KR20070061472A - 줌 렌즈 및 촬상장치 - Google Patents

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KR20070061472A
KR20070061472A KR1020067011318A KR20067011318A KR20070061472A KR 20070061472 A KR20070061472 A KR 20070061472A KR 1020067011318 A KR1020067011318 A KR 1020067011318A KR 20067011318 A KR20067011318 A KR 20067011318A KR 20070061472 A KR20070061472 A KR 20070061472A
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모토유키 오타케
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

렌즈 매수가 증가하지 않고, 소형화에 적절한 손떨림 보정 가능한 줌 렌즈 및 이 줌 렌즈를 사용한 촬상장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 물체측으로부터 순서로, 정의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(G1), 부의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(G2), 정의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(G3), 정의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군(G4), 정의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군(G5)이 배열되어 완성되는 줌 렌즈에 있어서, 광각단 상태에서 망원단 상태까지 렌즈 위치 상태가 변화할 때에, 상기 제 1렌즈군이 광축 방향으로 고정되고, 상기 제 2렌즈군이 상 측으로 이동하고, 상기 제 3렌즈군이 광축 방향으로 고정되며, 상기 제 4렌즈군이 상기 제 2렌즈군의 이동에 수반하여 상 면위치의 변동을 보상하는 것과 동시에, 근거리합초시에 광축 방향으로 이동하고, 상기 제 5렌즈군이 광축 방향으로 고정되며, 개구 조리개(S)가 상기 제 3렌즈군의 근방에 배치되고, 상기 제 5렌즈군이 부의 굴절력을 가지는 부 부분군(L151)과 정의 굴절력을 가지는 정 부분군(L152)에 의해 구성되고, 상기 정 부분군이 광축에 거의 수직인 방향으로 시프트하는 것에 의해서, 상을 시프트 하는 것이 가능하고, 이하의 조건식(1)을 만족한다.
(1) 0.6＜f5p／Da＜1.4
단, f5p：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 초점거리
Da：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 상 측의 면으로부터 근축상위치까지의 광축에 따른 길이로 한다.

Description

줌 렌즈 및 촬상장치{Zoom lens and imaging device}
본 발명은 줌 렌즈 및 촬상장치에 관한 것이며, 특히, 비디오 카메라나 디지털 카메라 등의 촬상소자에 의해 수광하는 카메라에 적절하고, 또, 손떨림 보정에 적절한 줌 렌즈 및 이 줌 렌즈를 사용한 촬상장치에 관한 것이다.
종래부터, 카메라에 있어서의 기록수단으로서 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등의 광전변환소자를 이용한 촬상소자에 의해서, 촬상소자 면상에 형성된 피사체상을, 각 광전변환소자에 의해서 피사체상의 광량을 전기적 출력으로 변환하고, 기록하는 방법이 알려져 있다.
근년의 미세 가공 기술의 기술 진보에 수반하여, 중앙 연산 처리장치(CPU)의 고속화나 기억매체의 고집적화가 도모되고, 그때까지는 취급할 수 없었던 대용량의 화상 데이터가 고속 처리할 수 있게 되었다. 또, 수광소자에 있어서도 고집적화나 소형화가 도모되어, 고집적화에 의해, 보다 높은 공간 주파수의 기록이 가능해지고, 소형화에 의해, 카메라 전체의 소형화를 도모할 수 있게 되어왔다.
또, 광범위한 촬영 상황 속에서의 사용이 가능하도록, 줌 렌즈에의 요구가 높고, 특히, 큰 줌 비에의 요구가 높아져 왔다.
그런데, 줌 비가 큰 광학계에서는 망원단 상태에 있어서의 화각이 좁아지기 때문에, 미소한 손떨림에 의해서도, 상의 떨림이 크게 발생해 버린다. 이 때문에, 특히 줌 비가 큰 비디오 카메라에서는, 손떨림을 보정하도록 수광소자의 화상 받아들임 범위를 시프트 시키는, 소위, 전자식 손떨림 보정 시스템이 알려져 있다.
또, 종래부터, 렌즈계를 구성하는 일부의 렌즈군을 광축에 거의 수직인 방향으로 시프트 시키는 것에 의해, 상 위치를 시프트 시켰을 때에 발생하는 광학 성능의 열화를 보정하는, 소위, 손떨림 보정 광학계가 알려져 있다.
손떨림 보정 광학계는, 예를 들면, 셔터 릴리즈에 기인하는 손떨림에 수반하는, 카메라의 떨림을 검출하는 검출계, 검출계로부터 출력되는 신호에 근거하여 렌즈 위치에 보정량을 주는 제어계, 제어계로부터의 출력에 근거하여 소정의 렌즈를 시프트 시키는 구동계를 조합하는 것으로, 광학식 손떨림 보정 시스템으로서 기능시키는 것이 가능하다.
이 광학식 손떨림 보정 시스템에서는, 구동계에 의한 렌즈의 시프트에 의해서 상을 시프트 시키는 것이 가능하고, 카메라의 떨림에 수반하는 상의 떨림을 구동계에 의한 렌즈의 시프트에 의해서 보정하는 것이 가능하다.
이들 손떨림 보정 광학계로서는, 예를 들면, 특개2002－244037호 공보, 특개2003－228001호 공보, 특개2003－295057호 공보에 나타난 것이 알려져 있다.
특개2002－244037호 공보에 나타난 줌 렌즈에서는, 개구 조리개의 상(像) 측에 배치되는 제 3렌즈군이 부(負) 부분군과 정(正) 부분군으로 구성되고, 상기 정 부분군을 시프트 시키는 것으로, 상을 시프트 시키고 있다.
특개2003－228001호 공보에 나타난 줌 렌즈에서는, 개구 조리개의 상 측에 배치되는 제 3렌즈군이 정 부분군과 부 부분군으로 구성되고, 상기 정 부분군을 시프트 시키는 것으로, 상을 시프트 시키고 있었다.
특개2003－295057호 공보에 나타난 줌 렌즈에서는, 제 3렌즈군 전체를 시프트 시키는 것으로, 상을 시프트 시키고 있었다.
