KR100616646B1 - 인너 줌 렌즈 시스템 - Google Patents

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KR100616646B1
KR100616646B1 KR1020040113098A KR20040113098A KR100616646B1 KR 100616646 B1 KR100616646 B1 KR 100616646B1 KR 1020040113098 A KR1020040113098 A KR 1020040113098A KR 20040113098 A KR20040113098 A KR 20040113098A KR 100616646 B1 KR100616646 B1 KR 100616646B1
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Abstract

본 발명은 이미지 센서를 구비하는 카메라 모듈에 사용되며 인너 포커스 방식에 적합한 인너 줌 렌즈 시스템에 관한 것이다.
상기 인너 줌 렌즈 시스템은, 개구 조리개를 구비하며, 물체측으로부터 순서대로, 음의 굴절력을 가지며 고정된 제1 렌즈군, 양의 굴절력을 가지며 광각단으로부터 망원단으로의 변배시 상기 제1 렌즈군과의 간격이 감소하도록 이송되면서 변배를 수행하는 제2 렌즈군, 음의 굴절력을 가지며 상기 제2 렌즈군의 변배로 인한 초점위치의 변화를 보정하도록 이송되는 제3 렌즈군 및 양의 굴절력을 가지며 고정된 제4 렌즈군을 포함하며, 상기 제1 내지 제4 렌즈군에 사용되는 렌즈는 6매 이하로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 6매 이하의 적은 매수의 렌즈를 사용하면서도 고해상도를 구현할 수 있고 충분한 변배 성능을 얻을 수 있으며 소형화가 가능한 인너 포커스 방식의 인너 줌 렌즈 시스템을 얻을 수 있게 된다.
인너 줌, 카메라, 굴절력, 초점거리, 망원단, 광각단

Description

인너 줌 렌즈 시스템{Inner Zoom Lens System}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인너 줌 렌즈 시스템의 렌즈구성도로서,
(a)는 광각단에서의 렌즈 구성도, (b)는 망원단에서의 렌즈구성도를 각각 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 실시예의 광각단에서의 수차도를 도해한 것으로,
(a)는 구면수차, (b)는 비점수차, (c)는 왜곡을 각각 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 실시예의 망원단에서의 수차도를 도해한 것으로,
(a)는 구면수차, (b)는 비점수차, (c)는 왜곡을 각각 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인너 줌 렌즈 시스템의 렌즈구성도로서,
(a)는 광각단에서의 렌즈 구성도, (b)는 망원단에서의 렌즈구성도를 각각 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 제2 실시예의 광각단에서의 수차도를 도해한 것으로,
(a)는 구면수차, (b)는 비점수차, (c)는 왜곡을 각각 나타낸다.
도 6은 도 4에 도시된 제2 실시예의 망원단에서의 수차도를 도해한 것으로,
(a)는 구면수차, (b)는 비점수차, (c)는 왜곡을 각각 나타낸다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
LG1...제1 렌즈군 LG2...제2 렌즈군
LG3...제3 렌즈군 LG4...제4 렌즈군
L1...제1 렌즈 L2...제2 렌즈
L3...제3 렌즈 L4...제4 렌즈
L5...제5 렌즈 L6...제6 렌즈
IS...이미지 센서 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10...굴절면
본 발명은 줌 렌즈 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이미지 센서를 구비하는 촬상용 카메라 모듈에 사용되며 인너 포커스 방식에 적합한 인너 줌 렌즈 시스템에 관한 것이다.
줌 렌즈의 포커싱(focusing) 방식은 물체측에 가장 가까운 제1 렌즈군을 이송시키는 1군 공급방식이 일반적이다.
이러한 1군 공급 방식은 동일 거리의 피사체의 포커싱에 필요한 제1 렌즈군 의 이송량이 초점거리에 의존하지 않는다는 이점이 있기 때문에 널리 사용된다.
그러나, 이와 같은 1군 공급 방식의 경우에는 비교적 크고 무거운 제1 렌즈군을 이송시키고 포커싱을 행하기 때문에 오토 포커스를 행하는 경우의 포커싱 속도가 늦다는 문제점이 있다.
