KR100382010B1 - 광각 줌 렌즈 - Google Patents

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KR100382010B1
KR100382010B1 KR10-2001-0022382A KR20010022382A KR100382010B1 KR 100382010 B1 KR100382010 B1 KR 100382010B1 KR 20010022382 A KR20010022382 A KR 20010022382A KR 100382010 B1 KR100382010 B1 KR 100382010B1
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Abstract

본 발명은 광각 줌 렌즈를 개시한다.
본 발명의 광각 줌렌즈는 물체측으로부터 순서대로, 정의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군; 및 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군을 포함하고, 광각단에서 망원단으로 변배시에 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이의 간격이 변화된다. 여기서, 제1 렌즈군은 적어도 1매의 플라스틱 소재로 이루어진 제1 렌즈를 포함하며 부의 굴절력을 가지는 제1 서브 렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈를 포함하며 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제2 서브 렌즈군을 포함하고, 상기 제2 렌즈군은 정의 굴절력을 가지며 플라스틱 소재로 이루어진 제4 렌즈, 및 부의 굴절력을 가지는 제5 렌즈를 포함하며, 상기 플라스틱 소재로 이루어진 제1 렌즈 및 제4 렌즈는 적어도 하나의 렌즈면이 비구면으로 이루어진다. 그리고, ,(Ndi: 제1 렌즈의 굴절률, Vdi: 제1 렌즈의 아베수, ft: 전체 광학계의 망원단에서의 초점 거리, fw: 전체 광학계의 광각단에서의 초점 거리)를 만족한다.
이러한 본 발명에 따르면, 안정적인 설계 성능을 가지면서 양산 성능을 동시에 만족하고 저코스트 및 컴팩트화가 용이한 광각 줌렌즈를 제공할 수 있다.

Description

광각 줌 렌즈{WIDE-ANGLE ZOOM LENS}
본 발명은 줌 렌즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 렌즈 셔터 카메라, 비디오 카메라 등에 사용되는 2개의 렌즈군으로 이루어지는 광각 줌렌즈에 관한 것이다.
최근에는 시장의 급격한 변화와 소비자의 다양한 요구에 따라 소비재를 포함한 산업용 또는 정밀 측정용 광학 장비들이 그 용도에 따라 다소간에 차이가 있기는 하지만, 전체적으로 소형화 및 경량화 되어 가고 있으며, 또한 업체들간의 경쟁 심화에 따라 저코스트화도 진행되고 있다.
이에 따라 이러한 장비들에 사용되는 렌즈에 대해서도 소형화 및 경량화가 요구되어, 동일한 성능 사양을 가지는 경우에는 보다 작고, 보다 가볍고 그리고 보다 저렴하게 광학를 설계하는 것이 요구되고 있다. 또한 렌즈 등의 광학계가 적용되는 제품은 대부분 대량 생산되는 것이므로 생산성 또한 매우 중요한 설계 인자이며, 이에 따라 양산성이 탁월한 광학계에 대한 요구가 보다 높아지고 있다.
따라서 광학계에서의 플락스틱 렌즈의 활용도가 높아지고 있다.아포컬(afocal) 광학계의 대표적인 쌍안경이나 뷰파인더(view finder)의 경우에는 중저가형의 가격대의 제품에 플라스틱 렌즈를 많이 사용하고 있으며, 포컬 광학계경우에는 90년대에 들어서면서 정밀 금형 기술의 발전과 함께 새로운 플라스틱 소재의 개발로 인하여 플라스틱 렌즈의 활용도가 갈수록 높아지고 있다.
그러나, 광학계에 플라스틱 렌즈를 사용하는 경우에는 설계시나 제조시에 여러가지 문제점이 발생할 가능성이 있다. 구체적으로, 플라스틱은 소재의 종류가 극히 한정적이고 굴절률과 분산치 분포도 극도록 한정되어 있기 때문에, 렌즈 설계의 자유도가 현격하게 낮다. 또한 모든 플라스틱 재료는 온도 변화에 따라 굴절률이 심하게 변화되는 특성이 있으며, 그 밖에도 복굴절, 친수성(흡수성) 및 2차 가공의 난이성 등 다수의 문제점을 가지고 있다. 따라서 단계별로 플라스틱 소재의 특성을 고려한 설계가 충분하게 이루어져야 한다.
종래에 플라스틱 렌즈를 사용한 줌렌즈 광학계로는 다음과 같은 것들이 있다.
