KR20120110012A - 줌렌즈 및 이를 구비한 촬상장치 - Google Patents
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Abstract
줌렌즈는, 물체측에서 순차적으로, 변배하기 위해 이동하지 않는 정의 제1렌즈 유닛; 변배하기 위해 이동하는 적어도 2개의 렌즈 유닛을 포함하는 줌 렌즈 유닛; 조리개; 및 변배하기 위해 이동하지 않는 정의 결상 렌즈 유닛을 구비하고, 상기 제1렌즈 유닛은, 상기 물체측에서 순차적으로, 정의 제1 서브렌즈 유닛과, 부의 제2 서브렌즈 유닛과, 정의 제3 서브렌즈 유닛을 구비하고, 상기 제3 서브렌즈 유닛은, 정의 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛을 포함하고, 상기 제2 서브렌즈 유닛 및 상기 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛은, 각각 물체측으로 구동되어 가까운 물체에 초점을 조정하고, 제2 서브렌즈 유닛의 초점거리f12, 상기 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛의 초점거리f13f, 제2 서브렌즈 유닛의 초점조정시의 구동량δx12, 및 상기 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛의 초점조정시의 구동량δx13f는, -2.5<f12/f13f<-0.4 및 0.05<δx13f/δx12<5.0을 만족시킨다.
Description
본 발명은, 텔레비전 카메라, 영화용 카메라, 비디오 카메라, 사진용 카메라 및 디지털 카메라에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 고배율, 소형 경량, 및 초점조정에 의한 수차변동이 적은 줌렌즈와, 그 줌렌즈를 구비한 촬상장치에 관한 것이다.
종래, 변배 렌즈 유닛에 대해 물체측에 보다 가깝게 배치된 렌즈 유닛에 의해 초점 조정을 행하는 줌렌즈에 있어서, 포커싱하기 위해 다수의 렌즈 유닛이 이동하는 소위 플로팅(floating) 포커스 방식이 여러 가지로 제안되어 있다.
예를 들면, 일본국 공개특허공보 특개평 7-151966호에서는, 제1 렌즈 유닛이, 부(negative)의 굴절력을 갖는 제1 서브렌즈 유닛, 정(positive)의 굴절력을 갖는 제2 서브렌즈 유닛, 및 정의 굴절력을 갖는 제3 서브렌즈 유닛을 포함하고, 상기 제2 서브렌즈 유닛과 상기 제3 서브렌즈 유닛 양쪽이 무한원 물체로부터 근거리 물체에의 초점조정시 물체측으로 이동하는 줌렌즈가 개시되어 있다.
또한, 일본국 공개특허공보 특개평 9-258102호에서는, 제1렌즈 유닛이, 부의 굴절력을 갖는 제1 서브렌즈 유닛, 정의 굴절력을 갖는 제2 서브렌즈 유닛, 및 정의 굴절력을 갖는 제3 서브렌즈 유닛을 포함하고, 무한원 물체로부터 근거리 물체에의 초점조정시, 상기 제2 서브렌즈 유닛이, 상(image)측으로 이동하고, 상기 제3 서브렌즈 유닛이 물체측으로 이동하는 줌렌즈가 개시되어 있다.
텔레비전 카메라, 영화용 카메라 등에 사용된 줌렌즈는, 기동성의 확보와 촬영 융통성의 향상을 위해, 높은 고배율과 소형 경량화가 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 초점조정으로 인해 수차변동이 적은 고성능 줌렌즈가 요구되고 있다. 또한, 영화촬영이나 CM 촬영(commercial filming)에 사용된 렌즈는, 초점조정에 의한 피사체의 크기의 변화(이하, 브리딩(breathing)이라고 부른다)를 억제하는 것이 바람직하다.
일본국 공개특허공보 특개평 7-151966호의 초점조정 방식에서는 브리딩을 억제하는 것이 곤란하다.
일본국 공개특허공보 특개평 9-258102호의 초점조정 방식에서는 광각 줌렌즈에 적합하지만, 소형 경량화와 고배율화를 이루는 것이 곤란하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 초점조정에 의한 수차변동이 적고, 브리딩이 적은 초점조정 방식을 갖는 줌렌즈 및 그것을 갖는 촬상장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적 실시예들에서는, 줌렌즈와 촬상장치를 제공하고, 상기 줌렌즈는, 물체측에서 순차적으로, 변배하기 위해 이동하지 않는 정의(positive) 굴절력을 갖는 제1렌즈 유닛; 변배하기 위해 이동하는 적어도 2개의 렌즈 유닛을 포함하는 변배 렌즈 유닛; 개구 조리개; 및 변배하기 위해 이동하지 않는 정의 굴절력을 갖는 결상 렌즈 유닛을 구비하고, 상기 제1렌즈 유닛은, 상기 물체측에서 순차적으로, 정의 굴절력을 갖는 제1 서브렌즈 유닛과, 부의(negative) 굴절력을 갖는 제2 서브렌즈 유닛과, 정의 굴절력을 갖는 제3 서브렌즈 유닛을 구비하고, 상기 제3 서브렌즈 유닛은, 정의 굴절력을 갖는 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛을 포함하고, 상기 제2 서브렌즈 유닛 및 상기 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛은, 각각 물체측으로 구동되어 근거리 물체에 초점조정을 행하고, 이하의 식을 만족한다:
-2.5<f12/f13f<-0.4; 및
0.05<δx13f/δx12<5.0,
여기서, f12는 제2 서브렌즈 유닛의 초점거리, f13f는 상기 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛의 초점거리, δx12는 제2 서브렌즈 유닛의 초점조정에 있어서의 구동량, δx13f는 상기 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛의 초점조정에 있어서의 구동량을 나타낸다.
본 발명의 예시적 실시예에 의하면, 초점조정에 의한 수차변동이 적고, 또 브리딩이 적은 초점조정 방식을 갖는 줌렌즈 및 그 줌렌즈를 갖는 촬상장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 첨부의 도면을 참조해서 아래의 예시적 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 원리를 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예 1에 따른 광각단에 있어서의 무한원(infinity) 합초시의 렌즈 단면도다.
도 2b는 본 발명의 실시예 1에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시의 렌즈 단면도다.
도 3a는 본 발명의 실시예 1에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 광로도다.
