KR100781161B1

KR100781161B1 - 고배율 줌렌즈

Info

Publication number: KR100781161B1
Application number: KR1020060103689A
Authority: KR
Inventors: 허민
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2007-11-30
Also published as: US7457048B2; CN101169509A; US20080094726A1; CN101169509B

Abstract

소형화 및 박형화된 고배율 줌렌즈가 개시된다.

개시된 줌렌즈는, 물체측으로부터 순서로 제1 내지 제5 렌즈군을 포함하고, 변배시 상기 제1 내지 제5 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군이 이동하며, 상기 제1렌즈군은 반사 부재를 포함하고, 하기의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

<조건식>

여기서, fw는 광각단에서의 초점거리이고, f_T는 망원단에서의 초점거리이고, L_T는 망원단에서 물체측면부터 상면까지의 줌렌즈 전체 길이를 각각 나타낸다.

Description

고배율 줌렌즈{High magnification zoom lens}

도 1은 일본 특허 2003-202500호에 개시된 줌 렌즈의 변배를 설명하기 위한 도면이다.

도 2(a)(b)(c)는 본 발명의 제1실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 구성도를 나타낸 것이다.

도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 광각단에서 구면수차, 상면만곡 및 왜곡수차를 나타낸 것이다.

도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 중간단에서 구면수차, 상면만곡 및 왜곡수차를 나타낸 것이다.

도 3c는 본 발명의 제1실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 망원단에서 구면수차, 상면만곡 및 왜곡수차를 나타낸 것이다.

도 4(a)(b)(c)는 본 발명의 제2실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 구성도를 나타낸 것이다.

도 5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 광각단에서 구면수차, 상면만곡 및 왜곡수차를 나타낸 것이다.

도 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 중간단에서 구면수차, 상면만곡 및 왜곡수차를 나타낸 것이다.

도 5c는 본 발명의 제2실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 망원단에서 구면수차, 상면만곡 및 왜곡수차를 나타낸 것이다.

도 6(a)(b)(c)는 본 발명의 제3실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 광각단에서 구면수차, 상면만곡 및 왜곡수차를 나타낸 것이다.

도 7a는 본 발명의 제3실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 광각단에서 구면수차, 상면만곡 및 왜곡수차를 나타낸 것이다.

도 7b는 본 발명의 제3실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 중간단에서 구면수차, 상면만곡 및 왜곡수차를 나타낸 것이다.

도 7c는 본 발명의 제3실시예에 따른 고배율 줌 렌즈의 망원단에서 구면수차, 상면만곡 및 왜곡수차를 나타낸 것이다.

도 8은 본 발명에 따른 고배율 줌 렌즈의 광각단에서 물체거리에 따른 조출량을 설명하기 위한 도면이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 설명>

G1...제1렌즈군, G2...제2렌즈군

G3...제3렌즈군, G4...제4렌즈군

G5...제5렌즈군

본 발명은 소형화 및 박형화된 고배율 줌렌즈에 관한 것이다.

일반적으로, 스틸 카메라나 비디오 카메라에 채용된 줌 렌즈는 우수한 광학 성능, 고변배비를 가지면서도 소형화가 요구되고 있다. 더욱이, 최근 휴대 정보 단말기(PDA)나 모바일 등의 전자기기의 보급이 증가되면서, 이러한 전자기기에 디지털 카메라나 디지털 비디오 유닛이 내장되는 경우가 많아지고, 이에 따라 카메라의 소형화에 대한 요구가 더욱 증대되고 있다. 디지털 카메라가 일반화되고, 디지털 카메라는 필름 카메라와는 달리 사진을 찍을 일이 있을 때만 소지하고 다니기보다 항상 소지하는 경우가 많으므로 소형화, 박형화, 경량화에 대한 요구가 크다.

이러한 소형화, 박형화에 대한 시도는 촬영시에 카메라 밖으로 렌즈가 돌출하고 비사용시는 카메라 몸체 내에 렌즈가 수납되는 소위 침통식이라 불리는 방식과 프리즘등의 반사부재를 사용하여 렌즈계의 두께를 줄이는 굴절식의 방식으로 가능하였다.

