KR100256207B1 - 줌렌즈 - Google Patents

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Abstract

물체측으로부터 차례로 물체측 방향이 볼록한 정의 굴절력의 매니스커스 렌즈인 제1렌즈와, 양면이 오목한 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈와, 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈와, 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈로 구성되어 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과; 물체측 방향이 오목한 정의 굴절력을 가지는 매니스커스 렌즈인 제5렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 매니스커스 렌즈인 제6렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제7렌즈로 구성되어 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군으로 이루어져, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군과의 간격을 변화시켜 변배를 수행하고, 0.3 〈 fⅠ/ (fbT- fbW) 〈 0.7과 m2T/ m2W〉 2.0를 만족하는 줌렌즈는, (상기의 fⅠ은 제1렌즈군의 합성초점거리를 나타내고, fbT는 망원단에서의 뒷초점거리, fbW는 광각단에서의 뒷초점거리, m2T는 광각단에서의 제2렌즈군의 배율, m2W는 망원단에서 제2렌즈군의 배율을 나타낸다) 2배 이상의 고배율 줌비를 가지면서 저렴한 소재사용으로 실현가능하고, 전체 광학계의 글정능 배치를 최적화하여 광학성능이 충분히 유지되므로서, 저렴하고 생산성이 우수하다.

Description

줌렌즈
제1도는 이 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈의 광각단에서의 구성도이고,
제2도는 이 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈의 망원단에서의 구성도이고,
제3도는 이 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈의 광각단에서의 수차도이고,
제4도는 이 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈의 망원단에서의 수차도이고,
제5도는 이 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈의 광각단에서의 구성도이고,
제6도는 이 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈의 망원단에서의 구성도이고,
제7도는 이 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈의 광각단에서의 수차도이고,
제8도는 이 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈의 망원단에서의 수차도이고,
제9도는 이 발명의 제3실시예에 따른 줌렌즈의 광각단에서의 구성도이고,
제10도는 이 발명의 제3실시예에 따른 줌렌즈의 망원단에서의 구성도이고,
제11도는 이 발명의 제3실시예에 따른 줌렌즈의 광각단에서의 수차도이고,
제12도는 이 발명의 제3실시예에 따른 줌렌즈의 망원단에서의 수차도이다.
이 발명은 줌렌즈에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 렌즈 셔터 카메라에 있어서, 2개의 렌즈군으로 이루어져 줌배율이 2배 이상의 고배율줌비를 가지면서 렌즈구성을 적절히 설정하여 저렴한 렌즈소재를 사용하면서도 양호한 수차성능을 유지할 수 있는 줌렌즈에 관한 것이다.
최근 들어 렌즈 셔터용 카메라는 소형화와 함께 자동화가 진행되고 있으며, 특히 줌렌즈가 장착된 것이 널리 이용되고 있다. 상기 렌즈 셔터 카메라는 전문가가 아닌 일반 대중이 많이 사용하고 있으므로 소형화와 함께 저렴한 가격이 요구되고 있다.
렌즈 셔터용 카메라의 줌렌즈의 경우에는 일반적으로 2군 줌렌즈와 3군 줌렌즈로 크게 나눌 수가 있는데, 경통 설계 및 제어의 용이함과 저렴한 제조원가로 인하여 2배내외의 줌렌즈는 주로 2군 방식을 채택하여 사용하고 있다.
상기와 같이 2군방식을 채택한 종래의 기술에는 일본특허 공개번호 평 1-193808호의 "컴팩트 카메라용 줌렌즈"와, 동 평 1-288823호의 "소형의 줌렌즈" 등에 기재되어 있다.
그러나, 상기한 일본특허 평1-193808은 1.9배 미만의 줌비를 가지며 전체적으로 고가의 소재로 렌즈를 구성하여 비용이 증가하는 단점이 발생한다. 또한, 상기 일본특허 평1-288823은 렌즈의 매수가 많고 줌비가 현저히 떨어지는 단점이 있다.
