KR100467953B1 - 줌렌즈 - Google Patents

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KR100467953B1
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김성우
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Abstract

본 발명은 줌렌즈를 개시한다.
본 발명에 따른 줌렌즈는 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군; 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군; 및 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군을 포함한다. 그리고 제1 렌즈군이 적어도 1매의 플라스틱 렌즈를 포함하고, 광각단에서 망원단으로의 변배시에 제1, 제2 및 제3 렌즈군이 이동하며, 또한,(fW: 광각단에서의 전체 초점 거리, ft: 망원단에서의 전체 초점 거리, f1: 제1 렌즈군의 초점 거리, f2: 제2 렌즈군의 초점 거리)를 만족한다.
이러한 본 발명에 따르면, 소형화가 용이하면서도 광학 성능이 우수한 3군 타입의 줌렌즈를 제공할 수 있다.

Description

줌렌즈{ZOOM LENS}
본 발명은 줌 렌즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, CCD(chargecoupled device) 등의 촬상 소자를 이용하는 카메라에 사용되는 줌 렌즈에 관한 것이다.
최근에는 CCD나 고체 촬상 소자를 이용한 전자 스틸 카메라나 비디오 카메라의 보급이 급속하게 확대되고 있으며, 소형 경량화 및 저 코스트화와 함께 고해상도가 요구되고 있다.
메가 픽셀(mega pixel)급 디지탈 카메라에 적용되는 줌렌즈의 경우 고해상도를 위하여 4군 형태의 줌렌즈가 일반적으로 사용된다. 4군 줌렌즈는 통상 물체측으로부터 정의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군 및 제4 렌즈군으로 이루어지며, 광각단에서 망원단으로의 변배시에 제2 렌즈군과 제4 렌즈군이 이동한다.
그러나, 이러한 4군 줌렌즈는 제1 렌즈군이 정의 굴절력을 가지기 때문에 외경이 커지게 되어 소형화의 요구를 충족시키지 못하는 문제점이 있다.
이에 따라 4군 줌렌즈에서 제1 렌즈군을 생략한 형태의 3군 줌렌즈를 사용하여 외경과 전장 등을 감소하여 소형이면서 고해상도를 가지는 줌렌즈를 구현하였다.
특히, 3군 줌렌즈에서는 효율적인 수차 보정을 위하여 비구면 렌즈를 사용하였으며, 변배시의 렌즈군의 동작 방법을 조절하여 줌렌즈의 외경이나 전장 크기를 조절하였다.
비구면 렌즈를 사용한 종래의 3군 줌렌즈로는 다음과 같은 것들이 있다.
1) 일본 특허 공개 2001-33701호
2) 일본 특허 공개 평 11-287953호
위의 1)에 개시된 줌렌즈는 왜곡 수차와 경통의 외경을 줄이기 위하여 제3 렌즈군에 비구면을 사용하였으며, 2)에 개시된 줌렌즈는 제1 및 제2 렌즈군에 비구면을 사용하였다.
그러나, 이러한 종래의 기술들은 비구면 렌즈를 사용함에 따라 렌즈의 가공 비용 증가 등에 따라 생산 비용이 증가되어 대량 생산이 어려운 문제점이 있다.
이에 따라 비구면 렌즈의 재료로 플라스틱을 사용하여 저비용으로 줌렌즈를 구현한 경우도 있지만, 줌배율이 작거나 소형화가 이루어지지 않으며, 또한 광학 성능이 떨어지는 문제점이 있다.
그러므로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 촬상 소자를 이용하는 카메라의 촬영 광학계로서 플라스틱 렌즈를 사용하면서도 높은 광학 성능을 가지면서 소형화가 용이한 줌렌즈를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌렌즈의 줌위치별 구조를 나타낸 도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌렌즈의 광각단과 망원단에서의 수차도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌렌즈의 줌위치별 구조를 나타낸 도이다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌렌즈의 광각단과 망원단에서의 수차도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌렌즈의 줌위치별 구조를 나타낸 도이다.