굴절식으로서 프리즘을 포함하는 광학계의 경우 프리즘을 사용하여 광로를 광학계 중간에서 90°굽힘으로써 광학계의 두께를 최소화 할 수 있다. 소형 및 박형화된 디지털 카메라의 경우 3배 줌이 주류를 이루지만 5배 이상의 고배율에 대한 요구가 증가하고 있다.

일본공개특허 JP 2003-202,500호를 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같이 정의 굴절력을 가지고 광축을 90°구부리는 반사면을 포함하는 제1렌즈군(Gr1), 부의 굴절력을 갖고 변배시 제1렌즈군으로부터 공기간격이 가변되는 제2렌즈군(Gr2), 정의 굴절력을 갖고 제2렌즈군으로부터 변배시 공기간격이 가변되는 제3렌즈군(Gr3), 정의 굴절력을 가지고 제3렌즈군으로부터 변배시 공기간격이 가변되는 제4렌즈 군(Gr4), 그리고 변배시 공기간격이 가변되는 제5렌즈군(Gr5)으로 이루어진 줌 렌즈를 개시하고 있다.

상기 광학계는 3~6배의 변배를 행하는 줌렌즈 광학계를 보여준다. 여기서, 3배 변배의 줌렌즈 광학계와 그 이상 변배하는 줌렌즈 광학계의 광각단에서의 초점거리가 변화가 없는데도 불구하고 반사부재의 크기를 크게 구성하거나 반사부재 앞에 2매 이상의 렌즈를 배치하여 광학계의 두께가 크게 되고, 그럼으로써 소형화, 박형화를 이루지 못하였다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 고배율이고 소형, 박형화 및 저비용화된 줌렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 고배율 줌렌즈는, 물체측으로부터 순서로 제1 내지 제5 렌즈군을 포함하고, 변배시 상기 제1 내지 제5 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군이 이동하며, 상기 제1렌즈군은 반사 부재를 포함하고, 하기의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

<조건식>

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 고배율 줌렌즈는, 물체측으로부터 순서로 배열된 것으로, 반사부재를 포함하고 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군, 및 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군을 포함하고, 하기의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

<조건식>

여기서, fw는 광각단에서의 초점거리이고, f_T는 망원단에서의 초점거리이며, L_T는 망원단에서 물체측면부터 상면까지의 렌즈 전체 길이를 각각 나타낸다.

상기 줌렌즈의 변배시 적어도 상기 제2렌즈군과 제4렌즈군이 이동한다.

상기 줌렌즈의 변배시 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군의 간격은 좁아지고, 제3렌즈군과 제4렌즈군의 간격이 좁아진다.

상기 제1렌즈군은 부의 굴절력의 제1렌즈, 반사부재 그리고 비구면을 포함한 정의 굴절력의 제2렌즈를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제4렌즈군은 물체측으로부터 순서로 정의 굴절력의 렌즈와 부의 굴절력 의 접합렌즈를 포함하여 구성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고배율 줌렌즈에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 줌렌즈는, 도 2에 도시된 바와 같이 물체측으로부터 순서로 배열된 제1 내지 제5렌즈군(G1)(G2)(G3)(G4)(G5)을 포함하고, 상기 제1렌즈군(G1)은 반사부재(11)를 포함한다. 반사부재로는 프리즘 또는 반사미러가 사용될 수 있다. 또한, 줌렌즈의 변배시 상기 제1 내지 제5 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군이 이동된다.

본 발명에 따른 줌렌즈는 고배율을 달성한 것으로 다음의 배율 범위를 가진다.

수학식 1은 줌렌즈의 변배 배율을 정의한 것으로, 여기서, fw는 광각단에서의 초점거리를, f_T는 망원단에서의 초점거리를 나타낸다. 수학식 1의 구성에서 상한치를 넘으면 고배율로 되지만 종색수차 및 배율색수차의 보정과 코마후레아의 보정이 힘들어져 고화소의 고체촬상소자를 사용하는 광학계에 충분한 광학 성능을 확보하는 것이 힘들어진다. 이와 반대로, 하한치보다 작은 값을 가지게 되면 변배 배율이 너무 작게 되며, 그러한 배율은 본 발명의 구성보다 더 간단한 구성으로 구현할 수 있어 광학계의 크기나 제조 원가 측면에서 장점을 갖지 못한다.

