KR101782994B1 - 소형 줌 렌즈 - Google Patents

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Abstract

줌 렌즈가 개시된다. 개시된 줌 렌즈는 물체측으로부터 상면측으로 순차적으로 배열된 것으로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군; 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군; 부의 굴절력을 가지는 제3렌즈군; 및 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군;을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 감소하고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 증가하고, 상기 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격이 감소하며, 물체 위치가 무한대에서 근거리로 변할 때, 상기 제1렌즈군을 물체측으로 이동시켜 포커싱을 행하며, 다음 조건을 만족한다.
Figure 112010058230924-pat00014

여기서, L W , f W , f T 는 각각 광각단에서 광학 전장, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이다.

Description

소형 줌 렌즈{Compact zoom lens}
본 개시는 초소형 디지털 카메라나 디지털 비디오 카메라, 휴대 전화, 정보 휴대 단말기(PDA)등에 채용되는 촬상 장치에 적합한 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 있다. 이에 따라, 고성능이며, 소형 경량화된 구조의 줌 렌즈가 요구되고 있다.
최근 사용자가 촬영 목적에 따라 원하는 화각 및 밝기에 알맞는 렌즈로 교환할 수 있는 렌즈교환식 카메라에 있어서, 우수한 광학 성능에 대한 요구와 함께 언제나 휴대할 수 있는 컴팩트한 크기에 대한 요구가 늘어나고 있다.
이러한 화각이 70˚이상이고 변배비가 2.5X 수준의 광각줌렌즈에 있어서, 부, 정, 부, 정의 4개의 렌즈군을 갖는 4군 줌렌즈가 주류를 이루고 있다.
부의 굴절력의 렌즈군이 선행하는 구성의 줌렌즈는 최지근 촬영거리가 비교적 짧아 광각화가 비교적 용이하며, 후초점거리를 비교적 길게 할 수 있다는 장점이 있어 광각용 줌렌즈에 많이 이용되고 있다. 이러한 구성의 줌렌즈는 망원단에서 제1렌즈군과 제2렌즈군의 전체로서는 정의 굴절력을 가지게 되고, 제3렌즈군과 제4렌즈군의 전체로서는 부의 굴절력을 가지는 구성이 되어 광학계 전체로서는 텔레포토 구성이 가능하기 때문에 망원단에서 장초점화를 하기 쉽다는 장점이 있다.
그러나, 광학성능과 소형화의 요구를 동시에 만족시키는 설계에는 어려움이많다. 예를 들어, 수차 보정을 위해 12매의 렌즈를 사용한 설계가 제시된 바 있으나, 렌즈 매수가 너무 많아 컴팩트한 구성이 어렵고 비용 또한 증가하게 된다. 또한, 플라스틱 비구면렌즈를 포함하여 10매 수준의 렌즈로 3배의 줌렌즈 광학계가 제안된 바 있으나, 플라스틱 렌즈는 복굴절 특성에 의한 광학 성능 저하, 온도, 습도등의 변화에 따른 광학 성능 저하라는 문제점을 가지고 있어 고화소 디지털카메라에 어울리는 우수한 광학 성능을 확보하는 것이 어렵다.
본 발명의 실시예들은 광학적으로 우수한 광학 성능을 구현하며, 적은 렌즈 매수로 구현된 소형의 광각 줌 렌즈를 제공하고자 한다.
일 유형에 따르는 줌 렌즈는 물체측으로부터 상면측으로 순차적으로 배열된 것으로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군; 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군; 부의 굴절력을 가지는 제3렌즈군; 및 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군;을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 감소하고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 증가하고, 상기 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격이 감소하며, 물체 위치가 무한대에서 근거리로 변할 때, 상기 제1렌즈군을 물체측으로 이동시켜 포커싱을 행하며, 다음 조건을 만족한다.
Figure 112010058230924-pat00001
여기서, L W , f W , f T 는 각각 광각단에서 광학 전장, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이다.
상기 줌 렌즈는 다음 조건을 만족할 수 있다.
Figure 112010058230924-pat00002
여기서, L T , f W , f T 는 각각 망원단에서 광학 전장, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이다.
상기 줌 렌즈는 다음 조건을 만족할 수 있다.
Figure 112010058230924-pat00003
여기서, f Ⅱ , f W , f T 는 각각 상기 제2렌즈군의 초점거리, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이다.
상기 줌 렌즈는 다음 조건을 만족할 수 있다.
Figure 112010058230924-pat00004
여기서, m Ⅱ(W) , m ?(T) 는 각각 광간단에서 상기 제2렌즈군의 근축횡배율, 망원단에서 상기 제2렌즈군의 근축횡배율이다.
변배시, 상기 제2렌즈군과 제4렌즈군이 동일한 궤적으로 이동하도록 구성될수 있다.