상기한 종래의 손떨림 보정 광학계에서는, 개구 조리개 근방의 렌즈군을 시프트 시키고 있었기 때문에, 시프트 시키기 위한 구동기구와 개구 조리개의 개폐를 행하는 기구, 주밍이나 포커싱시에 각 렌즈를 광축 방향으로 이동시키는 기구가 간섭하기 쉬워져 버려, 경통(鏡筒)이 지름 방향으로 커져 버린다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하고, 렌즈 매수가 증가하지 않고, 소형화에 적절한 손떨림 보정 가능한 줌 렌즈 및 이 줌 렌즈를 사용한 촬상장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명 줌 렌즈는, 상기한 과제를 해결하기 위해서, 물체 측으로부터 순서로, 정의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군이 배열되어 이루어지며, 광각단 상태에서 망원단 상태까지 렌즈 위치상태가 변화할 때에, 상기 제 1렌즈군이 광축 방향으로 고정되고, 상기 제 2렌즈군이 상 측으로 이동하고, 상기 제 3렌즈군이 광축 방향으로 고정되며, 상기 제 4렌즈군이 상기 제 2렌즈군의 이동에 수반하는 상면위치의 변동을 보상함과 동시에, 근거리 합초(合焦)시에 광축 방향으로 이동하고, 상기 제 5렌즈군이 광축 방향으로 고정되고, 개구 조리개가 상기 제 3렌즈군의 근방에 배치되며, 상기 제 5렌즈군이 부의 굴절력을 가지는 부 부분군과 정의 굴절력을 가지는 정 부분군에 의해 구성되고, 상기 정 부분군이 광축에 거의 수직인 방향으로 시프트하는 것에 의해서, 상을 시프트하는 것이 가능하고, f5p를 제 5렌즈군 중에 배치되는 정 부분군의 초점거리, Da를 제 5렌즈군 중에 배치되는 정 부분군의 가장 상 측의 면으로부터 근축상위치까지의 광축에 따른 길이로서, 조건식(1) 0.6＜f5p／Da＜1.4를 만족하는 것이다.
또, 본 발명 촬상장치는, 상기한 과제를 해결하기 위해서, 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈에 의해서 형성된 광학상을 전기적인 신호로 변환하는 촬상소자를 구비하고, 상기 줌 렌즈는, 물체 측으로부터 순서로, 정의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군이 배열되어서 이루어지고, 광각단 상태로부터 망원단 상태까지 렌즈 위치 상태가 변화할 때에, 상기 제 1렌즈군이 광축 방향으로 고정되고, 상기 제 2렌즈군이 상 측으로 이동하고, 상기 제 3렌즈군이 광축 방향으로 고정되며, 상기 제 4렌즈군이 상기 제 2렌즈군의 이동에 수반하는 상면위치의 변동을 보상함과 동시에, 근거리 합초시에 광축 방향으로 이동하고, 상기 제 5렌즈군이 광축 방향으로 고정되고, 개구 조리개가 상기 제 3렌즈군의 근방에 배치되며, 상기 제 5렌즈군이 부의 굴절력을 가지는 부 부분군과 정의 굴절력을 가지는 정 부분군에 의해 구성되고, 상기 정 부분군이 광축에 거의 수직인 방향으로 시프트하는 것에 의해서, 상을 시프트하는 것이 가능하고, f5p를 제 5렌즈군 중에 배치되는 정 부분군의 초점거리, Da를 제 5렌즈군 중에 배치되는 정 부분군의 가장 상 측의 면에서 근축상위치까지의 광축에 따른 길이로서, 조건식(1) 0.6＜f5p／Da＜1.4를 만족하는 것이다.
따라서, 본 발명에 있어서는, 가동 렌즈군인 제 4렌즈군의 상 측에 고정 렌즈군인 제 5렌즈군이 배치됨과 동시에, 상을 시프트 시키는 경우에는, 개구 조리개로부터 멀어진 위치에 있는 렌즈(군)를 광축에 거의 수직인 방향으로 시프트 시킨다.
본 발명 줌 렌즈는, 물체 측으로부터 순서로, 정의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군이 배열되어 완성되는 줌 렌즈에 있어서, 광각단 상태에서 망원단 상태까지 렌즈 위치 상태가 변화할 때에, 상기 제 1렌즈군이 광축 방향으로 고정되고, 상기 제 2렌즈군이 상 측으로 이동하고, 상기 제 3렌즈군이 광축 방향으로 고정되며, 상기 제 4렌즈군이 상기 제 2렌즈군의 이동에 수반하는 상 면위치의 변동을 보상함과 동시에, 근거리 합초시에 광축 방향으로 이동하고, 상기 제 5렌즈군이 광축 방향으로 고정되고, 개구 조리개가 상기 제 3렌즈군의 근방에 배치되며, 상기 제 5렌즈군이 부의 굴절력을 가지는 부 부분군과 정의 굴절력을 가지는 정 부분군에 의해 구성되고, 상기 정 부분군이 광축에 거의 수직인 방향으로 시프트하는 것에 의해서, 상을 시프트하는 것이 가능하고, f5p를 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 초점거리, Da를 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 상 측의 면에서 근축상위치까지의 광축에 따른 길이로서, 조건식(1) 0.6＜f5p／Da＜1.4를 만족하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명 촬상장치는, 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈에 의해서 형성된 광학상을 전기적인 신호로 변환하는 촬상소자를 구비한 촬상장치이며, 상기 줌 렌즈는, 물체 측으로부터 순서로, 정의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군이 배열되어 완성되고, 광각단 상태로부터 망원단 상태까지 렌즈 위치 상태가 변화할 때에, 상기 제 1렌즈군이 광축 방향으로 고정되고, 상기 제 2렌즈군이 상 측으로 이동하고, 상기 제 3렌즈군이 광축 방향으로 고정되며, 상기 제 4렌즈군이 상기 제 2렌즈군의 이동에 수반하는 상 면 위치의 변동을 보상함과 동시에, 근거리 합초시에 광축 방향으로 이동하고, 상기 제 5렌즈군이 광축 방향으로 고정되며, 개구 조리개가 상기 제 3렌즈군의 근방에 배치되고, 상기 제 5렌즈군이 부의 굴절력을 가지는 부 부분군과 정의 굴절력을 가지는 정 부분군에 의해 구성되며, 상기 정 부분군이 광축에 거의 수직인 방향으로 시프트하는 것에 의해서, 상을 시프트하는 것이 가능하고, f5p를 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 초점거리, Da를 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 상 측의 면에서 근축상위치까지의 광축에 따른 길이로서, 조건식(1) 0.6＜f5p／Da＜1.4를 만족하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 있어서는, 제 5렌즈군을 배치함으로써, 가동인 제 4렌즈군의 렌즈 매수를 줄이고, 경량화함으로써, 제 4렌즈군을 구동하는 기구의 구조의 간이화를 도모하고, 렌즈계를 소형화할 수 있다.
또, 손떨림 보정 기구를 탑재하는 경우에, 렌즈를 광축과 거의 직교하는 방향으로 시프트시키는 기구가 주밍이나 포커싱을 위한 렌즈 구동기구나 조리개 개폐기구와 간섭하지 않고, 경통의 크기, 특히 지름 방향의 크기를 소형으로 구성할 수 있다.
게다가, 조건식(1)을 만족함으로써, 제 5렌즈군 가운데의 정 부분군을 시프트시키기 위한 구동기구를 소형으로 구성할 수 있음과 동시에, 렌즈 전체 길이의 소형화와 상기 정 부분군의 시프트시(이하, 「상 시프트시」라고 한다)에 화면 중심부에서 발생하는 편심 코마수차가 커지는 것을 억제할 수 있다.
