WO2016140433A1 - 줌 렌즈 및 촬상 장치 - Google Patents

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WO2016140433A1
WO2016140433A1 PCT/KR2016/000489 KR2016000489W WO2016140433A1 WO 2016140433 A1 WO2016140433 A1 WO 2016140433A1 KR 2016000489 W KR2016000489 W KR 2016000489W WO 2016140433 A1 WO2016140433 A1 WO 2016140433A1
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lens group
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zoom lens
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PCT/KR2016/000489
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하기와라히로유키
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삼성전자 주식회사
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    • G02B9/64—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components
    • G—PHYSICS
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    • G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
    • G02B15/1431—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive
    • G02B15/143105—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive arranged +-+

Definitions

  • the present disclosure relates to a zoom lens and an imaging device.
  • the zoom lens may be divided into a positive lead type zoom lens having a positive refractive power and a negative lead type zoom lens having a negative refractive power in the lens group positioned at the object side most.
  • the positive lead type zoom lens has a shorter overall length than the negative lead type zoom lens, and is advantageous for miniaturization of the lens diameter and high magnification.
  • a zoom lens having a so-called multi-group configuration having a plurality of lens groups has been proposed in order to have high optical performance from a wide-angle end to a telephoto end.
  • a zoom lens having a multi-group configuration composed of a first lens group having a totally positive refractive power from the object side in turn, a second lens group having a negative refractive power as a whole, and a subsequent group having a positive refractive power as a whole, are frequently used.
  • a configuration has been proposed in which a movable lens group is disposed on the most upper surface side.
  • the present disclosure seeks to provide a zoom lens that can shorten the overall length and improve optical performance.
  • a zoom lens according to an embodiment of the present invention includes a first lens group having a positive refractive power in turn from an object side, a second lens group having a negative refractive power, an aperture and a plurality of lens groups, and a subsequent lens having positive refractive power.
  • a first lens group having a positive refractive power in turn from an object side a second lens group having a negative refractive power, an aperture and a plurality of lens groups, and a subsequent lens having positive refractive power.
  • the image lens group disposed on the image plane side of the plurality of lens groups included in the subsequent group moves in the optical axis direction at the shift from the wide-angle end to the telephoto end, and includes at least two positive lenses and at least two secondary lenses.
  • the zoom lens satisfies Equation 1 below.
  • f r is the focal length of the image lens group
  • f w is the focal length at the wide-angle end of the zoom lens.
  • the zoom lens according to the present disclosure can obtain good optical performance from the wide-angle end to the telephoto end, and can shorten the length of the entire zoom lens by causing the lens group positioned at the most image surface side to have a shifting action.
  • aberration correction and ghost suppression of the zoom lens can be performed depending on the shape of the lens constituting the lens group.
  • FIG. 1 is a block diagram of a zoom lens according to an exemplary embodiment.
  • Fig. 2 is a block diagram showing lens arrangement at the wide-angle end W, the intermediate end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the first numerical example.
  • FIG 3 is a diagram of spherical aberration, astigmatism, and distortion in the wide-angle end W, the intermediate end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the first numerical example.
  • Fig. 4A is a diagram of lateral aberration at the wide-angle end in the zoom lens of the first numerical example.
  • Fig. 4B is a diagram of lateral aberration at the telephoto end in the zoom lens of the first numerical example.
  • Fig. 5 is a block diagram showing lens arrangement in the wide-angle end W, the intermediate end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the second numerical example.
  • Fig. 6 shows spherical aberration diagrams, astigmatism diagrams, and distortion aberration diagrams at the wide-angle end W, the middle end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the second numerical example.
  • Fig. 7A is a diagram of lateral aberration at the wide-angle end in the zoom lens of the second numerical example.
  • Fig. 7B is a diagram showing the lateral aberration at the telephoto end in the zoom lens of the second numerical example.
  • Fig. 8 is a block diagram showing lens arrangement in the wide-angle end W, the intermediate end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the third numerical example.
  • Fig. 9 shows spherical aberration diagrams, astigmatism diagrams, and distortion aberration diagrams at the wide-angle end W, the middle end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the third numerical example.
  • Fig. 10A is a diagram of lateral aberration at the wide-angle end in the zoom lens of the third numerical example.
  • Fig. 10B is a diagram of lateral aberration at the telephoto end in the zoom lens of the third numerical example.
  • Fig. 11 is a block diagram showing lens arrangement in the wide-angle end W, the intermediate end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the fourth numerical example.
  • Fig. 13A is a diagram of lateral aberration at the wide-angle end in the zoom lens of the fourth numerical example.
  • Fig. 13B is a diagram of lateral aberration at the telephoto end in the zoom lens of the fourth numerical example.
  • Fig. 14 is a block diagram showing lens arrangement at the wide-angle end W, the intermediate end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the fifth numerical example.
  • Fig. 15 shows spherical aberration diagrams, astigmatism diagrams, and distortion aberration diagrams at the wide-angle end W, the middle end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the fifth numerical example.
  • Fig. 16A is a horizontal aberration diagram at the wide-angle end in the zoom lens of the fifth numerical example.
  • Fig. 16B is a diagram of lateral aberration at the telephoto end in the zoom lens of the fifth numerical example.
  • Fig. 4B is a block diagram showing lens arrangement at the wide-angle end W, the intermediate end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the sixth numerical example.
  • Fig. 18 shows spherical aberration diagrams, astigmatism diagrams, and distortion aberration diagrams at the wide-angle end W, the middle end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the sixth numerical example.
  • Fig. 19A is a diagram of lateral aberration at the wide-angle end in the zoom lens of the sixth numerical example.
  • Fig. 19B is a diagram of lateral aberration at the telephoto end in the zoom lens of the sixth numerical example.
  • Fig. 20 is a block diagram showing lens arrangement in the wide-angle end W, the intermediate end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the seventh numerical example.
  • Fig. 21 is a diagram of spherical aberration, astigmatism, and distortion in the wide-angle end W, the middle end M, and the telephoto end T in the zoom lens of the seventh numerical example.
  • Fig. 22A is a diagram of lateral aberration at the wide-angle end in the zoom lens of the seventh numerical example.
  • Fig. 22B is a diagram of lateral aberration at the telephoto end in the zoom lens of the seventh numerical example.
  • FIG. 23 is a perspective view illustrating a photographing apparatus having a zoom lens system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a zoom lens according to an embodiment of the present invention includes a first lens group having a positive refractive power in turn from an object side, a second lens group having a negative refractive power, an aperture and a plurality of lens groups, and a subsequent lens having positive refractive power.
  • a first lens group having a positive refractive power in turn from an object side a second lens group having a negative refractive power, an aperture and a plurality of lens groups, and a subsequent lens having positive refractive power.
  • the image lens group disposed on the image plane side of the plurality of lens groups included in the subsequent group moves in the optical axis direction at the shift from the wide-angle end to the telephoto end, and includes at least two positive lenses and at least two secondary lenses.
  • the zoom lens satisfies Equation 1 below.
  • f r is the focal length of the image lens group
  • f w is the focal length at the wide-angle end of the zoom lens.
  • the image lens group may include a first positive lens having both sides convex arranged in order from the object side, a second positive lens having both sides convex, a negative lens having both sides concave, a negative lens having the image side convex, and a positive lens having the image side convex.
  • a first positive lens having both sides convex arranged in order from the object side
  • a second positive lens having both sides convex a negative lens having both sides concave
  • a negative lens having the image side convex and a positive lens having the image side convex.
  • any one lens constituting the image lens group may include at least one aspherical surface.
  • the second positive lens and the sub-concave secondary lens may be bonded to each other to form a bonded lens.
  • the lens located at the most image side is a positive lens having an image surface side convex, and the refractive index at d line (587.56 nm) of the lens positioned at the image image side is N rp ,
  • the paraxial curvature radius of the object side of the positive lens located on the most image plane side is r rp1 and the paraxial curvature radius of the image surface side of the positive lens located on the image image side is r rp2 , Satisfies 6.
  • the lens group disposed on the object side of the plurality of lens groups constituting the subsequent group is located closer to the object side than the aperture, has negative refractive power, and can move in the optical axis direction during focusing.
  • the second lens group has the greatest negative refractive power in the zoom lens, and may be fixed at the time of shifting from the wide-angle end to the telephoto end.
  • the subsequent group may include a third lens group having negative refractive power, a fourth lens group having positive refractive power, a fifth lens group having negative refractive power, and the image lens group having positive refractive power from the object side.
  • the third lens group includes one sub lens of a meniscus shape in which an image surface side is convex.
  • At least one surface of any one of the lenses included in the second lens group is an aspherical surface
  • the focal length of the second lens group is f 2
  • the focal length of the third lens group is f 3
  • the focal length of the zoom lens at the wide-angle end is f w .
  • the first lens group includes at least one positive lens and at least one secondary lens,
  • the fifth lens group includes at least one positive lens and at least one secondary lens,
  • Blur is corrected by moving the fifth lens group in a plane intersecting the optical axis
  • the fourth lens group includes at least one positive lens and at least one secondary lens,
  • At least one surface of any one lens constituting the fourth lens group is an aspherical surface
  • a zoom lens includes a first lens group having overall positive refractive power, a second lens group having negative refractive power as a whole, and a plurality of lens groups having positive refractive power as a whole. Having a subsequent group including, performing variation by changing the air gap of each lens group,
  • the image lens group disposed on the image plane side of the plurality of lens groups constituting the subsequent group moves in the optical axis direction at the time of shifting from the wide-angle end to the telephoto end, and further includes two positive lenses having both sides convex, and both surfaces concave.
  • At least one surface of any of the lenses constituting the lens group arranged on the uppermost image side is an aspherical surface.
  • the zoom lens satisfies Equation 14 below.
  • f r is the focal length of the image lens group
  • f w is the focal length at the wide-angle end of the zoom lens.
  • the subsequent group may include a third lens group having negative refractive power, a fourth lens group having positive refractive power, a fifth lens group having negative refractive power, and the image lens group having positive refractive power from the object side.
  • An imaging device includes the zoom lens and a solid-state imaging device for picking up an image formed by the zoom lens.
  • the zoom lens and the imaging device will be described in detail with reference to the drawings.
  • the lens data and the like illustrated in the following description are only examples, and are not limited to the contents thereof, and may be appropriately changed and implemented without departing from the gist of the invention.
  • the expression “image plane” refers to the surface where the image passes through the lens group, and the “image plane side” may indicate the direction in which the image sensor, the optical block, and the like are located. have.
  • the "object side” and the “top side” may mean opposite directions.
  • the expression “lens group located on the most upper surface side” may mean a lens group that is closest to a plane on which an image is formed like an image sensor in the plurality of lens groups constituting the zoom lens.
  • the expression “lens group located on the object side” may mean the lens group of the first position located in the object direction in the plurality of lens groups constituting the zoom lens group.
  • the object side when the light entering direction is the front side and the light exiting direction is the rear side, the object side may correspond to the front side, and the image side may correspond to the rear side.
  • the surface on the object side of the two surfaces of the lens may be referred to as the object side surface, and the surface on the image surface side may be referred to as the image side surface.
  • the zoom lens of this embodiment can be used as an imaging optical system of an imaging device such as an interchangeable lens system camera, a digital camera, a digital video camera, a surveillance camera, or the like.
  • the zoom lens shown in FIG. 1 is a first lens group G1 having a totally positive refractive power in turn from the object side, a second lens group G2 having a negative refractive power as a whole, and a third lens group G3 having a negative refractive power as a whole.
  • the subsequent group RG has the third lens group G3 having the negative refractive power as a whole from the object side, the aperture SP, the fourth lens group G4 having the positive refractive power as a whole, and the negative refractive power as a whole.
  • a fifth lens group G5 and an image lens group G6 having a positive refractive power as a whole may be included. That is, the zoom lens of the present embodiment includes a six-group zoom lens composed of each of lens groups G1 to G6 of positive, negative, negative, positive, negative and positive.
  • the image lens group G6 may refer to a lens group positioned at the most image side of the subsequent group RG.
  • the first lens group G1 has, for example, a meniscus negative lens L1 in which the object side is convex in order from the object side, a positive lens L2 in which both surfaces are convex, and a meniscus shape in which the object side is convex.
  • the positive lens L3 may be included.
  • the second lens group G2 may include a meniscus-shaped negative lens L4 having the object side convex in order from the object side, a negative lens L5 having both concave surfaces, and a positive lens L6 having both convex surfaces. .
  • the third lens group G3 may include a meniscus negative lens L7 having an image surface side convex.
  • the fourth lens group G4 may include a positive lens L8 having both sides convex in order from the object side, a positive lens L9 having both sides convex, and a meniscus-shaped sub lens L10 having the image side convex.
  • the positive lens L9 and the negative lens L10 may include a bonded lens.
  • the fifth lens group G5 may include an auxiliary lens L11 having both surfaces concave in sequence from the object side, and a positive lens L12 having a meniscus shape of which the object side is convex.
  • the image lens group G6 has a positive lens L13 having both sides convex in order from the object side, a positive lens L14 having both sides convex, a negative lens L15 having both sides concave, and a meniscus-shaped negative lens having the image side convex ( L16), and a positive lens L17 having both surfaces convex, and a positive lens L14 and a negative lens L15 joined together.
  • the diaphragm SP may limit the diameter (or amount of light) of the light beam incident on the upper surface IP from the object side.
  • An optical block G may be disposed between the positive lens L17 and the image surface IP of the image lens group G6.
  • the optical block G may include, for example, an optical filter, a face plate, a quartz low pass filter, an infrared cut filter, and the like.
  • the image plane IP may correspond to the imaging surface of the solid-state imaging device.
  • a photoelectric conversion device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor device (CMOS) sensor can be used.
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal-oxide semiconductor device
  • the imaging device In the imaging device, light incident from the object side of the zoom lens of this embodiment is finally imaged on the imaging surface of the solid-state imaging device. Then, the light received by the solid-state imaging device can be photoelectrically converted and output as an electric signal to generate a digital image corresponding to the image of the subject.
  • the digital image can be recorded, for example, on a recording medium such as a hard disk drive (Hdd), a memory card, an optical disk, or a magnetic tape.
  • the imaging device is a silver salt film camera
  • the upper surface IP may correspond to the film surface.
  • the air gap is changed between the lens groups G1 to G6 at the time of changing from the wide-angle end to the telephoto end. That is, the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2, the air gap between the second lens group G2 and the third lens group G3, and the third lens group G3. ) And the air gap between the fourth lens group G4, the air gap between the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5, and the air between the fifth lens group and the image lens group G6.
  • the lens groups G1 and G3 to G6 other than the second lens group G2 can be respectively moved in the optical axis O direction so that the intervals all change.
  • the first lens group G1 can move from the image plane side to the object side, indicated by arrow a in FIG. 1.
  • the second lens group G2 may be fixed.
  • the third lens group G3 may move from the image surface side to the object side.
  • the fourth lens group G4 may move from the image surface side to the object side.
  • the fifth lens group G5 may move from the image surface side to the object side.
  • the image lens group G6 can move from the image surface side to the object side, as indicated by arrow e in FIG. 1.
  • the diaphragm SP may move integrally with the fourth lens group G4 at the time of shifting.
  • the zoom lens of the present embodiment when focusing from an infinity object to a near object, the third lens group G3 can move from the image surface side to the object side.
  • arrows b1 indicated by broken lines and arrows b2 indicated by solid lines in FIG. 1 respectively indicate a movement trajectory for correcting the top surface variation associated with the shift from the wide-angle end to the telephoto end when the object is focused on an infinity object and a near object, respectively. Indicates.