상기 제1렌즈군은, 물체측으로부터 순서대로 배치된, 물체측으로 볼록한 메니스커스형 부렌즈, 양오목 부렌즈 및 물체측으로 볼록한 메니스커스형 정렌즈를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 메니스커스형 정렌즈는 굴절률이 1.9보다 큰 재질로 이루어질 수 있다.
상기 제2렌즈군은 정렌즈와 부렌즈가 접합된 접합렌즈를 포함하여 구성될 수있다.
상기 제3렌즈군이 1매의 부렌즈로 구성될 수 있으며, 상기 제3렌즈군에 포함된 부렌즈는 아베수가 80보다 큰 재질로 이루어질 수 있다.
상기 제4렌즈군은 1매의 정렌즈와 1매의 부렌즈로 구성될 수 있으며, 상기 제4렌즈군에 포함된 정렌즈는 적어도 한 면에 비구면을 채용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보인다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c 각각은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보인다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c 각각은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보인다.
도 6a, 6b 및 도 6c 각각은 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보인다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c 각각은 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보인다.
도 10a, 도 10b 및 도 10c 각각은 본 발명의 제5실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 보인 수차도이다.
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 광학적 배치를 보인다.
도 12a, 12b 및 도 12c 각각은 본 발명의 제6실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 보인 수차도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1, 도 3, 도 5, 도 7 및 도 9는 본 발명의 제1 내지 제6실시예에 따른 줌 렌즈의 광학적 배치를 보인다.
실시예들에 의한 줌 렌즈는 물체측으로부터 상측으로 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(G1), 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(G2), 부의 굴절력을 가지는 제3렌즈군(G3) 및 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군(G4)을 포함한다. 광각단에서 망원단으로 변배시, 제1 내지 제4렌즈군(G1)(G2)(G3)(G4)이 모두 움직이며, 구체적으로, 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2) 사이의 간격이 감소하고, 제2렌즈군(G2)과 제3렌즈군(G3) 사이의 간격이 증가하고, 제3렌즈군(G3)과 제4렌즈군(G4) 사이의 간격이 감소하도록 렌즈군들이 움직인다. 물체 위치가 무한대에서 근거리로 변할 때, 제1렌즈군(G1)이 물체측으로 이동하며 포커싱을 행한다. 또한, 제2렌즈군(G2)과 제4렌즈군(G4)의 변배시 궤적을 동일하게 하여 기구적으로 간단한 구성이 가능하게 하고, 제조시의 오차요인을 적게 하고 있다. 제4렌즈군(G4)과 상면(IMG) 사이에는 적외선 필터(500)가 마련된다. 조리개(ST)는 제2렌즈군(G2)에 연동되게 배치되어 있다.
각 렌즈군의 보다 상세한 구성을 살펴보면 다음과 같다.
제1렌즈군(G1)은 물체측으로부터 상측으로 순서대로 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈(110), 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈(120), 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈(130)를 포함한다. 제1렌즈(110)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제2렌즈(120)는 양오목 형상을 가질 수 있다. 제3렌즈(130)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 정렌즈인 제3렌즈(130)에 고굴절 고분산 소재를 사용하는 경우, 전체 광학계의 전장을 줄이고 배율색수차를 효과적으로 보정할 수 있다. 이를 위하여, 실시예들에서, 제3렌즈(130)는 굴절률이 1.9보다 큰 재질로 형성되고 있다. 부렌즈인 제1렌즈(110), 제2렌즈(120) 중 적어도 한 면 이상에 비구면을 채용할 수 있고, 이 경우, 비점수차 및 왜곡수차의 보정에 효과적이다.
　제2렌즈군(G2)은 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈(210), 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈(220) 및 부의 굴절력을 가지는제6렌즈(230)를 포함한다. 제5렌즈(220)와 제6렌즈(230)는 색수차 보정을 위해 서로 접합된 접합렌즈로 구성될 수 있다. 또한, 제2렌즈군(G2)은 조리개(ST)를 포함하며, 조리개(ST)는 제4렌즈(210)와 제5렌즈(220) 사이 또는 제2렌즈군(G2)의 가장 상면 측에 마련될 수 있다. 조리개(ST) 위치의 이와 같은 배치는, 예를 들어, 조리개(ST)가 제2렌즈군(G2)의 가장 물체측에 배치된 구성에 비해, 망원단에서 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2) 사이의 거리를 보다 가깝게 할 수 있어 변배비를 높이기에 유리하다. 이러한 구성으로서, 조리개(ST)를 제2렌즈군(G2) 내부에, 즉, 제2렌즈군(G2)의 렌즈들 사이에 위치시키는 방법과 제2렌즈군(G2)의 가장 상면측에 위치시키는 방법을 선택할 수 있는데, 전자의 경우는 망원단의 밝은 구경비를 확보하기에는 용이하지만 조리개(ST) 기구물의 배치가 난이하다는 단점이 있고, 후자의 경우는 조리개(ST) 기구물의 배치는 용이하지만 망원단의 밝은 구경비를 확보하는데는 불리한 단점이 있다. 따라서, 광학계 전반적인 사양과 제조 기술을 판단하여 조리개(ST)의 위치를 선택하는 것이 필요하다.