다음의 수학식 2는 광학계의 크기를 나타낸 것이다.

여기서, L_T는 망원단에서의 물체측면부터 상면까지의 전체 길이를 나타내며, f_T는 망원단에서의 초점거리를 나타낸다. 망원단의 초점거리는 줌배율 및 상면의 크기로 결정되는 것으로, 수학식 2의 상한치를 초과하면 줌배율이 너무 작게 설정된 것으로 고배율 광학계의 의미가 없어지거나 전장이 길어지게 된다. 반대로 하한치를 초과하게 되면 상면의 크기가 커 소형 광학계를 구성하기가 힘들다. 더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 줌렌즈는 다음의 수학식 3을 만족시키는 것이 좋다.

한편, 상기 제1렌즈군(G1)은 정의 굴절력을 가지며, 상기 제2렌즈군(G2)은 부의 굴절력을 가지며, 상기 제3렌즈군(G3)은 정의 굴절력을 가지며, 상기 제4렌즈군(G4)은 정의 굴절력을 가지며, 제5렌즈군(G5)은 정의 굴절력을 가질 수 있다.

상기 제1렌즈군(G1)은 물체측으로부터 순서로 부의 굴절력을 갖는 한 매의 렌즈(10)와, 반사부재(11)와, 정의 굴절력을 갖는 한 매의 렌즈로 구성될 수 있다.

상기 제2렌즈군(G2)은 물체측으로부터 순서로 부의 굴절력의 한 매의 렌즈(13)와, 부의 굴절력을 갖는 2매로 이루어진 접합렌즈(14)(15)로 구성될 수 있 다.

상기 제3렌즈군(G3)은 정의 굴절력의 한 매의 렌즈와 조리개로 구성되거나, 정의 굴절력을 갖는 2매로 구성된 접합렌즈(16)(17)와 조리개(ST)로 구성될 수 있다. 도 2에서는 접합렌즈로 구성된 예를 도시하고 있다.

상기 제4렌즈군(G4)은 정의 굴절력의 한 매의 렌즈(18)와 부의 굴절력의 2매로 이루어진 접합렌즈로 구성되며, 상기 제5렌즈군은 정의 굴절력의 단일 렌즈(21)로 구성되며, 플라스틱으로 이루어진다.

한편, 변배시 제2렌즈군(G2)은 상면 방향(I)으로 이동하고 제4렌즈군은 물체측 방향(O)으로 이동하여 변배를 행하며 물체거리의 변화에 따른 상면이동을 제4렌즈군(G4) 혹은 제5렌즈군(G5)이 행한다.

본 발명에서는 제1렌즈군(G1)을 반사부재(11)와, 반사부재(11)의 앞에 부의 굴절력의 단일 렌즈(10)와, 반사부재의 뒤에 정의 굴절력의 단일 렌즈(12)로 구성하고, 상기 반사부재(11)를 이용하여 광로를 90°변경함으로써 광학계의 두께를 최소화한다. 그리고, 상기 정의 굴절력의 단일 렌즈(12)의 적어도 한 면 이상을 비구면으로 하여 구면수차와 비점수차 및 왜곡 수차를 최소화한다.

상기 제2렌즈군(G2)은 제4렌즈군(G4)과 함께 5배 정도의 변배를 수행하기 위하여 강한 부의 굴절력을 가지며, 접합렌즈로 구성함으로써 망원단에서의 색수차 또한 최소화한다.

제3렌즈군(G3)은 정의 굴절력의 렌즈와 조리개로 구성된다. 정의 굴절력의 렌즈는 단식렌즈 혹은 접합렌즈로 구성할 수 있는데 접합렌즈로 구성할 경우 색수 차를 줄임으로써 광각단에서의 광학 성능을 높일 수 있다.

제4렌즈군(G4)은 물체측에 양볼록의 단일 렌즈(18)를 배치함과 동시에 상기 단일 렌즈(18)에 비구면을 채용함으로써 구면수차 보정을 극대화한다. 또한 상면측으로 부의 굴절력의 접합렌즈(19)(20)를 채용함으로써 종색수차 및 배율색수차를 최소화한다.

