KR101538656B1 - 망원 줌 렌즈 - Google Patents

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KR101538656B1
KR101538656B1 KR1020080133782A KR20080133782A KR101538656B1 KR 101538656 B1 KR101538656 B1 KR 101538656B1 KR 1020080133782 A KR1020080133782 A KR 1020080133782A KR 20080133782 A KR20080133782 A KR 20080133782A KR 101538656 B1 KR101538656 B1 KR 101538656B1
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Abstract

개시된 망원 줌 렌즈는 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 양의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 음의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 양의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 제4렌즈군을 포함하고, 상기 제1렌즈군은 물체 거리에 따른 포커싱시 고정되고 양의 굴절력을 가지는 전군과, 물체 거리에 따른 포커싱시 이동되고 양의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며, 변배시에 상기 제1렌즈군 전체가 고정되고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군이 이동하며, 상기 제4렌즈군은 광축에 대해 수직방향으로 움직여서 손떨림에 의한 상면의 흔들림을 보정하는 손떨림 보정군을 포함한다.

Description

망원 줌 렌즈{Telephoto zoom lens}
본 발명은 손떨림 보정이 가능한 망원 줌 렌즈에 관한 것이다.
최근 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등과 같은 고체 촬상 소자를 가진 디지털 카메라(digital camera)나 비디오 카메라(video camera)가 널리 보급되고 있다. 특히, 메가 픽셀의 카메라 모듈의 수요가 요구되고, 보급형 디지털 카메라에서도 500만 이상의 화소와 고화질의 성능을 가지는 카메라가 등장하고 있다. CCD 또는 CMOS와 같은 촬상 장치를 이용한 디지털 카메라 혹은 핸드폰 카메라와 같은 결상 광학 기기는 소형화, 경량화, 저 비용화가 요구된다.
한편, 소형화, 경량화와 함께 고변배비(high zoom magnification)에 대한 요구도 높아지고 있다. 고변배비를 가지는 망원 줌렌즈는 원거리의 피사체를 크게 촬영할 수 있는 장점이 있다. 그렇지만, 고변배비를 가지는 줌렌즈는 특히 망원단에서의 상흔들림으로 인해 촬영이 실패될 확률이 많다. 촬영시 발생하는 미세한 손떨림에 의한 진동이나, 플래쉬의 발광 중에 상 흔들림이 발생해 사진의 질이 저하될 수 있다. 특히, 망원 줌 렌즈는 초점 거리가 길기 때문에 손떨림에 의한 화각 변화 가 크게 나타난다. 따라서, 망원 줌 렌즈의 경우 손떨림 보정 기능이 요구된다. 그리고, 손떨림 보정을 수행하는 렌즈군을 설계시 손떨림 보정군을 구동하기 위한 장치를 설치하기 위한 공간과 손떨림 보정군의 소형화를 함께 고려할 필요가 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 손 떨림 보정이 가능한 망원 줌 렌즈를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 양의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 음의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 양의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 제4렌즈군을 포함하고,
상기 제1렌즈군은 물체 거리에 따른 포커싱시 고정되고 양의 굴절력을 가지는 전군과, 물체 거리에 따른포커싱시 이동되고 양의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며,
변배시에 상기 제1렌즈군 전체가 고정되고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군이 이동하며, 상기 제4렌즈군은 광축에 대해 수직인 방향으로 움직여서 손떨림에 의한 상면의 흔들림을 보정하는 손떨림 보정군을 포함하고, 상기 손떨림 보정군은 2매의 렌즈로 구성된 망원 줌 렌즈를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 손떨림 보정군은 적어도 하나 이상의 비구면을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 손떨림 보정군은 양의 굴절력을 가지는 메니스커스 렌즈와 음의 굴절력을 가지는 양오목 렌즈로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제4렌즈군은 전군, 중간군, 및 후군을 포함하고, 상기 손떨림 보정군이 상기 중간군으로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 망원 줌 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Figure 112008088983200-pat00001
여기서, νd+는 상기 손떨림 보정군에서 양의 굴절력을 갖는 렌즈의 아베수이고, νd-는 상기 손떨림 보정군에서 음의 굴절력을 갖는 렌즈의 아베수이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 손떨림 보정군의 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Figure 112008088983200-pat00002
Figure 112008088983200-pat00003
여기서, nd42는 제4 렌즈군(G4)의 중간군(G4-2)에 포함된 양오목 렌즈의 d-line에서의 굴절률을, vd42는 제4 렌즈군(G4)의 중간군(G4-2)에 포함된 양오목 렌즈의 d-line에서의 아베수를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 양의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 음의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 양의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 제4렌즈군을 포함하고,
상기 제1렌즈군은 물체 거리에 따른 포커싱시 고정되고 양의 굴절력을 가지는 전군과, 물체 거리에 따른포커싱시 이동되고 양의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며,
변배시에 상기 제1렌즈군 전체가 고정되고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군이 이동하며, 상기 제4렌즈군은 전군, 중간군, 후군을 포함하고, 상기 제4렌즈군의 후군이 손떨림 보정군으로 구성되며, 아래 식을 만족하는 망원 줌 렌즈를 제공할 수 있다.
