KR100781162B1 - 줌렌즈 광학계 - Google Patents

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김동우
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Abstract

줌렌즈 광학계가 개시된다. 개시된 줌렌즈 광학계는 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과; 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과; 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군;을 포함하며, 하기의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
<조건식>
Figure 112006079828408-pat00001
여기서, G1,G2,G3는 각각 제1 내지 제3렌즈군의 두께이고, fw는 광각단에서의 전체 초점거리이다.

Description

줌렌즈 광학계{Zoom lens optical system}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 줌렌즈 광학계의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 2a 내지 도 2c 각각은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 광각단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 3a 내지 도 3c 각각은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 망원단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 줌렌즈 광학계의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c 각각은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 광각단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 6a 내지 도 6c 각각은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 망원단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 의한 줌렌즈 광학계의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 8a 내지 도 8c 각각은 본 발명의 제3실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 광각단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 9a 내지 도 9c 각각은 본 발명의 제3실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 망원단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 의한 줌렌즈 광학계의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 11a 내지 도 11c 각각은 본 발명의 제4실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 광각단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 12a 내지 도 12c 각각은 본 발명의 제4실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 망원단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10-1,10-2,10-3...제1렌즈군 20-1,20-2,20-3...제2렌즈군
30-1,30-2,30-3...제3렌즈군
본 발명은 고체 촬상 소자를 이용한 카메라에 적합한 줌렌즈 광학계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소형 컴팩트화 된 구조이면서 고성능화 및 저비용화가 가능한 구조의 줌렌즈 광학계에 관한 것이다.
최근 CCD나 CMOS와 같은 촬상 소자를 이용한 디지털 카메라 또는 디지털 캠코더와 같은 결상광학기기가 급속히 확대 보급되고 있는 실정이다. 이러한 결상광학기기는 저가격화 및 소형 경량화가 추진되고 있는 바, 이에 채용된 줌렌즈 광학 계에 있어서 그 소형 경량화 및 저가격화가 요구된다.
이와 관련하여, 일본 공개특허공보 특개2003-057545호에서 3군 줌 방식의 중렌즈 광학계를 개시하고 있다. 개시된 줌렌즈 광학계는 물체측으로부터 순서대로 제1렌즈군, 제2렌즈군, 제3렌즈군으로 구성되며, 제1렌즈군과 제2렌즈군을 가동시켜 주밍(zooming)시키며 제1렌즈군과 제2렌즈군은 광각단에 비해 망원단에서 서로 가까워진다는 특징이 있다. 이 구성에서 제1렌즈군은 상면쪽으로 볼록한 메니스커스 렌즈를 포함하며, 이로인해 제1렌즈군의 두께가 증가하여 소형화가 어려워지는 문제점이 있다.
일본 공개특허공보 특개2003-255227호에서 개시하는 줌렌즈 광학계는 물체측으로부터 순서대로 제1렌즈군, 제2렌즈군, 제3렌즈군으로 구성되며 변배시 각군이 가동하는 구성이다. 한편, 제1렌즈군은 정렌즈와 부렌즈가 접합으로 구성되어 있어 소형화에 유리한 구조이나 2.5배줌 이상의 광학계 구성이 어려워진다는 문제점이 있다.
일본 특허공개공보 특개2004-093917호에서 개시하는 3군 줌 방식의 줌렌즈 광학계는 제1렌즈군과 제2렌즈군이 가동하고 제3렌즈군은 고정된 광학계이다. 이 구성에서는 제1렌즈군의 첫 번째 렌즈를 비구면으로 사용할 경우 비구면 생산성 문제로 인해 두께를 줄일 수 없어 소형화가 어려워진다. 또한, 제3렌즈군이 고정되어 있어 제2렌즈군의 이동량이 커져 전체 광학계의 소형화가 어렵다.
일본 특허공개공보 특개2005-274662호에서 개시하는 3군 줌 방식의 줌렌즈 광학계는 제1렌즈군에 비구면을 사용하지 않을 경우 광각단에서의 효과적인 왜곡 보정이 어려워지며, 제1렌즈군의 첫 번째 렌즈의 굴절률이 1.8 미만인 렌즈를 사용하면 수차보정을 위해 제1렌즈군의 두께가 증가하게 되어 소형화가 어려워진다는 문제점이 있다.
