KR20130103123A - 어안 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치 - Google Patents

어안 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치 Download PDF

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Abstract

어안 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치가 개시된다.
개시된 어안 렌즈계는, 물체측으로부터　순서로 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과, 조리개, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군을 포함하고, 상기 제1렌즈군은 물체측으로부터 순서로 부의 굴절력을 가지는 제1-A렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제1-B렌즈군과, 적어도 1매 이상의 정의 렌즈를 포함하는 제1-C렌즈군을 포함하고, 상기 제1-B렌즈군이 이동하여 포커싱을 수행한다.

Description

어안 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치{Fish eye lens system and photographing apparatus having the same}
본 발명의 실시예들은 어안 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 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. 카메라에 대한 보급이 증가하면서 망원 렌즈나 광각 렌즈와 같은 단초점 렌즈(single focus lens)에 대한 수요도 증가하고 있다. 또한, 화각이 180° 정도로 매우 큰 어안렌즈가 최근 고급 카메라 사용자들 사이에서 예술적인 표현을 얻기 위한 수단으로 널리 사용되고 있다.
최근의 사진촬영용 어안렌즈는 디지털 카메라의 고화소화에 어울리는 우수한 해상력을 가져야 함과 동시에 휴대가 용이하기 위하여 컴팩트한 크기를 가져야 한다.
또한, 디지털카메라 사용자는 빠른 오토포커싱(Auto Focusing)에 대한 요구와 함께 동영상의 기능도 중요하게 생각할 수 있다. 이에 따라 빠르고, 동영상에서의 포커싱이 용이하도록 포커싱 렌즈군의 중량을 가볍게 할 필요가 있다.
본 발명의 실시예는 빠르게 포커싱을 할 수 있는 소형의 어안 렌즈계를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 어안 렌즈계는, 물체측으로부터　순서로 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과, 조리개, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군을 포함하고,
상기 제1렌즈군은 물체측으로부터 순서로 부의 굴절력을 가지는 제1-A렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제1-B렌즈군과, 적어도 1매 이상의 정의 렌즈를 포함하는 제1-C렌즈군을 포함하고, 상기 제1-B렌즈군이 이동하여 포커싱을 수행한다.　
상기 제1-A렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 렌즈 1매로 구성될 수 있다.
상기 제1-A 렌즈군은 하기 식을 만족할 수 있다.
<식>
　
Figure pat00001
　　
Figure pat00002
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
여기서, YImage는 물체거리가 무한대일 때, 화각이 180˚인 주광선의 촬상면에서의 높이를, YG1은 물체거리가 무한대일 때, 화각이 180˚인 주광선의 제1-A렌즈군의 물체측　첫 번째 렌즈면에서의 높이를, f1 -A　는 상기 제1-A렌즈군의 초점거리를, L은 제1-A렌즈군의 물체측　첫 번째 렌즈면에서 상면까지의 거리를 나타낸다.
상기 제1-B렌즈군은 하기 식을 만족할 수 있다.
<식>　
Figure pat00003
　　여기서, mB　는 화각이 180˚ 일 때 상기 제1-B렌즈군의 합성 배율을, mR　은 상기 제1-C렌즈군으로부터 제2렌즈군까지의 합성 배율을 나타낸다.
상기 제1-B렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 렌즈 1매로 구성될 수 있다.　
상기 제2렌즈군이 적어도 1매 이상의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 어안 렌즈계가 광각단에서 망원단으로 변배시 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 좁아질 수 있다.
상기 어안 렌즈계가 변배시, 상기 제1-A렌즈군, 제1-B렌즈군, 제1-C렌즈군이 같이 움직일 수 있다.
상기 어안 렌즈계가 변배시, 상기 제1-A렌즈군과 제1-C렌즈군이 같이 움직이고, 상기 제1-B 렌즈군이 독립적으로 움직일 수 있다.
상기 제1-A렌즈군은 물체측으로 볼록면을 갖는 메니스커스형이고, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제1-B렌즈군은 물체측으로 볼록면을 갖는 메니스커스형이고, 부의 굴절력을 가지는 2렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제1-B렌즈군은 양오목이고, 부의 굴절력을 가지는 2렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제1-C렌즈군은 정의 굴절력의 렌즈와 부의 굴절력의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제1-C렌즈군은 정-부의 접합 렌즈를 포함할 수 있다.
제 2 렌즈군은 정-부의 접합 렌즈 또는 부-정의 접합렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치는, 어안 렌즈계 및 상기 어안 렌즈계에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자;를 포함하고,