다음은 본 발명의 실시예에 나오는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.

본 발명에 따른 줌 렌즈의 비구면 형상은 광축 방향을 X축으로 하고, 광축 방향에 대해 수직한 방향을 Y축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정으로 하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리를, K는 코닉 상수(conic constant)를, A,B,C,D는 비구면 계수를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경의 역수(1/R)를 각각 나타낸다.

제5렌즈군(G5)은 양의 굴절력을 가지는 단일 렌즈(21)를 포함하며, 잔존하는 비점수차를 보정함과 동시에 고체촬상소자로 입사하는 광선각도를 최적화한다. 상기 단일 렌즈(21)는 초점거리가 길고 수차 보정량이 적기 때문에 감도가 낮은 플라스틱으로 구성하여 원가 절감을 할 수 있다. 도 2에서 도면 부호 22는 카바글라스를 나타낸다.

물체거리의 변화에 따른 상면보정은 제4렌즈군(G4) 또는 제5렌즈군(G5)이 담당한다. 제5렌즈군(G5)으로 상면보정을 하는 경우, 상면 보정뿐만 아니라 변배시에도 하나의 모터를 이용하여 변배 배율을 확보하는 것이 수월해지고 수차 보정의 자유도로 인하여 광학계 전체 길이를 줄이는 것이 가능하다.

본 발명에서는 변배시 적어도 제2렌즈군과 제4렌즈군이 이동된다. 한편, 변배시 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 좁아지고, 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격이 좁아질 수 있다.

다음, 본 발명에 따른 줌렌즈는 다음의 조건을 만족한다.

여기서, fw는 광각단에서의 초점거리를, fT는 망원단에서의 초점거리를, f3는 제3렌즈군의 초점거리를 각각 나타낸다. 수학식 4는 제3렌즈군의 초점거리에 대한 식으로 상한치를 초과하게 되면 광각단에서의 제3렌즈군의 배율이 작아져 전체 렌즈계의 전장이 길어지게 되고, 반대로 하한치를 초과하게 되면 제3렌즈군의 굴절력이 너무 커져 수차가 크게 발생된다.

또한, 상기 제5렌즈군(G5)이 물체 거리의 변화에 따른 상면 보정의 기능을 수행할 때 다음과 같은 배율을 가지는 것이 좋다.

여기서, m₅는 망원단이고 물체거리가 무한대에서의 제5렌즈군의 배율을 나타낸다. 상기 수학식 5의 상한치를 초과하게 되면 상면의 이동에 따른 제5렌즈군의 이동량이 매우 커져 이동 간격의 확보나 상면보정 시간이 너무 길어지게 된다. 반대로 하한을 초과하게 되면 상면 보정에 따른 제5렌즈군의 이동량이 매우 작아져 매우 세밀한 이동의 제어를 필요로 하게 되는 단점이 있다.

본 발명에서는 5배 정도의 변배를 행하며, 프리즘등의 반사부재의 크기를 최적화하고 반사부재의 물체측에 단지 하나의 렌즈를 배치함으로써 광학계의 두께를 최소화한다. 그리고, 렌즈의 매수를 11~12매 정도로 구성하여 원가를 낮추고 전체 광학계의 길이를 짧게 함으로써 소형 및 박형화와 저비용화를 이룬다.

이와 같이 소형 및 박형화된 줌렌즈는 초소형 디지털 카메라나 디지털 비디오 카메라, 휴대 전화, 정보 휴대 단말기(PDA)등에 내장 또는 부착되는 카메라의 촬상 장치에 적합하게 적용될 수 있다.

본 발명에서는 구체적으로 다음과 같이 다양한 설계에 따른 실시예를 통해 줌 렌즈의 소형화를 구현하기 위한 최적화 조건들에 따른 렌즈들을 포함한다.

다음, 본 발명에 따른 줌 렌즈의 여러 가지 실시예들의 구체적인 렌즈 데이터들을 기술한다. 이하, f는 줌렌즈 전체 계의 합성초점거리를, Fno는 F 넘버를, 2ω는 화각을, r은 곡률 반경을, d는 렌즈의 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, nd는 굴절률을, vd는 아베수를 각각 나타낸다. 또한, ST는 조리개를 나타낸다. 그리고, d1, d2, d3, d4 및 d5는 가변 가리를 나타낸다.

