KR101586653B1 - 소형 줌 렌즈 - Google Patents

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Abstract

줌 렌즈가 개시된다. 개시된 줌 렌즈는, 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군; 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군; 정의 굴절력을 가지며, 광축 방향을 변경하는 광경로전환부재를 포함하는 제3렌즈군; 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군;을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 변배시 상기 제1렌즈군과 제3렌즈군은 고정되고 상기 제2렌즈군과 상기 제4렌즈군은 이동한다.

Description

소형 줌 렌즈{Compact zoom lens}
개시된 줌 렌즈는 소형 컴팩트화 된 구조이면서 손떨림 보정 기능이 있는 줌 렌즈에 관한 것이다.
최근 CCD (Charge Coupled Device)나 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)와 같은 촬상 소자를 이용한 디지털 카메라 또는 디지털 캠코더와 같은 결상광학기기가 급속히 확대 보급되고 있으며, 카메라와 캠코더의 기능이 복합된 디지털 비디오 카메라 복합기에 대한 수요가 증가하고 있다.
디지털 카메라의 휴대성이 중시되면서, 소형화에 대한 요구가 점점 높아지고 있다. 이를 만족시키기 위해, 카메라 촬영 시에는 렌즈가 일정한 위치로 조출이 되고 촬영을 하지 않는 때는 카메라의 내부에 수납이 되는 침동식 렌즈 구조가 일반적으로 사용된다. 이러한 구조는 수납시, 가능한 한 각 렌즈군의 간격을 좁혀야 카메라의 두께를 얇게 할 수 있고 휴대성을 향상시킬 수 있다. 또한, 박형화를 실현하기 위해서는 렌즈군의 매수를 줄여야 하는데, 동시에, 고화소화에 따른 높은 광학성능을 확보해야 한다는 점에서 어려움이 있다.
한편, 침동식과, 렌즈계의 일부 광로를 접어 사용하는 굴절식이 혼합된 형태 의 줌 렌즈도 제안되고 있다. 이러한 구조에서는 제1렌즈군이 변배시 물체측으로 이동하게 되는데, 변배시 발생하는 모터 소음 때문에 디지털 비디오 카메라용으로는 적합하지 않다.
본 발명의 실시예들은 소형화되고 광학 성능이 우수한 줌 렌즈를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는, 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군; 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군; 정의 굴절력을 가지며, 광축 방향을 변경하는 광경로전환부재를 포함하는 제3렌즈군; 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군;을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 변배시 상기 제1렌즈군과 제3렌즈군은 고정되고 상기 제2렌즈군과 상기 제4렌즈군은 이동한다.
일 실시예에서, 줌 렌즈는 변배시, 고정되거나 이동하는 제5렌즈군을 더 포함할 수 있다.
상기 제4렌즈군은 정렌즈 및 정렌즈와 부렌즈가 접합한 접합렌즈로 이루어지거나 또는, 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 정렌즈, 정렌즈와 부렌즈가 접합한 접합렌즈 및 정렌즈로 이루어질 수 있으며, 적어도 한 면 이상이 비구면으로 이루어질 수 있다.
상기 제1렌즈군은, 물체측으로 볼록한 부메니스커스 렌즈와 정렌즈의 접합렌즈로 이루어지거나, 또는 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로, 물체측으로 볼록한 부메니스커스 렌즈와 정렌즈의 접합렌즈 및 물체측으로 볼록한 정 메니스커스 렌즈로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음의 조건식들을 만족할 수 있다.
1.5<|dT/f2|<2.5
3.5<|f1/f2|<5.0
여기서, dT는 망원단에서 상기 제1렌즈군과 상기 제2렌즈군 사이의 간격이고, f1, f2는 각각 상기 제1렌즈군, 상기 제2렌즈군의 초점거리이다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음의 조건식을 만족할 수 있다.