<식>
Figure 112008088983200-pat00004
여기서 f43은 상기 손떨림 보정군의 초점거리, fwide는 광각단에서의 초점거리, ftele는 망원단에서의 초점거리이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 양의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 음의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 양의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 제4렌즈군을 포함하고,
상기 제1렌즈군은 물체 거리에 따른 포커싱시 고정되고 양의 굴절력을 가지는 전군과, 물체 거리에 따른포커싱시 이동되고 양의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며,
변배시에 상기 제1렌즈군 전체가 고정되고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군이 이동하며, 상기 제4렌즈군은 전군, 중간군, 후군을 포함하고, 상기 제4렌즈군의 후군이 손떨림 보정군으로 구성되며, 아래 식을 만족하는 망원 줌 렌즈를 제공할 수 있다.
<식>
Figure 112008088983200-pat00005
여기서, f43은 상기 손떨림 보정군의 초점거리, f4은 제4렌즈군의 초점거리이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 손떨림 보정군이 2매의 렌즈로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 손떨림 보정군이 메니스커스 렌즈와 양볼록 렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 양볼록 렌즈가 다음의 굴절률 nd, 아베수 vd를 가질 수 있다.
<식>
Figure 112008088983200-pat00006
Figure 112008088983200-pat00007
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제4렌즈군이 변배시 전체 또는 일부가 고정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제4렌즈군이 변배시 전체가 이동할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이에 배치된 조리개가 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제4렌즈군 내에 배치된 조리개가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 망원 줌 렌즈는 손 떨림 보정이 가능하고, 소형이고 광학 성능이 우수하다.
본 발명의 일실시예에 따른 망원 줌 렌즈 시스템은 도 1을 참조하면, 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순서대로 배열된 것으로, 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군(G1), 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군(G2), 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군(G3), 및 양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군(G4)을 포함한다.
상기 제1 렌즈군(G1)은 물체 거리에 따른 포커싱시 고정되고 양의 굴절력을 갖는 전군(G1-1)과, 물체 거리에 따른 포커싱시 이동되고 양의 굴절력을 갖는 후군(G1-2)으로 구성된다. 광각단에서 망원단으로의 변배시, 상기 제1 렌즈군(G1)의 전군(G1-1)과 제1 렌즈군(G1)의 후군(G1-2)을 포함한 제1 렌즈군(G1) 전체가 고정되고, 상기 제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3)이 이동한다. 상기 제4렌즈군(G4)은 변배시 이동하거나 고정될 수 있다. 제4 렌즈군이 고정되는 것이 광학계의 제작에는 유리하지만, 광학계의 성능을 높이기 위해 변배시 제4렌즈군의 일부 또는 전부를 움직일 수 있다. 예를 들어, 도 40a에 도시된 예에서 변배시 제 4 렌즈군(G4)의 일부가 움직이는 경우를 보여주고 있다. 본 발명의 실시예에 따른 망원 줌 렌즈는 변배시 F 넘버가 고정되는 밝은 망원계열의 줌 렌즈이다. 이러한 렌즈를 구성하기 위해서 망원단에서도 F넘버를 작게 유지한다. F넘버를 작게 유지하기 위해서 조리개 앞에 양의 굴절력을 갖는 렌즈군을 배치한다.