또한, 일본특허공개공보 특개 2006-078581호에서 개시하는 3군 줌 방식의 줌렌즈 광학계는 변배시 각 군이 가동하고 각 군에 최소 1매 이상의 비구면이 포함된 광학계이다. 각 군에 1매이상의 비구면을 사용할 경우 성능보정에는 유리하나 3매이상의 비구면 사용으로 인해 전체 광학계의 원가가 상승한다는 문제점이 있다. 또한, 3군렌즈를 비구면렌즈로 사용하는 경우 근거리 촬영시 성능확보가 어려워진다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 고체 촬상소자를 이용한 카메라에 적합하고 소형 컴팩트화 된 구조이면서 고성능화 및 저비용화가 가능한 구조의 줌렌즈 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈 광학계는 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과; 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과; 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군;을 포함하며, 하기의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
<조건식>
Figure 112006079828408-pat00002
여기서, G1,G2,G3는 각각 제1 내지 제3렌즈군의 두께이고, fw는 광각단에서의 전체 초점거리이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈 광학계는 물체측으로부터 순서대로,부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과; 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과; 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군;을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 변배시에 제1렌즈군과 제2렌즈군간의 간격 및 제2렌즈군과 제3렌즈군간의 간격이 변화하며, 하기의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
<조건식>
Figure 112006079828408-pat00003
Figure 112006079828408-pat00004
여기서, D1w는 광각단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 거리이고, D2w는 광각단에서 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 거리이고, D1t는 망원단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 거리이며, D2t는 망원단에서의 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 거리이다. ft는 망원단에서의 전체 초점거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점 거리를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콜리메이팅 확산판과 이를 채용한 디스플레이 장치를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 줌렌즈 광학계는 물체(OBJ) 쪽으로부터 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(10-1), 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(20-1), 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군(30-1)을 포함하여 구성된다. 또한, 제1렌즈군(10-1)과 제2렌즈군(20-1) 사이에는 제2렌즈군(20-1)에 연동되어 이동되는 조리개(ST)가 더 구비되어 있다. 조리개(ST)는 제2렌즈군(20-1)에 포함되며, 제2렌즈군(20-1)의 첫 번째 렌즈와의 거리를 0으로 하고 셔터의 위치를 제2렌즈군(20-1)과 제3렌즈군(30-1) 사이에 배치함으로써 소형화에 유리한 광학계를 구성하게 된다. 상기 제1 내지 제3렌즈군(10-1)(20-1)(30-1)을 광축상에서 이동시킴으로써 변배를 행한다. 광각단에서 중간단으로 변배시 제1렌즈군(10-1)과 제2렌즈군(20-1) 사이의 간격이 감소하고, 제2렌즈군(20-1)과 제3렌즈군(30-1) 사이의 간격이 증가된다.
보다 구체적으로 상기 제1 내지 제3렌즈군(10-1)(20-1)(30-1) 각각의 렌즈 구성을 살펴보면 다음과 같다.
제1렌즈군(10-1)은 전체적으로 부의 굴절력을 가지도록 구성된다. 제1렌즈군(10-1)은 복수의 렌즈로 구성될 수 있으며, 예를 들어 제1렌즈(11-1)와 제2렌즈(12-1)를 포함한다. 제1렌즈(11-1)로는 매니스커스 부렌즈가, 제2렌즈(12-1)로는 매니스커스 정렌즈가 채용될 수 있다. 이 경우, 제1렌즈(11-1)는 최소 두께로의 가공이 용이하도록 구면렌즈로 하고, 제2렌즈(12-1)를 비구면렌즈로 구성하는 것이, 보다 초소형의 광학계를 위해 바람직하다. 또한, 물체 측 첫 번째 렌즈인 제1렌즈(11-1)에 굴절률이 1.8이상이고 아베수가 40이상의 소재를 사용하는 경우 효과적으로 왜곡수차와 배율 색수차를 보정할 수 있다.
제2렌즈군(20-1)은 전체적으로 정의 굴절력을 가지도록 구성되며, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈(21-1), 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈(22-1) 및 부의 굴절력을 가지는 제5렌즈(23-1)를 포함한다. 예를 들어 제3렌즈(21-1)는 양볼록의 비구면 정렌즈로, 제4렌즈(22-1)는 양볼록 정렌즈로, 제5렌즈(23-1)는 양오목 부렌즈로 구성된다. 이 때 제4렌즈(22-1)와 제5렌즈(23-1)는 접합렌즈로 구성될 수 있다. 제2렌즈군(20-1)의 첫 번째 렌즈인 제3렌즈(21-1)에 비구면을 사용함으로써 구면수차가 최소화되고, 제4렌즈(22-1)와 제5렌즈(23-1)를 접합렌즈로 사용함으로써 망원단에서 발생하는 배율색수차가 최소화된다.