  • the fifth lens group G5 may be moved to intersect the optical axis O. As shown in FIG.
  • the fifth lens group G5 may be moved orthogonal to the optical axis O.
  • FIG. As the fifth lens group G5 moves, the image formed on the image surface IP is shifted in a direction perpendicular to the optical axis O, and blur due to vibrations such as hand shake can be optically corrected.
  • the image lens group G6 disposed on the image plane side of the plurality of lens groups constituting the subsequent group moves in the optical axis O direction at the time of shifting from the wide-angle end to the telephoto end.
  • it constitutes a lens group having the largest amount of movement at the time of shift.
  • the image lens group G6 includes two positive lenses L13 and L14 having both convex surfaces, a negative lens L15 having both concave surfaces, a negative lens L16 having a convex image surface side, and a positive lens having a convex image surface side. (L17), and at least one surface of any of the lenses L13 to L17 is an aspherical surface.
  • both surfaces of the sub-lens L16 may be aspherical.
  • the image lens group G6 having the largest shift amount at the time of shifting is shifted so that the length of the zoom lens is changed. Can shorten.
  • Such a zoom lens may have a relatively large aperture of a zoom ratio of about 3 and an aperture of about f2.8.
  • the image lens group G6 can disperse positive refractive power and correct all aberrations well by disposing a plurality of positive lenses having a relatively large positive refractive power, for example, positive lenses L13, L14, and L17.
  • a glass material having an Abbe number of 70 or more can be used for the two positive lenses L13 and L14 arranged on the object side.
  • the axial chromatic aberration is well corrected and divergent. By using the effect, it is possible to ensure high imaging performance in the periphery of the screen while maintaining the lens diameter.
  • the image surface side of the positive lens L17 positioned on the most image surface side among the lenses L13 to L17 constituting the image lens group G6 a convex surface
  • the light reflected by an imaging surface, an optical filter, or the like of the solid-state imaging device By this surface reflection, ghost etc. which are reincident to the imaging surface of a solid-state image sensor can be suppressed.
  • the positive lens L17 on the most image surface side the angle of incidence on the image surface IP can be suppressed by the convergence effect, and the overall length of the zoom lens can be shortened.
  • an aspherical surface may be provided in the meniscus sub-lens L16 having an image surface side convex. Thereby, out-of-axis aberration can be corrected favorably.
  • a plurality of lens groups constituting a subsequent group (in the present embodiment, the image lens group G6 disposed at the image-most side of the third to image lens groups G3 to G6 is the wide-angle end.
  • the image lens group G6 has at least two positive lenses and at least two sub-lenses, for example, the image lens group G6.
  • At least one of the lenses L13 to L17 constituting the image lens group G6 may be an aspherical surface.
  • both surfaces of the sub-lens L16 may be aspheric.
  • the relationship of the conditional expression (1) is as follows. Can be satisfied.
  • the image lens group G6 having the largest shift amount at the time of shifting has a shifting action.
  • the length can be shortened.
  • Such a zoom lens may have a relatively large aperture of a zoom ratio of about 3 and an aperture of about f2.8.
  • the image lens group G6 can disperse positive refractive power and correct all aberrations well by disposing at least two positive lenses, for example, positive lenses L13, L14, and L17 having a relatively high positive refractive power.
  • aberration can be satisfactorily corrected by arranging at least two sub lenses, for example, sub lenses L15 and L16.
  • all aberrations of the axes can be satisfactorily corrected by making at least one surface of any of the lenses L13 to L17 constituting the image lens group G6 an aspherical surface.
  • the above conditional expression (1) is satisfied, thereby enabling shortening of the overall length and high performance.
  • conditional expression (1) may define the focal length of the image lens group G6 and the focal length of the zoom lens at the wide-angle end. If the refractive power of the upper surface lens group is reduced beyond the upper limit of the above Conditional Expression (1), the convergence action in the upper surface lens group is weakened, so that the back focus becomes long, which may be disadvantageous in shortening the entire length of the zoom lens.
  • a zoom lens according to an exemplary embodiment may satisfy the following conditional expression (1) '.
  • the shift amount of the image lens group G6 when shifted is the largest, and the shift amount of the image lens group shifted from the wide-angle end to the telephoto end when shifted to dr W- T .
  • the focal length of the zoom lens at the wide-angle end is f w
  • the relationship of Conditional Expression (2) can be satisfied as follows.
  • the conditional expression (2) may define the amount of movement from the wide-angle end to the telephoto end and the focal length of the zoom lens at the wide-angle end when the image lens group G6 is shifted.
  • the cam shape for restricting the movement becomes large, and as a result, the overall length of the zoom lens can be long.
  • the zoom lenses according to the first and second embodiments may satisfy the following conditional expression (2) '.
  • the image lens group G6 includes a positive lens L13 having both surfaces convex, a positive lens L14 having both surfaces convex, and a negative lens L15 having both surfaces concave.
  • the bonded lens, the sub-lens L16 having the image surface side convex, and the positive lens L17 with the image surface side convex may be included.
  • the Abbe number of the positive lens L13 positioned on the object side at the most d line (587.56 nm) is represented by ⁇ r1
  • the focal length of the positive lens L13 is f r1.
  • the conditional expression (3) may define the Abbe number in the d line (587.56 nm) of the positive lens L13 positioned on the most object side in the image lens group G6. If a glass material having a small Abbe number is selected beyond the lower limit of the conditional expression (3), axial chromatic aberration correction at the telephoto end becomes difficult, and high optical performance is difficult to be secured.
  • the conditional expression (4) may define the focal length of the positive lens L13 positioned on the most object side and the focal length of the image lens group G6.
  • the zoom lenses according to the first and second embodiments may satisfy the following conditional expressions (3) 'and (4)'.
  • the refractive index at the d line (587.56 nm) of the positive lens positioned at the most image side of the image lens group G6 is N rp
  • the paraxial curvature radius of the object side of the positive lens positioned at the image image side is r rp1 .
  • the zoom lens can satisfy the following conditional expressions (5) and (6).
  • the lens positioned at the most image surface side of the image lens group G6 may be a positive lens L17 having an image surface side convex.
  • the conditional expression (5) may define the refractive index at the d line (587.56 nm) of the positive lens L17 located on the most image plane side. If the glass material having a low refractive index is selected beyond the lower limit of the above Conditional Expression (5), the convergence effect may be weakened, and it may be difficult to shorten the entire length of the zoom lens.
  • the conditional expression (6) may define the paraxial curvature radius of the object side of the positive lens L17 located on the image plane side and the paraxial curvature radius of the image surface side of the positive lens on the image plane side. If the curvature at the object-side surface of the positive lens becomes larger in the convex direction toward the image surface side beyond the upper limit of the above conditional expression (6), the convergence effect may be weakened and shortening of the entire length of the zoom lens may be difficult. Moreover, when the curvature in the image surface side surface of a positive lens exceeds an upper limit, the shape which becomes convex toward an image surface side cannot be maintained.
  • the curvature on the object-side surface of the positive lens becomes smaller than the lower limit of the conditional expression (6) above, the curvature on the image-side surface may be reversed.
  • ghost etc. which light rays reflected by the imaging surface, an optical filter, etc. of a solid-state image sensor re-incident to the imaging surface of a solid-state image sensor by surface reflection easily generate
  • the zoom lenses according to the first and second embodiments may satisfy the following conditional expressions (5) 'and (6)'.
  • the lens group disposed at the most object side among the plurality of lens groups configuring the subsequent group may be the third lens group G3.
  • the third lens group G3 may be located closer to the object side than the aperture SP.
  • the third lens group G3 may have negative refractive power as a whole.
  • the third lens group G3 may move in the optical axis O direction during focusing.
  • the second lens group having negative refractive power becomes the main zooming lens group.
  • the amount of change in the horizontal magnification can be increased when the lens is shifted from the wide-angle end to the telephoto end.
  • the negative refractive power is applied to the image surfaces of the second lens group G2 and the second lens group G2 in place of the second lens group contributing to the above-described change in the horizontal magnification.
  • It may have a configuration including a third lens group (G3) having.
  • Such a structure can correct
  • the lateral magnification fluctuation is mainly performed in the second lens group G2
  • the fluctuation in the lateral magnification at the time of shifting can be suppressed in the third lens group G3, which is the focus group, and the angle of view fluctuation at the time of focusing can be suppressed.
  • the second lens group G2 may have the greatest negative refractive power in the zoom lens.
  • the second lens group G2 may be fixed at the time of shifting from the wide-angle end to the telephoto end. By fixing the second lens group G2 having a large amount of change in the horizontal magnification at the time of variable displacement, stable optical performance can be ensured at the time of manufacture.
  • the second lens group G2 is not necessarily fixed, and is not limited to the above-described example.
  • the subsequent group includes a third lens group G3 having negative refractive power as a whole from the object side in turn, and a fourth lens group having a positive refractive power as a whole with the aperture SP. (G4), a fifth lens group G5 having a negative refractive power as a whole, and an image lens group G6 having a positive refractive power as a whole.
  • a problem in performing aberration correction is correction of the upper surface curvature, and it is necessary to correct the upper surface curvature from the wide angle end to the telephoto end within a certain range.
  • a large variation in the image curvature accompanying the gap may be between the fifth lens group G5 and the image lens group G6.
  • the fluctuation of the image surface curvature accompanying the fluctuation of the interval can also be large between the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5.
  • the fourth lens group G4, the fifth lens group G5, and the image lens group G6 are respectively optical axis O. By moving in the direction, the upper surface curvature can be corrected well.
  • the diaphragm SP is disposed between the third lens group G4 and the fourth lens group G4, so that the second lens group G2 and the third lens group G3 are separated.
  • the emitted light bundle can be appropriately controlled to control the light bundle incident on the fourth lens group G4. Accordingly, the lens diameter of the fourth lens group G4 can be miniaturized.
  • the third lens group G3 includes at least one secondary lens, the focal length of the third lens group is f 3 , and the zoom lens at the wide-angle end.
  • the focal length is f w
  • the conditional expression (7) can be satisfied as follows.
  • the third lens group G3 is a focus group, the third lens group G3 is moved in the optical axis O direction while reducing the weight of the third lens group G3 by constructing at least one sub-lens.
  • the drive device to be operated can be miniaturized.
  • the at least one negative lens described above may be, for example, a negative lens L7.
  • the conditional expression (7) may define the focal length of the third lens group G3 and the focal length of the zoom lens at the wide-angle end.
  • the refractive power of the third lens group G3 decreases beyond the lower limit of the conditional expression (7), the amount of movement of the third lens group G3 at the time of focusing increases, which may be disadvantageous in shortening the entire length.
  • the zoom lenses according to the first and second embodiments may satisfy the following conditional expression (7) '.
  • the third lens group G3 includes one sub lens L7 having a meniscus shape in which the third lens group G3 is convex toward the image surface side, and the optical axis of the third lens group G3 is included.
  • the thickness of the lens on a (O) to d3, and when a focal length of the zoom lens at the wide-angle end to f w, may satisfy the following conditional expression (8).
  • the third lens group G3 By composing the third lens group G3 with one sub lens L7 having a meniscus shape which is convex toward the image surface side, coma aberration and image surface curvature can be corrected well.
  • the conditional expression (8) may define the thickness of the third lens group G3 and the focal length of the zoom lens at the wide-angle end.
  • the thickness of the third lens group G3 becomes thick beyond the upper limit of the conditional expression (8), the weight of the third lens group G3 becomes heavy, and the third lens group G3 is moved in the optical axis O direction.
  • the driving device can be enlarged.
  • the thickness of the third lens group G3 is increased, it may be disadvantageous in shortening the entire length of the zoom lens.
  • the thickness of the third lens group G3 becomes thinner than the lower limit of the conditional expression (8), wheel fear or cracking may occur during the processing of the lens, which may increase the processing difficulty.
  • the zoom lenses according to the first and second embodiments may satisfy the following conditional expression (8) '.
  • the second lens group G3 includes at least one positive lens and at least one sub-lens and constitutes any one of the second lens groups G3. At least one surface of the lens may be aspherical.
  • the focal length of the second lens group G2 is f 2
  • the focal length of the third lens group G3 is f 3
  • the zoom lens at the wide-angle end is f w
  • the zoom lens can satisfy the following equations (9) and (10).
  • the second lens group G2 is a peripheral lens group, and an appropriate negative refractive power may be required to achieve both shortening and high performance of the overall length of the zoom lens.
  • the magnification chromatic aberration can be satisfactorily corrected by the second lens group G2 including at least one positive lens and at least one secondary lens.
  • the second lens group G2 may include a positive lens L6 and two sub lenses L4 and L5.
  • any lens constituting the second lens group G3 includes at least one aspherical surface, coma aberration at the wide-angle end can be corrected well.
  • an aspherical surface may be provided in the second sub-lens L5 of the three lenses L4 to L6 constituting the second lens group G3.
  • the conditional expression (9) may define the focal length of the second lens group G2 and the focal length of the zoom lens at the wide-angle end. If the negative refractive power of the second lens group G2 becomes smaller than the upper limit of the conditional expression (9), the variation of the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2 at the time of shifting is not increased. It can be difficult to get the desired variation unless you do it. In this case, the zoom lens can be enlarged.
  • the conditional expression (10) may define the focal length of the second lens group G2 and the focal length of the third lens group G3.
  • the sharing at the time of shifting the second lens group G2 and the third lens group G3 may become stronger at the third lens group G3.
  • the change in the horizontal magnification by the third lens group G3 may be increased, and thus the angle of view fluctuation may be increased during focusing.
  • the sharing at the time of shifting the second lens group G2 and the third lens group G3 may become stronger on the second lens group side.
  • the negative refractive power of the third lens group G3 decreases, the amount of movement during focusing increases, which may be disadvantageous in shortening the entire length of the zoom lens.
  • the zoom lenses according to the first and second embodiments may satisfy the following conditional expressions (9) 'and (10)'.
  • the first lens group G1 includes at least one positive lens and at least one secondary lens, and the focal length of the first lens group G1 is determined by f 1.
  • the focal length of the zoom lens at the telephoto end is f t , the following relation (11) can be satisfied.
  • the first lens group G1 is composed of at least one positive lens and at least one sub-lens, so that axial chromatic aberration and magnification chromatic aberration in the telephoto end can be corrected particularly well.
  • the first lens group G1 may include two positive lenses L2 and L3 and one sub lens L1.
  • positive refractive power is provided by disposing a meniscus-shaped negative lens L1 in which the object side is convex in order from the object side and a positive lens L3 of the meniscus shape in which the object side is convex. Dispersion can satisfactorily correct spherical aberration of the telephoto end.
  • the conditional expression (11) may define the focal length of the first lens group G1 and the focal length of the zoom lens at the telephoto end.
  • the refractive power of the first lens group G1 becomes smaller than the upper limit of the conditional expression (11)
  • the lens diameter of the first lens group G1 is inevitably increased, and it is difficult to miniaturize the zoom lens.
  • the zoom lenses according to the first and second embodiments may satisfy the following conditional expression (11) '.
  • the fifth lens group G5 includes at least one positive lens and at least one sub-lens, and the fifth lens group G5 is defined by the optical axis O.
  • the blur can be corrected by moving in the intersecting plane.
  • the zoom lens can satisfy the following conditional expression (12).
  • the zoom lens of the present embodiment blur caused by vibration such as hand shake can be optically corrected by moving the fifth lens group G5 in a plane intersecting with the optical axis O.
  • the fifth lens group G5 is constituted of at least one positive lens and at least one sub-lens, so that chromatic aberration at the time of blur correction can be corrected well.