1.5<|ft/f4|<2.2
여기서, ft는 망원단에서의 전체 초점거리, f4는 상기 제4렌즈군의 초점거리이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1, 도 3, 도 5, 도 7은 각각 본 발명의 제1실시예, 제2실시예, 제3실시예 및 제4실시예에 의한 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보이는 도면이다. 도면들을 참조하면, 줌 광학계는 물체(OBJ)측에서 상(IMG)측으로 순서대로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(G1), 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(G2), 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군(G3), 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군(G4)을 포함한다.
본 발명의 실시예들은 광로를 접어 구부리는 광경로전환부재(P)를 제3렌즈군(G3)에 포함되도록 하여, 전체 광학계의 전장을 최소화 하고 주밍시 각 군의 이동량을 최소화 하고 있다.
본 발명의 실시예들에 의한 줌 렌즈는 광각단에서 망원단으로 변배시 제1렌즈군(G1)과 제3렌즈군(G3)은 고정되고, 제2렌즈군(G2)과 제4렌즈군(G4)이 광축을 따라 움직인다. 예를 들어, 제2렌즈군(G2)은 물체측에서 상측으로 이동하고, 제4렌즈군(G4)은 상측에서 물체측으로 이동한다. 제1렌즈군(G1)이 고정된 타입이므로, 줌 구동시의 소음이 줄어들어, 특히, 동화상 촬영에 유리하다.
제1, 3, 4 실시예들에 의한 줌 렌즈는 변배시, 고정되거나 움직이는 제5렌즈군(G5)을 더 포함한다. 즉, 제1, 3, 4실시예는 5군 줌 렌즈 구성을, 제2실시예는 4군 줌 렌즈 구성을 채용하고 있다. 실시예들에서, 물체측으로부터 마지막 렌즈군의 굴절력을 정으로 하여 고체촬상소자에서 요구되는 텔레센트릭성을 만족하도록, 즉 상면 주변부에 입사되는 광의 입사각이 상면에 대해 수직에 가깝게 되도록 구성하였다.
본 발명의 실시예들에 의한 줌 렌즈는 다음 수학식 1의 조건을 만족하도록 구성될 수 있다.
1.5<|dT/f2|<2.5
여기서, dT는 망원단에서 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2) 사이의 거리이고, f2는 제2렌즈군(G2)의 초점거리이다.
상기 식의 값이 하한을 벗어나는 경우, 제2렌즈군(G2)의 굴절력이 약해지고 이동량이 증가하게 되어 줌 렌즈의 크기가 커지게 된다. 상한을 벗어나는 경우, 제2렌즈군(G2)의 굴절력이 커져 소형화에는 유리하지만, 구면수차, 비점수차가 크게 발생하여 수차 보정이 어려워진다.
3.5<|f1/f2|<5.0
여기서, f1, f2는 각각 제1렌즈군(G1), 제2렌즈군(G2)의 초점거리이다.
상기 식의 값이 하한을 벗어나는 경우, 제1렌즈군(G1)의 초점거리가 짧아져 왜곡수차의 보정이 어려워진다. 상한을 벗어나는 경우 제1렌즈군(G1)의 초점거리가 길어져 소형화에 불리하며, 제2렌즈군(G2)의 초점거리가 짧아져 망원단에서의 성능 보정이 어려워진다.
1.5<|ft/f4|<2.2
여기서, ft는 망원단에서의 전체 초점거리, f4는 상기 제4렌즈군의 초점거리이다.
상기 식의 값이 하한을 벗어나는 경우 상면 위치 보정시 제4렌즈군(G4)의 이동량이 커져 소형화에 불리하며, 상한을 벗어나는 경우 비점수차 보정이 어려워지고 고굴절률 재료 사용으로 비용이 높아진다.
각각의 실시예들에서 후술하겠지만, 제1렌즈군(G1)은 물체측으로 볼록한 부메니스커스렌즈(110)와 정렌즈(120)의 접합렌즈를 포함하며, 부렌즈에 분산값이 높 은 소재를 사용하여 5배 정도이 고배율 변화에도 색수차가 충분히 보정되도록 하였다.
제2렌즈군(G2)은 적어도 한 면이 비구면으로 된 비구면렌즈를 포함하도록 구성된다. 특히, 가장 물체측에 부렌즈(210)가 마련될 수 있고, 부렌즈(210)의 상측면을 비구면으로 하여, 망원단에서의 구면수차를 효과적으로 제어할 수 있다.