제3렌즈군(30-1)은 전체적으로 정의 굴절력을 가지도록 구성되며, 예를들어 1매의 구면 정렌즈로 된 제6렌즈(31-1)를 포함한다. 제3렌즈군(30-1)에 비교적 큰 굴절률과 큰 아베수의 정렌즈 1매를 사용함으로써, 광각단에서 상면에 입사하는 광선의 입사각이 커지지 않게 되고 피사체 위치의 변화로 인한 상면위치 보정시 발생 하는 배율 색수차가 최소화된다. 또한, 제6렌즈(31-1)를 구면렌즈로 함으로써, 물체(OBJ) 거리 변화에 따른 성능 보정이 용이해지고 제조 원가가 낮아진다.
한편, 본 발명에 따른 줌렌즈 광학계는 광각단에서의 전체 초점거리에 대한 제1렌즈군의 두께(G1), 제2렌즈군의 두께(G2) 및 제3렌즈군의 두께(G3)의 합의 비가 다음을 만족한다.
Figure 112006079828408-pat00005
수학식 1에서 상한치를 초과하면 초점거리에 비해 렌즈 두께 합이 증가하여 초소형 광학계 구성이 어려워지며, 하한치보다 작은 값을 가지면 초점 거리에 비해 렌즈 두께의 합이 감소하여 망원단에서의 수차보정이 어려워지고, 얇은 렌즈로 인해 가공비가 증가하고 생산성이 낮아지게 된다.
또한, 본 발명에 따른 줌렌즈 광학계는 제1 내지 제3렌즈군(10-1)(20-1)(30-1)이 가동하여 변배를 행하고 이 때 각 렌즈군 사이의 가변거리들은 수학식 2를 만족하며, 줌배율은 수학식 3을 만족한다.
Figure 112006079828408-pat00006
Figure 112006079828408-pat00007
여기서, D1w는 광각단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 거리이고, D2w는 광각단에서 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 거리이고, D1t는 망원단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 거리이며 D2t는 망원단에서의 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 거리이다. ft는 망원단에서의 전체 초점거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점 거리를 나타낸다. 수학식 2의 값이 상한치를 초과하게 되면 주밍(zooming)시 렌즈군간의 이동량이 커져 초소형 광학계의 구성이 어려워지며, 하한치보다 작은 값이 되면 2.5배 이상의 줌 배율의 확보가 어려워진다. 수학식 3이 상한치를 초과하게 되면 망원단에서의 구면수차와 색수차 보정이 어려워지고, 광각단에서 망원단으로 변배시 제2렌즈군의 이동량이 크게 증가하여 소형화가 어려워진다. 또한 하한치보다 작은 값이 되면 줌배율이 크게 작아 줌배율에 비해 소형화라고 볼 수 없으며 상품성이 떨어진다.
또한, 제1렌즈군의 첫 번째 렌즈의 아베수 v1과 두 번째 렌즈의 아베수 v2는 다음 식을 만족한다.
Figure 112006079828408-pat00008
수학식 4의 값이 상한치를 초과하면 색수차 보정에는 유리하나 렌즈들의 굴 절률이 감소하여 광학계의 왜곡을 보정하기 어려워지고, 하한치보다 작은 값이 되면 아베수 차이가 작아져 망원단에서의 색수차 보정이 어려워진다.
본 발명의 실시예들에서 나타나는 비구면(ASP)의 정의는 다음과 같다.
Figure 112006079828408-pat00009
여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리이고, y는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리이며, K는 코닉상수(conic constant), A,B,C,D는 비구면계수, c'은 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경의 역수(1/R)이다.
다음, 본 발명에 따른 줌렌즈 광학계의 여러 가지 실시예들의 구체적인 렌즈 데이터들을 기술한다. 이하, f는 줌렌즈 전체의 초점거리를, Fno는 F수를, ω는 화각을, R은 곡률반경을, Nd는 굴절률을 Vd는 아베수를 각각 나타낸다. 또한, ST는 조리개를 나타내며 각 실시예에서 렌즈간 가변거리를 D1,D2,D3로 나타낸다. 그리고 각 실시예별로 각 구성요소의 참조번호에 실시예 번호를 연계하여 표시하였다.