  • the fifth lens group G5 may include a positive lens L12 and a negative lens L11. At least one surface of the sub-lens L11 may be aspheric. For this reason, coma aberration at the time of blur correction can be corrected favorably.
  • the conditional expression (12) may define the focal length of the fifth lens group G5 and the focal length of the zoom lens at the telephoto end.
  • the refractive power of the fifth lens group G5 decreases beyond the upper limit of the conditional expression (12)
  • the amount of movement of the fifth lens group G5 increases at the time of blur correction to increase the work required for driving, and thus the fifth lens group. It may be difficult to reduce the size of the drive device for moving (G5) in the optical axis (O) direction.
  • the zoom lenses according to the first and second embodiments may satisfy the following conditional expression (12) '.
  • any one of the fourth lens group G4 includes at least one positive lens and at least one sub-lens and constitutes the fourth lens group G4. At least one side of the lens may be an aspheric surface.
  • the fourth lens group G4 is composed of at least one positive lens and at least one negative lens, whereby positive refractive power can be dispersed to correct spherical aberration at the telephoto end.
  • the fourth lens group G4 may include two positive lenses L8 and L9 and a negative lens L10.
  • axial chromatic aberration can be satisfactorily corrected by using a combined lens in which the positive lens L9 and the sub-lens L10 are bonded to each other.
  • an aspherical surface may be provided in the positive lens L8 positioned at the most object side among the lenses L8 to L10 constituting the fourth lens group G4. As a result, spherical aberration at the telephoto end can be corrected well.
  • the conditional expression (13) may define the focal length of the fourth lens group G4 and the focal length of the zoom lens at the telephoto end.
  • the refractive power of the fourth lens group G4 decreases beyond the upper limit of the conditional expression (13)
  • the convergence action in the fourth lens group G4 is weakened, so that the axial image incident on the subsequent fifth lens group G5 is applied.
  • the bundle of rays becomes large.
  • the lens diameter of the fifth lens group G5 which is the blur correction group is increased, the weight may be increased.
  • the driving apparatus for moving and operating the fifth lens group G5 can be enlarged and the zoom lens can be enlarged.
  • the zoom lenses according to the first and second embodiments may satisfy the following conditional expression (13) '.
  • the zoom lens of the present embodiment that satisfies the above conditions, miniaturization and high performance are realized while maintaining good optical performance at the time of shifting, focusing, and blur correction. That is, according to the present embodiment, a zoom lens having a relatively large aperture with an F number of about 2.8 in the entire zoom region of about 3 times the zoom ratio is realized, and aberrations generated at the time of image variation and blur correction accompanying the shifting. By satisfactorily correcting, high optical performance can be obtained and the overall length of the zoom lens can be shortened, thereby miniaturizing or reducing the weight. In addition, by reducing the focus group, the actuator for operating the focus group can be downsized.
  • a lens group having a refractive power, a lens group of a conversion device, or the like may be disposed on the object side of the first lens group G1 as necessary.
  • FIG. 2 shows the configuration of a zoom lens according to the design data of the first numerical embodiment.
  • (W) shows a lens arrangement in a wide-angle end
  • (T) shows a lens arrangement in a middle end
  • (T) shows a lens arrangement in a telephoto end.
  • the zoom lens of the first numerical embodiment shown in FIG. 2 has the same lens configuration as that of the zoom lens shown in FIG. 1, and performs the same magnification and focusing and blur correction lens operation as that of the zoom lens shown in FIG. do. Therefore, in Fig. 2, the same reference numerals are given to the parts equivalent to the zoom lens shown in Fig. 1, and the movement trajectories of the respective lenses are indicated by the same arrows.
  • the design data of the zoom lens of the first numerical example is as shown in Tables 1 to 5 below.
  • the lens surface number “i (i represents a natural number) shown in Table 1 indicates that the lens surface increases in order as the object side surface of the lens positioned on the object side of the zoom lens is first, and toward the image side. Indicates a number.
  • r shown in Table 1 represents the curvature radius [mm] of the lens surface corresponding to each lens surface number.
  • the surface on which r has a value of ⁇ indicates that the surface is a plane.
  • d shown in Table 1 shows the distance [mm] on the optical axis O of the i-th lens surface and the (i + 1) th lens surface from the object side.
  • D i Denotes a case where the distance between the i th lens surface and the (i + 1) th lens surface is changed due to the variation.
  • d5, d11, d13, d19, d23, and d32 mean variable intervals.
  • nd shown in Table 1 represents the refractive index of each lens.
  • v d shown in Table 1 represents the Abbe number of each lens.
  • Table 2 shows “focal length” [mm] and “F number” and “half-angle” ([omega]] [°] and “image height” [mm] and “ “Lens full length” [mm] and "back focus (bF)” [mm] are described together.
  • the total lens length is a value obtained by adding the back focus bF to the distance from the object side surface of the lens positioned at the most object side to the image side surface of the lens positioned at the most image side.
  • the back focus bF is a value obtained by converting the distance from the image-side surface of the lens located at the most image side to the paraxial image surface in air.
  • d i represents the variable length from the i th lens surface to the i + 1 th lens surface as described above.
  • the distances for the wide end, middle end, and telephoto end are shown in Table 2, respectively.
  • Table 3 shows the page numbers (lens surface numbers indicated by * in Table 1) and the aspherical surface coefficients of lenses that become aspherical.
  • the aspherical surface can represent the displacement of the optical axis O direction at the position of the height H from the optical axis O by the following aspherical formula X on the basis of the vertex of the surface.
  • R represents a radius of curvature
  • K represents a conic constant
  • "a4, a6, a8, a10” represents aspherical coefficients.
  • the notation "e ⁇ m" (m represents an integer) in the numerical value of the aspherical coefficient means "x10 ⁇ m ".
  • Table 4 shows (1) “f r / f w ”, (2) “dr W -T / f w ”, (3) “ ⁇ r1 ”, (4) “f r1 / f r ”, (5) “ N rp ”, (6)“ (r rp1 + r rp2 ) / (r rp1- r rp2 ) ”, (7)“
  • Table 5 shows the amount of movement [mm] in the direction perpendicular to the optical axis O of the fifth lens group G5 at the time of blur correction at the wide-angle end, and the fifth lens group G5 at the time of blur correction at the telephoto end.
  • the amount of movement [mm] in the direction perpendicular to the optical axis O is shown.
  • FIG. 3 shows a longitudinal aberration diagram (spherical aberration diagram, astigmatism diagram, and distortion aberration diagram) in the zoom lens of the first embodiment configured as described above.
  • each kind of aberration degree shows spherical aberration degree [mm], astigmatism degree [mm], and distortion degree [%] in order from the left.
  • the vertical axis represents the F number (Fno)
  • the spherical aberration in the d line (wavelength 587.56 nm) is represented by a solid line
  • the spherical aberration in the g line (wavelength 435.835 nm) by a single-dot chain line.
  • the astigmatism diagram shows an image height y, and shows astigmatism with respect to the digital light rays ⁇ S (solid line) and the meridional light rays ⁇ M (dashed line) at each wavelength.
  • the vertical axis represents the height y
  • the distortion aberration (distortion) at the d line is represented by a solid line.
  • 4A and 4B show lateral aberration diagrams at infinity focusing positions before (normally) and after eccentricity (when blur correction) of the zoom lens of the first numerical example.
  • 4A shows the lateral aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens of Example 1.
  • FIG. 4B shows the lateral aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens of the first numerical embodiment.
  • (a) is a lateral aberration diagram before an eccentricity at an upper elevation 10 mm position (approximately 70% of the maximum elevation), and (b) is before an eccentricity at an elevation 0 mm position (optical axis O center position).
  • (e) shows the horizontal aberration diagram after the eccentricity of the height 0mm position (optical axis O center position)
  • the horizontal axis represents the distance from the chief ray on the diaphragm position
  • the solid line represents the d-line
  • the broken line represents the g-line characteristics.
  • the zoom lens of the first numerical embodiment satisfies the above conditions, as shown in Tables 1-5.
  • the zoom lens of the first numerical example 1 As shown in FIGS. 3, 4A, and 4B, it can be seen that each aberration is well corrected.
  • the amount of image eccentricity when the zoom lens is tilted by 0.3 ° is obtained when the lens L6 is moved in parallel to the direction perpendicular to the optical axis O. Equivalent to phase eccentricity. It is understood from the respective lateral aberration diagrams that the symmetry of the lateral aberrations at the optical axis O center position is good. In addition, when the lateral aberration degree at the upper 10mm position and the lateral aberration degree at the -10mm position are compared before and after the eccentricity, it can be seen that both the curvature is small and the inclination of the aberration curve is about the same. As a result, it can be seen that the eccentric coma aberration and the curvature of the upper surface due to the eccentricity are suppressed small, and sufficient imaging performance is obtained even in the blur correction state.
  • the zoom lens of the second numerical example shown in FIG. 5 has a meniscus-shaped positive lens L26 having an object side convex, and a double-sided lens.
  • the convex positive lens L27 is disposed and has the same lens configuration as the zoom lens shown in FIG. 1 except for having a bonded lens in which the negative lens L5 and the positive lens L26 are bonded.
  • the zoom lens of the second numerical embodiment performs the lens operation of the shifting and focusing and blur correction as the zoom lens shown in FIG. Therefore, in FIG. 5, the same reference numerals are given to the same parts as the zoom lens shown in FIG. 1, and the movement trajectories of the respective lenses are indicated by the same arrows.
  • Design data of the zoom lens of the second numerical example is as shown in Tables 6 to 10 below.
  • the notation method of Table 6-10 it is the same as the case of Table 1-5.
  • Fig. 6 shows a longitudinal aberration diagram (spherical aberration diagram, astigmatism diagram, and distortion aberration diagram) in the zoom lens of the second numerical example configured as described above.
  • 7A and 7B show lateral aberration diagrams at the wide-angle end and telephoto end of the zoom lens of the second numerical example. 6, 7A, and 7B are the same as those shown in Figs. 3, 4A, and 4B.
  • the zoom lens of the second numerical example satisfies the above conditions, as shown in Tables 6-10. And it is understood that each aberration is well corrected as shown in Figs. 6, 7A, and 7B for the zoom lens of the second numerical example.
  • FIG. 8 The configuration of the zoom lens according to the design data of the third numerical example is shown in FIG.
  • the zoom lens of the third numerical embodiment shown in FIG. 8 has the same lens configuration as that of the zoom lens shown in FIG. 1, and performs the lens operation of the same magnification and focusing and blur correction as the zoom lens shown in FIG. To perform. Therefore, in FIG. 8, the same reference numerals are given to the same parts as the zoom lens shown in FIG. 1, and the movement trajectories of the respective lenses are indicated by the same arrows.
  • the design data of the zoom lens shown in the third numerical example is as shown in Tables 11 to 15 below.
  • Table 11-Table 15 it is the same as the case of Table 1-Table 5.
  • FIG. 9 shows a longitudinal aberration diagram (spherical aberration diagram, astigmatism diagram, and distortion aberration diagram) in the zoom lens of the third numerical example configured as described above.
  • 10A and 10B show lateral aberration diagrams at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of the third numerical example.
  • FIG. 9 shows a longitudinal aberration diagram (spherical aberration diagram, astigmatism diagram, and distortion aberration diagram) in the zoom lens of the third numerical example configured as described above.
  • 10A and 10B show lateral aberration diagrams at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of the third numerical example.
  • FIG. 9 shows a longitudinal aberration diagram (spherical aberration diagram, astigmatism diagram, and distortion aberration diagram) in the zoom lens of the third numerical example configured as described above.
  • 10A and 10B show lateral aberration diagrams at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of the third numerical example.
  • FIG. 9 shows
  • the zoom lens of the third numerical example satisfies the above condition.
  • the zoom lens of this third numerical example as shown in Figs. 9, 10A, and 10B, it can be seen that each aberration is well corrected.
  • FIG. 11 The configuration of the zoom lens according to the design data of the fourth numerical example is shown in FIG.
  • the zoom lens of the fourth numerical embodiment shown in FIG. 11 has the same lens configuration as that of the zoom lens shown in FIG. 1, and performs the same magnification and focusing and blur correction lens operation as that of the zoom lens shown in FIG. To perform. Therefore, in FIG. 11, the same reference numerals are given to the same parts as the zoom lens shown in FIG. 1, and the movement trajectories of the respective lenses are indicated by the same arrows.
  • Design data of the zoom lens shown in the fourth numerical example is as shown in Tables 16 to 20 below.
  • the notation method of Table 16-20 it is the same as the case of Table 1-5.
  • Fig. 12 shows a longitudinal aberration diagram (spherical aberration diagram, astigmatism diagram, and distortion aberration diagram) in the zoom lens of the fourth numerical example configured as described above.
  • 13A and 13B show lateral aberration diagrams at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of the fourth numerical example.
  • the notation method of FIG. 12, FIG. 13A, and FIG. 13B is the same as that shown in FIG. 3, FIG. 4A, and FIG. 4B.
  • the zoom lens of the fourth numerical example satisfies the above conditions, as shown in Tables 16 to 20.
  • the zoom lens of this fourth numerical example as shown in Figs. 12, 13A, and 13B, it can be seen that each aberration is well corrected.
  • FIG. 14 The configuration of the zoom lens according to the design data of the fifth numerical example is shown in FIG.
  • the zoom lens of the fifth numerical embodiment shown in FIG. 14 has the same lens configuration as that of the zoom lens shown in FIG. 1, and performs the same magnification and focusing and blur correction lens operation as that of the zoom lens shown in FIG. To perform. Therefore, in FIG. 14, the same reference numerals are given to the same parts as the zoom lens shown in FIG. 1, and the movement trajectories of the respective lenses are indicated by the same arrows.
  • the design data of the zoom lens shown in the fifth numerical example is as shown in Tables 21 to 25 below.
  • Tables 21 to 25 below.
  • the notation method of Table 21-Table 25 it is the same as the case of Table 1-Table 5.
  • Fig. 15 shows a longitudinal aberration diagram (spherical aberration diagram, astigmatism diagram, and distortion aberration diagram) in the zoom lens of the fifth numerical example configured as described above.
  • 16A and 16B show lateral aberration diagrams at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of the fifth numerical example.
  • the notation method of FIG. 15, FIG. 16A, and FIG. 16B is the same as the case shown to FIG. 3, FIG. 4A and FIG. 4B.
  • the zoom lens of the fifth numerical example satisfies the above condition.
  • the zoom lens of the fifth numerical example as shown in Figs. 15, 16A, and 16B, it can be seen that each aberration is well corrected.
  • the configuration of the zoom lens according to the design data of the sixth numerical example is shown in Fig. 4B.
  • the zoom lens of the sixth numerical example shown in FIG. 4B has the same lens configuration as that of the zoom lens shown in FIG. 1, and performs the same magnification, focusing, and blur correction lens operation as that of the zoom lens shown in FIG. To perform. Therefore, in FIG. 4B, the same reference numerals are given to the same parts as the zoom lens shown in FIG. 1, and the movement trajectories of the respective lenses are indicated by the same arrows.
  • Design data of the zoom lens shown in the sixth numerical example is as shown in Tables 26 to 30 below.
  • the notation method of Table 26-Table 30 it is the same as the case of Table 1-Table 5.
  • Fig. 18 shows a longitudinal aberration diagram (spherical aberration diagram, astigmatism diagram, and distortion aberration diagram) in the zoom lens of the sixth numerical example configured as described above.
  • 19A and 19B show lateral aberration diagrams at the wide-angle end and telephoto end of the zoom lens of the sixth numerical example.
