KR20110046015A - 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치 - Google Patents

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Abstract

줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치가 개시된다.
개시된 줌 렌즈는 물체측에서 상측으로 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군를 포함하고, 광각단에서 망원단으로의 주밍시 상기 제1렌즈군, 상기 제2렌즈군, 상기 제3렌즈군, 및 상기 제4렌즈군이 이동하여, 상기 제1렌즈군과 상기 제2렌즈군의 간격이 증가하고 상기 제2렌즈군과 상기 제3렌즈군의 간격이 줄어들며, 상기 제3렌즈군과 제4렌즈군의 간격이 늘어난다.

Description

줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치{Zoom lens and image pickup device having the same}
본 발명은 소형이고, 높은 줌 배율을 가지는 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치에 관한 것이다.
최근 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등과 같은 고체 촬상 소자를 가진 디지털 카메라(digital camera)나 비디오 카메라(video camera)가 널리 보급되고 있다. 특히, 메가 픽셀의 카메라 모듈의 수요가 증대되고, 보급형 디지털 카메라에서도 500만 이상의 화소와 고화질의 성능을 가지는 카메라가 등장하고 있다. CCD 또는 CMOS와 같은 촬상 소자를 이용한 디지털 카메라 혹은 핸드폰 카메라와 같은 결상 광학 장치는 소형화, 경량화, 저 비용화가 요구된다. 더 나아가 보다 넓은 범위의 피사체의 모습을 담기 위해 광각화에 대한 요구가 증대되고 있다.
본 발명은 전체 길이가 짧고 줌 배율이 큰 줌 렌즈를 제공한다.
본 발명은 전체 길이가 짧고 줌 배율이 큰 줌 렌즈를 채용한 촬상 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 물체측에서 상측으로 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군를 포함하고,
광각단에서 망원단으로의 주밍시 상기 제1렌즈군, 상기 제2렌즈군, 상기 제3렌즈군, 및 상기 제4렌즈군이 이동하여, 상기 제1렌즈군과 상기 제2렌즈군의 간격이 증가하고 상기 제2렌즈군과 상기 제3렌즈군의 간격이 줄어들며, 상기 제3렌즈군과 제4렌즈군의 간격이 늘어나고, 상기 제1렌즈군이 부렌즈와 정렌즈를 포함하며, 다음 식을 만족하는 줌 렌즈를 제공한다.
<식>
１.９＜ｎｄ１ｎ＜２.１
１.７＜ｎｄ１ｐ＜２.１
１５＜ｖｄ１ｐ－ｖｄ１ｎ　
여기서, ｎｄ１ｎ은 제１렌즈군의　부렌즈의　ｄ선에　대한　굴절률을,　ｎｄ１ｐ는 제１렌즈군의　정렌즈의　ｄ선에　대한　굴절률을, ｖｄ１ｎ은 제１렌즈군의　부렌즈 의　ｄ선에　대한　아베수를, ｖｄ１ｐ는 제１렌즈군의　정렌즈의　ｄ선에　대한　아베수를 각각 나타낸다.
상기 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.3<D3t/Lt<0.5
여기서, D3t는 망원단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군의 광축 상에서의 공기 간격을, Lt는 망원단에서의 제1렌즈군의 가장 물체측 렌즈면에서 상면까지의 광축 상의 거리를 나타낸다.
상기 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
０．５＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２　
０．５＜ｆ３／ｆｗ＜３
여기서, f2는 제2렌즈군의 초점거리를, f3은 제3렌즈군의 초점거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.
상기 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.8 < T1/T3 < 1.5
여기서, T1은 광각단으로부터 망원단으로의 주밍시 제1렌즈군의 광축 방향으로의 이동 거리를, T3은 광각단에서 망원단으로의 주밍시 제3렌즈군의 광축 방향으로의 이동 거리를 나타낸다.
상기 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.2< Da/ft < 0.4
여기서, Da는 제1렌즈군, 제2렌즈군, 제3렌즈군, 및 제4렌즈군의 광축상에서의 각 렌즈군의 두께의 총합을, ft는 망원단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.
상기 제1렌즈군의 부렌즈와 정렌즈가 접합 렌즈로 이루어질 수 있다.