제3렌즈군(G3)은 적어도 한 면이 비구면으로 된 비구면렌즈를 포함할 수 있다.
제4렌즈군(G4)은 정렌즈(420)와 부렌즈(430)가 접합된 접합렌즈를 포함한다. 이 경우, 분산값이 낮은 렌즈와 높은 렌즈를 접합하여 고배율 변배시 일어나는 색수차를 최소화할 수 있다. 또한, 적어도 한 면이 비구면으로 된 비구면렌즈를 포함할 수 있는데, 비구면 사용으로 구면수차를 최소화할 수 있다.
이하, 보다 구체적인 렌즈 구성을 실시예들의 구체적인 렌즈 데이터와 함께 기술하도록 한다. 본 발명의 실시예들에서 나타나는 비구면(ASP)의 정의는 다음과 같다.
Figure 112009030317186-pat00001
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.
이하에서, f는 줌 광학계 전체의 합성초점거리를, Fno는 F수를, 2ω는 화각을 나타낸다. RDY는 곡률반경, THI는 렌즈 두께 또는 렌즈간 거리, GLA는 굴절률과 아베수를 포함한 물성을 나타낸다. 또한, ST는 조리개를 의미하며, ASP로 표시된 부분에서 해당 면의 비구면 계수를 나타내고 있다. 각 실시예에서 광각단(WIDE), 중간단(NOR), 망원단(TELE)에서의 렌즈군 간 가변거리를 D1, D2, D3, D4, D5,D6로 나타낸다.
<제1실시예>
도 1은 제1실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이다. 제1렌즈군(G1)은 물체측으로 볼록한 부메니스커스 렌즈(110)와 정렌즈(120)의 접합렌즈 및 물체측으로 볼록한 정메니스커스 렌즈(130)로 이루어지고, 제2렌즈군(G2)은 부렌즈(210), 부렌즈(220) 및 정렌즈(230)로 이루어지고, 제3렌즈군(G3)은 정렌즈(310) 및 광경로전환부재(P)로 이루어지고, 제4렌즈군(G4)은 정렌즈(410), 정렌즈(420)와 부렌즈(430)가 접합된 접합렌즈로 이루어지며, 제5렌즈군(G5)은 1매의 정렌즈(510)로 이루어진다.
다음은 제1실시예의 렌즈데이터이다.
f;　4.85 ~ 10.57 ~ 23.03　　　　Fno; 3.32 ~ 3.74 ~ 3.74 2ω;　60 ~ 29.7 ~ 13.8　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　 RDY 　　　　　　　　　　　　THI 　　　　　　　　　　　　　　GLA 　　　　　　　　　
　　OBJ: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　1: 　　　　　　　17.35581 　　　　　　　0.700000 　　　　　　923362.198579 　　　　　　
　　　　2: 　　　　　　　11.60300 　　　　　　　3.387643 　　　　　　496997.816084 　　　　
　　　　3: 　　　　　　　80.00000 　　　　　　　0.100000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　4: 　　　　　　　12.69106 　　　　　　　2.254955 　　　　　　795102.440761 　　　　
　　　　5: 　　　　　　　57.96858 　　　　　　　 D1
　　　　6: 　　　　　　-56.71178 　　　　　　　0.600000 　　　　　　834000.373000 　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-1.000000 　　
　　　　　　A:0.157931E-03 　　B:0.469538E-05 　　C:0.000000E+00 　　D:0.000000E+00
　　　　7: 　　　　　　　　3.99004 　　　　　　　1.380880 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　　0.533818
　　　　　　A:-.875083E-03 　　B:-.105853E-03 　　C:0.645355E-05 　　D:-.151053E-05
　　　　8: 　　　　　　-11.83857 　　　　　　　0.500000 　　　　　　773000.496000 　　　　
　　　　9: 　　　　　　　　9.34225 　　　　　　　0.100000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　10: 　　　　　　　　7.19192 　　　　　　　1.442312 　　　　　　945945.179843 　　　　　　
　　　11: 　　　　　　　71.31859 　　　　　　　 D2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　STO: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.700000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　13: 　　　　　　　　7.82154 　　　　　　　1.212355 　　　　　　487000.704000 　　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-1.031516 　