청구항 2 및 청구항 10에 기재한 발명에 있어서는, Db를 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 물체측의 면에서 개구 조리개까지의 광축에 따른 길이로서, 조건식(2) 0.5＜f5p／Db＜1.3을 만족하므로, 상 시프트시에 발생하는 축외수차(軸外收差)의 변동을 양호하게 보정할 수 있다.
청구항 3, 청구항 4, 청구항 11 및 청구항 12에 기재한 발명에 있어서는, f5n을 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 부 부분군의 초점거리, ft를 망원단 상태에 있어서의 렌즈계 전체에서의 초점거리로서, 조건식(3) 0.3＜|f5n|／ft＜0.9를 만족하므로, 제 5렌즈군 가운데의 부 부분군에서 발생하는 정의 구면수차(球面收差)를 양호하게 보정할 수 있다.
청구항 5 내지 청구항 8 및 청구항 13 내지 청구항 16에 기재한 발명에 있어서는, 상기 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군은 적어도 1매의 정 렌즈와 1매의 부 렌즈를 가지고 있고, C5p를 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 상 측의 렌즈면의 곡률(곡률반경의 역수)로서, 조건식(4)－5＜C5p·ft＜－2를 만족하므로, 제 5렌즈군 가운데의 정 부분군에서 발생하는 제수차(諸收差)를 양호하게 보정하고, 상 시프트시에도 양호한 광학 성능을 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명 줌 렌즈의 굴절력 배치와 변배시에 있어서의 각 렌즈군의 가동의 가부를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명 줌 렌즈의 제1의 실시의 형태의 렌즈 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 4 내지 도 8과 함께 본 발명 줌 렌즈의 제 1의 실시의 형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 1의 각종 수차도를 나타내는 것이고, 본 도면은 광각단 상태에 있어서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차 및 코마수차를 나타내는 것이다.
도 4는, 중간 초점거리 상태에 있어서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차 및 코마수차를 나타내는 것이다.
도 5는, 망원단 상태에 있어서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차 및 코마수차를 나타내는 것이다.
도 6은, 광각단 상태에 있어서의 횡수차를 나타내는 것이다.
도 7은, 중간 초점거리 상태에 있어서의 횡수차를 나타내는 것이다.
도 8은, 망원단 상태에 있어서의 횡수차를 나타내는 것이다.
도 9는, 본 발명 줌 렌즈의 제 2의 실시의 형태의 렌즈 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은, 도 11 내지 도 15와 함께 본 발명 줌 렌즈의 제 2의 실시의 형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 2의 각종 수차도를 나타내는 것이고, 본 도면은 광각단 상태에 있어서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차 및 코마수차를 나타내는 것이다.
도 11은, 중간 초점거리 상태에 있어서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차 및 코마수차를 나타내는 것이다.
도 12는, 망원단 상태에 있어서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차 및 코마수차를 나타내는 것이다.
도 13은, 광각단 상태에 있어서의 횡수차를 나타내는 것이다.
도 14는, 중간 초점거리 상태에 있어서의 횡수차를 나타내는 것이다.
도 15는, 망원단 상태에 있어서의 횡수차를 나타내는 것이다.
도 16은, 본 발명 줌 렌즈의 제 3의 실시의 형태의 렌즈 구성을 나타내는 도면이다.
도 17은, 도 18 내지 도 22와 함께 본 발명 줌 렌즈의 제 3의 실시의 형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 3의 각종 수차도를 나타내는 것이고, 본 도면은 광각단 상태에 있어서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차 및 코마수차를 나타내는 것이다.
도 18은, 중간 초점거리 상태에 있어서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차 및 코마수차를 나타내는 것이다.
도 19는, 망원단 상태에 있어서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차 및 코마수차를 나타내는 것이다.
도 20은, 광각단 상태에 있어서의 횡수차를 나타내는 것이다.
도 21은, 중간 초점거리 상태에 있어서의 횡수차를 나타내는 것이다.
도 22는, 망원단 상태에 있어서의 횡수차를 나타내는 것이다.
도 23은, 디지털 카메라에 적용한 본 발명 촬상장치의 실시의 형태를 나타내는 블럭도이다.
이하에, 본 발명 줌 렌즈 및 촬상장치를 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 이러한 줌 렌즈는, 물체 측으로부터 순서로, 정의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군, 정의 굴절력 또는 부의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군을 배치하여 이룬다.
제 2렌즈군이 줌 기능, 제 4렌즈군이 컴펜세이트(compensate) 기능을 가지고, 이것을 조합함으로써, 제 2렌즈군이 물체 측으로부터 상 측으로 이동할 때에, 상 면위치를 일정하게 유지한 채로, 광각단 상태에서 망원단 상태까지 초점거리가 변화한다.
제 4렌즈군은 상기한 컴펜세이트 기능을 가짐과 동시에 포커스 기능을 가지 고, 피사체 위치의 변화에 의한 상 면위치의 변동을 보상한다.
제 5렌즈군은 부 부분군과 그 상 측에 공기 간격을 멀리해서 배치되는 정 부분군에 의해 구성되고, 정 부분군을 광축에 거의 수직인 방향으로 시프트시킴으로써, 상 시프트를 행할 수 있다.
개구 조리개가 상기 제 3렌즈군의 근방에 배치된다.
본 발명 줌 렌즈에 있어서는, 제 2렌즈군과 제 4렌즈군을 광축 방향으로 이동 가능한 구조로 함으로써 줌시나 포커스시에 있어서의 구동방법으로 종래와 같은 구동방법을 채용할 수 있다. 또, 제 4렌즈군보다 상 측에 배치되는 제 5렌즈군 가운데의 정 부분군을 광축에 거의 수직인 방향으로 시프트시켜 상 시프트를 행하기 때문에, 줌시나 포커스시의 구동기구 및 개구 조리개을 구동하는 기구와의 간섭이 적고, 각 렌즈군끼리의 간격을 좁히는 것이 가능해진다. 그 결과, 렌즈계의 소형화 및 손떨림 보정시에 화상의 열화가 적은 상태로의 상 시프트가 가능하다.
또, 본 발명 줌 렌즈에 있어서는, 상 시프트를 행하지 않는 경우라도, 충분히 높은 광학 성능을 발휘할 수 있다. 종래, 광학계의 상 측에 색분해용 프리즘을 배치한 줌 렌즈에서는, 가동인 제 4렌즈군을 3매 구성으로 하는 경우가 많고, 제 4렌즈군이 무거워지고, 오토 포커스의 고속화나 구동기구의 구성의 간이화가 어렵다고 하는 문제가 있고, 본 발명 줌 렌즈에 있어서는, 가동인 제 4렌즈군의 상 측에 광축 방향으로 고정된 제 5렌즈군을 배치함으로써, 제 4렌즈군을 구성하는 렌즈 매수를 줄이는 것이 가능하고, 제 4렌즈군의 경량화에 수반하여, 오토 포커스의 고속화 및 제 4렌즈군을 구동하기 위한 구동기구의 구성의 간이화를 도모하는 것이 가능하게 된다.
