KR200343241Y1 - 어댑터 렌즈_ - Google Patents

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Abstract

어댑터 렌즈는, 동일 광축상에 물체측으로부터 순차적으로 배열된 제1렌즈와 제2렌즈로 이루어지며, 제1렌즈는 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 렌즈이고, 제2렌즈는 부의 굴절력을 가지며 양면이 오목한 렌즈이다. 이러한 구조로 이루어진 어댑터 렌즈는 촬상 소자를 사용하는 카메라의 마스터 렌즈와 결합되어, 필름에 기록된 피사체 상을 촬상 소자에 결상시킨다. 또한 어댑터 렌즈는 마스터 렌즈와 결합시에 6 < f1 / f2 < 7 (f1:어댑터 렌즈의 초점 거리, f2는 마스터 렌즈의 초점 거리) 조건을 만족하여, 주변 광선이 입사되지 않아서 주변 광량비가 저하되는 것이 방지된다.

Description

어댑터 렌즈
이 고안은 어댑터 렌즈에 관한 것으로, 특히, 일반 필름이나 APS 필름에 기록된 피사체 상을 촬상 소자에 결상시키기 위하여, 촬상 소자를 사용하는 카메라의 마스터 렌즈에 결합되는 어댑터 렌즈에 관한 것이다.
사진 카메라에 사용되는 필름이나 APS(advanced photo system) 카메라에 사용되는 필름은 외부 환경에 의하여 쉽게 변질된다. 즉, 촬영한 필름을 필름통에 오랫동안 보관하게 되면 색상이 변하거나 화질이 나빠지게 되며, 현상한 필름의 경우에도 습도, 온도 변화에 따라 필름 표면이 손상되는 경우가 발생한다.
그러나, 디지탈 스틸 카메라의 경우에는 촬상 소자에 의하여 촬상된 피사체 정보가 메모리 카드에 저장됨으로써, 외부 환경에 의하여 기록된 피사체 정보가 변하거나, 화질이 나빠지지 않는다.
그러므로, 이 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 촬상 소자를 사용하는 카메라의 마스터 렌즈와 결합되어, 필름에 기록된 피사체 상을 촬상 소자에 결상시킬 수 있는 어댑터 렌즈를 제공하기 위한 것이다.
도1은 일반 필름의 피사체 상을 촬상 소자에 결상시키기 위하여, 이 고안의 실시예에 따른 어댑터 렌즈가 마스터 렌즈에 결합된 경우의 전체적인 렌즈 구성도이고,
도2는 APS 필름의 피사체 상을 촬상 소자에 결상시키기 위하여, 이 고안의 실시예에 따른 어댑터 렌즈가 마스터 렌즈에 결합된 경우의 전체적인 렌즈 구성도이고,
도3은 도1에 도시된 렌즈계의 제1실시예에 따른 수차도이고,
도4는 도1에 도시된 렌즈계의 제2실시예에 따른 수차도이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 이 고안에 따른 어댑터 렌즈는 동일 광축상에 물체측으로부터 순차적으로 배열된 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈와, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈로 이루어지며, 제1렌즈의 물체측면의 곡률 반경을 R1, 유효경을 D1이라고 할 때, D1 / R1 < 1.5 을 만족한다.
다음에, 이 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 고안을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도1에 일반 필름에 기록된 피사체 상을 촬상 소자에 결상시키기 위하여, 이 고안의 실시예에 따른 어댑터 렌즈가 디지탈 스틸 카메라의 마스터 렌즈에 결합된 경우의 전체적인 렌즈 구조가 도시되어 있고, 도2에 APS 필름에 기록된 피사체 상을 촬상 소자에 결상시키기 위하여, 이 고안의 실시예에 따른 어댑터 렌즈가 디지탈 스틸 카메라의 마스터 렌즈에 결합된 경우의 전체적인 렌즈 구조가 도시되어 있다.
첨부한 도1 및 도2에 도시되어 있듯이, 일정량의 광을 발광하는 광원(10)의 출사측에 피사체 상이 기록된 필름(20,21)이 배열되어 있으며, 필름(20,21)의 출사측의 동일 광축상에 물체측으로부터, 어댑터 렌즈(I)와 마스터 렌즈(II)가 평행하게 배열되어 있다.