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌렌즈의 광각단과 망원단에서의 수차도이다.
이러한 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 줌렌즈는, 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군; 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군; 및 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군을 포함하며, 상기 제1 렌즈군이 적어도 1매의 플라스틱 렌즈를 포함하고, 광각단에서 망원단으로의 변배시에 제1, 제2 및 제3 렌즈군이 이동한다. 그리고,(fW: 광각단에서의 전체 초점 거리, ft: 망원단에서의 전체 초점 거리, f1: 제1 렌즈군의 초점 거리, f2: 제2 렌즈군의 초점 거리)를 만족한다.
또한,(r : 플라스틱 렌즈의 구면측 곡률 반경, r*: 플라스틱 렌즈의 비구면측 곡률 반경)의 조건을 더 만족한다.
한편, 제1 렌즈군에 포함되는 플라스틱 렌즈는 제1 렌즈군에 포함되는 다수의 렌즈 중 물체측으로부터 첫번째에 해당하는 렌즈이고, 상측면이 비구면일 수 있다.
또한, 제2 렌즈군은 적어도 1매의 접합 렌즈를 포함할 수 있으며,(fc: 접합 렌즈의 초점 거리, f2: 제2 렌즈군의 초점 거리)를 만족한다.
또한, 제3 렌즈군은 적어도 1매의 플라스틱 렌즈를 포함할 수 있으며, 이 경우(f3: 제3 렌즈군의 초점 거리, fP: 제3 렌즈군의 플라스틱 렌즈의 합성 초점 거리)를 만족한다.
또한, 제3 렌즈군이 1매의 플라스틱 렌즈로 이루어질 수 있다.
이러한 특징을 가지는 본 발명의 줌렌즈는(M3 : 변배시제3 렌즈군의 이동량, m3: 제3 렌즈군의 배율)을 더 만족한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 줌렌즈는, 물체측으로부터 순서대로, 적어도 1매의 부의 굴절력을 가지는 플라스틱 렌즈를 포함하고, 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군; 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군; 및 적어도 1매의 정의 굴절력을 가지는 플라스틱 렌즈를 포함하고, 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군을 포함하며, 광각단에서 망원단으로의 변배시에 제1, 제2 및 제3 렌즈군이 이동한다. 그리고를 만족한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1, 도 4, 및 도 7에 본 발명의 각 실시예에 따른 줌렌즈의 구조가 줌위치별로 도시되어 있다.
첨부한 도 1, 도4, 및 도 7에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는, 물체측으로부터 순서대로 위치되는 부(N:negative)의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군(Ⅰ), 정(P:positive)의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군(Ⅱ), 및 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군(Ⅲ)으로 이루어지며, 제1 렌즈군(Ⅰ)과 제2 렌즈군(Ⅱ) 사이에 조리개(A)가 위치되어 있다.
제1 렌즈군(Ⅰ)은 물체측으로부터 순서대로 배치되는 부의 굴절력을 가지며상측면이 오목한 메니스커 렌즈인 제1 렌즈(1), 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈인 제2 렌즈(2) 및 정의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈인 제3 렌즈(3)를 포함한다. 여기서, 제1 렌즈(1)는 플라스틱 렌즈이며, 상측면이 비구면이다.
제2 렌즈군(Ⅱ)은 물체측으로부터 순서대로 배치되는 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제4 렌즈(4), 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제5 렌즈(5), 부의 굴절력을 가지며 양면이 오목한 제6 렌즈(6), 및 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제7 렌즈(7)를 포함한다. 여기서 제5 렌즈(5)의 상측면과 제6 렌즈(6)의 물체측면이 접합되어 있다.
제3 렌즈군(Ⅲ)은 적어도 1매의 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제8 렌즈(8)를 포함한다. 여기서 제8 렌즈(8)는 플라스틱 렌즈이며, 상측면 또는 물체측면이 선택적으로 비구면일 수 있다.