본 발명 줌 렌즈는, f5p를 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 초점거리, Da를 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 상 측의 면으로부터 근축상위치까지의 광축에 따른 길이로서, 이하의 조건식(1)을 만족한다.
(1) 0.6＜f5p／Da＜1.4
상기 조건식(1)은 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 초점거리와 백 포커스의 비율을 규정하는 조건식이며, 떨림 보정계수를 규정하는 조건식이다.
떨림 보정계수는 소정의 렌즈군을 광축과 거의 수직인 방향으로 이동시켰을 때의 렌즈 시프트량에 대한 상 시프트량의 비율이다. 본 발명에서는 시프트 렌즈군(제 5렌즈군 가운데의 정 부분군)이 가장 상 측에 배치되기 때문에, 정 부분군의 횡배율을 βs로 하면, 치우침 보정계수(γ)는 이하의 식에서 나타난다.
γ= 1－βs
예를 들면, 조건식(1)이 1이 되는 경우, 정 부분군에 입사하는 축상 광속은 평행광에 가깝고, βs가 거의 0이 되기 때문에 떨림 보정계수(γ)는 1에 가까운 수치가 된다. 또, 조건식(1)이 1보다 큰 수치가 되는 경우, βs가 정의 값으로, 반대로 조건식(1)이 1보다 작은 수치가 되는 경우, βs는 부의 값이 된다.
본 발명 줌 렌즈에 있어서는, 조건식(1)의 상한치를 상회한 경우, 떨림 보정계수가 작아지고, 소정량만의 상 시프트를 행할 때에 필요한 렌즈 시프트량이 커져서 구동기구의 대형화를 일으켜 버린다.
반대로, 조건식(1)의 하한치를 하회한 경우, 분모가 커지는 경우에는 렌즈 전체 길이의 대형화를 일으켜 버린다. 또, 분자가 작아지는 경우에는 시프트 렌즈군의 초점거리가 짧아져서, 상 시프트시에 화면 중심부에 있어서 발생하는 편심 코마수차가 커져서, 그 보정이 곤란하게 되고, 소정의 광학 성능을 확보할 수 없게 되어 버린다.
본 발명 줌 렌즈에 있어서는, 상(像) 시프트시에 발생하는 축외수차의 변동을 양호하게 보정하기 위해서, Db를 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 물체측의 면에서 개구 조리개까지의 광축에 따른 길이로서, 이하의 조건식(2)을 만족하는 것이 바람직하다.
(2) 0.5＜f5p／Db＜1.3
상기 조건식(2)은 제 5렌즈군 가운데의 정 부분군의 초점거리와 개구 조리개와 정 부분군과의 사이의 간격과의 비를 규정하는 조건식이며, 사출동공의 위치를 규정하는 조건식이다.
조건식(2)의 상한치를 상회한 경우, 사출동공 위치가 상 면위치에 가까워지고, 즉, CCD에 입사하는 주광선이 광축으로부터 멀어지도록 진행되게 되어 버려, 소정의 주변 광량을 얻기 위해서는 렌즈 지름의 대형화를 피할 수 없다.
반대로, 조건식(2)의 하한치를 하회한 경우, 분모가 커지는 경우에는 렌즈 전체 길이의 대형화를 일으켜 버린다. 또, 분자가 작아지는 경우에는, 렌즈 시프트시에 발생하는 입사각도의 변화가 너무 커져서 버린다. 그 결과, 화면 중심부에서 손떨림을 양호하게 보정해도, 화면 주변부에서는 상 떨림을 보정할 수 없게 되어 버린다.
본 발명에 있어서는, 또한 고성능화를 도모하기 위해서는, f5n을 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 부 부분군의 초점거리, ft를 망원단 상태에 있어서의 렌즈계 전체로의 초점거리로서, 이하의 조건식(3)을 만족하는 것이 바람직하다.
(3) 0.3＜|f5n|／ft
상기 조건식(3)은 제 5렌즈군 가운데의 부 부분군의 초점거리를 규정하는 조건식이다.
조건식(3)의 하한치를 하회한 경우, 부 부분군에 있어서 발생하는 정의 구면수차를 보다 양호하게 보정하는 것이 어렵고, 소정의 광학 성능을 얻을 수 없게 되어 버린다.
본 발명 줌 렌즈에 있어서는, 제 5렌즈군 가운데의 정 부분군 단독으로 발생하는 제수차(諸收差)를 양호하게 보정하고, 상(像) 시프트시에도 더욱 양호한 광학 성능을 얻으려면, 정 부분군을 적어도 1매의 정 렌즈와 1매의 부 렌즈로 구성하고, C5p를 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 상 측의 렌즈면의 곡률(곡률반경의 역수)로서, 이하의 조건식(4)을 만족하는 것이 바람직하다.
(4) －5＜C5p·ft＜－2
상기 조건식(4)은 정 부분군의 가장 상 측의 렌즈면의 곡률반경을 규정하는 조건식이다.
조건식(4)의 상한치를 상회한 경우(곡률반경이 완만해진다), 상 시프트시에 화면 중심부에서 발생하는 코마수차의 발생을 억제할 수 없게 되어 버린다.
반대로, 조건식(4)의 하한치를 하회한 경우(곡률반경이 좁아진다), 상 시프 트시에 화면 주변부에서 발생하는 코마수차의 변동이 커져 버린다.
본 발명 줌 렌즈에 있어서는, 비구면 렌즈를 이용함으로써, 보다 높은 광학 성능을 실현할 수 있다. 특히, 제 5렌즈군에 비구면을 도입하는 것에 의해서, 중심 성능의 새로운 고성능화가 가능해진다. 또, 제 2렌즈군에 비구면 렌즈를 이용함으로써, 광각단 상태에 있어서 발생하는 화각에 의한 코마수차의 변동을 양호하게 보정하는 것도 가능하다.
게다가, 본 발명 줌 렌즈에 복수의 비구면을 이용하는 것으로 보다 높은 광학 성능을 얻을 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
또, 무아레(Moire) 줄무늬의 발생을 막기 위해서, 제 5렌즈군의 상 측에 로패스필터(low pass filter)를 배치하거나, CCD등의 수광소자의 분광 감도 특성에 따라 적외 컷 필터를 배치하는 것도 물론, 가능하다.
이하에, 본 발명 줌 렌즈의 각 실시의 형태 및 수치 실시예를 설명한다.