  • the notation method of FIGS. 18, 19A, and 19B is the same as the case shown in FIGS. 3, 4A, and 4B.
  • the zoom lens of the sixth numerical example satisfies the above conditions, as shown in Tables 26 to 30.
  • the zoom lens of this sixth numerical example as shown in Figs. 18 and 19A and 19B, it can be seen that each aberration is well corrected.
  • FIG. 20 shows the configuration of a zoom lens according to the design data of the seventh numerical example.
  • the zoom lens of the seventh numerical example shown in FIG. 20 has the same lens configuration as that of the zoom lens shown in FIG. To perform. Therefore, in FIG. 20, the same reference numerals are given to the same parts as the zoom lens shown in FIG. 1, and the movement trajectories of the respective lenses are indicated by the same arrows.
  • the design data of the zoom lens shown in the seventh numerical example is as shown in Tables 31 to 35 below.
  • the notation method of Table 31-35 it is the same as the case of Table 1-Table 5.
  • Fig. 21 shows a longitudinal aberration diagram (spherical aberration diagram, astigmatism diagram, and distortion aberration diagram) in the zoom lens of the seventh numerical example configured as described above.
  • 22A and 22B show lateral aberration diagrams at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of the seventh numerical example.
  • the notation method of FIG. 21, FIG. 22A, and FIG. 22B is the same as the case shown to FIG. 3, FIG. 4A and FIG. 4B.
  • the zoom lens of the seventh numerical example satisfies the above condition.
  • the zoom lens of this seventh numerical example as shown in Figs. 21 and 22A and 22B, it can be seen that each aberration is well corrected.
  • the zoom lens system 100 may include the zoom lens described above according to the embodiment.
  • the photographing apparatus includes an imaging element 112 for receiving light formed by the telephoto lens system 100.
  • the photographing apparatus may include a recording unit 113 in which information corresponding to the photoelectric conversion from the imaging element 112 is recorded, and a view finder 114 for observing the subject image.
  • the display unit 115 displaying the subject image may be provided.
  • the view finder 114 and the display unit 115 are provided separately, but only the display unit may be provided without the view finder.
  • the photographing apparatus illustrated in FIG. 23 is only an example and is not limited thereto.
  • the photographing apparatus may be applied to various optical apparatuses other than a camera. As described above, by applying the zoom lens system according to the exemplary embodiment of the present invention to a photographing apparatus such as a digital camera, an optical device having a small volume can be realized.

Abstract

광각단으로부터 망원단까지 양호한 광학 성능을 얻을 수 있으며, 또한 소형화가 가능 한 줌 렌즈를 개시한다. 물체측으로부터 차례로 정의 제1 렌즈군과, 부의 제2 렌즈군과, 복수의 렌즈군을 포함하며 정의 굴절력을 갖는 후속군을 구비하는 줌 렌즈로서, 가장 상면측에 배치된 상면렌즈군이 변배 작용을 갖게 함으로써 전체 줌 렌즈 길이의 단축화를 꾀할 수 있다.

Description

줌 렌즈 및 촬상 장치
본 개시는 줌 렌즈 및 촬상 장치에 관한 것이다.
줌 렌즈는 가장 물체 측에 위치하는 렌즈군이 정의 굴절력을 가지는 포지티브 리드 타입 줌 렌즈와 부의 굴절력을 가지는 네거티브 리드 타입 줌 렌즈로 나뉠 수 있다.
포지티브 리드 타입 줌 렌즈는 네거티브 리드 타입 줌 렌즈에 비해, 전체 길이가 짧고, 렌즈 직경의 소형화, 및 고배율화에 유리하다. 이러한 포지티브 리드 타입 줌 렌즈에서는 광각단으로부터 망원단까지 높은 광학 성능을 가지기 위해 복수의 렌즈군으로 구성되는 이른바 다군 구성의 줌 렌즈가 제안되고 있다. 그 중에서도, 물체측으로부터 차례로 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과, 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과, 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 후속군으로 구성된 다군 구성의 줌 렌즈가 많이 사용되고 있다. 이러한 줌 렌즈에서 높은 광학 성능을 확보하기 위해, 가장 상면측에 가동 렌즈군이 배치되는 구성이 제안되고 있다.
본 개시는 전체 길이를 단축하고 광학 성능을 개선할 수 있는 줌 렌즈를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈는, 물체측으로부터 차례로 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과, 조리개 및 복수의 렌즈군을 포함하며 정의 굴절력을 갖는 후속군을 포함하고,
상기 후속군에 포함된 복수의 렌즈군 중 가장 상면측에 배치된 상면렌즈군은 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 광축 방향으로 이동하고, 적어도 2장의 정 렌즈와 적어도 2장의 부 렌즈를 포함하며 상기 줌렌즈는 다음의 식 1을 만족한다.
1.0＜fr/fw＜2.4 <식 1>
여기서 fr은 상기 상면렌즈군의 초점 거리이며, fw은 상기 줌 렌즈의 광각단에서의 초점거리이다.
본 개시에 의한 줌 렌즈는, 광각단으로부터 망원단까지 양호한 광학 성능을 얻을 수 있고, 가장 상면측에 위치한 렌즈군이 변배 작용을 가지게 함으로써 전체 줌 렌즈의 길이를 단축할 수 있다. 또한, 렌즈군을 구성하는 렌즈의 형태에 따라 줌 렌즈의 수차 보정 및 고스트의 억제가 가능하다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈의 구성도이다.
도 2는 제 1 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 렌즈 배치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 제 1 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도이다.
도 4a는 제 1 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단에서의 횡수차도이다.
도 4b는 제 1 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 망원단에서의 횡수차도이다.
도 5는 제 2 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 렌즈 배치를 나타내는 구성도이다.
도 6은 제 2 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도이다.
도 7a는 제 2 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단에서의 횡수차도이다.
도 7b는 제 2 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 망원단에서의 횡수차도이다.
도 8은 제 3 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 렌즈 배치를 나타내는 구성도이다.
도 9는 제 3 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도이다.
도 10a는 제 3 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단에서의 횡수차도이다.
도 10b는 제 3 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 망원단에서의 횡수차도이다.
도 11은 제 4 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 렌즈 배치를 나타내는 구성도이다.
도 12는 제 4 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도이다.
도 13a는 제 4 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단에서의 횡수차도이다.
도 13b는 제 4 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 망원단에서의 횡수차도이다.
도 14는 제 5 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 렌즈 배치를 나타내는 구성도이다.
도 15는 제 5 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도이다.
도 16a는 제 5 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단에서의 횡수차도이다.
도 16b는 제 5 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 망원단에서의 횡수차도이다.
도 4b은 제 6 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 렌즈 배치를 나타내는 구성도이다.
도 18은 제 6 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도이다.
도 19a는 제 6 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단에서의 횡수차도이다.
도 19b는 제 6 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 망원단에서의 횡수차도이다.
도 20은 제 7 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 렌즈 배치를 나타내는 구성도이다.
도 21은 제 7 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단(W), 중간단(M), 망원단(T)에서의 구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도이다.
도 22a는 제 7 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단에서의 횡수차도이다.
도 22b는 제 7 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 망원단에서의 횡수차도이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계를 구비한 촬영 장치를 도시한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈는, 물체측으로부터 차례로 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과, 조리개 및 복수의 렌즈군을 포함하며 정의 굴절력을 갖는 후속군을 포함하고,
상기 후속군에 포함된 복수의 렌즈군 중 가장 상면측에 배치된 상면렌즈군은 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 광축 방향으로 이동하고, 적어도 2장의 정 렌즈와 적어도 2장의 부 렌즈를 포함하며 상기 줌렌즈는 다음의 식 1을 만족한다.
1.0＜fr/fw＜2.4 <식 1>
여기서 fr은 상기 상면렌즈군의 초점 거리이며, fw은 상기 줌 렌즈의 광각단에서의 초점거리이다.
상기 상면렌즈군은, 물체측으로부터 차례로 배치되는 양면이 볼록한 제1 정 렌즈, 양면이 볼록한 제2 정 렌즈, 양면이 오목한 부 렌즈, 상면 측이 볼록한 부 렌즈, 상면 측이 볼록한 정 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 상면렌즈군은, 상기 상면렌즈군을 구성하는 어느 하나의 렌즈가 적어도 1면의 비구면을 포함할 수 있다.
상기 제2 정 렌즈와 상기 양면이 오목한 부 렌즈가 접합하여 접합 렌즈를 구성할 수 있다.
상기 상면렌즈군이 변배시에 광각단으로부터 망원단으로 이동하는 이동량을 drW－T로 하고, 광각단에서의 상기 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때, 다음의 식 2를 만족한다.
0.6＜drW －T/fw＜1.5 <식2>
상기 제1 정 렌즈의 d선(587.56nm)에서의 아베수를 νr1으로 하고, 상기 제1 정 렌즈의 초점 거리를 fr1으로 하며, 상기 상면렌즈군의 초점 거리를 fr로 하였을 때, 다음의 식3과 식4를 만족한다.
60＜νr1 <식3>
0.4＜fr1/fr＜1.4 <식4>
상기 상면렌즈군에 있어서, 상기 가장 상면측에 위치하는 렌즈는 상면측이 볼록한 정 렌즈이고, 상기 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈의 d선(587.56nm)에서의 굴절률을 Nrp로 하고, 상기 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈의 물체측의 근축 곡률 반경을 rrp1로 하고, 상기 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈의 상면측의 근축 곡률 반경을 rrp2로 하였을 때, 다음의 식5와 식6을 만족한다.
1.8＜Nrp, <식5>
0.0＜(rrp1＋rrp2)/(rrp1－rrp2)＜5.0 <식6>
상기 후속군을 구성하는 복수의 렌즈군 중 가장 물체측에 배치된 렌즈군은 상기 조리개 보다 물체측에 위치하고, 부의 굴절력을 가지며, 포커싱시에 광축 방향으로 이동할 수 있다.
상기 제2 렌즈군은 상기 줌 렌즈에서 가장 큰 부의 굴절력을 가지고, 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 고정될 수 있다.
상기 후속군은 물체측으로부터 차례로 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 상기 상면렌즈군을 포함할 수 있다.
상기 제3 렌즈군의 초점 거리를 f3으로 하고, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때, 다음의 식7을 만족한다.
2.0＜｜f3/fw｜＜4.0 <식7>
상기 제3 렌즈군은 상면측이 볼록한 메니스커스 형상의 하나의 부 렌즈를 포함하고,
상기 제3 렌즈군의 광축 상에서의 렌즈의 두께를 d3로 하고, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때, 다음의 식8을 만족한다.
0.02＜d3/fw＜0.07 <식8>
상기 제2 렌즈군에 포함된 어느 하나의 렌즈의 적어도 1면이 비구면이 되고,
상기 제2 렌즈군의 초점 거리를 f2로 하고, 상기 제3 렌즈군의 초점 거리를 f3으로 하며, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때, 다음의 식9, 식10을 만족한다.
1.2＜｜f2/fw｜＜2.4, <식9>
0.5＜f2/f3＜1.2 <식10>
상기 제1 렌즈군은 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈를 포함하고,
상기 제1 렌즈군의 초점 거리를 f1로 하고, 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 ft로 하였을 때, 다음의 식11을 만족한다.
1.0＜f1/ft＜4.0 <식11>
상기 제5 렌즈군은 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈를 포함하고,
상기 제5 렌즈군을 광축과 교차하는 면 내에서 이동시킴으로써 블러를 보정하고,
상기 제5 렌즈군의 초점 거리를 f5로 하고, 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 ft로 하였을 때, 다음의 식12를 만족한다.
0.2＜｜f5/ft｜＜2.0 <식12>
상기 제4 렌즈군은 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈를 포함하고,
상기 제4 렌즈군을 구성하는 어느 하나의 렌즈의 적어도 1면이 비구면이 되고,
상기 제4 렌즈군의 초점 거리를 f4로 하고, 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 ft로 하였을 때, 다음의 식 13을 만족한다.
0.2＜f4/ft＜0.6 <식13>
본 발명의 다른 실시예에 따른 줌 렌즈는, 물체측으로부터 차례로 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과, 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과, 조리개 및 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 복수의 렌즈군을 포함한 후속군을 구비하고, 각 렌즈군의 공기 간격을 변화시킴으로써 변배를 수행하며,
상기 후속군을 구성하는 복수의 렌즈군 중 가장 상면측에 배치된 상면렌즈군은 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 광축 방향으로 이동하고, 또한 양면이 볼록한 2개의 정 렌즈와, 양면이 오목한 부 렌즈와, 상면측이 볼록한 부 렌즈와, 상면측이 볼록한 정 렌즈를 가지며,
상기 가장 상면측에 배치된 렌즈군을 구성하는 어느 하나의 렌즈의 적어도 1면이 비구면으로 되어 있다.
상기 줌렌즈는 다음의 식14를 만족한다.
1.0＜fr/fw＜2.4 <식14>
여기서 fr은 상기 상면렌즈군의 초점 거리이며, fw은 상기 줌 렌즈의 광각단에서의 초점거리이다.
상기 후속군은 물체측으로부터 차례로 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 상기 상면렌즈군을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치는 상기 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈에 의해 결상된 상을 촬상하는 고체 촬상 소자를 포함한다.
이하, 도면을 참조하면서 줌 렌즈 및 촬상 장치에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 또한 이하의 설명에서 예시되는 렌즈 데이터 등은 일 예에 불과하며 그 내용에 한정되지 않고, 요지를 변경하지 않는 범위에서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에서, “상면(image plane)”이라고 기재된 표현은 렌즈 군을 지나 상이 맺히는 면을 나타내는 것으로, “상면측(image plane side)”은 이미지 센서와 광학 블록 등이 위치하는 방향을 나타낼 수 있다. 줌 렌즈를 기준으로 “물체측(object side)”과 “상면측”은 서로 반대 방향을 의미할 수 있다. 가령 “가장 상면측에 위치한 렌즈군”이라는 표현은 줌 렌즈를 구성하는 복수의 렌즈군에 있어서 이미지 센서처럼 상이 맺히는 면에 가장 가까운 렌즈군을 의미할 수 있다. 또한, 가령 “가장 물체측에 위치한 렌즈군”이라는 표현은 줌 렌즈군을 구성하는 복수의 렌즈군에 있어서 물체 방향에 위치한 첫 번째 위치의 렌즈군을 의미할 수 있다. 따라서, 줌 렌즈 군을 구성하는 복수의 렌즈군에 있어서, 빛이 들어오는 방향을 전면, 빛이 빠져나가는 방향을 후면이라고 생각할 때, 물체측은 전면에 해당하며, 상면측은 후면에 해당할 수 있다. 또한, 렌즈의 두 면 중 물체측에 있는 면을 물체측 면이라고 하고, 상면측에 있는 면을 상측 면이라고 할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈의 구성도일 수 있다. 본 실시 형태의 줌 렌즈는 도 1에 도시한 바와 같이, 예컨대, 교환 렌즈 시스템 카메라나, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 감시 카메라 등의 촬상 장치의 촬상 광학계로 사용될 수 있다.
도 1에 도시한 줌 렌즈는 물체측으로부터 차례로 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군(G1), 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군(G2), 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군(G3), 조리개(SP), 및 적어도 하나 또는 복수의 렌즈군을 포함하고, 또한 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 후속군(RG)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 후속군(RG)이 물체측으로부터 차례로 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군(G3), 조리개(SP), 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군(G4), 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군(G5), 및 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 상면렌즈군(G6)을 포함할 수 있다. 즉, 본 실시 형태의 줌 렌즈는 정·부·부·정·부·정의 각 렌즈군(G1~G6)으로 이루어진 6군 줌 렌즈를 포함하고 있다. 상면렌즈군(G6)은 후속군(RG)의 가장 상면 측에 위치하는 렌즈군을 의미할 수 있다.
