KR20130013513A - 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치 - Google Patents

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KR20130013513A KR1020110075214A KR20110075214A KR20130013513A KR 20130013513 A KR20130013513 A KR 20130013513A KR 1020110075214 A KR1020110075214 A KR 1020110075214A KR 20110075214 A KR20110075214 A KR 20110075214A KR 20130013513 A KR20130013513 A KR 20130013513A
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Abstract

줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치가 개시된다.
개시된 줌 렌즈는 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을　포함하며, 상기 제1렌즈군이 가장 물체측에 양오목 1렌즈를 포함하고, 소형이고, 저가이며 고배율을 구현할 수 있다.

Description

줌 렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치{Zoom lens and photographing device having the same}
본 발명의 실시예는 소형이고, 높은 줌 배율을 가지며, 저렴한 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치에 관한 것이다.
최근 CCD 혹은 CMOS와 같은 이미징 소자를 구비한 디지털 카메라 혹은 디지털 캠코더와 같은 촬영 장치에 채용되는 줌 렌즈는 소형이면서 고배율의 광학계가　요구되고 있다. 하지만 고배율을 실현하기 위해서는 소형화를 이루기에 어려움이 있고, 소형화를 위해서 고굴절 비구면 렌즈를 사용하는 경우에는 제조 원가가 상승하게 된다. 이와 같이 소형화와, 높은 광학 성능 그리고 제조 비용을 같이 만족시키는 것에 어려움이 있다.
본 발명의 실시예들은 소형이고, 저렴하면서 고배율의 줌 렌즈를 제공한다.
본 발명의 실시예들은 소형이고, 저렴하면서 고배율의 줌 렌즈를 구비한 촬영 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈는, 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을　포함하며, 광각단에서 망원단으로 주밍 시에 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격은 감소하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격은 증가하며, 상기 제1렌즈군이 가장 물체측에 양오목의 제1렌즈를 포함하고, 다음 식을　만족할 수 있다.
<식>
4 ≤ ft/fw ≤ 7
G1/fw ≤ 0.8
여기서, fw는 광각단에서의 줌렌즈의 전체 초점거리를, ft는 망원단에서의 줌렌즈의 전체 초점거리를, G1은 제1렌즈군에서 광축 상의 물체측 정점과 상측 정점 사이의 거리를 나타낸다.
상기 제1렌즈군이 상기 제1렌즈의 상측에 제2렌즈를 더 포함하고, 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Figure pat00001
≤ 0.3
여기서, R1 -2는 제1렌즈군의 제1렌즈의 상측 면의 곡률반경을, R2 -1은 제1렌즈군의 제2렌즈의 물체측 면의 곡률반경을, fw는 광각단에서의 줌렌즈의 초점거리를 나타낸다.
상기 제1렌즈군이 상기 제1렌즈의 상측에 제2렌즈를 더 포함하고, 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
1.9 ≤ N2 ≤　2.2 　　　　　
여기서, N2 는 제1렌즈군의 제2렌즈의 굴절률을 나타낸다.
상기 제1렌즈가 구면 렌즈일 수 있다.
상기 제1렌즈가 구면 렌즈이고, 상기 제1렌즈군이 상기 제1렌즈의 상측에 구면인 제2렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 제2렌즈가 물체측으로 볼록한 메니스커스 렌즈일 수 있다.　
상기 제1렌즈가 1.8 이상의 굴절률과 34 이상의 아베수를 가질 수 있다.
상기 제2렌즈군이 가장 물체측에 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.
상기　제2렌즈군이 접합렌즈 1매를 포함할 수 있다.
상기 접합 렌즈는 정렌즈와 부렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제3렌즈군은 상측으로 볼록한 메니스커스 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 메니스커스 렌즈는 비구면 렌즈일 수 있다.
상기 메니스커스 렌즈는 플라스틱으로 형성될 수 있다.
상기 제2렌즈군의 물체측에 조리개가 구비될 수 있다.
상기 조리개는 주밍시 제2렌즈군과 같이 이동될 수 있다.
상기 제3렌즈군이 포커싱을 수행할 수 있다.