<실시예 1>

도 2는 제1실시예에 따른 줌렌즈를 도시한 것으로, 제1 내지 제5 렌즈군(G1)(G2)(G3)(G4)(G5)을 포함한다.

f ; 6.00 ~ 13.51 ~ 32.97, Fno ; 3.62 ~ 4.77 ~ 6.48, 2ω ; 61.44 ~ 29.84 ~ 12.34

면	곡률 반경(r)	두께 또는 거리(d)	굴절률(nd)	아베수(vd)
S1	37.829	0.65	1.92286	20.88
S2	14.521	2.03
S3	infinity	8.60	1.92286	20.88
S4	infinity	0.30
S5	12.209	2.68	1.63758	60.45
	K : -0.694571 A :-0.374792E-05 B :0.369924E-07 C :-0.692696E-08 D :0.600702E-09
S6	-23.879	d1
	K : -5.440827 A :0.127453E-04 B :-0.327023E-06 C :0.161365E-07 D :0.200010E-09
S7	-58.251	0.45	1.75500	52.32
S8	7.978	0.87
S9	-35.666	1.734227	0.45	53.45
S10	5.640	1.63	1.922859	20.88
S11	14.377	d2
ST	infinity	0
S13	11.096	1.52	1.700514	36.23
S14	-7.352	0.45	1.911648	25.87
S15	-87.217	d3
S16	6.427	2.85	1.51913	76.59
S17	-16.41874	0.23
	K : -4.873103 A :0.471717E-03 B :0.144794E-05 C :-0.463881E-06 D :0.916473E-08
S18	5.763	2.80	1.53875	57.48
S19	-7.494	0.45	1.84845	36.00
S20	3.952	d4
S21	968.222	1.86	1.53120	55.70
	K : 10 A :-0.290904E-04 B :-0.251500E-04 C :0.228308E-05 D :-0.658224E-07
S22	-8.952	d5
S23	infinity	1.05	1.5168	64.2
S24	infinity	0.65

다음의 표 2은 제1실시예에 따른 줌렌즈에서의 가변 거리(d1)(d2)(d3)(d4)(d5)의 예를 광각단, 중간단 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.

가변거리	광각단	중간단	망원단
d1	1.000	4.753	8.506
d2	8.456	4.703	0.950
d3	9.511	5.640	1.300
d4	4.089	8.054	12.245
d5	1.666	1.559	1.688

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 각각 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것으로, 수차가 양호하게 나타남을 알 수 있다. 종방향 구면수차는 프라운호퍼선 c,d,F에 대해 보여주고, 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여준다.

<실시예 2>

도 4는 제2실시예에 따른 줌렌즈를 도시한 것으로, 제1렌즈군(G1)은 제1렌즈(40), 반사부재(41), 제2렌즈(42)를 포함하고, 제2렌즈군(G2)은 제3렌즈(43), 제1접합렌즈(44)(45)를 포함하며, 제3렌즈군(G3)은 조리개(ST), 제2접합렌즈(46)(47)를 포함하며, 제4렌즈군(G4)은 제4, 제5 및 제6렌즈(48)(49)(50)를 포함하며, 제5렌즈군(G5)은 제7렌즈(51)를 포함한다. 도면 부호 52는 카바글라스를 나타낸다.