제1 렌즈군(G1)은 예를 들어, 물체측으로부터 차례로 물체측이 볼록한 메니스커스 형상의 부 렌즈(L1), 양면이 볼록한 정 렌즈(L2), 및 물체측이 볼록한 메니스커스 형상의 정 렌즈(L3)를 포함할 수 있다.
제2 렌즈군(G2)은 물체측으로부터 차례로 물체측이 볼록한 메니스커스 형상의 부 렌즈(L4), 양면이 오목한 부 렌즈(L5), 및 양면이 볼록한 정 렌즈(L6)를 포함할 수 있다.
제3 렌즈군(G3)은 상면측이 볼록한 메니스커스 형상의 부 렌즈(L7)를 포함할 수 있다.
제4 렌즈군(G4)은 물체측으로부터 차례로 양면이 볼록한 정 렌즈(L8), 양면이 볼록한 정 렌즈(L9), 및 상면측이 볼록한 메니스커스 형상의 부 렌즈(L10)를 포함할 수 있다. 정 렌즈(L9)와 부 렌즈(L10)가 접합된 접합 렌즈를 포함할 수 있다.
제5 렌즈군(G5)은 물체측으로부터 차례로 양면이 오목한 부 렌즈(L11), 및 물체측이 볼록한 메니스커스 형상의 정 렌즈(L12)를 포함할 수 있다.
상면렌즈군(G6)은 물체측으로부터 차례로 양면이 볼록한 정 렌즈(L13), 양면이 볼록한 정 렌즈(L14), 양면이 오목한 부 렌즈(L15), 상면측이 볼록한 메니스커스 형상의 부 렌즈(L16), 및 양면이 볼록한 정 렌즈(L17)를 가지며, 또한 정 렌즈(L14)와 부 렌즈(L15)가 접합된 접합 렌즈를 포함할 수 있다.
조리개(SP)는 물체측으로부터 상면(IP)에 입사되는 광속의 직경(또는 광량)을 제한할 수 있다. 상면렌즈군(G6)의 정렌즈(L17)와 상면(IP) 사이에는 광학 블록(G)이 배치될 수 있다. 광학 블록(G)은, 예컨대 광학 필터, 페이스 플레이트, 수정 로우 패스 필터, 적외선 차단 필터 등을 포함할 수 있다.
본 실시예의 줌 렌즈와 고체 촬상 소자를 구비하는 촬상 장치에서는 상면(IP)이 고체 촬상 소자의 촬상면에 해당할 수 있다. 고체 촬상 소자로는, 예컨대 CCD(charge coupled device)나 CMOS(complementary Metal-Oxide Semiconductor device) 센서 등의 광전 변환 소자를 이용할 수 있다.
촬상 장치에서는 본 실시 형태의 줌 렌즈의 물체측으로부터 입사한 광이 최종적으로 상기 고체 촬상 소자의 촬상면에 결상된다. 그리고, 이 고체 촬상 소자가 수광한 광을 광전 변환하여 전기 신호로서 출력하고, 피사체의 상에 대응된 디지털 화상을 생성할 수 있다. 디지털 화상은, 예컨대 Hdd(Hard disk drive)나 메모리 카드, 광디스크, 자기 테이프 등의 기록 매체에 기록할 수 있다. 또한 촬상 장치가 은염 필름 카메라일 때는 상면(IP)이 필름면에 해당할 수 있다.
본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에, 각 렌즈군(G1~G6) 사이에서 공기 간격을 변화시킨다. 즉, 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2) 사이의 공기 간격과, 제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3) 사이의 공기 간격과, 제3 렌즈군(G3)과 제4 렌즈군(G4) 사이의 공기 간격과, 제4 렌즈군(G4)과 제5 렌즈군(G5) 사이의 공기 간격과, 제5 렌즈군과 상면렌즈군(G6) 사이의 공기 간격이 모두 변화하도록, 제2 렌즈군(G2) 이외의 렌즈군(G1, G3~G6)을 각각 광축(O) 방향으로 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 제1 렌즈군(G1)은, 도 1에서 화살표 a로 표시한, 상면측으로부터 물체측으로 이동할 수 있다. 제2 렌즈군(G2)은 고정일 수 있다. 제3 렌즈군(G3)은 도 1에서 화살표 b1, b2로 표시한 바와 같이, 상면측으로부터 물체측으로 이동할 수 있다. 제4 렌즈군(G4)은 도 1에서 화살표 c로 표시한 바와 같이, 상면측으로부터 물체측으로 이동할 수 있다. 제5 렌즈군(G5)은 도 1에서 화살표 d로 표시한 바와 같이, 상면측으로부터 물체측으로 이동할 수 있다. 상면렌즈군(G6)은 도 1에서 화살표 e로 표시한 바와 같이, 상면측으로부터 물체측으로 이동할 수 있다. 또한, 조리개(SP)는 변배 시에 제4 렌즈군(G4)과 일체로 이동할 수 있다.
본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 무한원 물체로부터 근거리 물체로의 포커싱을 수행할 때, 제3 렌즈군(G3)이 상면측으로부터 물체측으로 이동할 수 있다. 또한 도 1 중에 파선으로 표시한 화살표 b1과 실선으로 표시한 화살표 b2는 각각 무한원 물체와 근거리 물체에 포커싱되어 있을 때의 광각단으로부터 망원단으로의 변배에 수반되는 상면 변동을 보정하기 위한 이동 궤적을 나타낸다.
본 실시 형태의 줌 렌즈에서는, 도 1에서 화살표 f로 표시한 바와 같이, 제5 렌즈군(G5)이 광축(O)과 교차하도록 이동될 수 있다. 예를 들어, 제5 렌즈군(G5)은 광축(O)과의 직교로 이동될 수 있다. 제5 렌즈군(G5)의 이동에 따라 상면(IP)에 결상되는 상이 광축(O)에 수직 방향으로 시프트되고, 손 떨림 등의 진동에 기인한 블러(blur)를 광학적으로 보정할 수 있다.
또한, 블러 보정시에 렌즈를 광축(O)과 직교하는 방향으로 이동시키는 경우, 상면(IP)에 결상되는 상을 광축(O)에 수직 방향으로 시프트시키기에 충분한 이동량을 확보할 수 있다면, 시프트 방향이 광축(O)과 직교하는 방향으로부터 어긋나 있다 하더라도, 블러 보정을 수행할 수 있다.
(제 1 실시 형태)
제1 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 후속군을 구성하는 복수의 렌즈군 중 가장 상면측에 배치된 상면렌즈군(G6)이 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 광축(O) 방향으로 이동하고, 또한 변배시에 이동량이 가장 큰 렌즈군을 구성하고 있다.
또한, 상면렌즈군(G6)은 양면이 볼록한 2개의 정 렌즈(L13, L14)와, 양면이 오목한 부 렌즈(L15)와, 상면측이 볼록한 부 렌즈(L16)와, 상면측이 볼록한 정 렌즈(L17)를 가지며, 그 어느 하나의 렌즈(L13~L17)의 적어도 1면이 비구면으로 되어 있다. 예를 들어, 본 실시 형태에서는 부 렌즈(L16)의 양면이 비구면 일 수 있다.
제1 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는, 조리개(SP) 보다 상면측에 배치된 렌즈군(G4~G6) 중 변배시의 이동량이 가장 큰 상면렌즈군(G6)이 변배 작용을 하여 줌 렌즈의 길이를 단축시킬 수 있다. 이러한 줌 렌즈는 줌 비율이 3 정도, 조리개값은 f2.8 정도의 비교적 큰 구경을 가질 수 있다. 상면렌즈군(G6)은 정의 굴절력이 비교적 큰 복수의 정 렌즈, 예를 들어 정 렌즈(L13, L14, L17)를 배치함으로써, 정의 굴절력을 분산시키고, 모든 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
또한, 상면렌즈군(G6)을 구성하는 렌즈(L13~L17) 중 물체측에 배치한 2개의 정 렌즈(L13, L14)에 아베수가 큰 글래스재를 이용함으로써, 특히 망원단의 축상 색수차를 양호하게 보정할 수 있다. 예를 들어 물체측에 배치한 2개의 정 렌즈(L13, L14)에는 아베수가 70 이상인 글래스재를 이용할 수 있다.
또한, 2개의 정 렌즈(L13, L14)의 상면측에, 양면이 오목한 부 렌즈(L15)와, 상면측이 볼록한 부 렌즈(L16)를 인접 배치함으로써, 축상 색수차를 양호하게 보정하고, 또한 발산 효과를 이용하여 렌즈 직경의 소형화를 유지하면서, 화면 주변부에도 높은 결상 성능을 확보할 수 있다.
또한, 상면렌즈군(G6)을 구성하는 렌즈(L13~L17) 중 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈(L17)의 상면측을 볼록면으로 함으로써, 고체 촬상 소자의 촬상면이나 광학 필터 등에서 반사한 광선이 면반사에 의해 고체 촬상 소자의 촬상면에 재입사되는 고스트 등을 억제할 수 있다. 또한 가장 상면측에 정렌즈(L17)를 배치함으로써, 수렴 효과에 의해 상면(IP)으로의 입사 각도를 억제하고, 줌 렌즈의 전체 길이의 단축화를 도모할 수 있다.
또한 상면렌즈군(G6)에서는 상면측이 볼록한 메니스커스 형상의 부 렌즈(L16)에 비구면이 구비될 수 있다. 이에 따라, 축 외 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
(제 2 실시 형태)
제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 후속군을 구성하는 복수의 렌즈군(본 실시 형태에서는 제3~상면렌즈군(G3~G6) 중 가장 상면측에 배치된 상면렌즈군(G6)이 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 광축(O) 방향으로 이동할 수 있다. 또한 상면렌즈군(G6)는 적어도 2개의 정 렌즈와 적어도 2개의 부 렌즈를 가지고 있다. 예를 들어, 상면렌즈군(G6)은 정 렌즈(L13, L14, L17) 와 부 렌즈(L15, L16)를 포함할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 상면렌즈군(G6)을 구성하는 어느 하나의 렌즈(L13~L17) 중 적어도 1면이 비구면으로 될 수 있다. 예를 들어, 부 렌즈(L16)의 양면이 비구면 일 수 있다.
또한 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 상면렌즈군(G6)의 초점 거리를 fr로 하고, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때, 하기와 같이 조건식 (1)의 관계를 만족할 수 있다.
1.0＜fr/fw＜2.4　…(1)
제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는, 조리개(SP) 보다 상면측에 배치된 렌즈군(G4~G6) 중 변배시의 이동량이 가장 큰 상면렌즈군(G6)이 변배 작용을 갖게 하여 줌 렌즈의 길이를 단축시킬 수 있다. 이러한 줌 렌즈는 줌 비율이 3 정도, 조리개값은 f2.8 정도의 비교적 큰 구경을 가질 수 있다. 상면렌즈군(G6)은 정의 굴절력이 비교적 큰 적어도 2개의 정 렌즈, 예를 들어 정 렌즈(L13, L14, L17)를 배치함으로써, 정의 굴절력을 분산시키고, 모든 수차를 양호하게 보정할 수 있다. 또한 적어도 2개의 부 렌즈, 예를 들어 부 렌즈(L15, L16)를 배치하여 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 상면렌즈군(G6)을 구성하는 어느 하나의 렌즈(L13~L17)의 적어도 1면을 비구면으로 함으로써 축의 모든 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
또한 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 상기 조건식 (1)을 만족함으로써 전체 길이의 단축화 및 고성능화를 가능하게 하고 있다.
예를 들어, 상기 조건식 (1)은 상면렌즈군(G6)의 초점 거리와, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (1)의 상한을 넘어 상면 렌즈군의 굴절력이 작아지면, 상면 렌즈군에서의 수렴 작용이 약해지므로, 백 포커스가 길어져 줌 렌즈 전체 길이의 단축화에 불리할 수 있다.
한편, 상기 조건식 (1)의 하한을 넘어 상면 렌즈군의 굴절력이 커지면, 광각단에서의 축외 수차를 보정하기 어려울 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈는 아래 조건식 (1)’의 관계를 만족할 수 있다.
1.8＜fr/fw＜2.2　…(1)’
또한, 상기 제1 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 상기 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈와 마찬가지로, 상기 조건식 (1) 및 (1)'의 관계를 만족할 수 있다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 상면렌즈군(G6)의 변배시의 이동량이 가장 크고, 상면 렌즈군이 변배시에 광각단으로부터 망원단으로 이동하는 이동량을 drW －T로 하고, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때, 하기와 같이 조건식 (2)의 관계를 만족할 수 있다.
0.6＜drW－T/fw＜1.5　…(2)
상기 조건식 (2)는 상면렌즈군(G6)의 변배시에 광각단으로부터 망원단으로 이동하는 이동량과, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (2)의 상한을 넘어 상면렌즈군(G6)의 이동량이 커지면, 그 이동을 규제하는 캠 형상이 커지고, 그 결과, 줌 렌즈의 전체 길이가 길어질 수 있다.
한편, 상기 조건식 (2)의 하한을 넘어 상면렌즈군(G6)의 이동량이 작아지면, 상면렌즈군(G6)이 기여하는 변배 작용이 감소하기 때문에, 높은 광학 성능을 유지하면서, 원하는 줌 배율을 만족하기 어렵다.
예를 들어, 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈는 하기 조건식 (2)’를 만족할 수 있다.
0.7＜drW－T/fw＜1.0　…(2)’
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에 있어서, 상면렌즈군(G6)은 양면이 볼록한 정 렌즈(L13)와, 양면이 볼록한 정 렌즈(L14) 및 양면이 오목한 부 렌즈(L15)를 접합한 접합 렌즈와, 상면측이 볼록한 부 렌즈(L16)와, 상면측이 볼록한 정 렌즈(L17)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제조성을 고려하면서, 서로 접합된 정 렌즈(L14)와 부 렌즈(L15)에 색수차 제거 효과를 갖게 함으로써, 광각단으로부터 망원단까지 축상 색수차를 양호하게 보정할 수 있다.
또한, 상면렌즈군(G6)에 있어서, 가장 물체측에 위치하는 정 렌즈(L13)의 d선(587.56nm)에서의 아베수를 νr1으로 하고, 정 렌즈(L13)의 초점 거리를 fr1으로 하며, 상면렌즈군(G6)의 초점 거리를 fr로 하였을 때, 하기와 같이 조건식 (3), (4)의 관계를 만족할 수 잇다.
60＜νr1　…(3)
0.4＜fr1/fr＜1.4　…(4)
상기 조건식 (3)은 상면렌즈군(G6)에 있어서, 가장 물체측에 위치하는 정 렌즈(L13)의 d선(587.56nm)에서의 아베수를 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (3)의 하한을 넘어 아베수가 작은 글래스재를 선택하면, 망원단에서의 축상 색수차 보정이 곤란해져 높은 광학 성능을 확보하기 어렵다.
상기 조건식 (4)는 가장 물체측에 위치하는 정 렌즈(L13)의 초점 거리와, 상면렌즈군(G6)의 초점 거리를 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (4)의 상한을 넘어 정 렌즈의 굴절력이 작아지면, 수렴 효과가 약해지고, 후속되는 각 렌즈의 렌즈 직경이 커질 수 있다. 그 결과, 줌 렌즈가 직경 방향으로 확대될 수 있다.