본 발명의 실시예에 따른 망원 줌 렌즈는 일반 카메라 및 비디오 렌즈로 사용할 수 있는 렌즈로서 휴대의 편이성을 위해 포커싱(focusing)에 따른 줌 렌즈의 전장 길이가 변하지 않도록 구성한다. 상기 제1 렌즈군(G1)은 물체 거리에 따른 포커싱시 고정되는 전군(G1-1)과 물체 거리에 따른 포커싱시 이동되는 후군(G1-2)을 포함한다. 상기 제1 렌즈군(G1) 전체가 포커싱을 수행하면 물체 거리에 따른 포커싱시 이동량이 많아지고, 이에 따라 제1렌즈군의 유효경이 커질 수 있다. 또한, 포커싱시 제1 렌즈군 전체를 이동하면 포커싱시 줌 렌즈의 전장 길이가 변하게 되어 줌 렌즈를 소형화하는데 어려움이 있다. 따라서, 본 발명에서는 물체 거리에 따른 포커싱시 제1렌즈군(G1)의 후군(G1-2)만을 움직인다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 망원 줌 렌즈는 손떨림 보정군을 포함한다. 망원 줌 렌즈의 경우 초점 거리가 길므로 손떨림에 의한 화각 변화량이 크다. 따라서, 손떨림 보정군을 통해 손떨림으로 인한 화질 저하를 방지할 필요가 있다. 본 발명에서는 제4렌즈군(G4)이 광축에 대해 수직인 방향으로 움직여서 손떨림으로 인 한 상면의 흔들림을 보정하는 손떨림 보정군을 포함한다. 손떨림 보정군은 초점 거리가 짧을수록 손떨림 보정을 위한 렌즈군의 이동량을 작게 할 수 있다. 또한, 손떨림 보정군을 2매의 렌즈만으로 구성하여 손떨림 보정군의 경량화를 달성하고, 손떨림 보정군의 이동에 따른 부하를 줄인다. 그럼으로써, 손떨림 보정군을 이동시키기 위한 구동 소자의 크기를 줄이고, 줌렌즈의 소형화를 구현할 수 있다.
상기 제4렌즈군(G4)은 전군(G4-1), 중간군(G4-2), 및 후군(G4-3)을 포함하고, 상기 중간군(G4-2) 또는 후군(G4-3)이 손떨림 보정을 수행할 수 있다.
도 1a와 도 6a에서 제4렌즈군(G4)의 중간군(G4-2)이 손떨림 보정을 하는 예를 보여준다. 예를 들어, 상기 중간군(G4-2)이 손떨림 보정군인 경우, 상기 중간군(G4-2)은 양의 굴절력을 가지는 메니스커스 렌즈와 음의 굴절력을 가지는 양오목 렌즈로 구성될 수 있다. 손떨림 보정군은 적어도 하나 이상의 비구면을 포함하여 손떨림 보정군의 이동에 따른 비점수차를 효과적으로 보정할 수 있다. 상기 비구면은 회전 대칭성을 가질 수 있다.
상기 비구면의 형상은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008088983200-pat00008
여기서, z는 렌즈의 정점으로부터 비구면의 sag 값을 구하기 위한 지점까지의 광축 방향으로의 거리를, c는 곡률을, k는 코닉 상수를, r은 정점에서부터 비구면의 sag값을 구하기 위한 지점까지의 광축 방향에 대해 수직한 방향으로의 거리 를, A, B, C, D는 고차 비구면 계수이다.
도 6a에서 제4렌즈군(G4)의 중간군(G4-2)이 비구면을 포함하고 있는 예를 보여 주고 있으며, 도 8a, 도 8b, 도 8c는 광각단에서의 손떨림 보정에 따른 ray fan을, 도 9a, 도 9b, 도 9c는 중간단에서의 손떨림 보정에 따른 ray fan을 , 도 10a, 도 10b, 도 10c는 망원단에서의 손떨림 보정에 따른 ray fan을 각각 도시한 것이다. 이들 도면으로부터 손떨림 보정군이 움직임에도 ray fan의 기울기가 거의 바뀌지 않았음을 알 수 있으며, 이는 손떨림 보정군이 움직이더라도 본 발명에 따른 망원 줌 렌즈의 광학적 성능에는 영향이 없음을 보여준다.
그리고, 손떨림 보정군인 중간군(G4-2)은 다음의 식을 만족하도록 구성될 수 있다.