상기 줌렌즈는 소프트웨어로 왜곡을 보정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치는, 줌렌즈 및 상기 줌렌즈에 의해 결상된 상을 전기적 영상신호로 변환하는 이미징 소자를 포함하고, 상기 줌렌즈는,
물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을　포함하며, 광각단에서 망원단으로 주밍 시에 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격은 감소하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격은 증가하며, 상기 제1렌즈군이 가장 물체측에 양오목의 제1렌즈를 포함하고, 다음 식을　만족할 수 있다.
<식>
4 ≤ ft/fw ≤ 7
G1/fw ≤ 0.8
여기서, fw는 광각단에서의 줌렌즈의 전체 초점거리를, ft는 망원단에서의 줌렌즈의 전체 초점거리를, G1은 제1렌즈군에서 광축 상의 물체측 정점과 상측 정점 사이의 거리를 나타낸다.
본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈와 촬영 장치는 소형이고, 고배율을 가지면서 저렴하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈(111)를 도시한 것이다.
줌 렌즈(111)는 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(G1), 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(G2), 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군(G3)을 포함할 수 있다. 광각단에서 망원단으로 주밍시에 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2) 사이의 간격이 감소하고, 제2렌즈군(G2)과 제3렌즈군(G3) 사이의 간격이 증가할 수 있다. 상기 제3렌즈군(G3)은 주밍시 상면 이동 보정과 초점 위치 보정을 하여 포커싱을 수행할 수 있다.
상기 제1렌즈군(G1)은 제1렌즈(1)를 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈(1)는 양오목 렌즈일 수 있다. 또한, 상기 제1렌즈(1)는 구면 렌즈일 수 있다. 상기 제1렌즈(1)는 가장 물체측에 위치하는 것으로 줌렌즈의 나머지 렌즈들에 비해 외경이 크다. 외경이 큰 제1렌즈(1)를 구면 렌즈로 구성하여 제조 원가를 낮출 수 있다. 제1렌즈를 양오목 렌즈로 형성함으로써 제1렌즈군에 비구면 렌즈를 사용하지 않음으로 인해 커질 수 있는 왜곡 및 비점 수차를 보정할 수 있다. 제1렌즈(1)는 예를 들어, 1.8 이상의 굴절률과 34 이상의 아베수를 가지는 소재로 형성될 수 있다.
상기 제1렌즈(1)의 상측(I)에 제2렌즈(2)가 더 구비될 수 있다. 그리고, 상기 제2렌즈(2)는 예를 들어 메니스커스 렌즈일 수 있다. 메니스커스 렌즈는 물체측(O)으로 볼록한 렌즈일 수 있다. 제1렌즈군(G1)을 양오목 렌즈와 메니스커스 렌즈의 두 매로 구성함으로써 줌렌즈를 소형화할 수 있다. 상기 제2렌즈(2)는 구면 렌즈일 수 있다. 이와 같이 제1렌즈와 제2렌즈를 구면 렌즈로 형성함으로써 제조 단가를 낮출 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 소프트웨어에 의해 왜곡 및 색수차 보정을 할 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(1)와 제2렌즈(2)가 구면 렌즈로 구성될 때 렌즈에 의해 보정되지 못하는 왜곡 및 색수차를 소프트웨어에 의해 보정할 수 있다.
제2렌즈군(G2)은 가장 물체측(O)에 비구면의 제3렌즈(3)를 포함할 수 있다. 상기 제3렌즈(3)는 볼록 렌즈일 수 있다. 제3렌즈(3)를 비구면 렌즈로 형성함으로써 광각단과 망원단에서의 구면수차를 보정할 수 있다. 상기 제3렌즈(3) 다음에 제4렌즈(4)와 제5렌즈(5)가 배치될 수 있다. 상기 제4렌즈(4)와 제5렌즈(5)는 접합 렌즈로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 접합 렌즈는 정렌즈와 부렌즈를 포함하여 주밍시 발생하는 배율 색수차를 감소시킬 수 있다. 또한, 제2렌즈군(G2)이 접합 렌즈를 포함하여 제2렌즈군의 전체 두께 합을 최소화할 수 있다. 상기 제2렌즈군(G2)의 가장 물체측(O)에 조리개(ST)가 구비될 수 있다. 조리개(ST)는 예를 들어 제3렌즈(3)의 물체측(O) 면에 구비될 수 있다. 상기 조리개(ST)는 주밍시 제2렌즈군(G2)과 같이 이동될 수 있다. 조리개(ST)를 주밍시 크기가 변하지 않는 고정 조리개로 구성할 수 있다. 예를 들어, 조리개(ST)는 망원단에서 Fno가 대략 6.5로 커지고, 광각단에서는 Fno가 대략 2.6으로 작아지도록 설계될 수 있다.
