KR101660839B1

KR101660839B1 - 줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬상 장치

Info

Publication number: KR101660839B1
Application number: KR1020090085074A
Authority: KR
Inventors: 김동우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2016-09-28
Also published as: US20110058260A1; KR20110027124A; CN102023373A; US8279532B2; CN102023373B

Abstract

줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬상 장치가 개시된다.

개시된 줌 렌즈계는 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 주밍시에 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군의 간격은 감소하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군의 간격은 증가하고, 제1렌즈군은 3매의 렌즈를 포함한다.

Description

줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬상 장치{Zoom lens system and image pickup apparatus}

본 발명은 소형이고 저렴한 고배율 줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬상 장치에 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.

소형화에 대한 요구를 만족시키기 위해 카메라 촬영 시에는 렌즈가 일정한 위치로 조출이 되고 촬영을 하지 않는 때는 카메라의 내부에 수납이 되는 침통형 경통이 많이 사용되고 있다. 이러한 침통형 카메라는 수납시 가능한 한 각 렌즈군의 간격을 좁혀야 카메라의 두께를 얇게 할 수 있고 휴대성을 향상시킬 수 있다. 침통형 경통에서 소형화와 박형화를 실현하기 위해서는 렌즈군의 매수를 줄이지 않으면 안되게 되고, 반면 고화소화에 따른 높은 광학성능을 확보하지 않으면 안 된다.

이러한 요구를 충족시키기 위해 3 렌즈군으로 이루어진 줌 렌즈가 많이 이용된다. 2배 이상의 변배비를 가지고 소형의 촬영렌즈계를 갖는 줌 렌즈계로서는, 물체측의 순서로 부의 굴절력을 갖는 제1렌즈군, 전체로서 정의 굴절력을 갖는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군으로 구성되고, 변배시 각 군의 간격을 변화시켜 변배를 행하는 줌 렌즈계가 알려져 있다. 하지만, 높은 줌배율를 달성하면서 소형화와 저 비용화를 모두 만족시키기는 어렵다.

본 발명은 소형이고, 저렴한 고배율의 줌 렌즈계를 제공한다.

본 발명은 소형이고, 저렴한 고배율의 줌 렌즈계를 구비한 촬상 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 줌 렌즈계는, 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 주밍시에 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군의 간격은 감소하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군의 간격은 증가하고, 제1렌즈군은 3매의 렌즈를 포함하며, 아래의 식을 만족한다.

<식>

0.25≤(fw×N2)/ft≤0.34

여기서, fw는 광각단에서 줌 렌즈계의 초점거리를, ft는 망원단에서 줌 렌즈계의 초점거리를, N2는 제1렌즈군에서 물체측으로부터 두 번째 렌즈의 굴절률을 나타낸다.

상기 줌 렌즈계는 아래의 식을 만족할 수 있다.

<식>

4.6≤ft/fw≤5.4

1.4≤N2≤1.6

상기 제 1렌즈군이 아래의 식을 만족할 수있다.

<식>

f2≤-100

여기서, f2는 제1렌즈군에서 물체측으로부터 두 번째 렌즈의 초점거리를 나타낸다.

상기 제1렌즈군의 물체측 첫 번째 렌즈가 구면 렌즈일 수 있다.

상기 제1렌즈군의 물체측 두 번째 렌즈가 비구면 렌즈일 수 있다.

상기 제1렌즈군은 물체측으로 볼록한 메니스커스형이고 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈, 물체측으로 볼록한 메니스커스형이고 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈, 및 물체측으로 볼록한 메니스커스형이고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈를 포함할 수 있다.

상기 제2렌즈군의 물체측 첫 번째 렌즈가 비구면 렌즈일 수 있다.

상기 제2렌즈군이 접합렌즈를 포함할 수 있다.

상기 제2렌즈군의 가장 상측에 조리개가 구비될 수 있다.

상기 제3렌즈군이 1매 렌즈로 구성될 수 있다.

상기 제3렌즈군의 렌즈가 상측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.

상기 제3렌즈군이 굴절률 1.55 이하의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 제3렌즈군이 상면 이동에 따른 포커싱을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치는,

줌 렌즈계; 및 상기 줌 렌즈계에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자;를 포함하고,

상기 줌 렌즈계는, 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 주밍시에 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군의 간격은 감소하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군의 간격은 증가하고, 제1렌즈군은 3매의 렌즈를 포함하며, 아래의 식을 만족한다.