　　　　　　A:-.428883E-04 　　B:-.628733E-04 　　C:0.176522E-04 　　D:-.239467E-05
　　　14: 　　　　　-182.36883 　　　　　　　0.100000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　15: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.187427 　　　　　　903658.313150 　　　　　
　　　16: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.187427 　　　　　　903658.313150 　　　　　
　　　17: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　 D3
　　　18: 　　　　　　　　5.66737 　　　　　　　1.697872 　　　　　　487000.704000 　　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-1.000000 　
　　　　　　A:-.521862E-03 　　B:0.567534E-05 　　C:-.870653E-06 　　D:0.490463E-07
　　　19: 　　　　　　　-7.98783 　　　　　　　0.316918 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　-1.000000 　　
　　　　　　A:0.816687E-03 　　B:-.277894E-04 　　C:0.576083E-06 　　D:0.000000E+00
　　　20: 　　　　　　　12.01954 　　　　　　　1.489323 　　　　　　773000.496000 　　　　　　
　　　21: 　　　　　　　-8.00000 　　　　　　　0.500000 　　　　　　797217.296896 　　　　　　　
　　　22: 　　　　　　　　4.47339 　　　　　　　 D4
　　　23: 　　　　　　-74.37786 　　　　　　　1.245110 　　　　　　945945.179843 　　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-1.000000 　　
　　　　　　A:0.105496E-03 　B :-.809172E-06 　C :0.000000E+00 　D :0.000000E+00
　　　24: 　　　　　　-13.00000 　　　　　　　0.300000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　25: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.300000 　　　　　　516798.641983 　　　　
　　　26: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.300000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　27: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.500000 　　　　　　516798.641983 　　　　　　　　　　
　　　28: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　 D5
IMG: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.000000 　　　　
　
WIDE NOR TELE
D1 1 4.55 7.65
D2 7.65 4.09 1
D3 3.4 1.5 1.5
D4 5.16 7.06 7.06
D5 0.4 0.4 0.4
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 제1실시예에 따른 줌 광학계의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면 수차, 상면 만곡(astigmatic field curvature), 왜곡 수차를 나타낸 것이다. 종방향 구면수차는 파장이 656.30(nm), 587.60(nm), 486.13(nm)인 광에 대해 각각 나타내었고, 상면 만곡은 파장 587.60(nm)인 광에 대해 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 나타내며, 왜곡은 파장 587.60(nm)인 광에 대해 나타내고 있다.
<제2실시예>
도 3은 제2실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이다. 제1렌즈군(G1)은 물체측 으로 볼록한 부메니스커스 렌즈(110)와 정렌즈(120)의 접합렌즈 및 물체측으로 볼록한 정메니스커스 렌즈(130)로 이루어지고, 제2렌즈군(G2)은 부렌즈(210), 부렌즈(220) 및 정렌즈(230)로 이루어지고, 제3렌즈군(G3)은 정렌즈(310) 및 광경로전환부재(P)로 이루어지며, 제4렌즈군(G4)은 정렌즈(410), 정렌즈(420)와 부렌즈(430)가 접합된 접합렌즈 및 정렌즈(440)로 이루어진다.
다음은 제2실시예의 렌즈데이터이다.