상기 제3렌즈군(G3)은 제6렌즈(6)를 포함할 수 있다. 상기 제6렌즈(6)는 상측(I)으로 볼록한 메니스커스 렌즈일 수 있다. 그리고, 상기 제6렌즈(6)는 비구면렌즈일 수 있다. 제6렌즈(6)는 비구면으로 형성되는 대신 플라스틱으로 형성함으로써 제조 원가를 절감할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6렌즈(6)를 굴절률 1.55 이하의 플라스틱 비구면 렌즈로 형성으로써 상면(IM)에 입사하는 광선의 입사각이 커지지 않게 하면서 물체 거리 변화에 따른 주변부의 만곡 수차의 변화가 최소가 되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음의 줌 배율을 가질 수 있다.
[수학식 1]
4 ≤ ft/fw ≤ 7
여기서, fw는 광각단에서의 줌렌즈의 전체 초점거리를, ft는 망원단에서의 줌렌즈의 전체 초점거리를 나타낸다. 수학식 1은 망원단에서의 줌 렌즈의 초점거리를 광각단에서의 초점거리로 나눈 것으로, 줌배율을 나타낸다. 부,정,정 타입의 줌렌즈에서 4배 이상의 줌 배율을 확보할 수 있다. 하지만, 줌 배율이 상한치인 7을 초과할 경우 망원단에서의 색수차로 인해 광학 성능 확보가 어려우며, 주밍시 각 렌즈군의 이동량이 크게 증가하여 기구적으로 소형의 경통 구성이 어려워진다.
또한, 제1렌즈군(G1)은 다음을 만족하도록 형성될 수 있다.
[수학식 2]
G1/fw ≤ 0.8
여기서, G1은 제1렌즈군에서 광축 상의 물체측 정점과 상측 정점 사이의 거리를 나타낸다. 수학식 2는 제1렌즈군(G1)에서 광축 상의 물체측(O) 정점과 상측(I) 정점의 거리에 대한 광각단의 초점거리의 비를 나타낸 것이며, 수학식 2의 범위를 벗어날 경우 초점거리 대비 제1렌즈군의 두께가 커져 소형의 줌 렌즈의 구성이 어려워진다. 수학식 2를 만족함으로써, 제1렌즈군의 광축 상에서 물체측 정점과 상측 정점의 거리를 줌배율 대비 작게 구성함으로써 줌렌즈를 소형화할 수 있다.
제1렌즈군(G1)의 제1렌즈(1)와 제2렌즈(2)는 다음을 만족하도록 구성될 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00002
≤ 0.3
여기서, R1 -2는 제1렌즈군(G1)의 제1렌즈(1)의 상측(I) 면의 곡률반경을, R2 -1은 제1렌즈군(G1)의 제2렌즈(2)의 물체측(O) 면의 곡률반경을, fw는 광각단에서의 줌렌즈의 초점거리를 나타낸다.
수학식 3은 제1렌즈군(G1)에서 제1렌즈의 상측 면 곡률반경과 제2렌즈의 물체측 면 곡률 반경의 차에 대한 초점 거리의 비로 나타낸 것이다. 수학식 3을 만족하면, 제1렌즈군 내의 렌즈 간격을 최소화 할 수 있어 줌 렌즈를 소형화할 수 있다.
한편, 제1렌즈군의 제2렌즈(2)는 다음을 만족할 수 있다.
[수학식 4]
1.9 ≤ N2 ≤　2.2 　　　　　
여기서, N2 는 제1렌즈군의 제2렌즈의 굴절률을 나타낸다. 굴절률은 예를 들어, d-line(587.56nm)에서의 굴절률일 수 있다. 수학식 4를 만족하는 제2렌즈를 사용함으로써 줌렌즈를 소형화하고 색수차를 보정할 수 있다.
제1렌즈군의 제1렌즈(1)는 예를 들어, 굴절률 1.8이상, 아베수 34이상의 소재를 사용할 수 있다. 또한, 제2렌즈(2)는 예를 들어 1.9이상 2.2 이하의 굴절률, 19이하의 아베수를 가지는 소재를 사용함으로써, 망원단에서의 색수차 보정을 용이하게 할 수 있다. 또한, 제1렌즈군에서 고굴절 소재의 사용으로 광각단에서 망원단으로 주밍시 각 렌즈군의 이동량을 최소화할 수 있고, 기구 구성상 좀 더 소형의 경통을 설계할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 나오는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈의 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.