<식>

0.25≤(fw×N2)/ft≤0.34

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 3렌즈군으로 구성되어 소형이고, 제1렌즈군에 저가의 렌즈를 구비하여 비용을 저감시키면서 높은 줌 배율을 구현한다. 이러한 줌 렌즈계를 구비한 촬상 장치는 소형이라서 휴대가 편하며, 고배율의 사진을 촬영할 수 있도록 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬상 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함한다. 광각단에서 망원단으로 주밍시에 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격은 감소하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격은 증가한다. 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 주밍시 제1, 제2 및 제3 렌즈군이 모두 이동할 수 있다. 상기 제3렌즈군이 상면이동에 따른 포커싱을 수행한다.

도 1은 제1실시예에 따른 줌 렌즈계(100)를 보여준다. 상기 줌 렌즈계(100)는 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(G1), 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(G2), 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군(G3)을 포함한다. 상기 제1렌즈군(G1)은 세 매의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1렌즈군(G1)은 물체측(O)으로부터 순서대로, 물체측(O)으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈(1)와, 물체측(O)으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈(2), 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈(3)를 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈군(G1)은 두 매의 구면 렌즈와 한 매의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1렌즈(1)는 구면 렌즈일 수 있으며, 제2렌즈(2)는 비구면 렌즈일 수 있으며, 제3렌즈(3)는 구면 렌즈일 수 있다. 상기 제2렌즈(2)는 저굴절 비구면 렌즈일 수 있으며, 플라스틱으로 제작될 수 있다.

상기 제1렌즈(1)를 비구면 렌즈로 구비할 경우 수차보정에는 용이하지만 렌즈계에서 제1렌즈군의 외경이 가장 크기 때문에 제조 원가가 증가된다. 또한, 비구 면 렌즈를 가공하는데 있어서, 렌즈 두께를 얇게 가공하는데 한계가 있어 슬림한 렌즈계 설계가 어려워진다. 상기 제1렌즈(1)를 구면 렌즈로 사용함으로써 저원가가 가능하고, 제2렌즈(2)로 예를 들어 저렴한 플라스틱 비구면 렌즈를 사용하여 수차보정도 용이하게 할 수 있다. 이와 같이 전체 렌즈계에서 가장 외경이 큰 제1렌즈군에 구면렌즈를 사용하여 제조 원가를 절감하고, 플라스틱 비구면 렌즈를 사용하여 수차 보정이 용이하게 한다.

본 발명의 실시에에 따른 줌 렌즈계는 다음 식을 만족할 수 있다.

0.25≤(fw×N2)/ft≤0.34

여기서, fw는 광각단에서 줌 렌즈계의 초점거리를, ft는 망원단에서 줌 렌즈계의 초점거리를, N2는 제1렌즈군에서 물체측으로부터 두 번째 렌즈의 굴절률을 나타낸다. 상기 굴절률은 d-line(587.56nm) 파장의 굴절률을 나타낸다. 수학식 1의 값이 상한치를 초과하면, 제1렌즈군의 비구면 렌즈의 굴절률이 증가하여 플라스틱과 같은 저원가의 비구면 렌즈 사용이 어려워지거나 전체 렌즈계의 줌 배율이 4.5배 이상 확보하기가 어려워진다. 수학식 1의 값이 하한치를 초과하게 되면 전체 렌즈 계의 줌 배율을 높게 확보하는 것이 가능하지만 망원단에서 색수차가 증가하게 되어 성능 확보가 어려워진다.

예를 들어, 본 발명의 줌 렌즈계는 다음을 만족하도록 구성될 수 있다.

4.6≤ft/fw≤5.4

1.4≤N2≤1.6

제1렌즈군의 비구면 렌즈를 수학식 3과 같이 저굴절률을 가지도록 함으로써 플라스틱으로 제조 가능하게 되며, 그럼으로써 제조 원가를 줄일 수 있다. 한편, 소프트웨어를 통해 왜곡 보정을 수행할 수 있다.