상기 제2렌즈군은 부렌즈와 정렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제2렌즈군의 부렌즈는 양면 비구면을 가질 수 있다.
상기 제3렌즈군은 정렌즈와, 정렌즈와 부렌즈의 접합 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제3렌즈군의 가장 물체측에 있는 정렌즈는 적어도 한 면의 비구면을 가질 수있다.
상기 제4렌즈군은 정렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제4렌즈군은 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
5.0<ft/fw<10
여기서, ft는 망원단에서의 초점거리, fw는 광각단에서의 초점거리를 나타낸다.
상기 제3렌즈군이 광축에 대해 수직 방향으로 이동함으로써 손 떨림 보정을 할 수있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치는,
줌 렌즈; 및
상기 줌렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 센서;를 포함하고,
상기 줌 렌즈는 물체측에서 상측으로 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군를 포함하고,
광각단에서 망원단으로의 주밍시 상기 제1렌즈군, 상기 제2렌즈군, 상기 제3렌즈군, 및 상기 제4렌즈군이 이동하여, 상기 제1렌즈군과 상기 제2렌즈군의 간격이 증가하고 상기 제2렌즈군과 상기 제3렌즈군의 간격이 줄어들며, 상기 제3렌즈군과 제4렌즈군의 간격이 늘어나고, 상기 제1렌즈군이 부렌즈와 정렌즈를 포함하며, 다음 식을 만족한다.
<식>
１.９＜ｎｄ１ｎ＜２.１
１.７＜ｎｄ１ｐ＜２.１
１５＜ｖｄ１ｐ－ｖｄ１ｎ　
여기서, ｎｄ１ｎ은 제１렌즈군의　부렌즈의　ｄ선에　대한　굴절률을,　ｎｄ１ｐ는 제１렌즈군의　정렌즈의　ｄ선에　대한　굴절률을, ｖｄ１ｎ은 제１렌즈군의　부렌즈의　ｄ선에　대한　아베수를, ｖｄ１ｐ는 제１렌즈군의　정렌즈의　ｄ선에　대한　아베수를 각각 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 높은 줌 배율을 가지고 소형이다. 이러한 줌 렌즈를 채용한 촬상 장치는 휴대하기에 편하고, 먼 거리에 있는 피사체를 촬영할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈 및 이를 채용한 촬상 장치에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는, 도 1을 참조하면, 물체측(O)에서 상측(I)으로 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(G1)과, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(G2)과, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군(G3)과, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군(G4)을 포함한다.
광각단에서 망원단으로의 주밍시 상기 제1렌즈군(G1), 상기 제2렌즈군(G2), 상기 제3렌즈군(G3), 및 상기 제4렌즈군(G4)이 모두 이동하여, 상기 제1렌즈군(G1)과 상기 제2렌즈군(G2)의 간격이 늘어나고 상기 제2렌즈군(G2)과 상기 제3렌즈군(G3)의 간격이 줄어들며, 상기 제3렌즈군(G3)과 제4렌즈군(G4)의 간격이 늘어난다.
줌 렌즈의 소형화를 위해서는 렌즈 침통시의 전체 렌즈계의 두께를 얇게 해야 한다. 그러기 위해서 광학 성능을 고려하면서 줌 렌즈의 전체 렌즈 매수를 가능한 한 줄여야 한다. 도 1에 도시된 줌 렌즈는 총 8매의 렌즈를 포함하여 소형화를 도모한다. 그리고, 제1렌즈군(G1)과 제3렌즈군(G3)에서 접합 렌즈를 포함하여 렌즈 간 간격을 줄임으로써 줌 렌즈를 더욱 소형화할 수 있다.
