KR101950999B1 - 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치 - Google Patents

줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치 Download PDF

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KR101950999B1 KR1020120024545A KR20120024545A KR101950999B1 KR 101950999 B1 KR101950999 B1 KR 101950999B1 KR 1020120024545 A KR1020120024545 A KR 1020120024545A KR 20120024545 A KR20120024545 A KR 20120024545A KR 101950999 B1 KR101950999 B1 KR 101950999B1
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Abstract

줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치가 개시된다.
개시된 줌 렌즈는, 물체측으로부터　순서대로　부의　굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의　굴절력을 가지는 제2렌즈　군, 정의 굴절력을 가지는　제3렌즈군, 가장 물체측에 조리개를　가지고,　정의 굴절력을 가지는　제4렌즈　군을 포함하고, 광각단에서 망원단으로의 주밍시, 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이 간격이 증가하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격은 감소하고, 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격은 감소되도록 각 렌즈군을 이동하고, 제3렌즈군을 이동하여 포커싱을 한다.

Description

줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치{Zoom lens and photographing apparatus}
본 발명의 실시예들은 경량의 포커싱 렌즈군으로 빠르게 포커싱을 할 수 있는 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치에 관한 것이다.
CCD 디지털 카메라, 교환 렌즈 또는 비디오 카메라 등 고체촬상소자를 사용하는 광학계에 있어서, 사용자들은 고해상력은 물론이고 광각화, 고배율에 대한 요구를 가지고 있다. 또한, 카메라에 대한 소비자의 전문성이 지속적으로 높아져 가고 있다. 이런 시장의 수요에 따라 렌즈　교환식　카메라에서는　90°을　넘는　화각을　가지는　초광각　줌 렌즈가　개발되고　있고, 이러한 줌 렌즈에서 오토 포커싱을 통해 고품질의 사진을 촬영할 수 있도록 한다. 그런데, 포커싱 렌즈군이 무거우면 오토　포커스의　포커싱이 늦어진다. 한편, 포커싱 렌즈군을 경량화하면 상면 만곡 등의 수차 보정에 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 포커싱 렌즈군의 경량화와 함께 수차 보정이 양호하게 이루어지도록 하는 것이 필요하다.　　　
본 발명의 실시예들은 빠르게 포커싱을 할 수 있는 줌 렌즈를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예들은 빠르게 포커싱을 할 수 있는 줌 렌즈를 포함하는 촬영 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는, 물체측으로부터 순서대로 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈 군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 가장 물체측에 조리개를 가지고, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈 군을 포함하고, 광각단에서 망원단으로의 주밍시, 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이 간격이 증가하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격은 감소하고, 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격은 감소되도록 각 렌즈군을 이동하고, 제3렌즈군을 이동하여 포커싱을 한다.
상기 줌 렌즈는 아래 식을 만족할 수 있다.
<식>
1．１＜ＴＬ/ＴＷ＜１．６
여기서, ＴＷ는 광각단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격을 나타내고, TＬ은 망원단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격을 나타낸다.
제3렌즈군은 정 렌즈와 부 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 정 렌즈와 부 렌즈는 접합 렌즈로 형성되고, 아래 식을 만족할 수 있다.
<식>
２．３＜｜ｆ３/√(fw×ft)|＜３．４
여기서, f3은 제3렌즈군의 초점거리를, ｆｗ는 광각단에서의 초점 거리를, ft는 망원단에서의 초점 거리를 나타낸다.
제1렌즈 군은 적어도 2매의 부 렌즈를 포함하고, 상기 적어도 2매의 부렌즈는 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다.
제4렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군과 정의 굴절력을 가지는 제2 서브 렌즈군을 포함할 수 있다.
상기 제1서브 렌즈군은 정 렌즈 한 매를 포함할 수 있다.
상기 제1서브 렌즈군은 정 렌즈와 부 렌즈로 이루어진 접합 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제1서브 렌즈군은 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0．４　＜　fＰ/f４　＜　１．３
여기서, fP는 제4렌즈군의 제1 서브 렌즈군의 초점 거리를, f４는 제4렌즈군의 초점 거리를 나타낸다.
제2서브 렌즈군은 부 렌즈와 정 렌즈로 이루어진 접합 렌즈를 포함하고, 다음을 만족할 수 있다.
<식>
０．２　＜　r/Ｌ４　＜　０．7
여기서, r은 제2서브 렌즈군의 접합 렌즈의 접합면의 곡률반경을, 　　　　　　　　　　　　Ｌ４는 ４렌즈군의 전장을 나타낸다.
