KR100272337B1

KR100272337B1 - 고정초점렌즈

Info

Publication number: KR100272337B1
Application number: KR1019970046282A
Authority: KR
Inventors: 박천호
Original assignee: 이중구; 삼성테크윈주식회사
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 2000-11-15
Also published as: KR19990024900A

Abstract

이 발명은 고정 초점 렌즈에 관한 것으로, 물체측으로부터 순차적으로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈를 포함하여 이루어지며, 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군과; 부의 굴절력을 가지는 제4렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈를 포함하여 이루어지며, 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 후군 렌즈군으로 이루어지고, 조건 D/f

4.03, 0.12

d/D

Description

고정 초점 렌즈{FIXED FOCUS LENS}

이 발명은 고정 초점 렌즈에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 사진용 카메라, 비디오 카메라 등에 사용되는 것으로 광학 성능이 매우 양호하며 컴팩트한 고정 초점 렌즈에 관한 것이다.

일반적으로 고정 초점 렌즈는 줌렌즈와 같이 초점이 가변되는 것이 아니라 초점이 고정되어 있는 것이다.

종래의 일반적인 고정 초점 렌즈는 부의 굴절력을 가지는 렌즈와 정의 굴절력을 가지는 렌즈로 이루어져 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 렌즈와 정의 굴절력을 가지는 2개의 렌즈로 이루어져 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 후군 렌즈군으로 구성된다.

그러나, 상기한 형식으로 이루어진 종래의 고정 초점 렌즈에 있어서, 전군 렌즈군에서의 부의 굴절력을 한 매의 렌즈가 부담하고 있으므로, 구면 수차 및 상면 만곡의 악화되어, 그에 따라 상질이 저하되는 단점이 있다.

이 발명은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 렌즈군의 굴절력을 적절하게 배분하여 구면 수차 및 상면 만곡을 최소한으로 억제하여 고성능의 상질을 가지는 고정 초점 렌즈를 제공하고자 하는데 있다.

또한 이 발명의 다른 목적은 구면 수차를 적절히 보정하여 상면 중심에서의 화질을 향상시키고, 상면 만곡 보정을 보정하여 주변 상면에서의 화질을 우수하게 유지하기 위한 고정 초점 렌즈를 제공하고자 하는데 있다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 고정 초점 렌즈의 구성도이고,

제2a∼도2c는 이 발명의 제1실시예에 따른 고정 초점 렌즈의 수차도이고,

제3a∼도3c는 이 발명의 제2실시예에 따른 고정 초점 렌즈의 수차도이고,

제4a∼도4c는 이 발명의 제3실시예에 따른 고정 초점 렌즈의 수차도이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은,

물체측으로부터 순차적으로,

부의 굴절력을 가지는 제1렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈를 포함하여 이루어지며, 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군과,

부의 굴절력을 가지는 제4렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈를 포함하여 이루어지며, 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 후군 렌즈군으로 이루어지고, 다음의 조건을 만족한다.

(조건식 1)

D/f

4.03

(조건식 2)

0.12

d/D

0.18

(조건식 3)

〔n(3)+n(5)+n(6)〕/3

1.70

상기 n(3), n(5), n(6)은 각각 물체측으로부터 세 번째, 다섯 번째, 여섯 번째 해당하는 렌즈의 굴절율을 나타낸다.

(조건식 4)

〔n(1)+n(2)+n(4)〕/3

1.62

상기 n(1), n(2), n(4)은 각각 물체측으로부터 첫 번째, 두 번째, 네 번째 해당하는 렌즈의 굴절율을 나타낸다.

상기의 D는 물체측에 가장 가까운 렌즈면으로부터 상면까지의 거리를 나타내고, 상기 f는 전체 렌즈계의 초점 거리를 나타내고, 상기 d는 전군 렌즈군과 후군 렌즈군 사이의 공기 간격을 나타낸다.

상기한 구성에 의하여 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

첨부한 도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 고정 초점 렌즈의 구성은, 물체측으로부터 순차적으로, 부의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군(Ⅰ)과, 정의 굴절력을 가지는 후군 렌즈군(Ⅱ)으로 이루어진다.