도 1은 제1실시예에 따른 줌 렌즈를 나타낸 것으로, 상기 제1렌즈군(G1)은 물체측(O)에서 순서대로 제1렌즈(L11) 및 제2렌즈(L12)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1렌즈(L11)는 부렌즈이고, 제2렌즈(L12)는 정렌즈일 수 있으며, 상기 부렌즈와 정렌즈가 접합 렌즈로 이루어질 수 있다. 제2렌즈군(G2)은 제3렌즈(L21) 및 제4렌즈(L22)를 포함할 수 있다. 상기 제3렌즈(L21)는 부렌즈이고, 제4렌즈(L22)는 정렌즈일 수 있다. 제2렌즈군의 부렌즈가 양면 비구면을 가질 수 있다. 줌 렌즈의 전체 길이를 작게 하면서, 줌 배율을 높이기 위해서 제2렌즈군에서의 광선의 입사 위치의 변화량이 높아질 수 있다. 여기서, 제2렌즈군이 비구면을 가짐으로써 광각단에서의 축외 수차의 보정이 이루어질 수 있다.
제3렌즈군(G3)은 제5렌즈(L31), 제6렌즈(L32) 및 제7렌즈(L33)를 포함할 수 있다. 상기 제5렌즈(L31)는 정렌즈이고, 상기 제6렌즈(L32)는 정렌즈이고, 제7렌즈(L33)는 부렌즈이며, 상기 제6렌즈(L32)와 제7렌즈(L33)가 접합 렌즈로 구성될 수 있다. 상기 제3렌즈군의 가장 물체측에 있는 정렌즈가 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다. 그럼으로써, 제3렌즈군에서 발생하는 구면 수차, 코마 수차를 보정할 수 있으며, 제3렌즈군 전체의 굴절력을 강하게 하여 줌 렌즈를 소형화하는데 기여할 수 있다. 상기 제3렌즈군(G3)이 광축에 대해 수직 방향으로 이동함으로써 손 떨림 보정을 수행할 수 있다. 제4렌즈군(G4)은 제8렌즈(L41)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 제8렌즈(L41)는 정렌즈일 수 있다. 상기 제8렌즈(L41)은 적어도 하나의 비구면을 가질 수 있다. 그럼으로써, 제１렌즈군, 제２렌즈군 및 제３렌즈군에서 보정할 수 없었던 비점 수차를 효과적으로 보정할 수 있으며, 예를 들어 망원단에서의 비점수차의 보정에 유리하다.
한편, 상기 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2)에서는 광축상으로부터의 축외 광선의 높이가 높아지기 때문에 축외 광선의 광량을 확보하기 위해 렌즈의 엣지 부분이 어느 정도 두꺼워야 한다. 그런데, 렌즈의 엣지 부분의 두께가 두꺼워지면 렌즈의 축상 렌즈 두께도 두꺼워지기 쉽다. 또한 제1렌즈군 및 제2렌즈군의 렌즈 매수가 늘면 물체측(O)에서 볼 때 입사동 위치가 멀어지기 때문에 제1렌즈군 및 제2렌즈군을 통과하는 축외 광선 높이가 더욱 높아져 렌즈의 엣지 두께 확보를 위한 축상 렌즈 두께가 더욱 두꺼워지게 된다. 이와 같이, 렌즈 매수가 늘어나면 렌즈의 축상 두께도 두꺼워진다. 따라서, 렌즈 매수가 늘어남에 따라 해당 렌즈군의 직경이나 광축 상 렌즈 두께가 필요 이상으로 두꺼워지기 때문에 줌 렌즈를 소형화하는 것이 어렵게 된다. 예를 들어, 제1렌즈군(G1) 및 제2렌즈군(G2)을 각각 2매의 렌즈로 구성함으로써 줌 렌즈의 소형화를 이룰 수 있다.
또한, 주밍에 많이 기여하는 제3렌즈군을 3 매의 렌즈로 구성함으로써, 수차 보정을 하여 고성능을 확보할 수 있다. 제3렌즈군의 렌즈 매수를 작게 하여 소형화에도 기여할 수 있다. 뿐만 아니라, 제4렌즈군을 1 매의 렌즈로 구성하여 줌 렌즈를 소형화시킨다.