제2서브 렌즈군은 부 렌즈와 정 렌즈로 이루어진 접합 렌즈를 포함하고, 다음을 만족할 수 있다.
<식>
n1－n2 ＞　０．２５
여기서, n1은 제2서브 렌즈군의 접합 렌즈의 부 렌즈의 굴절율을, n2는 제2서브 렌즈군의 접합 렌즈의 정 렌즈의 굴절율을 나타낸다.
상기 제4렌즈군은 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치는, 줌 렌즈 및 상기 줌 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자를 포함하고,
상기 줌 렌즈는, 물체측으로부터 순서대로 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈 군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 가장 물체측에 조리개를 가지고, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈 군을 포함하고, 광각단에서 망원단으로의 주밍시, 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이 간격이 증가하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격은 감소하고, 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격은 감소되도록 각 렌즈군을 이동하고, 제3렌즈군을 이동하여 포커싱을 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 6a 내지 6c는 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 내지 8c는 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 10a 내지 10c는 본 발명의 제5실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈(100)를 도시한 것이다. 줌 렌즈(100)는 물체측(O)으로부터 순서대로 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(G1)과, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(G2), 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군(G3), 및 정의 굴절력을 가지는 제4 렌즈군(G4)을 포함한다. 상기 제4렌즈군(G4)은 가장 물체측(O)에 조리개(ST)를 포함할 수 있다.
줌 렌즈(100)는 광각단에서 망원단으로 주밍시, 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2) 사이 간격은 증가되고, 제2렌즈군(G2)과 제3렌즈군(G3) 사이 간격은 감소되고, 제3렌즈군(G3)과 제4렌즈군(G4) 사이의 간격은 감소한다. 줌 렌즈(100)는 광각단에서 망원단으로 주밍시, 제1렌즈군(G1)과, 제2렌즈군(G2)과, 제3렌즈군(G3)과, 제4렌즈군(G4)이 각각 이동할 수 있다. 광각단에서 망원단으로의 주밍(zooming)시, 제1렌즈군과· 제2렌즈군 사이의 간격이 증가되도록 함으로써, 망원측에서 상대적으로 작아지는 제1렌즈 군과· 제2렌즈군을 통과하는 주광선 높이의 차이를 적절하게 컨트롤할 수 있다. 그러므로, 광각 줌렌즈에서 발생하는 주밍에 따르는 상면 만곡 변동과 기타 다른 수차 변동을 작게 할 수 있다.
한편, 상기 제3렌즈군(G3)이 상측(I)으로 이동하여 무한 거리로부터 지근거리로의 포커싱을 수행할 수 있다.
상기 제1렌즈군(G1)은 적어도 2매의 부 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1렌즈군(G1)은 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈(1), 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈(2)를 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈군(G1)은 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다.
제2렌즈군(G2)은 적어도 하나의 정렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2렌즈군(G2)은 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈(3) 한 매로 구성될 수 있다.
제3렌즈군(G3)은 예를 들어, 부의 굴절력을 가지는 제4 렌즈(4)와 정의 굴절력을 가지는 제5 렌즈(5)를 포함할 수 있다. 상기 제4렌즈(4)와 제5렌즈(5)는 접합 렌즈로 형성될 수 있다. 여기서는 렌즈가 부렌즈와 정렌즈의 순서로 배치되는 예를 설명하였지만, 정렌즈와 부렌즈의 순서로 배치되는 것도 가능하다. 이와 같이 제3렌즈군(G3)은 적은 매수의 렌즈를 포함하여 가벼우므로 제3렌즈군(G3)이 포커싱 렌즈군으로 사용될 때, 포커싱 동작이 빠르게 이루어질 수 있다.
제4렌즈군(G4)은 정의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군(G4-1)과 정의 굴절력을 가지는 제2서브 렌즈군(G4-2)을 포함할 수 있다. 상기 제1서브 렌즈군(G4-1)은 제1서브 렌즈군(G4-1)은 한 매 이상의 렌즈를 포함할 수 있으며, 예를 들어 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈(6)와 부의 굴절력을 가지는 제7렌즈(7)를 포함할 수 있다. 상기 제6렌즈(6)와 제7렌즈(7)는 접합 렌즈로 형성될 수 있다. 또는, 도 3과 도 5에 도시된 실시예에서와 같이 제1서브 렌즈군(G4-1)이 한 매의 정 렌즈를 포함하는 것도 가능하다.