또한, 각 실시의 형태에 있어서 비구면이 이용되지만, 비구면 형상은 다음의 수 1식에 의해서 나타내진다.
[수 1]
Figure 112006040455592-PCT00001
···
여기서,
y：광축으로부터의 높이
x：사그량(sag amount)
c：곡률
κ：원뿔 정수(conic constant)
C4, C6,…：비구면 계수이다.
도 1은 본 발명의 각 실시의 형태에 이러한 줌 렌즈의 굴절력 배분을 나타내고 있고, 물체측으로부터 순서로, 정의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(G1), 부의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(G2), 부의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(G3), 정의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군(G4), 정의 굴절력 또는 부의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군(G5)이 배열되어 구성되고, 광각단 상태로부터 망원단 상태로의 변배에 즈음하여, 제 1렌즈군(G1)과 제 2렌즈군(G2)의 사이의 공기 간격은 증대하고, 제 2렌즈군(G2)과 제 3렌즈군(G3)의 사이의 공기 간격은 감소하도록, 제 2렌즈군(G2)이 상 측으로 이동한다. 이때, 제 1렌즈군(G1), 제 3렌즈군(G3), 제 5렌즈군(G5)은 광축 방향으로 고정이며, 제 4렌즈군(G4)이 제 2렌즈군(G2)의 이동에 수반하는 상 면위치의 변동을 보정하도록 이동하는 것과 동시에 근거리 합초시에 물체측으로 이동한다.
도 2는 본 발명 줌 렌즈의 제 1의 실시의 형태에 의한 렌즈 구성을 나타내고 있고, 제 1렌즈군(G1)은 물체 측에 볼록면을 향한 메니스커스 형상의 부 렌즈와 물체 측에 볼록면을 향한 정 렌즈와의 접합 렌즈(L111) 및 물체 측에 볼록면을 향한 정 렌즈(L112)에 의해 구성되고, 제 2렌즈군(G2)은 상 측에 오목면을 향한 부 렌즈(L121) 및 양 오목 형상의 부 렌즈와 물체 측에 볼록면을 향한 정 렌즈와의 접합 렌즈(L122)에 의해 구성되며, 제 3렌즈군(G3)은 정 메니스커스 렌즈(L13)에 의해 구성되고, 제 4렌즈군(G4)은 양 볼록 렌즈와 물체 측에 오목면을 향한 메니스커스 형상의 부 렌즈와의 접합 정 렌즈(L14)에 의해 구성되며, 제 5렌즈군(G5)은 상 측에 오목면을 향한 부 렌즈(L151) 및 양 볼록 렌즈와 물체 측에 오목면을 향한 메니스커스 형상의 부 렌즈와의 접합 정 렌즈(L152)에 의해 구성된다.
이 제 1의 실시의 형태에서는, 개구 조리개(S)가 제 3렌즈군(G3)의 물체 측에 배치되고, 렌즈 위치 상태의 변화시에 고정이다.
이 제 1의 실시의 형태에서는, 제 5렌즈군(G5) 가운데에 배치되는 부 렌즈(L151)가 부 부분군, 접합 정 렌즈(L152)가 정 부분군으로서 기능하고, 접합 정 렌즈(L152)가 광축에 수직인 방향으로 시프트하는 것에 의해서, 상을 시프트하는 것이 가능하다. 또, 제 5렌즈군(G5)의 상 측에 프리즘(PP) 및 로패스 필터(LPF1)가 배치되어 있다.
표 1에 상기한 제 1의 실시의 형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 1의 제원의 값을 게재한다. 이 수치 실시예 1 및 후에 설명하는 각 수치 실시예의 제원표 가운데의 f는 초점거리, FNo는 F넘버, 2ω는 화각을 나타내고, 굴절률 및 압베(abbe)수는 d선(λ= 587.6㎚)에 대한 값이다. 또한, 표 1중에서 곡률반경(0)과는 평면을 나타낸다.
Figure 112006040455592-PCT00002
제 13면, 제 21면의 각 렌즈면은 비구면으로 구성되어 있고, 비구면 계수는 표 2에 나타내는 바와 같다. 또한, 표 2 및 이하의 비구면 계수를 나타내는 표에 있어서 「E－i」는 10을 바닥으로 하는 지수 표현, 즉, 「10－i」를 나타내고 있고, 예를 들면, 「0.26029E-05」는 「0.26029×10－5」를 나타내고 있다.
Figure 112006040455592-PCT00003
광각단 상태로부터 망원단 상태로의 렌즈 위치 상태의 변화에 수반하여, 제 1렌즈군(G1)과 제 2렌즈군(G2)의 사이의 면간격(D5), 제 2렌즈군(G2)과 개구 조리개(S)와의 사이의 면간격(D10), 제 3렌즈군(G3)과 제 4렌즈군(G4)의 사이의 면간격(D13), 제 4렌즈군(G4)과 제 5렌즈군(G5)의 사이의 면간격(D16)이 변화한다. 그래서, 표 3에 상기 각 면 간격의 광각단 상태, 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리 상태 및 망원단 상태에 있어서의 각 값을 초점거리(f)와 함께 나타낸다.
Figure 112006040455592-PCT00004
표 4에 수치 실시예 1에 있어서의 각 조건식(1), (2), (3), (4) 대응값을 나타낸다.
Figure 112006040455592-PCT00005
도 3 내지 도 5에 상기 수치 실시예 1의 무한원합초(無限遠合焦)상태에서의 제수차도를 각각 나타내고, 도 3은 광각단 상태(f=2.940), 도 4는 중간 초점거리 상태(f=7.312), 도 5는 망원단 상태(f=27.628)에 있어서의 제수차도를 나타내는 것이다.
도 3 내지 도 5의 각 수차도에 있어서, 비점수차도 가운데의 실선은 사지탈(sagittal) 상면(像面), 파선은 메리디오날(meridional) 상면(像面)을 나타낸다. 코마수차도에 있어서 A는 화각을 나타낸다.
도 6 내지 도 8에 상기 수치 실시예 1의 무한원합초상태에 있어서의 0.5도 상당한 렌즈 시프트 상태에서의 횡수차도를 각각 나타내고, 도 6은 광각단 상태(f=2.940), 도 7은 중간 초점거리 상태(f=7.312), 도 8은 망원단 상태(f=27.628)에 있어서의 횡수차도를 나타내는 것이다.
각 수차도로부터, 수치 실시예 1에 있어서는 제수차가 양호하게 보정되고, 뛰어난 결상성능을 가지고 있는 것이 분명하다.