이러한 NPP 구조로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈에서는, 도 1, 도4, 및 도 7에 도시되어 있듯이, 변배시에 각 렌즈군이 광각단에서 망원단으로 이동한다. 이 때, 제1 렌즈군(Ⅰ)과 제2 렌즈군(Ⅱ)의 간격은 감소하는 방향으로, 제2 렌즈군(Ⅱ)과 제3 렌즈군(Ⅲ)의 간격은 증가하는 방향으로 변배가 이루어진다. 그리고, 조리개(A) 또한 변배시에 제2 렌즈군(Ⅱ)과 연동하여 상측에서 물체측으로 이동한다.
이외에도 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는 광학 부품(9,10)을 더 포함한다. 본 실시예에서 광학 부품들은 편광 프리즘(polarizer), 편광 빔 스플리터(PBS:polarization beam splitter), 광 증폭기(lighting doubling), 커버 글래스 (cover glass), LCD(liquid crystal device) 등이 선택적으로 포함되며, 반드시 이러한 것에 한정되지는 않는다.
다음에는 이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈의 작용에 대하여 설명한다.
일반적으로 카메라에서 경통을 소형화하기 위해서 두가지의 방법이 사용된다. 하나의 방법은 렌즈 외경의 크기를 줄여서 경통을 소형화 하는 것이고, 다른 하나의 방법은 렌즈의 전장을 줄여서 경통을 소형화 하는 것이다. 통상, 4개의 렌즈군으로 이루어지는 4군 타입보다는 3개의 렌즈군으로 이루어지는 3군 타입이 보다 효율적으로 전장을 줄일 수가 있으며, 3군 타입에서도 물체측으로부터의 굴절력 배치가 N, P, P인 3군 타입이 경통의 외경을 줄이는데 보다 효과적이다.
그러나, 이러한 3군 타입의 줌렌즈에서는 수차 등을 보정하기가 어려운 단점이 있다. 이 때문에 이러한 3군 타입의 줌렌즈에서는 비구면 렌즈를 적절하게 사용하여 수차를 보정하는 방법을 주로 사용한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는 물체측으로부터 NPP의 굴절력 배치를 가지는 3군 타입으로 이루어져 소형화가 보다 용이하게 이루어지도록 하면서, 비구면 렌즈를 적절하여 사용하여 수차 보정 등이 용이하게 이루어지도록 한다.
특히, 플라스틱 비구면 렌즈를 사용하여 보다 저렴한 비용으로 줌렌즈를 구현하였으며, 또한, 비교적 민감도가 떨어지는 제1 및 제3 렌즈군에 플라스틱 렌즈를 배치하여 높은 광학 성능을 가지면서 소형화가 용이하게 이루어지도록 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는 제1 렌즈군을 N,N, P의 굴절력 배치를 가지는 3개의 렌즈로 구성하여, 제1 렌즈에 플라스틱 렌즈를 사용하기 용이하도록 하면서 제1 렌즈군이 가지는 민감도를 제3 렌즈가 대부분 대응하도록 하였다.
또한, 광각단에서 망원단으로의 변배시에 제1, 제2, 및 제3 렌즈군이 모두 이동하도록 하여 소형화가 보다 용이하게 이루어지도록 하였다.
이러한 특징을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는 다음의 조건들을 만족한다.
(조건식 1)
여기서, fW는 광각단에서의 전체 초점 거리를 나타내며, ft는 망원단에서의 전체 초점 거리를 나타내고, f1은 제1 렌즈군(Ⅰ)의 초점 거리를 나타내며, f2는 제2 렌즈군(Ⅱ)의 초점 거리를 나타낸다.
위의 조건식1은 제1 렌즈군(Ⅰ)과 제2 렌즈군(Ⅱ)의 굴절력 배치에 관한 것이다.