[수학식 5]
Figure pat00003
본 발명에서는 구체적으로 다음과 같이 다양한 설계에 따른 실시예를 통해 줌 렌즈의 소형화와 저가화를 구현할 수 있다.
이하, f는 줌 렌즈의 초점거리를, Fno는 F 넘버를, 2ω는 화각을, R은 곡률 반경을, Dn은 렌즈의 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, Nd는 굴절률을, Vd는 아베수를 각각 나타낸다. 또한, ST는 조리개를 나타내며, D1, D2, D3,D4는 가변 거리를 나타내며, ASP는 비구면을 나타낸다. 그리고, 각 실시예를 도시한 도면에서 각 렌즈군을 구성하는 렌즈들에 대해서는 동일한 번호를 부기하여 나타내었다. 각 실시예에서 거리 단위는 mm이다. 미설명 부호 7과 8은 필터 또는 커버글라스를 나타낼 수 있다.
<제1 실시예>
도 1은 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단, 망원단을 각각 도시한 것이며, 다음은 제1 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
f ; 4.85　~ 10.65　~ 22.93　　　　Fno ; 2.69　~ 3.96　~ 6.57　　　　　2ω　; 77.26　~ 39.98　~ 19.18
　　　　 R 　　　　　Dn 　　　　　Nd 　　　　　Vd
　　OBJ: 　INFINITY 　　　　INFINITY
　　　S1: -114.85885 　　　　0.500000 　1.883000 40.8054
　　　S2: 8.49754 　　　1.786225
　　　S3: 9.40801 　　　1.411097 　　　　1.945945 17.9843
　　　S4: 　13.90218 　　　　　D1
SR(ST): 　　5.59116 　　　1.392546 　1.606020 　57.4000
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　-0.280658
A 　:0.132724E-03 　　B 　:0.104219E-04 　　C 　:-0.207302E-05 　　D 　:-0.163953E-06
　　　S6: 　-41.65499 　　　0.100000
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　0.000000
A 　:0.452581E-03 　　B 　:-0.973734E-05 　　C 　:0.000000E+00 　　D 　:0.000000E+00
　　　　S7: 　　8.41967 　　　　　　1.400669 　　　1.883000 　　40.8054
　　　　S8: 　-7.76995 　　　0.648127 　　　1.698950 　　　30.0505
　　　　S9: 　3.43814 　　　　D2
　　　S10: 　-33.63558 　　1.761336 　　1.531200　 　　　　56.5100
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　0.000000
　A 　:-0.849433E-04 　　B 　:0.827199E-05 　　C 　:-0.773515E-06 　　D 　:0.251769E-07
　　　S11: 　-7.32618 　　　　　　D3
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　0.000000
　 A 　:0.538997E-03 　　B 　:-0.184713E-04 　　C 　:0.228526E-06 　　D 　:0.380820E-08
　　　　S12: 　　INFINITY 　 　0.300000 　　1.516798 　64.1983
　　　S13: 　INFINITY 　　0.300000
　　　S14: 　　INFINITY 　　0.500000 1.516798 64.1983
　　　S15: 　INFINITY 　0.535770
　　 IM: 　INFINITY
　다음은 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.