상기 전군 렌즈군(Ⅰ)은 부의 굴절력을 가지고 물체측면이 볼록한 매니스커스(meniscus) 형태인 제1렌즈(1)와, 부의 굴절력을 가지고 물체측면이 볼록한 매니스커스 형태인 제2렌즈(2)와, 정의 굴절력을 가지고 양면이 볼록한 제3렌즈(3)로 이루어진다.

상기 후군렌즈군(Ⅱ)은 부의 굴절력을 가지고 양면이 오목한 제4렌즈(4)와, 정의 굴절력을 가지고 물체측면이 볼록한 제5렌즈(5)와, 정의 굴절력을 가지고 양면이 볼록한 제6렌즈(6)와, 상기 제6렌즈(6)의 상측면에 장착된 광학적 필터(LPF: Low Pass Filter)(7)로 이루어진다.

상기 전군 렌즈군(Ⅰ)과 후군 렌즈군(Ⅱ) 사이에 조리개가 장착될 수 있다.

물체 거리에 따른 포커싱은 전체 렌즈계가 물체쪽으로 동시에 동일 거리를 이동하여 수행한다.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 고정 초점 렌즈의 작용은 다음과 같다.

이 발명의 실시예에 따른 고정 초점 렌즈는 상기한 조건식 1을 만족하는 형태로 이루어진다.

상기 조건식 1은 컴팩트한 렌즈계를 얻기 위한 것으로서, 조건식 1의 D/f가 상한값을 초과하는 경우에는 수차 보정이 용이해지지만, 렌즈계가 커지게 되어 컴팩트한 렌즈계를 얻기가 어려워진다.

상기 조건식 2는 렌즈계에 있어서 상면에 도달하는 광선의 양을 조절하기 위한 조리개의 설치 공간을 확보하기 위한 것이다.

상기 조건식 2의 하한값을 초과하는 경우에는 조리개를 설치하기 위한 공간 확보가 어려워진다.

이와 반대로, 상기 조건식 2의 상한값을 초과하는 경우에는 렌즈계의 크기가 커져서 컴팩트한 렌즈계를 구현하기가 어려워진다.

상기 조건식 3의 하한값을 초과하는 경우에는 렌즈계의 페쯔발 합이 커지게 되어 상면 만곡이 악화됨으로써, 상면 주변의 성능이 저하된다.

상기 조건식 4의 상한값을 초과하는 경우에는 렌즈계 페쯔발 합이 커지게 되어 상면 만곡이 악화되어, 상면 주변에서 사지탈 광선(sagittal ray)과, 탄젠셜 광선(tangential ray)의 간격이 커지게 되어 성능이 저하된다.

상기 구성으로 상기한 조건식1∼4를 만족하는 이 발명의 다수 실시예는 다음과 같다.

다음의 f는 초점 거리를 나타내며, ri(i=1∼14)는 굴절면의 곡률 반경, di(i=1∼14)는 렌즈의 두께 또는 렌즈간의 거리를 나타내며, N은 렌즈의 d-line 굴절률,

는 렌즈의 아베수, 2

는 화각을 나타낸다.

이 발명의 제1실시예에 따른 고정 초점 렌즈의 조리개치(Fno)는 2.8이고, 초점 거리(f)는 10.00이고, 화각 2

은 60.2˚이고, 실시예값은 다음 표1과 같다.

면번호	곡률반경(r)	두께,거리(d)	굴절률(nd)	아베수(ν)
1	18.17300	1.3200	1.48749	70.44
2	8.08600	1.6400
3	33.02800	1.1600	1.51680	64.20
4	9.12400	2.8900
5	23.80100	2.3800	1.83400	37.34
6	-21.30400	6.8600
7	-11.22800	1.1900	1.80518	25.46
8	20.03300	0.1800
9	-461.43500	2.7800	1.62041	60.34
10	-8.33600	0.1700
11	22.36900	3.0400	1.69680	55.46
12*	-14.81400	3.3100
13	0.00000	4.5000	1.51680	64.20
14	0.00000

이 발명의 제2실시예에 따른 고정 초점 렌즈의 조리개치(Fno)는 2.8이고, 초점 거리(f)는 10.00이고, 화각 2

은 60.3˚이고, 실시예값은 다음 표2와 같다.

