G19)로 구성된다. 제 6렌즈군(GR6)은, -렌즈(GllO), +렌즈(Glll) 및 +렌즈(Gl12)로 구성되어 있다.
또, 이 제 1실시형태 및 후술하는 제 2, 제 3 및 제 4실시형태에 있어서, 최종 렌즈면과 촬상면(IMG)과의 사이에는 평행 평면 판 모양의 로패스 필터(LPF)가 배치되어 있다. 또한, 상기 로패스 필터(LPF)로서는, 소정의 결정(結晶) 축방향이 조정된 수정 등을 재료로 하는 복(複)굴절형 로패스 필터나, 필요하게 되는 광학적인 차단주파수의 특성을 회절 효과에 의해 달성하는 위상형(位相型) 로패스 필터 등의 적용이 가능이다.
표 1에 상기한 제 1실시형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 1의 제원(諸元)의 값을 나타낸다. 이 수치 실시예 1 및 다음에 설명하는 각 수치 실시 예의 제원 표 중의 면 No.는 물체측으로부터 i번째의 면을 나타내고, R은 제 i번째 의 면의 곡률 반경, D는 제 i번째의 면과 제 i＋1번째의 면과의 사이의 축 상면 간격, Nd는 물체 측에 제 i번째의 면을 가지는 초재(硝材)의 d선(
=587.6 nm)에 대한 굴절률, Vd는 물체 측에 제 i번째의 면을 가지는 초재의 d선에 대한 아베수를 나타낸다. 또, 「ASP」로 나타낸 면은 비구면인 것을 나타낸다. 곡률 반경 「INFINITY」는 평면인 것을 나타낸다.
광각단으로부터 망원단으로의 렌즈 위치 상태의 변화에 수반하여, 제 1렌즈군(GRl)과 제 2렌즈군(GR2)과의 사이의 면간격(D2), 제 2렌즈군(GR2)과 제 3렌즈군(GR3)과의 사이의 면간격(D9), 제 3렌즈군(GR3)과 제 4렌즈군(GR4)과의 사이의 면간격(D14), 제 4렌즈군(GR4)과 제 5렌즈군(GR5)과의 사이의 면간격(D17), 제 5렌즈군(GR5)과 제 6렌즈군(GR6)과의 사이의 면간격(D19), 제 6렌즈군(GR6)과 로패스 필터(LPF)와의 사이의 면간격(D25)이 변화한다. 그래서, 표 2에 상기 각 면 간격의 광각단, 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리 및 망원단에 있어서의 각 값을 초점거리(f), F넘버(Fno.) 및 반화각(ω)과 함께 나타낸다.
제 3면, 제 10면, 제 11면 및 제 18면의 각 렌즈면은 비구면으로 구성되어 있고, 비구면 계수는 표 3에 나타내는 대로이다. 또한, 표 3 및 이하의 비구면 계수를 나타내는 표에 있어서 「E－i」는 10을 최저로 하는 지수 표현, 즉, 「10－i」를 나타내고 있고, 예를 들면, 「0.12345E－05」는 「0.12345×10－5」를 나타내고 있다.
도 2 내지 도 4에 상기 수치 실시예 1의 무한원합초(無限遠合焦) 상태에서의 제수차 도면을 각각 나타내고, 도 2는 광각단(f=14.73), 도 3은 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리(f=32.05), 도 4는 망원단(f=69.71)에 있어서의 제수차 도면을 나타내는 것이다.
도 2 내지 도 4의 각 수차도에 있어서, 구면 수차에서는 세로축은 개방 F값과의 비율, 가로축에 디포커스를 취하고, 실선이 d선, 일점 쇄선이 C선, 점선이 g선에서의 구면 수차를 나타낸다. 비점 수차에서는 세로축이 상고, 가로축이 포커스이고, 실선(S)이 새저틀(sagittal), 점선(M)이 메리디오널(meridional)의 상면을 나타낸다. 왜곡 수차는 세로축이 상고, 가로축은 ％로 나타낸다.
상기 수치 실시예 1에 있어서는, 후술하는 표 13에 나타내는 바와 같이, 조건식(1) 내지 조건식(8)을 만족하고, 또, 각 수차도에 나타내는 바와 같이, 광각단, 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리 및 망원단에 있어서, 각 수차 모두 균형 좋게 보정되어 있다.