그러므로, 이 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로 렌즈셔터용 카메라에 있어서, 2군의 렌즈군으로 구성되어 2배 이상의 고배율 줌비를 가지면서 저렴한 소재로 구성하여, 전체 광학계의 굴절력 배치를 최적화하여 광학성능이 충분히 유지되므로서, 저렴하고 생산성이 우수한 줌렌즈를 제공하고자 하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 물체측으로부터 차례로 물체측 방향이 볼록한 정의 굴절력의 매니스커스(meniscus) 렌즈인 제1렌즈와, 양면이 오목한 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈와, 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈와, 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈로 구성되어 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과; 물체측 방향이 오목한 정의 굴절력을 가지는 매니스커스 렌즈인 제5렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 매니스커스 렌즈인 제6렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제7렌즈로 구성되어 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군으로 이루어져, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군과의 간격을 변화시켜 변배를 수행하고, 다음의 조건식을 만족한다.
0.3 〈 fⅠ/ (fbT- fbW) 〈 0.7 (1)
m2T/ m2W〉 2.0 (2)
상기의 fⅠ은 제1렌즈군(I)의 합성초점거리이고, fbT는 망원단에서의 뒷초점거리이고, fbW는 광각단에서의 뒷초점거리이고, m2T는 광각단에서의 제2렌즈군(Ⅱ)의 배율이고, m2W는 망원단에서 제2렌즈군(Ⅱ)의 배율을 나타낸다.
상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 다른 구성은, 물체측으로부터 차례로 물체측 방향이 볼록한 정의 굴절력의 매니스커스 렌즈인 제1렌즈와, 양면이 오목한 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈와, 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈와, 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈로 구성되어 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과; 물체측 방향이 오목한 정의 굴절력을 가지는 매니스커스 렌즈인 제5렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 매니스커스 렌즈인 제6렌즈와 부의 굴절력을 가지는 제7렌즈로 구성되어 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군으로 이루어져, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군과의 간격을 변화시켜 변배를 수행하고, 다음의 조건식을 만족한다.
-2.7 〈 N7υ7/ f7〈 -1.5 (3)
0.5 〈 N6υ6/ N7f7〈 1.33 (4)
상기의 N6은 제6렌즈(6)의 굴절율을 나타내며, υ6은 제6렌즈(6)의 아베상수이며, N7은 제7렌즈(7)의 굴절율, υ7은 제7렌즈(7)의 아베상수, f7은 제7렌즈(7)의 초점거리를 나타낸다.
또한, 상기한 구성을 가지는 이 발명의 줌렌즈는 다음의 조건을 만족한다.
0.85 〈 υanⅡ/ (NanⅡ ofw) 〈 1.0 (5)
(υapⅠ- υNⅠ) / (υanⅡ- υpⅡ) 〈 0.65 (6)
상기 υaNII는 제1렌즈군(Ⅰ)에서 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 평균아베수이고, υNI는 제1렌즈군(Ⅰ)에서 부의 굴절력을 가지는 렌즈의 평균아베수이고, NanII는 제2렌즈군(Ⅱ)에서 부의 굴절력을 가지는 렌즈의 평균굴절율이고, υanII는 제2렌즈군(Ⅱ)에서 부의 굴절력을 가지는 렌즈의 평균아베수이고, υpII는 제2렌즈군(Ⅱ)에서 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 평균아베수이고, fW는 전체 광학계에 있어서 광각단의 초점거리를 나타낸다.
또한, 상기한 구성을 가지는 이 발명의 줌렌즈는 다음의 조건을 만족한다.
(7) : 제1렌즈군(Ⅰ)에 있어서 적어도 동일한 곡률반경을 가지는 렌즈가 2쌍이상이 존재할 것.
상기 구성에 의한 이 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
상기의 식(1)는 제1렌즈군(Ⅰ)과 제2렌즈군(Ⅱ)의 굴절력의 배치에 관한 것으로 전 변배영역에 걸쳐서 수차의 발란스를 양호하게 보정하기 위한 것이다.
상기 조건식 (1)의 값이 하한값을 초과하는 경우에는 제1렌즈군(Ⅰ)의 굴절력이 강하게 되어 변배에 있어서, 수차변동 특히, 구면수차와 코마수차의 변동이 증가하게 된다.
또한, 변배시에 제2렌즈군(Ⅱ)의 이동량이 증가하게 되어 기구설계에 어려움이 발생하게 되어 렌즈의 소형화가 및 경량화가 어렵게 된다.