1) 일본 특허 공개 번호 평8-76014
2) 일본 특허 공개 번호 평8-50242
3) 일본 특허 공개 번호 평8-50243
4) 미국 특허 번호 5,900,991
이러한 종래 기술에 개시된 줌렌즈는 물체측으로부터 순서대로 정의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 2개의 렌즈군으로 이루어지면서 제1 렌즈군에 3매 제2 렌즈군에 2매의 렌즈를 배치하여, 전체 2군 5매의 구성을 가진다.
1) 또는 2)에 개시된 줌렌즈는 플라스틱 렌즈를 사용하여 소형 컴팩트화를 이루면서 플라스틱 렌즈 사용에 의하여 온도 변화 등에 따른 펀트(punt)의 변화를 최소화하기 위한 굴절력 배치를 개시하고 있지만, 제조 양산성이 떨어지는 문제점이 있다.
구체적으로 플라스틱 렌즈를 사용하는 경우에는 설계 성능의 향상뿐만 아니라 제조 양산성을 고려한 설계가 선행되어야 하고, 이에 따라 플라스틱 렌즈의 소재 선정 뿐만 아니라 소재에 따른 위치 선정도 매우 중요한 설계의 포인트가 된다. 특히, 플라스틱 소재 중 고굴절 영역에 속하는 1.55 이상의 굴절률을 가지는 소재를 사용하는 경우에는 소재 자체의 복굴절 영향이 광학계에 미치게 되고, 또한 고온 성형에 따른 성능 조건의 변화도 심해지게 된다. 그러나, 1) 및 2)에 기재된 줌렌즈는 1.55 이상의 굴절률을 가지는 플라스틱 렌즈를 사용하기 때문에 양산성이 떨어진다.
또한, 위의 종래 기술 중 2)에 개시된 줌렌즈는 플라스틱 렌즈의 매수가 3매 이상이고, 상면에 미치는 영향이 상대적으로 높은 전군 즉, 제1 렌즈군에 특히 플라스틱 렌즈가 후군 즉, 제2 렌즈군보다 많이 배치되어 있으므로, 아무리 광학 설계 성능이 좋더라도 실제 제조 성능을 예측하기가 무척 어렵게 된다.
그러므로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 안정적인 설계 성능을 가지면서 양산 성능을 동시에 만족하면서 저코스트 및 컴팩트화가 용이한 광각 줌렌즈를 제공하고자 하는데 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 줌 렌즈의 줌위치별 구조를 나타낸 도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 줌 렌즈의 광각단과 망원단에서의 수차도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 줌 렌즈의 줌위치별 구조를 나타낸 도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 줌 렌즈의 광각단과 망원단에서의 수차도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광각 줌 렌즈의 줌위치별 구조를 나타낸 도이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 광각 줌 렌즈의 광각단과 망원단에서의 수차도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광각 줌 렌즈의 줌위치별 구조를 나타낸 도이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 제4 실시예에 따른 광각 줌 렌즈의 광각단과 망원단에서의 수차도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 광각 줌 렌즈의 줌위치별 구조를 나타낸 도이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 제5 실시예에 따른 광각 줌 렌즈의 광각단과 망원단에서의 수차도이다.
이러한 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 광각 줌렌즈는 물체측으로부터 순서대로, 정의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군; 및 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군을 포함하고, 광각단에서 망원단으로 변배시에 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이의 간격이 변화된다.
여기서, 제1 렌즈군은 적어도 1매의 플라스틱 소재로 이루어진 제1 렌즈를 포함하며 부의 굴절력을 가지는 제1 서브 렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈를 포함하며 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제2 서브 렌즈군을 포함하고, 상기 제2 렌즈군은 정의 굴절력을 가지며 플라스틱 소재로 이루어진 제4 렌즈, 및 부의 굴절력을 가지는 제5 렌즈를 포함하며, 상기 플라스틱 소재로 이루어진 제1 렌즈 및 제4 렌즈는 적어도 하나의 렌즈면이 비구면으로 이루어진다.
이러한 특징을 가지는 본 발명에 따른 광각 줌렌즈는, ,(Ndi: 제1 렌즈의 굴절률, Vdi: 제1 렌즈의 아베수, ft: 전체 광학계의 망원단에서의 초점 거리, fw: 전체 광학계의 광각단에서의 초점 거리)를 만족하며, 이외에도,(f1: 제1 렌즈의 초점 거리, f2: 제4 렌즈의 초점 거리),( R22: 제2 렌즈의 상측 곡률 반경, R31: 제3 렌즈의 물체측 곡률 반경)를 더 만족한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 광각 줌렌즈는 위에 기술된 구조를 토대로 이루어지면서(D23: 제2 렌즈와제3 렌즈 사이의 광축상의 거리)를 만족하는 구성으로 이루어진다. 이 경우에는 특히, 변배시에 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이의 간격이 감소된다.