<제1실시예>
도 1은 제1실시예에 따른 줌렌즈 광학계를 도시한 것으로, 제1렌즈군(10-1)은 제1렌즈(11-1), 제2렌즈(12-1)로 구성되고, 제2렌즈군(20-1)은 제3, 제4, 제5렌즈(21-1)(22-1)(23-1)로 구성되며 제3렌즈군(30-1)은 제6렌즈(31-1)로 구성된다. 도면부호 40-1은 적외선필터를, 41-1은 카바글라스를 나타낸다. 다음은 제1실시예의 렌즈데이터이다.
f; 6.65 ~ 10.91 ~ 18.96, Fno; 2.88 ~ 3.78 ~ 5.30, 2ω; 58.96 ~ 36.80 ~ 21.70
면 곡률반경(R) 두께 또는 렌즈간 거리 굴절률(Nd) 아베수(Vd)
OBJ: INFINITY INFINITY
S1: 33.157 0.50 1.834810 44.7207
S2: 5.771 1.05
S3: 8.003 1.54 1.821140 22.0600
ASP:
K :-1.000000
A :-0.336890E-04 B:-0.189471E-04 C:0.135718E-05 D:0.227422E-07
S4: 15.866 D1
ASP:
K:-1.000000
A:-0.539180E-03 B:-0.257525E-04 C:0.792172E-05 D:-0.518046E-07
ST: INFINITY 0.00
S6: 4.771 1.43 1.743300 49.3259
ASP:
K:-1.000000
A:0.120367E-03 B:0.673264E-04 C:-0.329863E-05 D:0.315769E-06
S7: -23.540 0.19
ASP:
K : -1.000000
A :0.608055E-03 B :0.000000E00 C :0.000000E00 D:0.000000E00
S8: 13.172 1.23 1.755000 52.3228
S9: -6.112 0.42 1.672700 32.1705
S10: 3.042 D2
S11: 290.120 1.24 1.883000 40.8054
S12: -14.707 D3
S13: INFINITY 0.30 1.516798 64.1983
S14: INFINITY 0.30
S15: INFINITY 0.50 1.516798 64.1983
S16: INFINITY 0.60
IMG: INFINITY
다음 표 1은 제1실시예에 따른 줌렌즈 광학계에서의 가변거리(D1,D2,D3)의 예를 광각단, 중간단 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.
광각단 중간단 망원단
D1 11.38 5.42 0.8
D2 4.78 9.00 15.19
D3 2.83 2.10 2.00
도 2a는 제1실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 광각단에서의 종방향 구면 수차를 파장이 486.1300(nm), 587.5600(nm), 656.2700(nm)인 광에 대해 각각 나타낸 것이고, 도 2b는 상면 만곡(astigmatic field curvature) 즉, 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 나타낸 것이고, 도 2c는 % 왜곡을 나타낸 것이다. 또한, 도 3a, 도 3b 및 도 3c는 제1실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 망원단에서의 종방향 구면 수차, 상면 만곡 및 왜곡 수차를 나타낸 것이다.
<제2실시예>
도 4는 제2실시예에 따른 줌렌즈 광학계를 도시한 것으로, 제1렌즈군(10-2)은 제1렌즈(11-2), 제2렌즈(12-2)로 구성되고, 제2렌즈군(20-2)은 제3, 제4, 제5렌즈(21-2)(22-2)(23-2)로 구성되며 제3렌즈군(30-2)은 제6렌즈(31-2)로 구성된다. 도면부호 40-2은 적외선필터를, 41-2은 카바글라스를 나타낸다. 다음은 제2실시예의 렌즈데이터이다.
f; 7.24 ~ 11.87 ~ 20.62, Fno; 2.86 ~ 3.91 ~ 5.56, 2ω; 55.06 ~ 33.98 ~ 20.02
면 곡률반경(R) 두께 또는 렌즈간 거리 굴절률(Nd) 아베수(Vd)
OBJ: INFINITY INFINITY
S1: 46.595 0.50 1.823254 41.0331
S2: 6.000 0.77
S3: 7.398 1.49 1.846663 23.7848
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A:-0.531796E-04 B:-0.353397E-04 C:0.219414E-05 D:0.585782E-07
S4: 13.395 D1
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K:-1.000000
A:-0.598273E-03 B:-0.360829E-04 C:0.247378E-05 D:-0.780253E-07
ST: INFINITY 0.00
S6: 5.054 1.41 1.743300 49.3259
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K : -1.000000
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S7: -18.564 0.20
ASP:
K:-1.000000
A:0.482908E-03 B:0.475305E-04 C:-0.172534E-04 D:0.191272E-05
S8: 18.551 1.24 1.755000 52.3228
S9: -5.256 0.73 1.672700 32.1705
S10: 3.285 D2
S11: 111.316 1.26 1.883000 40.8054
S12: -15.279 D3
S13: INFINITY 0.30 1.516798 64.1983
14: INFINITY 0.30
S15: INFINITY 0.50 1.516798 64.1983
S16: INFINITY 0.60
IMG: INFINITY
다음 표 2는 제2실시예에 따른 줌렌즈 광학계에서의 가변거리(D1,D2,D3)의 예를 광각단, 중간단 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.
