KR20060005586A - 줌렌즈 광학계 - Google Patents

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Abstract

줌렌즈 광학계가 개시된다. 제1광학군은 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈, 양의 굴절력을 가지는 제2렌즈 및 제1렌즈를 투과한 광의 경로를 변경하여 제2렌즈로 입사시키는 광경로 변경부를 구비하며, 제2광학군은 음의 굴절력을 가지는 제3렌즈, 및 서로 접합되어 음의 굴절력을 가지는 제4렌즈와 제5렌즈를 구비하여 변배기능을 수행하며, 제3광학군은 조리개, 양의 굴절력을 가지는 제6렌즈 및 음의 굴절력을 가지는 제7렌즈를 구비하며, 제4광학군은 서로 접합되어 양의 굴절력을 가지는 제8렌즈와 제9렌즈를 구비하며 포커싱기능을 수행한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 프리즘을 이용하여 광의 경로를 변경함으로써 수직형 촬영장치의 크기를 소형화할 수 있다.
줌렌즈, 수직형 촬영장치, 프리즘

Description

줌렌즈 광학계{Zoom lens optical system}
도 1은 종래의 줌렌즈 광학계를 도시한 도면, 그리고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 줌렌즈 광학계를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
200 : 줌렌즈 광학계 200a : 조리개
210 : 제1광학군 210a : 광경로 변경부
220 : 제2광학군 230 : 제3광학군
240 : 제4광학군 250 : 제5광학군
본 발명은 줌렌즈 광학계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 광경로를 변경할 수 있는 프리즘을 구비하여 수직형 촬영장치의 크기를 축소할 수 있는 줌렌즈 광학계에 관한 것이다.
최근 소비자들로부터 각광받고 있는 동영상 촬영장치에는 수평형(Gunshot)형 촬영장치와 수직형(Vertical) 촬영장치가 있다. 수평형 촬영장치는 수직형 촬영장 치에 비하여 크기가 좀 더 크나, 촬영하면서 다른 기능의 조작이 쉽고, 보통 두 손으로 촬영하므로 흔들림이 적은 영상을 얻을 수 있다. 수직형 촬영장치는 휴대가 간편하고 한 손으로 촬영할 수 있으므로 수직형 촬영장치가 각광받는 추세이다.
한편, 현재 보편화된 촬영장치는 수평형 촬영장치이므로 상용화된 기술력 또한 수평형 촬영장치에 관한 것이다. 따라서, 수직형 촬영장치는 도 1과 같이 수평형 촬영장치에 적용가능한 줌렌즈 광학계를 이용하여 피사체를 촬영한다.
도 1을 참조하면, 종래의 줌렌즈 광학계(100)는 물체의 전달기능을 수행하는 제1렌즈군(110), 배율 변환기능을 수행하는 제2렌즈군(120), 조리개(100a)와 소정 간격 이격되며 변배에 의한 물체의 상을 전달하는 제3렌즈군(130) 및 포커싱 기능을 수행하는 제4렌즈군(140)을 포함한다. 도 1에서 일점쇄선, 이점쇄선 및 삼점쇄선은 물체의 상을 나타내는 광의 경로이다.
이러한 종래의 줌렌즈 광학계(100)는 수평형 촬영장치를 위한 광학계이므로, 수직형 촬영장치에 적용하는 데는 한계가 발생한다. 즉, 종래의 줌렌즈 광학계(100)를 응용하여 수직형 줌렌즈 광학계를 설계하는 경우, 종래의 수직형 촬영장치의 부피는 현저히 증가하게 된다. 또한, 수직형 촬영장치의 부피가 증가함으로써, 수직형 촬영장치의 제품 가치는 저하되며 상용화의 한계에 부딪히게 된다. 또한, 종래의 줌렌즈 광학계(100)는 4개의 렌즈군(110, 120, 130, 140)으로 구성됨으로써 고화소수를 가지는 CCD(Charge Coupled Device) 적용에는 불가하며 고해상도의 촬영이 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 수직형 촬영장치의 길이를 축소하며, 고해상도의 영상을 촬영할 수 있는 줌렌즈 광학계를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 줌렌즈 광학계는, 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈, 양의 굴절력을 가지는 제2렌즈 및 상기 제1렌즈를 투과한 광의 경로를 변경하여 상기 제2렌즈로 입사시키는 광경로 변경부를 구비하는 제1광학군; 음의 굴절력을 가지는 제3렌즈, 및 서로 접합되어 음의 굴절력을 가지는 제4렌즈와 제5렌즈를 구비하며 변배기능을 수행하는 제2광학군; 조리개, 양의 굴절력을 가지는 제6렌즈 및 음의 굴절력을 가지는 제7렌즈를 구비하는 제3광학군; 및 서로 접합되어 양의 굴절력을 가지는 제8렌즈와 제9렌즈를 구비하며 포커싱기능을 수행하는 제4광학군;을 포함한다.
바람직하게는, 음의 굴절력을 가지는 제10렌즈 및 양의 굴절력을 가지는 제11렌즈를 구비하여 최종 수차를 보정하는 제5광학군;을 더 포함한다.
여기서, 상기 광경로 변경부는 프리즘 및 반사경 중 하나이며, 상기 제2렌즈는 비구면렌즈이다.
더 바람직하게는, 상기 제7렌즈를 향하는 상기 제6렌즈의 측면은 상기 조리개에 융착되며, 상기 제6렌즈의 측면과 상기 조리개까지의 거리는 0.2mm 이하인 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 줌렌즈 광학계를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 줌렌즈 광학계(200)는 제1광학군(210), 제2광학군(220), 제3광학군(230), 제4광학군(240) 및 제5광학군(250)을 포함한다. 도 2에서 일점쇄선, 이점쇄선 및 삼점쇄선은 물체의 상을 나타내는 광의 경로이다.