이외에도,(R21: 제2 렌즈의 물체측 곡률 반경, R22: 제2 렌즈의 상측 곡률 반경)를 더 만족할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 광각 줌렌즈는 위에 기술된 구조를 토대로 이루어지면서,, (Ndi: 제1 렌즈의 굴절률, Vdi: 제1 렌즈의 아베수, Ymax: 상면의 최대 상고)를 만족하는 구성으로 이루어진다.
이외에도,(fbw: 광각단에서 마지막 렌즈면에서부터 상면까지의 거리),,( DT: 망원단에서의 제1 렌즈면에서부터 상면까지의 거리, DW: 광각단에서의 제1 렌즈면에서부터 상면까지의 거리)를 더 만족할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1, 도 3, 도 5 및 도 7에 본 발명의 각 실시예에 따른 광각 줌 렌즈의 구조가 줌위치별로 도시되어 있다.
첨부한 도 1, 도 3, 도 5 및 도 7에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 광각 줌 렌즈는, 물체측으로부터 순서대로 위치되는 정의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군(Ⅰ), 및 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군(Ⅱ)으로 이루어진다. 제1 렌즈군(Ⅰ)과 제2 렌즈군(Ⅱ) 사이에 조리개(10)가 위치되어 있다.
제1 렌즈군(Ⅰ)은 부의 굴절력을 가지는 제1-1 서브 렌즈군(I-1) 및 정의 굴절력을 가지는 제1-2 서브 렌즈군(I-2)으로 이루어진다. 제1-1 서브 렌즈군(I-1)은 1매의 플라스틱 렌즈를 포함하며, 제1-2 서브 렌즈군(I-2)은 2매의 렌즈를 포함한다. 본 실시예에서 제1-1 서브 렌즈군(I-1) 플라스틱 소재로 이루어진 제1 렌즈(1)로 이루어지며, 제1-2 서브 렌즈군(I-2)는 제2 렌즈(2) 및 제3 렌즈(3)로 이루어진다. 각 실시예에 따라 제1 렌즈군(I)에 포함되는 렌즈의 형상 및 굴절력이 가변될 수 있으며, 각 실시예에 따른 제1 렌즈군(I)의 구체적인 렌즈 설명은 이하의 실시예별로 기술한다.
제2 렌즈군(Ⅱ)은 적어도 하나의 비구면을 포함하는 1매의 플라스틱 렌즈를 포함한다. 본 실시예에 제2 렌즈군(Ⅱ)은 정의 굴절력을 가지는 제4 렌즈(4) 및 부의 굴절력을 가지는 제5 렌즈(5)로 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따른 광각 줌렌즈는 광각단에서 망원단으로의 줌잉시에제1 렌즈군(I)과 제2 렌즈군(Ⅱ)의 사이의 간격이 변화(증가 또는 감소)되며, 특히 제1 렌즈군(I)은 고정되어 있고, 제2 렌즈군(Ⅱ)이 광축상을 전후로 이동하여 변배를 수행한다. 이 때, 제2 렌즈군(Ⅱ)은 상면측에서 물체측으로 이동한다.
다음에는 이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 작용에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 광각 줌렌즈는 플라스틱 렌즈를 사용하여 실제 양산성이 있는 구성으로 최소한의 성능을 유지하면서 소형이고, 가볍고 저렴한 광학계를 구현한다.
일반적으로 플라스틱 렌즈를 사용하는 경우에는 온도 변화에 따라 렌즈의 굴절률이 변화되고 흡수성에 의하여 초점 거리가 변화되는 것을 보상하는 방안을 고려하여야 한다. 1매의 플라스틱 렌즈를 사용하는 경우에는 플라스틱 렌즈의 굴절력을 최고화하여 온도에 따른 변화를 가능한 최소화 하며, 2매 이상의 플라스틱 렌즈를 사용하는 경우에는 두개의 플라스틱 렌즈의 굴절력 배치를 적절하게 하여 상호 온도 보상이 가능하도록 한다. 광학적으로 플라스틱 렌즈의 온도 보상이 이루어지지 않는 경우에는 전자적으로 온도에 따른 초점 거리 변화를 보상하는 방법을 이용하기도 하지만, 이 방법은 제조 비용이 상승되는 문제가 있다.