한편, 상기 조건식 (4)의 하한을 넘어 정 렌즈의 굴절력이 커지면, 수렴 효과가 너무 강해져 망원단의 구면 수차를 보정하기 어렵다.
제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈는 하기 조건식 (3)’, (4)’를 만족할 수 있다.
70＜νr1＜96　…(3)’
0.6＜fr1/fr＜0.9　…(4)’
상면렌즈군(G6)의 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈의 d선(587.56nm)에서의 굴절률을 Nrp로 하고, 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈의 물체측의 근축 곡률 반경을 rrp1로 하며, 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈의 상면측의 근축 곡률 반경을 rrp2로 하였을 때, 줌 렌즈가 하기 조건식 (5), (6)을만족할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 상면렌즈군(G6)의 가장 상면측에 위치하는 렌즈는 상면 측이 볼록한 정 렌즈(L17)일 수 있다.
1.8＜Nrp　…(5)
0.0＜(rrp1＋rrp2)/(rrp1－rrp2)＜5.0　…(6)
상기 조건식 (5)는 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈(L17)의 d선(587.56nm)에서의 굴절률을 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (5)의 하한을 넘어 굴절률이 낮은 글래스재를 선택하면, 수렴 효과가 약해져 줌 렌즈의 전체 길이의 단축화가 어려울 수 있다.
상기 조건식 (6)은 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈(L17)의 물체측의 근축 곡률 반경과, 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈의 상면측의 근축 곡률 반경을 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (6)의 상한을 넘어 정 렌즈의 물체측 면에서의 곡률이 상면측으로 볼록해지는 방향으로 커지면, 수렴 효과가 약해져 줌 렌즈의 전체 길이의 단축화가 어려울 수 있다. 또한 정 렌즈의 상면측 면에서의 곡률이 상한을 넘는 경우는 상면측으로 볼록해지는 형상을 유지할 수 없다.
한편, 상기 조건식 (6)의 하한을 넘어 정 렌즈의 물체측 면에서의 곡률이 작아지면, 상면측 면에서의 곡률은 반대로 커질 수 있다. 그 결과, 고체 촬상 소자의 촬상면이나 광학 필터 등에서 반사된 광선이 면반사에 의해 고체 촬상 소자의 촬상면으로 재입사되는 고스트 등이 발생하기 쉽다.
제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈는 하기 조건식 (5)’, (6)’ 만족할 수 있다.
1.9＜Nrp　…(5)’
0.2＜(rrp1＋rrp2)/(rrp1－rrp2)＜1.0　…(6)’
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 후속군을 구성하는 복수의 렌즈군 중 가장 물체측에 배치된 렌즈군은 제3 렌즈군(G3)일 수 있다. 제3 렌즈군(G3)은 조리개(SP) 보다 물체측에 위치할 수 있다. 또한 제3 렌즈군(G3)은 전체적으로 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제3 렌즈군(G3)은 포커싱 시에 광축(O) 방향으로 이동할 수 있다.
일반적으로, 가장 물체측에 위치한 렌즈군이 정의 굴절력을 갖는 포지티브 리드 타입 줌 렌즈에서는 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군이 주변배군(main zooming lens group)이 된다. 이러한 구조를 가지는 줌 렌즈는 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 횡배율의 변화량이 커질 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 상술한 횡배율의 변화에 기여하는 제2 렌즈군를 대신하여 제2 렌즈군(G2) 및 제2 렌즈군(G2)의 상면측으로 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군(G3)를 포함하는 구성을 가질 수 있다. 이러한 구성은, 제3 렌즈군(G3)을 가동군으로 하여, 제3 렌즈군(G3)에 의해 변배시의 상면 위치의 변동을 보정할 수 있다. 또한 제2 렌즈군(G2)에서 주로 횡배율 변동을 수행하기 때문에, 포커스군인 제3 렌즈군(G3)에서는 변배시의 횡배율의 변동을 억제할 수 있고, 또한 포커싱시의 화각 변동을 억제할 수 있다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에 있어서, 제2 렌즈군(G2)은 줌 렌즈에서 가장 큰 부의 굴절력을 가질 수 있다. 또한 제2 렌즈군(G2)은 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 고정될 수 있다. 횡배율의 변화량이 큰 제2 렌즈군(G2)을 변배시에 고정함으로써, 제조시에 안정된 광학 성능을 확보할 수 있다. 단, 반드시 제2 렌즈군(G2)을 고정해야 하는 것은 아니며, 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에 있어서, 후속군은 물체측으로부터 차례로 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군(G3)과, 조리개(SP)와 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군(G4)과, 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군(G5)과, 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 상면렌즈군(G6)을 포함할 수 있다.
본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 F넘버가 2.8 정도의 비교적 큰 구경을 달성하기 위해, 초점 심도에 대해 고정밀도로 수차 보정을 수행할 필요가 있다. 특히, 수차 보정을 수행하는데 있어서 문제가 되는 것은 상면 만곡의 보정이고, 광각단으로부터 망원단까지의 상면 만곡을 일정 범위 내로 보정할 필요가 있다. 간격 변동에 수반되는 상면 만곡의 변동이 큰 부분은 제5 렌즈군(G5)과 상면렌즈군(G6) 사이일 수 있다. 또한, 제4 렌즈군(G4)과 제5 렌즈군(G5) 사이도, 간격 변동에 수반되는 상면 만곡의 변동이 클 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 광각단으로부터 망원단으로의 변배를 수행할 때, 제4 렌즈군(G4), 제5 렌즈군(G5) 및 상면렌즈군(G6)을 각각 광축(O) 방향으로 이동시킴으로써, 상면 만곡을 양호하게 보정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 제3 렌즈군(G4)과 제4 렌즈군(G4) 사이에 조리개(SP)를 배치함으로써, 제2 렌즈군(G2) 및 제3 렌즈군(G3)에서 발산된 광선 다발을 적절히 제어하여 제4 렌즈군(G4)에 입사되는 광선 다발을 제어할 수 있다. 이에 따라, 제4 렌즈군(G4)의 렌즈 직경의 소형화를 꾀할 수 있다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 제3 렌즈군(G3)이 적어도 하나의 부 렌즈를 포함하고, 제3 렌즈군의 초점 거리를 f3으로 하며, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때, 하기와 같이 조건식 (7)을 만족할 수 있다.
2.0＜｜f3/fw｜＜4.0　…(7)
제3 렌즈군(G3)은 포커스군이므로, 적어도 하나의 부 렌즈로 구성함으로써, 이 제3 렌즈군(G3)의 경량화를 도모하면서, 제3 렌즈군(G3)을 광축(O) 방향으로 이동 조작하는 구동 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 상술한 적어도 하나의 부 렌즈는 예를 들어 부 렌즈(L7)일 수 있다.
상기 조건식 (7)은 제3 렌즈군(G3)의 초점 거리와 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (7)의 하한을 넘어 제3 렌즈군(G3)의 굴절력이 작아지면, 포커싱시의 제3 렌즈군(G3)의 이동량이 많아져 전체 길이의 단축화에 불리할 수 있다.
한편, 상기 조건식 (7)의 상한을 넘어 제3 렌즈군(G3)의 굴절력이 커지면, 편심에 의한 코마 수차나 상면 만곡의 열화가 커질 수 있다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈는 하기 조건식 (7)’을 만족할 수 있다.
2.4＜｜f3/fw｜＜3.0　…(7)’
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 제3 렌즈군(G3)이 상면측으로 볼록해지는 메니스커스 형상의 하나의 부 렌즈(L7)를 포함하고, 제3 렌즈군(G3)의 광축(O) 상에서의 렌즈의 두께를 d3로 하고, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때, 하기 조건식 (8)을 만족할 수 있다.
0.02＜d3/fw＜0.07　…(8)
제3 렌즈군(G3)를 상면측으로 볼록해지는 메니스커스 형상의 하나의 부 렌즈(L7)로 구성함으로써, 코마 수차나 상면 만곡을 양호하게 보정하는 것이 가능해진다.
상기 조건식 (8)은 제3 렌즈군(G3)의 두께와 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (8)의 상한을 넘어 제3 렌즈군(G3)의 두께가 두꺼워지면, 제3 렌즈군(G3)의 중량이 무거워져 제3 렌즈군(G3)을 광축(O) 방향으로 이동 조작하는 구동 장치가 대형화될 수 있다. 또한, 제3 렌즈군(G3)의 두께가 두꺼워짐으로써, 줌 렌즈의 전체 길이를 단축화하는데 불리할 수 있다.
한편, 상기 조건식 (8)의 하한을 넘어 제3 렌즈군(G3)의 두께가 얇아지면, 렌즈의 가공시에 휠 우려나 균열 등이 발생하는 경우가 있어 가공 난이도가 높아질 수 있다. 또한, 제3 렌즈군(G3)의 부의 굴절력을 강하게 하기 어렵거나, 포커싱시의 이동량이 많아지거나, 줌 렌즈의 전체 길이를 단축화하는데 불리할 수 있다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈는 하기 조건식 (8)’를 만족할 수 있다.
0.03＜d3/fw＜0.05　…(8)’
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 제2 렌즈군(G3)가 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈를 포함하고, 제2 렌즈군(G3)을 구성하는 어느 하나의 렌즈의 적어도 1면이 비구면일 수 있다., 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리를 f2로 하며, 제3 렌즈군(G3)의 초점 거리를 f3로 하고, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때, 줌 렌즈가 하기 식 (9), (10)을 만족할 수 있다.
1.2＜｜f2/fw｜＜2.4　…(9)
0.5＜f2/f3＜1.2　…(10)
제2 렌즈군(G2)은 주변배군이고, 줌 렌즈의 전체 길이의 단축화와 고성능화를 양립하기 위해서는 적절한 부의 굴절력이 요구될 수 있다. 본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 제2 렌즈군(G2)이 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈를 포함함으로써, 배율 색수차를 양호하게 보정할 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈군(G2)는 정 렌즈(L6) 및 2개의 부 렌즈(L4, L5)를 포함할 수 있다.
또한, 제2 렌즈군(G3)을 구성하는 어느 하나의 렌즈가 적어도 1면의 비구면을 포함함으로써, 광각단에서의 코마 수차를 양호하게 보정할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 형태에서는 상기 제2의 렌즈군(G3)을 구성하는 3개의 렌즈(L4~L6) 중 2번째 부 렌즈(L5)에 비구면이 구비될 수 있다.
상기 조건식 (9)는 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리와, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (9)의 상한을 넘어 제2 렌즈군(G2)의 부의 굴절력이 작아지면, 변배시에 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2) 사이의 공기 간격의 변동을 크게 하지 않는 한 원하는 변배량을 확보하기 어려울 수 있다. 이 경우, 줌 렌즈가 대형화될 수 있다.
한편, 상기 조건식 (9)의 하한을 넘어 제2 렌즈군(G2)의 부의 굴절력이 커지면, 광각단에 대해 코마 수차의 보정이 어려워질 수 있다.
상기 조건식 (10)은 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리와, 제3 렌즈군(G3)의 초점 거리를 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (10)의 상한을 넘으면, 제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3) 변배시의 분담이 제3 렌즈군(G3)측에서 강해질 수 있다. 이 경우, 제3 렌즈군(G3)에 의한 횡배율의 변화가 커져 포커싱시의 화각 변동이 커질 수 있다.
한편, 상기 조건식 (10)의 하한을 넘으면, 제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3) 변배시의 분담이 제2 렌즈군측에서 강해질 수 있다. 이 경우, 제3 렌즈군(G3)의 부의 굴절력이 작아지기 때문에, 포커싱시의 이동량이 많아져 줌 렌즈의 전체 길이를 단축화하는데 불리할 수 있다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈는 하기 조건식 (9)’, (10)’의 관계를 만족할 수 있다.
1.5＜｜f2/fw｜＜1.8　…(9)’
0.6＜f2/f3＜0.8　…(10)’
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 제1 렌즈군(G1)이 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈를 포함하고, 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리를 f1로 하고, 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 ft로 하였을 때, 아래와 같은 식 (11)의 관계를 만족할 수 있다.
1.0＜f1/ft＜4.0　…(11)
본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 제1 렌즈군(G1)을 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈로 구성함으로써, 특히 망원단에서의 축상 색수차 및 배율 색수차를 양호하게 보정할 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈군(G1)은 2개의 정 렌즈(L2, L3) 와 하나의 부 렌즈(L1)를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 물체측으로부터 차례로 물체측이 볼록한 메니스커스 형상의 부 렌즈(L1)와, 물체측이 볼록한 메니스커스 형상의 정 렌즈(L3)를 배치함으로써, 정의 굴절력을 분산시켜 망원단의 구면 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
상기 조건식 (11)은 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리와 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (11)의 상한을 넘어 제1 렌즈군(G1)의 굴절력이 작아지면, 제1 렌즈군(G1)의 렌즈 직경을 크게 할 수 밖에 없고, 줌 렌즈의 소형화를 도모하기 어렵다.
한편, 상기 조건식 (11)의 하한을 넘어 제1 렌즈군(G1)의 굴절력이 커지면, 모든 수차를 보정하기 어려워져 고성능화를 도모할 수 없게 된다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈는 하기 조건식 (11)’을 만족할 수 있다.
1.7＜f1/ft＜2.0　…(11)’
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 제5 렌즈군(G5)이 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈로 구성되고, 제5 렌즈군(G5)을 광축(O)과 교차하는 면 내에서 이동시킴으로써 블러를 보정할 수 있다. 제5 렌즈군(G5)의 초점 거리를 f5로 하고, 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 ft로 하였을 때, 줌 렌즈가 하기 조건식 (12)를 만족할 수 있다.
0.2＜｜f5/ft｜＜2.0　…(12)
본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 제5 렌즈군(G5)을 광축(O)과 교차하는 면 내에서 이동시킴으로써, 손 떨림 등의 진동에 기인한 블러를 광학적으로 보정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 제5 렌즈군(G5)을, 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈로 구성함으로써, 블러 보정시의 색수차를 양호하게 보정할 수 있다. 예를 들어, 제5 렌즈군(G5)는 정 렌즈(L12)와 부 렌즈(L11)를 포함할 수 있다. 또한 부 렌즈(L11)의 적어도 한면이 비구면일 수 있다. 이로 인해 블러 보정시의 코마 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
상기 조건식 (12)는 제5 렌즈군(G5)의 초점 거리와, 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (12)의 상한을 넘어 제5 렌즈군(G5)의 굴절력이 작아지면, 블러 보정시에 제5 렌즈군(G5)의 이동량이 많아져 구동에 필요한 일량이 증가하고, 제5 렌즈군(G5)을 광축(O) 방향으로 이동시키는 구동 장치의 소형화를 도모하기 어려울 수 있다.
한편, 상기 조건식 (12)의 하한을 넘어 제5 렌즈군(G5)의 굴절력이 커지면, 블러 보정시에 제5 렌즈군(G5)의 이동량이 너무 작아져 블러 보정의 제어가 복잡해지고, 블러가 발생할 수 있다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈는 하기 조건식 (12)’의 관계를 만족할 수 있다.
0.5＜｜f5/ft｜＜1.0　…(12)’
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈에서는 제4 렌즈군(G4)이 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈를 포함하고, 제4 렌즈군(G4)을 구성하는 어느 하나의 렌즈의 적어도 1면이 비구면이 될 수 있다. 제4 렌즈군(G4)의 초점 거리를 f4로 하고, 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 ft로 하였을 때, 줌 렌즈는 하기 조건식 (13)을 만족할 수 있다.