도 5는 본 발명 줌 렌즈의 제 2실시형태(2)에 의한 렌즈 구성을 나타내고 있고, 물체측으로부터 순서대로, +의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(GRl), -의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(GR2), +의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(GR3), +의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군(GR4), -의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군(GR5)이 배열되어서 이루어진다. 그리고, 광각단으로부터 망원단으로의 변배시, 도 5에 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 각 렌즈군이 광축상을 이동한다.
제 1렌즈군(GRl)은, +의 굴절력을 가지는 단렌즈(G21)로 구성되어 있다. 제 2렌즈군(GR2)은, 물체 측에 복합 비구면을 가지는 -렌즈(G22), -렌즈(G23), +렌즈(G24) 및 -렌즈(G25)로 구성되어 있다. 제 3렌즈군(GR3)은, 조리개(S), 양면에 비구면을 가지는 +렌즈(G26) 및 +렌즈(G27)와 -렌즈(G28)와의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 4렌즈군(GR4)은, 양면에 비구면을 가지는 +렌즈(G29) 및 -렌즈(G210)와 +렌즈(G211)와의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 5렌즈군(GR5)은, -렌즈(G212) 및 물체 측에 비구면을 가지는 +렌즈(G213)로 구성되어 있다.
표 4에 상기한 제 2실시형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 2의 제원(諸元)의 값을 나타낸다.
광각단으로부터 망원단으로의 렌즈 위치 상태의 변화에 수반하여, 제 1렌즈군(GRl)과 제 2렌즈군(GR2)과의 사이의 면간격(D2), 제 2렌즈군(GR2)과 제 3렌즈군(GR3)과의 사이의 면간격(Dll), 제 3렌즈군(GR3)과 제 4렌즈군(GR4)과의 사이의 면간격(D17), 제 4렌즈군(GR4)과 제 5렌즈군(GR5)과의 사이의 면간격(D22), 제 5렌즈군(GR5)과 로패스 필터(LPF)와의 사이의 면간격(D26)이 변화한다. 그래서, 표 5에 상기 각 면 간격의 광각단, 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리 및 망원단에 있어서의 각 값을 초점거리(f), F넘버(Fno.) 및 반화각(ω)과 함께 나타낸다.
제 3면, 제 13면, 제 14면, 제 18면, 제 19면 및 제 25면의 각 렌즈면은 비구면으로 구성되어 있고, 비구면 계수는 표 6에 나타내는 대로이다.
도 6 내지 도 8에 상기 수치 실시예 2의 무한원합초 상태에서의 제수차 도면을 각각 나타내고, 도 6은 광각단(f=14.42), 도 7은 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리(f=31.37), 도 8은 망원단(f=68.25)에 있어서의 제수차 도면을 나타내는 것이다.
도 6 내지 도 8의 각 수차도(收差圖)에 있어서, 구면 수차에서는 세로축은 개방 F값과의 비율, 가로축에 디포커스를 취하고, 실선이 d선, 일점 쇄선이 C선, 점선이 g선에서의 구면 수차를 나타낸다. 비점 수차에서는 세로축이 상고, 가로축이 포커스이고, 실선(S)이 새저틀, 점선(M)이 메리디오널의 상면을 나타낸다. 왜곡 수차는 세로축이 상고, 가로축은 ％로 나타낸다.
상기 수치 실시예 2에 있어서는, 후술하는 표 13에 나타내는 바와 같이, 조건식(1) 내지 조건식(8)을 만족하고, 또, 각 수차도에 나타내는 바와 같이, 광각단, 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리 및 망원단에 있어서, 각 수차 모두 균형 좋게 보정되어 있다.
도 9는 본 발명 줌 렌즈의 제 3실시형태(3)에 의한 렌즈 구성을 나타내고 있고, 물체측으로부터 순서대로, +의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(GRl), -의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(GR2), +의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(GR3), +의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군(GR4), -의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군(GR5)이 배열되어서 이루어진다. 그리고, 광각단으로부터 망원단으로의 변배시, 도 9에 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 각 렌즈군이 광축상을 이동한다.