또한, 플라스틱 렌즈를 사용할 경우에는 온도 보상 이외에도 플라스틱 소재 자체의 특성을 고려한 보상이 이루어져야 한다. 특히, 실제적으로 광속이 상면에 미치는 영향이 큰 전군 렌즈군(제1 렌즈군)에 플라스틱 렌즈를 배치하는 경우에는 소재의 광학 특성 및 성형 안정선을 고려하여야 한다. 종래에는 전군 렌즈군에 대부분 광학 설계가 용이한 플린트(flint) 계열의 소재를 사용하였으나, 이 경우에는 복굴절의 영향과 소재의 성형 안정성이 열악하여 대량 생산 및 일정한 수준의 품질을 얻기가 어려운 단점이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광각 줌렌즈는 이러한 플라스틱 렌즈의 소재 특성을 고려하여, 제1 렌즈군(I)에 1매의 플라스틱 렌즈를, 제2 렌즈군(Ⅱ)에 1매의 플라스틱 렌즈를 배치하였으며, 사용된 플라스틱 렌즈는 다음의 조건을 만족한다.
여기서, Ndi는 제1 렌즈의 굴절률을 나타내고, Vdi는 제1 렌즈의 아베수를 나타낸다. 그리고, ft는 전체 광학계의 망원단에서의 초점 거리를 나타내며, fw는 전체 광학계의 광각단에서의 초점 거리를 나타내다.
수학식1은 제1 렌즈군에 사용된 플라스틱 렌즈(제1렌즈)의 소재 특성을 규정한 식으로, 수학식1을 만족하는 경우에는 크라운(crown) 계열의 소재로서 복굴절이 거의 없으며, 소재 자체의 성형 안정성이 좋아서 제조 성능에 따른 부담을 최소화할 수 있다.
수학식2는 줌렌즈의 변배비에 관한 것으로, 수학식2를 만족하지 않는 경우에는 요구되는 배율을 얻을 수 없다.
또한, 본 발명에 따른 광각 줌렌즈는 온도 변화에 따른 플라스틱 렌즈의 보상을 위하여, 다음의 조건을 만족한다.
여기서, f1은 제1 렌즈의 초점 거리를 나타내며, f2는 제4 렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
수학식3은 제1 렌즈군(I)에 1매, 제2 렌즈군(Ⅱ)에 1매의 플라스틱 렌즈가 각각 배치되어 있는 경우에 플라스틱 렌즈 온도 보상을 위한 조건으로, 수학식3을 만족하지 않는 경우에는 온도 변화에 따라 초점 위치 변화가 증가되어 상질에 현저한 영항을 주게 되며, 그 결과 광학 성능이 떨어지게 된다.
또한, 본 발명에 따른 광각 줌렌즈는 다음의 조건을 만족한다.
여기서, R22는 제2 렌즈의 상측 곡률 반경을 나타내고, R31은 제3 렌즈의 물체측 곡률 반경을 나타낸다.
수학식4는 제2 렌즈와 제3 렌즈의 형상에 관한 것으로, 수학식4를 만족하지 않는 경우에는 렌즈 형상이 복잡해져서 렌즈 제조가 어려워지게 되며, 그 결과 생산성이 떨어지게 된다.
또한, 본 발명에 따른 광각 줌렌즈는 다음의 조건을 만족한다.
여기서, D23은 제2 렌즈와제3 렌즈 사이의 광축상의 거리를 나타내며, R21은 제2 렌즈의 물체측 곡률 반경을 나타내고, R22는 제2 렌즈의 상측 곡률 반경을 나타낸다.
수학식 5와 수학식 6은 적절한 제조 성능을 유지하면서 최소한의 광학 성능을 만족시키기 위한 조건으로, 수학식 5를 만족하지 않는 경우에는 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이의 간격이 구면 수차 및 코마 수차에 대하여 민감하게 되어 수차 보정이 어려워지게 된다. 또한 수학식 6을 만족하지 않는 경우에는 수학식1이 만족되어도 플라스틱 렌즈에 복굴절이 발생하거나 렌즈의 성형 안정성이 저하된다. 따라서 수학식1의 효과를 최대화하기 위해서는 수학식6을 만족해야 한다.
또한, 본 발명에 따른 광각 줌렌즈는 다음의 조건을 만족한다.
,
여기서, Ymax는 상면의 최대 상고를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 광각 줌렌즈는 다음의 조건을 만족한다.
여기서, fbw는 광각단에서 마지막 렌즈면(상면에 가장 가까운 렌즈면)에서부터 상면까지의 거리를 나타낸다.