제1 내지 제5광학군(210, 220, 230, 240, 250)은 줌렌즈 광학계(200)가 구비되는 수직형 촬영장치(미도시)의 경통(미도시) 내에 물체측으로부터 순차적으로 설치된다. 또한, 제1광학군(210)의 제2렌즈(L2), 제2광학군(220), 제3광학군(230), 제4광학군(240) 및 제5광학군(250)은 광경로 변경부(210a)으로부터 광축상(미도시)에 순차적으로 배열된다.
여기서, 제1광학군(210), 제3광학군(230) 및 제5광학군(250)은 경통(미도시) 내에 고정 설치되고, 제2광학군(220)과 제4광학군(240)은 유동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
제1광학군(210)은 프런트(Front)군으로서 결상을 위한 물체의 전달기능을 수행한다. 이를 위하여, 제1광학군(210)은 제1렌즈(L1), 광경로 변경부(210a) 및 제2렌즈(L2)를 갖는다.
제1렌즈(L1)는 음의 굴절력을 가지며, 입사되는 물체의 상을 나타내는 광을 광경로 변경부(210a)로 전달한다.
광경로 변경부(210a)는 제1렌즈(L1)를 투과하여 입사되는 광의 경로를 변경하여 제2렌즈(L2)로 입사시킨다. 이러한 광경로 변경부(210a)는 적어도 하나의 프리즘 또는 적어도 하나의 반사경을 사용할 수 있으며, 본 실시예의 경우 하나의 프리즘을 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
제2렌즈(L2)는 양의 굴절력을 가지며 광경로 변경부(210a)에 의해 광경로가 변경된 광을 제2광학군(220)으로 전달한다. 이러한 제2렌즈(L2)는 비구면렌즈를 사용함으로써 줌렌즈 광학계(200)의 길이를 축소시키는데 일조한다. 이는 비구면렌즈 1매는 일반적으로 구면렌즈 2~3매의 역할을 수행하기 때문이다.
제2광학군(220)은 줌 렌즈(Zoom Lens)군으로서 배율을 변화시키는 줌잉(zooming)기능을 수행한다. 이를 위하여, 제2광학군(220)은 음의 굴절력을 가지는 제3렌즈(L3), 서로 접합되어 음의 굴절력을 가지는 제4렌즈(L4) 및 제5렌즈(L5)를 갖는다.
제3광학군(230)은 릴레이 렌즈(Relay Lens)군으로서 제2광학군(220)에 의해 변배에 의한 상을 나타내는 광을 제4광학군(240)으로 전달한다. 이를 위하여, 제3광학군(230)은 양의 굴절력을 가지는 제6렌즈(L6), 조리개(200a) 및 음의 굴절력을 가지는 제7렌즈(L7)를 갖는다.
제6렌즈(L6) 및 제7렌즈(L7)는 융착공정에 의하여 조리개(200a)에 직접 융착된다. 본 발명에 있어서, 융착공정은 제7렌즈(L7)를 향하는 제6렌즈(L6)의 일측면이 조리개(200a)와 대향되도록 열융착에 의하여 이루어진다. 여기서, 제6렌즈(L6) 의 일측면의 가장 볼록한 지점으로부터 조리개(200a)까지의 최단거리(d)는 최대 0.2mm인 것이 바람직하다. 이에 의하여, 수직형 촬영장치(미도시)의 공간활용도를 증가시킬 수 있으며, 줌렌즈 광학계(200)의 길이를 축소시킴으로써 수직형 촬영장치(미도시)를 컴팩트화할 수 있다.
제4광학군(240)은 포커싱 렌즈(Focusing Lens)군으로서 변배 또는 물체거리의 변화에 따른 포커싱 기능을 수행한다. 이를 위하여, 제4광학군(240)은 서로 접합되어 양의 굴절력을 가지는 제8렌즈(L8)와 제9렌즈(L9)를 갖는다.
제5광학군(250)은 보상 렌즈(Compensation Lens)군으로서 제4광학군(240)으로부터 전달된 광을 수렴하여 최종 수차를 보정한다. 이를 위하여, 제5광학군(250)은 음의 굴절력을 가지는 제10렌즈(L10) 및 양의 굴절력을 가지는 제11렌즈(L11)를 갖는다.
상술한 본 발명에 따른 줌렌즈 광학계(200)에 의하면 프리즘과 같은 광경로 변경부(210a)를 구비함으로써 일직선으로 배치되는 줌렌즈 광학계(200)의 길이를 축소시킨다. 또한, 조리개(200a)에 제3광학군(230)을 융착시킴으로써 줌렌즈 광학계(200)가 적용되는 수직형 촬영장치(미도시)를 컴팩트화할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명에 따른 줌렌즈 광학계(200)에 사용되는 제1 내지 제11렌즈(L1 ~ L11)는 유리 또는 플라스틱 재질로 제조된다.
또한, 상술한 본 발명에 따른 줌렌즈 광학계(200)는 수직형 촬영장치(미도시)로써 캠코더, 스틸 카메라 등 모든 촬영장치에 적용가능하다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 줌렌즈 광학계에 의하면, 줌렌즈 광학계는 5군 광학계 11매 렌즈 및 프리즘을 사용함으로써 줌렌즈 광학계의 길이를 축소시킬 수 있다. 특히, 11매 렌즈 중 프런트군의 렌즈를 비구면렌즈로 사용하고, 조리개에 3군 광학계를 융착시킴으로써 적은 공간으로도 광학수차 보정이 가능하며 줌렌즈 광학계의 길이 축소에 일조한다.
또한, 본 발명은 5군 광학계를 적용함으로써 고화수 메가픽셀급에 대응할 수 있는 미세한 수차보정이 가능하며 이에 의해 고해상도의 영상을 구현할 수 있다.
이로써, 줌렌즈 광학계가 적용되는 수직형 촬영장치의 전체 크기를 소형화할 수 있으며, 상품화로써의 경쟁력 또한 갖추게 된다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (6)