Figure 112008088983200-pat00009
여기서, νd+는 상기 손떨림 보정군에서 양의 굴절력을 갖는 렌즈의 아베수이고, νd-는 상기 손떨림 보정군에서 음의 굴절력을 갖는 렌즈의 아베수이다. 수학식 2는 손떨림 보정군의 이동에 따른 색수차 보정 조건이다. 손떨림 보정군의 초점거리에 따라 색수차 보정 조건이 달라질 수 있다. 손떨림 보정군이 음의 초점거리를 갖는 경우에는 음의 굴절력을 갖는 렌즈에는 아베수가 비교적 작은 소재가 사용되고, 반대로 양의 굴절력을 갖는 렌즈에는 아베수가 비교적 큰 소재가 사용된다. 또 한, 손떨림 보정군이 양의 초점거리를 갖는 경우에는, 양의 굴절력을 갖는 렌즈에는 아베수가 비교적 큰 소재가 사용되고, 음의 초점거리를 갖는 렌즈에는 아베수가 비교적 작은 소재가 사용된다.
다음, 상기 제4렌즈군(G4)의 중간군(G4-2)은 다음의 식을 만족하도록 구성될 수 있다.
Figure 112008088983200-pat00010
Figure 112008088983200-pat00011
여기서, nd42는 제4 렌즈군(G4)의 중간군(G4-2)에 포함된 양오목 렌즈의 d-line에서의 굴절률을, vd42는 제4 렌즈군(G4)의 중간군(G4-2)에 포함된 양오목 렌즈의 d-line에서의 아베수를 나타낸다. 상기 제4렌즈군(G4)의 중간군(G4-2)을 수학식 3및 4를 만족하도록 하여, 손떨림 보정군의 색수차를 줄일 수 있다. 또한, UV에서 경화되는 수지를 사용하는 복합 비구면 렌즈의 제조시, UV 광선이 렌즈를 잘 투과하도록 하여 비구면 렌즈의 제조를 용이하게 할 수 있다. 또한 수학식 4를 만족하는 비교적 고굴절 소재는 비중이 낮아 손떨림 보정군의 무게를 줄일 수 있다.
다음은 제4렌즈군(G4)의 후군(G4-3)이 손떨림 보정을 수행하는 경우에 대해 설명한다. 제4렌즈군의 후군(G4-3)은 상측(I)에 가장 가깝게 위치하고, 상기 후군(G4-3)의 뒤쪽에 다른 렌즈가 없기 때문에 손떨림 보정군을 구동하기 위한 구동 소자를 공간적으로 여유 있게 배치할 수 있다.
대구경 망원 줌 렌즈에서는 후초점 거리(BFL)가 충분히 길므로, 상면에 가장 가까운 렌즈군을 손떨림 보정군으로 선택하면, 손떨림 보정군의 구동 장치를 설치할 공간을 확보할 수 있는 이점이 있다. 이때 손떨림 보정군의 초점거리가 길면, 손떨림 보정군의 이동량이 커지고, 반대로 초점거리가 지나치게 짧으면, 손떨림 보정군의 조립 위치에 따른 렌즈계의 성능 변화가 커져서 해상력 품질에 악영향을 주게 된다. 따라서 본 발명의 일실시예에서는 공간적으로 여유가 있는 렌즈군을 손떨림 보정군으로 선택하고, 손떨림 보정군의 초점거리 범위를 적절히 선택함으로써 제조가 용이하고 광학 성능이 안정적인 줌 렌즈를 제공한다.
상기 제4렌즈군(G4)의 후군(G4-3)이 아래 식을 만족하도록 구성될 수 있다.
Figure 112008088983200-pat00012
여기서 f43은 상기 손떨림 보정군의 초점거리, fwide는 광각단에서의 초점거리, ftele는 망원단에서의 초점거리이다. 수학식 5는 제4렌즈군(G4)의 후군(G4-3)에 대한 초점거리를 한정한 것으로, 손떨림 보정군의 초점거리가 수학식 4의 범위를 만족하면 손떨림 보정량을 줄이면서, 손떨림 보정군의 변화에도 안정적인 광학성능을 얻을 수 있다.
또한, 상기 제4 렌즈군(G4)은 다음 식을 만족할 수 있다.
Figure 112008088983200-pat00013
여기서, f43은 상기 손떨림 보정군의 초점거리를, f4은 제4렌즈군의 초점거리이다.
