KR102422126B1 - 줌 렌즈계 - Google Patents

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KR102422126B1 KR1020150081533A KR20150081533A KR102422126B1 KR 102422126 B1 KR102422126 B1 KR 102422126B1 KR 1020150081533 A KR1020150081533 A KR 1020150081533A KR 20150081533 A KR20150081533 A KR 20150081533A KR 102422126 B1 KR102422126 B1 KR 102422126B1
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유지영
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한화테크윈 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 물체측으로부터 상면측으로 순서대로, 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군, 및 상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이에 배치된 조리개를 포함하고, 상기 제2 렌즈군을 광축 방향으로 이동시킴으로써 주밍을 수행하고, 상기 제1 렌즈군을 광축 방향으로 이동시킴으로써 포커싱을 수행하며, 하기의 조건식들을 동시에 만족하는 줌 렌즈계를 개시한다.
< 식 1 >
2.5 < (fw/ft)×(Tw/Y) < 4.5
여기서, fw는 광각단에서의 전체 초점거리, ft는 망원단에서의 전체 초점거리, Tw는 광각단에서 상기 제1 렌즈군의 가장 물체측 면으로부터 상면까지의 거리, Y는 근축 상고를 나타낸다.

Description

줌 렌즈계{Zoom lens system}
본 발명은 줌 렌즈계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2군 줌 렌즈계에 관한 것이다.
최근 CCD(charge coupled device)나 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 등과 같은 고체 촬상 소자가 소형화, 고화소화 됨에 따라, 촬상 소자를 구비한 디지털 카메라(digital camera), 비디오 카메라(video camera) 또는 감시용 카메라와 같은 결상 광학 기기에 구비된 렌즈계 역시 높은 광학 성능과 소형화가 요구되고 있다.
최근 디지털 카메라, 감시용 카메라의 사용자가 증가되고 전문화되면서, 고배율을 실현하면서 우수한 광학 성능을 갖는 촬영 장치에 대한 요구가 증대되고 있다. 이에 따라, 디지털 카메라, 감시용 카메라 등에 채용된 줌 렌즈에 있어서도 고성능, 고배율 및 소형 경량화가 요구된다.
한국 공개특허 제2012-0046012호 (2012.05.09.)
본 발명의 일 실시예는, 소형이면서 가시광선 영역 내지 근적외선 영역까지 색수차가 양호하게 보정되어 주간뿐만 아니라 야간에도 고해상도로 촬영이 가능한 2군의 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 물체측으로부터 상면측으로 순서대로, 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군, 및 상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이에 배치된 조리개를 포함하고, 상기 제2 렌즈군을 광축 방향으로 이동시킴으로써 주밍을 수행하고, 상기 제1 렌즈군을 광축 방향으로 이동시킴으로써 포커싱을 수행하며, 하기의 조건식을 만족하는 줌 렌즈계를 개시한다.
< 식 1 >
2.5 < (fw/ft)×(Tw/Y) < 4.5
여기서, fw는 광각단에서의 전체 초점거리, ft는 망원단에서의 전체 초점거리, Tw는 광각단에서 상기 제1 렌즈군의 가장 물체측 면으로부터 상면까지의 거리, Y는 근축 상고를 나타낸다.
일 실시예에 있어서, 하기의 조건식을 만족할 수 있다.
< 식 2 >
2.5 < |f1/fw| < 3.0
< 식 3 >
0.8 < |f1/f2| < 1.0
< 식 4 >
3.1 < |f2/fw| < 3.5
여기서, f1은 상기 제1 렌즈군의 초점거리, f2는 상기 제2 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 렌즈군은 물체측으로부터 상면측으로 순서대로, 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 및 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 포함하며, 상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈는 접합 렌즈로 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하기의 조건식을 만족할 수 있다.
< 식 5 >
vd12 > 65
< 식 6 >
Nd13 > 1.90
여기서, vd12는 상기 제2 렌즈의 아베수, Nd13은 상기 제3 렌즈의 d선에서의 굴절률을 나타낸다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 렌즈군은 물체측으로부터 상면측으로 순서대로, 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 제5 렌즈, 및 제6 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제7 렌즈, 및 정의 굴절력을 갖는 제8 렌즈, 및 제9 렌즈를 포함하며, 상기 제4 렌즈는 적어도 한 면의 비구면을 포함하고, 하기의 조건식을 만족할 수 있다.