도 3b는 본 발명의 실시예 1에 따른 망원단에 있어서의 근거리 합초시의 광로도다.
도 4aa는 본 발명의 실시예 1에 따른 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 4ab는 본 발명의 실시예 1에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 4ac는 본 발명의 실시예 1에 따른 광각단에 있어서의 근거리(1.5m) 합초시의 수차도다.
도 4ba는 본 발명의 실시예 1에 따른 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m의 수차도다.
도 4bb는 본 발명의 실시예 1에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 4bc는 본 발명의 실시예 1에 따른 망원단에 있어서의 근거리(1.5m)합초시의 수차도다.
도 5a는 본 발명의 실시예 2에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 렌즈 단면도다.
도 5b는 본 발명의 실시예 2에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시의 렌즈 단면도다.
도 6aa는 본 발명의 실시예 2에 따른 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 6ab는 본 발명의 실시예 2에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 6ac는 본 발명의 실시예 2에 따른 광각단에 있어서의 근거리(1.8m)합초시의 수차도다.
도 6ba는 본 발명의 실시예 2에 따른 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 6bb는 본 발명의 실시예 2에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 6bc는 본 발명의 실시예 2에 따른 망원단에 있어서의 근거리(1.8m)합초시의 수차도다.
도 7a는 본 발명의 실시예 3에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 렌즈 단면도다.
도 7b는 본 발명의 실시예 3에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시의 렌즈 단면도다.
도 8aa는 본 발명의 실시예 3에 따른 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 8ab는 본 발명의 실시예 3에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 8ac는 본 발명의 실시예 3에 따른 광각단에 있어서의 근거리(1.8m)합초시의 수차도다.
도 8ba는 본 발명의 실시예 3에 따른 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 8bb는 본 발명의 실시예 3에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 8bc는 본 발명의 실시예 3에 따른 망원단에 있어서의 근거리 합초시(1.8m)의 수차도다.
도 9a는 본 발명의 실시예 4에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 렌즈 단면도다.
도 9b는 본 발명의 실시예 4에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시의 렌즈 단면도다.
도 10aa는 본 발명의 실시예 4에 따른 광각단에 있어서의 물체거리 12.0m 합초시의 수차도다.
도 10ab는 본 발명의 실시예 4에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 10ac는 본 발명의 실시예 4에 따른 광각단에 있어서의 근거리(3.5m)합초시의 수차도다.
도 10ba는 본 발명의 실시예 4에 따른 망원단에 있어서의 물체거리 12.0m 합초시의 수차도다.
도 10bb는 본 발명의 실시예 4에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 10bc는 본 발명의 실시예 4에 따른 망원단에 있어서의 근거리(3.5m)합초시의 수차도다.
도 11a는 본 발명의 실시예 5에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 렌즈 단면도다.
도 11b는 본 발명의 실시예 5에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시의 렌즈 단면도다.
도 12aa는 본 발명의 실시예 5에 따른 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 12ab는 본 발명의 실시예 5에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 12ac는 본 발명의 실시예 5에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시(1.8m)의 수차도다.
도 12ba는 본 발명의 실시예 5에 따른 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m의 수차도다.
도 12bb는 본 발명의 실시예 5에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 12bc는 본 발명의 실시예 5에 따른 망원단에 있어서의 근거리 합초시(1.8m)의 수차도다.
도 13은 본 발명의 실시예 6에 따른 촬상장치의 개략도다.
도 2a는 본 발명의 실시예 1에 따른 광각단에 있어서의 무한원(infinity) 합초시의 렌즈 단면도다.
도 2b는 본 발명의 실시예 1에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시의 렌즈 단면도다.
도 3a는 본 발명의 실시예 1에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 광로도다.
도 3b는 본 발명의 실시예 1에 따른 망원단에 있어서의 근거리 합초시의 광로도다.
도 4aa는 본 발명의 실시예 1에 따른 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 4ab는 본 발명의 실시예 1에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 4ac는 본 발명의 실시예 1에 따른 광각단에 있어서의 근거리(1.5m) 합초시의 수차도다.
도 4ba는 본 발명의 실시예 1에 따른 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m의 수차도다.
도 4bb는 본 발명의 실시예 1에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 4bc는 본 발명의 실시예 1에 따른 망원단에 있어서의 근거리(1.5m)합초시의 수차도다.
도 5a는 본 발명의 실시예 2에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 렌즈 단면도다.
도 5b는 본 발명의 실시예 2에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시의 렌즈 단면도다.
도 6aa는 본 발명의 실시예 2에 따른 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 6ab는 본 발명의 실시예 2에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 6ac는 본 발명의 실시예 2에 따른 광각단에 있어서의 근거리(1.8m)합초시의 수차도다.
도 6ba는 본 발명의 실시예 2에 따른 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 6bb는 본 발명의 실시예 2에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 6bc는 본 발명의 실시예 2에 따른 망원단에 있어서의 근거리(1.8m)합초시의 수차도다.
도 7a는 본 발명의 실시예 3에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 렌즈 단면도다.
도 7b는 본 발명의 실시예 3에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시의 렌즈 단면도다.
도 8aa는 본 발명의 실시예 3에 따른 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 8ab는 본 발명의 실시예 3에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 8ac는 본 발명의 실시예 3에 따른 광각단에 있어서의 근거리(1.8m)합초시의 수차도다.
도 8ba는 본 발명의 실시예 3에 따른 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 8bb는 본 발명의 실시예 3에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 8bc는 본 발명의 실시예 3에 따른 망원단에 있어서의 근거리 합초시(1.8m)의 수차도다.
도 9a는 본 발명의 실시예 4에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 렌즈 단면도다.
도 9b는 본 발명의 실시예 4에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시의 렌즈 단면도다.
도 10aa는 본 발명의 실시예 4에 따른 광각단에 있어서의 물체거리 12.0m 합초시의 수차도다.
도 10ab는 본 발명의 실시예 4에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 10ac는 본 발명의 실시예 4에 따른 광각단에 있어서의 근거리(3.5m)합초시의 수차도다.
도 10ba는 본 발명의 실시예 4에 따른 망원단에 있어서의 물체거리 12.0m 합초시의 수차도다.