도 9는 본 발명 줌 렌즈의 제 2의 실시의 형태에 의한 렌즈 구성을 나타내고 있고 제 1렌즈군(G1)은 물체 측에 볼록면을 향한 메니스커스 형상의 부 렌즈와 물체 측에 볼록면을 향한 정 렌즈와의 접합 렌즈(L211) 및 물체 측에 볼록면을 향한 정 렌즈(L212)에 의해 구성되고, 제 2렌즈군(G2)은 상 측에 오목면을 향한 부 렌즈(L221) 및 양 오목형상의 부 렌즈와 물체 측에 볼록면을 향한 정 렌즈와의 접합 렌즈(L222)에 의해 구성되며, 제 3렌즈군(G3)은 부 메니스커스 렌즈(L231) 및 양 볼록 렌즈(L232)에 의해 구성되고, 제 4렌즈군(G4)은 양 볼록 렌즈와 물체 측에 오목면을 향한 메니스커스 형상의 부 렌즈와의 접합 정 렌즈(L24)에 의해 구성되며, 제 5렌즈군(G5)은 양 오목 렌즈(L251) 및 양 볼록 렌즈(L252)에 의해 구성된다.
이 제 2의 실시의 형태에서는, 개구 조리개(S)가 제 3렌즈군(G3)의 물체 측에 배치되고, 렌즈 위치 상태의 변화시에 고정이다.
이 제 2의 실시의 형태에서는, 제 5렌즈군(G5) 가운데에 배치되는 부 렌즈(L251)가 부 부분군, 양 볼록 렌즈(L252)가 정 부분군으로서 기능하고, 양 볼록 렌즈(L252)가 광축에 수직인 방향으로 시프트하는 것에 의해서, 상을 시프트하는 것이 가능하다. 또, 제 5렌즈군(G5)의 상 측에 프리즘(PP) 및 로패스 필터(LPF2)가 배치되어 있다.
표 5에 상기한 제 2의 실시의 형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 2의 제원의 값을 게재한다.
Figure 112006040455592-PCT00006
제 12면, 제 21면, 제 22면의 각 렌즈면은 비구면에 의해서 구성되어 있고, 비구면 계수는 표 6에 나타내는 바와 같다.
Figure 112006040455592-PCT00007
광각단 상태로부터 망원단 상태에의 렌즈 위치 상태의 변화에 수반하여, 제 1렌즈군(G1)과 제 2렌즈군(G2)과의 사이의 면간격(D5), 제 2렌즈군(G2)과 개구 조리개(S)와의 사이의 면간격(D10), 제 3렌즈군(G3)과 제 4렌즈군(G4)과의 사이의 면간격(D15), 제 4렌즈군(G4)과 제 5렌즈군(G5)과의 사이의 면간격(D18)이 변화한다. 그래서, 표 7에 상기 각 면 간격의 광각단 상태, 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리 상태 및 망원단 상태에 있어서의 각 값을 초점거리(f)와 함께 나타낸다.
Figure 112006040455592-PCT00008
표 8에 수치 실시예 2에 있어서의 각 조건식(1), (2), (3), (4) 대응값을 나타낸다.
Figure 112006040455592-PCT00009
도 10 내지 도 12에 상기 수치 실시예 2의 무한원합초상태에서의 제수차도를 각각 나타내고, 도 10은 광각단 상태(f=2.941), 도 11은 중간 초점거리 상태(f=7.312), 도 12는 망원단 상태(f=27.615)에 있어서의 제수차도를 나타내는 것이다.
도 10 내지 도 12의 각 수차도에 있어서, 비점수차도 가운데의 실선은 사지탈(sagittal) 상면(像面), 파선은 메리디오날(meridional) 상면(像面) 나타낸다. 코마수차도에 있어서 A는 화각을 나타낸다.
도 13 내지 도 15에 상기 수치 실시예 2의 무한원합초상태에 있어서의 0.5도 상당한 렌즈 시프트상태로의 횡수차도를 각각 나타내고, 도 13은 광각단 상태(f=2.941), 도 14는 중간 초점거리 상태(f=7.312), 도 15는 망원단 상태(f=27.615)에 있어서의 횡수차도를 나타내는 것이다.
각 수차도로부터, 수치 실시예 2에 있어서는 제수차가 양호하게 보정되고, 뛰어난 결상성능을 가지고 있는 것이 분명하다.
도 16은 본 발명 줌 렌즈의 제 3의 실시의 형태에 의한 렌즈 구성을 나타내고 있고, 제 1렌즈군(G1)은 물체 측에 볼록면을 향한 메니스커스 형상의 부 렌즈와 물체 측에 볼록면을 향한 정 렌즈와의 접합 렌즈(L311) 및 물체 측에 볼록면을 향한 정 렌즈(L312)에 의해 구성되고, 제 2렌즈군(G2)은 상 측에 오목면을 향한 부 렌즈(L321) 및 양 오목형상의 부 렌즈와 물체 측에 볼록면을 향한 정 렌즈와의 접합 렌즈(L322)에 의해 구성되며, 제 3렌즈군(G3)은 부 메니스커스 렌즈(L331) 및 양 볼록 렌즈(L332)에 의해 구성되고, 제 4렌즈군(G4)은 양 볼록 렌즈와 물체 측에 오목면을 향한 메니스커스 형상의 부 렌즈와의 접합 정 렌즈(L34)에 의해 구성되며, 제 5렌즈군(G5)은 양 오목 렌즈(L351) 및 양 볼록 렌즈(L352)에 의해 구성된다.
이 제 3의 실시의 형태에서는, 개구 조리개(S)가 제 3렌즈군(G3)의 물체 측에 배치되고, 렌즈 위치 상태의 변화에 의하지 않고 고정된다.
이 제 3의 실시의 형태에서는, 제 5렌즈군(G5) 가운데에 배치되는 부 렌즈(L351)가 부 부분군, 양 볼록 렌즈(L352)가 정 부분군으로서 기능하고, 양 볼록 렌즈(L352)가 광축에 수직인 방향으로 시프트하는 것에 의해서, 상을 시프트하는 것이 가능하다. 또, 제 5렌즈군(G5)의 상 측에 프리즘(PP) 및 로패스 필터(LPF3)가 배치되어 있다.
표 9에 상기한 제 3의 실시의 형태에 구체적 수치를 적용한 수치 실시예 3의 제원의 값을 게재한다.
Figure 112006040455592-PCT00010
제 12면, 제 21면, 제 22면의 각 렌즈면은 비구면에 의해서 구성되어 있고, 비구면 계수는 표 10에 나타내는 바와 같다.
Figure 112006040455592-PCT00011
광각단 상태로부터 망원단 상태에의 렌즈 위치 상태의 변화에 수반하여, 제 1렌즈군(G1)과 제 2렌즈군(G2)와의 사이의 면간격(D5), 제 2렌즈군(G2)과 개구 조리개(S)와의 사이의 면간격(D10), 제 3렌즈군(G3)과 제 4렌즈군(G4)과의 사이의 면간격(D15), 제 4렌즈군(G4)과 제 5렌즈군(G5)과의 사이의 면간격(D18)이 변화한다. 그래서, 표 11에 상기 각 면 간격의 광각단 상태, 광각단과 망원단과의 사이의 중간 초점거리 상태 및 망원단 상태에 있어서의 각 값을 초점거리(f)와 함께 나타낸다.