또한, 일반적으로 고해상도 등의 우수한 광학적 특성을 얻기 위해 다수의 렌즈가 사용되므로 카메라 모듈의 크기가 커져 휴대용 기기에 장착하기 어려우며, 변배를 수행하는 경우에 제1 렌즈군이 밖으로 이송되므로 휴대용 기기에 적용하기 곤란하다는 문제점이 있다.
또한, 제1 렌즈군이 밖으로 이송되므로 모바일 폰과 같이 렌즈의 외부 이동에 제약이 있는 경우 또는 바깥의 공간이 제한되는 경우에는 사용이 곤란하다는 문제점이 있다.
한편, 줌 렌즈의 포커싱의 다른 방식으로 상면 측의 렌즈를 이송시키는 리어 포커스(rear focus) 방식이 있다.
이러한 리어 포커스 방식은 동일 거리의 피사체의 포커싱에 필요한 포커싱 렌즈의 이송량이 줌 위치에 따라 크게 다르고, 근거리 물체에 포커싱 한 후에 변배를 행하면 초점이 빗나간다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 고해상도를 구현하고 충분한 변배 성능을 얻을 수 있으면서도 적은 매수의 렌즈를 사용하고 소형화가 가능한 줌 렌즈 시스템이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적은 매수의 렌즈를 사용하면서도 고해상도를 구현할 수 있고 충분한 변배 성능을 얻을 수 있으며 소형화가 가능한 인너 포커스 방식의 인너 줌 렌즈 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일측면으로서 본 발명은, 개구 조리개를 구비하며, 물체측으로부터 순서대로, 음의 굴절력을 가지며 고정된 제1 렌즈군; 양의 굴절력을 가지며 광각단으로부터 망원단으로의 변배시 상기 제1 렌즈군과의 간격이 감소하도록 이송되면서 변배를 수행하는 제2 렌즈군; 음의 굴절력을 가지며 상기 제2 렌즈군의 변배로 인한 초점위치의 변화를 보정하도록 이송되는 제3 렌즈군; 및 양의 굴절력을 가지며 고정된 제4 렌즈군; 을 포함하는 인너 줌 렌즈 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 개구 조리개는 상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이에 위치한다.
또한 바람직하게는, 상기 줌 렌즈 시스템은 각 렌즈군의 굴절력에 관하여 다음의 조건식 1 내지 4를 만족하고, 렌즈 시스템 전체의 광축방향 치수에 관하여 다음의 조건식 5를 만족하며, 광각단과 망원단에서의 유효초점거리에 관하여 다음의 조건식 6을 만족한다.
[조건식 1] 0.5 < |fⅠ|/fW < 2.0
[조건식 2] 0.3 < fⅡ/fW < 1.0
[조건식 3] 0.2 < |fⅢ|/fW < 1.5
[조건식 4] 0.5 < fⅣ/fW < 3.0
[조건식 5] TL/d ＜ 3.0
[조건식 6] fT / fW ≥ 2.0
여기서, fⅠ : 제1 렌즈군의 유효초점거리(fⅠ < 0)
fⅡ : 제2 렌즈군의 유효초점거리
fⅢ : 제3 렌즈군의 유효초점거리(fⅢ < 0)
fⅣ : 제4 렌즈군의 유효초점거리
fW : 광각단에 있어서 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리
fT : 망원단에서의 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리
d : 결상면에 대응하는 이미지 센서의 대각선 길이
TL : 제1 렌즈군의 첫번째 렌즈의 물체측 굴절면으로부터 상면까지의 거리
바람직하게는, 상기 제1 내지 제4 렌즈군에 사용되는 렌즈는 총 4 내지 6매로 이루어진다.
또한 바람직하게는, 제3 렌즈군에 사용되는 렌즈는 굴절률이 1.7 이상이고, 아베수(abbe number)가 30 이하인 재질로 이루어진다.