제2 서브 렌즈군(G4-2)은 적어도 하나의 접합 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 서브 렌즈군(G4-2)은 정의 굴절력을 가지는 제8렌즈(8), 부의 굴절력을 가지는 제9렌즈(9) 및 정의 굴절력을 가지는 제10렌즈(10) 및 부의 굴절력을 가지는 제11렌즈(11)를 포함할 수 있다. 상기 제9렌즈(9)와 제10렌즈(10)가 접합 렌즈로 형성될 수 있다. 제9렌즈(9)와 제10렌즈(10)로 이루어진 접합 렌즈는 전체적으로 정의 굴절력을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈(100)는 다음 식을 만족할 수 있다.
１．１＜ＴＬ/ＴＷ＜１．６　　　<식 1>
여기서, TW는 광각단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격을, TL은 망원단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격을 나타낸다. 식 1은 주밍시 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격에 대한 것으로, ＴＬ/ＴＷ가 식 1의 하한을 넘을 경우, 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 가까워지고, 망원단에서의 주광선 통과 위치를 적절하게 설정할 수 없어, 망원단에서의 상면 만곡 보정이 과잉으로 될 수 있다. ＴＬ/ＴＷ이 식 1의 상한을 넘을 경우는, 수차 보정에는 유리하지만 망원단에서의 줌 렌즈 전장이 지나치게 커져 제1렌즈군과 제2렌즈군이 적절한 파워 관계를 확보할수 없게 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계에서는, 제3렌즈군이 포커싱을 수행한다. 상기 제3렌즈군(G3)은 다음 식을 만족할 수 있다.
２．３＜｜ｆ３/√(ｆｗ×ｆｔ)|＜３．４　　<식 ２>
여기서, f3은 제3렌즈군의 초점거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점거리를, ft는 망원단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.
｜ｆ３/√(ｆｗ×ｆｔ)|가 식 2의 하한을 넘을 경우는, 제3렌즈군의 파워가 강해져, 포커싱에 따르는 구면 수차와 상면 만곡의 변동이 지나치게 커진다. ｜ｆ３/√(ｆｗ×ｆｔ)|가 식 2의 상한을 넘을 경우는, 제3렌즈군의 파워가 지나치게 약해져 포커싱시 이동량이 커져 빠르게 오토 포커싱을 할 수 없다.
본 발명의 실시예에서는 제1렌즈군이 적어도 두 매의 부 렌즈를 포함하고, 적어도 하나의 비구면을 포함하여, 왜곡과 상면 만곡을 보정할 수 있다.
제4렌즈군은 가장 물체측에 조리개(ST)를 포함하여 사출동의 위치가 상면에 지나치게 근접하는 것을 막을 수 있다. 또한, 조리개(ST) 다음에 정의 굴절력을 가지는 제1서브렌즈(G4-1)가 배치되며, 다음 식을 만족할 수 있다.
０．４　＜　fＰ/f４　＜　１．３　　　<식 3>
여기서, fP는 제4렌즈군의 제1서브 렌즈군의 초점거리를, f4는 제4렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
fＰ/f４　가 식 3의 하한을 넘을 경우는, 제4렌즈군의 제1서브 렌즈군의 파워가 지나치게 강해져, 구면수차의 보정이 잘 되지 않을 수 있다. fＰ/f４　가 식 3의 상한을 넘을 경우는, 제4렌즈군의 제1서브 렌즈군의 파워가 지나치게 약해져서 사출동의 위치가 상면측에 지나치게 근접해 쉐이딩의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 제4렌즈군의 제2서브 렌즈군(G4-2)이 부렌즈와 정렌즈의 접합 렌즈를 포함하고, 그 접합면이 다음 식을 만족할 수 있다.
0．２　＜　r/Ｌ４　＜　０．7　　 <식 ４>
여기서, r은 제4렌즈군의 제2서브 렌즈군에 포함된 접합 렌즈의 접합면의 곡률반경을, L4는 제4렌즈군의 전장을 나타낸다.
또한, 제4렌즈군의 제2서브 렌즈군(G4-2)은 다음 식을 만족할 수 있다.
n1－n2 ＞　０．２５　　　　 <식 ５>
여기서, n1은 제4렌즈군의 제2 서브 렌즈군에 포함된 접합 렌즈의 부 렌즈의 굴절율을, n2는 제2서브 렌즈군에 포함된 접합 렌즈의 정 렌즈의 굴절율을 나타낸다.
식 4와 식5는 제2서브 렌즈군에 포함된 접합 렌즈에 의한 고차 수차의 컨트롤에 관한 것으로, r/Ｌ４　이 식 4의 하한을 넘으면, 접합면의 곡률이 지나치게 강해져 구면수차, 상면 만곡등과 같은 고차 수차의 발생이 많아져 수차 밸런스를 맞추는 것이 어려워진다. r/Ｌ４　이 식 4의 상한을 넘으면 접합면의 곡률이 작아져 고차수차를 적절하게 발생시킬 수 없다.
n1－n2 이 식 5를 충족하지 않으면, 접합면의 파워가 너무 작아져 고차수차를 컨트롤하는 자유도를 얻기 어렵다.