상기 제1렌즈군(G1)은 다음을 만족할 수 있다.

f2≤-100

여기서, f2는 제1렌즈군에서 물체측으로부터 두 번째 렌즈의 초점거리를 나타낸다. 제1렌즈군에서 물체측으로부터 두 번째 렌즈, 예를 들어 제2렌즈(2)가 수학식 4를 만족할 때, 상기 제2렌즈(2)로 저원가의 플라스틱 렌즈를 사용할 경우 플라스틱 렌즈에서 발생하는 온도 변화에 따른 초점거리 변화를 최소화 할 수 있다.

상기 제2렌즈군(G2)은 세 매의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2렌즈군(G2)은 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈(4)와, 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈(5) 및 부의 굴절력을 가지는 제6렌즈(6)를 포함할 수 있다. 상기 제4렌즈(4)는 비구면 렌즈일 수 있으며, 구면수차를 감소시킨다. 예를 들어, 상기 제4렌즈(4)는 볼록 비구면 렌즈일 수 있다. 상기 제5렌즈(5)와 제6렌즈(6)는 접합 렌즈로 구성될 수 있으며, 주밍시 발생하는 배율 색수차를 감소시킨다. 상기 제2렌즈군(G2)의 가장 상측(image side)에 조리개(ST)가 구비될 수 있다. 주밍시 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 증가되므로 제2렌즈군의 상측에 조리개(ST)를 배치할 수 있는 공 간이 충분하다. 또한, 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이에 조리개가 없으므로 주밍시 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2) 사이의 간격이 최소 간격으로 감소 가능하므로 소형화가 가능하다.

상기 제3렌즈군(G3)은 한 매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3렌즈군(G3)은 한 매의 렌즈(7)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈(7)는 굴절률 1.55 이하의 플라스틱 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 굴절률 1.55 이하의 플라스틱 비구면 렌즈를 사용할 경우 광선의 입사각이 커지지 않게 하면서 저원가의 제조가 가능하다. 또는, 상기 렌즈(7)는 굴절률 1.7이상의 구면렌즈를 포함할 수 있다. 굴절률 1.7이상의 고굴절 구면렌즈를 통해 수차 보정을 용이하게 할 수 있다. 제3렌즈군(G3)의 상측에는 제1 및 제2 필터(8)(9)가 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 나오는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계의 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.

본 발명에서는 다음과 같이 다양한 설계에 따른 실시예를 통해 줌 렌즈계를 구현한다.

이하, f는 전체 렌즈 계의 합성초점거리를, Fno는 F 넘버를, 2ω는 화각을, R은 곡률 반경을, Dn은 렌즈의 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, Nd는 굴절률을, Vd는 아베수를 각각 나타낸다. 또한, ST는 조리개를 나타내며, D1, D2, D3은 가변 거리를 나타내며, ASP는 비구면을 나타낸다. 그리고, 각 실시예를 도시한 도면에서 각 렌즈군을 구성하는 렌즈들에 대해서는 동일한 번호를 부기하여 나타내었다.

<제1 실시예>

도 1은 제1실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단, 중간단, 망원단을 각각 도시한 것이다.

f ; 4.83 ~ 10.79 ~ 22.95 Fno ; 3.61 ~ 5.74 ~ 6.07 2ω ; 77.45 ~ 39.51 ~ 19.16

R Dn Nd Vd

OBJ: INFINITY INFINITY

S1: 146.325 0.550008 1.834810 42.72

S2: 7.219 1.711200

S3: 15.18401 1.000000 1.531200 56.51

ASP:

K : 2.336867

A :-.541032E-03 B :0.389622E-04 C :-.501044E-06

D :0.900976E-08

S4: 13.89981 0.100000

ASP:

K : 1.284154

A :-.592427E-03 B :0.377363E-04 C :-.548917E-06

D :0.113721E-07

S5: 9.00602 1.510291 1.945945 17.9843

S6: 12.25809 D1

S7: 6.38708 1.528616 1.689970 49.0000

ASP:

K : -4.383997

A :0.119854E-02 B :-.779258E-04 C :0.694829E-06

D :-.279409E-06

S8: -44.77766 0.100000

ASP:

K : 84.649616

A :0.305905E-03 B :0.103149E-04 C :0.785226E-06

D :-.211495E-06

S9: 9.59339 1.525394 1.883000 40.8054

S10: -5.71047 0.400000 1.698950 30.0505

S11: 3.71327 0.830000

ST: INFINITY D2

S13: -167.04396 1.744459 1.531200 56.5100

ASP:

K : 650.828230

A :-.184478E-03 B :-.208212E-05 C :0.153067E-05

D :0.216338E-07

S14: -8.68225 D3

ASP:

K : -0.314373

A :0.553998E-03 B :-.212087E-04 C :0.106704E-05

D :0.712036E-07

S15: INFINITY 0.300000 1.516798 64.1983

S16: INFINITY 0.300000

S17: INFINITY 0.500000 1.516798 64.1983

S18: INFINITY 0.599994

IMG: INFINITY

다음은 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.

