KR100882717B1 - Zoom lens - Google Patents
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Abstract
줌 렌즈가 제공된다. 본 발명은 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 위치하는, 굴절능이 0인 평판렌즈를 포함하는 부의 굴절력을 갖는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제3렌즈군을 포함하며, 광각단에서 망원단으로의 변배시에 3.6<Tw/fw<4.1 (단, Tw는 광각단에서 제1렌즈군의 첫번째 렌즈 면으로부터 제3렌즈군의 마지막 렌즈 면까지의 거리, fw는 망원단에서의 유효 초점거리)의 조건식과 제1렌즈군의 제3렌즈는 15 < Vd < 20, 1.85 < nd < 1.95(단, Vd는 d선에 대한 렌즈의 아베수, nd는 d선에 대한 렌즈의 굴절률) 조건식을 동시에 만족한다. 본 발명에 의하면 줌 렌즈를 구성하는 렌즈의 매수가 적고 광학전장이 짧아서 고체 촬상소자를 이용한 결상 광학계에 적합하며, 휴대폰과 같은 소형 단말기의 탑재에 적합하다. A zoom lens is provided. The present invention includes a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power, which are sequentially positioned from an object side to an image side. 3.6 <Tw / fw <4.1 when changing from the wide-angle end to the telephoto end, where Tw is the distance from the first lens plane of the first lens group to the last lens plane of the third lens group at the wide-angle end. The conditional expression of the effective focal length in the telephoto end and the third lens of the first lens group are 15 <Vd <20, 1.85 <nd <1.95 (where Vd is the Abbe number of the lens with respect to the d line, and nd is the d line. The refractive index of the lens) is satisfied simultaneously. According to the present invention, since the number of lenses constituting the zoom lens is small and the optical length is short, it is suitable for an imaging optical system using a solid-state image sensor, and is suitable for mounting a small terminal such as a mobile phone.
줌 렌즈, 광학, 카메라, 이동통신단말기, 휴대폰, 광각단, 망원단, 텔레단. Zoom lens, optics, camera, mobile terminal, mobile phone, wide-angle end, telephoto end, tele end.
Description
도 1은 종래 줌 렌즈의 구성을 보여주는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a conventional zoom lens.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈의 구성을 보여주는 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a zoom lens according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각단에서의 수차그래프이다.3 is an aberration graph at the wide-angle end according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간단에서의 수차그래프이다.4 is an aberration graph at an intermediate stage according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 망원단에서의 수차그래프이다.5 is an aberration graph in the telephoto end according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 제1렌즈군 200 제2렌즈군100
300 제3렌즈군 110 제1렌즈300 Third Lens
120 제2렌즈 130 제3렌즈120
210 제4렌즈 220 제5렌즈210
230 제6렌즈 240 조리개230 6th Lens 240 Aperture
310 제7렌즈 400 촬상소자310
500 적외선 필터500 infrared filter
본 발명은 줌 렌즈에 관한 것이다. The present invention relates to a zoom lens.
최근 휴대전화기나 이동통신단말기에 CCD 또는 CMOS와 같은 고체 촬상소자를 이용한 콤팩트한 디지털 카메라나 디지털 비디오 카메라가 내장되고 있다. 이러한 촬상소자는 소형화되는 추세이고, 이에 따라 촬상소자에 구비되는 줌 렌즈에 대해서도 소형화가 요구되고 있다.Recently, a compact digital camera or a digital video camera using a solid-state image sensor such as a CCD or a CMOS is embedded in a mobile phone or a mobile communication terminal. Such imaging devices tend to be miniaturized, and accordingly, miniaturization of zoom lenses provided in the imaging devices is required.
도 1은 종래 줌 렌즈의 구성을 보여주는 도면이다. 도 1은 종래 3군의 렌즈군으로 구성된 줌 렌즈의 구성을 보여주는 도면이다. 도 1 (a)는 광각단에서의 줌 렌즈의 모습이고, 도 1 (b)는 중간단에서의 줌 렌즈의 모습이고, 도 1 (c)는 망원단에서의 줌 렌즈의 모습이다.1 is a view showing the configuration of a conventional zoom lens. 1 is a view showing the configuration of a zoom lens composed of a conventional three groups of lens groups. Figure 1 (a) is a state of the zoom lens in the wide-angle end, Figure 1 (b) is a state of the zoom lens in the middle end, Figure 1 (c) is a state of the zoom lens in the telephoto end.