여기서, DT는 망원단에서의 제1 렌즈면(물체측에 가장 가까운 렌즈면)에서부터 상면까지의 거리를 나타내며, DW는 광각단에서의 제1 렌즈면에서부터 상면까지의 거리를 나타낸다.
수학식8과 수학식9는 적은 매수의 플라스틱 렌즈를 사용하여 중배율 이상의 배율과 광각을 얻기 위한 조건으로, 특히, 적은 매수의 낮은 굴절률을 가지는 플라스틱 렌즈를 사용하는 광학계의 적절한 크기와 전장을 규정한 것이다.
구체적으로,수학식 8은 본 발명에 따른 광각 줌렌즈의 망원비를 규정한 것으로, 수학식8을 만족하지 않는 경우에는 망원비가 지나치게 커지거나 작아지게 되어 컴팩트화가 용이하지 않게 되거나 수차 보정이 어려워지게 된다.
또한 수학식9는 광각 줌렌즈의 전장을 규정한 것으로, 수학식9를 만족하지 않는 경우에는 전장이 너무 길어지거나 작아지게 되어 컴팩트화가 용이하지 않게 되거나, 후초점 거리를 충분하게 확보하지 못하게 된다.
이외에도 수학식8과 수학식9의 조건을 만족하지 않는 경우에는 색수차가 증가하게 되고, 코마 플레어가 발생하며, 비점 수차에 대한 민감도도 상승하는 등 설계 성능이 매우 나빠지게 되거나, 제조 성능에 대한 민감도가 급격히 상승하게 되어, 결과적으로 만족스러운 품질 성능을 얻을 수 없으며, 또한 얻어진 품질을 지속하는 것이 어려워지게 된다.
이러한 다수의 조건들(수학식1∼수학식9)을 만족하는 본 발명의 실시예에 따른 소형줌렌즈의 실시예값은 다음과 같다.
다음의 f는 초점 거리를 나타내며, ri(i=1∼16)는 굴절면의 곡률 반경, di(i=1∼16)는 렌즈의 두께 또는 렌즈간의 거리를 나타내며, GLA는 분산치를 나타낸다. 길이를 나타내는 값의 단위는 mm이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 F 넘버(Fno)는 광각단과 망원단 사이에서 4.7∼12.37의 값을 가지고, 초점 거리(f)는 29.2mm ∼76.87mm의 값을 가지며, 화각(2ω)은 60.13°∼25.34°의 값을 가진다.
첨부한 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 줌렌즈에서, 제1 렌즈군(I)은 양면이 오목한 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈(1)로 이루어지는 제I-1 서브 렌즈군(I-1)과, 물체측면이 볼록한 매니스커스 렌즈이고 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈(2)와, 제2 렌즈(2)와 접합되어 있으며 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈(3)로 이루어진 제I-2 서브 렌즈군(I-2)으로 이루어진다. 그리고 제2 렌즈군(Ⅱ)은 상측면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제4 렌즈(4)와, 물체측면이 오목한 부의 굴절력을 가지는 제5 렌즈(5)로 이루어진다.
표 1에 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 줌렌즈를 구성하는 각 렌즈의 실시예값이 기재되어 있다.
면번호 곡률반경 두께,거리(d) 굴절률(n) 아베수(v)
1 -22.51571 1.8200 1.49176 57.50
* 2 359.75033 4.1120
3 23.62092 0.8500 1.80518 25.46
4 14.69787 2.5777 1.51680 64.20
5 -10.73737 1.1500
6 조리개 A
* 7 -74.11534 2.9712 1.58300 37.78
8 -15.50769 2.1610
9 -8.68252 1.4162 1.78590 43.93
10 -99.75814 B
*는 비구면을 나타내며, 비구면 계수를 위한 식은 다음과 같다.
x : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리
y : 광축에 수직 방향으로의 거리
c : 렌즈의 정점에서의 곡률 반경의 역수(1/R)
K : 코닉(Conic) 상수
A, B, C, D : 비구면 계수
이러한 수학식3에 따라 산출되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 각 비구면의 계수는 다음 표 2와 같다.
제2면의 비구면계수 제7면의 비구면 계수
K -0.2337968233776E+03 K -0.7036090510722E+03
A 0.3175041197515E-03 A -0.6903347012072E-04
B -0.2166366138432E-05 B 0.6478950333165E-05
C 0.3396355730291E-06 C -0.1174725828244E-06
D -0.5841455813040E-08 D 0.1254541617524E-08
그리고 줌잉시 변화되는 제3 렌즈(3)와 제4 렌즈(4) 사이의 거리(A), 제5 렌즈(5)와 상면 사이의 거리(B) 변화량은 다음 표 3과 같다.