조건식1의 하한값 보다 작은 경우에는 제2 렌즈군(Ⅱ)의 굴절력이 커지면서 변배시에 이동량이 증가하게 된다. 그리고 조건식1의 상한값 보다 큰 경우에는 제1 렌즈군(Ⅰ)의 민감도가 높아지면서 플라스틱 렌즈의 사용에 제한을 받게 되어, 수차 보정이 용이하게 이루어지지 않으며, 또한 생산성이 떨어지게 된다.
따라서, 이러한 조건식1을 만족하도록 제1 및 제2 렌즈군(Ⅰ,Ⅱ)의 굴절력을 배치하고, 제1 렌즈군(Ⅰ)의 제1 렌즈(1)를 플라스틱 렌즈로 구현하고 제1 렌즈(1)의 상측면(r2)에 비구면을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는 다음의 조건을 만족한다.
(조건식 2)
여기서, r은 플라스틱 렌즈의 구면측 곡률 반경을 나타내며, r*는플라스틱 렌즈의 비구면측 곡률 반경을 나타낸다. 본 실시예에서 r은 제1 렌즈(1)의 물체측면 곡률 반경이 되고, r*는 상측면의 곡률 반경이 된다.
조건식2는 제1 렌즈군의 플라스틱 비구면 렌즈(제1 렌즈(1))의 형상에 관한 것이다.
조건식2의 하한값 이하인 경우에는 플라스틱 렌즈의 물체측면에 비구면을 사용하는 경우가 되어 위에 기술한 바와 같이, 상측면에 비구면을 사용하는 경우보다 수차 보정이 용이하게 이루어지지 않는다. 조건식2의 상한값 이상인 경우에는 플라스틱 렌즈가 양면이 볼록하거나 양면이 오목한 형상의 렌즈가 된다. 플라스틱 렌즈가 양면이 볼록한 형상의 렌즈가 되면 제1 렌즈군이 2개의 렌즈로 구성되는 경우가 많아서 소형화는 유리해지지만, 수차 보정이 어려워지게 된다. 또한 양면이 오목한 형상의 렌즈가 되면 플라스틱 렌즈가 작은 곡률 반경을 가지는 매니스커스 형태로되어서 소형화하는데 불리해진다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는 다음의 조건을 만족한다.
(조건식 3)
여기서, fc는 접합 렌즈의 초점 거리를 나타낸다. 본 발명의 실시예에서는 fc가 접합되어 있는 제5 렌즈(5)와 제6 렌즈(6)의 합성 초점거리가 된다.
조건식3은 제2 렌즈군(Ⅱ)의 수차 보정에 관한 것이다.
일반적으로 조리개(A)와 밀접하는 제2 렌즈군(Ⅱ)은 중심 광속이 가지는 구면 수차 및 색수차를 보정하는 기능을 수행한다. 특히, 제2 렌즈군(Ⅱ)에 포함된 접합 렌즈(5,6)는 색수차의 보정에 큰 영향을 미친다. 특히, 제2 렌즈군(Ⅱ)이 비구면 렌즈를 포함하지 않는 경우에는 접합 렌즈의 초점 거리가 위의 조건식 2를 만족하여야 즉, 제2 렌즈군(Ⅱ)의 초점 거리에 대한 접합 렌즈의 초점 거리의 비가 조건식2의 하한값보다는 크고 상한값보다는 작아야, 주변 광속에 주는 영향을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는 다음의 조건을 더 만족한다.
(조건식 4)
여기서, f3은 제3 렌즈군(Ⅲ)의 초점 거리를 나타내며, fP는 제3 렌즈군(Ⅲ)에 사용되는 플라스틱 렌즈들의 합성 초점 거리를 나타낸다. 본 실시예에서 fP는 제8 렌즈(8)의 초점 거리이다.
조건식 4는 제3 렌즈군(Ⅲ)의 플라스틱 렌즈(제8렌즈(8))의 굴절력에 관한 것이다.