본 발명에서는 주밍시 제1 내지 제4렌즈군(G1)(G2)(G3)(G4)이 모두 이동되도록 하여 각 렌즈군에 주밍 작용을 효율적으로 분배시킴으로써 주밍시의 수차 변동을 억제하고, 높은 줌 배율을 얻을 수 있다. 그리고, 각 렌즈군의 이동량을 적게 하여 줌 렌즈의 소형화를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
１．９＜ｎｄ１ｎ＜２．１
여기서, ｎｄ１ｎ은 제１렌즈군에 있는 부렌즈의 ｄ선에 대한 굴절률을 나타낸다. 제1렌즈군의 부렌즈의 굴절률이 수학식 1의 상한을 넘으면, 재료의 양산이나 입수가 곤란해져, 비용이 상승한다. 제1렌즈군의 부렌즈의 굴절률이 수학식 1의 하한보다 작으면, 원하는 굴절력을 얻기 위해 렌즈면의 곡률 절대값을 크게 해야 한다.곡률 절대값이 커지면, 광각단에서의 왜곡 수차나 상면만곡, 광각단 및 망원단에서의 코마 수차 등의 보정이 어렵게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
１．７＜ｎｄ１ｐ＜２．1
여기서, ｎｄ１ｐ은 제１렌즈군에 있는 정렌즈의 ｄ선에 대한 굴절률을 나타낸다. 제1렌즈군의 정렌즈의 굴절률이 수학식 2의 상한을 넘으면, 재료의 양산이나 입수가 곤란해져, 비용이 증가된다. 제1렌즈군의 정렌즈의 굴절률이 수학식 ２의 하한보다 작으면, 원하는 굴절력을 확보하기 위해 렌즈면의 곡률 절대값을 크게 해야 한다, 곡률 절대값이 커지면, 광각단에서의 왜곡 수차나 상면만곡, 광각단 및 망원단에서의 코마 수차 등의 보정이 어려워진다. 그리고, 렌즈 가장자리 부분의 두께를 확보하기 위해, 렌즈의 광축 상의 두께가 증가될 것이 요구되어, 제１렌즈 군의 소형화가 어려워진다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음을 만족할 수 있다.
１５＜ｖｄ１ｐ－ｖｄ１ｎ
ｖｄ１ｎ은 제１렌즈군에 있는　부렌즈의　ｄ선에　대한 아베수를, ｖｄ１ｐ은 제１렌즈군에 있는 정렌즈의　ｄ선에　대한　아베수를 나타낸다. (ｖｄ１ｐ－ｖｄ１ｎ)이 수학식 ３의 하한보다 작으면, 줌 배율을 크게 하는 경우, 구면 수차의 변동이 커질 뿐만 아니라, 색수차의 변동도 커질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음의 식을 만족할 수 있다.
０．３＜Ｄ３ｔ／Ｌｔ＜０．５
여기서, Ｄ３ｔ는 망원단에서의 제１렌즈군과 제２렌즈군과의 광축 상에서의 공기 간격을, Ｌｔ는 망원단에서의 제１렌즈군의 가장 물체측에서의 렌즈면의 정점으로부터 상면(IM)까지의 광축 상의 거리를 나타낸다. Ｄ３ｔ／Ｌｔ 가 수학식４의 상한을 넘으면, 망원단에서의 전체 길이가 커져, 경통의 두께 방향의 사이즈를 작게 하는 것이 어렵다. Ｄ３ｔ／Ｌｔ 가 수학식４의 하한보다 작으면 각 렌즈군의 파워가 커져, 구면 수차 등의 보정이 어렵고, 줌 배율을 크게 하는 것이 어렵다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 이하의 식을 만족할 수 있다.
０．５＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２
여기서, f２는 제２렌즈군의 초점거리를, ｆｗ는 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다. ｜ｆ２／ｆｗ｜이 수학식 ５의 상한을 넘으면, 제２렌즈군의 파워가 너무 약해지기 때문에, 주밍을 위한 이동량이 커져, 소형화가 어렵게 된다. ｜ｆ２／ｆｗ｜이 수학식 ５의 하한보다 작으면, 줌 렌즈의 전체 길이는 짧아지지만, 제２렌즈군의 초점 거리가 짧아지기 때문에, 수차 보정, 특히 왜곡 수차의 보정이 어렵게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 이하의 식을 만족할 수 있다.