　제3렌즈군(G3)은 부의 굴절력을 가지는 제7렌즈(310)로 구성된다. 제3렌즈군(G3)은 적은 렌즈 매수로 광학계를 구현하기 위하여 1매의 렌즈로만 구성하고 있으다. 제7렌즈(310)를 저분산 소재로 구성하는 경우, 변배시 발생하는 색수차의 변화를 작게 할 수 있으며, 실시예들에서는 아베수가 80보다 큰 소재를 사용하고 있다.
　제4렌즈군(G4)은 정의 굴절력을 가지는 제8렌즈(410), 부의 굴절력을 가지는 제9렌즈(420)를 포함한다. 코마수차와 비점수차의 효과적은 보정을 위해, 정렌즈인 제8렌즈(410)의 적어도 한 면에 비구면을 적용하고 있다.
실시예들의 줌 렌즈는 다음 조건을 만족할 수 있다.
Figure 112010058230924-pat00005
(1)
여기서, L W , f W , f T 는 각각 광각단에서 광학 전장, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이다.
실시예들의 줌 렌즈는 또한, 다음 조건을 만족할 수 있다.
Figure 112010058230924-pat00006
(2)
여기서, L T , f W , f T 는 각각 망원단에서 광학 전장, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이다.
조건(1)과 조건(2)는 각각 줌배율에 따른 광각단 및 망원단에서의 광학계 전체 전장의 비를 정의한다. 각 조건에서, 상한치를 초과하게 되면 컴팩트한 광학계를 구성하기 곤란해진다.
실시예들의 줌 렌즈는 또한, 다음 조건을 만족할 수 있다.
Figure 112010058230924-pat00007
(3)
여기서, f Ⅱ , f W , f T 는 각각 제2렌즈군(G2)의 초점거리, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이다.
조건(3)은 줌배율에 따른 제2렌즈군(G2)의 초점거리의 비를 정의한다. 조건의 상한치를 초과하게 되면 제2렌즈군(G2)의 굴절력이 과도하여 광각단에서의 코마수차, 망원단에서의 구면수차의 효과적인 보정이 어려워지고, 반대로 하한치 미만에서는 변배에 따른 제2렌즈군(G2)의 이동량이 커져 이를 기구적으로 구현하는 것이 복잡, 난이해지게 된다.
실시예들의 줌 렌즈는 또한, 다음 조건을 만족할 수 있다.
Figure 112010058230924-pat00008
(4)
여기서, m Ⅱ(W) , m ?(T) 는 각각 광간단에서 상기 제2렌즈군(G2)의 근축횡배율, 망원단에서 제2렌즈군(G2)의 근축횡배율이다.
조건(4)는 줌배율이 2.5 정도의 수준을 구현하기 위한, 제2렌즈군(G2)의 광각단과 망원단에서의 횡배율의 비를 정의한다. 상기 조건 범위내에서, 제2렌즈군(G2)의 변배에 대한 부담이 최적화되어 변배에 따른 수차 변화가 적고 컴팩트화에도 유리하게 된다
이하, 각 렌즈군의 상세한 렌즈데이터들을 실시예별로 살펴보기로 한다.
본 발명의 실시예들에서 나타나는 비구면(ASP)의 정의는 다음과 같다.
Figure 112010058230924-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.
렌즈데이터에서, STO는 조리개를, ASP는 비구면을 나타낸다. EFL은 전체 초점거리, Fno는 F수, 2ω는 화각을 나타내며, D0, D1, D2, D3, D4는 광각단(wide), 중간단(middle), 망원단(tele)에서의 가변거리이다.
<제1실시예>
도 1은 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광학적 배치를 보인다. 렌즈 데이터는 다음과 같다.