일반적으로 제1 렌즈군에 배치되는 플라스틱 렌즈는 부의 굴절력을 가진다. 이것은 제1 렌즈군이 N, N, P의 굴절력 배치를 가지는 3개의 렌즈로 이루어지는 경우에는, 디센터(decenter) 및 틸트(tilt)에 민감한 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈 대신에 제1 렌즈나 제2 렌즈에 플라스틱 비구면 렌즈를 적용하기 때문이다. 한편, 제1 렌즈군이 N, P의 굴절력 배치를 가지는 2개의 렌즈로 이루어지는 경우에는 주변 광속의 수차 보정을 위해서 부의 굴절력을 가지는 렌즈가 플라스틱 비구면 렌즈인 것이 보다 유리하다. 이것은 정의 굴절력을 가지는 렌즈가 상대적으로 디센터나 틸트에 민감하기 때문에 정의 굴절력을 가지는 렌즈에 플라스틱 비구면 렌즈를 사용하면 수차 보정이 용이하지 않고 생산성 측면에서 문제가 발생하게 된다.
이러한 점을 고려하여, 본 발명의 실시예에서는 제3 렌즈군(Ⅲ)에 플라스틱 비구면 렌즈(제8렌즈(8))를 사용하고, 제1 렌즈군(Ⅰ)에 사용된 플라스틱 비구면 렌즈(제1렌즈(1))와는 반대의 굴절력을 가지도록 하여, 온도나 그 밖의 환경에 따른 굴절력 변화에 능동적으로 대철할 수 있도록 하였다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 제3 렌즈군(Ⅲ)의 플라스틱 비구면 렌즈인 제8 렌즈(8)는 정의 굴절력을 가지며 조건식4를 만족하는 굴절력 크기를 가진다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는 다음의 조건을 더 만족한다.
(조건식 5)
여기서, M3는 변배시 제3 렌즈군(Ⅲ)의 이동량을 나타내고, m3는 제3 렌즈군(Ⅲ)의 배율을 나타낸다.
조건식5는 줌렌즈가 광각단에서 망원단으로의 변배시에 제3 렌즈군(Ⅲ)이 이동하는 량을 규정한 것이다.
3군 형태의 줌렌즈에서 변배시에 제1, 제2 및 제3 렌즈군이 모두 이동하도록 하는 것은 기구적인 측면이나 공간적 활용면에서 상당한 어려움이 발생한다. 그러나 제3 렌즈군(Ⅲ)이 물체 거리에 따라서 조출을 하는 줌렌즈인 경우에 조건식5에 규정된 조건만큼 제3 렌즈군이 이동하도록 하면, 변배를 위한 별도의 장치없이 제3 렌즈군(Ⅲ)을 용이하게 이동시킬 수 있다.
이러한 제3 렌즈군(Ⅲ)의 이동에 따라 변배시 발생되는 수차의 보정이 이루어지며, 또한 위의 조건식5를 만족함에 따라 렌즈의 전장을 감소시킬 수 있다.
따라서, 조건식5의 하한값 이하인 경우에는 변배시 발생되는 수차 보정 효과가 감소되며, 조건식5의 상한값 이상인 경우에는 제3 렌즈군(Ⅲ)의 이동을 위한 새로운 렌즈 구성이 요구되는 문제가 발생한다.
이러한 조건들(조건식1 ∼조건식5)을 만족하는 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈의 실시예값은 다음과 같다.
다음의 f는 초점 거리를 나타내며, ri(i=1∼20)은 렌즈면의 곡률 반경, di(i=1∼20)는 렌즈의 두께 또는 렌즈간의 거리를 나타내며, nd는 굴절률을, v는 분산치를 나타낸다. 길이를 나타내는 값의 단위는 mm이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈의 변배비는 2.85이며, 화각(2ω)은 66.2°∼24.5°의 값을 가진다. 특히 중간단에서의 화각(2ω)은 35.9°이다.