０．５＜ｆ３／ｆｗ＜３
여기서, ｆ３은 제３렌즈군의 초점거리를 나타낸다. ｆ３／ｆｗ 이 수학식 ６의 상한을 넘으면, 큰 줌 배율을 얻기 위해 제２렌즈군이나 제4렌즈군의 굴절력을 강하게 할 필요가 있다. 제2렌즈군이나 제4렌즈군의 굴절력이 강해지면, 망원단에서 코마 수차나 비점수차의 보정이 어렵게 된다. ｆ３／ｆｗ 이 수학식 ６의 하한보다 작으면, 제３렌즈군의 굴절력이 커져, 수차 보정이 어렵게 된다. 또한, 손떨림 보정을 위해 광축과 수직 방향으로 이동할 때의 수차 변동이 커지게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 이하의 식을 만족할 수 있다.
０．８＜Ｔ１／Ｔ３＜１．５
여기서, Ｔ１은 광각단에서 망원단으로의 주밍시 제１렌즈군의 광축 방향으로의 이동 거리를, Ｔ３은 광각단에서 망원단으로의 주밍시 제３렌즈군의 광축 방 향으로의 이동 거리를 나타낸다. Ｔ１／Ｔ３가 수학식 ７의 상한을 넘으면, 제１렌즈군의 이동거리가 커지고, 망원단에서의 제１렌즈군과 제２렌즈군의 간격이 커져, 줌 렌즈 전체 길이가 길어지므로 소형화에 안 좋은 영향을 미친다. 또, 광각단과 망원단에서의 줌 렌즈 전체 길이의 차이가 커져, 줌 렌즈의 구동을 위한 캠의 두께가 커지고, 이로 인해 심동시의 전체 사이즈가 커진다. Ｔ１／Ｔ３가 수학식 ７의 하한보다 작으면, 제３렌즈군의 이동거리가 커져, 광각단에 대해 가장 물체측의 렌즈로부터의 입사동 거리가 길어지기 때문에, 전제 직경이 증대해, 소형화가 어려워진다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 이하의 식을 만족할 수 있다.
０．２＜Ｄａ／ｆｔ＜０．４
여기서, Ｄａ는 제１렌즈군, 제２렌즈군, 제３렌즈군, 및 제４렌즈군의 광축 상에서의 각 렌즈군의 두께의 총합을, ｆｔ는 망원단에서의 전체 줌 렌즈의 초점거리를 나타낸다. Ｄａ／ｆｔ 가 수학식 ８의 상한을 넘으면, 줌 렌즈의 두께의 총합이 커져, 심동시 소형화가 어려워진다. Ｄａ／ｆｔ 가 수학식 ８의 하한보다 작으면, 각 렌즈군의 파워가 너무 커져 수차의 보정이 어려워진다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음의 줌 배율을 가질 수 있다.
５．０＜ｆt／ｆw＜１０．０
ｆt／ｆw 가 수학식 ９의 상한을 넘으면, 광학 성능의 확보나 소형화가 어려 워진다. ｆt／ｆw 가 수학식 ９의 하한보다 작으면, 줌 배율이 작아지기 때문에 고 줌배율의 줌 렌즈를 제공하는 것이 어렵게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 나오는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.
본 발명에 따른 줌 렌즈의 비구면 형상은 광의 진행 방향을 양으로 하고, z를 렌즈 정점으로부터 공축 방향으로의 거리, h를 광축과 수직인 방향으로의 거리, c를 곡률, k를 코닉 상수, A,B,C,D를 비구면 계수로 할 때, 비구면의 새그(z)는 다음 식으로 정의된다.
Figure 112009066125283-PAT00001
각 도면에서 가장 오른쪽에 기재된 직선은 상면(IM)의 위치를 나타내고, 그 물체측(O)에는 IR(적외선) 차단 필터(P1)나 이미징 소자의 커버 글라스(P2)가 구비된다.
<제1 실시예>
도 1은 제1 실시예의 줌 렌즈를 도시한 것이다. 도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 제1 실시예의 광각단, 중간단, 망원단에서의 수차도이다.
이하, 제1 실시예의 줌 렌즈의 렌즈 데이터, 비구면 데이터, 촬영 거리가 ∞인 경우의 초점 거리(f),(FNo), 화각(2ω), 줌 렌즈 전체 길이(L) 및 렌즈간 가변 거리(D3,D7,D12,D14)를 나타낸다.