상기와 달리 조건식 (1)의 상한값을 초과하게 되는 경우에는 제1렌즈군(Ⅰ)의 굴절력이 약하게 되어 광각단의 뒷초점거리가 짧아지게 된다. 상기 광각단의 뒷초점거리가 짧아짐에 따라 제2렌즈군(Ⅱ)의 유효경이 커지게 되어 전체적으로 원가가 상승하게 되는 단점이 발생하게 된다.
상기의 식(2)는 줌배율에 관한것으로, 이 발명의 실시예에 따른 줌렌즈의 줌비가 2배 이상의 배율을 가져야 하는 것을 나타낸다.
상기의 식(3)과 식(4)는 제2렌즈군(Ⅱ)의 소재에 관한 것으로, 제2렌즈군을 구성하는 각 렌즈의 굴절율과 아베수가 상기한 조건값을 만족하므로써, 저렴한 가격의 재료로 구성되면서도 수차보정이 양호한 렌즈계를 제공할 수 있다.
상기의 조건 (5)와 (6)은 전체광학계에 있어서 색수차를 보정하기 위한 것으로, 상기 조건식 (3)과 (4)를 만족하는 저렴한 소재로 이루어진 렌즈계의 색수차를 보정하기 위하여 각 렌즈군의 분산력 즉, 아베수에 따른 적절한 소재배치에 관한 것이다.
상기한 조건 (7)은 생산성에 관한 것으로, 동일한 곡율반경을 가지는 다수의 렌즈를 사용하여, 가공 및 조립성을 향상시키고, 양상투자를 최소화하여 저렴한 렌즈시스템을 사용자에게 제공하기 위한 것이다.
상기 구성에 의한 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시예의 값은 다음과 같다.
상기한 조건을 만족하는 이 발명의 제1실시예에 따른 실시예값은 다음 〈표1〉과 같다.
다음의 f는 초점거리를 말하며, ri(i = 1~13)는 굴절면의 곡률반경, di(i=1~12)는 렌즈의 두께 또는 렌즈간의 거리를 말하며, N은 렌즈의 d-line 굴절율, 그리고 υ는 렌즈의 아베수, m은 전체렌즈계의 배율, w는 반화각을 말한다.
이 발명의 제1실시예에 따른 실시예값은 다음 〈표1〉과 같으며, 이 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈의 조리개치 Fno는 1 : 4.15~10.5이고 초점거리 f는 39.4mm~100.6mm이고, 반화각 w는 28.8°~12.2°이고, 뒷초점거리 fB는 8.50mm~69.19mm이다.
이 발명의 제1실시예에 따른 상기 식(1)~식(7)에 기술된 조건값은 다음과 같다.
(1) fr/ (fbT- fbW) = 0.476
(2) m2T/ m2W= 2.554
(3) N7υ7/ f7= -1.912
(4) N6υ6/ N7f7= 0.607
(5) υaNII/ (NaNII ofW= 0.928
(6) (υapI- υNI) / (υaNII- υpII) = 0.562
(7) 제1렌즈군에 있어서 적어도 2쌍이상의 동일한 곡률반경을 가질 것
=〉 r3=r5=r4, r6=r7
이 발명의 제2실시예에 따른 실시예값은 다음 〈표2〉와 같으며, 이 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈의 조리개치 Fno는 1 : 4.15~10.5이고 초점거리 f는 39.4mm~100.59mm이고, 반화각 w는 28.8°~12.2°이고, 뒷초점거리 fB는 9.20mm~70.33mm이다.
이 발명의 제2실시예에 따른 상기 식(1)~식(7)에 기술된 조건값은 다음과 같다.
(1) fr/ (fbT- fbW) = 0.462
(2) m2T/ m2W= 2.554
(3) N7υ7/ f7= -2.122
(4) N6υ6/ N7f7= 0.681
(5) υaNII/ (NaNII ofW= 0.928
(6) (υapI- υNI) / (υaNII- υpII) = 0.576
(7) 제1렌즈군에 있어서 적어도 2쌍이상의 동일한 곡률반경을 가질 것
=〉 r3=r5=-r4, r6=-r7
이 발명의 제3실시예에 따른 실시예값은 다음 〈표3〉와 같으며, 이 발명의 제3실시예에 따른 줌렌즈의 조리개치 Fno는 1 : 4.15~10.5이고 초점거리 f는 39.1mm~100.6mm이고, 반화각 w는 28.8°~12.2°이고, 뒷초점거리 fB는 9.06mm~70.37mm이다.