제 1렌즈군(GRl)은, +의 굴절력을 가지는 단렌즈(G31)로 구성되어 있다. 제 2렌즈군(GR2)은, 물체 측에 복합 비구면을 가지는 -렌즈(G32), -렌즈(G33), +렌즈(G34) 및 -렌즈(G35)로 구성되어 있다. 제 3렌즈군(GR3)은, 조리개(S), 양면에 비구면을 가지는 +렌즈(G36) 및 +렌즈(G37)와 -렌즈(G38)와의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 4렌즈군(GR4)은, 양면에 비구면을 가지는 +렌즈(G39) 및 -렌즈(G310)와 +렌즈(G311)와의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 5렌즈군(GR5)은, -렌즈(G312) 및 물체 측에 비구면을 가지는 +렌즈(G313)로 구성되어 있다.
표 7에 상기한 제 3실시형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 3의 제원의 값을 나타낸다.
광각단으로부터 망원단으로의 렌즈 위치 상태의 변화에 수반하여, 제 1렌즈군(GRl)과 제 2렌즈군(GR2)과의 사이의 면간격(D2), 제 2렌즈군(GR2)과 제 3렌즈군(GR3)과의 사이의 면간격(Dll), 제 3렌즈군(GR3)과 제 4렌즈군(GR4)과의 사이의 면간격(D17), 제 4렌즈군(GR4)과 제 5렌즈군(GR5)과의 사이의 면간격(D22), 제 5렌즈군(GR5)과 로패스 필터(LPF)와의 사이의 면간격(D26)이 변화한다. 그래서, 표 8에 상기 각 면 간격의 광각단, 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리 및 망원단에 있어서의 각 값을 초점거리(f), F넘버(Fno.) 및 반화각(ω)과 함께 나타낸다.
제 3면, 제 13면, 제 14면, 제 18면, 제 19면 및 제 25면의 각 렌즈면은 비구면으로 구성되어 있고, 비구면 계수는 표 9에 나타내는 대로이다.
도 10 내지 도 12에 상기 수치 실시예 3의 무한원합초 상태에서의 제수차 도면을 각각 나타내고, 도 10은 광각단(f=12.10), 도 11은 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리(f=24.20), 도 12는 망원단(f=48.40)에 있어서의 제수차 도면을 나타내는 것이다.
도 10 내지 도 12의 각 수차도에 있어서, 구면 수차에서는 세로축은 개방 F값과의 비율, 가로축에 디포커스를 취하고, 실선이 d선, 일점 쇄선이 C선, 점선이 g선에서의 구면 수차를 나타낸다. 비점 수차에서는 세로축이 상고, 가로축이 포커스이고, 실선(S)이 새저틀, 점선(M)이 메리디오널의 상면을 나타낸다. 왜곡 수차는 세로축이 상고, 가로축은 ％로 나타낸다.
상기 수치 실시예 3에 있어서는, 후술하는 표 13에 나타내는 바와 같이, 조건식(1) 내지 조건식(8)을 만족하고, 또, 각 수차도에 나타내는 바와 같이, 광각단, 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리 및 망원단에 있어서, 각 수차 모두 균형 좋게 보정되어 있다.
도 13은 본 발명 줌 렌즈의 제 4실시형태(4)에 의한 렌즈 구성을 나타내고 있고, 물체측으로부터 순서대로, +의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(GRl), -의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(GR2), +의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(GR3), -의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군(GR4), +의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군(GR5), -의 굴절력을 가지는 제 6렌즈군(GR6)이 배열되어서 이루어진다. 그리고, 광각단으로부터 망원단으로의 변배시, 도 13에 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 각 렌즈군이 광축상을 이동한다.
제 1렌즈군(GRl)은, +의 굴절력을 가지는 단렌즈(G41)로 구성되어 있다. 제 2렌즈군(GR2)은, 물체 측에 비구면을 가지는 -렌즈(G42), 촬상면측에 복합 비구면을 가지는 -렌즈(G43) 및 +렌즈(G44)로 구성되어 있다. 제 3렌즈군(GR3)은, 물체 측에 복합 비구면을 가지는 +렌즈(G45), 조리개(S) 및 -렌즈(G46)와 촬상면측에 비구면을 가지는 +렌즈(G47)와의 접합 렌즈로 구성되어 있다. 제 4렌즈군(GR4)은, -렌즈(G48)로 구성되어 있다. 제 5렌즈군(GR5)은, 양면에 비구면을 가지는 +렌즈(G49)로 구성된다. 제 6렌즈군(GR6)은, -렌즈(G410)와 +렌즈(G411)와의 접합렌즈 및 +렌즈(G412)로 구성되어 있다.