도 10bb는 본 발명의 실시예 4에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 10bc는 본 발명의 실시예 4에 따른 망원단에 있어서의 근거리(3.5m)합초시의 수차도다.
도 11a는 본 발명의 실시예 5에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 렌즈 단면도다.
도 11b는 본 발명의 실시예 5에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시의 렌즈 단면도다.
도 12aa는 본 발명의 실시예 5에 따른 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m 합초시의 수차도다.
도 12ab는 본 발명의 실시예 5에 따른 광각단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 12ac는 본 발명의 실시예 5에 따른 광각단에 있어서의 근거리 합초시(1.8m)의 수차도다.
도 12ba는 본 발명의 실시예 5에 따른 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m의 수차도다.
도 12bb는 본 발명의 실시예 5에 따른 망원단에 있어서의 무한원 합초시의 수차도다.
도 12bc는 본 발명의 실시예 5에 따른 망원단에 있어서의 근거리 합초시(1.8m)의 수차도다.
도 13은 본 발명의 실시예 6에 따른 촬상장치의 개략도다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명에 따른 줌렌즈의 특징에 대해서, 식들을 참조하여 설명한다.
본 발명의 고배율, 소형 경량, 초점조정에 의한 적은 수차변동, 및 더욱 적은 브리딩을 갖는 줌렌즈를 달성하기 위한 제1렌즈 유닛의 구성 및, 초점조정 방식에 대해서 아래에서 규정한다. 초점조정에 의한 수차변동이란, 주로 물체거리 무한원으로부터 근거리까지의 상면 만곡의 변동을 의미한다.
본 발명에 따른 줌렌즈는, 물체측에서 순차적으로, 변배하기 위해 이동하지 않는 정의 굴절력을 갖는 제1렌즈 유닛과, 변배하기 위해 이동하는 적어도 2개의 렌즈 유닛을 포함하는 변배 렌즈 유닛과, 개구 조리개와, 변배하기 위해 이동하지 않는 정의 굴절력을 갖는 결상 렌즈 유닛으로 구성된다. 제1렌즈 유닛은, 물체측에서 순차적으로, 정의 굴절력을 갖는 제1 서브렌즈 유닛, 부의 굴절력을 갖는 제2 서브렌즈 유닛, 및 정의 굴절력을 갖는 제3 서브렌즈 유닛으로 구성된다. 상기 제3 서브렌즈 유닛은, 정의 굴절력을 갖는 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛을 포함한다. 제2 서브렌즈 유닛 및 제3 서브렌즈 유닛을 물체측으로 구동하는 것에 의해, 근거리 물체에 초점조정을 행한다. 즉, 초점조정을 위해, 상기 제2 서브렌즈 유닛과 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛은 이동하지만, 제1 서브렌즈 유닛은 이동하지 않는다.
또한, 줌렌즈는, 이하의 식을 만족하고 있다:
-2.5<f12/f13f <-0.4 ...(1)
0.05 <δx13f/δx12 <5.0 ...(2)
여기서, f12는 제2 서브렌즈 유닛의 초점거리를, f13f는 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛의 초점거리를, δx12는 제2 서브렌즈 유닛의 초점조정에 있어서의 물체측에의 구동량을, δx13f는 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛의 초점조정에 있어서의 물체측에의 구동량을 나타낸다.
본 발명의 광학적 작용에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은, 임의의 줌 위치에 있어서의 물체거리 무한원(A) 및 최소 물체거리(B)에 있어서의 제1렌즈의 축외 광로 개념도다. 도 1에 있어서, 좌측이 물체측, 우측이 상면측이다. 도 1은, 물체측에서 순차적으로, 정의 굴절력을 갖는 제1 서브렌즈 유닛U11, 부의 굴절력을 갖는 제2 서브렌즈 유닛U12, 및 정의 굴절력을 갖는 제3 서브렌즈 유닛U13을 도시하고 있다. 줌렌즈는 이하의 관계를 만족시킨다:
h11ｉｎｆ ＞ h11ｍｏｄ ...(6)
여기서, h11ｉｎｆ는 물체거리가 무한원에서의 제1 서브렌즈 유닛U11의 축외 광빔의 높이를 나타내고, h11ｍｏｄ는 근거리에서의 제1 서브렌즈 유닛U11의 축외 광빔의 높이를 나타낸다.
즉, 제1 서브렌즈 유닛U11을 통과하는 축외 입사광빔의 높이는 물체거리가 무한원보다 근거리쪽이 낮다. 이 효과에 의해, 물체거리가 무한원으로부터 근거리를 향해서 변화되면, 상면 만곡은 오버(over)측으로 변화된다. 추가로, 제2 서브렌즈 유닛U12가, 물체거리가 무한원으로부터 근거리를 향해서 변화되도록 물체측으로 구동될 때, 근거리측에서 상면 만곡은 언더(under)측으로 변화된다. 또한, 제3 서브렌즈 유닛U13이, 물체거리가 무한원으로부터 근거리를 향해서 변화되도록 물체측으로 구동될 때, 근거리측에서 상면 만곡은 오버측으로 변화된다. 이에 따라, 제1 서브렌즈 유닛U11의 입사광빔높이의 변화에 의한 상면 만곡을 오버측으로 쉬프트시키는 기여 정도와, 제2 서브렌즈 유닛U12가 물체측으로 구동되어서 상면 만곡을 언더측으로 쉬프트시키는 기여 정도와, 제3 서브렌즈 유닛U13이 물체측으로 구동되어서 상면 만곡을 오버측으로 쉬프트시키는 기여 정도가 모두 상쇄된다. 따라서, 초점조정에 의한 상면 만곡의 변동을 억제하는 것이 가능해진다.
단, 제1 서브렌즈 유닛U11의 파워의 증대에 의해, 제2 서브렌즈 유닛U12의 구동량이 증대하기 때문에, 제1 서브렌즈 유닛U11의 파워를 적절하게 설정하는 것이 필요하다.
다음에, 제2 서브렌즈 유닛U12와 제3 서브렌즈 유닛U13으로 이루어진 2개의 렌즈 유닛을 이동하는 소위 플로팅 포커스 방식에 의한 브리딩의 억제에 관하여 설명한다. 제2 서브렌즈 유닛U12가, 물체거리가 무한원으로부터 근거리를 향해서 물체측으로 변화되도록 물체측으로 구동될 때, 상기 전체 계의 초점거리는 광각측으로 쉬프트된다. 한편, 제3 서브렌즈 유닛U13이 물체거리가 무한원으로부터 근거리를 향해서 물체측으로 변화되도록 물체측으로 구동될 때, 전체 계의 초점거리는 망원측으로 쉬프트된다.