　f; 20.52 ~ 31.55 ~ 48.52　　　Fno; 3.58 ~ 4.47 ~ 5.85　　　2ω; 74.3°~ 49.0°~ 32.5°
　　　　　　　　　　　　　　　RADIUS 　　　　　　　　　THICKNESS 　　　　　　　　　　　Nd 　　　　　　　　　Vd
　　OBJ: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　D0
　　　　1: 　　　　　　　43.50000 　　　　　　　1.200000 　　　　　　　　　　　1.74330　　　　49.22
　　　　2: 　　　　　　　13.18900 　　　　　　　5.920000
　　　　3: 　　　　　　-52.93200 　　　　　　　1.200000 　　　　　　　　　　　1.65844　　　　50.85
　　　　4: 　　　　　　100.00000 　　　　　　　0.220000
　　　　5: 　　　　　　　28.26000 　　　　　　　2.360000 　　　　　　　　　　　1.92286　　　　20.88
　　　　6: 　　　　　　　64.81700 　　　　　　　D1
　　　　7: 　　　　　　　23.09400 　　　　　　　2.550000 　　　　　　　　　　　1.48749　　　　70.44
　　　　8: 　　　　　　-31.89000 　　　　　　　0.510000
　　STO: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.510000
　　　10: 　　　　　　　15.38600 　　　　　　　3.720000 　　　　　　　　　　　1.63854　　　　55.45
　　　11: 　　　　　-183.00000 　　　　　　　1.200000 　　　　　　　　　　　1.84666　　　　23.78
　　　12: 　　　　　　　23.71700 　　　　　　　D2
　　　13: 　　　　　　-26.00000 　　　　　　　0.940000 　　　　　　　　　　　1.49700　　　　81.61
　　　14: 　　　　　　106.90000 　　　　　　　D3
　　　15: 　　　　　　　34.00000 　　　　　　　3.500000 　　　　　　　　　　　1.51424　　　　63.88
　　　16: 　　　　　　-24.90000 　　　　　　　1.170000
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　　0.000000
　　　　　　A :0.951937E-04 　　B :0.244053E-06 　　C :0.192516E-08 　　D :0.000000E+00
　　　　17: 　　　　　　-27.82700 　　　　　　　1.100000 　　　　　　　　　　　1.51680　　　　64.20
　　　18: 　　　　　-183.00000 　　　　　　　D4
　　　19: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.000000 　　　　　　　　　　　1.51680　　　　64.20
　　　20: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　1.000000
IMG: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　
　 Wide(Inf) Middle(Inf) Tele(Inf) Wide(지근) Middle(지근) Tele(지근)
D0 INFINITY INFINITY INFINITY 190.00000 190.00000 190.00000
D1 18.52235 8.07158 1.50189 21.55631 11.10554 4.53584
D2 2.96086 4.31211 6.27206 2.96086 4.31211 6.27206
D3 4.96302 3.61178 1.65182 4.96302 3.61178 1.65182
D4 21.12195 29.78063 42.45510 21.12195 29.78063 42.45510
　　　　　　　　도 2a, 도 2b 및 도 2c 각각은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aber.), 비점수차(astigmatic field curves) 및 왜곡(distortion)을 보인 수차도이다. 구면수차는 파장 656.28nm인 C선, 파장 587.56nm인 d선 및 파장 486.13nm인 F선에 대해 보이고 있다. 비점수차에서, T, S는 각각 자오면(tangential surface) 및 구결면(sagittal surface)에서의 만곡을 나타낸다.
<제2실시예>
도 3은 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광학적 배치를 보인다. 렌즈 데이터는 다음과 같다.
　f; 20.63 ~ 31.64 ~ 48.53　　Fno; 3.55 ~ 4.43 ~ 5.83　　2ω; 72.1°~ 48.6°~ 32.4°
　　　　　　　　　　　　　　　RADIUS 　　　　　　　　　THICKNESS 　　　　　　　　　　　Nd 　　　　　　　　　Vd
　　OBJ: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　D0
　　　　1: 　　　　　　　29.60100 　　　　　　　1.200000 　　　　　　　　　　　1.69680　　　　55.46
　　　　2: 　　　　　　　12.01700 　　　　　　　5.710000
　　　　3: 　　　　　　-77.66200 　　　　　　　1.200000 　　　　　　　　　　　1.74330　　　　49.22
　　　　4: 　　　　　　　40.09800 　　　　　　　0.390000
　　　　5: 　　　　　　　22.87600 　　　　　　　2.190000 　　　　　　　　　　　1.92286　　　　20.88
　　　　6: 　　　　　　　43.70100 　　　　　　　D1
　　　　7: 　　　　　　　37.02400 　　　　　　　2.330000 　　　　　　　　　　　1.48749　　　　70.44
　　　　8: 　　　　　　-26.27000 　　　　　　　0.510000
　　STO: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.510000
　　　10: 　　　　　　　13.66800 　　　　　　　2.490000 　　　　　　　　　　　1.63854　　　　55.45
　　　11: 　　　　　-162.40300 　　　　　　　0.830000 　　　　　　　　　　　1.84666　　　　23.78
　　　12: 　　　　　　　28.05100 　　　　　　　D2
　　　13: 　　　　　　-40.38800 　　　　　　　0.840000 　　　　　　　　　　　1.49700　　　　81.61
　　　14: 　　　　　　104.19800 　　　　　　　D3
　　　15: 　　　　　　　37.90300 　　　　　　　3.150000 　　　　　　　　　　　1.51424　　　　63.88
　　　16: 　　　　　　-21.21500 　　　　　　　2.010000
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　　0.000000
　　　　　　A :0.869204E-04 　　B :0.242781E-06 　　C :0.278456E-08 　　D :0.000000E+00
　　　　17: 　　　　　　-18.20700 　　　　　　　1.100000 　　　　　　　　　　　1.51680　　　　64.20
　　　18: 　　　　　-159.36800 　　　　　　　D4
　　　19: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.000000 　　　　　　　　　　　1.51680　　　　64.20
　　　20: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　1.000000
IMG: 　　　　　　　INFINITY 　　
　 Wide(Inf) Middle(Inf) Tele(Inf) Wide(지근) Middle(지근) Tele(지근)
D0 INFINITY INFINITY INFINITY 190.00000 190.00000 190.00000
D1 15.50945 6.82217 1.42702 17.92860 9.24132 3.84617
D2 3.76564 6.26996 9.02459 3.76564 6.26996 9.02459
D3 7.34077 4.48907 1.45000 7.34077 4.48907 1.45000
D4 18.66678 27.20540 40.05648 18.66678 27.20540 40.05648
　도 4a, 도 4b 및 도 4c 각각은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aber.), 비점수차(astigmatic field curves) 및 왜곡(distortion)을 보인 수차도이다.