0.2＜f4/ft＜0.6　…(13)
본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 제4 렌즈군(G4)의 물체측에서 축상 광선 다발이 가장 커지므로, 제4 렌즈군(G4)의 물체측에 배치되는 렌즈 성분에서는 구면 수차가 발생하기 쉽다. 따라서, 본 실시 형태에서는 제4 렌즈군(G4)을 적어도 하나의 정 렌즈와 적어도 하나의 부 렌즈로 구성함으로써, 정의 굴절력을 분산시켜 망원단에서의 구면 수차를 양호하게 보정할 수 있다. 예를 들어, 제4 렌즈군(G4)은 2개의 정렌즈(L8, L9)와 부렌즈(L10)를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 정 렌즈(L9)와, 부 렌즈(L10)가 접합된 접합 렌즈로 함으로써, 축상 색수차를 양호하게 보정할 수 있다. 또한 제4 렌즈군(G4)를 구성하는 렌즈(L8~L10) 중 가장 물체측에 위치하는 정 렌즈(L8)에 비구면이 구비될 수 있다. 이에 따라, 망원단에서의 구면 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
상기 조건식 (13)은 제4 렌즈군(G4)의 초점 거리와, 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 규정한 것일 수 있다. 상기 조건식 (13)의 상한을 넘어 제4 렌즈군(G4)의 굴절력이 작아지면, 제4 렌즈군(G4)에서의 수렴 작용이 약해지므로, 후속되는 제5 렌즈군(G5)에 입사되는 축상 광선 다발이 커지게 된다. 이 경우, 블러 보정군인 제5 렌즈군(G5)의 렌즈 직경이 커지기 때문에, 중량이 증가될 수 있다. 그 결과, 제5 렌즈군(G5)를 이동 조작하는 구동 장치의 대형화, 줌 렌즈의 대형화를 초래할 수 있다.
한편, 상기 조건식 (13)의 하한을 넘어 제4 렌즈군(G4)의 굴절력이 커지면, 망원단에서의 구면 수차를 보정하기 어렵다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 줌 렌즈는 하기 조건식 (13)’을 만족할 수 있다.
0.3＜f4/ft＜0.45　…(13)’
이상과 같은 조건을 만족하는 본 실시 형태의 줌 렌즈에서는 변배시 및 포커싱시, 및 블러 보정시에 있어서, 양호한 광학 성능을 유지하면서, 소형화 및 고성능화를 실현하고 있다. 즉, 본 실시 형태에 의하면, 줌 비율이 3배 정도로 전 줌 영역에서 F넘버가 2.8 정도의 비교적 큰 구경의 줌 렌즈를 실현함과 더불어, 변배에 수반되는 상면 변동과 블러 보정시에 발생하는 수차를 양호하게 보정함으로써, 높은 광학 성능 얻음과 동시에, 줌 렌즈의 전체 길이의 단축화를 꾀함으로써, 소형화하거나 경량화 할 수 있다. 또한 포커스군을 경량화함으로써, 포커스군을 가동시키는 액츄에이터를 소형화할 수 있다.
이러한 상기 실시 형태의 줌 렌즈에 반드시 한정되는 것은 아니며, 취지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경을 가할 수 있다.
예컨대, 상기 실시 형태의 줌 렌즈에 있어서, 제1 렌즈군(G1)의 물체측에, 필요에 따라 굴절력 있는 렌즈군이나 변환 장치 렌즈군 등을 배치할 수도 있다.
이하, 다양한 실시예 및 그에 따른 효과를 살핀다. 이하의 실시예는 일 예에 불과하며 한정되지 않는다.
(제1 수치 실시예)
도 2는 제1 수치 실시예의 설계 데이터에 따른 줌 렌즈의 구성을 나타낸다. 또한 도 2에 있어서, (W)는 광각단에서의 렌즈 배치를 나타내고, (T)는 중간단에서의 렌즈 배치를 나타내며, (T)는 망원단에서의 렌즈 배치를 나타낸다.
도 2에 도시한 제1 수치 실시예의 줌 렌즈는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 렌즈 구성을 가지며, 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 변배 및 포커싱, 및 블러 보정의 렌즈 동작을 수행한다. 따라서, 도 2에서는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동등 부위에 대해서는 동일한 부호를 부여함과 동시에, 각 렌즈의 이동 궤적을 동일한 화살표로 나타낸다.
제1 수치 실시예의 줌 렌즈의 설계 데이터에 대해서는 이하의 표 1 ~ 표 5에 나타낸 바와 같다.
표 1
Figure PCTKR2016000489-appb-T000001
또한, 표 1에서 나타내는 렌즈 면 번호 “i(i는 자연수를 나타냄)는 줌 렌즈의 가장 물체측에 위치하는 렌즈의 물체측 면을 첫 번째로 하여 상면측을 향함에 따라 차례로 증가하는 렌즈 면의 번호를 나타낸다.
또한, 표 1에서 나타내는 “r”은 각 렌즈면 번호에 대응된 렌즈면의 곡률 반경［mm］을 나타낸다. 표 상에서 r의 값이 ∞인 면은, 그 면이 평면임을 나타낸다.
또한, 표 1에서 나타내는 “d”는 물체 측으로부터 i번째 렌즈면과 (i＋1)번째 렌즈면의 광축(O)상에서의 간격［mm］을 나타낸다. “di 는 i번째 렌즈면과 (i+1)번째 렌즈면 사이의 간격이 변배로 인해 변하는 경우를 의미한다. 표 1 상에서, d5, d11, d13, d19, d23, d32 는 가변 간격을 의미한다.
또한, 표 1에서 나타내는 “nd”는 각 렌즈의 굴절률을 나타낸다.
또한, 표 1에서 나타내는 “νd”는 각 렌즈의 아베수를 나타낸다.
표 2
Figure PCTKR2016000489-appb-T000002
표 2에는 줌 비율 광각단, 중간단, 망원단에서의 “초점 거리”［mm］와 “F넘버(Fno)”와 “반화각(ω)” ［˚］와 “상고”［mm］와 “렌즈 전체 길이”［mm］와, “백 포커스(bF)”［mm］를 아울러 표기한다. 또한 렌즈 전체 길이는 가장 물체측에 위치한 렌즈의 물체측 면으로부터 가장 상측에 위치한 렌즈의 상측 면까지의 거리에 백 포커스(bF)를 더한 값이다. 또한, 백 포커스(bF)는 가장 상측에 위치한 렌즈의 상측 면으로부터 근축 상면까지의 거리를 공기 환산한 값이다. 즉, 렌즈 군의 물체측에서부터 첫번째 렌즈의 상측면에서 촬상면까지의 거리를 광축을 따라 측정한 값이 렌즈 전체 길이에 해당한다. di는 상술한 바와 같이 i번째 렌즈면에서 i+1번째 렌즈면까지의 가변길이를 나타낸다. 광각단, 중간단, 망원단일때의 거리가 각각 표 2에 나타나있다.
표 3
Figure PCTKR2016000489-appb-T000003
표 3에는 비구면이 된 렌즈의 페이지 번호(표 1 중 *로 나타내는 렌즈 면 번호)와, 비구면 계수를 나타낸다. 또한 비구면은 광축(O)으로부터의 높이(H)의 위치에서의 광축(O) 방향의 변위를 면의 정점을 기준으로 하여 이하의 비구면식 X에 의해 나타낼 수 있다. 또한 “R”은 곡률 반경, “K”는 코닉 정수, “a4, a6, a8, a10”은 비구면 계수를 나타낸다. 또한 비구면 계수의 수치에 있어서의 “e±m”(m은 정수를 나타냄)이라는 표기는 “×10±m”을 의미하고 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2016000489-appb-M000001
표 4
Figure PCTKR2016000489-appb-T000004
표 4에는 (1) “fr/fw”, (2) “drW －T/fw”, (3) “ νr1”, (4) “ fr1/fr”, (5) “Nrp”, (6) “(rrp1＋rrp2)/(rrp1－rrp2)”, (7) “｜f3/fw｜”, (8) “d3/fw”, (9) “｜f2/fw｜”, (10) “ f2/f3”, (11) “ f1/ft”, (12) “｜f5/ft｜”, (13) “ f4/ft”의 각 조건식을 나타낸다.
표 5
Figure PCTKR2016000489-appb-T000005
표 5에는 광각단에서의 블러 보정시에 제5 렌즈군(G5)의 광축(O)과 수직한 방향으로의 이동량［mm］과, 망원단에서의 블러 보정시의 제5 렌즈군(G5)의 광축(O)과 수직한 방향으로의 이동량［mm］을 나타낸다.
이상과 같이 구성되는 실시예 1의 줌 렌즈에 있어서의 종수차도(구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도)를 도 3에 나타낸다.
또한, 도 3에 있어서, (W)는 광각단에서의 종수차도, (M)은 중간단에서의 종수차도, (T)는 망원단에서의 종수차도를 나타낸다. 또한, 각 종수차도는 좌측으로부터 차례로 구면 수차도［mm］, 비점수차도［mm］, 왜곡 수차도［%］를 나타낸다.
구면 수차도는 종축이 F넘버(Fno)를 나타내고, d선(파장 587.56nm)에서의 구면 수차를 실선, g선(파장 435.835nm)에서의 구면 수차를 일점 쇄선으로 나타낸다.
비점수차도는 종축이 상고(y)를 나타내고, 각 파장에 있어서의 새지털 광선ΔS(실선) 및 메리디오널 광선ΔM(파선)에 대한 비점수차를 나타낸다.
왜곡 수차도는 종축이 상고(y)를 나타내고, d선(파장 587.56nm)에서의 왜곡 수차(디스토션)를 실선으로 나타낸다.
또한, 제1 수치실시예의 줌 렌즈의 편심 전(통상시) 및 편심 후(블러 보정시)의 무한원 포커싱 위치에서의 횡수차도를 도 4a 및 도 4b에 나타낸다. 또한 도 4a는 실시예 1의 줌 렌즈의 광각단에서의 횡수차도를 나타낸다. 도 4b는 제1 수치 실시예의 줌 렌즈의 망원단에서의 횡수차도를 나타낸다.
또한, 도 4a 및 도 4b에 있어서, (a)는 상고 10mm 위치(최대 상고의 약 70% 상당)의 편심 전의 횡수차도, (b)는 상고 0mm 위치(광축(O) 중심 위치)의 편심 전의 횡수차도, (c)는 상고 -10mm 위치(최대 상고의 약 -70% 상당)의 편심 전의 횡수차도, (d)는 상고 10mm 위치(최대 상고의 약 70% 상당)의 편심 후의 횡수차도, (e)는 상고 0mm 위치(광축(O) 중심 위치)의 편심 후의 횡수차도, (F)는 상고 -10mm 위치(최대 상고의 약 -70% 상당)의 편심 후의 횡수차도를 나타낸다. 또한, 각 횡수차도에 있어서, 횡축은 조리개 위치 상에서의 주광선으로부터의 거리를 나타내고, 실선은 d선, 파선은 g선의 특성을 나타낸다.
제 1 수치실시예의 줌 렌즈는 표 1~표 5에 도시한 바와 같이, 상기 조건을 충족하는 것이다. 그리고, 이 제 1 수치실시예 1의 줌 렌즈에 대해서는 도 3 및 도 4a, 도 4b에 도시한 바와 같이, 각 수차가 양호하게 보정되어 있음을 알 수 있다.
예를 들어, 무한원 포커싱 위치에서의 광각단 및 망원단 배율 상태에 있어서, 줌 렌즈가 0.3° 기울여진 경우의 상 편심량은 렌즈(L6)가 광축(O)과 수직한 방향으로 평행 이동할 때의 상 편심량과 같다. 각 횡수차도로부터 살펴보면 광축(O) 중심 위치에 있어서의 횡수차의 대칭성은 양호함을 알 수 있다. 또한, 상고 10mm 위치에서의 횡수차도 및 -10mm 위치에서의 횡수차도를 편심 전과 편심 후로 비교하면, 모두 만곡도가 작고, 수차 곡선의 경사가 대략 같음을 알 수 있다. 그 결과, 편심 코마 수차, 편심에 의한 상면 만곡이 작게 억제되어 블러 보정 상태라도 충분한 결상 성능이 얻어지고 있음을 알 수 있다.
(제 2 수치실시예)
제 2 수치실시예의 설계 데이터에 따른 줌 렌즈의 구성을 도 5에 나타낸다. 또한 도 5에 도시한 제 2 수치실시예의 줌 렌즈는 상기 제2 렌즈군(G2)을 구성하는 정 렌즈(L6) 대신에, 물체측이 볼록한 메니스커스 형상의 정 렌즈(L26)와, 양면이 볼록한 정 렌즈(L27)를 배치하고, 부 렌즈(L5)와 정 렌즈(L26)가 접합된 접합 렌즈를 갖는 이외에, 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 렌즈 구성을 가지고 있다. 또한, 제 2 수치실시예의 줌 렌즈는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 같은 변배 및 포커싱, 및 블러 보정의 렌즈 동작을 수행한다. 따라서, 도 5에 대해서는, 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 부위에 대해서는 동일한 부호를 부여함과 동시에, 각 렌즈의 이동 궤적을 동일한 화살표로 나타낸다.
제 2 수치실시예의 줌 렌즈의 설계 데이터에 대해서는 이하의 표 6~표 10에 나타낸 바와 같다. 또한 표 6~표 10의 표기 방법에 대해서는 표 1~표 5의 경우와 같다.
표 6
표 7
Figure PCTKR2016000489-appb-T000007
표 8
Figure PCTKR2016000489-appb-T000008
표 9
Figure PCTKR2016000489-appb-T000009
표 10
Figure PCTKR2016000489-appb-T000010
이상과 같이 구성되는 제 2 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 종수차도(구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도)를 도 6에 나타낸다. 또한, 제 2 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단 및 망원단에서의 횡수차도를 도 7a 및 도 7b에 나타낸다. 또한 도 6, 도 7a 및 도 7b의 표기 방법에 대해서는 도 3, 도 4a 및 도 4b에 도시한 경우와 같다.
제 2 수치실시예의 줌 렌즈는 표 6~표 10에 도시한 바와 같이, 상기 조건을 충족하는 것이다. 그리고, 이 제 2 수치실시예의 줌 렌즈에 대해서는 도 6, 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 각 수차가 양호하게 보정되어 있음을 알 수 있다.
(제 3 수치실시예)
제 3 수치실시예의 설계 데이터에 따른 줌 렌즈의 구성을 도 8에 나타낸다. 또한 도 8에 도시한 제 3 수치실시예의 줌 렌즈는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 렌즈 구성을 가지고, 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 같은 변배 및 포커싱, 및 블러 보정의 렌즈 동작을 수행한다. 따라서, 도 8에 대해서는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 부위에 대해서는 동일한 부호를 부여함과 동시에, 각 렌즈의 이동 궤적을 동일한 화살표로 나타낸다.
제 3 수치실시예에 나타내는 줌 렌즈의 설계 데이터에 대해서는 이하의 표 11~표 15에 나타낸 바와 같다. 또한 표 11~표 15의 표기 방법에 대해서는 표 1~표 5의 경우와 같다.
표 11
Figure PCTKR2016000489-appb-T000011
표 12
Figure PCTKR2016000489-appb-T000012
표 13
Figure PCTKR2016000489-appb-T000013
표 14
Figure PCTKR2016000489-appb-T000014
표 15
Figure PCTKR2016000489-appb-T000015
이상과 같이 구성되는 제 3 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 종수차도(구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도)를 도 9에 나타낸다. 또한, 제 3 수치실시예의 줌 렌즈에서의 광각단 및 망원단에서의 횡수차도를 도 10a 및 도 10b에 나타낸다. 또한 도 9, 도 10a 및 도 10b의 표기 방법에 대해서는 도 3, 도 4a 및 도 4b에 나타내는 경우와 같다.