표 1에 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈를 구성하는 각 렌즈의 실시예값이 기재되어 있다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(d) 굴절률(nd) 분산치(v)
1 39.765 1.20 1.49176 57.4
* 2 8.103 1.03
3 21.941 0.80 1.78590 43.9
4 6.200 1.81
5 8.520 2.17 1.84666 23.8
6 17.215 D1
7 ∞ 1.10
8 16.560 1.28 1.78590 43.9
9 -37.500 0.10
10 5.730 2.24 1.51680 64.2
11 -16.076 1.87 1.74077 27.8
12 4.920 0.84
13 20.166 1.22 1.67270 32.2
14 -29.000 D2
15 34.516 1.68 1.49176 57.4
* 16 -12.958 D3
17 ∞ 1.60 1.54425 67.0
18 ∞ 0.80
19 ∞ 0.75 1.51680 64.2
20 ∞ 1.20
*는 비구면을 나타내며, 비구면 계수를 위한 식은 다음과 같다.
z : 중심 광축으로부터 높이가 h인 비구면상의 좌표점에 대한 비구변 정점상의 수직면으로부터의 거리
h : 광축에 수직 방향으로의 거리(높이)
c : 렌즈의 정점에서의 곡률 반경의 역수(1/R)
K : 코닉(Conic) 상수
A4, A6, A8, A10 : 비구면 계수
이러한 수학식1에 따라 산출되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 각 비구면의 계수는 다음 표 2와 같다. 제1 실시예에서는 제1 렌즈군(I)의 제1 렌즈(1)의 상측면과, 제3 렌즈군(Ⅲ)의 제8 렌즈(8)의 상측면이 비구면이고, 제1 렌즈(1) 및 제8 렌즈(8)는 플라스틱 렌즈이다.
제2면의 비구면계수 제16면의 비구면 계수
K -0.827641 K -3.281832
A4 -0.185192E-03 A4 0.334227E-03
A6 0.827309E-06 A6 -0.339400E-04
A8 -0.204062E-06 A8 0.233708E-05
A10 0.206818E-08 A10 -0.626434E-07
그리고 변배시 변화되는 제3 렌즈(3)와 제4 렌즈(4) 사이의 거리(D1), 제7 렌즈(7)와 제8 렌즈(8) 사이의 거리(D2), 및 제8 렌즈(8)와 광학 부품(9) 사이의 거리(D3) 변화량은 다음 표 3과 같다.
면번호 광각단 중간단 망원단
D1 15.20 5.61 2.40
D2 3.12 9.33 15.85
D3 2.03 2.17 2.00
도 2에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단에서의 수차 특성이 도시되어 있으며, 도 3에 망원단에서의 수차 특성이 도시되어 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈의 변배비는 2.80이며, 화각(2ω)은 63.7°∼24.2°의 값을 가진다. 특히 중간단에서의 화각(2ω)은 35.4°이다.
표 4에 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈를 구성하는 각 렌즈의 실시예값이 기재되어 있다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(d) 굴절률(nd) 분산치(v)
1 42.428 1.20 1.49176 57.4
* 2 7.615 1.51
3 30.500 0.80 1.83400 37.3
4 7.040 1.77
5 10.300 1.95 1.84666 23.8
6 36.003 D1
7 ∞ 1.15
8 11.697 1.38 1.83400 37.3
9 -359.980 0.24
10 6.563 2.49 1.51680 64.2
11 -19.436 1.39 1.80518 25.5
12 5.340 0.89
13 28.513 2.23 1.62004 36.3
14 -17.286 D2
15 13.734 1.58 1.51680 64.2
16 -108.620 D3
17 ∞ 2.50 1.51680 64.2
18 ∞ 0.80
19 ∞ 0.75 1.51680 64.2
20 ∞ 1.20
*는 비구면을 나타내며, 제2 실시예에서는 제1 렌즈군(I)의 제1 렌즈(1)만이 플라스틱 렌즈이고 제1 렌즈(1)의 상측면이 비구면이다. 비구면의 계수는 다음 표 5와 같다.