<제3실시예>
도 5는 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광학적 배치를 보인다. 다음은 제3실시예의 렌즈데이터이다.
　f; 20.62 ~ 31.63 ~ 48.52　　　Fno; 3.57 ~ 4.47 ~ 5.88　　　2ω; 74.0°~ 49.2°~ 32.6°
　　　　　　　　　　　　　　RADIUS 　　　　　　　　　THICKNESS 　　　　　　　　　　　Nd 　　　　　　　　　Vd
　　OBJ: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　D0
　　　　1: 　　　　　　　47.87200 　　　　　　　1.200000 　　　　　　　　　　　1.74330　　　　49.22
　　　　2: 　　　　　　　13.27800 　　　　　　　5.690000
　　　　3: 　　　　　　-76.89900 　　　　　　　1.200000 　　　　　　　　　　　1.52470　　　　56.24
　　　　4: 　　　　　　　41.98600 　　　　　　　0.410000
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　　0.000000
　　　　　　A :-.268622E-05 　　B :0.124533E-07 　　C :-.400652E-09 　　D :0.000000E+00
　　　　5: 　　　　　　　25.23800 　　　　　　　2.400000 　　　　　　　　　　　1.92286　　　　20.88
　　　　6: 　　　　　　　50.46600 　　　　　　　D1
　　　　7: 　　　　　　　20.20000 　　　　　　　2.480000 　　　　　　　　　　　1.48749　　　　70.44
　　　　8: 　　　　　　-44.10200 　　　　　　　1.100000
　　STO: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.510000
　　　10: 　　　　　　　16.09700 　　　　　　　3.720000 　　　　　　　　　　　1.63854　　　　55.45
　　　11: 　　　　　　-71.17200 　　　　　　　1.200000 　　　　　　　　　　　1.84666　　　　23.78
　　　12: 　　　　　　　29.01700 　　　　　　　D2
　　　13: 　　　　　　-42.24100 　　　　　　　0.700000 　　　　　　　　　　　1.49700　　　　81.61
　　　14: 　　　　　　　53.85100 　　　　　　　D3
　　　15: 　　　　　　　28.68900 　　　　　　　3.500000 　　　　　　　　　　　1.52470　　　　56.24
　　　16: 　　　　　　-25.15600 　　　　　　　1.490000
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　　0.000000
　　　　　　A:0.985382E-04 　　B 　:0.217360E-06 　　C :0.288136E-08 　　D :0.000000E+00
　　　17: 　　　　　　-19.95200 　　　　　　　1.100000 　　　　　　　　　　　1.58913　　　　61.25
　　　18: 　　　　　　-72.06500 　　　　　　　D4
　　　19: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.000000 　　　　　　　　　　　1.51680　　　　64.20
　　　20: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　1.000000
　　IMG: 　　　　　　　INFINITY 　　
　　　 Wide(Inf) Middle(Inf) Tele(Inf) Wide(지근) Middle(지근) Tele(지근)
D0 INFINITY INFINITY INFINITY 190.00000 190.00000 190.00000
D1 16.83370 7.30837 1.29865 19.61625 10.09092 4.08120
D2 2.48847 3.95412 6.00847 2.48847 3.95412 6.00847
D3 5.02005 3.55440 1.50005 5.02005 3.55440 1.50005
D4 20.78755 29.56902 42.47601 20.78755 29.56902 42.47601
　　　　　　　　　도 6a, 도 6b 및 도 6c 각각은 본 발명의 제6실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aber.), 비점수차(astigmatic field curves) 및 왜곡(distortion)을 보인 수차도이다.