　가변거리 광각단 중간단 망원단
D1 17.216 5.911 0.61
D2 4.1504 10.0511 21.0415
D3 2.9845 2.4108 1.90
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단과 망원단에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 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 줌 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제2 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
f ; 5.61　~ 11.77　~ 23.54　　　　Fno ; 2.99　~ 4.30　~ 6.86　　　　　2ω　; 69.31　~ 36.44　~ 18.69
　 　　　　　　　 R 　　　　　　　Dn 　　　　　　Nd 　　　Vd
　　OBJ: 　INFINITY 　　　INFINITY
　　　S1: 　-33.53474 　　0.500000 　1.859893 　42.2806
　　　S2: 　　9.64318 　　1.553563
　　　S3: 　　11.16656 　　1.369578 　1.945945 　17.9843
　　　S4: 　　20.04491 　　　　D1
S5(ST): 　　6.12608 　　1.330410 　　1.627399 　　60.8824
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　-0.380267
　　　　　　　　　　　　A 　:0.643689E-04 　　B 　:-0.461566E-05 　　C 　:-0.864873E-06 　　D 　:-0.109943E-07
　　　S6: 　-49.85276 　　　　0.100000
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　0.000000
　　　　　　　　　　　A 　:0.573911E-03 　　B 　:0.521148E-05 　　C 　:0.000000E+00 　　D 　:0.000000E+00
　　　S7: 　9.59653 　　1.456535 　　　1.883000 　　40.8054
　　　S8: 　-5.79506 　　0.586656 　　　1.691256 　　　31.0410
　　　S9: 3.77185 　　　　　D2
　　S10: -61.25530 　　2.103257 　　1.531200 　　56.5100
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　　0.000000
　　　　　　　　　　A 　:0-.326397E-03 　　B 　:-0.469253E-05 　　C 　:-0.828253E-06 　　D 　:0.263782E-07
　　　S11: 　-9.13551 　　　　D3
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　　0.000000
　　　　　　　　　　　　A 　:0.688241E-04 　　B 　:-0.258255E-04 　　C 　:-0.110079E-07 　　D 　:0.131605E-07
　　S12: 　INFINITY 　　　0.300000 　　　1.516798 　　　　　64.1983
　　S13: 　INFINITY 　　　0.300000
　　S14: 　INFINITY 　　0.500000 　　　1.516798 　　64.1983
　　S15: 　INFINITY 　　0.500000
　　 IM: 　INFINITY
　다음은 제2 실시예에 따른 줌 렌즈의 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.
　가변거리 광각단 중간단 망원단
D1 16.091 5.5791 0.61
D2 5.6692 11.5875 21.8725
D3 2.6608 2.1839 1.9
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단과 망원단에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.
<제3 실시예>
도 5는 제3 실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이며 다음은 제3 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
f ; 4.40　~ 11.44　~ 29.93　　　　Fno ; 2.17　~ 3.62　~ 6.86　　　　　2ω　; 82.74　~ 37.42　~ 14.76
　　　　　　　 R 　　　　　　Dn 　　　　　　　　Nd 　　　　　　　Vd
　　OBJ: 　INFINITY 　　　INFINITY
　　　S1: 　-117.86222 0.500000 　1.891179 34.7273
　　　S2: 　8.83858 　1.245064
　　　S3: 　9.30784 　1.617056 　2.1022 　17.100
　　　S4: 　13.22762 　　　D1
SR(ST): 　　4.67814 　1.754244 　1.691263 　55.8848
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　-0.035524
A 　:0.338919E-03 　　B 　:0.434412E-06 　　C 　:-0.811566E-07 　　D 　:0.335610E-07
　　 S6: 　-31.34811 　　0.100000
　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　0.000000
　　　　　　　A 　:0.393331E-03 　　B 　:-0.365773E-05 　　C 　:0.000000E+00 　　D 　:0.000000E+00
　　S7: 　7.10330 　　0.754941 　1.945945 　17.9843
　　　S8: 　4.12771 　　1.063344 　1.569049 　67.5910
　　　S9: 　3.02170 　　　　　D2
　S10: 　　　　-21.55241 　　1.914178 　1.531200 　56.5100
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　0.000000
A 　:0.468954E-04 　　B 　:-.466709E-05 　　C 　:-.167162E-06 　　D 　:0.123267E-06
　　　S11: 　　-5.89667 　　　　　　D3
　　　　　　ASP:
　　　　　　K 　: 　　0.000000
　 　　　　　　A 　:0.673924E-03 　　B 　:0.101178E-03 　　C 　:-0.135063E-04 　　D 　:0.521134E-06
　　S12: 　INFINITY 　　0.300000 　　1.516798 　　64.1983
　　S13: 　INFINITY 　　0.300000
　　S14: 　INFINITY 　　0.500000 　1.516798 　64.1983
　 S15: 　INFINITY 　　0.500000
　　IM: 　　　　　　　INFINITY
다음은 제3 실시예에 따른 줌 렌즈의 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.
　가변거리 광각단 중간단 망원단
D1 21.6662 7.5966 0.61
D2 3.0468 10.3646 24.9062
D3 2.7673 1.2426 1.9
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단과 망원단에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.