광각단 망원단
A 11.7767 2.4000
B 8.1478 55.3661
도 2a에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 광각단에서의 수차 특성이 도시되어 있으며, 도 2b에 망원단에서의 수차 특성이 도시되어 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 F 넘버(Fno)는 광각단과 망원단 사이에서 4.85∼12.77의 값을 가지며, 초점 거리(f)는 29.2mm ∼76.87mm의값을 가지고, 화각(2ω)은 61.28°∼25.28°의 값을 가진다.
도 3에 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 구조가 도시되어 있으며, 첨부한 도 3에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 구조는 제1 실시예와 동일하게 이루어지며, 단지 제2 렌즈(2)와 제3 렌즈(3)가 서로 접합되어 있지 않다.
표 4에 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 줌렌즈를 구성하는 각 렌즈의 실시예값이 기재되어 있다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(d) 굴절률(nd) 분산치(v)
1 -31.18412 1.8000 1.49176 57.50
* 2 -75.90537 1.6423
3 -93.15686 1.9980 1.80518 25.46
4 13.81531 0.1938
5 12.76771 3.6540 1.58144 40.89
6 -8.48079 1.1725
7 조리개 A
* 8 -82.49242 2.5086 1.49176 57.50
9 -21.46282 3.1844
10 -8.86216 0.9500 1.69680 55.46
11 -80.26629
*는 비구면을 나타내며, 각 비구면의 계수는 다음 표 5와 같다.
제2면의 비구면계수 제8면의 비구면 계수
K -0.1401101868727E+03 K -0.8999480391514E+03
A 0.5142559932515E-03 A -0.2684193248497E-04
B 0.3762465518325E-05 B 0.5458016798915E-05
C 0.1613877060521E-06 C -0.7585212066236E-07
D 0.1090909780436E-07 D 0.6492325229306E-09
그리고 줌잉시 변화되는 제3 렌즈(3)와 제4 렌즈(4) 사이의 거리(A), 제5 렌즈(5)와 상면사이의 거리(B) 변화량은 다음 표 6과 같다.
광각단 망원단
A 11.4821 2.4000
B 8.0158 53.7719
도 4a에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 광각단에서의 수차 특성이 도시되어 있으며, 도 4b에 망원단에서의 수차 특성이 도시되어 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 F 넘버(Fno)는 광각단과 망원단 사이에서 4.85∼12.7의 값을 가지고, 초점 거리(f)는 29.18mm ∼76.4012mm의 값을 가지며, 화각(2ω)은 71.64°∼31.74°의 값을 가진다.
도 5에 본 발명의 제3 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 구조가 도시되어 있다. 첨부한 도 5에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광각 줌렌즈는 제1 실시예와 동일하게 이루어지며, 단지 제2 렌즈군(Ⅱ)의 제4 렌즈(4)가 상측면이 볼록한 매니스커스 형태로 이루어진다.
표 7에 본 발명의 제3 실시예에 따른 광각 줌렌즈를 구성하는 각 렌즈의 실시예값이 기재되어 있다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(d) 굴절률(nd) 분산치(v)
1 -21.80887 1.8000 1.49176 57.50
* 2 75.47208 4.8903
3 15.34715 0.8500 1.80610 33.27
4 8.84534 2.9500 1.51680 64.20
5 -11.55171 1.1500
6 조리개 A
7 -46.34459 2.6234 1.58300 30.00
* 8 -19.16664 3.5110
9 -10.13232 0.9508 1.77250 49.62
10 -100.40306
*는 비구면을 나타내며, 각 비구면의 계수는 다음 표 8과 같다.
제2면의 비구면계수 제7면의 비구면 계수
K 0.9869836297029E+02 K -0.5310493351948E+02
A 0.2075352879260E-03 A 0.1318874531857E-05
B 0.4238763411410E-06 B 0.2238588172623E-07
C 0.6859288888088E-07 C 0.1139951145480E-07
D 0.3490059662298E-09 D -0.5536379676418E-10
그리고 줌잉시 변화되는 제3 렌즈(3)와 제4 렌즈(4) 사이의 거리(A), 제5 렌즈(5)와 상면사이의 거리(B) 변화량은 다음 표 9와 같다.