이상으로, 제2 서브렌즈 유닛U12와 제3 서브렌즈 유닛U13간의 구동량의 비율을 적절하게 설정함에 의해, 브리딩을 상쇄할 수 있다.
다음에, 전술한 식(1) 및 (2)에 관해서 설명한다.
(1)식은, 제2 서브렌즈 유닛U12의 초점거리f12와, 제3 서브렌즈 유닛U13에 포함된 정의 굴절력을 갖는 상기 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛의 초점거리f13f와의 비율을 규정한다.
-2.5< f12/f13f <-0.4 ...(1)
(1)식을 만족시키면, 초점조정에 의한 수차변동의 억제가 가능해진다. (1)식의 상한이 만족시켜지지 않으면, 제2 서브렌즈 유닛U12의 부의 굴절력에 대하여 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛의 정의 굴절력이 지나치게 커진다. 이 때문에, 물체거리가 무한원으로부터 근거리를 향해서 변화되도록 제2 서브렌즈 유닛U12와 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛을 물체측으로 구동할 때, 물체거리 근거리측에 있어서의 상면 만곡의 변동이 오버측으로 과도하게 보정된다. 반면에, (1)식의 하한이 만족시켜지지 않으면, 제2 서브렌즈 유닛U12의 부의 굴절력에 대하여 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛의 정의 굴절력이 지나치게 작아진다. 그러므로, 물체거리가 무한원으로부터 근거리를 향해서 변화되도록 제2 서브렌즈 유닛U12와 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛을 물체측으로 구동할 때, 물체거리 근거리측에 있어서의 상면 만곡의 변동이 언더측으로 과도하게 보정된다. 더욱이, 다음과 같이 식을 설정하는 것이 보다 바람직하다.
-1.8< f12/f13f <-0.6 ...(1a)
(2)식은, 제2 서브렌즈 유닛U12의 초점조정에 있어서의 구동량과 제3 서브렌즈 유닛U13, 혹은 제3 서브렌즈 유닛U13내의 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛의 구동량과의 비율을 규정한다.
0.05 <δx13f/δx12 <5.0 ...(2)
(2)식을 만족시키면, 초점조정에 의한 수차변동의 억제와 브리딩의 억제 양쪽을 달성하는 것이 가능하다. (2)식의 상한이 만족시켜지지 않으면, 제2 서브렌즈 유닛U12의 초점조정에 의한 구동량에 대하여 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛의 초점조정에 의한 구동량이 지나치게 커진다. 그러므로, 물체거리 근거리측에 있어서의 상면 만곡의 변동이 오버측으로 과도하게 보정된다. 또한, 물체거리 근거리측에 있어서의 초점거리가 길어짐에 따라서, 브리딩을 억제하는 것이 곤란해진다.
(2)식의 하한이 만족시켜지지 않으면, 제2 서브렌즈 유닛U12의 초점조정에 의한 구동량에 대하여 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛의 초점조정에 의한 구동량이 지나치게 작아진다. 이 때문에, 물체거리 근거리측에 있어서의 상면 만곡의 변동이 언더측으로 과도하게 부족해진다. 추가로, 물체거리 근거리측에 있어서의 초점거리가 짧아짐에 따라서, 브리딩을 억제하는 것이 곤란해진다. 또한, 다음과 같이 식을 설정하는 것이 보다 바람직하다.
0.13 <δx13f/δx12 <2.2 ...(2a)
아래의 (3)식은, 제1렌즈 유닛U1의 초점거리와 제1 서브렌즈 유닛U11의 초점거리와의 비율을 규정한다.
0.07< f1/f11 <0.35 ...(3)
(3)식을 만족시키면, 초점조정에 의한 수차변동의 억제가 가능해진다. (3)식의 상한이 만족시켜지지 않으면, 제1렌즈 유닛U1에 대한 제1 서브렌즈 유닛U11의 파워가 지나치게 강해져, 제2 서브렌즈 유닛U12의 구동량이 증대해버린다. 이에 따라, 초점조정에 의한 수차변동의 억제와, 소형 경량화를 실현하는 것이 곤란해진다. (3)식의 하한이 만족시켜지지 않으면, 제1렌즈 유닛U1에 대한 제1 서브렌즈 유닛U11의 파워가 지나치게 약해져, 제1 서브렌즈 유닛U11의 초점조정에 있어서의 상면 만곡 변동의 억제 효과가 없어진다. 또한, 다음과 같이 식을 설정하는 것이 보다 바람직하다.
0.11< f1/f11 <0.28 ...(3a)
(4)식은, 제1렌즈 유닛의 초점거리f1과 줌렌즈의 전체 계에 있어서의 망원단의 초점거리ft와의 비율을 규정하고 있다.
0.2< f1/ft < 1.0 ...(4)
(4)식을 만족시키면, 고배율화와, 초점조정에 의한 수차변동의 억제 양쪽을 달성하는 것이 가능하다. (4)식의 상한이 만족시켜지지 않으면, 줌렌즈의 전체 계에 있어서의 망원단의 초점거리에 대한 제1렌즈 유닛U1의 초점거리가 지나치게 길어진다. 제1렌즈 유닛U1의 초점거리가 길어질 때 상기 변배 렌즈 유닛의 물체점 위치가 멀어지기 때문에, 변배를 하기 위한 이동량이 증대해버려, 고배율화를 실현하는 것이 곤란해진다. (4)식의 하한이 만족시켜지지 않으면, 줌렌즈의 전체 계에 있어서의 망원단의 초점거리에 대한 제1렌즈 유닛U1의 파워가 지나치게 강해져, 제1렌즈 유닛U1에 기인하는 여러 가지의 수차를 억제하는 것이 곤란해진다. 또한, 다음과 같이 식을 설정하는 것이 보다 바람직하다.