<제4실시예>
도 7는 제4실시예에 따른 줌 렌즈의 광학적 배치를 보인다. 다음은 제3실시예의 렌즈데이터이다.
　f; 20.62 ~ 31.63 ~ 48.53　　　Fno; 3.56 ~ 4.45 ~ 5.85　　2ω; 74.1°~ 49.0°~ 32.5°
　　　　　　　　　　　　　　 RADIUS 　　　　　　　　　THICKNESS 　　　　　　　　　　　Nd 　　　　　　　　　Vd
　　OBJ: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　D0
　　　　1: 　　　　　　　46.07600 　　　　　　　1.200000 　　　　　　　　　　　1.74330　　　　49.22
　　　　2: 　　　　　　　13.26300 　　　　　　　5.930000
　　　　3: 　　　　　　-52.60600 　　　　　　　1.200000 　　　　　　　　　　　1.65844　　　　50.85
　　　　4: 　　　　　　106.37500 　　　　　　　0.200000
　　　　5: 　　　　　　　28.45500 　　　　　　　2.370000 　　　　　　　　　　　1.92286　　　　20.88
　　　　6: 　　　　　　　64.85500 　　　　　　　D1
　　　　7: 　　　　　　　21.21700 　　　　　　　2.990000 　　　　　　　　　　　1.48749　　　　70.44
　　　　8: 　　　　　　-35.55500 　　　　　　　0.670000
　　STO: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　0.510000
　　　10: 　　　　　　　15.96400 　　　　　　　3.720000 　　　　　　　　　　　1.63854　　　　55.45
　　　11: 　　　　　-113.11500 　　　　　　　0.800000 　　　　　　　　　　　1.84666　　　　23.78
　　　12: 　　　　　　　26.44900 　　　　　　　D2
　　　13: 　　　　　　-24.29500 　　　　　　　1.500000 　　　　　　　　　　　1.49700　　　　81.61
　　　14: 　　　　　　114.96600 　　　　　　　D3
　　　15: 　　　　　　　27.87000 　　　　　　　3.500000 　　　　　　　　　　　1.51424　　　　63.88
　　　16: 　　　　　　-26.66100 　　　　　　　2.270000
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　　0.000000
　　　　　　A :0.983826E-04 　　B :0.199127E-06 　　C :0.160199E-08 　　D :0.000000E+00
　　　17: 　　　　　　-24.78100 　　　　　　　1.100000 　　　　　　　　　　　1.51680　　　　64.20
　　　18: 　　　　　-183.00000 　　　　　　　D4
　　　19: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.000000 　　　　　　　　　　　1.51680　　　　64.20
　　　20: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　1.000000
> IMG: 　　　　　　　INFINITY 　　　
　 Wide(Inf) Middle(Inf) Tele(Inf) Wide(지근) Middle(지근) Tele(지근)
D0 INFINITY INFINITY INFINITY 190 190 190
D1 17.539 7.58 1.303 20.49 10.531 4.254
D2 3.738 4.968 6.574 3.738 4.968 6.574
D3 4.486 3.256 1.65 4.486 3.256 1.65
D4 18.952 27.625 40.51 18.952 27.625 40.51
　　　　　　　　도 8a, 도 8b 및 도 8c 각각은 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aber.), 비점수차(astigmatic field curves) 및 왜곡(distortion)을 보인 수차도이다.
<제5실시예>
도 9는 제5실시예에 따른 줌 렌즈의 광학적 배치를 보인다. 다음은 제3실시예의 렌즈데이터이다.
　f; 20.60 ~ 34.00 ~ 48.50　　　Fno; 3.57 ~ 4.62 ~ 5.82　　2ω; 74.2°~ 45.8°~ 32.5°
　　　　　　　　　　　　　　　RADIUS 　　　　　　　　　THICKNESS 　　　　　　　　　Nd 　　　　　　　　　Vd
　　OBJ: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　D0
　　　　1:　　　　　　　　　38.81500 　　　　　　1.220000　　　　　　　　　　　1.74330 　　　　49.2
　　　　2:　　　　　　　　　14.07100　　　　　　　6.330000
　　　　3:　　　　　　　　-59.57400　　　　　　　1.100000　　　　　　　　　　　1.56883 　　　　56.0
　　　　4:　　　　　　　　　59.57400　　　　　　　0.100000
　　　　5:　　　　　　　　　26.66500　　　　　　　2.100000　　　　　　　　　　　1.92286 　　　　20.9
　　　　6:　　　　　　　　　51.01600　　　　　　　D1
　　　　7:　　　　　　　　　22.77200　　　　　　　2.350000　　　　　　　　　　　1.48749 　　　　70.4
　　　　8:　　　　　　　　-35.81300　　　　　　　0.910000
　　　　9:　　　　　　　　　19.83600　　　　　　　3.000000　　　　　　　　　　　1.70154 　　　　41.1
　　　10:　　　　　　　　-31.52900　　　　　　　0.650000　　　　　　　　　　　1.84666 　　　　23.8
　　　11:　　　　　　　　　41.10100　　　　　　　2.100000
　　STO:　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　　D2
　　　13:　　　　　　　　-36.80100　　　　　　　0.900000　　　　　　　　　　　1.49700 　　　　81.6
　　　14:　　　　　　　　　36.80100　　　　　　　D3
　　　15:　　　　　　　　　50.38200　　　　　　　2.800000　　　　　　　　　　　1.58913 　　　　61.1
　　　16:　　　　　　　　-20.28900　　　　　　　1.160000
　　　　　　ASP
　　　　　　K : 　　　　　　3.200000
　　　　　　A: 8.325631e-005 　　B:2.758356e-007 　　C:6.011031e-009 　　D: 0.000000e+000
　　　17:　　　　　　　　-15.49500　　　　　　　1.400000　　　　　　　　　　　1.58144 　　　　40.9
　　　18:　　　　　　　　-32.67800　　　　　　　D4
　　　19: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　2.000000 　　　　　　　　　　1.51680　　　　　64.20
　　　20: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　1.000000
> IMG: 　　　　　　　INFINITY 　
　 Wide(Inf) Middle(Inf) Tele(Inf) Wide(지근) Middle(지근) Tele(지근)
D0 INFINITY INFINITY INFINITY 200 200 200
D1 21.471 7.605 1.5 24.827 10.962 4.856
D2 2.745 4.607 6.604 2.745 4.607 6.604
D3 7.153 5.291 3.293 7.153 5.291 3.293
D4 20.834 30.759 40.73 20.834 30.759 40.73
　　　　　　　　도 10a, 도 10b 및 도 10c 각각은 본 발명의 제5실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aber.), 비점수차(astigmatic field curves) 및 왜곡(distortion)을 보인 수차도이다.