렌즈면 곡률 두께 굴절률 아베수
S1 21.214 0.60 2.00069 25.5
S2 12.320 2.55 1.80420 46.5
S3 768.900 D3
S4 -26.427 1.00 1.80470 40.9
S5 4.754 1.03
S6 6.592 1.35 1.94595 18.0
S7 11.409 D7
S8 4.658 1.33 1.58913 61.0
S9 -16.578 0.10
S10 4.987 1.18 1.69350 53.3
S11 -30.616 0.40 1.80610 33.3
S12 2.985 D12
S13 11.298 1.80 1.51470 63.8
S14 -97.180 D14
S15 Infinity 0.30 1.51680 64.2
S16 Infinity 0.30
S17 Infinity 0.50 1.51680 64.2
S18 Infinity

비구면계수
S4
k= 1.56162E+01
A= 3.00667E-05
B= 1.70519E-05
C= -4.65906E-07
D= 6.26780E-09
S5
k= -1.81813E+00
A= 1.52043E-03
B= 2.46960E-06
C= 1.57961E-06
D= -4.73432E-08
S8
k= -1.00000E+00
A= 2.32462E-04
B= -5.29122E-06
C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00
S9
k= 0.00000E+00
A= 2.97814E-04
B= 0.00000E+00
C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00
S13
k= 0.00000E+00
A= -9.31562E-04
B= 9.66587E-05
C= -6.62536E-06
D= 1.10546E-07
S14
k= 0.00000E+00
A= -1.39882E-03
B= 1.15129E-04
C= -7.83441E-06
D= 1.40850E-07
광각단 중간단 망원단
초점거리 5.72 14.80 38.27
FNo 3.57 4.74 5.95
2ω 69.95 30.25 11.93
L 35.28 37.44 44.58
가변거리
D3 0.88 6.96 14.91
D7 13.80 5.04 0.76
D12 5.71 8.29 14.07
D14 2.04 4.31 1.99
<제2 실시예>
도 3은 제2 실시예의 줌 렌즈를 도시한 것이다. 도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 제4 실시예의 광각단, 중간단, 망원단에서의 수차도이다.
렌즈면 곡률 두께 굴절률 아베수
S1 21.266 0.60 2.00069 25.5
S2 12.330 2.55 1.80420 46.5
S3 825.624 D3
S4 -25.459 1.00 1.80470 40.9
S5 4.824 1.00
S6 6.407 1.35 1.94595 18.0
S7 10.679 D7
S8 4.706 1.32 1.58913 61.0
S9 -17.037 0.10
S10 4.847 1.18 1.69350 53.3
S11 -39.885 0.40 1.80610 33.3
S12 2.959 D12
S13 11.312 1.80 1.51470 63.8
S14 -100.000 D14
S15 Infinity 0.30 1.51680 64.2
S16 Infinity 0.30
S17 Infinity 0.50 1.51680 64.2
S18 Infinity
비구면 계수
S4
k= -4.33743E+01
A= -6.96591E-05
B= -2.35344E-06
C= 2.25691E-07
D= -3.22516E-09
S5
k= -1.55877E+00
A= 1.61471E-03
B= -8.75409E-06
C= 5.56161E-07
D= 2.85896E-08
S8
k= -1.00000E+00
A= 2.64506E-04
B= -3.05503E-06
C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00
S9
k= 0.00000E+00
A= 3.09456E-04
B= 0.00000E+00
C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00
S13
k= 0.00000E+00
A= -9.63638E-04
B= 9.58945E-05
C= -6.62536E-06
D= 1.10546E-07
S14
k= 0.00000E+00
A= -1.44953E-03
B= 1.15194E-04
C= -7.83441E-06
D= 1.40850E-07
광각단 중간단 망원단
초점거리 5.72 14.81 38.40
FNo 3.55 4.76 5.94
2ω 69.98 30.22 11.89
L 35.09 37.35 44.60
가변거리
D3 0.90 6.86 14.95
D7 13.69 5.04 0.80
D12 5.66 8.39 14.05
D14 2.04 4.26 2.00
<제3 실시예>
도 5는 제3 실시예의 줌 렌즈를 도시한 것이다. 도 6a, 도 6b, 및 도 6c는 제3 실시예의 광각단, 중간단, 망원단에서의 수차도이다.