< 식 7 >
vd24 > 60
여기서, vd24는 상기 제4 렌즈의 아베수를 나타낸다.
일 실시예에 있어서, 상기 제6 렌즈, 제7 렌즈, 및 제8 렌즈는 삼중 접합 렌즈로 구성되며, 하기의 조건식을 만족할 수 있다.
< 식 8 >
3.5 < |(vd28-vd27)| / vd26 < 5.0
여기서, vd26, vd27, 및 vd28은 각각 제6 렌즈, 제7 렌즈, 및 제8 렌즈의 아베수를 나타낸다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가시광선 영역 내지 근적외선 영역까지 색수차가 양호하게 보정되어 주간뿐만 아니라 야간에도 고해상도로 촬영이 가능한 2군의 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.
또한, 소형이면서 높은 광학 성능을 갖는 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광학적 배치도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광학적 배치도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광학적 배치도이다.
도 8은 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 9는 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광학적 배치도이다.
도 11은 제4 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 12는 제4 실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광학적 배치도이다.
도 14는 제5 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 15는 제5 실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1, 도 4, 도 7, 도 10, 및 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 광각 렌즈계의 광학적 배치도이다.
도 1, 도 4, 도 7, 도 10, 및 도 13을 참조하면, 줌 렌즈계는 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순서대로 배치된 제1 렌즈군(G1), 조리개(ST) 및 제2 렌즈군(G2)을 포함한다. 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)은 각각 부의 굴절력 및 정의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2) 사이에는 조리개(ST)가 배치되며, 조리개(ST)에 인접한 영역에는 근적외광 차단 필터(B1)가 배치될 수 있다.
상기 줌 렌즈계는, 제2 렌즈군(G2)을 광축 방향으로 이동시킴으로써 주밍(zooming)을 수행할 수 있으며, 제1 렌즈군(G1)을 광축 방향으로 이동시킴으로써 포커싱(focusing)을 수행할 수 있다. 도 1에 도시된 방향 c는 주밍 시 제2 렌즈군(G2)의 이동 방향을 나타내며, 방향 a 및 b는 주밍에 따른 초점 변화를 보정하기 위한 제1 렌즈군(G1)의 이동 방향을 나타내며, 방향 a, b는 각각 장거리 및 근거리의 물체에 대한 포커싱 시 제1 렌즈군(G1)의 이동 방향을 나타낸다.
본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계는, 하기의 식 1을 만족할 수 있다.
< 식 1 >
2.5 < (fw/ft)×(Tw/Y) < 4.5
여기서, fw는 광각단에서의 전체 초점거리, ft는 망원단에서의 전체 초점거리, Tw는 광각단에서 상기 제1 렌즈군(G1)의 가장 물체측 면으로부터 상면까지의 거리, Y는 근축 상고를 나타낸다. 상기 근축 상고는 이미지 센서의 상면(IP)의 대각 거리의 반에 대응될 수 있다.
< 식 1 >은 광각단에서의 초점거리와 망원단에서의 초점거리가 소정의 비율을 가질 때, 전체 광학계의 크기와 상고의 비율의 범위를 한정한 것으로, < 식 1 >의 하한값 이하일 경우 상고 대비 광학계의 크기가 작아서 결상이 가능한 줌 렌즈계의 구성이 어려워지며, < 식 1 >의 상한값 이상일 경우 상고 대비 광학계의 크기가 커져 소형화가 어려울 수 있다. 즉, < 식 1 >을 만족하는 경우, 고화소 요구에 따라 이미지 센서의 상면(IP)의 크기가 커지더라도 광학계의 전체 길이를 짧게 유지할 수 있는 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계는, 하기의 식 2를 만족할 수 있다.
< 식 2 >
2.5 < |f1/fw| < 3.0
여기서, f1은 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점거리를 나타낸다.