표 10에 상기한 제 4실시형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예(4)의 제원의 값을 나타낸다.
광각단으로부터 망원단으로의 렌즈 위치 상태의 변화에 수반하여, 제 1렌즈군(GRl)과 제 2렌즈군(GR2)과의 사이의 면간격(D2), 제 2렌즈군(GR2)과 제 3렌즈군(GR3)과의 사이의 면간격(D9), 제 3렌즈군(GR3)과 제 4렌즈군(GR4)과의 사이의 면간격(D16), 제 4렌즈군(GR4)과 제 5렌즈군(GR5)과의 사이의 면간격(D18), 제 5렌즈군(GR5)과 제 6렌즈군(GR6)과의 사이의 면간격(D20), 제 6렌즈군(GR6)과 로패스 필터(LPF)와의 사이의 면간격(D25)이 변화한다. 그래서, 표 11에 상기 각 면 간격의 광각단, 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리 및 망원단에 있어서의 각 값을 초점거리(f), F넘버(Fno.) 및 반화각(ω)과 함께 나타낸다.
제 3면, 제 7면, 제 10면, 제 16면, 제 19면 및 제 20면의 각 렌즈면은 비구면으로 구성되어 있고, 비구면 계수는 표 12에 나타내는 대로이다.
도 14 내지 도 16에 상기 수치 실시예(4)의 무한원합초 상태에서의 제수차 도면을 각각 나타내고, 도 14는 광각단(f=20.00), 도 15는 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리(f=41.95), 도 16은 망원단(f=88.00)에 있어서의 제수차 도면을 나타내는 것이다.
도 14 내지 도 16의 각 수차도에 있어서, 구면 수차에서는 세로축은 개방 F값과의 비율, 가로축에 디포커스를 취하고, 실선이 d선, 일점 쇄선이 C선, 점선이 g선에서의 구면 수차를 나타낸다. 비점 수차에서는 세로축이 상고, 가로축이 포커스이고, 실선(S)이 새저틀, 점선(M)이 메리디오널의 상면을 나타낸다. 왜곡 수차는 세로축이 상고, 가로축은 ％로 나타낸다.
상기 수치 실시예(4)에 있어서는, 후술하는 표 13에 나타내는 바와 같이, 조건식(1) 내지 조건식(8)을 만족하고, 또, 각 수차도에 나타내는 바와 같이, 광각단, 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리 및 망원단에 있어서, 각 수차 모두 균형 좋게 보정되어 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서 나타내는 줌 렌즈의 각 렌즈군은, 입사 광선을 굴절에 의해 편향시키는 굴절형 렌즈(즉, 다른 굴절률을 가지는 매질(媒質)끼리의 계면에서 편향이 실시되는 타입의 렌즈)만으로 구성되어 있지만, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 회절에 의해 입사 광선을 편향시키는 회절형 렌즈, 회절 작용과 굴절 작용과의 조합으로 입사 광선을 편향시키는 굴절ㆍ회절 하이브리드형 렌즈, 입사 광선을 매질내의 굴절률 분포에 의해 편향시키는 굴절률 분포형 렌즈 등으로 각 렌즈군을 구성해도 좋다.
또, 광학적인 파워를 가지지 않는 면(예를 들면, 반사면, 굴절면, 회절면)을 광로중에 배치함으로써, 줌 렌즈계의 전후 또는 도중에 광로를 구부리도록 해도 좋다. 구부리는 위치는 필요에 따라서 설정하면 좋고, 광로의 적정한 구부림에 의해, 카메라의 외관상의 박형화를 달성하는 것이 가능하다.
또, 본 발명에 있어서는, 렌즈계를 구성하는 렌즈군 가운데, 1개 또는 복수의 렌즈군, 혹은 1개의 렌즈군의 일부를 광축으로 거의 수직인 방향으로 시프트 시킴으로써, 상(像)을 시프트 시키는 것도 가능하고, 카메라의 흔들림을 검출하는 검출계, 상기 렌즈군을 시프트 시키는 구동계, 검출계의 출력에 따라서 구동계에 시프트량을 부여하는 제어계와 조합함으로써, 방진(防振)광학계로서 기능시키는 것이 가능하다.
도 17에 본 발명 촬상 장치의 실시형태를 나타낸다.