0.35< f1/ft < 0.7 ...(4a)
한층 더, 본 발명은, 상기의 특징을 갖는 줌렌즈와, 상기 줌렌즈에 의해 형성된 상을 수광하는 소정의 유효 촬상범위를 갖는 고체촬상소자를 구비한 촬상장치에 있어서, 줌렌즈를 특히 효과적으로 이용하기 위한 이하의 식을 규정한다:
0.7< fw/IS < 2.4 ...(5)
여기서, fw는 줌렌즈의 전체 계에 있어서의 광각단의 초점거리를 나타내고, IS는 이미지 사이즈를 나타낸다.
(5)식을 만족시키면, 소형 경량화와, 초점조정에 의한 수차변동의 억제의 양쪽을 달성하는 것이 가능하다. (5)식의 상한이 만족되지 않으면, 줌렌즈의 전체 계에 있어서의 광각단의 초점거리가 지나치게 길어진다. (5)식의 하한이 만족되지 않으면, 줌렌즈의 전체 계에 있어서의 광각단의 초점거리fw가 지나치게 짧아진다. 이 때문에, 제1 서브렌즈 유닛U11의 축외 광빔의 입사높이가 증대하여, 렌즈 외경이 증가된다.
또한, 다음과 같이 식을 설정하는 것이 보다 바람직하다.
0.85< fw/IS < 1.20 ...(5a)
단, 본 발명의 줌렌즈가 특히 효과적으로 이용되는 줌렌즈의 변배비는, 4배이상인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 줌렌즈 및 그 줌렌즈를 갖는 촬상장치에 관하여 설명한다.
도 2a, 2b는, 각각, 광각단에 있어서의 물체거리가 무한원 및 근거리인 본 발명의 실시예1(수치 실시예1)에 따른 줌렌즈의 렌즈 단면도다.
도 2a, 2b에 있어서, 본 실시예의 줌렌즈는, 물체측(좌측)으로부터 순차적으로, 제1렌즈 유닛U1로서의 정의 굴절력을 갖는 포커스 렌즈 유닛, 제2렌즈 유닛U2로서의 변배용의 부의 굴절력을 갖는 배리에이터(variator), 제3렌즈 유닛U3으로서의 부의 굴절력을 갖는 콤펜세이터(compensator), 조리개ＳＰ, 제4렌즈 유닛U4로서의 정의 굴절력과 결상작용을 갖는 결상 렌즈 유닛, 및 촬상면I를 갖는다. 본 실시예에서는, 제2렌즈 유닛U2와 제3렌즈 유닛U3은, 변배 렌즈 유닛을 구성한다. 제2렌즈 유닛U2(배리에이터)는, 광축상에서 상면측으로 단조롭게 이동함에 의해, 광각단으로부터 망원단으로 변배를 행한다. 제3렌즈 유닛U3(콤펜세이터)은, 변배에 따르는 상면 변동을 보정하기 위해서 광축상을 비직선적으로 이동한다.
본 실시예에 있어서의 제1렌즈 유닛U1의 구성은 제1면 내지 제17면에 대응한다. 제1렌즈 유닛U1은, 정의 굴절력을 갖는 제1 서브렌즈 유닛U11, 물체거리 무한원으로부터 근거리에 걸쳐서 물체측으로 16.16mm 이동하는 부의 굴절력을 갖는 제2 서브렌즈 유닛U12, 및 물체거리 무한원으로부터 근거리에 걸쳐서 물체측으로 4.85mm 이동하는 정의 굴절력을 갖는 제3 서브렌즈 유닛U13으로 구성된다. 본 실시예에서는, 제3 서브렌즈 유닛U13 전체가 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛U13f에 대응한다.
도 3a, 3b는, 각각, 본 발명의 실시예 1의 제1렌즈 유닛U1의 광로도를 나타낸다. 제1 서브렌즈 유닛U11에 있어서, 물체거리 무한원(도 3a)에 있어서의 축외 입사광빔의 높이가 물체거리 근거리(도 3b)에 있어서의 축외 입사광빔의 높이보다도 높은 것을 안다.
도 4aa, 4ab, 4ac는, 각각, 수치 실시예 1의 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m, 무한원, 근거리(1.5m)의 수차도다. 도 4ba, 4bb, 4bc는, 각각, 수치 실시예 1의 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m, 무한원, 근거리(1.5m)의 수차도다. 여기서, 물체거리는 상면을 기준으로 한 값이다. 이때, 각 실시예에 있어서의 수차도는, e선(실선)과 g선(2점 쇄선)에 대해 구면수차를 나타내고, 상기 e선에 대해 메리디오날(meridional) 상면(ｍｅｒｉ)(점선)과 사지탈(sagittal) 상면(ｓaｇｉ)(실선)에 대해 비점수차를 나타낸다. 배율 색수차(lateral chromatic aberration)는 g선(2점 쇄선)에 대해 나타내어져 있다. Ｆｎｏ는 f넘버를, ω는 반(half)화각을 의미한다. 또한, 구면수차는 0.4mm, 비점수차는 0.4mm, 왜곡은 5%, 배율 색수차는 0.05mm의 단위로 나타내어져 있다.
본 실시예의 각 식에 대응한 수치를 표 1에 나타낸다. 또한, 본 실시예의 브리딩을, 광각단의 물체거리 무한원에 있어서의 전체 계의 초점거리에 대한 광각단의 근거리에 있어서의 전체 계의 초점거리의 거리변화의 비율로서 정의했을 경우에 얻어진 값을 표 2에 나타낸다. 본 실시예는, 식(1)?(5)를 만족시키고, 고배율, 소형 경량, 초점조정에 의한 적은 수차변동, 및 적은 브리딩의 줌렌즈를 달성한다.
이후, 본 발명의 실시예1에 대응한 수치 실시예 1을 기술한다. 이하에서, 아래에 기재된 각 수치 실시예에 있어서, "i"는 물체측으로부터의 면의 순서를 나타내고, "ｒｉ"는 물체측으로부터 i번째 면의 곡률반경을 나타내고, "ｄｉ"는 물체측으로부터 I번째 면과 (i+1)번째 면간의 간격을 나타내고, "ｎｄｉ"와 "νｄｉ"는 각각 i번째의 광학부재의 굴절률과 아베(Abbe)상수를 나타낸다. "BＦ"는 공기환산의 백(back) 포커스다.