다른 측면으로서 본 발명은, 물체측으로부터 순서대로, 음의 굴절력을 가지며 고정된 제1 렌즈군; 양의 굴절력을 가지며 광각단으로부터 망원단으로의 변배시 상기 제1 렌즈군과의 간격이 감소하도록 이송되면서 변배를 수행하는 제2 렌즈군; 음의 굴절력을 가진 렌즈 하나만을 구비하며 상기 제2 렌즈군의 변배로 인한 초점위치의 변화를 보정하도록 이송되는 제3 렌즈군; 양의 굴절력을 가진 렌즈 하나만을 구비하며 고정된 제4 렌즈군; 및 상기 제4 렌즈군으부터 결상된 이미지를 감지하는 이미지 센서; 를 포함하며, 상기 제1 렌즈군 내지 제4 렌즈군에 사용되는 렌즈의 총 매수는 6매 이하인 것을 특징으로 하는 인너 줌 렌즈 시스템을 제공한다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 인너 줌 렌즈 시스템의 제1 실시예를 도시한 렌즈 구성도이다. 이하의 렌즈 구성도에서, 렌즈의 두께, 크기, 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되지 않는다.
일반적으로, 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈, 내부에 소정의 공간이 형성되어 상기 렌즈를 수용하는 하우징, 상기 렌즈에 의한 결상면에 대응하는 이미지 센서, 상기 하우징의 타단에 고정설치되며 그 일면에 상기 이미지 센서가 장착되어 상기 이미지 센서에서 감지된 이미지를 처리하기 위한 회로 기판 등으로 이루어져 있다. 본 발명은 이러한 카메라 모듈에 사용되는 인너 줌 렌즈 시스템에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인너 줌 렌즈 시스템은 물체측으로부터 순서대로, 음의 굴절력을 가지며 고정된 제1 렌즈군(LG1), 양의 굴절력을 가지며 광각단으로부터 망원단으로의 변배시 상기 제1 렌즈군(LG1)과의 간격이 감소하도록 이송되면서 변배를 수행하는 제2 렌즈군(LG2), 음의 굴절력을 가지며 상기 제2 렌즈군(LG2)의 변배로 인한 초점위치의 변화를 보정하도록 이송되는 제3 렌즈군(LG3) 및 양의 굴절력을 가지며 고정된 제4 렌즈군(LG4)으로 이루어진다.
이때, 약한 음의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군(LG1)과 약한 양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군(LG4)를 고정시키고, 강한 양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군(LG2)을 광각단으로부터 망원단으로의 변배시 상기 제1 렌즈군(LG1)과의 간격이 감소하도록 이동시켜 변배를 수행한다. 또한, 상기 제2 렌즈군(LG2)의 이송에 의한 변배에 따라 상면의 위치를 보정하도록, 즉 상기 제2 렌즈군의 변배로 인하여 발생한 초점위치의 변화를 보정하도록 강한 음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군(LG3)을 이송시킨다.
즉, 상기 제1 렌즈군(LG1)은 음의 굴절력을 가지므로 빛을 발산하기 때문에 상기 제2 렌즈군(LG2)은 양의 굴절력을 갖도록 구성하고, 광각단에서 망원단으로 변배시 상기 제2 렌즈군(LG2)은 상기 제1 렌즈군(LG1)과의 간격이 감소하도록 하며, 상기 제3 렌즈군(LG3)은 상기 제1 렌즈군(LG1) 측으로 이동하게 한다.
또한, 제3 렌즈군(LG3)에 사용되는 렌즈는 굴절률이 1.7 이상, 아베수(abbe number)를 30 이하인 광학재료를 사용하여 렌즈 시스템의 색수차를 보정하도록 한다.
한편, 상기 제4 렌즈군(LG4)의 뒤쪽에는 적외선 필터(IF), 커버 글래스(CG) 등으로 이루어진 광학적 필터(optical filter)가 구비될 수 있으며, 이러한 광학적 필터는 본 발명의 광학적 특성에는 원칙적으로 영향을 미치지 않는 것으로 한다.
또한, 이미지 센서(IS)는 고체촬상소자(Charged Coupled Device; CCD) 및 보상금속반도체(Complementarly Metal Oxide Semiconduct; CMOS) 등으로 이루어지며, 렌즈가 형성하는 상을 수광하는 상면(감광면)(13)에 대응하여 제4 렌즈군(LG4) 뒤쪽에 배치되어 있다.
이와 같은 전체적인 구성 하에서 다음의 조건식 1 내지 6의 작용효과에 대해 살펴본다.