광각단 중간단 망원단
D1 9.29 4.83 0.8
D2 4.11 9.44 16.26
D3 3.36 2.10 2.00
도 5a 내지 도 5c각각 제2실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이고, 도 6a내지 6c 각각 제2실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.
<제3실시예>
도 7은 제3실시예에 따른 줌렌즈 광학계를 도시한 것으로, 제1렌즈군(10-3)은 제1렌즈(11-3), 제2렌즈(12-3)로 구성되고, 제2렌즈군(20-3)은 제3, 제4, 제5렌즈(21-3)(22-3)(23-3)로 구성되며 제3렌즈군은 제6렌즈(31-3)로 구성된다. 도면부호 40-3은 적외선필터를, 41-3은 카바글라스를 나타낸다. 다음은 제3실시예의 렌즈데이터이다.
f; 6.01 ~ 9.86 ~ 17.13, Fno; 2.82 ~ 3.76 ~ 5.55, 2ω; 64.26 ~ 40.16 ~ 23.92
면 곡률반경(R) 두께 또는 렌즈간 거리 굴절률(Nd) 아베수(Vd)
OBJ: INFINITY INFINITY
S1: 51.294 0.50 1.850696 44.9216
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S4: 26.310 D1
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K:-1.000000
A:-0.915028E-03 B:-0.492980E-04 C:0.277484E-05 D:-0.158756E-06
ST: INFINITY 0.00
S6: 4.398 1.44 1.745722 49.2023
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K:-1.000000
A:0.320835E-03 B :0.445549E-04 C:-0.248193E-04 D:0.277034E-05
S7: -14.064 0.25
ASP:
K:-1.000000
A:0.690526E-03 B:0.120302E-04 C:-0.222765E-04 D:0.338547E-05
S8: 9.776 1.23 1.861341 42.1826
S9: -6.185 0.42 1.824739 28.5349
S10: 2.832 D2
S11: 53.455 2.24 1.883000 40.8054
S12: -15.392 D3
S13: INFINITY 0.30 1.516798 64.1983
S14: INFINITY 0.30
S15: INFINITY 0.50 1.516798 64.1983
S16: INFINITY 0.60
IMG: INFINITY
다음 표 3은 제3실시예에 따른 줌렌즈 광학계에서의 가변거리(D1,D2,D3)의 예를 광각단, 중간단 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.
광각단 중간단 망원단
D1 7.61 3.51 0.8
D2 3.82 7.55 14.14
D3 2.24 2.00 1.50
도 8a, 도 8b, 도 8c 각각은 제2실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이고, 도 9a, 도 9b, 도 9c 각각은 제2실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.
<제4실시예>
도 10은 제4실시예에 따른 줌렌즈 광학계를 도시한 것으로, 제1렌즈군(10-4)은 제1렌즈(11-4), 제2렌즈(12-4)로 구성되고, 제2렌즈군(20-4)은 제3, 제4, 제5렌즈(21-4)(22-4)(23-4)로 구성되며 제3렌즈군(30-4)은 제6렌즈(31-4))로 구성된다. 도면부호 40-4은 적외선필터를, 41-4은 카바글라스를 나타낸다. 다음은 제4실시예의 렌즈데이터이다.