제2면의 비구면계수
K -0.867013
A4 -0.134167E-03
A6 -0.895299E-06
A8 -0.118484E-06
A10 0.832976E-09
그리고 변배시 변화되는 제3 렌즈(3)와 제4 렌즈(4) 사이의 거리(D1), 제7 렌즈(7)와 제8 렌즈(8) 사이의 거리(D2), 및 제8 렌즈(8)와 광학 부품(9) 사이의거리(D3) 변화량은 표 6과 같다.
면번호 광각단 중간단 망원단
D1 16.93 5.84 2.45
D2 3.29 9.38 16.88
D3 2.00 2.59 2.00
도 5에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단에서의 수차 특성이 도시되어 있으며, 도 6에 망원단에서의 수차 특성이 도시되어 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈의 변배비는 2.85이며, 화각(2ω)은 69.3°∼26.3°의 값을 가진다. 특히 중간단에서의 화각(2ω)은 38.5°이다.
표 7에 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈를 구성하는 각 렌즈의 실시예값이 기재되어 있다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(d) 굴절률(nd) 분산치(v)
1 77.816 1.20 1.49950 57.0
* 2 7.176 1.20
3 19.061 0.80 1.83400 37.3
4 6.363 1.71
5 9.155 2.13 1.84666 23.8
6 25.230 D1
7 ∞ 1.00
8 10.046 1.50 1.83400 37.3
9 99.065 0.10
10 5.634 2.55 1.51680 64.2
11 -18.562 0.60 1.80518 25.5
12 4.702 0.90
13 17.752 1.55 1.62004 32.2
14 -17.752 D2
* 15 17.206 1.75 1.49950 57.0
16 -33.529 D3
17 ∞ 1.60 1.51680 64.2
18 ∞ 0.80
19 ∞ 0.75 1.51680 64.2
20 ∞ 1.20
*는 비구면을 나타내며, 제3 실시예에서는 제1 렌즈군(I)의 제1 렌즈(1)의 상측면과, 제3 렌즈군(Ⅲ)의 제8 렌즈(8)의 물체측면이 비구면이고, 제1 렌즈(1) 및 제8 렌즈(8)는 플라스틱 렌즈이다. 각 비구면의 계수는 다음 표 8과 같다.
제2면의 비구면계수 제15면의 비구면 계수
K -0.864746 K -3.558012
A4 -0.191613E-03 A4 -0.455785E-04
A6 -0.385397E-05 A6 0.135593E-04
A8 -0.105840E-06 A8 -0.970850E-06
A10 0.105856E-08 A10 0.265133E-07
그리고 변배시 변화되는 제3 렌즈(3)와 제4 렌즈(4) 사이의 거리(D1), 제7 렌즈(7)와 제8 렌즈(8) 사이의 거리(D2), 및 제8 렌즈(8)와 광학 부품(9) 사이의리(D3) 변화량은 다음 표 9와 같다.
면번호 광각단 중간단 망원단
D1 15.58 5.36 2.12
D2 3.83 9.81 16.69
D3 2.00 2.40 2.00
도 8에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단에서의 수차 특성이 도시되어 있으며, 도 9에 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, 3군 타입의 줌렌즈로서 소형화가 용이하면서도 광학 성능이 우수한 줌 렌즈를 제공할 수 있다.