	광각단	중간단	망원단
D1	15.7601	5.4097	0.8
D2	3.9873	10.6603	23.0339
D3	2.9398	2.4962	2.1026

도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단과 망원단에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다. 구면수차는 c_line, e-line, f-line 에 관해서 나타낸 것으로, C_line은 656.3nm , e-line은 546nm, F-line은 486.1nm 이다. 상면만곡으로는 자오 상면 만곡(T: tangential field curves)과 구결 상면 만곡(S: sagittal field curves)을 보여준다. 왜곡수차도에서 종축은 상높이(IH)를 나타낸다.

<제2 실시예>

도 3은 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계를 도시한 것이며, 다음은 제2 실시예 의 설계 데이터를 나타낸 것이다.

f ; 5.00 ~ 11.05 ~ 23.30 Fno ; 3.55 ~ 5.65 ~ 5.95 2ω ; 75.55 ~ 38.64 ~ 18.88

R Dn Nd Vd

OBJ: INFINITY INFINITY

S1: 900.00000 0.550000 1.823868 44.9988

S2: 7.00667 1.738857

S3: 11.25733 1.000000 1.458300 30.5100

ASP:

K : -0.747677

A :-.801049E-03 B :0.281353E-04 C :-.312632E-06

D :0.151216E-07

S4: 9.24786 0.300000

ASP:

K : 1.314027

A :-.135625E-02 B :0.269031E-04 C :0.598477E-06

D :0.124753E-07

S5: 10.75501 1.566091 1.945945 17.9843

S6: 19.33745 D1

S7: 6.56537 1.674645 1.675203 50.4243

ASP:

K : -4.327212

A :0.122099E-02 B :-.658906E-04 C :0.209007E-05

D :-.492565E-07

S8: -26.80247 0.100000

ASP:

K : 53.132776

A :0.601125E-03 B :0.159699E-04 C :-.115587E-05

D :0.211871E-06

S9: 10.10752 1.604490 1.849776 31.0048

S10: -5.93566 0.580832 1.714287 24.1988

S11: 3.87211 0.830000

ST: INFINITY D2

S13: -35.19643 2.055084 1.458300 30.5100

S14: -6.88634 D3

ASP:

K : 0.207806

A :0.111695E-02 B :0.260985E-05 C :0.000000E+00

D :0.000000E+00

S15: INFINITY 0.300000 1.516798 64.1983

S16: INFINITY 0.300000

S17: INFINITY 0.500000 1.516798 64.1983

S18: INFINITY 0.599976

IMG: INFINITY

다음은 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.

	광각단	중간단	망원단
D1	16.1196	5.5447	0.8
D2	3.9873	10.6603	23.0339
D3	2.9398	2.4962	2.1026

도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단과 망원단에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.

<제3 실시예>

도 5는 제3 실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이며 다음은 제3 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.

f ; 4.88 ~ 12.02 ~ 26.33 Fno ; 3.48 ~ 5.78 ~ 6.32 2ω ; 76.94 ~ 35.74 ~ 16.74

R Dn Nd Vd

OBJ: INFINITY INFINITY

S1: 109.33971 0.550000 1.883000 40.8054

S2: 7.62686 1.472504

S3: 12.28477 1.000000 1.458300 30.5100

ASP:

K : -1.207698

A :-.846481E-03 B :0.372960E-04 C :-.350234E-06

D :0.106895E-07

S4: 9.97510 0.300000

ASP:

K : 1.608288

A :-.112729E-02 B :0.410665E-04 C :-.897712E-06

D :0.187096E-07

S5: 8.62015 1.769258 1.945945 17.9843

S6: 12.50327 D1

S7: 6.53827 1.651991 1.662609 57.9040

ASP:

K : -4.29887

A :0.126834E-02 B :0.648885E-04 C :0.113978E-05

D :-.602728E-07

S8: -26.93776 0.100000

ASP:

K : 55.216866

A :0.429164E-03 B :0.802997E-05 C :-.146537E-05

D :0.184038E-06

S9: 7.30898 1.585154 1.814111 45.8419

S10: -6.93609 0.440276 1.730178 32.8554

S11: 3.56661 0.830000

ST: INFINITY D2

S13: -6.34666 1.677619 1.458300 30.5100

S14: -3.93761 D3

ASP:

K : -0.656311

A :0.143407E-02 B :-.175285E-04 C :0.000000E+00

D :0.000000E+00

S15: INFINITY 0.300000 1.516798 64.1983

S16: INFINITY 0.300000

S17: INFINITY 0.500000 1.516798 64.1983

S18: INFINITY 0.600010

IMG: INFINITY

다음은 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.

	광각단	중간단	망원단
D1	19.0141	5.8264	0.8
D2	3.9873	10.6603	23.0339
D3	2.9398	2.4962	2.1026

도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단과 망원단에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.

<제4 실시예>

도 7은 제4 실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이며 다음은 제4 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.

f ; 5.00 ~ 11.65 ~ 25.00 Fno ; 3.58 ~ 5.75 ~ 6.08 2ω ; 75.55 ~ 36.80 ~ 17.62

R DnI Nd Vd

OBJ: INFINITY INFINITY

S1: 47.76139 0.550000 1.864939 41.9425

S2: 7.36398 1.922236

S3: 12.85121 1.000000 1.598760 25.6000

ASP:

K : -5.014049

A :-.102685E-02 B :0.411639E-04 C :-.210164E-06

D :0.613833E-08

S4: 11.07071 0.300000

ASP:

K : 1.735955

A :-.159857E-02 B :0.502015E-04 C :-.766944E-06 D :0.144372E-07

S5: 10.22679 1.565045 1.945945 17.9843

S6: 14.54198 D1

S7: 6.31512 1.552421 1.658710 50.0117

ASP:

K : -4.273009

A :0.122683E-02 B :0.740561E-04 C :0.316004E-06

D :-.294526E-06

S8: -33.59049 0.100000

ASP:

K : 61.063116

A :0.217041E-03 B :0.490664E-05 C :-.375006E-05

D :-.366439E-07

S9: 7.92967 1.581851 1.850706 29.9462

S10: -5.65543 0.400000 1.726355 24.8959

S11: 3.48505 0.830000

ST: INFINITY D2

S13: -80.33226 2.198448 737915.531739

S14: -13.46948 D3

S15: INFINITY 0.300000 516798.641983

S16: INFINITY 0.300000

S17: INFINITY 0.500000 516798.641983

S18: INFINITY 0.600043

IMG: INFINITY

다음은 제4 실시예에 따른 줌 렌즈계의 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.

	광각단	중간단	망원단
D1	18.4079	5.9360	0.8
D2	3.9873	10.6603	23.0339
D3	2.9398	2.4962	2.1026

도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단과 망원단에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.

다음은 제1 내지 제4 실시예가 수학식 1 내지 수학식 4의 조건을 만족시킴을 보인 것이다.

	제1실시예	제2실시예	제3실시예	제4실시예
수학식 1	0.322	0.313	0.27	0.319
수학식 2	4.752	4.66	5.396	5
수학식 3	1.5312	1.4583	1.4883	1.59876
수학식 4	-423.9	-134	-134	-169

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 3렌즈군으로 구성되어 소형이고, 제1렌즈군에 저가의 렌즈를 구비하여 비용을 저감시키면서 높은 줌 배율을 구현한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계(100)를 구비한 촬상 장치를 도시한 것이다. 촬상 장치는 앞서 실시예에 따라 설명한 줌 렌즈계(100)와 이 줌 렌즈계(100)에 의해 결상된 광을 수광하는 이미징 소자(112)를 포함한다. 상기 촬상 장치는 상기 이미징 소자(112)로부터 광전 변환된 피사체 상에 대응되는 정보가 기록된 기록 수단(113)과, 피사체 상을 관찰하기 위한 뷰 파인더(finder)(114)를 포함할 수 있다. 그리고, 피사체 상이 표시되는 표시부(115)가 구비될 수 있다. 여기서는, 뷰 파인더(114)와 표시부(115)가 따로 구비된 예를 보여주었으나 뷰 파인더가 따로 없이 표시부만 구비될 수 있다. 도 9에 도시된 촬상 장치는 일 예일 뿐이며 여기에 한정되는 것은 아니고 카메라 이외에 다양한 광학 기기에 적용 가능하다. 이와 같이 본 발명의 줌 렌즈계를 디지털 카메라 등의 촬상 장치에 적용함으로써 소형이면서 저가이고 높은 줌 배율을 가지고 피사체를 촬영할 수 있는 광학 기기를 실현한다.