비구면 형상은, X축이 광축에 해당하고, H축이 광축에 수직한 축에 해당하고, 광의 진행 방향이 정의 방향에 해당하고, "R"이근축 곡률반경을 나타내고, "k"가 원추 상수를 나타내고, "A4", "A6", "A8", "A10", 및 "A12" 각각이 비구면 계수를 나타내는 다음식에 표현된다.
또한, 이하에 기재하는 수치 실시예의 수치내에서, "e-Z"는 "×10-Z"를 의미한다.
(수치 실시예1)
단위: mm
면 데이터
비구면 데이터
제9면
각종 데이터
줌렌즈 유닛 데이터
도 5a, 5b는, 각각, 광각단에 있어서의 물체거리가 무한원과 근거리인 본 발명의 실시예2(수치 실시예2)에 따른 줌렌즈의 렌즈 단면도다.
도 5a, 5b에 있어서, 본 실시예의 줌렌즈는, 물체측(좌측)으로부터 순차적으로, 제1렌즈 유닛U1로서의 정의 굴절력을 갖는 포커스 렌즈 유닛, 제2렌즈 유닛U2로서의 변배용의 부의 굴절력을 갖는 배리에이터, 제3렌즈 유닛U3으로서의 부의 굴절력을 갖는 콤펜세이터, 조리개ＳＰ, 제4렌즈 유닛U4로서의 부의 굴절력과 결상작용을 갖는 결상 렌즈 유닛, 및 촬상면I를 포함한다. 본 실시예에서는, 제2렌즈 유닛U2와 제3렌즈 유닛U3으로 변배 렌즈 유닛을 구성한다. 제2렌즈 유닛U2(배리에이터)는, 광축상을 상면측으로 단조롭게 이동하여서, 광각단으로부터 망원단으로의 변배를 행한다. 제3렌즈 유닛U3(콤펜세이터)은, 변배에 따르는 상면 변동을 보정하기 위해서 광축상을 비직선적으로 이동한다.
본 실시예에 있어서의 제1렌즈 유닛U1의 구성은 제1면 내지 제17면에 대응한다. 제1렌즈 유닛U1은, 정의 굴절력을 갖는 제1 서브렌즈 유닛U11, 물체거리 무한원으로부터 근거리에 걸쳐서 물체측으로 19.18mm 이동하는 부의 굴절력을 갖는 제2 서브렌즈 유닛U12, 및 물체거리 무한원으로부터 근거리에 걸쳐서 물체측으로 3.84mm 이동하는 정의 굴절력을 갖는 제3 서브렌즈 유닛U13으로 구성된다. 본 실시예에서는, 제3 서브렌즈 유닛U13 전체가, 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛U13f에 대응한다.
도 6aa, 6ab, 6ac는, 각각, 수치 실시예 2의 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m, 무한원, 근거리(1.8m)의 수차도를 나타낸다. 도 6ba, 6bb, 6bc는, 각각, 수치 실시예 2의 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m, 무한원, 근거리(1.8m)의 수차도를 나타낸다. 여기서, 물체거리는 상면을 기준으로 한 값이다.
본 실시예의 각 식에 대응한 수치를 표 1에 나타낸다. 또한, 본 실시예의 브리딩을, 광각단의 물체거리 무한원에 있어서의 전체 계의 초점거리에 대한 광각단의 근거리에 있어서의 전체 계의 초점거리의 거리변화의 비율로서 정의했을 경우에 얻어진 값을 표 2에 나타낸다. 본 실시예는, 식(1)?(5)를 만족시키고, 고배율, 소형 경량, 초점조정에 의한 적은 수차변동, 및 적은 브리딩을 갖는 줌렌즈를 달성한다.
(수치 실시예2)
단위: mm
면 데이터
비구면 데이터
제9면
제18면
각종 데이터
줌렌즈 유닛 데이터
도 7a, 7b는, 각각, 광각단에 있어서의 물체거리가 무한원과 근거리인 본 발명의 실시예3(수치 실시예3)에 따른 줌렌즈의 렌즈 단면도다.
도 7a, 7b는, 물체측(좌측)으로부터 순차적으로, 제1렌즈 유닛U1으로서의 정의 굴절력을 갖는 포커스 렌즈 유닛, 제2렌즈 유닛U2로서의 변배용의 부의 굴절력을 갖는 배리에이터, 제3렌즈 유닛U3으로서의 부의 굴절력을 갖는 콤펜세이터, 조리개ＳＰ, 제4렌즈 유닛U4로서의 부의 굴절력과 결상작용을 갖는 결상 렌즈 유닛, 및 촬상면I를 나타낸다. 본 실시예에서는, 제2렌즈 유닛U2와 제3렌즈 유닛U3으로 변배 렌즈 유닛을 구성한다. 제2렌즈 유닛U2(배리에이터)는, 광축상을 상면측으로 단조롭게 이동하여서, 광각단으로부터 망원단으로의 변배를 행한다. 제3렌즈 유닛U3(콤펜세이터)은, 변배에 따르는 상면 변동을 보정하기 위해서 광축상을 비직선적으로 이동한다.
본 실시예에 있어서의 제1렌즈 유닛U1의 구성은 제1면 내지 제17면에 대응한다. 제1렌즈 유닛U1은, 정의 굴절력을 갖는 제1 서브렌즈 유닛U11, 물체거리 무한원으로부터 근거리에 걸쳐서 물체측으로 9.68mm 이동하는 부의 굴절력을 갖는 제2 서브렌즈 유닛U12, 및 정의 굴절력을 갖는 제3 서브렌즈 유닛U13으로 구성된다. 또한, 물체거리 무한원으로부터 근거리에 걸쳐서 제3 서브렌즈 유닛U13내에 포함되고 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛U13p는, 물체측으로 3.87mm 이동한다. 따라서, 본 실시예에서는, 렌즈 유닛U13p가 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛U13f에 대응한다.
도 8aa, 8ab, 8ac는, 각각, 수치 실시예 3의 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m, 무한원, 근거리(1.8m)의 수차도다. 도 8ba, 8bb, 8bc는, 각각, 수치 실시예 3의 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m, 무한원, 근거리(1.8m)의 수차도다. 여기서, 물체거리는 상면을 기준으로 한 값이다.