도 1에서 종래 줌 렌즈는 부의 굴절력을 갖는 제1렌즈군(G1)과, 정의 굴절력을 갖는 제2렌즈군(G2)과, 정의 굴절력을 갖는 제3렌즈군(G3)으로 구성되며, 제1렌즈군(G1)에 포함되는 렌즈 중에서 적어도 하나의 렌즈의 굴절률인 Gln이 하기의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다. In FIG. 1, the conventional zoom lens includes a first lens group G1 having negative refractive power, a second lens group G2 having positive refractive power, and a third lens group G3 having positive refractive power. Among the lenses included in the lens group G1, Gln, which is a refractive index of at least one lens, satisfies the following conditional expression.
<조건식> 1.90<G1n<2.00<Condition> 1.90 <G1n <2.00
도 1에서 종래 줌 렌즈는 광각단(Wide mode)에서 망원단(Tele mode)으로 변배시에 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2) 사이의 거리는 감소하고, 제2렌즈군(G2)과 제3렌즈군(G3) 사이의 거리는 증가하며, 제3렌즈군(G3)과 상측에 있는 고정체 간의 거리는 감소한다. 도 1의 종래 줌 렌즈에서 제1렌즈군(G1)은 2매의 렌즈로 구성되되 2매의 렌즈 중에서 하나가 정의 굴절력을 갖고, 제2렌즈군(G2)은 3매의 렌즈로 구성되되 적어도 두 매의 렌즈가 접합된 접합렌즈를 포함하고, 제3렌즈군(G3)은 정의 굴절력을 갖는 한 매의 렌즈로 구성된다.In FIG. 1, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases when the conventional zoom lens is shifted from the wide mode to the tele mode, and the second lens group ( The distance between G2) and the third lens group G3 increases, and the distance between the third lens group G3 and the fixture on the image side decreases. In the conventional zoom lens of FIG. 1, the first lens group G1 is composed of two lenses, one of the two lenses has positive refractive power, and the second lens group G2 is composed of three lenses, at least The two lenses are bonded to each other, and the third lens group G3 is composed of one lens having positive refractive power.
이러한 종래 줌 렌즈는 렌즈의 매수를 감소시킨데 따른 소형화를 이룩하고, 우수한 텔레센트릭 특성과, 고변배비 및 높은 결상 성능을 갖는 장점이 있으나, 그 크기에 있어서 휴대폰이나 PDA 등과 같은 소형 단말기에 탑재되기에는 적합하지 않다고 하는 문제점이 있다. 또한, 변배시에 전장길이가 일정하지 않다고 하는 문제점도 있다. Such a conventional zoom lens achieves miniaturization by reducing the number of lenses, and has advantages of excellent telecentric characteristics, high aspect ratio, and high imaging performance, but is mounted in a small terminal such as a mobile phone or a PDA in its size. There is a problem that it is not suitable to be. In addition, there is a problem in that the overall length is not constant at the time of change.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 렌즈의 매수가 적고 광학전장이 짧아서 고체 촬상소자를 이용한 결상 광학계에 적합하며, 휴대폰과 같은 소형 단말기의 탑재에 적합한 줌 렌즈를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, the number of lenses is small and the optical length is short, suitable for the imaging optical system using a solid-state image sensor, and provides a zoom lens suitable for mounting a small terminal such as a mobile phone There is a purpose.