이 발명의 제3실시예에 따른 상기 식(1)~식(7)에 기술된 조건값은 다음과 같다.
(1) fr/ (fbT- fbW) = 0.457
(2) m2T/ m2W= 2.573
(3) N7υ7/ f7= -2.030
(4) N6υ6/ N7f7= 0.643
(5) υaNII/ (NaNII ofW= 0.935
(6) (υapI- υNI) / (υaNII- υpII) = 0.562
(7) 제1렌즈군에 있어서 적어도 2쌍이상의 동일한 곡률반경을 가질 것
=〉 r3=r5=r4, r6=r7
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서 렌즈셔터용 카메라에 있어서, 2군의 렌즈군으로 구성되어 2배 이상의 고배율 줌비를 가지면서 저렴한 소재사용으로 실현 가능하고, 전체 광학계의 굴절력 배치를 최적화하여 광학성능이 충분히 유지되므로서, 저렴하고 생산성이 우수한 효과를 가지는 줌렌즈를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 물체측으로부터 차례로 물체측 방향이 볼록한 정의 굴절력의 매니스커스 렌즈인 제1렌즈와, 양면이 오목한 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈와, 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈와, 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈로 구성되어 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과; 물체측 방향이 오목한 정의 굴절력을 가지는 매니스커스 렌즈인 제5렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 매니스커스 렌즈인 제6렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제7렌즈로 구성되어 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군으로 이루어져, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군과의 간격을 변화시켜 변배를 수행하고, 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈.
    0.3 〈 fⅠ/ (fbT- fbW) 〈 0.7
    m2T/ m2W〉 2.0
    fr: 제1렌즈군의 합성초점거리
    fbT: 망원단에서의 뒷초점거리
    fbW: 광각단에서의 뒷초점거리
    m2T: 광각단에서의 제2렌즈군의 배율
    m2W: 망원단에서 제2렌즈군의 배율
  2. 제1항에 있어서, 상기한 제1렌즈군에 동일한 곡율반경을 가지는 렌즈가 적어도 2쌍이상이 존재하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈.
  3. 물체측으로부터 차례로 물체측 방향이 볼록한 정의 굴절력의 매니스커스 렌즈인 제1렌즈와, 양면이 오목한 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈와, 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈와, 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈로 구성되어 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과; 물체측 방향이 오목한 정의 굴절력을 가지는 매니스커스 렌즈인 제5렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 매니스커스 렌즈인 제6렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제7렌즈로 구성되어 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군으로 이루어져, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군과의 간격을 변화시켜 변배를 수행하고, 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈.
    -2.7 〈 N7υ7/ f7〈 -1.5
    0.5 〈 N6υ6/ N7f7〈 1.33
    N6: 제6렌즈의 굴절율
    υ6: 제6렌즈의 아베수
    N7: 제7렌즈의 굴절율
    υ7: 제7렌즈의 아베수
    f7: 제7렌즈의 초점거리
  4. 제3항에 있어서, 다음의 조건을 만족하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 줌렌즈.
    0.85 〈 υanII/ (NanII ofw) 〈 1.0
    (υapI- υNI) / (υanII- υpII) 〈 0.65
    υaNII: 제1렌즈군에서 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 평균 아베수
    υNI: 제1렌즈군에서 부의 굴절력을 가지는 렌즈의 평균 아베수
    NanII: 제2렌즈군에서 부의 굴절력을 가지는 렌즈의 평균 굴절율
    υanII: 제2렌즈군에서 부의 굴절력을 가지는 렌즈의 평균 아베수
    υpII: 제2렌즈군에서 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 평균 아베수
    fw: 전체 광학계에 있어서 광각단의 초점거리
  5. 제3항에 있어서, 상기한 제1렌즈군에 동일한 곡율반경을 가지는 렌즈가 적어도 2쌍이상이 존재하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈.
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