어댑터 렌즈(I)는 물체측으로부터, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제1렌즈(1)와, 부의 굴절력을 가지며 양면이 오목한 제2렌즈(2)를 포함한다.
마스터 렌즈(II)는 물체측으로부터, 부의 굴절력을 가지며 물체측면이 볼록한 매니스커스 렌즈인 제3렌즈(3)와, 부의 굴절력을 가지며 물체측면이 볼록한 제4렌즈(4)와, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제5렌즈(5)로 이루어진 전군 렌즈군(II1)과, 부의 굴절력을 가지며 양면이 오목한 제6렌즈(6)와, 정의 굴절력을 가지며 상측면이 볼록한 제7렌즈(7)와, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제8렌즈(8)로 이루어진 후군 렌즈군(II2)을 포함한다.
마스터 렌즈(II)의 전군 렌즈군(II1)과 후군 렌즈군(II2) 사이에 조리개(30)가 삽입 장착되어 있으며, 제8렌즈(8)의 상측에 광학 필터(40)가 장착되어 있다. 이 고안에 따른 어댑터 렌즈(I)가 결합되는 마스터 렌즈(II)는 화각 2ω가 58°정도인 렌즈계로서, 디지탈 스틸 카메라용 촬영 렌즈계이다.
그러나, 이 고안에 따른 어댑터 렌즈(I)가 위에 기술된 구조로 이루어진 마스터 렌즈(II)에만 결합되는 것은 아니다,
일반 필름 및 APS 필름에 기록된 피사체 상을 디지탈 스틸 카메라 등의 촬상 소자에 결상되도록 하기 위하여, 이 발명에 따른 어댑터 렌즈(I)를 디지탈 스틸 카메라의 촬영 렌즈인 마스터 렌즈(II)에 결합시킨다.
예를 들어, 마스터 렌즈(II)의 사양이, 조리개치 Fno가 2.8이고, 초점 거리 f가 5.43mm이고, 화각 2ω가 57.8°인 경우에, 초점 거리 f가 32.6mm 정도인 어댑터 렌즈(I)를 결합시킨다.
다음에, 도1 및 도2에 도시되어 있듯이, 디지탈 스틸 카메라의 메모리 카드에 저장하고자 하는 피사체 상이 기록된 필름(20,21)을 어댑터 렌즈(I)의 입사측에 위치시키고, 필름(20,21)의 입사측에 광원(10)을 위치시킨다.
이 때, 필름(20,21)의 사이즈에 따라 필름(20,21)과 어댑터 렌즈(II)간의 간격(A)이 가변된다. 즉, 사진 카메라용 일반 필름의 사이즈는 통상 24×36mm 이고, APS 필름의 사이즈는 16.7×23.9mm이기 때문에, 디지탈 스틸 카메라의 촬상 소자에 맺히는 결상 배율이 달라진다. 결상 배율이란 물체 즉, 피사체에 대한 상의 크기를 나타내는 것으로, 다음과 같이 표현된다.
결상 배율 (m) = -Y'/Y = -b/a
Y'는 상의 크기, Y는 피사체 크기, b는 렌즈에서 상까지의 거리, a는 피사체에서 렌즈까지의 거리를 나타낸다.
이와 같이 피사체 즉, 필름의 사이즈에 따라 결상 배율이 달라지게 됨으로써, 촬영 거리 및 렌즈의 조출량(어댑터 렌즈(I)와 마스터 렌즈(II)간의 간격)이 달라지게 된다.
촬상 소자의 크기가 일정한 경우에는, 물체 즉, 피사체의 크기가 작을수록 결상 배율(m)이 커지게 되고 물체 거리(a)는 짧아지게 된다. 따라서 APS 필름은 일반 필름에 비하여 크기가 작기 때문에 결상 배율이 커지게 됨으로써, 물체 거리가 짧아져야 한다. 그러므로, APS 필름에 기록된 피사체 상을 촬상 소자에 결상시키기 위해서는, 첨부한 도2에 도시되어 있듯이, APS 필름(21)을 첨부한 도1에 도시된 일반 필름(20)보다 어댑터 렌즈(I)쪽으로 더 가깝게 위치시킨다.