한편, 제4렌즈군이 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다. 예를 들어, 비구면이 상대적으로 물체측(O)에 배치되면 (실시예1), 비구면이 구면 수차나 코마 수차의 보정에 기여할 수 있다. 또는, 비구면이 상대적으로 상측에 (실시 예2,3,4,5)에 배치되면 비구면이 상면 만곡, 왜곡의 보정에 기여할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 광각단에서의 화각이 90°을 넘는 광각을 가지며, 빠른 오토 포커싱이 가능하고, 콤팩트해서 고성능의 초광각 줌렌즈를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈에 사용되는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.
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.
Figure 112012019397185-pat00001
(식 8)
본 발명에서는 다음과 같이 다양한 설계에 따른 실시예를 통해 줌렌즈를 구현한다. 이하에서, f는 전체 초점거리로 mm 단위를 사용하며, fno는 F 넘버를 나타내고, 2ω는 화각으로 degree의 단위를 사용하며, R은 곡률 반경을, Dn은 렌즈 사이의 거리 또는 렌즈 두께를, Nd는 굴절률을, νd 는 아베수를, *는 비구면을 각각 나타낸다. 각 실시예를 도시한 도면에서 가장 상측(I)에는 적어도 하나의 필터(미도시)가 구비될 수 있다.
<제1 실시예>
도 1은 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단, 망원단을 각각 도시한 것이며, 다음은 제1 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 도 1에서는 각 렌즈의 렌즈면 부호를 나타내었으나, 다른 실시예의 도면에서는 렌즈면의 부호는 생략하기로 한다.
f; 12.36 ～　17.00 ～　23.28 fno; 4.1 ～ 4.73 ～ 5.8 　2ω; 103°～ 82°～　64°
렌즈면 　　R 　　　　　Dn 　　　Nd 　　　　　　vd
1 　　　　　33.480 　　　3.500 　　　1.77250 　　49.6
2 　　　　　13.585 　　　8.031
3 　　　　363.241 　　　　3.000 　　　1.77250 　　　49.6
4* 　 14.785 　　　　D1
5 　　　41.413 　　　　3.000 　 1.84666 　　　23.8
　　　　　　　　6 　　　　252.681 　　　　D2
　　　　　　　　7 　　　　　32.111 　　　　1.000 　　　1.84666 　　　23.8
　　　　　　　　8 　　　　　21.588 　　　　3.000 　　　1.54814 　　　45.8
　　　　　　　　9 　　　-69.778 　　　　　D3
　　　　　　　10 　　　INFINITY 　　　　1.000
　　　　　　　11 　　　　12.571 　　　　　2.000 　　　1.48749 　　　70.4
　　　　　　　12 　　　-20.081 　　　　　1.000　 　　1.77250 　　　49.6
　　　　　　　13 　　　-40.683 　　　　　4.652
　　　　　　　14* 　　-21.445 　　　　　2.400 　　　　1.48749 　　70.2
　　　　　　　15 　　　-10.823 　　　　　0.800
　　　　　　　16 　　　-18.759 　　　　　1.697 　　　　1.79952 　　42.2
　　　　　　　17 　　　　10.613 　　　　　6.500 　　　　1.48749 　　70.4
　　　　　　　18 　　　-11.579 　　　　　1.000　
　　　　　　　19 　　　-10.012 　　　　　1.500 　　　　1.77250 　　49.6
　　　　　　　20 　　　-13.233
다음은 제1실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
　　　렌즈면 비구면 계수
4 K 　: 0.0 　A : -0.557723E-04 　　B　: -0.116818E-06
C : -0.255655E-09 　　D : -0.278214E-11
14 K : 　0.0 　A :-0.211457E-03 　　 B 　: 　-0.316202E-06　
C 　: -0.737882E-07 　　D : 0.263416E-08
다음은 제1실시예에서의 주밍시 가변 거리를 나타낸 것이다.
D0 　　　　INFINITY 　　　INFINITY 　　　INFINITY 　　　　232.177 　　　239.016 　　239.856
　　　　　　　D1 　　　　　6.140 　　　　　7.294 　　　　7.837 　　　　6.140 　　　7.294 　　　7.837
　　　　　　　D2 　　　　　18.246 　　　　　7.837 　　　　1.000 　　　　19.231 　　　8.882 　　 2.126
　　　　　　　D3 　　　　　 8.857 　　　　　4.957 　　　　2.127 　　　　　7.872 　　　3.913 　　　1.001
도 2a 내지 도 2c는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다. 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여준다.