본 발명의 인너 줌 렌즈 시스템은 각 렌즈군의 굴절력에 관하여 다음의 조건식 1 내지 4를 만족하도록 함으로써, 적은 매수의 렌즈를 사용하면서도 고해상도를 구현할 수 있고 충분한 변배 성능을 얻을 수 있으며 소형화가 가능하게 된다.
[조건식 1] 0.5 < |fⅠ|/fW < 2.0
[조건식 2] 0.3 < fⅡ/fW < 1.0
[조건식 3] 0.2 < |fⅢ|/fW < 1.5
[조건식 4] 0.5 < fⅣ/fW < 3.0
여기서, fⅠ : 제1 렌즈군의 유효초점거리(fⅠ < 0)
fⅡ : 제2 렌즈군의 유효초점거리
fⅢ : 제3 렌즈군의 유효초점거리(fⅢ < 0)
fⅣ : 제4 렌즈군의 유효초점거리
fW : 광각단에 있어서 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리
상기 조건식 1은 제1 렌즈군(LG1)의 굴절력에 관한 것으로서, 상한을 넘어서 음의 굴절력이 약해지면 F 넘버가 작은 경우 수차보정이 곤란해지며 포커싱(focusing)에 의한 제1 렌즈군의 이동량이 증가하여 수차 변동이 심해진다. 반면에 하한을 벗어나 음의 굴절력이 강해지면 왜곡수차나 구면수차 등의 수차 보정이 곤란해진다.
상기 조건식 2는 제2 렌즈군(LG2)의 굴절력에 관한 것으로서, 상한을 넘어서 양의 굴절력이 약해지면 변배에 수반하는 제2 렌즈군(LG2)의 이동량이 커지게 되고 렌즈의 크기가 커지며 소형화에 불리하다. 반면에, 하한을 벗어나 양의 굴절력이 강해지면 수차 보정이 곤란해진다.
상기 조건식 3은 제3 렌즈군(LG3)의 굴절력에 관한 것으로서, 하한을 벗어나 음의 굴절력이 강해지면 수차의 발생량이 커져 수차의 보정이 어려워지며, 상한을 벗어나 음의 굴절력이 약해지면 변배시 제3 렌즈군(LG3)의 이동량이 커져 렌즈 시스템의 소형화가 어려워진다.
상기 조건식 4는 제4 렌즈군(LG4)의 굴절력에 관한 것으로서, 하한을 벗어나 양의 굴절력이 커진다면 수차의 발생량이 커지며, 상한을 벗어나 양의 굴절력이 작아진다면 렌즈 시스템의 전장이 길어진다.
또한, 본 발명에 의한 인너 줌 렌즈 시스템은 렌즈 시스템 전체의 광축방향치수에 관하여 다음의 조건식 5를 만족한다.
[조건식 5] TL/d ＜ 3.0
여기서, d : 결상면에 대응하는 이미지 센서의 대각선 길이
TL : 제1 렌즈군의 첫번째 렌즈의 물체측 굴절면으로부터 상면까지의 거리
상기 조건식 5는 렌즈 시스템 전체의 길이를 규정하는 것으로서 소형화에 관련된 조건이다. 조건식 5의 상한을 벗어나면 수차보정 측면에서는 유리해지지만, 본 발명의 주 특징인 소형화와는 상반되게 된다.
또한, 광각단과 망원단에서의 유효초점거리에 관하여 다음의 조건식 6을 만족한다.
[조건식 6] fT / fW ≥ 2.0
여기서, fW : 광각단에서의 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리
fT : 망원단에서의 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리
조건식 6은 렌즈 시스템의 변배 비율(zoom ratio)에 관한 것으로 하한을 벗어나 변배 비율이 작아지는 경우에는 줌 렌즈 시스템으로서의 기능이 저하된다.
이하, 구체적인 수치 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 살펴본다.
이하의 실시예 1 내지 2는 모두 전술한 바와 같이, 물체측으로부터 순서대로, 음의 굴절력을 가지며 고정된 제1 렌즈군(LG1), 양의 굴절력을 가지며 광각단으로부터 망원단으로의 변배시 상기 제1 렌즈군(LG1)과의 간격이 감소하도록 이송되면서 변배를 수행하는 제2 렌즈군(LG2), 음의 굴절력을 가지며 상기 제2 렌즈군(LG2)의 변배로 인한 초점위치의 변화를 보정하도록 이송되는 제3 렌즈군(LG3) 및 양의 굴절력을 가지며 고정된 제4 렌즈군(LG4)를 구비한다.