제 3 수치실시예의 줌 렌즈는 표 11~표 15에 도시한 바와 같이, 상기 조건을 충족하는 것이다. 그리고, 이 제 3 수치실시예의 줌 렌즈에 대해서는 도 9, 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 각 수차가 양호하게 보정되어 있음을 알 수 있다.
(제 4 수치실시예)
제 4 수치실시예의 설계 데이터에 따른 줌 렌즈의 구성을 도 11에 나타낸다. 또한 도 11에 도시한 제 4 수치실시예의 줌 렌즈는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 렌즈 구성을 가지고, 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 변배 및 포커싱, 및 블러 보정의 렌즈 동작을 수행한다. 따라서, 도 11에 대해서는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 부위에 대해서는 동일한 부호를 부여함과 동시에, 각 렌즈의 이동 궤적을 동일한 화살표로 나타낸다.
제 4 수치실시예에 나타내는 줌 렌즈의 설계 데이터에 대해서는 이하의 표 16~표 20에 나타낸 바와 같다. 또한 표 16~표 20의 표기 방법에 대해서는 표 1~표 5의 경우와 같다.
표 16
Figure PCTKR2016000489-appb-T000016
표 17
Figure PCTKR2016000489-appb-T000017
표 18
Figure PCTKR2016000489-appb-T000018
표 19
Figure PCTKR2016000489-appb-T000019
표 20
Figure PCTKR2016000489-appb-T000020
이상과 같이 구성되는 제 4 수치실시예의 줌 렌즈에서의 종수차도(구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도)를 도 12에 나타낸다. 또한, 제 4 수치실시예의 줌 렌즈에서의 광각단 및 망원단에서의 횡수차도를 도 13a 및 도 13b에 나타낸다. 또한 도 12, 도 13a 및 도 13b의 표기 방법에 대해서는 도 3, 도 4a 및 도 4b에 나타내는 경우와 같다.
제 4 수치실시예의 줌 렌즈는 표 16~표 20에 도시한 바와 같이, 상기 조건을 충족하는 것이다. 그리고, 이 제 4 수치실시예의 줌 렌즈에 대해서는 도 12, 도 13a 및 도 13b에 도시한 바와 같이, 각 수차가 양호하게 보정되어 있음을 알 수 있다.
(제 5 수치실시예)
제 5 수치실시예의 설계 데이터에 따른 줌 렌즈의 구성을 도 14에 나타낸다. 또한 도 14에 도시한 제 5 수치실시예의 줌 렌즈는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 렌즈 구성을 가지고, 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 변배 및 포커싱, 및 블러 보정의 렌즈 동작을 수행한다. 따라서, 도 14에 대해서는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 부위에 대해서는 동일한 부호를 부여함과 동시에, 각 렌즈의 이동 궤적을 동일한 화살표로 나타낸다.
제 5 수치실시예에 나타내는 줌 렌즈의 설계 데이터에 대해서는 이하의 표 21~표 25에 나타낸 바와 같다. 또한 표 21~표 25의 표기 방법에 대해서는 표 1~표 5의 경우와 같다.
표 21
Figure PCTKR2016000489-appb-T000021
표 22
Figure PCTKR2016000489-appb-T000022
표 23
Figure PCTKR2016000489-appb-T000023
표 24
Figure PCTKR2016000489-appb-T000024
표 25
Figure PCTKR2016000489-appb-T000025
이상과 같이 구성되는 제 5 수치실시예의 줌 렌즈에서의 종수차도(구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도)를 도 15에 나타낸다. 또한, 제 5 수치실시예의 줌 렌즈에서의 광각단 및 망원단에서의 횡수차도를 도 16a 및 도 16b에 나타낸다. 또한 도 15, 도 16a 및 도 16b의 표기 방법에 대해서는 도 3, 도 4a 및 도 4b에 나타내는 경우와 같다.
제 5 수치실시예의 줌 렌즈는 표 21~표 25에 도시한 바와 같이, 상기 조건을 충족하는 것이다. 그리고, 이 제 5 수치실시예의 줌 렌즈에 대해서는 도 15, 도 16a 및 도 16b에 도시한 바와 같이, 각 수차가 양호하게 보정되어 있음을 알 수 있다.
(제 6 수치실시예)
제 6 수치실시예의 설계 데이터에 따른 줌 렌즈의 구성을 도 4b에 나타낸다. 또한 도 4b에 도시한 제 6 수치실시예의 줌 렌즈는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 렌즈 구성을 가지며, 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 변배 및 포커싱, 및 블러 보정의 렌즈 동작을 수행한다. 따라서, 도 4b에 대해서는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 부위에 대해서는 동일한 부호를 부여함과 동시에, 각 렌즈의 이동 궤적을 동일한 화살표로 나타낸다.
제 6 수치실시예에 나타내는 줌 렌즈의 설계 데이터에 대해서는 이하의 표 26~표 30에 나타낸 바와 같다. 또한 표 26~표 30의 표기 방법에 대해서는 표 1~표 5의 경우와 같다.
표 26
Figure PCTKR2016000489-appb-T000026
표 27
Figure PCTKR2016000489-appb-T000027
표 28
Figure PCTKR2016000489-appb-T000028
표 29
Figure PCTKR2016000489-appb-T000029
표 30
Figure PCTKR2016000489-appb-T000030
이상과 같이 구성되는 제 6 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 종수차도(구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도)를 도 18에 나타낸다. 또한, 제 6 수치실시예의 줌 렌즈에 있어서의 광각단 및 망원단에서의 횡수차도를 도 19a 및 도 19b에 나타낸다. 또한 도 18, 도 19a 및 도 19b의 표기 방법에 대해서는 도 3, 도 4a 및 도 4b에 도시한 경우와 같다.
제 6 수치실시예의 줌 렌즈는 표 26~표 30에 도시한 바와 같이, 상기 조건을 충족하는 것이다. 그리고, 이 제 6 수치실시예의 줌 렌즈에 대해서는 도 18, 도 19a도 19b에 도시한 바와 같이, 각 수차가 양호하게 보정되어 있음을 알 수 있다.
(제 7 수치실시예)
제 7 수치실시예의 설계 데이터에 따른 줌 렌즈의 구성을 도 20에 나타낸다. 또한 도 20에 도시한 제 7 수치실시예의 줌 렌즈는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 렌즈 구성을 가지며, 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 변배 및 포커싱, 및 블러 보정의 렌즈 동작을 수행한다. 따라서, 도 20에 대해서는 상기 도 1에 도시한 줌 렌즈와 동일한 부위에 대해서는 동일한 부호를 부여함과 동시에, 각 렌즈의 이동 궤적을 동일한 화살표로 나타낸다.
제 7 수치실시예에 나타내는 줌 렌즈의 설계 데이터에 대해서는 이하의 표 31~표 35에 나타낸 바와 같다. 또한 표 31~표 35의 표기 방법에 대해서는 표 1~표 5의 경우와 같다.
표 31
Figure PCTKR2016000489-appb-T000031
표 32
Figure PCTKR2016000489-appb-T000032
표 33
Figure PCTKR2016000489-appb-T000033
표 34
Figure PCTKR2016000489-appb-T000034
표 35
Figure PCTKR2016000489-appb-T000035
이상과 같이 구성되는 제 7 수치실시예의 줌 렌즈에서의 종수차도(구면 수차도, 비점수차도, 왜곡 수차도)를 도 21에 나타낸다. 또한, 제 7 수치실시예의 줌 렌즈에서의 광각단 및 망원단에서의 횡수차도를 도 22a 및 도 22b에 나타낸다. 또한 도 21, 도 22a 및 도 22b의 표기 방법에 대해서는 도 3, 도 4a 및 도 4b에 나타내는 경우와 같다.
제 7 수치실시예의 줌 렌즈는 표 31~표 35에 도시한 바와 같이, 상기 조건을 충족하는 것이다. 그리고, 이 제 7 수치실시예의 줌 렌즈에 대해서는 도 21, 도 22a도 22b에 도시한 바와 같이, 각 수차가 양호하게 보정되어 있음을 알 수 있다.
도 23는 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계(100)를 구비한 촬영 장치를 도시한 것이다. 줌 렌즈계(100)는 앞서 실시예에 따라 설명한 줌 렌즈를 포함할 수 있다. 그리고, 촬영 장치는 상기 망원 렌즈계(100)에 의해 결상된 광을 수광하는 이미징 소자(112)를 포함한다. 상기 촬영 장치는 상기 이미징 소자(112)로부터 광전 변환된 피사체 상에 대응되는 정보가 기록된 기록 수단(113)과, 피사체 상을 관찰하기 위한 뷰 파인더(finder)(114)를 포함할 수 있다. 그리고, 피사체 상이 표시되는 표시부(115)가 구비될 수 있다. 여기서는, 뷰 파인더(114)와 표시부(115)가 따로 구비된 예를 보여주었으나 뷰 파인더가 따로 없이 표시부만 구비될 수 있다. 도 23에 도시된 촬영 장치는 일 예일 뿐이며 여기에 한정되는 것은 아니고 카메라 이외에 다양한 광학 기기에 적용 가능하다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계를 디지털 카메라 등의 촬영 장치에 적용함으로써 체적이 작은 광학 기기를 실현할 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 줌 렌즈 및 촬상 장치에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.

Claims (20)

  1. 물체측으로부터 차례로 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과, 조리개 및 복수의 렌즈군을 포함하며 정의 굴절력을 갖는 후속군을 포함하고,
    상기 후속군에 포함된 복수의 렌즈군 중 가장 상면측에 배치된 상면렌즈군은 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 광축 방향으로 이동하고, 적어도 2장의 정 렌즈와 적어도 2장의 부 렌즈를 포함하며, 다음 조건을 만족하는 줌 렌즈.
    1.0＜fr/fw＜2.4
    여기서 fr은 상기 상면렌즈군의 초점 거리이며, fw은 상기 줌 렌즈의 광각단에서의 초점거리이다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상면렌즈군은,
    물체측으로부터 차례로 배치되는 양면이 볼록한 제1 정 렌즈, 양면이 볼록한 제2 정 렌즈, 양면이 오목한 부 렌즈, 상면 측이 볼록한 부 렌즈, 상면 측이 볼록한 정 렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상면렌즈군은,
    상기 상면렌즈군을 구성하는 어느 하나의 렌즈가 적어도 1면의 비구면을 포함 하는 줌 렌즈.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 정 렌즈와 상기 양면이 오목한 부 렌즈가 접합하여 접합 렌즈를 구성하는 줌 렌즈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 상면렌즈군이 변배시에 광각단으로부터 망원단으로 이동하는 이동량을 drW－T로 하고, 광각단에서의 상기 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때,
    0.6＜drW－T/fw＜1.5
    의 관계를 만족하는 줌 렌즈.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 정 렌즈의 d선(587.56nm)에서의 아베수를 νr1으로 하고, 상기 제1 정 렌즈의 초점 거리를 fr1으로 하며, 상기 상면렌즈군의 초점 거리를 fr로 하였을 때,
    60＜νr1
    0.4＜fr1/fr＜1.4
    의 관계를 만족하는 줌 렌즈.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 상면렌즈군에 있어서, 상기 가장 상면측에 위치하는 렌즈는 상면측이 볼록한 정 렌즈이고, 상기 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈의 d선(587.56nm)에서의 굴절률을 Nrp로 하고, 상기 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈의 물체측의 근축 곡률 반경을 rrp1로 하고, 상기 가장 상면측에 위치하는 정 렌즈의 상면측의 근축 곡률 반경을 rrp2로 하였을 때,
    1.8＜Nrp,
    0.0＜(rrp1＋rrp2)/(rrp1－rrp2)＜5.0
    의 관계를 만족하는 줌 렌즈.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 후속군을 구성하는 복수의 렌즈군 중 가장 물체측에 배치된 렌즈군은 상기 조리개 보다 물체측에 위치하고, 부의 굴절력을 가지며, 포커싱시에 광축 방향으로 이동되는 줌 렌즈.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은 상기 줌 렌즈에서 가장 큰 부의 굴절력을 가지고, 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 고정되는 줌 렌즈.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 후속군은 물체측으로부터 차례로 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 상기 상면렌즈군을 포함하는 줌 렌즈.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제3 렌즈군의 초점 거리를 f3으로 하고, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때,
    2.0＜｜f3/fw｜＜4.0
    의 관계를 만족하는 줌 렌즈.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제3 렌즈군은 상면측이 볼록한 메니스커스 형상의 하나의 부 렌즈를 포함하고,
    상기 제3 렌즈군의 광축 상에서의 렌즈의 두께를 d3로 하고, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때,
    0.02＜d3/fw＜0.07
    의 관계를 만족하는 줌 렌즈.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군에 포함된 어느 하나의 렌즈의 적어도 1면이 비구면이 되고,
    상기 제2 렌즈군의 초점 거리를 f2로 하고, 상기 제3 렌즈군의 초점 거리를 f3으로 하며, 광각단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 fw로 하였을 때,
    1.2＜｜f2/fw｜＜2.4,
    0.5＜f2/f3＜1.2
    의 관계를 만족하는 줌 렌즈.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈군의 초점 거리를 f1로 하고, 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 ft로 하였을 때,
    1.0＜f1/ft＜4.0
    의 관계를 만족하는 줌 렌즈.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 제5 렌즈군은 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈를 포함하고,
    상기 제5 렌즈군을 광축과 교차하는 면 내에서 이동시킴으로써 블러를 보정하고,
    상기 제5 렌즈군의 초점 거리를 f5로 하고, 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 ft로 하였을 때,
    0.2＜｜f5/ft｜＜2.0
    의 관계를 만족하는 줌 렌즈.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 제4 렌즈군은 적어도 하나의 정 렌즈와, 적어도 하나의 부 렌즈를 포함하고,
    상기 제4 렌즈군을 구성하는 어느 하나의 렌즈의 적어도 1면이 비구면이 되고,
    상기 제4 렌즈군의 초점 거리를 f4로 하고, 망원단에서의 줌 렌즈의 초점 거리를 ft로 하였을 때,
    0.2＜f4/ft＜0.6
    의 관계를 만족하는 줌 렌즈.
  17. 물체측으로부터 차례로 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과, 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과, 조리개 및 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 복수의 렌즈군을 포함한 후속군을 구비하고, 각 렌즈군의 공기 간격을 변화시킴으로써 변배를 수행하며,
    상기 후속군을 구성하는 복수의 렌즈군 중 가장 상면측에 배치된 상면렌즈군은 광각단으로부터 망원단으로의 변배시에 광축 방향으로 이동하고, 또한 양면이 볼록한 2개의 정 렌즈와, 양면이 오목한 부 렌즈와, 상면측이 볼록한 부 렌즈와, 상면측이 볼록한 정 렌즈를 가지며,
    상기 가장 상면측에 배치된 렌즈군을 구성하는 어느 하나의 렌즈의 적어도 1면이 비구면으로 되어 있는 줌 렌즈.
  18. 제 17항에 있어서, 다음 조건을 만족하는 줌 렌즈.
    1.0＜fr/fw＜2.4
    여기서 fr은 상기 상면렌즈군의 초점 거리이며, fw은 상기 줌 렌즈의 광각단에서의 초점거리이다.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 후속군은 물체측으로부터 차례로 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 상기 상면렌즈군을 포함하는 줌 렌즈.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 기재된 줌 렌즈와,
    상기 줌 렌즈에 의해 결상된 상을 촬상하는 고체 촬상 소자를 포함하는 촬상 장치.
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