<제2 실시예>
도 3은 제2 실시예에 따른 줌렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제2 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
f; 12.36 ～　17.00 ～　23.40 fno; 4.1 ～ 4.73 ～ 5.8 　2ω; 103°～ 82°～　64°
　　　　　렌즈면 　　　 　R 　 　　Dn 　　　　　Nd 　　　 　　vd
　　　　　　　1 　　　38.412 　　3.000 　　　1.77250 　49.6
　　　　　　　2 　　　13.802 　　8.222
　　　　　　　3* 　　836.077 　　1.700 　1.77250 　49.6
　　　　　　　4* 　　14.967 　　　D1
　　　　　　　5 　　　40.557 　　3.000 　　1.84666 　23.8
　　　　　　　6 　　173.189 　　　D2
　　　　　　　7 　　　35.160 　　0.800 　　1.84666 　23.8
　　　　　　　8 　　　26.500 　　3.000 　　1.54814 　45.8
　　　　　　　9 　　-70.576 　　　D3
　　　　　　10 　INFINITY 　　1.000
　　　　　　11 　　　14.490 　　　2.000 　　1.49700 　81.6
　　　　　　12 　　　73.143 　　　5.335
　　　　　　13 　　　17.625 　　　2.400 　　1.48749 　70.4
　　　　　　14 　　-24.134 　　　0.800
　　　　　　15 　　-17.784 　　　1.200 　　1.79952 　42.2
　　　　　　16 　　　12.221 　　　7.945 　　1.48749 　70.4
　　　　　　17 　　-13.858 　　　1.000
　　　　　　18 　　-19.561 　　　1.500 　　1.77250 　49.6
　　　　　　19* 　-32.460
다음은 제2실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
　렌즈면 비구면 계수
3 　K 　: 　0.0 　A : 　0.153307E-04 　　B 　:-0.125166E-06　　
　C : 　0.472337E-09 　　D 　: -0.129958E-11
4 K 　: 　0.0 　A : -0.420204E-04 　　B 　: -0.202328E-06
　C : -0.349806E-09 　　D 　: -0.214128E-11
19 　K 　: 0.0 　　A : 　0.539287E-04 　　B 　: 　0.172745E-06
　C : 　0.153889E-08 　　D 　: -0.140743E-10
다음은 제2실시예에서의 주밍시 가변 거리를 나타낸 것이다.
　　　　　　　D0 　　　INFINITY 　INFINITY 　　INFINITY 　 　　　141.002 　 148.597 　149.915
　　　　　　　D1 　　 　　4.651 　　　　6.088 　　　 　6.726 　　　 　　　4.651 　 　　　6.088 　　　 6.726
　　　　　　　D2 　　 　　15.161 　　 　　6.357 　　　 　　1.000 　　　 　　　16.403 　 　　　7.694 　　　 2.445
　　　　　　　D3 　　　　14.298 　　 　　7.574 　　　 　　2.466 　　　 　　　13.055 　　　　6.238 　　 　1.021
도 4a, 도 4b 및 도 도 4c는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
<제3 실시예>
도 5는 제3 실시예에 따른 줌렌즈를 도시한 것이며 다음은 제3 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
f; 12.36 ～　17.00 ～　23.28 fno; 4.1 ～ 4.73 ～ 5.8 　2ω; 103°～ 82°～　64°
렌즈면 　　R 　 　　Dn 　　　　Nd 　　　　　vd
　　　　　　　1 　　　40.460 　　　3.352 　　1.77250 　49.6
　　　　　　　2 　　　13.816 　　　8.191
　　　　　　　3* 　881.987 　　　2.964 　　1.80450 　39.6
　　　　　　　4* 　　　14.678 　　　D1
　　　　　　　5 　　　　37.699 　　　3.000 　　 1.84666 　23.8
　　　　　　　6 　　654.674 　　 D2
　　　　　　　7 　　　　39.542 　　　0.800 　　1.84666 　23.8
　　　　　　　8 　　　　29.233 　　　3.000 　　 1.54814 　45.8
　　　　　　　9 　　-64.786 　　 D3
　　　　　　10 　　INFINITY 　　1.000
　　　　　　11 　　　13.938 　　　2.000 　　1.49700 　81.6
　　　　　　12 　　　　46.828 　　　5.971
　　　　　　13 　　　　16.096 　　　2.400 　　　1.48749 　70.4
　　　　　　14 　　-21.177 　　　0.800
　　　　　　15 　　-15.876 　　　1.200 　　　1.79952 　42.2
　　　　　　16 　　　12.219 　　　6.671 　　　1.48749 　70.4
　　　　　　17 　　-12.135 　　　1.000
　　　　　　18 　　-16.671 　　　1.500 　　　1.77250 　49.6
　　　　　　19* 　-29.185
다음은 제3실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
렌즈면 비구면 계수
　　　　3 　　 K : 　0.0 　　A 　: 　0.247810E-04 　　B 　: 　-0.266040E-06　
C 　: 　0.143137E-08 　D 　: 　-0.359785E-11
　　　4　　　 K : 　0.0 A 　: -0.327993E-04 　B 　: 　-0.489322E-06　　　
C 　: 　0.198776E-08 　D 　: 　-0.974853E-11
19 K : 　0.0 A 　: 　0.592566E-04 　B 　: 　　0.267946E-06　　　　　
C 　: 　0.210245E-09 　D 　: 　-.0949002E-11
다음은 제3실시예에서의 주밍시 가변 거리를 나타낸 것이다.