또한, 상기 제1 렌즈군(LG1)과 제2 렌즈군(LG2) 사이에 개구 조리개(S)를 구비하며, 상기 제4 렌즈군(LG4) 뒤에 상면에 대응하는 이미지 센서(IS)가 배치된다.
이하의 각 실시예에서 사용되는 비구면은 공지의 수학식 1로부터 얻어지며, 코닉(Conic) 상수(K) 및 비구면 계수(A,B,C,D,E)에 사용되는 'E 및 이에 이어지는 숫자'는 10의 거듭제곱을 나타낸다. 예를 들어, E+12은 1012을, E-04는 10-4을 나타낸다.
Figure 112004061717651-pat00001
Z : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리
Y : 광축에 수직인 방향으로의 거리
r : 렌즈의 정점에서의 곡률 반경
K : 코닉(Conic) 상수
A,B,C,D : 비구면 계수
[실시예 1]
하기의 표 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 수치예를 나타내고 있다.
또한, 도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인너 줌 렌즈 시스템의 광각단에서의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈구성도이고, 도 1b는 망원단에서의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈구성도이고, 도 2a 내지 도 2c는 각각 표 1 및 도 1에 도시된 렌즈 시스템의 광각단에서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차를 나타내며, 도 3a 내지 도 3c는 각각 표 1 및 도 1에 도시된 렌즈 시스템의 망원단에서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차를 나타낸다.
도 1에서와 같이 본 발명의 제1 실시예의 경우, 제1 렌즈군(LG1)은 물체측으로 볼록한 부 메니스커스 렌즈(meniscus lens)인 제1 렌즈(L1)와 양면 오목렌즈인 제2 렌즈(L2)로 이루어지고, 제2 렌즈군(LG2)은 양면 볼록렌즈인 제3 렌즈(L3)와 물체측으로 볼록한 정 메니스커스 렌즈인 제4 렌즈(L4)로 이루어지고, 제3 렌즈군(LG3)은 양면 오목렌즈인 제5 렌즈(L5) 만으로 이루어지며, 제4 렌즈군(LG4)은 양의 굴절력을 갖는 제6 렌즈(L6) 만으로 이루어진다.
또한, 이하의 비점수차도면에서 나타나는 "S"는 새지털(sagital), "T"는 탄젠셜(tangential)을 나타낸다.
실시예 1에서 광각단에서 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리(effective focal length)(fW)는 8.5mm이고, 망원단에서 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리(fT)는 17.0mm이고, 제1 렌즈군(LG1)의 유효초점거리(fⅠ)는 -7.45mm이고, 제2 렌즈군(LG2)의 유효초점거리(fⅡ)는 3.36mm이고, 제3 렌즈군(LG3)의 유효초점거리(fⅢ)는 -1.79mm이며, 제4 렌즈군(LG4)의 유효초점거리(fⅣ)는 8.66mm이다.
또한, F 넘버(FNo)는 광각단에서 2.8, 망원단에서 4.3이고, 렌즈의 전화각(全畵角)(2ω)은 광각단에서 62°, 망원단에서 34°이고, 제1 렌즈군(LG1)의 첫번째 렌즈(L1)으로부터 상면까지의 거리(total length)(TL)는 25.0mm이며, 이미지 센서(IS)의 대각선의 길이는 10mm이다.
Figure 112004061717651-pat00002
표 1에서 ※는 변배시 면간 간격이 변하는 굴절면을 나타내며, 광각단과 망원단에서의 면간 간격은 다음의 표 2와 같다.
Figure 112004061717651-pat00003
또한, 표 1에서 *는 비구면을 나타내며, 식 1에 의한 코닉 상수(K) 및 비구 면 계수(A,B,C,D)의 값은 다음의 표 3과 같다.
Figure 112004061717651-pat00004
[실시예 2]
하기의 표 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 수치예를 나타내고 있다.
또한, 도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인너 줌 렌즈 시스템의 광각단에서의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈구성도이고, 도 4b는 망원단에서의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈구성도이고, 도 5a 내지 도 5c는 각각 표 4 및 도 4에 도시된 렌즈 시스템의 광각단에서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차를 나타내며, 도 6a 내지 도 6c는 각각 표 4 및 도 4에 도시된 렌즈 시스템의 망원단에서의 구면수차, 비점수차, 왜곡수차를 나타낸다.