촬상 장치(10)는 줌 렌즈(20)를 갖추고, 줌 렌즈(20)에 의해서 형성한 광학상을 전기신호로 변환하는 촬상 소자(30)를 가진다. 또한, 촬상 소자(30)로서는, 예를 들면, CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal－0xide Semiconductor) 등의 광전 변환 소자를 사용한 것이 적용 가능하다. 상기 줌 렌즈(20)에는 본 발명에 관한 줌 렌즈를 적용할 수 있고, 도 17에서는, 도 1에 나타낸 제 1실시형태에 관한 줌 렌즈의 렌즈군을 단렌즈로 간략화하여 나타내고 있다. 물론, 제 1실시형태에 관한 줌 렌즈뿐만이 아니라, 제 2실시형태 내지 제 4실시형태에 관한 줌 렌즈나 본 명세서에서 나타낸 실시형태 이외의 형태로 구성된 본 발명 줌 렌즈를 사용할 수 있다.
상기 촬상 소자(30)에 의해서 형성된 전기신호는 영상 분리 회로(40)에 의해서 포커스 제어용의 신호가 제어 회로(50)(CPU)에 전송되고, 영상용의 신호는 영상 처리 회로로 전송된다. 영상 처리 회로에 전송된 신호는, 그 후의 처리에 적절한 형태로 가공되어서, 표시장치에 의한 표시, 기록 매체로의 기록, 통신 수단에 의한 전송 등 다양한 처리에 제공된다.
제어 회로(50)에는, 예를 들면, 줌 버튼의 조작 등, 외부로부터의 조작 신호가 입력되며, 이 조작 신호에 따라 다양한 처리가 이루어진다. 예를 들면, 줌 버튼에 의한 주밍 지령이 입력되면, 지령에 근거하는 초점거리 상태로 하기 위해, 드라이버 회로(60)(Drive)를 거쳐서 구동부(70)(M)를 동작시키고, 각 렌즈군을 소정의 위치로 이동시킨다. 각 센서(80)에 의해서 취득된 각 렌즈군의 위치 정보는 제어 회로(50)에 입력되어서, 드라이버 회로(60)에 지령 신호를 출력할 때에 참조된다. 또, 제어 회로(50)는 상기 영상 분리 회로(40)로부터 전송된 신호에 근거하여 포커스 상태를 체크하고, 최적인 포커스 상태를 얻을 수 있도록 제어한다.
상기한 촬상 장치(10)는, 구체적 제품으로서는, 각종의 형태를 채용할 수 있다. 예를 들면, 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라, 카메라가 내장된 휴대 전화, 카메라가 내장된 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 디지털 입출력 기기의 카메라부 등으로서, 넓게 적용할 수 있다.
또한, 상기한 각 실시형태 및 수치 실시예에 있어서 나타난 각부의 구체적 형상 및 수치는, 어느 쪽도 본 발명의 실시시에 실시하는 구체화의 그저 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 이것들에 의해서 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되는 일이 있어서는 안 되는 것이다.
광각단의 촬영 화각이 60~100도의 광화각을 포함하고, 게다가 변배비 3~6배 정도로 앞 렌즈 지름이 작고 콤팩트성이 뛰어나고, 높은 결상 성능을 가지는 줌 렌즈 및 이 줌 렌즈를 갖춘 촬상 장치를 제공할 수 있고, 디지털 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라 등에 넓게 이용할 수 있다.