　D0 　　　INFINITY 　　　　INFINITY 　　　　INFINITY 　　　　141.000 　　　　148.620 　　　　149.920
　　　　　D1 　　　　4.677 　 　　　　　5.598 　　　　　 6.032 　　　　　　4.677 　　　　　　5.598 　　　　　　6.032
　　　　　D2 　　　　15.689 　　　　　　 6.713 　　　　　　 1.000 　　　　　17.075 　　　　　　8.196 　　　　　　2.606
　　　　　D3 　　　　12.741 　　　　　　6.852 　 　　　　　2.618 　　　　　11.355 　　　　　　5.370 　　　　　　1.012
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 줌렌즈의 광각단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 비점 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
<제4 실시예>
도 7은 제4 실시예에 따른 줌렌즈를 도시한 것이며 다음은 제4 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
f; 12.36 ～　17.00 ～　23.41 fno; 4.1 ～ 4.73 ～ 5.8 　2ω; 103°～ 82°～　64°
　　　　　　 렌즈면 　　　　　R 　　　　Dn 　　　　　Nd 　　　　　vd
　　　　　　　　1 　　　 　　　39.132 　　3.000 　　1.77250 　　49.6
　　　　　　　　2 　　　　　12.911 　　7.661
　　　　　　　　3* 　　1130.629 　　1.700 　　1.77250 　　　49.6
　　　　　　　　4* 　　　　14.191 　　D1
　　　　　　　　5 　　　　　39.560 　　3.000 　　　1.84666 　　23.8
　　　　　　　　6 　　　　224.560 　 D2
　　　　　　　　7 　　　　　26.068 　　0.800 　　　1.84666 　　23.8
　　　　　　　　8 　　　　　16.477 　　3.500 　　　1.62588 　　35.7
　　　　　　　　9 　　　 -233.053 　 D3　
　　　　　　　10 　　　INFINITY 　　2.500
　　　　　　　11 　　　　16.661 　　　3.000 　　　1.49700 　　81.6
　　　　　　　12 　　　 -31.737 　　　　2.522
　　　　　　　13 　　　 -18.899 　　　　1.200 　　　1.77250 　　49.6
　　　　　　　14 　　　　68.562 　　　　0.500
　　　　　　　15 　　　 　11.729 　　　　2.800 　　　1.48749 　　70.4
　　　　　　　16 　　　-52.139 　　　0.800
　　　　　　　17 　　　　97.174 　　　1.200 　　　　1.77250 　　49.6
　　　　　　　18　 　　 　　7.695 　　　　6.500 　　　1.48749 　 70.4
　　　　　　　19 　　-13.712 　　　　1.000
　　　　　　　20 　　　 -11.147 　　　　1.500 　　　1.77250 49.6
　　　　　　　21* 　　 -18.629
다음은 제4실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
렌즈면 비구면 계수
3 K :0.0 　　A 　: 　0.261940E-04 　　B 　: 　-0.149604E-06　　　
C 　: 　0.515180E-09 　　D 　: 　-0.180429E-11
4 K : 0.0 　　A 　: -0.493587E-04 　　B 　: 　-0.206555E-06　　　　
C 　: -0.120861E-08 　　D 　: 　-0.230094E-11
21 K :0.0 　　A 　: 　0.431619E-04 　　B 　: 　　0.327603E-07　　　
C 　: 　0.671948E-08 　　D 　: 　-0.821777E-10
다음은 제4실시예에서의 주밍시 가변 거리를 나타낸 것이다.