< 식 2 >는 광각단에서의 초점거리에 대한 제1 렌즈군(G1)의 초점거리의 비율을 범위를 나타낸 것으로, 제1 렌즈군(G1)의 굴절력을 한정한 것이다. < 식 2 >의 범위를 만족함으로써 주변부 수차의 제어와 광학계의 소형화를 균형적으로 구성할 수 있다. < 식 2 >의 하한값 이하일 경우 주변부에 수차가 발생하고, 상한값 이상일 경우 광각화가 어렵고 제1 렌즈군(G1)에 포함된 렌즈 중 가장 물체측에 배치된 렌즈의 유효경이 커져 소형화가 어려울 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계는, 하기의 식 3을 만족할 수 있다.
< 식 3 >
0.8 < |f1/f2| < 1.0
여기서, f2는 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점거리를 나타낸다.
< 식 3 >은 제1 렌즈군(G1)의 초점거리와 제2 렌즈군(G2)의 초점거리의 비율의 범위를 나타낸 것으로, 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2)의 굴절률 배분에 대한 한정을 나타낸다. < 식 3 >의 하한값 이하일 경우 제2 렌즈군(G2)의 굴절력이 약해져 주밍 시 이동량이 증가하게 되고, 상한값 이상일 경우 제2 렌즈군(G2)의 굴절력이 커서 수차 보정이 어려울 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계는, 하기의 식 4를 만족할 수 있다.
< 식 4 >
3.1 < |f2/fw| < 3.5
< 식 4 >는 광각단에서의 전체 초점거리에 대한 제2 렌즈군(G2)의 초점거리의 비율의 범위를 나타낸 것으로, < 식 4 >의 하한값 이하에서는 제2 렌즈군(G2)의 굴절력이 커져 수차 보정이 어려울 수 있으며, 상한값 이상에서는 제2 렌즈군(G2)의 굴절력이 약해져 주밍 시 제2 렌즈군(G2)의 이동량이 증가할 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1)은 3매의 렌즈를 포함할 수 있으며, 제1 렌즈군(G1)을 광축 방향으로 이동시킴으로써 포커싱을 수행할 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1)은 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순서대로 배치된, 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈(L11), 부의 굴절력 갖는 제2 렌즈(L12), 및 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈(L13)로 구성될 수 있다. 상기 제2 렌즈(L12)와 제3 렌즈(L13)는 접합 렌즈로 구성될 수 있으며, 상기 접합 렌즈는 망원단의 색수차 보정에 기여할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계는, 하기의 식 5 및 식 6을 만족할 수 있다.
< 식 5 >
vd12 > 65
< 식 6 >
Nd13 > 1.90
여기서, vd12는 상기 제2 렌즈(L12)의 아베수, Nd13은 상기 제3 렌즈(L13)의 d선에서의 굴절률을 나타낸다. < 식 5 >의 하한값 이하일 경우 망원단에서 색수차가 발생하며, < 식 6 >의 하한값 이하일 경우 렌즈의 곡률이 급격히 증가하여 구면 수차가 발생할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)은 6매의 렌즈를 포함할 수 있으며, 제2 렌즈군(G2)은 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순서대로 배치된 각각 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈(L24), 제5 렌즈(L25), 제6 렌즈(L26), 부의 굴절력을 갖는 제7 렌즈(L27), 각각 정의 굴절력을 갖는 제8 렌즈(L28) 및 제9 렌즈(L29)를 포함할 수 있다.
상기 제4 렌즈(L24)는 적어도 한 면이 비구면일 수 있으며, 이는 구면 수차의 보정에 기여할 수 있다. 또한, 상기 제4 렌즈(L24)는 하기의 식 7을 만족할 수 있다.
< 식 7 >
vd24 > 60
여기서, vd24는 상기 제4 렌즈(L24)의 아베수를 나타낸다. < 식 7 >의 하한값 이하일 경우 축상 색수차가 발생하여 근적외선 영역에서의 색수차 보정이 어려울 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)의 제6 렌즈(L26), 제7 렌즈(L27), 및 제8 렌즈(L28)는 삼중 접합 렌즈로 구성될 수 있다. 삼중 접합 렌즈는 근적외선 영역에서의 색수차 보정에 기여하며, 하기의 식 8을 만족할 수 있다.