렌즈면 곡률 두께 굴절률 아베수
S1 25.107 0.60 2.00178 19.3
S2 13.559 2.55 1.91082 35.3
S3 288.604 D3
S4 -26.112 0.72 1.80470 40.9
S5 4.823 0.98
S6 6.421 1.35 1.94595 18.0
S7 10.716 D7
S8 4.587 1.33 1.58913 61.0
S9 -17.078 0.10
S10 4.857 1.18 1.69350 53.3
S11 -49.940 0.40 1.80610 33.3
S12 2.906 D12
S13 11.831 1.80 1.51470 63.8
S14 -90.066 D14
S15 Infinity 0.30 1.51680 64.2
S16 Infinity 0.30
S17 Infinity 0.50 1.51680 64.2
S18 Infinity
비구면 계수
S4
k= 1.50762E+01
A= 1.99891E-05
B= 1.88710E-05
C= -4.93356E-07
D= 5.79296E-09
S5
k= -1.71473E+00
A= 1.43908E-03
B= -8.73554E-06
C= 3.25128E-06
D= -9.90370E-08
S8
k= -9.72646E-01
A= 2.85067E-04
B= -5.09863E-05
C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00
S9
k= 0.00000E+00
A= 3.75261E-04
B= -5.47427E-05
C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00
S13
k= 0.00000E+00
A= -9.41271E-04
B= 9.58343E-05
C= -7.29861E-06
D= 1.39391E-07
S14
k= 0.00000E+00
A= -1.59807E-03
B= 1.40543E-04
C= -1.01860E-05
D= 2.05191E-07
광각단 중간단 망원단
초점거리 5.76 14.80 38.02
FNo 3.56 4.68 5.87
2ω 69.56 30.25 12.01
L 34.49 36.65 44.00
가변거리
D3 0.90 7.07 15.10
D7 13.51 4.91 0.80
D12 5.51 7.57 13.59
D14 2.07 4.59 2.00
각 실시예의 구면 수차도에서, 종축은 FNo를 나타내고, C-line (656.3nm), d-line(587.6nm), g-line(435.8nm)에 대한 구면 수차를 나타낸다. 상면만곡에서 종축은 최대 상높이(IH)를 나타내고, 실선은 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature), 점선은 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)을 나타낸다. 왜곡수차도에서 종축은 최대 상높이(IH)를 나타낸다.
다음은, 상기 제1 내지 제3 실시예가 위에서 설명한 각 식의 조건을 만족시킴을 보여준 것이다.
제1실시예 제2실시예 제3실시예
nd1n 2.00069 2.00069 2.00178
nd1p 1.80420 1.80420 1.91082
vd1p-vd1n 21.00 21.00 15.93
D3t/Lt 0.334 0.335 0.343
｜ｆ２／ｆｗ｜ 1.346 1.342 1.337
f3/fw 1.588 1.574 1.548
T1/T3 1.119 1.139 1.187
Da/ft 0.296 0.295 0.290
ft/fw 6.693 6.719 6.601
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 고 줌배율을 가지고, 소형화를 실현한다. 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 CCD나 CMOS 등의 고체촬상소자를 사용하는 디지탈 스틸 카메라나 비디오 카메라, 휴대용 단말기 등의 결상 광학 장치에 적합하게 사용 가능하다. 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 광각화를 구현하여 피사체를 보다 넓은 범위에서 촬영할 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈를 가진 촬상 장치를 도시한 것이다. 상기 촬상 장치는 앞서 실시예에 따라 설명한 줌 렌즈(11)와 이 줌 렌즈(11)에 의해 결상된 광을 수광하는 이미징 센서(12)를 포함한다. 상기 촬상 장치는 상기 이미징 센서(12)로부터 광전 변환된 피사체 상에 대응되는 정보가 기록된 기록 수 단(13)과, 피사체상을 관찰하기 위한 파인더(finder)(14)를 포함한다. 그리고, 피사체 상이 표시되는 액정 디스플레이(15)가 구비될 수 있다. 도 7에 도시된 촬상 장치는 일 예일 뿐이며 여기에 한정되는 것은 아니고 카메라 이외에 다양한 광학 기기에 적용 가능하다. 이와 같이 본 발명의 줌 렌즈를 디지털 카메라 등의 촬상 장치에 적용함으로써 소형이면서 높은 줌 배율을 가지고 광각으로 피사체를 촬영할 수 있는 광학 기기를 실현한다.