Claims (10)
- 복수의 군으로 이루어지고 군 간격을 바꾸는 것으로 변배를 실시하는 줌 렌즈에 있어서,물체측으로부터 순서대로 배열된, +의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(GRl)과, -의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(GR2)과, +의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(GR3)과, 상면측에 가장 가깝게 배열되고 -의 굴절력을 가지는 최종 렌즈군(GRR)을 갖추고,상기 제 1렌즈군(GRl)은 1매의 +렌즈로 구성되며,이하의 조건식(1), (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.(1)0.5＜Ymax／FW＜1.3(2)VdGl＞40단,Ymax：촬상면상(撮像面上)의 최대 상고(像高)FW：렌즈전계의 광각단에서의 초점거리VdGl：제 1렌즈군(GRl)의 d선에서의 아베수로 한다.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1렌즈군(GRl)은 이하의 조건식(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.(3)2＜Fl／FWㆍFT＜15
단,Fl：제 1렌즈군(GRl)의 초점거리FT：렌즈전계의 망원단에서의 초점거리FWㆍFT：FW와 FT와의 곱의 제곱근
으로 한다. - 제 2항에 있어서,상기 최종 렌즈군(GRR)은 물체 측에 가장 가까운 -렌즈(GRn)를, 상면측에 가장 가까운 +렌즈(GRp)를 가지고,이하의 조건식(4), (5), (6)를 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.(4)1.2＜βGRRT＜1.8(5)0.2＜Twbf／FW＜1.2(6)VdGRRn＞VdGRRp단,βGRRT：최종 렌즈군(GRR)의 망원단에 있어서의 배율Twbf：광각단에 있어서의 백 포커스(공기 환산 길이)VdGRRn：-렌즈(GRn)의 d선에서의 아베수VdGRRp：+렌즈(GRp)의 d선에서의 아베수로 한다.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 제 2 렌즈군(GR2)은 적어도 1개의 렌즈면을 비구면에 의해서 구성되며,이하의 조건식(7)을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.(7)0.4＜｜F2／FWㆍFT｜＜1.0
단,F2：제 2렌즈군(GR2)의 초점거리로 한다. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 제 3렌즈군(GR3)은 적어도 1개씩의 +렌즈와 -렌즈를 가지고,각 렌즈면 중 적어도 1개의 렌즈면을 비구면에 의해서 구성되며, 이하의 조건식(8)을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.(8)VdGR3p＞50단,VdGR3p：제 3렌즈군(GR3)내의 +렌즈의 d선에서의 아베수의 평균치로 한다.
- 복수의 군으로 이루어지고 군 간격을 바꾸는 것으로 변배를 실시하는 줌 렌 즈와, 상기 줌 렌즈에 의해 형성된 광학상을 전기적인 신호로 변환하는 촬상 소자를 갖춘 촬상장치에 있어서,상기 줌 렌즈는, 물체측으로부터 순서대로 배열된, +의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(GRl)과, -의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(GR2)과, +의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(GR3)과, 상면측에 가장 가깝게 배열되고 -의 굴절력을 가지는 최종 렌즈군(GRR)을 갖추고,상기 제 1렌즈군(GRl)은 1매의 +렌즈로 구성되며,이하의 조건식(9), (10)를 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.(9)0.5＜Ymax／FW＜1.3(10)VdGl＞40단,Ymax：촬상면상의 최대 상고FW：렌즈전계의 광각단에서의 초점거리VdGl：제 1렌즈군(GRl)의 d선에서의 아베수로 한다.
- 제 6항에 있어서,상기 제 1렌즈군(GRl)은 이하의 조건식(11)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.(11)2＜Fl／FWㆍFT＜15
단,Fl：제 1렌즈군(GRl)의 초점거리FT：렌즈전계의 망원단에서의 초점거리FWㆍFT：FW와 FT와의 곱의 제곱근
으로 한다. - 제 7항에 있어서,상기 최종 렌즈군(GRR)은 물체 측에 가장 가까운 -렌즈(GRn)를, 상면측에 가장 가까운 +렌즈(GRp)를 가지고,이하의 조건식(12), (13), (14)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.(12)1.2＜βCRRT＜1.8(13)0.2＜Twbf／FW＜1.2(14)VdGRRn＞VdGRRp단,βGRRT：최종 렌즈군(GRR)의 망원단에 있어서의 배율Twbf：광각단에 있어서의 백 포커스(공기 환산 길이)VdGRRn：-렌즈(GRn)의 d선에서의 아베수VdGRRp：+렌즈(GRp)의 d선에서의 아베수로 한다.
- 제 6항 또는 제 7항에 있어서,상기 제 2 렌즈군(GR2)은 적어도 1개의 렌즈면을 비구면에 의해서 구성되며,이하의 조건식(15)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.(15)0.4＜｜F2／FWㆍFT｜＜1.0
단,F2：제 2렌즈군(GR2)의 초점거리로 한다. - 제 6항 또는 제 7항에 있어서,상기 제 3렌즈군(GR3)은 적어도 1개씩의 +렌즈와 -렌즈를 가지고,각 렌즈면 중 적어도 1개의 렌즈면을 비구면에 의해서 구성되며,이하의 조건식(16)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.(16)VdGR3p＞50단,VdGR3p：제 3렌즈군(GR3)내의 +렌즈의 d선에서의 아베수의 평균치로 한다.
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