본 발명의 다른 목적은 광각단에서 망원단 사이의 변배시에 광학전장의 길이가 동일한 줌 렌즈를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a zoom lens having the same length of optical field at the time of shifting between the wide end and the telephoto end.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 위치하는, 굴절능이 0인 평판렌즈를 포함하며 부의 굴절력을 갖는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제3렌즈군을 포함하며, 광각단 에서 망원단으로의 변배시에 3.6<Tw/fw<4.1 (단, Tw는 광각단에서 제1렌즈군의 첫번째 렌즈 면으로부터 제3렌즈군의 마지막 렌즈 면까지의 거리, fw는 망원단에서의 유효 초점거리)의 조건식을 만족한다.The present invention for achieving the above object comprises a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, a positive refractive power, including a flat lens having a zero refractive power sequentially positioned from the object side to the image side And having a third lens group, wherein 3.6 <Tw / fw <4.1 when varying from the wide end to the telephoto end, where Tw is the last lens of the third lens group from the first lens plane of the first lens group at the wide end. The distance to the surface, fw, satisfies the conditional formula of the effective focal length from the telephoto end.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈의 구성을 보여주는 도면이다. 도 2 (a)는 광각단(Wide mode)에서의 줌 렌즈의 모습이고, 도 2 (b)는 중간단(Middle mode)에서의 줌 렌즈의 모습이고, 도 2 (c)는 망원단(Tele mode)에서의 줌 렌즈의 모습이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a zoom lens according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) is a view of a zoom lens in a wide mode, FIG. 2 (b) is a view of a zoom lens in a middle mode, and FIG. 2 (c) is a telephoto end. This is the zoom lens in mode.
도 2에서 줌 렌즈는 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 위치하는 제1렌즈군(100), 제2렌즈군(200), 제3렌즈군(300)의 3개의 렌즈군을 포함한다. 제1렌즈군(100)은 굴절능이 0인 평판렌즈를 포함하며 부의 굴절력을 갖고, 제2렌즈군(200)은 정의 굴절력을 갖고, 제3렌즈군(300)은 정의 굴절력을 갖는다. 상측에는 영상신호를 전기적신호로 변환하기 위한 촬상소자(400)가 위치하며, 제3렌즈군(300)과 촬상소자(400) 사이에는 적외선을 차단하기 위한 적외선 필터(500)가 위치한다.In FIG. 2, the zoom lens includes three lens groups of the
도 2에서 줌 렌즈는 광각단에서 망원단으로의 변배시에 3.6<Tw/fw<4.1 (단, Tw는 광각단에서 제1렌즈군(100)의 첫번째 렌즈 면으로부터 제3렌즈군(300)의 마지막 렌즈 면까지의 거리, fw는 망원단에서의 유효 초점거리)의 조건식을 만족한다. In FIG. 2, the zoom lens is 3.6 <Tw / fw <4.1 when changing from the wide end to the telephoto end (where Tw is the
도 2에서 제1렌즈군(100)은 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 위치하는 제1렌즈(110), 제2렌즈(120), 제3렌즈(130)로 이루어진다. In FIG. 2, the
제1렌즈(110)는 굴절능이 0인 평판렌즈이며 변배시에 고정되어 있다. The
제2렌즈(120)는 상측으로 오목한 면이 형성되어 있다. The
제3렌즈(130)는 물체측으로 볼록한 면이 형성되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제3렌즈(130)는 15<Vd<20, 1.85<nd<1.95 (단, Vd는 d선에 대한 렌즈의 아베수, nd는 d선에 대한 렌즈의 굴절률)의 조건식을 만족할 수 있다. The
본 발명의 일 실시예에서 제2렌즈(120) 또는 제3렌즈(130) 중에서 적어도 하나 이상은 부의 굴절력을 갖는다. In one embodiment of the present invention, at least one or more of the
제2렌즈군(200)은 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 위치하는, 정의 굴절력을 갖는 제4렌즈(210), 정의 굴절력을 갖는 제5렌즈(220), 부의 굴절력을 갖는 제6렌즈(230)로 이루어진다. The