다음은, 상기 제1 내지 제3 실시예가 각각 상기 수학식 1 내지 4의 조건을 만족시킴을 보여준 것이다.
수학식 제1실시예 제2실시예 제3실시예
수학식 1 4.73 4.2 6.8
수학식 2 0.7629 0.6096 0.7641
수학식 3 0.18773 0.17155 0.10665
수학식 4 1.945945 1.945945 2.1022
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 고 줌배율을 가지고, 소형화 및 저비용을 구현 할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 CCD나 CMOS 등의 고체촬상 소자를 사용하는 디지털 스틸 카메라, 일안리플렉스 카메라, 비디오 카메라, 휴대용 단말기 등의 촬영 장치에 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈(111)를 구비한 촬영 장치(100)를 도시한 것이다. 촬영 장치는 앞서 실시예에 따라 설명한 줌 렌즈(111)와, 상기 줌 렌즈(111)에 의해 집속된 광을 전기적 영상 신호로 변환하는 이미징 소자(112)를 포함한다. 상기 촬영 장치(100)는 상기 이미징 소자(112)로부터 광전 변환된 피사체 상에 대응되는 정보가 기록되는 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 7에 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 소형이면서 저가이고 고배율의 광학 기기를 제공할 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, D1,D2,D3,D4...가변 거리

Claims (18)

  1. 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을　포함하며, 광각단에서 망원단으로 주밍 시에 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격은 감소하고, 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격은 증가하며, 상기 제1렌즈군이 가장 물체측에 양오목의 제1렌즈를 포함하고, 다음 식을　만족하는 줌렌즈.
    <식>
    4 ≤ ft/fw ≤ 7
    G1/fw ≤ 0.8
    여기서, fw는 광각단에서의 줌렌즈의 전체 초점거리를, ft는 망원단에서의 줌렌즈의 전체 초점거리를, G1은 제1렌즈군에서 광축 상의 물체측 정점과 상측 정점 사이의 거리를 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,　
    상기 제1렌즈군이 상기 제1렌즈의 상측에 제2렌즈를 더 포함하고, 다음 식을 만족하는 줌렌즈.
    <식>
    Figure pat00004
    ≤ 0.3
    여기서, R1 -2는 제1렌즈군의 제1렌즈의 상측 면의 곡률반경을, R2 -1은 제1렌즈군의 제2렌즈의 물체측 면의 곡률반경을, fw는 광각단에서의 줌렌즈의 초점거리를 나타낸다.
  3. 제1항에 있어서,　
    상기 제1렌즈군이 상기 제1렌즈의 상측에 제2렌즈를 더 포함하고, 다음 식을 만족하는 줌렌즈.
    <식>
    1.9 ≤ N2 ≤　2.2 　　　　　
    여기서, N2 는 제1렌즈군의 제2렌즈의 굴절률을 나타낸다.
  4. 제1항에 있어서,　
    상기 제1렌즈가 구면 렌즈인 줌렌즈.
  5. 제1항에 있어서,　
    상기 제1렌즈가 구면 렌즈이고, 상기 제1렌즈군이 상기 제1렌즈의 상측에 구면인 제2렌즈를 더 포함하는 줌렌즈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2렌즈가 물체측으로 볼록한 메니스커스 렌즈인 줌렌즈.　
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1렌즈가 1.8 이상의 굴절률과 34 이상의 아베수를 가지는 줌렌즈.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈군이 가장 물체측에 비구면 렌즈를 포함하는 줌렌즈.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기　제2렌즈군이 접합렌즈 1매를 포함하는 줌렌즈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접합 렌즈는 정렌즈와 부렌즈를 포함하는 줌렌즈.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군은 상측으로 볼록한 메니스커스 렌즈를 포함하는 줌렌즈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 메니스커스 렌즈는 비구면 렌즈인　줌렌즈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 메니스커스 렌즈는 플라스틱으로 형성된 줌렌즈.
  14. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈군의 물체측에 조리개가 구비된 줌렌즈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 조리개는 주밍시 제2렌즈군과 같이 이동되는 줌렌즈.
  16. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군이 포커싱을 수행하는 줌렌즈.
  17. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 줌렌즈는 소프트웨어로 왜곡을 보정하는 줌렌즈.
  18. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 줌렌즈; 및
    상기 줌렌즈에 의해 결상된 상을 전기적 영상신호로 변환하는 이미징 소자;를 포함하는 촬영 장치.
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