f ; 6.00 ~ 13.27 ~ 28.50 Fno ; 3.65 ~ 4.54 ~ 5.39 2ω ; 62.57 ~ 31.10 ~ 14.29

면	곡률 반경(r)	두께 또는 거리(d)	굴절률(nd)	아베수(vd)
S1	40.223	0.65	1.84666	23.78
S2	13.936	1.841
S3	infinity	8.6	1.834	37.34
S4	infinity	0.3
S5	12.028	2.794	1.59557	63.76
	K : -0.644871 A :0.698588E-06 B :0.528857E-07 C :-0.108341E-07 D :0.563618E-09
S6	-19.366	d1
	K : -5.282013 A :0.109152E-04 B :-0.401090E-06 C :0.151708E-07 D :0.141821E-09
S7	-31.874	0.45	1.755	52.32
S8	9.332	0.86
S9	-20.223	0.45	1.67478	57.43
S10	5.532	1.668	1.84666	23.78
S11	15.979	d2
ST	infinity	0
S13	11.224	1.607	1.7319	43.23
S14	-6.346	0.45	1.90366	31.31
S15	-48.076	d3
S16	6.236	2.53	1.51585	68.27
S17	-14.461	0.1
	K : -6.307089 A :0.496629E-03 B :-0.780880E-06 C :-0.435658E-06 D :0.690916E-08
S18	6.154	2.42	1.52495	63.91
S19	-7.863	0.671	1.84786	36.17
S20	3.775	d4
	K : 8.299167 A :0.396495E-03 B :-0.136397E-04 C :0.211199E-05 D :-.732276E-07
S21	46.388	1.77	1.5312	56.51
S22	-12.777	d5
S23	infinity	1.05	1.5168	64.1
S24	infinity

다음의 표 4는 제2실시예에 따른 줌렌즈에서의 가변 거리(d1)(d2)(d3)(d4)(d5)의 예를 광각단, 중간단 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.

	광각단	중간단	망원단
d1	1.000	4.850	8.700
d2	8.650	4.800	0.950
d3	6.948	3.466	1.300
d4	2.930	6.056	9.048
d5	2.151	2.508	1.682

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 각각 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.

<실시예 3>

도 6은 제3실시예에 따른 줌렌즈를 도시한 것으로, 제1렌즈군(G1)은 제1렌즈(60), 반사부재(61), 제2렌즈(62)를 포함하고, 제2렌즈군(G2)은 제3렌즈(63), 제1접합렌즈(64)(65)를 포함하며, 제3렌즈군(G3)은 조리개(ST), 제2접합렌즈(66)(67)를 포함하며, 제4렌즈군(G4)은 제4, 제5 및 제6렌즈(68)(69)(70)를 포함하며, 제5렌즈군(G5)은 제7렌즈(71)를 포함한다. 도면 부호 72는 카바글라스를 나타낸다.

f ; 6.31 ~ 12.66 ~ 29.59 Fno ; 3.72 ~ 4.25 ~ 4.91 2ω ; 62.05 ~ 31.66 ~ 13.63

면	곡률 반경(r)	두께 또는 거리(d)	굴절률(nd)	아베수(vd)
S1	76.483	0.65	1.84666	23.78
S2	18.072	1.72
S3	infinity	8.60	1.83400	37.35
S4	infinity	0.30
S5	12.095	3.73	1.58913	61.25
	K : -0.762734 A :0.000000E+00 B :0.000000E+00 C :0.000000E+00 D :0.000000E+00
S6	-20.043	d1
	K : -5.032511 A :0.205073E-04 B :-0.419266E-06 C :0.153598E-07 D :-0.224423E-09
S7	-34.794	0.45	1.83241	38.40
S8	8.208	1.13
S9	-19.362	0.45	1.61800	63.40
S10	6.447	1.54	1.92286	20.88
S11	17.691	d2
ST	infinity	0
S13	10.953	1.71	1.69121	39.87
S14	-6.500	0.45	1.84360	26.82
S15	-30.777	d3
S16	6.558	2.26	1.51443	63.28
S17	-29.693	0.30
	K : -1.000000 A :0.601876E-03 B :-0.193876E-05 C :-0.154966E-06 D :0.152315E-08
S18	7.484	2.11	1.48749	70.44
S19	-13.336	0.60	1.80610	33.27
S20	4.4618	d4
S21	10.336	2.15	1.53120	55.70
	K : -1.000000 A :0.273030E-03 B :0.208652E-05 C :0.000000E+00 D :0.000000E+00
S22	-52.843	d5
S23	infinity	1.00	1.51679	64.20
S24	infinity	1.1

다음의 표 6은 제3실시예에 따른 줌렌즈에서의 가변 거리(d1)(d2)(d3)(d4)(d5)의 예를 광각단, 중간단 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.