본 실시예의 각 식에 대응한 수치를 표 1에 나타낸다. 또한, 본 실시예의 브리딩을, 광각단의 물체거리 무한원에 있어서의 전체 계의 초점거리에 대한 광각단 근거리에 있어서의 전체 계의 초점거리의 거리 변화의 비율로서 정의했을 경우에 얻어진 값을 표 2에 나타낸다. 본 실시예는, 식(1)?(5)를 만족시키고, 고배율, 소형 경량, 초점조정에 의한 적은 수차변동, 및 적은 브리딩을 갖는 줌렌즈를 달성한다.
(수치 실시예3)
단위: mm
면 데이터
비구면 데이터
제10면
제19면
각종 데이터
줌렌즈 유닛 데이터
도 9a, 9b는, 각각, 광각단에 있어서의 물체거리가 무한원과 근거리인 본 발명의 실시예4(수치 실시예4)에 따른 줌렌즈의 렌즈 단면도다.
도 9a, 9b에서, 본 실시예의 줌렌즈는, 물체측으로부터 순차적으로, 제1렌즈 유닛U1으로서의 정의 굴절력을 갖는 포커스 렌즈 유닛, 제2렌즈 유닛U2로서의 변배용의 부의 굴절력을 갖는 배리에이터, 제3렌즈 유닛U3으로서의 부의 굴절력을 갖는 콤펜세이터, 조리개ＳＰ, 제4렌즈 유닛U4로서의 부의 굴절력과 결상작용을 갖는 결상 렌즈 유닛, 색분해 프리즘과 등가인 글래스 블록P, 및 촬상면I를 나타낸다. 본 실시예에서는, 제2렌즈 유닛U2와 제3렌즈 유닛U3으로 변배 렌즈 유닛을 구성한다. 제2렌즈 유닛U2(배리에이터)는, 광축상을 상면측으로 단조롭게 이동하여서, 광각단으로부터 망원단으로의 변배를 행한다. 제3렌즈 유닛U3(콤펜세이터)은, 변배에 따르는 상면 변동을 보정하기 위해서 광축상을 비직선적으로 이동한다.
본 실시예에 있어서의 제1렌즈 유닛U1의 구성은 제1면 내지 제17면에 대응한다. 제1렌즈 유닛U1은, 정의 굴절력을 갖는 제1 서브렌즈 유닛U11, 물체거리 무한원으로부터 근거리에 걸쳐서 물체측으로 4.67mm 이동하는 부의 굴절력을 갖는 제2 서브렌즈 유닛U12, 및 정의 굴절력을 갖는 제3 서브렌즈 유닛U13으로 구성된다. 또한, 물체거리 무한원으로부터 근거리에 걸쳐서 제3 서브렌즈 유닛U13내에 포함되고 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛U13p가 물체측으로 9.33mm 이동한다. 따라서, 본 실시예에서는, 렌즈 유닛U13p가 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛U13f에 대응한다.
도 10aa, 10ab, 10ac는, 각각, 수치 실시예 4의 광각단에 있어서의 물체거리 12.0m, 무한원, 및 근거리(3.5m)의 수차도다. 도 10ba, 10bb, 10bc는, 각각, 수치 실시예 4의 망원단에 있어서의 물체거리 12.0m, 무한원, 및 근거리(3.5m)의 수차도다. 여기서, 물체거리는 상면을 기준으로 한 값이다.
본 실시예의 각 식에 대응한 수치를 표 1에 나타낸다. 추가로, 본 실시예의 브리딩을, 광각단의 물체거리 무한원에 있어서의 전체 계의 초점거리에 대한 광각단의 근거리에 있어서의 전체 계의 초점거리의 거리변화의 비율로서 정의했을 경우 얻어진 값을 표 2에 나타낸다.
본 실시예는 식(1)?(5)를 만족시키고, 고배율, 소형 경량, 초점조정에 의한 적은 수차변동, 및 적은 브리딩을 갖는 줌렌즈를 달성한다.
(수치 실시예4)
단위: mm
면 데이터
비구면 데이터
제10면
각종 데이터
줌렌즈 유닛 데이터
도 11a, 11b는, 각각, 광각단에 있어서의 물체거리가 무한원과 근거리인 본 발명의 실시예5(수치 실시예5)에 따른 줌렌즈의 렌즈 단면도다.
도 11a, 11b에서, 본 실시예의 줌렌즈는, 물체측에서 순차적으로, 제1렌즈 유닛U1로서의 정의 굴절력을 갖는 포커스 렌즈 유닛, 제2렌즈 유닛U2로서의 변배용의 부의 굴절력을 갖는 제1배리에이터, 제4렌즈 유닛U4로서의 정의 굴절력을 갖는 콤펜세이터, 조리개ＳＰ, 제5렌즈 유닛U5로서의 정의 굴절력과 결상작용을 갖는 결상 렌즈 유닛, 및 촬상면I를 구비한다. 본 실시예에서는, 제2렌즈 유닛U2, 제3렌즈 유닛U3 및 제4렌즈 유닛U4으로 변배 렌즈 유닛을 구성한다. 제2렌즈 유닛U2(제1배리에이터)는, 광축상을 상면측으로 단조롭게 이동함에 의해, 광각단으로부터 망원단으로의 변배를 행한다. 제3렌즈 유닛U3(제2배리에이터)은, 광축상을 이동하여, 광각단으로부터 망원단으로의 변배를 행한다. 제4렌즈 유닛U4(콤펜세이터)는, 변배에 따르는 상면 변동을 보정하기 위해서 광축상을 비직선적으로 이동한다. 이때, 상기 제3렌즈 유닛U3이 콤펜세이터이어도 되고, 상기 제4렌즈 유닛U4가 제2배리에이터이어도 된다.
본 실시예에 있어서의 제1렌즈 유닛U1의 구성은, 제1면 내지 제17면에 대응한다. 제1렌즈 유닛U1은, 정의 굴절력을 갖는 제1 서브렌즈 유닛U11, 물체거리 무한원으로부터 근거리에 걸쳐서 물체측으로 9.18mm 이동하는 부의 굴절력을 갖는 제2 서브렌즈 유닛U12, 및 정의 굴절력을 갖는 제3 서브렌즈 유닛U13을 구비한다. 또한, 물체거리 무한원으로부터 근거리에 걸쳐서 제3 서브렌즈 유닛U13내에 포함되고 정의 굴절력을 갖는 렌즈 유닛U13p가 물체측으로 1.38mm 이동한다. 따라서, 본 실시예에서는, 렌즈 유닛U13p가 상기 서브-제3 서브렌즈 유닛U13f에 대응한다.