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.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 중간단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 2은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 구성도이다.
도 4a는 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 4b는 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 중간단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 4c는 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 구성도이다.
도 6a는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 6b는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 중간단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 6c는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치를 나타낸 것이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 설명>
G1...제1렌즈군, G2...제2렌즈군
G3...제3렌즈군, G4...제4렌즈군

Claims (17)

  1. 물체측에서 상측으로 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군를 포함하고,
    광각단에서 망원단으로의 주밍시 상기 제1렌즈군, 상기 제2렌즈군, 상기 제3렌즈군, 및 상기 제4렌즈군이 이동하여, 상기 제1렌즈군과 상기 제2렌즈군의 간격이 증가하고 상기 제2렌즈군과 상기 제3렌즈군의 간격이 줄어들며, 상기 제3렌즈군과 제4렌즈군의 간격이 늘어나고, 상기 제1렌즈군이 부렌즈와 정렌즈를 포함하며, 다음 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    １.９＜ｎｄ１ｎ＜２.１
    １.７＜ｎｄ１ｐ＜２.１
    １５＜ｖｄ１ｐ－ｖｄ１ｎ　
    여기서, ｎｄ１ｎ은 제１렌즈군의　부렌즈의　ｄ선에　대한　굴절률을,　ｎｄ１ｐ는 제１렌즈군의　정렌즈의　ｄ선에　대한　굴절률을, ｖｄ１ｎ은 제１렌즈군의　부렌즈의　ｄ선에　대한　아베수를, ｖｄ１ｐ는 제１렌즈군의　정렌즈의　ｄ선에　대한　아베수를 각각 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    0.3<D3t/Lt<0.5
    여기서, D3t는 망원단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군의 광축 상에서의 공기 간격을, Lt는 망원단에서의 제1렌즈군의 가장 물체측 렌즈면에서 상면까지의 광축 상의 거리를 나타낸다.
  3. 제1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    ０．５＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２　
    ０．５＜ｆ３／ｆｗ＜３
    여기서, f2는 제2렌즈군의 초점거리를, f3은 제3렌즈군의 초점거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.
  4. 제1항에 있어서,
    다음의 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    0.8 < T1/T3 < 1.5
    여기서, T1은 광각단으로부터 망원단으로의 주밍시 제1렌즈군의 광축 방향으 로의 이동 거리를, T3은 광각단에서 망원단으로의 주밍시 제3렌즈군의 광축 방향으로의 이동 거리를 나타낸다.
  5. 제1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    0.2< Da/ft < 0.4
    여기서, Da는 제1렌즈군, 제2렌즈군, 제3렌즈군, 및 제4렌즈군의 광축상에서의 각 렌즈군의 두께의 총합을, ft는 망원단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1렌즈군의 부렌즈와 정렌즈가 접합 렌즈로 이루어진 줌 렌즈.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈군은 부렌즈와 정렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2렌즈군의 부렌즈는 양면 비구면을 가지는 줌 렌즈.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군은 정렌즈와, 정렌즈와 부렌즈의 접합 렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  10. 제9항에 있어서,
    제3렌즈군의 가장 물체측에 있는 정렌즈는 적어도 한 면의 비구면을 가지는 줌 렌즈.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4렌즈군은 정렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제4렌즈군은 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    5.0<ft/fw<10
    여기서, ft는 망원단에서의 초점거리, fw는 광각단에서의 초점거리를 나타낸다.
  14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제3렌즈군이 광축에 대해 수직 방향으로 이동함으로써 손 떨림 보정을 하는 줌 렌즈.
  15. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 줌 렌즈; 및
    상기 줌렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 센서;를 포함하는 촬상 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제2렌즈군은 부렌즈와 정렌즈를 포함하는 촬상 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 촬상 장치.
    <식>
    5.0<ft/fw<10
    여기서, ft는 망원단에서의 초점거리, fw는 광각단에서의 초점거리를 나타낸다.
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