상기 수학식 6은 손떨림 보정군에 대한 초점거리를 한정하고 있다. 손떨림 보정군 뒤쪽에 손떨림 보정을 위한 부품과 기구물을 배치해야 하므로 제4렌즈군의 초점거리와 손떨림 보정을 위한 이동량을 같이 확보할 수 있도록 수학식 6의 범위를 정한 것이다. 또한, 일안 리플렉스(SLR:Single-Lens Reflex) 카메라는 미러 박스(Mirror Box)의 이동 공간까지 확보되어야 하며, 상기 수학식 5를 만족하면 이와 같이 공간을 확보할 수 있다.
한편, 상기 제4렌즈군(G4)의 후군(G4-3)이 한 매 이상의 메니스커스 렌즈와 한 매 이상의 양볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4렌즈군(G4)의 후군(G4-3)이 메니스커스 렌즈와 양볼록 렌즈의 2매의 렌즈로 구성될 수 있다.
또한, 상기 한 매 이상의 양볼록 렌즈가 다음의 굴절률 nd, 아베수 vd를 가질 수 있다.
Figure 112008088983200-pat00014
Figure 112008088983200-pat00015
상기 양볼록 렌즈를 수학식 7과 8에 따른 재료로 형성하면, 아베수가 커서 파장에 따른 굴절률 변화가 낮은 소재를 사용하게 되므로, 색수차의 영향을 줄일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 조리개가 상기 제3렌즈군(G3)과 제4렌즈군(G4) 사이에 위치할 수도 있고, 필요에 따라 제4렌즈군(G4) 내에 위치할 수도 있다. 상기 제3렌즈군(G3)과 제4렌즈군(G4) 사이에 위치하는 경우에는, 줌 렌즈의 제작시 제4렌즈군의 조립과 조리개를 별도로 조립할 수 있어 조립 작업을 단순화 할 수 있는 장점이 있다. 한편, 제4렌즈군 내에 조리개가 위치하면 조리개 바로 앞쪽에 위치하는 렌즈의 초점거리를 짧게 하여 조리개 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다. 이와 같이 조리개의 위치는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 구체적인 설계 데이터를 기술한다. 이하, f는 전체 줌 렌즈의 합성초점거리를, 2w는 화각을, R은 곡률 반경을, Dn은 렌즈의 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, nd는 렌즈 소재의 굴절률을, vd는 아베수를 각각 나타낸다. 또한, ST는 조리개를 나타내며, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7,D8은 가변 거리를 나타내며, OBJ는 물체면을, IMG는 상면을 나타낸다.
<제1 실시예>
도 1a는 제1실시예에 따른 망원 줌렌즈를 광각단, 중간단, 및 망원단별로 나타낸 것이고, 도 1b는 제1실시예에 따른 망원 줌렌즈에서 포커싱이 수행된 것을 보여준다.
Figure 112008088983200-pat00016
군간격: 무한물점
Figure 112008088983200-pat00017
군간격: Macro
Figure 112008088983200-pat00018
도 2a는 제1 실시예에 따른 망원 줌렌즈의 광각단에서의 수차를, 도 2b는 중간단에서의수차를, 도 2c는 망원단에서의 수차를 나타낸다. 수차로는 구면수차, 상면만곡, 왜곡 수차를 나타내고, 구면수차는 C-line, d-line, F-line 에 관해서 나타난다. C-line은 656.3nm, d-line은 587.6nm, F-line은 486.1nm이다. 상면 만곡에서 실선은 sagittal 상면에 대한 수차를 나타내고, 점선은 Tangential 상면에 대한 수차를 나타내고 있다. 도 3a, 도 3b, 도 3c는 광각단에서의 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이고, 도 4a, 도 4b, 도 4c는 중간단에서의 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이고, 도 5a, 도 5b, 도 5c는 망원단에서의 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다. 각 실시예별로 동일한 방식으로 수차도와 ray fan을 도시하고 있으며, 이하에서는 이에 대한 언급을 생략한다.