제4렌즈(210)는 물체측으로 볼록한 면이 형성되어 있고 정의 굴절력을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서 제4렌즈(210)는 적어도 한 면 이상이 비구면으로 이루어질 수 있다. The
제5렌즈(220)는 상측으로 볼록한 면이 형성되어 있고 정의 굴절력을 갖는다.The
제6렌즈(230)는 상측으로 오목한 면이 형성되어 있고 부의 굴절력을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서 제6렌즈(230)는 적어도 한 면 이상이 비구면으로 이루어질 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에서 제4렌즈(210)와 제5렌즈(220) 사이에 빛의 양을 조절하기 위한 조리개(240)가 위치할 수 있다. 조리개(240)는 광학계에서 빛의 양을 제한하기 위해 사용되며 조일수록 렌즈의 중심부만 이용하게 되므로 렌즈의 수차는 작아지는 반면 초점심도는 커지게 된다.In one embodiment of the present invention, the
제3렌즈군(300)은 플라스틱 재질의 정의 굴절력을 갖는 제7렌즈(310)로 이루어진다. 제7렌즈(310)는 렌즈의 중심 영역이 볼록하고, 렌즈의 주변으로 갈수록 오목한 형상으로 되어 있으며, 적어도 한 면이 비구면으로 되어 있다. 유리 재질로 비구면 렌즈를 성형하는데 어려움이 있으므로, 본 발명에서 제7렌즈(310)는 플라스틱 재질의 렌즈를 사용하는 것이 바람직하다. The
도 2에서 보는 바와 같이, 도 2 (a)의 광각단에서 도 2 (c)의 망원단으로 변배시에, 제1렌즈군(100)과 제2렌즈군(200) 사이의 거리는 감소하고, 제2렌즈군(200)과 제3렌즈군(300) 사이의 거리는 증가하며, 제3렌즈군(300)과 촬상소자(400)까지의 거리는 감소하게 된다. As shown in FIG. 2, the distance between the
본 발명에서 광각단에서 망원단으로 변배시에 제1렌즈군(100)에서 평판렌즈인 제1렌즈(110)는 고정되어 있고, 제1렌즈(110)를 제외한 나머지 렌즈인 제2렌즈(120)와 제3렌즈(130)는 소정 위치까지 물체측에서 상측으로 이동한 후에 다시 상측에서 물체측으로 이동한다. In the present invention, the
또한, 광각단에서 망원단으로 변배시에 제2렌즈군(200)은 상측에서 물체측으로 이동하며, 제3렌즈군(300)은 물체측에서 상측으로 이동한다. In addition, when changing from the wide-angle end to the telephoto end, the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 제1렌즈군(100), 제2렌즈군(200), 제3렌즈군(300)이 동시에 이동하면서 주밍(Zooming)과 포커스 조정이 이루어진다. 보다 구체적으로 설명하면, 제2렌즈군(200)이 이동되면서 주밍이 되면, 제1렌즈군(100)을 통해 수차보정이 되어 상의 성능을 유지시키고, 제3렌즈군(300)을 비선형적으로 이동시키면서 포커스 조정을 수행하게 된다. As described above, in the present invention, zooming and focus adjustment are performed while the
이에 따라, 본 발명에서는 제1렌즈군(100)을 비교적 분산값이 낮은 렌즈로 구성하여 고해상도에 필요한 작은 배율색수차의 조건을 만족시키고, 제2렌즈(120)를 비구면화하여 주밍에 따른 왜곡수차를 최소화시킨다. 또한, 제2렌즈군(200)의 굴절력을 크게 하여 주밍시 필요한 제2렌즈군(200)의 이동거리를 최대한 단축함으로써, 광학계의 전장거리를 감소시킨다.Accordingly, in the present invention, the
다음은 본 발명의 일 실시예로서, 유효초점거리 f=4.78mm~9.56mm~14.34mm이고, F수 F/N=3.4~5.26~6.99이고, 시야각 2ω=61.10°~32.81°~22.30°의 조건으로 테스트한 실시예이다.The following is an embodiment of the present invention, the effective focal length f = 4.78mm ~ 9.56mm ~ 14.34mm, F number F / N = 3.4 ~ 5.26 ~ 6.99, the viewing angle of 2ω = 61.10 ° ~ 32.81 ° ~ 22.30 ° It is an Example tested on condition.
다음 [표 1]은 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈를 구성하는 요소들의 수치 데이터를 나타낸다. [Table 1] shows numerical data of elements constituting the zoom lens according to an embodiment of the present invention.
[표 1]TABLE 1
[표 1]에서 Si는 면번호, ri는 물체측 렌즈면으로부터 순서대로 i번째(i=1~17) 면의 곡률반경, di는 i번째 면과 i+1번째 면 간의 광축상의 거리, ndi는 i번째 면의 굴절률, vdi는 i번째 면의 아베수를 각각 나타낸다.In Table 1, Si is the surface number, ri is the radius of curvature of the i-th (i = 1 to 17) plane in order from the object-side lens plane, di is the distance on the optical axis between the i-th plane and the i + 1th plane, ndi Denotes the refractive index of the i-th face, and vdi denotes the Abbe number of the i-th face, respectively.