도 4에서와 같이 본 발명의 제2 실시예에 의한 줌 렌즈 시스템의 경우, 제1 렌즈군(LG1)은 물체측으로 볼록한 부 메니스커스 렌즈(meniscus lens)인 제1 렌즈(L1)만으로 이루어지고, 제2 렌즈군(LG2)은 양면 볼록렌즈인 제2 렌즈(L2)와 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈(L3)로 이루어지고, 제3 렌즈군(LG3)은 음의 굴절력을 갖는 제4 렌즈(L4) 만으로 이루어지며, 제4 렌즈군(LG4)은 양의 굴절력을 갖는 제5 렌즈(L5) 만으로 이루어진다.
또한, 이하의 비점수차도면에서 나타나는 "S"는 새지털(sagital), "T"는 탄젠셜(tangential)을 나타낸다.
실시예 2에서 광각단에서 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리(effective focal length)(fW)는 5.6mm이고, 망원단에서 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리(fT)는 11.2mm이고, 제1 렌즈군(LG1)의 유효초점거리(fⅠ)는 -8.4mm이고, 제2 렌즈군(LG2)의 유효초점거리(fⅡ)는 3.98mm이고, 제3 렌즈군(LG3)의 유효초점거리(fⅢ)는 -4.16mm이며, 제4 렌즈군(LG4)의 유효초점거리(fⅣ)는 8.94mm이다.
또한, F 넘버(FNo)는 광각단에서 2.8, 망원단에서 4이고, 렌즈의 전화각(全畵角)(2ω)은 광각단에서 62°, 망원단에서 35°이고, 제1 렌즈군(LG1)의 첫번째 렌즈(L1)으로부터 상면까지의 거리(total length)(TL)는 18.0mm이며, 이미지 센서(IS)의 대각선의 길이는 7.2mm이다.
Figure 112004061717651-pat00005
표 4에서 ※는 변배시 면간 간격이 변하는 굴절면을 나타내며, 광각단과 망원단에서의 면간 간격은 다음의 표 2와 같다.
Figure 112004061717651-pat00006
또한, 표 4에서 *는 비구면을 나타내며, 식 1에 의한 코닉 상수(K) 및 비구면 계수(A,B,C,D)의 값은 다음의 표 6와 같다.
Figure 112004061717651-pat00007
상기의 실시예 1 및 실시예 2에 대한 조건식 1 내지 6의 값은 다음의 표 7과 같다.
실시예 1 실시예 2
조건식 1 0.876 1.5
조건식 2 0.395 0.711
조건식 3 0.210 0.743
조건식 4 1.018 1.596
조건식 5 2.5 2.5
조건식 6 2.0 2.0
상기의 표 7에서와 같이 본 발명의 실시예 1 또는 실시예 2는 조건식 1 내지 6을 만족하고 있으며, 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제 수차의 특성이 우수한 렌즈 시스템을 구현함을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 6매 이하의 적은 매수의 렌즈를 사용하면서도 고해상도를 구현할 수 있고 충분한 변배 성능을 얻을 수 있으며 소형화가 가능한 인너 포커스 방식의 인너 줌 렌즈 시스템의 구현이 가능하다는 효과가 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (9)

  1. 개구 조리개를 구비하며, 물체측으로부터 순서대로,
    음의 굴절력을 가지며 고정된 제1 렌즈군;
    양의 굴절력을 가지며 광각단으로부터 망원단으로의 변배시 상기 제1 렌즈군과의 간격이 감소하도록 이송되면서 변배를 수행하는 제2 렌즈군;
    음의 굴절력을 가지며 상기 제2 렌즈군의 변배로 인한 초점위치의 변화를 보정하도록 이송되는 제3 렌즈군; 및
    양의 굴절력을 가지며 고정된 제4 렌즈군;
    을 포함하는 인너 줌 렌즈 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    각 렌즈군의 굴절력에 관하여 다음의 조건식 1 내지 4를 만족하는 것을 특징으로 하는 인너 줌 렌즈 시스템.