Figure 112006040455592-PCT00012
표 12에 수치 실시예 3에 있어서의 각 조건식(1), (2), (3), (4) 대응값을 나타낸다.
Figure 112006040455592-PCT00013
도 17 내지 도 19에 상기 수치 실시예 3의 무한원합초상태에서의 제수차도를 각각 나타내고, 도 17은 광각단 상태(f=2.942), 도 18은 중간 초점거리 상태(f=7.313), 도 19는 망원단 상태(f=27.617)에 있어서의 제수차도를 나타내는 것이다.
도 17 내지 도 19의 각 수차도에 있어서, 비점수차도 가운데의 실선은 사지탈(sagittal) 상면(像面), 파선은 메리디오날(meridional) 상면(像面)을 나타낸다. 코마수차도에 있어서 A는 화각을 나타낸다.
도 20 내지 도 22에 상기 수치 실시예 3의 무한원합초상태에 있어서의 0.5도 상당한 렌즈 시프트 상태에서의 횡수차도를 각각 나타내고, 도 20은 광각단 상태(f=2.942), 도 21은 중간 초점거리 상태(f=7.313), 도 22는 망원단 상태(f=27.617)에 있어서의 횡수차도를 나타내는 것이다.
각 수차도로부터, 수치 실시예 3에 있어서는 제수차가 양호하게 보정되고, 뛰어난 결상성능을 가지고 있는 것이 분명하다.
도 23에 상기한 본 발명 줌 렌즈를 사용한 촬상장치의 실시의 형태를 나타낸다. 또한, 도 23에 나타내는 실시의 형태는 본 발명을 디지털 카메라에 적용한 것이다.
디지털 카메라(100)는, 촬상 기능을 담당하는 카메라 블록(10)과, 촬상된 화상 신호의 아날로그-디지털 변환 등의 신호처리를 행하는 카메라 신호 처리부(20)와 화상 신호의 기록재생처리를 행하는 화상 처리부(30)와 촬상된 화상 등을 표시하는 LCD(Liquid Crystal Display)(40)와, 메모리 카드(51)로의 기입／독출을 행하는 R／W(리더／라이터)(50)와, 장치 전체를 제어하는 CPU(60)와, 유저에 의한 조작입력을 위한 입력부(70)와, 카메라 블록(10) 내의 렌즈의 구동을 제어하는 렌즈 구동 제어부(80)를 구비한다. 또한, 렌즈 구동 제어부(80)에는, 셔터 릴리즈시에 생기는 예기치 않은 카메라의 진동, 이른바 손떨림의 방향과 양을 검출하는 검출계, 상기 검출계의 검출 결과에 근거하여 손떨림에 의한 화상의 떨림을 캔슬하는 방향으로 및 화상의 상기 떨림을 캔슬하는 데에 충분한 양만큼 제 5렌즈군(G5) 가운데의 정 부분군을 광축에 수직인 방향으로 이동(시프트) 시키는 구동계를 가지는 손떨림 보정기구가 포함되어 있다.
카메라 블록(10)은, 본 발명이 적용되는 줌 렌즈(11)(상기 실시의 형태 내지 수치 실시예 1 내지 3에 이러한 줌 렌즈를 사용할 수 있다)를 포함한 광학계나, CCD 등의 촬상소자(12) 등에 의해 구성된다. 카메라 신호 처리부(20)는, 촬상소자(12)로부터의 출력신호에 대한 디지털 신호로의 변환이나, 노이즈 제거, 화질 보정, 휘도·색차신호로의 변환 등의 신호 처리를 행한다. 화상 처리부(30)는, 소정의 화상 데이터 포맷에 근거하는 화상 신호의 압축 부호화· 신장 복호화 처리나, 해상도 등의 데이터 사양의 변환 처리 등을 행한다.
메모리 카드(51)는, 착탈 가능한 반도체 메모리로 이루어진다. R／W(50)는, 화상 처리부(30)에 의해서 부호화된 화상 데이터를 메모리 카드(51)에 기입하고, 또 메모리 카드(51)에 기록된 화상 데이터를 독출한다. CPU(60)는, 디지털 카메라 내의 각 회로블록을 제어하는 제어 처리부이며, 입력부(70)로부터의 지시입력신호 등에 근거하여 각 회로블록을 제어한다.
입력부(70)는, 예를 들면, 셔터 조작을 행하기 위한 셔터 릴리즈 버튼이나, 동작 모드를 선택하기 위한 선택 스위치 등에 의해 구성되고, 유저에 의한 조작에 응한 지시입력신호를 CPU(60)에 대해서 출력한다. 렌즈 구동 제어부(80)는, CPU(60)로부터의 제어신호에 근거하여, 줌 렌즈(11) 내의 렌즈를 구동하는 도시하지 않는 모터 등을 제어한다.
이하, 이 디지털 카메라의 동작을 간단하게 설명한다.
촬영의 대기 상태에서는, CPU(60)에 의한 제어 하에서, 카메라 블록(10)에 있어서 촬상된 화상 신호가, 카메라 신호 처리부(20)를 거쳐서 LCD(40)에 출력되고, 카메라-스루(camera-through) 화상으로서 표시된다. 또, 입력부(70)에서의 주밍을 위한 지시입력신호가 입력되면, CPU(60)가 렌즈 구동 제어부(80)에 제어신호를 출력하고, 렌즈 구동 제어부(80)의 제어에 근거하여, 줌 렌즈(11) 내의 소정의 렌즈가 이동된다.
그리고, 입력부(70)로부터의 지시입력신호에 의해 카메라 블록(10)의 도시하지 않는 셔터가 눌러지면(이때에, 손떨림이 발생했을 경우에는, 상기한 손떨림 보정기구가 작동하고, 손떨림에 의한 화상의 시프트를 보정한다), 촬상된 화상 신호가 카메라 신호 처리부(20)로부터 화상 처리부(30)에 출력되어 압축 부호화 처리되고, 소정의 데이터 포맷의 디지털 데이터로 변환된다. 변환된 데이터는 R／W(50)에 출력되고, 메모리 카드(51)에 기입된다.
또한, 포커싱(focusing)은, 예를 들면, 셔터 릴리즈 버튼이 반이 눌러졌을 경우, 혹은 기록을 위해서 완전히 눌러졌을 경우 등에, CPU(60)로부터의 제어신호에 근거하여 렌즈 구동 제어부(80)가 줌 렌즈(11) 내의 소정의 렌즈를 이동시키는 것에 의해 행해진다.