도 12aa, 12ab, 12ac는, 각각, 수치 실시예 5의 광각단에 있어서의 물체거리 7.0m, 무한원, 및 근거리(1.8m)의 수차도다. 도 12ba, 12bb, 12bc는, 각각, 수치 실시예 5에 따른 망원단에 있어서의 물체거리 7.0m, 무한원, 및 근거리(1.8m)의 수차도다. 여기서, 물체거리는 상면을 기준으로 한 값이다.
본 실시예의 각 식에 대응한 수치를 표 1에 나타낸다. 추가로, 본 실시예의 브리딩을, 광각단의 물체거리 무한원에 있어서의 전체 계의 초점거리에 대한 광각단의 근거리에 있어서의 전체 계의 초점거리의 거리변화의 비율로서 정의했을 경우에 얻어진 값을 표 2에 나타낸다. 본 실시예는, 식(1)?(5)를 만족시키고, 고배율, 소형 경량, 초점조정에 의한 적은 수차변동, 및 적은 브리딩을 갖는 줌렌즈를 달성한다.
(수치 실시예5)
단위: mm
면 데이터
비구면 데이터
제10면
제19면
각종 데이터
줌렌즈 유닛 데이터
표 1: 수치 실시예 1 내지 5에서의 각 식에 대응한 수치
표 2: 수치 실시예 1 내지 5에서의 브리딩
도 13은 실시예 1 내지 5의 줌렌즈 중 어느 하나를 촬영 광학계로서 사용한 본 발명의 실시예 6에 따른 촬상장치의 개략도다.
도 13에 있어서, 촬상장치(125)는, 실시예 1 내지 5 중 어느 하나의 줌렌즈(101)와, 그 줌렌즈(101)에 착탈 가능한 카메라(124)를 포함한다. 줌렌즈(101)는, 초점조정용 렌즈 유닛을 포함하는 제1렌즈 유닛F, 변배 렌즈 유닛ＬＺ, 및 결상용 렌즈 유닛R을 구비한다. 줌렌즈(101)는, 개구 조리개ＳＰ를 더 구비한다. 제1렌즈 유닛F 및 변배 렌즈 유닛ＬＺ는, 각각 헬리코이드(helicoid)나 캠 등의 구동기구(114,115)에 의해 광축방향으로 구동된다. 구동기구(114, 115) 및 개구 조리개ＳＰ는 전기적으로 구동되는 모터(구동 유닛)(116?118)에 의해 전기적으로 구동된다. 제1군 렌즈F와 변배 렌즈 유닛ＬＺ의 광축상의 위치나, 개구 조리개ＳＰ의 조리개 지름은, 각각 엔코더, 포텐셔미터, 혹은 포토 센서 등의 검출기(119?121)에 의해 검출된다. 카메라(124)는, 광학필터나 색분해 광학계에 해당하는 글래스 블록(109), 줌렌즈(101)에 의해 형성된 피사체상을 수광하는 ＣＣＤ센서나 ＣＭＯＳ센서 등의 고체촬상소자(광전변환소자)(110)를 포함한다. 또한, ＣＰＵ(111, 122)는, 각각 카메라(124) 및 줌렌즈(101)의 각종의 구동을 제어한다. 이렇게, 본 발명의 줌렌즈를 텔레비전 카메라에 적용하는 것에 의해, 광학성능이 높은 촬상장치를 실현할 수 있다.
본 발명을 예시적 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 아주 넓게 해석해야 한다.
Claims (5)
- 물체측에서 순차적으로,
변배하기 위해 이동하지 않는 정의(positive) 굴절력을 갖는 제1렌즈 유닛;
변배하기 위해 이동하는 적어도 2개의 렌즈 유닛을 포함하는 변배 렌즈 유닛;
개구 조리개; 및
변배하기 위해 이동하지 않는 정의 굴절력을 갖는 결상 렌즈 유닛을 구비한 줌렌즈로서,
상기 제1렌즈 유닛은, 상기 물체측에서 순차적으로, 정의 굴절력을 갖는 제1 서브렌즈 유닛과, 부의(negative) 굴절력을 갖는 제2 서브렌즈 유닛과, 정의 굴절력을 갖는 제3 서브렌즈 유닛을 구비하고,
상기 제3 서브렌즈 유닛은, 정의 굴절력을 갖는 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛을 포함하고,
상기 제2 서브렌즈 유닛 및 상기 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛은, 각각 물체측으로 구동되어 근거리 물체에 초점조정을 행하고, 이하의 식을 만족하는, 줌렌즈:
-2.5<f12/f13f<-0.4; 및
0.05<δx13f/δx12<5.0,
여기서, f12는 제2 서브렌즈 유닛의 초점거리, f13f는 상기 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛의 초점거리, δx12는 제2 서브렌즈 유닛의 초점조정에 있어서의 구동량, 및 δx13f는 상기 가동형 서브-제3 서브렌즈 유닛의 초점조정에 있어서의 구동량을 나타낸다.
- 제 1 항에 있어서,
이하의 식을 만족하는, 줌렌즈:
0.07< f1/f11 <0.35,
여기서, f1은 제1 렌즈 유닛의 초점거리를 나타내고, f11은 제1 서브렌즈 유닛의 초점거리를 나타낸다.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
이하의 식을 만족하는, 줌렌즈:
0.2< f1/ft < 1.0,
여기서, ft는 줌렌즈의 전체 계의 망원단에 있어서의 초점거리를 나타낸다.
- 청구항 1에 기재된 줌렌즈; 및
상기 줌렌즈에 의해 형성되는 상(image)을 광전변환하는 촬상소자를 구비한, 촬상장치.
- 제 4 항에 있어서,
이하의 식을 만족하는, 촬상장치:
0.7< fw/IS < 2.4,
여기서, fw는 상기 줌렌즈의 전체 계의 광각단에 있어서의 초점거리를 나타내고, IS는 이미지 사이즈를 나타낸다.
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