<제2 실시예 　>
Figure 112008088983200-pat00019
군간격: 무한물점
Figure 112008088983200-pat00020
군간격: Macro
Figure 112008088983200-pat00021
비구면 계수: S31
Figure 112008088983200-pat00022
<제3 실시예 >
Figure 112008088983200-pat00023
Figure 112008088983200-pat00024
<제4 실시예 >
Figure 112008088983200-pat00025
군간격: 무한물점
Figure 112008088983200-pat00026
군간격: Macro
Figure 112008088983200-pat00027
<제5 실시예 　>
Figure 112008088983200-pat00028
군간격: 무한물점
Figure 112008088983200-pat00029
군간격: Macro
Figure 112008088983200-pat00030
<제6 실시예 >
Figure 112008088983200-pat00031
군간격: 무한물점
Figure 112008088983200-pat00032
군간격: Macro
Figure 112008088983200-pat00033
<제7 실시예 >
Figure 112008088983200-pat00034
군간격: 무한물점
Figure 112008088983200-pat00035
군간격: Macro
Figure 112008088983200-pat00036
다음은, 각 실시예에서의 화각에 따른 손떨림 보정군의 이동량을 나타낸 것이다.
Figure 112008088983200-pat00037
다음은, 본 발명에서 각 실시예가 수학식 2~5를 만족하고 있음을 보여준 것이다.
Figure 112008088983200-pat00038
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 망원 줌 렌즈는 손 떨림 보정이 가능하고, 소형이고 광학 성능이 우수하다.
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.
도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 무한 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 1b는 본 발명의 제1실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 매크로(macro) 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 2a 내지 도 2c는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 3a 내지 도 3c는 제1 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 4a 내지 도 4c는 제1 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 중간단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 제1 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 망원단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 6a은 본 발명의 제2실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 무한 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 6b는 본 발명의 제2실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 매크로(macro) 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 8a 내지 도 8c는 각각 제2 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단에 있어 서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 9a 내지 도 9c는 각각 제2 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 중간단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 10a 내지 도 10c는 각각 제2 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 망원단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 11a는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 11b는 본 발명의 제3실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 매크로(macro) 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 12a 내지 도 12c는 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 13a 내지 도 13c는 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 14a 내지 도 14c는 각각 제3 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 중간단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 15a 내지 도 15c는 각각 제3 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 망원단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 16a은 본 발명의 제4실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 무한 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 16b는 본 발명의 제4실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 매크로 물점에서 광 각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 17a 내지 도 17c는 각각 본 발명의 제4실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 18a 내지 도 18c는 각각 본 발명의 제4 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 19a 내지 도 19c는 각각 제4 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 중간단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 20a 내지 도 20c는 각각 제4 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 망원단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 21a은 본 발명의 제5실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 무한 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 21b는 본 발명의 제5실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 매크로 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 22a 내지 도 22c는 각각 본 발명의 제5실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 23a 내지 도 23c는 각각 본 발명의 제5 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 24a 내지 도 24c는 각각 제5 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 중간단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 25a 내지 도 25c는 각각 제5 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 망원단에 있 어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 26a은 본 발명의 제6실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 무한 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 26b는 본 발명의 제6실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 매크로 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 27a 내지 도 27c는 각각 본 발명의 제6실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 28a 내지 도 28c는 각각 본 발명의 제6실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 29a 내지 도 29c는 각각 제6 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 중간단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 30a 내지 도 30c는 각각 제6 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 망원단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 31a은 본 발명의 제7실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 무한 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 31b는 본 발명의 제8실시예에 따른 망원 줌 렌즈를 매크로 물점에서 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 32a 내지 도 32c는 각각 본 발명의 제7실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 33a 내지 도 33c는 각각 본 발명의 제7 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 광각단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 34a 내지 도 34c는 각각 제7 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 중간단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
도 35a 내지 도 35c는 각각 제8 실시예에 따른 망원 줌 렌즈의 망원단에 있어서 손떨림 보정에 따른 ray fan을 나타낸 것이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 설명>
G1...제1렌즈군, G2...제2렌즈군,
G3...제3렌즈군, G4...제4렌즈군
G1-1...제1렌즈군의 전군, G1-2...제1렌즈군의 후군
G4-1...제4렌즈군의 전군, G4-2...제4렌즈군의 중간군
G4-3...제4렌즈군의 후군
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8...가변 거리

Claims (15)

  1. 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 양의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 음의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 양의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 제4렌즈군으로 구성되고,
    상기 제1렌즈군은 물체 거리에 따른 포커싱시 고정되고 양의 굴절력을 가지는 전군과, 물체 거리에 따른 포커싱시 이동되고 양의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며,
    변배시에 상기 제1렌즈군 전체가 고정되고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군이 이동하며,
    상기 제4렌즈군은 광축에 대해 수직 방향으로 움직여서 손떨림에 의한 상면의 흔들림을 보정하는 손떨림 보정군을 포함하고, 상기 손떨림 보정군은 2매의 렌즈로 구성된 망원 줌 렌즈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 손떨림 보정군은 적어도 하나 이상의 비구면을 포함하는 망원 줌 렌즈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 손떨림 보정군은 양의 굴절력을 가지는 메니스커스 렌즈와 음의 굴절력을 가지는 양오목 렌즈로 구성된 망원 줌 렌즈.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4렌즈군은 전군, 중간군, 및 후군을 포함하고, 상기 손떨림 보정군이 상기 중간군으로 구성된 망원 줌 렌즈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 망원 줌 렌즈가 다음 식을 만족하는 망원 줌 렌즈.