< 식 8 >
3.5 < |(vd28-vd27)| / vd26 < 5.0
여기서, vd26, vd27, 및 vd28은 각각 제6 렌즈(L26), 제7 렌즈(L27), 및 제8 렌즈(L28)의 아베수를 나타낸다. < 식 8 >의 하한값 이하 또는 상한값 이상일 경우 삼중 접합 렌즈에 의한 색수차 보정 효과가 떨어져 근적외선 영역에서 색수차가 발생할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)의 제9 렌즈(L29)는 정의 굴절력을 가지며, 적어도 한 면이 비구면일 수 있으며, 이를 통해 주변부에서 발생할 수 있는 코마수차를 보정할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)과 상면(IP) 사이에는 광학 블록(B2)이 배치될 수 있으며, 광학 블록(B2)은 이미지 센서의 상면(IP)을 보호하기 위한 커버 유리(CG; cover glass) 등일 수 있다.
상술한 구성에 의해, 소형이면서 가시광선 영역 내지 근적외선 영역까지 색수차가 양호하게 보정되어 주간뿐만 아니라 야간에도 고해상도로 촬영이 가능한 2군의 줌 렌즈계를 구현할 수 있다.
이하에서는 [표 1] 내지 [표 15]를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 설명한다.
설계 데이터에서, f는 초점거리[mm], Fno는 F 넘버, FOV(Field of view)는 화각[°]을 나타내며, R은 각 렌즈면의 곡률 반경[mm](단, R의 값이 Infinity가 되는 면은 그 면이 평면임을 나타낸다.), Dn는 광축 상에서 렌즈면과 렌즈면 사이의 거리[mm]로써 렌즈의 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 거리를 나타낸다. Nd는 d선에서의 각 렌즈의 굴절률을, vd는 d선에서의 각 렌즈의 아베수를 나타낸다.
본 발명의 실시예들에 포함된 비구면(ASP)의 정의는 다음과 같다.
Figure 112015055643643-pat00001
본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계에 포함된 비구면 형상은, 광축 방향을 z축으로 하고, 광축 방향에 대해 수직한 방향을 h축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정(positive)으로 하여 상기 정의식으로 나타낼 수 있다. 여기서, z는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, h는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리를, K는 코닉상수(conic constant)를, A, B, C는 비구면 계수를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경의 역수(1/R)를 나타낸다.
<제1 실시예>
[표 1]은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다. 면번호 Si는 제1 렌즈(L12)의 물체측 면을 1번째 면(S1)으로 하고, 상측 방향을 따라 면 번호가 증가되도록 부호를 붙인 i번째의 면을 나타낸다.
Figure 112015055643643-pat00002
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다, [표 2]는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계에 포함된 비구면의 비구면 계수를 나타낸다. 비구면 계수의 수치에서 E-m(m은 정수)이라는 표기는 ×10-m을 의미한다.
Figure 112015055643643-pat00003
[표 3]은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 초점거리(f), f넘버(Fno), 화각(FOV) 및 가변 거리를 각각 광각단 및 망원단에 대하여 나타낸 것이다.
Figure 112015055643643-pat00004
도 2는 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)는 약 852.1100 nm(s선), 약 656.2725 nm(c선), 587.5600 nm(d선), 및 486.1300 nm(f선)의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점수차(Astigmatism)와 왜곡(Distortion)은 587.5600 nm(d선) 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 비점수차에서 점선은 자오면(T; tangential surface)에서의 비점 수차를, 실선은 구결면(S; sagittal surface)에서의 비점 수차를 나타낸다.
<제2 실시예>
[표 4]는 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다.
Figure 112015055643643-pat00005
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다, [표 5]는 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계에 포함된 비구면의 비구면 계수를 나타낸다. 비구면 계수의 수치에서 E-m(m은 정수)이라는 표기는 ×10-m을 의미한다.
Figure 112015055643643-pat00006
[표 6]은 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 초점거리(f), f넘버(Fno), 화각(FOV) 및 가변 거리를 각각 광각단 및 망원단에 대하여 나타낸 것이다.