면번호	곡률반경(r)	두께,거리(d)	굴절률(nd)	아베수(ν)
1	17.45600	1.6300	1.48749	70.44
2	7.93100	1.5300
3	28.40200	1.3300	1.51680	64.20
4	8.61800	3.4000
5	21.29600	2.4200	1.83400	37.34
6	-21.29600	6.1900
7	-10.29500	1.3300	1.80518	25.46
8	19.88600	0.2000
9	-461.43500	2.6000	1.62041	60.34
10	-8.33600	0.1700
11	22.36900	3.0700	1.69680	55.46
12*	-14.81400	3.3200
13	0.00000	4.5000	1.51680	64.20
14	0.00000

이 발명의 제3실시예에 따른 고정 초점 렌즈의 조리개치(Fno)는 2.8이고, 초점 거리(f)는 10.00이고, 화각 2

은 60.4˚이고, 실시예값은 다음 표3과 같다.

면번호	곡률반경(r)	두께,거리(d)	굴절률(nd)	아베수(ν)
1	15.69600	1.4900	1.51680	64.20
2	7.80400	1.5800
3	32.11500	1.3300	1.51680	64.20
4	8.46300	3.4700
5	20.80300	2.4200	1.83400	37.34
6	-20.80300	2.5700
7	-10.66900	1.3300	1.80518	25.46
8	19.10000	0.2000
9	-556.36000	2.5500	1.58913	61.25
10	-8.09600	0.1700
11	23.27300	3.0700	1.69680	55.46
12*	-13.96300	3.3200
13	0.00000	4.5000	1.51680	64.20
14	0.00000

상기한 실시예(1∼3)에 따른 조건식 값은 다음 표4와 같다.

조건식	제1실시예	제2실시예	제3실시예
D/f	3.87	3.88	3.88
d/D	0.177	0.159	0.159
〔n(3)+n(5)+n(6)〕/3	1.717	1.717	1.707
〔n(1)+n(2)+n(4)〕/3	1.603	1.603	1.613

상기한 제1∼제3실시예에 따른 수차 특성은 첨부한 도2a∼도2c, 도3a∼도3c, 도4a∼도4에 각각 도시되어 있으며, 각 도의 d는 d-line, g는 g-line, c는 c-line 광선을 나타내고, OSC는 Offence of Sine Condition의 약어이며, T는 탄젠셜 상면을 나타내고, S는 사지탈 상면을 나타낸다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 렌즈군의 굴절력을 적절하게 배분하여 구면 수차 및 상면 만곡을 최소한으로 억제하여 고성능의 상질을 가지는 고정 초점 렌즈를 제공할 수 있다.

또한 구면 수차를 적절히 보정하여 상면 중심에서의 화질을 향상시키고, 상면 만곡 보정을 보정하여 주변 상면에서의 화질을 우수하게 유지하는 효과를 가지는 초정 고점 렌즈를 제공할 수 있다.

Claims

물체측으로부터 순차적으로,

부의 굴절력을 가지는 제1렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈를 포함하여 이루어지며, 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군과;

부의 굴절력을 가지는 제4렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈를 포함하여 이루어지며, 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 후군 렌즈군으로 이루어지고, 다음의 조건을 만족하는 고정 초점 렌즈.

D/f
4.03,

0.12
d/D
0.18

f: 전체 초점거리

d: 전군 렌즈군과 후군 렌즈군 사이의 공기 간격

D: 물체측에 가장 가까운 렌즈면으로부터 상면까지의 거리
제1항에 있어서, 다음의 조건을 더 포함하여 만족하는 고정 초점 렌 즈.

〔n(3)+n(5)+n(6)〕/3
1.70

〔n(1)+n(2)+n(4)〕/3
1.62

n(3), n(5), n(6): 각각 물체측으로부터 세 번째, 다섯 번째, 여섯 번째 해당하는 렌즈의 굴절율

n(1), n(2), n(4): 각각 물체측으로부터 첫 번째, 두 번째, 네 번째 해당하는 렌즈의 굴절율