이와 같이, 피사체 상이 기록된 필름(20,21)의 크기에 따라 일반 필름(20) 또는 APS 필름(21)이 해당 위치로 위치되면, 광원(10)으로부터 일정 광량의 빛이 필름(20,21)으로 입사되고, 이 빛에 따라 필름(20,21)에 기록된 피사체 상이 어댑터 렌즈(I) 및 마스터 렌즈(II)를 통하여 도시하지 않은 촬상 소자에 결상된다.
촬상 소자에 결상된 피사체 상은 전기적인 신호로 변환되고, 통상의 디지탈 스틸 카메라에 의한 신호 처리에 따라 처리되어 도시하지 않은 메모리 카드에 저장된다.
이와 같이 필름(20,21)에 기록된 피사체 상에 해당하는 광선이 입사될 때 주변 광량비(상면 중심의 조도에 대한 주변 상면의 조도비)가 저하되는 것을 방지하기 위하여, 이 발명에 따른 어댑터 렌즈(I)는 물체측으로부터 정, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈(1) 및 제2렌즈(2)를 배치하였다. 따라서 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈(1)에 의하여, 어댑터 렌즈(I)로부터 출사되는 광선의 광폭이 어댑터 렌즈(II)로 입사되는 광선의 광폭보다 작아지게 되어, 주변 광선이 잘리게 되는 것이 방지된다.
또한, 이 발명에 따른 어댑터 렌즈(I)는 주변 광량비를 충분히 확보하기 위하여 다음의 조건을 만족한다.
6 < f1 / f2 < 7
f1은 제1렌즈(1)의 물체측면(제1면)부터 제2렌즈(2)의 상측면(제4면)까지의 초점 거리 즉, 어댑터 렌즈(I)의 초점 거리를 나타내며, f2는 제3렌즈(3)의 물체측면(제5면)부터 제8렌즈(8)의 상측면(제17면)까지의 초점 거리 즉, 마스터 렌즈(II)의 초점 거리를 나타낸다.
수학식2의 하한값을 초과하는 경우에는 물상간의 배율이 너무 커지게 되어 촬영하고자 하는 필름의 피사체 정보를 모두 입력하는 것이 불가능해진다.
이와는 반대로, 수학식2의 상한값을 초과하는 경우에는 물상간의 배율이 너무 작아지게 되어 촬영하고자 하는 필름의 피사체 정보이외에 불필요한 정보까지도 촬상 소자에 결상되는 경우가 발생한다.
이러한 조건들(수학식1, 수학식2)을 만족하는 이 고안의 실시예에 따른 어댑터 렌즈 및 마스터 렌즈의 실시예값은 다음과 같다.
다음의 f는 초점 거리를 나타내며, ri(i=1∼19)는 굴절면의 곡률 반경, di(i=1∼18)는 렌즈의 두께 또는 렌즈간의 거리를 나타내며, N은 렌즈의 d-line 굴절률, ν는 렌즈의 아베수, 2ω는 화각을 나타낸다. 길이를 나타내는 값의 단위는 mm이다.
이 고안의 제1실시예에 따른 어댑터 렌즈(I)가 마스터 렌즈(II)에 결합된 경우의 전체 렌즈계의 실시예값은 다음 표1과 같다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(d) 굴절률(nd) 아베수(ν)
0 필름 A
1 17.70400 4.2400 1.74330 49.22
2 -94.82500 0.1000
3 -74.74800 0.8600 1.80518 25.46
4 49.37900 B
5 10.00000 1.3000 1.51680 64.20
6 4.66600 0.9200
7 17.79200 0.8000 1.51680 64.20
8 5.04600 1.9300
9 12.37000 1.4600 1.83400 37.34
10 -12.37000 1.5300
11 조리개 2.0700
12 -6.42000 0.8000 1.80518 25.46
13 11.47000 0.1200
14 1.5500 1.58913 61.25
15 -4.80000 0.1000
16 13.89700 1.8900 1.69680 55.46
17 -8.47600 1.0000
18 4.5000 1.51680 64.20
19
표1에 따른 제1실시예에서, 사용된 필름이 일반 필름이냐 아니면 APS 필름이냐에 따라, 필름(20,21)과 어댑터 렌즈(I)간의 간격 즉, 물체 거리 A와, 어댑터 렌즈(I)와 마스터 렌즈(II)간의 간격 B와, 어댑터 렌즈(I)와 마스터 렌즈(II)의 합성 초점 거리인 ft는 다음 표2와 같이 가변된다.