f ;　4.58 ~ 10.57 ~ 23.04　　　　Fno ; 3.14 ~ 3.25 ~ 3.2 2ω ;　60 ~ 29.7 ~ 13.9
　　　　　　　　　　　　　　　　RDY 　　　　　　　　　　　　THI 　　　　　　　　　　　　　　GLA 　　　　　　　　　　
　　OBJ: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　1: 　　　　　　　21.96998 　　　　　　　0.700000 　　　　　　922860.208804 　　　　　
　　　　2: 　　　　　　　15.00000 　　　　　　　3.314960 　　　　　　496997.816084 　　　　　
　　　　3: 　　　　　　196.20914 　　　　　　　0.150000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　4: 　　　　　　　15.00000 　　　　　　　2.421824 　　　　　　772500.496243 　　　　　　　
　　　　5: 　　　　　　　51.56657 　　　　　　　 D1
　　　　6: 　　　　　　-28.93235 　　　　　　　0.600000 　　　　　　834410.372851 　　　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-1.000000 　
　　　　　　A:0.116781E-02 　　B:-.769054E-04 　　C:0.304974E-05 　　D:-.483590E-07
　　　　7: 　　　　　　　　4.42547 　　　　　　　1.640834 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-0.509035 　
　　　　　　A:0.147517E-02 　　B:0.629808E-04 　　C:-.118583E-04 　　D:0.744452E-06
　　　　8: 　　　　　　-20.00000 　　　　　　　0.500000 　　　　　　693504.533430 　　　　　　　
　　　　9: 　　　　　　　12.41065 　　　　　　　0.150000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　10: 　　　　　　　　8.46156 　　　　　　　1.559994 　　　　　　922860.208804 　　　　　　
　　　11: 　　　　　　167.80816 　　　　　　 D2
　　STO: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.150000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　13: 　　　　　　　　9.63151 　　　　　　　1.243131 　　　　　　516330.641000 　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-1.000000 　　
　　　　　　A:-.153459E-03 　　B:-.217990E-05 　　C:0.000000E+00 　　D:0.000000E+00
　　　14: 　　　　　　-28.65266 　　　　　　　0.150000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　15: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.110178 　　　　　　903658.313150 　　　　
　　　16: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.000000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　17: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.110178 　　　　　　903658.313150 　　　
　　　18: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　 D3
　　　19: 　　　　　　　10.67045 　　　　　　　1.411922 　　　　　　610350.579000 　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-1.000000 　
　　　　　　A:-.176509E-03 　　B:0.181813E-04 　　C:-.366070E-05 　　D:0.243460E-06
　　　20: 　　　　　　-20.27103 　　　　　　　0.150000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　21: 　　　　　　　11.99523 　　　　　　　1.471856 　　　　　　693504.533430 　　　　　　
　　　22: 　　　　　　-12.30010 　　　　　　　0.500000 　　　　　　922860.208804 　　　　　　
　　　23: 　　　　　　　　7.06023 　　　　　　　1.000000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　24: 　　　　　　　13.90943 　　　　　　　1.224304 　　　　　　945945.179843 　　　　　　
　　　25: 　　　　　-500.00000 　　　　　　　 D4 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　26: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.300000 　　　　　　516798.641983 　　　　
　　　27: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.500000 　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　28: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.300000 　　　　　　516798.641983 　　　
　　　29: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　 D5
　　IMG: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.000000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
WIDE NOR TELE
D1 1 6.19 10.2
D2 10.2 5.01 1
D3 3.62 2.31 2.94
D4 4.51 5.82 5.2
D5 0.4 0.4 0.4
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 제2실시예에 따른 줌 광학계의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면 수차, 상면 만곡(astigmatic field curvature), 왜곡 수 차를 나타낸 것이다. 종방향 구면수차는 파장이 656.30(nm), 587.60(nm), 486.13(nm)인 광에 대해 각각 나타내었고, 상면 만곡은 파장 587.56(nm)인 광에 대해 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 나타내며, 왜곡은 파장 587.60(nm)인 광에 대해 나타내고 있다.
<제3실시예>
도 5은 제3실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이다. 제1렌즈군(G1)은 물체측으로 볼록한 부메니스커스 렌즈(110)와 정렌즈(120)의 접합렌즈 및 물체측으로 볼록한 정메니스커스 렌즈(130)로 이루어지고, 제2렌즈군(G2)은 부렌즈(210), 부렌즈(220) 및 정렌즈(230)로 이루어지고, 제3렌즈군(G3)은 정렌즈(310) 및 광경로전환부재(P)로 이루어지고, 제4렌즈군(G4)은 정렌즈(410), 정렌즈(420)와 부렌즈(430)가 접합된 접합렌즈로 이루어지며, 제5렌즈군(G5)은 1매의 정렌즈(510)로 이루어진다.