다음 [표 2]는 특정한 유효초점거리(f)에 따른 각 면 간의 광축상의 거리를 나타낸다. [표 2]에서 각 수치의 단위는 mm이다.[Table 2] shows the distances on the optical axis between the planes according to the specific effective focal length f. In Table 2, each unit is mm.
[표 2]TABLE 2
본 발명에서 비구면 정의식은 다음과 같다. Aspheric definition in the present invention is as follows.
(1) (One)
(이때, z는 광학면의 정점으로부터 광축에 따른 거리, Y는 광축에 수직한 방 향으로의 거리, c는 광학면의 정점에서의 곡률, K는 코닉 계수(conic coefficient), A, B, C, D, E, F는 비구면 계수)(Where z is the distance along the optical axis from the vertex of the optical plane, Y is the direction perpendicular to the optical axis, c is the curvature at the vertex of the optical plane, K is the conic coefficient, A, B, C, D, E, F are aspherical coefficients)
다음 [표 3]은 각 비구면에 대한 비구면 계수들 수치를 나타낸다. Table 3 below shows the aspheric coefficients for each aspherical surface.
[표 3]TABLE 3
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각단(Wide mode)에서의 수차그래프이다. 도 3 (a)는 종방향 구면수차, 도 3 (b)는 상면만곡, 도 3 (c)는 왜곡수차를 도시한 그래프이다. 3 is an aberration graph in a wide mode according to an embodiment of the present invention. 3 (a) is a graph showing longitudinal spherical aberration, FIG. 3 (b) is upper surface curvature, and FIG. 3 (c) is distortion aberration.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간단(Middle mode)에서의 수차그래프이다. 도 4 (a)는 종방향 구면수차, 도 4 (b)는 상면만곡, 도 4 (c)는 왜곡수차를 도시한 그래프이다.4 is an aberration graph in the middle mode according to an embodiment of the present invention. 4 (a) is a graph showing longitudinal spherical aberration, FIG. 4 (b) is upper surface curvature, and FIG. 4 (c) is distortion aberration.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 망원단(Tele mode)에서의 수차그래프이다. 도 5 (a)는 종방향 구면수차, 도 5 (b)는 상면만곡, 도 5 (c)는 왜곡수차를 도시한 그래프이다.5 is an aberration graph in tele mode according to an embodiment of the present invention. 5 (a) is a graph showing longitudinal spherical aberration, FIG. 5 (b) is upper surface curvature, and FIG. 5 (c) is distortion aberration.
도 3 내지 도 5의 그래프에서 빛의 각 파장에 따른 테스트 결과를 색으로 구분하여 도시하고 있음을 확인할 수 있다. 예를 들어, 파장이 656.3[nM]인 경우는 붉은색으로 표시되어 있고, 파장이 572.6[nM]인 경우는 하늘색으로 표시되어 있다.It can be seen from the graphs of FIGS. 3 to 5 that test results according to respective wavelengths of light are shown by color. For example, when the wavelength is 656.3 [nM], it is displayed in red, and when the wavelength is 572.6 [nM], it is displayed in light blue.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.While the invention has been described using some preferred embodiments, these embodiments are illustrative and not restrictive. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the invention and the scope of the rights set forth in the appended claims.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 줌 렌즈를 구성하는 렌즈의 매수가 적고 광학전장이 짧아서 고체 촬상소자를 이용한 결상 광학계에 적합하며, 휴대폰과 같은 소형 단말기의 탑재에 적합하다고 하는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, the number of lenses constituting the zoom lens is short and the optical length is short, so that the lens is suitable for an imaging optical system using a solid-state image sensor, and is suitable for mounting a small terminal such as a mobile phone.
또한, 광각단에서 망원단 사이의 변배시에 광학전장의 길이가 동일하게 유지된다고 하는 장점이 있다. In addition, there is an advantage that the length of the optical field is kept the same at the change between the wide end and the telephoto end.
Claims (13)
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-
2007
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