Figure 112015055643643-pat00007
도 5는 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이고, 도 6은 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)는 약 852.1100 nm(s선), 약 656.2725 nm(c선), 587.5600 nm(d선), 및 486.1300 nm(f선)의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점수차(Astigmatism)와 왜곡(Distortion)은 587.5600 nm(d선) 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 비점수차에서 점선은 자오면(T; tangential surface)에서의 비점 수차를, 실선은 구결면(S; sagittal surface)에서의 비점 수차를 나타낸다.
<제3 실시예>
[표 7]는 도 7에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다.
Figure 112015055643643-pat00008
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다, [표 8]은 도 7에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계에 포함된 비구면의 비구면 계수를 나타낸다. 비구면 계수의 수치에서 E-m(m은 정수)이라는 표기는 ×10-m을 의미한다.
Figure 112015055643643-pat00009
[표 9]는 도 7에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 초점거리(f), f넘버(Fno), 화각(FOV) 및 가변 거리를 각각 광각단 및 망원단에 대하여 나타낸 것이다.
Figure 112015055643643-pat00010
도 8은 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이고, 도 9는 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)는 약 852.1100 nm(s선), 약 656.2725 nm(c선), 587.5600 nm(d선), 및 486.1300 nm(f선)의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점수차(Astigmatism)와 왜곡(Distortion)은 587.5600 nm(d선) 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 비점수차에서 점선은 자오면(T; tangential surface)에서의 비점 수차를, 실선은 구결면(S; sagittal surface)에서의 비점 수차를 나타낸다.
<제4 실시예>
[표 10]는 도 10에 도시된 본 발명의 제4 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다.
Figure 112015055643643-pat00011
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다, [표 11]은 도 10에 도시된 본 발명의 제4 실시예에 따른 줌 렌즈계에 포함된 비구면의 비구면 계수를 나타낸다. 비구면 계수의 수치에서 E-m(m은 정수)이라는 표기는 ×10-m을 의미한다.
Figure 112015055643643-pat00012
[표 12]는 도 10에 도시된 본 발명의 제4 실시예에 따른 줌 렌즈계의 초점거리(f), f넘버(Fno), 화각(FOV) 및 가변 거리를 각각 광각단 및 망원단에 대하여 나타낸 것이다.
Figure 112015055643643-pat00013
도 12는 제4 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이고, 도 13은 제4 실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)는 약 852.1100 nm(s선), 약 656.2725 nm(c선), 587.5600 nm(d선), 및 486.1300 nm(f선)의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점수차(Astigmatism)와 왜곡(Distortion)은 587.5600 nm(d선) 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 비점수차에서 점선은 자오면(T; tangential surface)에서의 비점 수차를, 실선은 구결면(S; sagittal surface)에서의 비점 수차를 나타낸다.
<제4 실시예>
[표 13]는 도 13에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다.
Figure 112015055643643-pat00014
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다, [표 14]은 도 13에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 따른 줌 렌즈계에 포함된 비구면의 비구면 계수를 나타낸다. 비구면 계수의 수치에서 E-m(m은 정수)이라는 표기는 ×10-m을 의미한다.
Figure 112015055643643-pat00015
[표 15]는 도 13에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 따른 줌 렌즈계의 초점거리(f), f넘버(Fno), 화각(FOV) 및 가변 거리를 각각 광각단 및 망원단에 대하여 나타낸 것이다.
Figure 112015055643643-pat00016
도 14는 제5 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이고, 도 15는 제5 실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)는 약 852.1100 nm(s선), 약 656.2725 nm(c선), 587.5600 nm(d선), 및 486.1300 nm(f선)의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점수차(Astigmatism)와 왜곡(Distortion)은 587.5600 nm(d선) 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 비점수차에서 점선은 자오면(T; tangential surface)에서의 비점 수차를, 실선은 구결면(S; sagittal surface)에서의 비점 수차를 나타낸다.
다음의 [표 16]은 본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계가 < 식 1 > 내지 < 식 4 >, 및 < 식 8 >을 만족함을 나타낸다.