다음은 제3실시예의 렌즈데이터이다.
f;　4.55 ~ 12.35 ~ 21.61　　　　Fno; 2.77 ~ 2.97 ~ 3.16 2ω;　63.2 ~ 25.54 ~ 14.76
　　　　　　　　　　　　　　　　RDY 　　　　　　　　　　　　THI 　　　　　　　　　　　　　　GLA 　　　　　　　　　　
　　OBJ: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　1: 　　　　　　　22.41589 　　　　　　　0.900000 　　　　　　922860.208804 　　　　
　　　　2: 　　　　　　　15.05942 　　　　　　　3.968389 　　　　　　496997.816084 　　　　　
　　　　3: 　　　　　　　80.00000 　　　　　　　0.100000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　4: 　　　　　　　17.19111 　　　　　　　2.811462 　　　　　　792805.445791 　　　　　　
　　　　5: 　　　　　　　80.09494 　　　　　　　 D1 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　6: 　　　　　-557.38812 　　　　　　　0.600000 　　　　　　781895.471801 　　　　
　　　　7: 　　　　　　　　5.41866 　　　　　　　2.013869 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　　0.059640 　
　　　　　　A:0.284417E-04 　　B:-.506483E-05 　　C:0.339357E-06 　　D:-.242908E-08
　　　　8: 　　　　　　-16.83703 　　　　　　　0.500000 　　　　　　650306.560225 　　　　　　　
　　　　9: 　　　　　　　11.06963 　　　　　　　0.184746 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　10: 　　　　　　　　8.37404 　　　　　　　1.497653 　　　　　　945945.179843 　　　
　　　11: 　　　　　　　18.15842 　　　　　　 D2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　STO: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.100000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　13: 　　　　　　　12.46514 　　　　　　　1.076631 　　　　　　773000.496000 　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　　2.055023 　　
　　　　　　A:-.265618E-03 　　B:-.154735E-04 　　C:0.391822E-05 　　D:-.460938E-06
　　　14: 　　　　　　　28.62516 　　　　　　　0.168165 　　　　
　　　15: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.500192 　　　　　　903658.313150 　　
　　　16: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.000000 　　　　　　　　　　
　　　17: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.500192 　　　　　　903658.313150 　　　　
　　　18: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　 D3
　　　19: 　　　　　　　21.30733 　　　　　　　1.376319 　　　　　　770812.496857 　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-1.000000 　
　　　　　　A:-.176508E-03 　　B:0.210575E-05 　　C:-.277899E-06 　　D:0.123112E-07
　　　20: 　　　　　　-19.42533 　　　　　　　0.100000 　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　21: 　　　　　　　13.51021 　　　　　　　2.199626 　　　　　　773000.496000 　　　　　
　　　22: 　　　　　　　-9.60432 　　　　　　　0.500000 　　　　　　706407.246004 　　　
　　　23: 　　　　　　　　9.00665 　　　　　　　 D4
　　　24: 　　　　　　　14.29598 　　　　　　　1.894596 　　　　　　806503.417758 　　　　
　　　25: 　　　　　　-88.53482 　　　　　　　 D5
　　　26: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.400000 　　　　　　516798.641983 　　　
　　　27: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　 D6 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　IMG: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.000000 　　
　 WIDE NOR TELE
D1 1 7.45 10.08
D2 10.08 3.63 1
D3 4.14 1.85 1
D4 5.18 6.05 6.96
D5 3.59 5.01 4.95
D6 0.4 0.4 0.4
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 제3실시예에 따른 줌 광학계의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면 수차, 상면 만곡(astigmatic field curvature), 왜곡 수차를 나타낸 것이다. 종방향 구면수차는 파장이 656.30(nm), 587.60(nm), 486.13(nm)인 광에 대해 각각 나타내었고, 상면 만곡은 파장 587.56(nm)인 광에 대해 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 나타내며, 왜곡은 파장 587.60(nm)인 광에 대해 나타내고 있다.