또, 메모리 카드(51)에 기록된 화상 데이터를 재생하는 경우는, 입력부(70)에 의한 조작에 따라서, R／W(50)에 의해 메모리 카드(51)로부터 소정의 화상 데이터가 독출되고, 화상 처리부(30)에서 신장 복호화 처리된 후, 재생 화상 신호가 LCD(40)에 출력된다. 이것에 의해 재생 화상이 표시된다.
또한, 상기한 실시의 형태에서는, 본 발명을 디지털 카메라에 적용한 것을 나타냈지만, 본 발명의 적용이 디지털 카메라에의 적용에 한정되는 것을 나타내는 것이 아니고, 디지털 비디오 카메라, 그 외의 카메라에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
또, 상기한 각 실시의 형태 및 수치 실시예에 있어서 나타난 각부의 구체적 형상 및 수치는, 어느 것도 본 발명을 실시할 때에 행하는 구체화의 그저 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 이들에 의해서 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되는 것이 있어서는 안 되는 것이다.
소형 경량으로, 한편, 뛰어난 성능을 가지고, 손떨림 보정 기능도 갖출 수 있는 줌 렌즈 및 이 줌 렌즈를 사용한 촬상장치를 제공할 수 있고, 디지털 비디오 카메라, 디지털 카메라 등에 넓게 이용할 수 있다.

Claims (16)

  1. 물체측으로부터 순서로, 정의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군이 배열되어 완성되는 줌 렌즈에 있어서,
    광각단 상태에서 망원단 상태까지 렌즈 위치 상태가 변화할 때에, 상기 제 1렌즈군이 광축 방향으로 고정되고, 상기 제 2렌즈군이 상 측으로 이동하고, 상기 제 3렌즈군이 광축 방향으로 고정되며, 상기 제 4렌즈군이 상기 제 2렌즈군의 이동에 수반하는 상 면위치의 변동을 보상하는 것과 동시에, 근거리합초시에 광축 방향으로 이동하고, 상기 제 5렌즈군이 광축 방향으로 고정되고,
    개구 조리개가 상기 제 3렌즈군의 근방에 배치되고,
    상기 제 5렌즈군이 부의 굴절력을 가지는 부 부분군과 정의 굴절력을 가지는 정 부분군에 의해 구성되고, 상기 정 부분군이 광축에 거의 수직인 방향으로 시프트 하는 것에 의해서, 상을 시프트하는 것이 가능하고,
    이하의 조건식(1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    (1) 0.6＜f5p／Da＜1.4
    단, f5p：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 초점거리
    Da：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 상 측의 면에서 근축상위치까지의 광축에 따른 길이로 한다.
  2. 제 1항에 있어서,
    이하의 조건식(2)을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    (2) 0.5＜f5p／Db＜1.3
    단, Db：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 물체측의 면에서 개구 조리개까지의 광축에 따른 길이로 한다.
  3. 제 1항에 있어서,
    이하의 조건식(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    (3) 0.3＜|f5n|／ft＜0.9
    단, f5n：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 부 부분군의 초점거리
    ft：망원단 상태에 있어서의 렌즈계 전체로의 초점거리로 한다.
  4. 제 2항에 있어서,
    이하의 조건식(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    (3) 0.3＜|f5n|／ft＜0.9
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군은 적어도 1매의 정 렌즈와 1매의 부 렌즈를 가지고 있고, 이하의 조건식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    (4) －5＜C5p·ft＜－2
    단, C5p：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 상 측의 렌즈면의 곡률(곡률반경의 역수)로 한다.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군은 적어도 1매의 정 렌즈와 1매의 부 렌즈를 가지고 있고, 이하의 조건식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    (4) －5＜C5p·ft＜－2
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군은 적어도 1매의 정 렌즈와 1매의 부 렌즈를 가지고 있어 이하의 조건식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    (4) －5＜C5p·ft＜－2
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군은 적어도 1매의 정 렌즈와 1매의 부 렌즈를 가지고 있고, 이하의 조건식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    (4) －5＜C5p·ft＜－2
  9. 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈에 의해서 형성된 광학상을 전기적인 신호로 변환하는 촬상소자를 갖춘 촬상장치이며,
    상기 줌 렌즈는, 물체측으로부터 순서로, 정의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 4렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제 5렌즈군이 배열되어 완성되고,
    광각단 상태에서 망원단 상태까지 렌즈 위치 상태가 변화할 때에, 상기 제 1렌즈군이 광축 방향으로 고정되고, 상기 제 2렌즈군이 상 측으로 이동하고, 상기 제 3렌즈군이 광축 방향으로 고정되며, 상기 제 4렌즈군이 상기 제 2렌즈군의 이동에 수반하여 상 면위치의 변동을 보상하는 것과 동시에, 근거리합초시에 광축 방향으로 이동하며, 상기 제 5렌즈군이 광축 방향으로 고정되고,
    개구 조리개가 상기 제 3렌즈군의 근방에 배치되고,
    상기 제 5렌즈군이 부의 굴절력을 가지는 부 부분군과 정의 굴절력을 가지는 정 부분군에 의해 구성되고, 상기 정 부분군이 광축에 거의 수직인 방향으로 시프트하는 것에 의해서, 상을 시프트 하는 것이 가능하고, 이하의 조건식(1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
    (1) 0.6＜f5p／Da＜1.4
    단, f5p：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 초점거리
    Da：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 상측의 면에서 근축상 위치까지의 광축에 따른 길이로 한다.
  10. 제 9항에 있어서,
    이하의 조건식(2)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
    (2) 0.5＜f5p／Db＜1.3
    단, Db：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 물체측의 면에서 개구 조리개까지의 광축에 따른 길이로 한다.
  11. 제 9항에 있어서,
    이하의 조건식(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
    (3) 0.3＜|f5n|／ft＜0.9
    단, f5n：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 부 부분군의 초점거리
    ft：망원단 상태에 있어서의 렌즈계 전체로의 초점거리로 한다.
  12. 제 10항에 있어서,
    이하의 조건식(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
    (3) 0.3＜|f5n|／ft＜0.9
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군은 적어도 1매의 정 렌즈와 1 매의 부 렌즈를 가지고 있고, 이하의 조건식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
    (4) －5＜C5p·ft＜－2
    단, C5p：제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군의 가장 상 측의 렌즈면의 곡률(곡률반경의 역수)로 한다.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군은 적어도 1매의 정 렌즈와 1매의 부 렌즈를 가지고 있고, 이하의 조건식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
    (4) －5＜C5p·ft＜－2
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군은 적어도 1매의 정 렌즈와 1매의 부 렌즈를 가지고 있고, 이하의 조건식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
    (4) －5＜C5p·ft＜－2
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 제 5렌즈군 가운데에 배치되는 정 부분군은 적어도 1매의 정 렌즈와 1 매의 부 렌즈를 가지고 있고, 이하의 조건식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
    (4) －5＜C5p·ft＜－2
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