일반 필름 APS 필름
f 10.008 9.763
N.A 0.125 0.122
A 42.0 23.3
B 7.001 6.400
표2에서, N.A(numerical aperture)는 렌즈계의 밝기 정도를 나타내는 것이다. 일반적으로 물체 거리가 무한대인 경우에는 Fno를 사용하지만, 유한대에서는 N.A를 주로 사용하며, Fno와 N.A에는 N.A=1/2Fno의 관계가 성립된다.
이 고안의 제1실시예에 따른 어댑터 렌즈(I)가 마스터 렌즈(II)에 결합된 경우의 수차 특성은 첨부한 도3에 도시되어 있으며, S는 사지탈(sagittal) 방향의 수차를 나타내고, T는 탄젠셜(tangential) 방향의 수차를 나타내며, d는 d-line 파장의 광, c는 C-line 파장의 광, g는 g-line 파장의 광을 나타낸다.
이 고안의 제2실시예에 따른 어댑터 렌즈(I)가 마스터 렌즈(II)에 결합된 경우의 전체 렌즈계의 실시예값은 다음 표3과 같다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(d) 굴절률(nd) 아베수(ν)
0 필름 A
1 19.59300 4.4900 1.74330 49.22
2 -73.84900 0.1000
3 -63.52300 0.8600 1.80518 25.46
4 63.52300 B
5 10.00000 1.3000 1.51680 64.20
6 4.66600 0.9200
7 17.79200 0.8000 1.51680 64.20
8 5.04600 1.9300
9 12.37000 1.4600 1.83400 37.34
10 -12.37000 1.5300
11 조리개 2.0700
12 -6.42000 0.8000 1.80518 25.46
13 11.47000 0.1200
14 1.5500 1.58913 61.25
15 -4.80000 0.1000
16 13.89700 1.8900 1.69680 55.46
17 -8.47600 1.0000
18 4.5000 1.51680 64.20
19
표3에 따른 제2실시예에서, 사용된 필름이 일반 필름이냐 아니면 APS 필름이냐에 따라, 필름(20,21)과 어댑터 렌즈(I)간의 간격 즉, 물체 거리 A와, 어댑터 렌즈(I)와 마스터 렌즈(II)간의 간격 B와, 어댑터 렌즈(I)와 마스터 렌즈(II)의 합성 초점 거리인 ft는 다음 표4와 같이 가변된다.
일반 필름 APS 필름
ft 10.008 9.763
N.A 0.125 0.122
A 42.0 23.3
B 7.001 6.400
이 고안의 제2실시예에 따른 어댑터 렌즈(I)가 마스터 렌즈(II)에 결합된 경우의 수차 특성은 첨부한 도4에 도시되어 있다.
이상에서와 같이 이 고안의 실시예에 따라, 촬상 소자를 사용하는 카메라의 마스터 렌즈와 결합되어 필름에 기록된 피사체 상을 촬상 소자에 결상시킬 수 있는 어댑터 렌즈를 제공할 수 있다.
또한, 주변 광선이 잘리게 되는 것을 방지하여, 충분한 주변 광량비를 확보할 수 있다.
또한, 일반 필름이나 APS 필름이냐에 상관없이, 필름에 기록된 상을 정확하게 촬상 소자에 결상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 물체측으로부터 순차적으로,
    정의 굴절력을 가지는 제1렌즈와,
    부의 굴절력을 가지는 제2렌즈로 이루어지며,
    촬상 소자를 사용하는 카메라의 마스터 렌즈와 결합되어 필름에 기록된 피사체 상을 상기 촬상 소자에 결상시키는 어댑터 렌즈.
  2. 제1항에서, 다음의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
    6 < f1 / f2 < 7
    f1 : 어댑터 렌즈의 초점 거리
    f2 : 마스터 렌즈의 초점 거리
  3. 제1항에서,
    상기 어댑터 렌즈와 마스터 렌즈간의 간격이 가변되는 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  4. 제1항에서,
    상기 제1렌즈는 양면이 볼록한 렌즈이고, 상기 제2렌즈는 양면이 오목한 렌즈인 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
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