가변 거리	광각단	중간단	망원단
d1	0.90	5.07	9.23
d2	9.23	5.07	0.90
d3	7.98	3.99	1.60
d4	3.47	5.99	9.85
d5	1.70	3.16	1.70

도 7a, 도 7b 및 도 7c는 각각 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.

한편, 도 8은 본 발명의 줌렌즈의 광각단에서 물체거리의 변화에 따른 상면 보정을 위한 조출량(m)을 나타낸 것이다. 도 8(a)는 물체거리가 무한대인 경우이고, 도 8(b)는 물체 거리가 30cm인 경우이고, 도 8(c)는 물체거리가 3cm인 경우를 각각 나타낸다.

다음은 상기 제1 내지 제3 실시예가 상기 수학식 1, 2, 3, 5 및 6을 만족시키는 것을 보여준다.

	수학식 1	수학식 2와 3	수학식 5	수학식 6
제1 실시예	5.50	1.64	1.55	0.82
제2 실시예	4.75	1.78	1.33	0.83
제3 실시예	4.70	1.80	1.10	0.72

상술한 바와 같이 본 발명에서는 프리즘 등의 반사부재의 크기를 최적화하고 반사부재의 물체측에 단지 하나의 렌즈를 배치함으로써 광학계의 두께를 최소화한다. 그리고, 렌즈의 매수를 적게 구성하여 원가를 낮추고 전체 광학계의 길이를 짧게 함으로써 소형 및 박형화와 저비용화를 달성한다. 이와 같이 소형 및 박형화된 줌렌즈는 초소형 디지털 카메라나 디지털 비디오 카메라, 휴대 전화, 정보 휴대 단말기(PDA)등에 내장 또는 부착되는 카메라의 촬상 장치에 적합하게 적용될 수 있다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims

물체측으로부터 순서로 제1 내지 제5 렌즈군을 포함하고, 변배시 상기 제1 내지 제5 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군이 이동하며, 상기 제1렌즈군은 반사 부재를 포함하고, 하기의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고배율 줌렌즈.

<조건식>

여기서, fw는 광각단에서의 초점거리이고, f_T는 망원단에서의 초점거리이고, L_T는 망원단에서 물체측면부터 상면까지의 줌렌즈 전체 길이를 각각 나타낸다.
물체측으로부터 순서로 배열된 것으로, 반사부재를 포함하고 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군, 및 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군을 포함하고, 하기의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고배율 줌렌즈.

<조건식>

여기서, fw는 광각단에서의 초점거리이고, f_T는 망원단에서의 초점거리이며, L_T는 망원단에서 물체측면부터 상면까지의 렌즈 전체 길이를 각각 나타낸다.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 줌렌즈의 변배시 적어도 상기 제2렌즈군과 제4렌즈군이 이동하는 것을 특징으로 하는 고배율 줌렌즈.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 줌렌즈의 변배시 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군의 간격은 좁아지고, 제3렌즈군과 제4렌즈군의 간격이 좁아지는 것을 특징으로 하는 고배율 줌렌즈.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제1렌즈군은 부의 굴절력의 제1렌즈, 반사부재 그리고 비구면을 포함한 정의 굴절력의 제2렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 고배율 줌렌즈.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제4렌즈군은 물체측으로부터 순서로 정의 굴절력의 렌즈와 부의 굴절력의 접합렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 고배율 줌렌즈.
제 6항에 있어서,

상기 정의 굴절력의 렌즈의 적어도 한 면이 비구면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고배율 줌렌즈.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제5렌즈군은 정의 굴절력의 단일 렌즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 고배율 줌렌즈.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제5렌즈군이 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고배율 줌렌즈.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제3렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 2매의 렌즈를 포함하고, 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고배율 줌렌즈.

<조건식>

여기서, fw는 광각단에서의 초점거리를, fT는 망원단에서의 초점거리를, f3는 제3렌즈군의 초점거리를 각각 나타낸다.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제 5렌즈군은 물체 거리의 변화에 따른 상면 보정을 실행하고 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 고배율 줌렌즈.

<조거식>

m₅는 망원단이고 물체거리가 무한대에서의 제5렌즈군의 배율을 나타낸다.