<제6실시예>
도 11은 제6실시예에 따른 줌 렌즈의 광학적 배치를 보인다. 다음은 제6실시예의 렌즈데이터이다.
　f ; 20.59 ~ 34.48 ~ 48.49　　　Fno; 3.54 ~ 4.60 ~ 5.78　　　2ω; 74.2°~ 45.2°~ 32.5°
　　　　　　　　　　　　　　　RADIUS 　　　　　　　　　THICKNESS 　　　　　　　　　　Nd 　　　　　　　　　Vd
　　OBJ: 　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　D0
　　　　1: 　　　　　　　43.96300　　　　　　　　1.200000　　　　　　　　　　　　1.74330 　　　　49.2
　　　　2:　　　　　　　　14.41400　　　　　　　　5.920000
　　　　3:　　　　　　-113.82900　　　　　　　　1.200000　　　　　　　　　　　　1.65844 　　　　50.9
　　　　4:　　　　　　　　44.93000　　　　　　　　0.220000
　　　　5:　　　　　　　　25.48500　　　　　　　　2.360000　　　　　　　　　　　　1.92286 　　　　20.9
　　　　6:　　　　　　　　52.04400　　　　　　　　D1
　　　　7:　　　　　　　　31.39100　　　　　　　　2.390000　　　　　　　　　　　　1.48749 　　　　70.4
　　　　8:　　　　　　　-29.96200　　　　　　　　0.400000
　　　　9:　　　　　　　　16.36000　　　　　　　　3.360000　　　　　　　　　　　　1.70154 　　　　41.1
　　　10:　　　　　　　-43.72000　　　　　　　　0.670000　　　　　　　　　　　　1.84666 　　　　23.8
　　　11:　　　　　　　　27.11700　　　　　　　　2.100000
　　STO:　　　　　　　INFINITY 　　　　　　　　D2
　　　13:　　　　　　　-34.06200　　　　　　　　0.900000　　　　　　　　　　　　1.49700 　　　　81.6
　　　14:　　　　　　　　34.06200　　　　　　　　D3
　　　15:　　　　　　　　40.49800　　　　　　　　3.500000　　　　　　　　　　　　1.58913 　　　　61.1
　　　16:　　　　　　　-20.64600　　　　　　　　1.750000
　　　　　　　　　　ASP
　　　　　　　　　　K : 　　　　　　1.736655
　　　　　　　　　　A:7.058302e-005 　　B:2.075560e-007 　C:1.363424e-009 　D:0.000000e+000
　　　17:　　　　　　　-21.82900　　　　　　　　1.600000　　　　　　　　　　　　1.60342 　　　　38.0
　　　18:　　　　　　　-50.88700 　　　　　　　D4
　　　19: 　　　　　　INFINITY 　　　　　　　　2.000000 　　　　　　　　　　　1.51680　　　　64.20
　　　20: 　　　　　　INFINITY 　　　　　　　　1.000000
> IMG: 　　　　　　INFINITY 　　　　　　　
　　　　　　　　　　 Wide(Inf) Middle(Inf) Tele(Inf) Wide(지근) Middle(지근) Tele(지근)
D0 INFINITY INFINITY INFINITY 200 200 200
D1 20.389 6.808 1.502 23.688 10.107 4.801
D2 2.892 5.023 7.45 2.892 5.023 7.45
D3 6.157 4.027 1.6 6.157 4.027 1.6
D4 21.677 31.994 41.152 21.677 31.994 41.152
　　　　　　　　도 12a, 도 12b 및 도 12c 각각은 본 발명의 제6실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aber.), 비점수차(astigmatic field curves) 및 왜곡(distortion)을 보인 수차도이다.