f; 6.03 ~ 9.88 ~ 17.18, Fno; 2.86 ~ 3.84 ~ 5.55, 2ω; 64.06 ~ 40.18 ~ 23.76
면 곡률반경(R) 두께 또는 렌즈간 거리 굴절률(Nd) 아베수(Vd)
OBJ: INFINITY INFINITY
S1: 75.533 0.50 1.848893 43.0512
S2: 5.723 1.11
S3: 12.016 1.55 1.846663 24.7848
ASP:
K:-1.000000
A:-0.599705E-04 B:-0.616410E-04 C:0.509108E-05 D:0.185675E-06
S4: 63.717 D1
ASP:
K :-1.000000
A:-0.685826E-03 B:-0.406140E-04 C:0.329561E-05 D:-0.142560E-06
ST: INFINITY 0.00
S6: 4.221 1.48 1.728012 48.2240
ASP:
K:-1.000000
A:0.473781E-04 B:0.504041E-04 C:-0.212573E-04 D:0.119523E-05
S7: -17.691 0.11
ASP:
K:-1.000000
A:0.564539E-03 B:0.190430E-04 C:-0.317383E-04 D:0.309377E-05
S8: 9.360 1.12 1.883000 40.8054
S9: -16.899 0.42 1.832836 25.4437
S10: 2.844 D2
S11: 38.271 1.31 1.883000 40.8054
S12: -17.999 D3
S13: INFINITY 0.30 1.516798 64.1983
S14: INFINITY 0.30
S15: INFINITY 0.50 1.516798 64.1983
S16: INFINITY 0.60
IMG: INFINITY
다음 표 4는 제3실시예에 따른 줌렌즈 광학계에서의 가변거리(D1,D2,D3)의 예를 광각단, 중간단 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.
광각단 중간단 망원단
D1 9.18 4.44 0.8
D2 3.80 8.20 14.60
D3 2.77 2.00 1.50
도 11a, 도 11b, 도 11c 각각은 제2실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이고, 도 12a, 도 12b, 도 12c 각각은 제2실시예에 따른 줌렌즈 광학계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.
다음은 상기 실시예들이 수학식 1 내지 4를 만족함을 보인 것이며 그에 상응한 값은 아래와 같다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
수학식 1 1.1414 1.0497 1.2646 1.2604
수학식 2 3.1517 2.8508 2.8502 3.1808
수학식 3 2.8453 2.8481 2.8502 2.8491
수학식 4 22.6607 18.2483 23.1368 18.2664
본 발명은 이상 기술한 수학식들을 만족하는 렌즈 구성을 통해 소형화되면서도 우수한 광학 성능을 가진다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위 내에서 정해져야만 할 것이다.
본 발명에 따른 줌렌즈 광학계는 각 렌즈군의 두께의 합과 광각단의 전체 초점거리의 비를 조절하고, 또한, 각 렌즈군간의 광각단에서의 거리와 망원단에서의 거리의 차를 조절함으로써, 초소형으로 구성되고 고성능을 구현하면서 저비용으로 제조가능하다는 이점이 있다.

Claims (10)

  1. 물체측으로부터 순서대로,
    부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과;
    정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과;
    정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군;을 포함하며, 하기의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
    <조건식>
    Figure 112006079828408-pat00010
    여기서, G1,G2,G3는 각각 제1 내지 제3렌즈군의 두께이고, fw는 광각단에서의 전체 초점거리이다.
  2. 물체측으로부터 순서대로,
    부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과;
    정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과;
    정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군;을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 변배시에 제1렌즈군과 제2렌즈군간의 간격 및 제2렌즈군과 제3렌즈군간의 간격이 변화하며, 하기의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
    <조건식>
    Figure 112006079828408-pat00011
    Figure 112006079828408-pat00012
    여기서, D1w는 광각단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 거리이고, D2w는 광각단에서 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 거리이고, D1t는 망원단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 거리이며, D2t는 망원단에서의 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 거리이다. ft는 망원단에서의 전체 초점거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점 거리를 나타낸다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1렌즈군은 1매의 구면렌즈와 1매의 비구면렌즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1렌즈군의 물체측 첫 번째 렌즈는 구면렌즈이고 물체측 두번째 렌즈는 비구면렌즈인 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제3렌즈군은 1매의 구면 정렌즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1렌즈군은 복수의 렌즈로 구성되며, 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
    <조건식>
    Figure 112006079828408-pat00013
    여기서, v1은 물체측 첫 번째 렌즈의 아베수이고 v2는 물체측 마지막 렌즈의 아베수이다.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2렌즈군은 적어도 하나의 접합렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2렌즈군에 포함되어 연동되는 조리개를 구비하며,
    상기 제2렌즈군의 첫 번째 렌즈와 상기 조리개 간의 거리가 0인 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    광각단에서 망원단으로 변배시 상기 제1 내지 제3렌즈군이 가동하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
  10. 제9항에 있어서,
    광각단에서 망원단으로 변배시 상기 제3렌즈군과 상면과의 거리가 가까워지는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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