D0 　　　INFINITY 　　　INFINITY 　　　INFINITY 　　　　141.015 　　　　146.011 　　　　145.423
　　　　　D1 　　　　 4.500 　　　　　　5.625 　　　　　6.055 　　　　　　4.500 　　　　　　5.625 　　　　　　6.055
　　　　　D2 　　　　14.824 　　　　　　 .786 　　　　　　2.000 　 　　　　15.906 　　　　　7.956 　　　　　　3.270
　　　　　D3 　　　　12.972 　　　　　　7.719 　　　　　　3.254 　 　　　　11.890 　　　　　6.549 　 　　　　1.984
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 각각 본 발명의 제4실시예에 따른 줌렌즈의 광각단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
<제5 실시예>
도 9는 제5 실시예에 따른 줌렌즈를 도시한 것이며 다음은 제5 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
f; 12.36 ～　18.00 ～　23.4 fno; 4.1 ～ 4.73 ～ 5.8 　2ω; 103°～ 79°～　64°
렌즈면 　　　　　R 　　　　Dn 　　　　　Nd 　　　　　vd
　　　　　　　　1 　　　 　　　35.537 　3.000 　1.83481 　　42.72
　　　　　　　　2 　　　　　12.683 　 8.110
　　　 3* 　　3231.806 　　　　1.700 　1.77250 　　49.62
　　　　　　　　4* 　　　　14.805 　　　　　D1
　　　　　　　　5 　　　　　33.642 　　　　3.210 　1.84666 　　23.78
　　　　　　　　6 　　　　374.122 　　　　　D2
　　　　　　　　7 　　　　　26.177 　　　　1.000 　1.84666 　　23.78
　　　　　　　　8 　　　　　15.716 　　　　4.000 　1.60342 　　38.01
　　　　　　　　9 　　　-230.085 　　　　　D3
　　　　　　　10 　　　INFINITY 　　　　2.500
　　　　　　　11 　　　　　14.289 　　　　3.000 　1.49700 　　81.61
　　　　　　　12 　　　　304.443 　　　　2.550
　　　　　　　13 　　　　　19.022 　　　　2.400 　1.48749 　　70.44
　　　　　　　14 　　　　-33.561 　　　　1.200
　　　　　　　15 　　　　-20.891 　　　　1.200 　1.88300 　　40.80
　　　　　　　16 　　　　　14.528 　　　　6.500 　1.48749 　　70.44
　　　　　　　17 　　　　-15.186 　　　　1.000
　　　　　　　18 　　　　-22.568 　　　　1.500 　1.77250 　　49.62
　　　　　　　19* 　　　-38.034 　　　　
다음은 제5실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
　렌즈면 비구면 계수
　　3 　　 K : 0.0 　　A : 　0.282208E-04 　　　B : 　-0.170632E-06　　　
C : 　0.783184E-09 　　D : 　-0.230535E-11
　　4　　 K : 0.0 　　A 　: -0.354777E-04 　　B : 　-0.290803E-06　　　　　　　
C : 　0.457762E-10 　　　D : 　-0.609647E-11
　　19　 K : 0.0 　　A : 　0.671962E-04 　　　B : 　　0.358213E-06　　　　　
C : -0.376745E-10 　　　D : 　　0.181612E-10
다음은 제5실시예에서의 주밍시 가변 거리를 나타낸 것이다.
　　　　　　D0 　　　INFINITY 　　　INFINITY 　　　INFINITY 　　144.102 　　150.293 　　　149.963
　　　　　　D1 　　　　 4.500 　　　　　5.250 　　　　　5.100 　　　　　4.500 　　　　　5.250 　　　　　5.100
　　　　　　D2 　　　　14.244 　　　　　4.551 　　　　　1.302 　　　　15.630 　　　　　6.074 　　　　　2.896
　　　　　　D3 　　　　12.668 　　　　　7.645 　　　　　3.913 　　　　11.283 　　　　　6.123 　　　　　2.319
다음은, 상기 제1 내지 제5 실시예가 각각 상기 식 1 내지 5를 만족시킴을 보인 것이다.