다음 표는 실시예들이 전술한 조건들을 만족하는 것을 보인다.
　　 조건(1) 조건(2) 조건(3) 조건(4)
제1실시예 2.43 2.57 0.66 0.43
제2실시예 2.30 2.51 0.63 0.43
제3실시예 2.37 2.56 0.66 0.43
제4실시예 2.39 2.56 0.66 0.44
제5실시예 2.57 2.57 0.67 0.43
제6실시예 2.58 2.60 0.70 0.41
　개시된 실시예들에 따르면, 적은 렌즈매수를 사용하여 컴팩트한 구성을 가지면서도, 우수한 광학 성능을 가지며, 광각단에서의 화각이 약 70도 이상인 광각의 소형 줌렌즈가 제공된다.
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.

Claims (12)

  1. 물체측으로부터 상면측으로 순차적으로 배열된 것으로,
    부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군;
    정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군;
    부의 굴절력을 가지며, 1매의 부렌즈로 구성된 제3렌즈군; 및
    정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군;을 포함하며,
    광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 감소하고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 증가하고, 상기 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격이 감소하며,
    물체 위치가 무한대에서 근거리로 변할 때, 상기 제1렌즈군을 물체측으로 이동시켜 포커싱을 행하며,
    다음 조건을 만족하는 줌 렌즈.
    Figure 112017020765518-pat00010

    여기서, LW, fW, fT 는 각각 광각단에서 광학 전장, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이다.
  2. 제1항에 있어서,
    다음 조건을 만족하는 줌 렌즈.
    Figure 112010058230924-pat00011

    여기서, 여기서, L T , f W , f T 는 각각 망원단에서 광학 전장, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이다.
  3. 물체측으로부터 상면측으로 순차적으로 배열된 것으로,
    부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군;
    정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군;
    부의 굴절력을 가지는 제3렌즈군; 및
    정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군;을 포함하며,
    광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 감소하고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 증가하고, 상기 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격이 감소하며,
    물체 위치가 무한대에서 근거리로 변할 때, 상기 제1렌즈군을 물체측으로 이동시켜 포커싱을 행하며,
    다음 조건을 만족하는 줌 렌즈.
    Figure 112017020765518-pat00039

    Figure 112017020765518-pat00012

    여기서, LW, fW, fT 는 각각 광각단에서 광학 전장, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이고, fⅡ, fW, fT 는 각각 상기 제2렌즈군의 초점거리, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이다.
  4. 물체측으로부터 상면측으로 순차적으로 배열된 것으로,
    부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군;
    정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군;
    부의 굴절력을 가지는 제3렌즈군; 및
    정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군;을 포함하며,
    광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 감소하고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 증가하고, 상기 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격이 감소하며,
    물체 위치가 무한대에서 근거리로 변할 때, 상기 제1렌즈군을 물체측으로 이동시켜 포커싱을 행하며,
    다음 조건을 만족하는 줌 렌즈.
    Figure 112017020765518-pat00040

    Figure 112017020765518-pat00013

    여기서, LW, fW, fT 는 각각 광각단에서 광학 전장, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이고, mⅡ(W) , m?(T) 는 각각 광각단에서 상기 제2렌즈군의 근축횡배율, 망원단에서 상기 제2렌즈군의 근축횡배율이다.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    변배시, 상기 제2렌즈군과 제4렌즈군이 동일한 궤적으로 이동하는 줌 렌즈.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1렌즈군은, 물체측으로부터 순서대로 배치된,
    물체측으로 볼록한 메니스커스형 부렌즈, 양오목 부렌즈 및 물체측으로 볼록한 메니스커스형 정렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메니스커스형 정렌즈는 굴절률이 1.9보다 큰 재질로 이루어진 줌 렌즈.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈군은 정렌즈와 부렌즈가 접합된 접합렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  9. 삭제
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군에 포함된 부렌즈는 아베수가 80보다 큰 재질로 이루어진 줌렌즈.
  11. 물체측으로부터 상면측으로 순차적으로 배열된 것으로,
    부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군;
    정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군;
    부의 굴절력을 가지는 제3렌즈군; 및
    정의 굴절력을 가지며, 1매의 정렌즈와 1매의 부렌즈로 구성된 제4렌즈군;을 포함하며,
    광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 감소하고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 증가하고, 상기 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격이 감소하며,
    물체 위치가 무한대에서 근거리로 변할 때, 상기 제1렌즈군을 물체측으로 이동시켜 포커싱을 행하며,
    다음 조건을 만족하는 줌 렌즈.
    Figure 112017020765518-pat00041

    여기서, LW, fW, fT 는 각각 광각단에서 광학 전장, 광각단에서의 전체 초점거리, 망원단에서의 전체 초점거리이다.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제4렌즈군에 포함된 정렌즈는 적어도 한 면에 비구면을 채용한 줌 렌즈.
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