광각단 망원단
A 12.1045 2.4000
B 8.0004 54.9879
도 6a에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 광각단에서의 수차 특성이 도시되어 있으며, 도 6b에 망원단에서의 수차 특성이 도시되어 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 F 넘버(Fno)는 광각단과 망원단 사이에서 5.2∼13.4의 값을 가지고, 초점 거리(f)는 39.3825mm∼112.1407mm의 값을 가지며, 화각(2ω)은 57.37°∼21.80°의 값을 가진다.
도 5에 본 발명의 제4 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 구조가 도시되어 있으며, 첨부한 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따른 광각 줌렌즈는 제 1 실시예와 동일한 구조로 이루어진다.
표 10에 본 발명의 제4 실시예에 따른 광각 줌렌즈를 구성하는 각 렌즈의 실시예값이 기재되어 있다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(d) 굴절률(nd) 분산치(v)
1 -43.71576 2.2000 1.49176 57.50
* 2 -148.86318 2.3089
3 -140.58799 3.2485 1.80518 25.46
4 18.83230 0.0830
5 16.56741 4.6229 1.58144 40.89
6 -11.72643 1.6500
7 조리개 A
* 8 -110.64352 3.1364 1.49176 57.50
9 -28.37769 4.3497
10 -11.53896 0.9500 1.62041 60.34
11 -167.97380
*는 비구면을 나타내며, 각 비구면의 계수는 다음 표 11과 같다.
제2면의 비구면계수 제8면의 비구면 계수
K -0.5248221830213E+02 K -0.1000000000000E+04
A 0.2062932054001E-03 A -0.1570421552374E-04
B 0.1467004939975E-05 B 0.1461384088778E-05
C -0.1602683661215E-07 C -0.1277714512309E-07
D 0.1129134664048E-08 D 0.6710534105548E-10
그리고 줌잉시 변화되는 제3 렌즈(3)와 제4 렌즈(4) 사이의 거리(A), 제5 렌즈(5)와 상면사이의 거리(B) 변화량은 다음 표 12와 같다.
면번호 광각단 망원단
A 15.9435 2.0000
B 10.7325 82.6644
도 8a에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 광각단에서의 수차 특성이 도시되어 있으며, 도 8b에 망원단에서의 수차 특성이 도시되어 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 F 넘버(Fno)는 광각단과 망원단 사이에서 5.2∼13.4의 값을 가지고, 초점 거리(f)는39.8904mm ∼114.3424mm의 값을 가지며, 화각(2ω)은 56.78°∼21.40°의 값을 가진다.
첨부한 도 5에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 광각 줌렌즈는 제1 실시예와 동일하게 이루어지며, 단지, 제I-2 서브 렌즈군(I-2)이 제1 실시예와는 달리, 양면이 오목한 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈(2)와, 양면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈(3)로 이루어진다.
표 13에 본 발명의 제5 실시예에 따른 광각 줌렌즈를 구성하는 각 렌즈의 실시예값이 기재되어 있다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(d) 굴절률(nd) 분산치(v)
1 -45.30842 1.9710 1.52470 56.20
2 -139.44934 1.5843
3 -97.36476 3.4854 1.62004 36.30
4 17.98345 0.3198
5 17.03655 4.5958 1.51823 58.96
6 -11.28290 1.1519
7 조리개 A
* 8 -133.33944 3.5899 1.52470 56.20
9 -25.54278 3.5933
10 -11.48756 1.5500 1.62041 60.34
11 -358.76252 B
*는 비구면을 나타내며, 각 비구면의 계수는 다음 표 14와 같다.
제2면의 비구면계수 제8면의 비구면 계수
K 0.2143942917987E+03 K -0.1168785429934E+04
A 0.1926285160417E-03 A -0.2491806670443E-06
B 0.2640235379935E-05 B 0.1213955440375E-05
C -0.6117292526058E-07 C -0.1192159025395E-07
D 0.1744191869404E-08 D 0.7395802633221E-10
그리고 줌잉시 변화되는 제3 렌즈(3)와 제4 렌즈(4) 사이의 거리(A), 제5 렌즈(5)와 상면사이의 거리(B) 변화량은 다음 표 15와 같다.
면번호 광각단 망원단
A 16.7642 2.0000
B 11.1338 87.8657
도 10a에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 제5 실시예에 따른 광각 줌렌즈의 광각단에서의 수차 특성이 도시되어 있으며, 도 10b에 망원단에서의 수차 특성이 도시되어 있다.