  1. 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈, 양의 굴절력을 가지는 제2렌즈 및 상기 제1렌즈를 투과한 광의 경로를 변경하여 상기 제2렌즈로 입사시키는 광경로 변경부를 구비하는 제1광학군;
    음의 굴절력을 가지는 제3렌즈, 및 서로 접합되어 음의 굴절력을 가지는 제4렌즈와 제5렌즈를 구비하며 변배기능을 수행하는 제2광학군;
    조리개, 양의 굴절력을 가지는 제6렌즈 및 음의 굴절력을 가지는 제7렌즈를 구비하는 제3광학군; 및
    서로 접합되어 양의 굴절력을 가지는 제8렌즈와 제9렌즈를 구비하며 포커싱기능을 수행하는 제4광학군;을 포함하는 줌렌즈 광학계.
  2. 제 1항에 있어서,
    음의 굴절력을 가지는 제10렌즈 및 양의 굴절력을 가지는 제11렌즈를 구비하여 최종 수차를 보정하는 제5광학군;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광경로 변경부는 프리즘 및 반사경 중 하나인 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 비구면렌즈인 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제7렌즈를 향하는 상기 제6렌즈의 측면은 상기 조리개에 융착되는 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제6렌즈의 측면과 상기 조리개까지의 거리는 0.2mm 이하인 것을 특징으로 하는 줌렌즈 광학계.
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