    [조건식 1] 0.5 < |fⅠ|/fW < 2.0
    [조건식 2] 0.3 < fⅡ/fW < 1.0
    [조건식 3] 0.2 < |fⅢ|/fW < 1.5
    [조건식 4] 0.5 < fⅣ/fW < 3.0
    여기서, fⅠ : 제1 렌즈군의 유효초점거리(fⅠ < 0)
    fⅡ : 제2 렌즈군의 유효초점거리
    fⅢ : 제3 렌즈군의 유효초점거리(fⅢ < 0)
    fⅣ : 제4 렌즈군의 유효초점거리
    fW : 광각단에 있어서 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리
  3. 제1항에 있어서,
    렌즈 시스템 전체의 광축방향 치수에 관하여 다음의 조건식 5를 만족하는 것을 특징으로 하는 인너 줌 렌즈 시스템.
    [조건식 5] TL/d ＜ 3.0
    여기서, d : 결상면에 대응하는 이미지 센서의 대각선 길이
    TL : 제1 렌즈군의 첫번째 렌즈의 물체측 굴절면으로부터 상면까지의 거리
  4. 제1항에 있어서,
    광각단과 망원단에서의 유효초점거리에 관하여 다음의 조건식 6을 만족하는 것을 특징으로 하는 인너 줌 렌즈 시스템.
    [조건식 6] fT / fW ≥ 2.0
    여기서, fW : 광각단에서의 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리
    fT : 망원단에서의 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 렌즈군에 사용되는 렌즈는 총 4 내지 6매로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인너 줌 렌즈 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    제3 렌즈군에 사용되는 렌즈는 굴절률이 1.7 이상이고, 아베수(abbe number)가 30 이하인 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인너 줌 렌즈 시스템.
  7. 물체측으로부터 순서대로,
    음의 굴절력을 가지며 고정된 제1 렌즈군;
    양의 굴절력을 가지며 광각단으로부터 망원단으로의 변배시 상기 제1 렌즈군과의 간격이 감소하도록 이송되면서 변배를 수행하는 제2 렌즈군;
    음의 굴절력을 가진 렌즈 하나만을 구비하며 상기 제2 렌즈군의 변배로 인한 초점위치의 변화를 보정하도록 이송되는 제3 렌즈군;
    양의 굴절력을 가진 렌즈 하나만을 구비하며 고정된 제4 렌즈군; 및
    상기 제4 렌즈군으부터 결상된 이미지를 감지하는 이미지 센서;
    를 포함하며,
    상기 제1 렌즈군 내지 제4 렌즈군에 사용되는 렌즈의 총 매수는 6매 이하인 것을 특징으로 하는 인너 줌 렌즈 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    각 렌즈군의 굴절력에 관하여 다음의 조건식 1 내지 4를 만족하는 것을 특징으로 하는 인너 줌 렌즈 시스템.
    [조건식 1] 0.5 < |fⅠ|/fW < 2.0
    [조건식 2] 0.3 < fⅡ/fW < 1.0
    [조건식 3] 0.2 < |fⅢ|/fW < 1.5
    [조건식 4] 0.5 < fⅣ/fW < 3.0
    여기서, fⅠ : 제1 렌즈군의 유효초점거리(fⅠ < 0)
    fⅡ : 제2 렌즈군의 유효초점거리
    fⅢ : 제3 렌즈군의 유효초점거리(fⅢ < 0)
    fⅣ : 제4 렌즈군의 유효초점거리
    fW : 광각단에 있어서 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리
  9. 제8항에 있어서,
    렌즈 시스템 전체의 광축방향 치수에 관하여 다음의 조건식 5를 만족하며, 광각단과 망원단에서의 유효초점거리에 관하여 다음의 조건식 6을 만족하는 것을 특징으로 하는 인너 줌 렌즈 시스템.
    [조건식 5] TL/d ＜ 3.0
    [조건식 6] fT / fW ≥ 2.0
    여기서, d : 결상면에 대응하는 이미지 센서의 대각선 길이
    TL : 제1 렌즈군의 첫번째 렌즈의 물체측 굴절면으로부터 상면까지의 거리
    fW : 광각단에서의 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리
    fT : 망원단에서의 렌즈 시스템 전체의 유효초점거리
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