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

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.

도 4a 및 4b는 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.

도 6a 및 6b는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.

도 8a 및 8b는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치를 나타낸 것이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 설명>

G1...제1 렌즈군, G2...제2 렌즈군,

G3...제3 렌즈군, D1,D2,D3...가변 거리

Claims

물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 주밍시에 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군의 간격은 감소하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군의 간격은 증가하고, 제1렌즈군은 3매의 렌즈를 포함하며, 아래의 식을 만족하는 줌 렌즈계.

<식>

0.25≤(fw×N2)/ft≤0.34

f2≤-100

여기서, fw는 광각단에서 줌 렌즈계의 초점거리를, ft는 망원단에서 줌 렌즈계의 초점거리를, N2는 제1렌즈군에서 물체측으로부터 두 번째 렌즈의 굴절률을 나타내고, f2는 제1렌즈군에서 물체측으로부터 두 번째 렌즈의 초점거리를 나타낸다.
제1항에 있어서,

아래의 식을 만족하는 줌 렌즈계.

<식>

4.6≤ft/fw≤5.4

1.4≤N2≤1.6
삭제
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1렌즈군의 물체측 첫 번째 렌즈가 구면 렌즈인 줌 렌즈계.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1렌즈군의 물체측 두 번째 렌즈가 비구면 렌즈인 줌 렌즈계.
물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 주밍시에 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군의 간격은 감소하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군의 간격은 증가하고, 제1렌즈군은 3매의 렌즈를 포함하며,

상기 제1렌즈군은 물체측으로 볼록한 메니스커스형이고 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈, 물체측으로 볼록한 메니스커스형이고 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈, 및 물체측으로 볼록한 메니스커스형이고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈를 포함하고, 아래의 식을 만족하는 줌 렌즈계.

<식>

0.25≤(fw×N2)/ft≤0.34

f2≤-100

여기서, fw는 광각단에서 줌 렌즈계의 초점거리를, ft는 망원단에서 줌 렌즈계의 초점거리를, N2는 제1렌즈군에서 물체측으로부터 두 번째 렌즈의 굴절률을 나타내고, f2는 제1렌즈군에서 물체측으로부터 두 번째 렌즈의 초점거리를 나타낸다.
제1항, 제2항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2렌즈군의 물체측 첫 번째 렌즈가 비구면 렌즈인 줌 렌즈계.
제1항, 제2항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2렌즈군이 접합렌즈를 포함하는 줌 렌즈계.
제1항, 제2항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2렌즈군의 가장 상측에 조리개가 구비되는 줌 렌즈계.
제1항, 제2항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3렌즈군이 1매 렌즈로 구성된 줌 렌즈계.
제10항에 있어서,

상기 제3렌즈군의 렌즈가 상측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지는 줌 렌즈계.
제1항, 제2항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3렌즈군이 굴절률 1.55 이하의 비구면 렌즈를 포함하는 줌 렌즈계.
제1항, 제2항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3렌즈군이 상면 이동에 따른 포커싱을 수행하는 줌 렌즈계.
제1항, 제2항, 제6항 중 어느 한 항에 기재된 줌 렌즈계; 및

상기 줌 렌즈계에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자;를 포함하는 촬상장치.
제14항에 있어서,

상기 제1렌즈군의 물체측 첫 번째 렌즈가 구면 렌즈인 촬상 장치.
제14항에 있어서,

상기 제1렌즈군의 물체측 두 번째 렌즈가 비구면 렌즈인 촬상 장치.
제14항에 있어서,

상기 제2렌즈군의 가장 상측에 조리개가 구비되는 촬상 장치.