본 발명은 위에 기술된 실시예에 한정되지 않고 다음에 기술되는 청구 범위 내에서 다양한 변경 및 변화가 가능하다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따라, 안정적인 설계 성능을 가지면서 양산 성능을 동시에 만족하고 저코스트 및 컴팩트화가 용이한 광각 줌렌즈를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 물체측으로부터 순서대로,
    정의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군; 및
    부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군을 포함하고, 광각단에서 망원단으로 변배시에 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이의 간격이 변화되며,
    상기 제1 렌즈군은 적어도 1매의 플라스틱 소재로 이루어진 제1 렌즈를 포함하며 부의 굴절력을 가지는 제1 서브 렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈를 포함하며 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제2 서브 렌즈군을 포함하고,
    상기 제2 렌즈군은 정의 굴절력을 가지며 플라스틱 소재로 이루어진 제4 렌즈, 및 부의 굴절력을 가지는 제5 렌즈를 포함하며,
    상기 플라스틱 소재로 이루어진 제1 렌즈 및 제4 렌즈는 적어도 하나의 렌즈면이 비구면으로 이루어지고, 다음의 조건을 만족하는 광각 줌렌즈.
    Ndi: 제1 렌즈의 굴절률
    Vdi: 제1 렌즈의 아베수
    ft: 전체 광학계의 망원단에서의 초점 거리
    fw: 전체 광학계의 광각단에서의 초점 거리
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광각 줌렌즈는 다음의 조건을 더 만족하는 것을 특징으로 하는 광각 줌렌즈.
    f1: 제1 렌즈의 초점 거리
    f2: 제4 렌즈의 초점 거리
  3. 제1항에 있어서, 다음의 조건을 더 포함하여 만족하는 것을 특징으로 하는 광각 줌렌즈.
    R22: 제2 렌즈의 상측 곡률 반경
    R31: 제3 렌즈의 물체측 곡률 반경
  4. 물체측으로부터 순서대로,
    정의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군; 및
    부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군을 포함하고, 광각단에서 망원단으로 변배시에 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이의 간격이 감소되며,
    상기 제1 렌즈군은 적어도 1매의 플라스틱 소재로 이루어진 제1 렌즈를 포함하며 부의 굴절력을 가지는 제1 서브 렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈를 포함하며 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제2 서브 렌즈군을 포함하고,
    상기 제2 렌즈군은 정의 굴절력을 가지며 플라스틱 소재로 이루어진 제4 렌즈, 및 부의 굴절력을 가지는 제5 렌즈를 포함하며,
    상기 플라스틱 소재로 이루어진 제1 렌즈 및 제4 렌즈는 적어도 하나의 렌즈면이 비구면으로 이루어지고, 다음의 조건을 만족하는 광각 줌렌즈.
    D23: 제2 렌즈와제3 렌즈 사이의 광축상의 거리
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광각 줌렌즈는 다음의 조건을 더 만족하는 것을 특징으로 하는 광각 줌렌즈.
    R21: 제2 렌즈의 물체측 곡률 반경
    R22: 제2 렌즈의 상측 곡률 반경
  6. 물체측으로부터 순서대로,
    정의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군; 및
    부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군을 포함하고, 광각단에서 망원단으로 변배시에 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이의 간격이 증가되며,
    상기 제1 렌즈군은 적어도 1매의 플라스틱 소재로 이루어진 제1 렌즈를 포함하며 부의 굴절력을 가지는 제1 서브 렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈를 포함하며 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제2 서브 렌즈군을 포함하고,
    상기 제2 렌즈군은 정의 굴절력을 가지며 플라스틱 소재로 이루어진 제4 렌즈, 및 부의 굴절력을 가지는 제5 렌즈를 포함하며,
    상기 플라스틱 소재로 이루어진 제1 렌즈 및 제4 렌즈는 적어도 하나의 렌즈면이 비구면으로 이루어지고, 다음의 조건을 만족하는 광각 줌렌즈.
    ,
    Ndi: 제1 렌즈의 굴절률
    Vdi: 제1 렌즈의 아베수
    Ymax: 상면의 최대 상고
  7. 제6항에 있어서, 다음의 조건을 더 만족하는 것을 특징으로 하는 광각 줌렌즈.
    fbw: 광각단에서 마지막 렌즈면에서부터 상면까지의 거리
  8. 제6항에 있어서, 다음의 조건을 더 만족하는 것을 특징으로 하는 광각 줌렌즈.
    DT: 망원단에서의 제1 렌즈면에서부터 상면까지의 거리
    DW: 광각단에서의 제1 렌즈면에서부터 상면까지의 거리
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