    <식>
    Figure 112008088983200-pat00039
    여기서, νd+는 상기 손떨림 보정군에서 양의 굴절력을 갖는 렌즈의 아베수이고, νd-는 상기 손떨림 보정군에서 음의 굴절력을 갖는 렌즈의 아베수이다.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 손떨림 보정군의 렌즈는 다음 식을 만족하는 망원 줌 렌즈.
    <식>
    Figure 112008088983200-pat00040
    Figure 112008088983200-pat00041
    여기서, nd42는 제4 렌즈군(G4)의 중간군(G4-2)에 포함된 양오목 렌즈의 d- line에서의 굴절률을, vd42는 제4 렌즈군(G4)의 중간군(G4-2)에 포함된 양오목 렌즈의 d-line에서의 아베수를 나타낸다.
  7. 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 양의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 음의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 양의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 제4렌즈군으로 구성되고,
    상기 제1렌즈군은 물체 거리에 따른 포커싱시 고정되고 양의 굴절력을 가지는 전군과, 물체 거리에 따른포커싱시 이동되고 양의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며,
    변배시에 상기 제1렌즈군 전체가 고정되고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군이 이동하며,
    상기 제4렌즈군은 전군, 중간군, 후군을 포함하고, 상기 제4렌즈군의 후군이 손떨림 보정군으로 구성되며, 아래 식을 만족하는 망원 줌 렌즈.
    <식>
    Figure 112015009004799-pat00042
    여기서 f43은 상기 손떨림 보정군의 초점거리, fwide는 광각단에서의 초점거리, ftele는 망원단에서의 초점거리이다.
  8. 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 양의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 음의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 양의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 제4렌즈군으로 구성되고,
    상기 제1렌즈군은 물체 거리에 따른 포커싱시 고정되고 양의 굴절력을 가지는 전군과, 물체 거리에 따른포커싱시 이동되고 양의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며,
    변배시에 상기 제1렌즈군 전체가 고정되고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군이 이동하며,
    상기 제4렌즈군은 전군, 중간군, 후군을 포함하고, 상기 제4렌즈군의 후군이 손떨림 보정군으로 구성되며, 아래 식을 만족하는 망원 줌 렌즈.
    <식>
    Figure 112015009004799-pat00043
    여기서, f43은 상기 손떨림 보정군의 초점거리, f4은 제4렌즈군의 초점거리이다.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 손떨림 보정군이 2매의 렌즈로 구성된 망원 줌 렌즈.
  10. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 손떨림 보정군이 메니스커스 렌즈와 양볼록 렌즈를 포함하는 망원 줌 렌즈.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 양볼록 렌즈가 다음의 굴절률 nd, 아베수 vd를 가지는 망원 줌 렌즈.
    <식>
    Figure 112008088983200-pat00044
    Figure 112008088983200-pat00045
  12. 제 1항, 제 7항, 또는 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4렌즈군이 변배시 전체 또는 일부가 고정되는 망원 줌 렌즈.
  13. 제 1항, 제 7항, 또는 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4렌즈군이 변배시 전체가 이동하는 망원 줌 렌즈.
  14. 제 1항, 제 7항, 또는 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이에 배치된 조리개가 구비된 망원 줌 렌즈.
  15. 제 1항, 제 7항, 또는 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4렌즈군 내에 배치된 조리개가 구비된 망원 줌 렌즈.
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