<제4실시예>
도 7은 제4실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이다. 제1렌즈군(G1)은 물체측으로 볼록한 부메니스커스 렌즈(110)와 정렌즈(120)의 접합렌즈로 이루어지고, 제2렌즈군(G2)은 부렌즈(210), 부렌즈(220), 정렌즈(230)로 이루어지고, 제3렌즈군(G3)은 정렌즈(310) 및 광경로전환부재(P)로 이루어지고, 제4렌즈군(G4)은 정렌즈(410), 정렌즈(420)와 부렌즈(430)가 접합된 접합렌즈로 이루어지며, 제5렌즈군(G5)은 1매의 정렌즈(510)로 이루어진다.
다음은 제4실시예의 렌즈데이터이다.
f;　4.85 ~ 12.57 ~ 23.04　　　Fno; 3.14 ~ 3.40 ~ 4.43 2ω;　60 ~ 25.1 ~ 13.9
　　　　　　　　　　　　　　　　RDY 　　　　　　　　　　　　THI 　　　　　　　　　　　　　　GLA 　　　　　　　　　
　　OBJ: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　1: 　　　　　　　16.81615 　　　　　　　0.600000 　　　　　　945945.179843 　　　　
　　　　2: 　　　　　　　11.00000 　　　　　　　3.062209 　　　　　　831848.376058 　
　　　　3: 　　　　　　107.74838 　　　　　　　1.000000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　4: 　　　　　　-55.41108 　　　　　　　0.600000 　　　　　　830015.378714 　　　　　
　　　　5: 　　　　　　　　5.67692 　　　　　　　1.229253 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-0.803206 　
　　　　　　A:0.545829E-03 　　B:-.198761E-05 　　C:0.427916E-06 　　D:0.473847E-08
　　　　6: 　　　　　　　58.12702 　　　　　　　0.500000 　　　　　　773000.496000 　　　
　　　　7: 　　　　　　　　9.19491 　　　　　　　0.100000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　8: 　　　　　　　　7.24674 　　　　　　　1.572726 　　　　　　945945.179843 　　　
　　　　9: 　　　　　　　16.85264 　　　　　　10.267978 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　STO: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.100000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　11: 　　　　　　　10.27386 　　　　　　　1.062443 　　　　　　487000.704000 　　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-0.729851 　
　　　　　　A:0.189372E-03 　　B:-.125931E-03 　　C:0.439167E-04 　　D:-.616925E-05
　　　12: 　　　　　　　21.52169 　　　　　　　0.178560 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　13: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.463415 　　　　　　903658.313150 　　　　
　　　14: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.000000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　15: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.463415 　　　　　　903658.313150 　　　　
　　　16: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　6.000000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　17: 　　　　　　　　6.00000 　　　　　　　2.905422 　　　　　　566122.619970 　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-1.000000 　
　　　　　　A:-.100075E-03 　　B:0.147328E-04 　　C:-.900884E-06 　　D:0.238274E-07
　　　18: 　　　　　　-14.85072 　　　　　　　0.193241 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ASP:
　　　　　　K: 　　-1.000000 　
　　　　　　A:0.225045E-03 　　B:0.158770E-04 　　C:-.141886E-05 　　D:0.405217E-07
　　　19: 　　　　　　　　9.28736 　　　　　　　2.351340 　　　　　　773000.496000 　　　　　　　
　　　20: 　　　　　　-14.32812 　　　　　　　0.500000 　　　　　　868330.274504 　　　　　　　
　　　21: 　　　　　　　　4.25735 　　　　　　　3.951597 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　22: 　　　　　　　　8.18981 　　　　　　　1.895004 　　　　　　709582.244075 　　　　
　　　23: 　　　　　　　30.70677 　　　　　　　1.936530 　　　　　　　　　　　　　　
　　　24: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.399975 　　　　　　516798.641983 　　　
　　　25: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.400000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　IMG: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.000000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　 WIDE NOR TELE
D1 1 8.06 10.27
D2 10.27 3.2 1
D3 6 4.02 1
D4 3.95 4.31 7.55
D5 1.94 3.85 3.64
D6 0.4 0.4 0.4
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 제4실시예에 따른 줌 광학계의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면 수차, 상면 만곡(astigmatic field curvature), 왜곡 수차를 나타낸 것이다. 종방향 구면수차는 파장이 656.30(nm), 587.60(nm), 486.13(nm)인 광에 대해 각각 나타내었고, 상면 만곡은 파장 587.56(nm)인 광에 대해 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 나타내며, 왜곡은 파장 587.56(nm)인 광에 대해 나타내고 있다.