　　　　　　　　　 　식１ 　　　식２ 　　　식３ 　　　식 4 　　식５
제１실시예 １．２８ 　　２．９０ 　　０．６０ 　　０．４７ 　　０．３１
제２실시예 １．４５ 　　２．８７ 　　１．０４ 　　０．５３ 　　０．３１
제３실시예 １．２９ 　　３．０１ 　　１．１０ 　　０．５４ 　　０．３１
제４실시예 １．３５ 　　２．６７ 　　０．６３ 　　０．３３ 　　０．２９
제5실시예 1.13 2.99 0.90 0.67 0.40
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈(100)를 구비한 촬영 장치를 도시한 것이다. 촬영 장치는 앞서 실시예에 따라 설명한 줌렌즈(100)와, 상기 줌렌즈(100)에 의해 결상된 광을 수광하는 이미징 소자(112)를 포함한다. 상기 촬영 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 10에 도시된 촬영 장치는 일 예일 뿐이며 여기에 한정되는 것은 아니고 카메라 이외에 다양한 광학 기기에 적용 가능하다. 이와 같이 본 발명의 줌렌즈를 디지털 카메라 등의 촬영 장치에 적용함으로써 빠르게 오토 포커싱을 하고, 광각이고, 밝으며 고배율로 촬영이 가능한 광학 기기를 실현할 수 있다.
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.
G1...제1 렌즈군, G2...제2 렌즈군,
G3...제3 렌즈군, G4...제4렌즈군
D0,D1,D2,D3...가변 거리

Claims (16)

  1. 물체측으로부터　순서대로　부의　굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의　굴절력을 가지는 제2렌즈　군, 정의 굴절력을 가지는　제3렌즈군, 가장 물체측에 조리개를　가지고,　정의 굴절력을 가지는　제4렌즈　군을 포함하고, 광각단에서 망원단으로의 주밍시, 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이 간격이 증가하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격은 감소하고, 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격은 감소되도록 각 렌즈군을 이동하고, 제3렌즈군을 이동하여 포커싱을 하고,
    제3렌즈군은 정　렌즈와 부　렌즈를 포함하며, 상기 정 렌즈와 부 렌즈는 접합　렌즈로 형성되고, 아래 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    ２．３＜｜ｆ３/√(fw×ft)|＜３．４
    여기서,　f3은 제3렌즈군의　초점거리를, ｆｗ는 광각단에서의 초점 거리를, ft는 망원단에서의　초점 거리를 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    아래　식을　만족하는　줌 렌즈.　
    <식>
    1．１＜ＴＬ/ＴＷ＜１．６
    여기서, ＴＷ는 광각단에서의　제1렌즈군과　제2렌즈군 사이의　간격을 나타내고, TＬ은 망원단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격을 나타낸다.　
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    제1렌즈　군은　적어도　2매의　부　렌즈를　포함하고, 상기 적어도 2매의 부렌즈는 적어도　하나의 비구면을 포함하는 줌 렌즈.
  6. 제1항, 제2항, 및 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제4렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군과 정의 굴절력을 가지는 제2 서브 렌즈군을 포함하는 줌 렌즈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1서브 렌즈군은 정 렌즈 한 매를 포함하는 줌 렌즈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1서브 렌즈군은 정 렌즈와 부 렌즈로 이루어진 접합 렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1서브 렌즈군은 다음 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    0．４　＜　fＰ/f４　＜　１．３
    여기서,　fP는 제4렌즈군의　제1 서브 렌즈군의 초점 거리를, f４는 제4렌즈군의 초점 거리를 나타낸다.
  10. 제6항에 있어서,
    제2서브 렌즈군은 부　렌즈와　정　렌즈로 이루어진　접합　렌즈를　포함하고, 다음을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    ０．２　＜　r/Ｌ４　＜　０．7
    여기서, r은 제2서브 렌즈군의　접합　렌즈의　접합면의　곡률반경을, Ｌ４는 ４렌즈군의 전장을 나타낸다.
  11. 제6항에 있어서,
    제2서브 렌즈군은 부　렌즈와　정　렌즈로 이루어진　접합　렌즈를　포함하고, 다음을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    n1－n2 ＞　０．２５
    여기서, n1은 제2서브 렌즈군의 접합　렌즈의　부　렌즈의　굴절율을, n2는 제2서브 렌즈군의 접합　렌즈의　정　렌즈의　굴절율을 나타낸다.　
  12. 제1항, 제2항, 및 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4렌즈군은　적어도 하나의 비구면을　포함하는 줌 렌즈.
  13. 제1항, 제2항, 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 줌 렌즈; 및
    상기 줌 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자;를 포함하는 촬영 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    제4렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군과 정의 굴절력을 가지는 제2 서브 렌즈군을 포함하는 촬영 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1서브 렌즈군은 정 렌즈 한 매를 포함하는 촬영 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1서브 렌즈군은 정 렌즈와 부 렌즈로 이루어진 접합 렌즈를 포함하는 촬영 장치.


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