Figure 112015055643643-pat00017
본 발명의 실시예들은, 소형이면서 가시광선 영역 내지 근적외선 영역까지 색수차가 양호하게 보정되어 주간뿐만 아니라 야간에도 고해상도로 촬영이 가능한 2군의 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
G1: 제1 렌즈군 G2: 제2 렌즈군
L11: 제1 렌즈 L12: 제2 렌즈
L13: 제3 렌즈 L24: 제4 렌즈
L25: 제5 렌즈 L26: 제6 렌즈
L27: 제7 렌즈 L28: 제8 렌즈
L29: 제9 렌즈 B1: 근적외광 차단 필터
B2: 광학 블럭

Claims (7)

  1. 물체측으로부터 상면측으로 순서대로,
    부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군;
    정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군; 및
    상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이에 배치된 조리개;를 포함하고,
    상기 제2 렌즈군을 광축 방향으로 이동시킴으로써 주밍을 수행하고, 상기 제1 렌즈군을 광축 방향으로 이동시킴으로써 포커싱을 수행하며,
    상기 제1 렌즈군은 물체측으로부터 상면측으로 순서대로, 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈는 접합 렌즈를 구성하며,
    하기의 조건식을 만족하는 줌 렌즈계.
    < 식 1 >
    2.5 < (fw/ft)×(Tw/Y) < 4.5
    여기서, fw는 광각단에서의 전체 초점거리, ft는 망원단에서의 전체 초점거리, Tw는 광각단에서 상기 제1 렌즈군의 가장 물체측 면으로부터 상면까지의 거리, Y는 근축 상고를 나타낸다.
  2. 제1 항에 있어서,
    하기의 조건식을 만족하는, 줌 렌즈계.
    < 식 2 >
    2.5 < |f1/fw| < 3.0
    < 식 3 >
    0.8 < |f1/f2| < 1.0
    < 식 4 >
    3.1 < |f2/fw| < 3.5
    여기서, f1은 상기 제1 렌즈군의 초점거리, f2는 상기 제2 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    하기의 조건식을 만족하는, 줌 렌즈계.
    < 식 5 >
    vd12 > 65
    < 식 6 >
    Nd13 > 1.90
    여기서, vd12는 상기 제2 렌즈의 아베수, Nd13은 상기 제3 렌즈의 d선에서의 굴절률을 나타낸다.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은, 물체측으로부터 상면측으로 순서대로,
    정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 제5 렌즈, 및 제6 렌즈;
    부의 굴절력을 갖는 제7 렌즈; 및
    정의 굴절력을 갖는 제8 렌즈, 및 제9 렌즈;를 포함하며,
    상기 제4 렌즈는 적어도 한 면의 비구면을 포함하고,
    하기의 조건식을 만족하는, 줌 렌즈계.
    < 식 7 >
    vd24 > 60
    여기서, vd24는 상기 제4 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제6 렌즈, 제7 렌즈, 및 제8 렌즈는 삼중 접합 렌즈로 구성되며,
    하기의 조건식을 만족하는, 줌 렌즈계.
    < 식 8 >
    3.5 < |(vd28-vd27)| / vd26 < 5.0
    여기서, vd26, vd27, 및 vd28은 각각 제6 렌즈, 제7 렌즈, 및 제8 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  7. 물체측으로부터 상면측으로 순서대로,
    부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군;
    정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군; 및
    상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이에 배치된 조리개;를 포함하고,
    상기 제2 렌즈군을 광축 방향으로 이동시킴으로써 주밍을 수행하고, 상기 제1 렌즈군을 광축 방향으로 이동시킴으로써 포커싱을 수행하며,
    하기의 조건식들을 만족하는 줌 렌즈계.
    < 식 1 >
    2.5 < (fw/ft)×(Tw/Y) < 4.5
    < 식 2 >
    2.5 < |f1/fw| < 3.0
    < 식 3 >
    0.8 < |f1/f2| < 1.0
    < 식 4 >
    3.1 < |f2/fw| < 3.5
    여기서, fw는 광각단에서의 전체 초점거리, ft는 망원단에서의 전체 초점거리, Tw는 광각단에서 상기 제1 렌즈군의 가장 물체측 면으로부터 상면까지의 거리, Y는 근축 상고, f1은 상기 제1 렌즈군의 초점거리, f2는 상기 제2 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
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