다음 표는 본 발명의 실시예들이 수학식 1 내지 3의 조건식을 만족함을 보인다.
　 제1실시예 제2실시예 제3실시예 제4실시예
수학식1 1.97 1.97 1.96 1.64
수학식2 4.41 4.06 4.57 4.09
수학식3 1.84 1.73 1.63 2.05
이상, 설명한 실시예들의 줌 렌즈는 상술한 렌즈 구성을 통해, 소형화 및 박형화에 유리한 구성으로 우수한 광학 성능을 구현할 수 있다.
이러한 본원 발명인 줌 렌즈는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c 각각은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 의한 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c 각각은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 의한 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c 각각은 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 의한 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보이는 도면이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c 각각은 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도이다.

Claims (13)

  1. 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로,
    정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군;
    부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군;
    정의 굴절력을 가지며, 광축 방향을 변경하는 광경로전환부재를 포함하는 제3렌즈군;
    정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군;을 포함하며,
    광각단에서 망원단으로 변배시 상기 제1렌즈군과 제3렌즈군은 고정되고 상기 제2렌즈군과 상기 제4렌즈군은 이동하며,
    다음의 조건식을 만족하는 줌 렌즈.
    1.5<|ft/f4|<2.2
    여기서, ft는 망원단에서의 전체 초점거리, f4는 상기 제4렌즈군의 초점거리이다.
  2. 제1항에 있어서,
    변배시, 고정되거나 이동하는 제5렌즈군을 더 포함하는 줌 렌즈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제4렌즈군은 정렌즈 및 정렌즈와 부렌즈가 접합한 접합렌즈로 이루어지고, 적어도 한 면 이상이 비구면으로 된 줌 렌즈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1렌즈군은,
    물체측으로 볼록한 부메니스커스 렌즈와 정렌즈의 접합렌즈로 이루어진 줌 렌즈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1렌즈군은,
    물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로, 물체측으로 볼록한 부메니스커스 렌즈와 정렌즈의 접합렌즈 및 물체측으로 볼록한 정메니스커스 렌즈로 이루어진 줌 렌즈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제4렌즈군은,
    물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 정렌즈, 정렌즈와 부렌즈가 접합한 접합렌즈 및 정렌즈로 이루어진 줌 렌즈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1렌즈군은,
    물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로, 물체측으로 볼록한 부메니스커스 렌즈와 정렌즈의 접합렌즈 및 물체측으로 볼록한 정메니스커스 렌즈로 이루어진 줌 렌즈.
  8. 제1항에 있어서,
    광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제2렌즈군은 물체측으로부터 상측으로 이동하고, 상기 제4렌즈군은 상측으로부터 물체측으로 이동하는 줌 렌즈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음의 조건식들을 만족하는 줌 렌즈.
    1.5<|dT/f2|<2.5
    3.5<|f1/f2|<5.0
    여기서, dT는 망원단에서 상기 제1렌즈군과 상기 제2렌즈군 사이의 간격이고, f1, f2는 각각 상기 제1렌즈군, 상기 제2렌즈군의 초점거리이다.
  10. 삭제
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈군에 적어도 한 면이 비구면으로 된 비구면 렌즈를 채용하는 줌 렌즈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2렌즈군의 가장 물체측 위치에 부렌즈가 마련되고,
    상기 부렌즈의 상측면이 비구면으로 된 줌 렌즈.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군에 적어도 한 면이 비구면으로 된 비구면 렌즈를 채용하는 줌 렌즈.
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