특히, 플라스틱 렌즈를 적절하게 배치하여 수차 보정이 용이하며, 저렴한 비용으로 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 물체측으로부터 순서대로,
    부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군;
    정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군; 및
    정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군
    을 포함하며, 상기 제1 렌즈군이 적어도 1매의 비구면 플라스틱 렌즈를 포함하고, 광각단에서 망원단으로의 변배시에 제1, 제2 및 제3 렌즈군이 이동하며, 다음의 조건을 만족하는 줌 렌즈.
    fW: 광각단에서의 전체 초점 거리
    ft: 망원단에서의 전체 초점 거리
    f1: 제1 렌즈군의 초점 거리
    f2: 제2 렌즈군의 초점 거리
    r : 플라스틱 렌즈의 구면측 곡률 반경
    r*: 플라스틱 렌즈의 비구면측 곡률 반경
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군에 포함되는 플라스틱 렌즈는 제1 렌즈군에 포함되는 다수의 렌즈 중, 물체측으로부터 첫번째에 해당하는 렌즈이고, 상측면이 비구면인 줌 렌즈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은 적어도 1매의 접합 렌즈를 포함하며, 다음의 조건을 더 만족하는 줌렌즈.
    fc: 접합 렌즈의 초점 거리
    f2: 제2 렌즈군의 초점 거리
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈군은 적어도 1매의 플라스틱 렌즈를 포함하고, 다음의 조건을더 만족하는 줌 렌즈.
    f3: 제3 렌즈군의 초점 거리
    fP: 제3렌즈군의 플라스틱 렌즈의 합성 초점 거리
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제3 렌즈군이 1매의 플라스틱 렌즈로 이루어지는 줌렌즈.
  7. 제1항에 있어서,
    다음의 조건을 더 만족하는 줌렌즈.
    M3 : 변배시 제3 렌즈군의 이동량
    m3: 제3 렌즈군의 배율
  8. 물체측으로부터 순서대로,
    적어도 1매의 부의 굴절력을 가지는 비구면 플라스틱 렌즈를 포함하고, 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군;
    정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군; 및
    적어도 1매의 정의 굴절력을 가지는 플라스틱 렌즈를 포함하고, 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군
    을 포함하며, 광각단에서 망원단으로의 변배시에 제1, 제2 및 제3 렌즈군이 이동하며, 다음의 조건을 만족하는 줌 렌즈.
    fW: 광각단에서의 전체 초점 거리
    ft: 망원단에서의 전체 초점 거리
    f1: 제1 렌즈군의 초점 거리
    f2: 제2 렌즈군의 초점 거리
    r : 플라스틱 렌즈의 구면측 곡률 반경
    r*: 플라스틱 렌즈의 비구면측 곡률 반경
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US11143844B2 (en) 2018-01-19 2021-10-12 Lg Innotek Co., Ltd. Imaging lens and camera module comprising the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0921950A (ja) * 1995-07-05 1997-01-21 Konica Corp ズームレンズ
JPH09189857A (ja) * 1996-01-10 1997-07-22 Ricoh Co Ltd プラスチックを使用した読み取り用レンズ
JP2000147381A (ja) * 1998-08-31 2000-05-26 Konica Corp ズ―ムレンズ及びそのズ―ムレンズを備えたカメラ
JP2000267009A (ja) * 1999-01-12 2000-09-29 Minolta Co Ltd ズームレンズ
JP2002072091A (ja) * 2000-08-29 2002-03-12 Minolta Co Ltd ズームレンズ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0921950A (ja) * 1995-07-05 1997-01-21 Konica Corp ズームレンズ
JPH09189857A (ja) * 1996-01-10 1997-07-22 Ricoh Co Ltd プラスチックを使用した読み取り用レンズ
JP2000147381A (ja) * 1998-08-31 2000-05-26 Konica Corp ズ―ムレンズ及びそのズ―ムレンズを備えたカメラ
JP2000267009A (ja) * 1999-01-12 2000-09-29 Minolta Co Ltd ズームレンズ
JP2002072091A (ja) * 2000-08-29 2002-03-12 Minolta Co Ltd ズームレンズ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100896634B1 (ko) 2007-09-12 2009-05-08 삼성전기주식회사 자동 초점조절 광학계
US11143844B2 (en) 2018-01-19 2021-10-12 Lg Innotek Co., Ltd. Imaging lens and camera module comprising the same

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