상기 어안 렌즈계는, 물체측으로부터　순서로 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과, 조리개, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군을 포함하고,
상기 제1렌즈군은 물체측으로부터 순서로 부의 굴절력을 가지는 제1-A렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제1-B렌즈군과, 적어도 1매 이상의 정의 렌즈를 포함하는 제1-C렌즈군을 포함하고, 상기 제1-B렌즈군이 이동하여 포커싱을 수행한다.　
본 발명의 실시예에 따른 어안 렌즈계는 빠르게 포커싱을 할 수 있고, 소형이다. 또한, 물체거리에 따른 광학성능의 변화가 없고, 근거리에서 렌즈의 유효경이 커지는 문제점이 없이, 전체 물체거리에서 상면만곡이 잘 보정되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 어안 렌즈계를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 어안 렌즈계의 포커싱 동작을 보인 것이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 어안 렌즈계의 수차도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 어안 렌즈계를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 제2실시예에 따른 어안 렌즈계의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 어안 렌즈계를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 7a 내지 7c는 본 발명의 제3실시예에 따른 어안 렌즈계의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 어안 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어안 렌즈계(100)를 도시한 것이다.
어안 렌즈계(100)는 물체측(O)으로부터　순서로 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(G1)과, 조리개(ST), 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(G2)을 포함할 수 있다.
상기 제1렌즈군(G1)은 물체측(O)으로부터 순서로 부의 굴절력을 가지는 제1-A렌즈군(G1-A)과, 부의 굴절력을 가지는 제1-B렌즈군(G1-B)과, 적어도 1매 이상의 정의 렌즈를 포함하는 제1-C렌즈군(G1-C)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1-B렌즈군(G1-B)이 이동하여 포커싱을 수행할 수 있다. 포커싱을 수행하는 렌즈군을 소형화함으로써 포커싱을 신속하게 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1-B렌즈군(G1-B)은 한 매의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1-B렌즈군(G1-B)은 부의 굴절력을 가지는 렌즈 1매로 구성될 수 있다. 이와 같이, 물체거리 변화에 따른 상면을 보정하기 위한 포커싱 시에 움직이는 렌즈군이 적은 매수로 구성되어 빠른 포커싱을 행할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어안 렌즈계의 포커싱 동작을 보인 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 어안 렌즈계는 대략 180˚근방의 초광각을 가질 수 있다.
도 1에 도시된 제1 실시예의 어안 렌즈계에서는, 상기 제1-A렌즈군(G1-A)이 물체측(O)으로 볼록면을 갖는 메니스커스형이고, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈(1)를 포함할 수 있다. 상기 제1-B렌즈군(G1-B)은 물체측(O)으로 볼록면을 갖는 메니스커스형이고, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈(2)를 포함할 수 있다. 제1-B렌즈군(G1-B)에 의해 포커싱이 수행될 수 있다. 상기 제1-C렌즈군(G1-C)은 정의 굴절력의 제3렌즈(3)와 부의 굴절력의 제4렌즈(4)를 포함할 수 있다. 상기 제3렌즈(3)와 제4렌즈(4)는 접합 렌즈로 형성될 수 있다.
상기 제2렌즈군(G2)은 복수개의 정의 굴절력의 렌즈와 부의 굴절력의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈군(G2)은 정의 굴절력의 제5렌즈(5), 부의 굴절력의 제6렌즈(6) 및 정의 굴절력의 제7렌즈(7)를 포함할 수 있다. 상기 제6렌즈와 제7렌즈는 접합 렌즈로 형성될 수 있다. 제2렌즈군(G2)은 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 제2 실시예의 어안 렌즈계(100A)에서는,　제1-A렌즈군(G1-A)은 물체측으로 볼록면을 갖는 메니스커스형이고, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈(11)를 포함하고, 제1-B렌즈군(G1-B)은 양오목이고 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈(12)를 포함할 수 있다. 상기 제1-C렌즈군(G1-C)은 정의 굴절력의 렌즈(13)와 부의 굴절력의 렌즈(14)를 포함할 수 있다.
상기 제2렌즈군(G2)은 예를 들어, 5매의 렌즈를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2실시예에서는 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2)을 이동하여 변배를 수행할 수 있다. 광각단에서 망원단으로의 변배시, 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2) 사이의 간격이 감소될 수 있다. 변배시, 제1-A렌즈군, 제1-B렌즈군, 제1-C렌즈군이 상면을 기준으로 같이 움직일 수 있다.
도 6을 참조하면, 제3 실시예에 따른 어안 렌즈계(100B)는 물체측(O)으로부터 순서로 부의 굴절력을 가지는 제1-A렌즈군(G1-A)과, 부의 굴절력을 가지는 제1-B렌즈군(G1-B)과, 적어도 1매 이상의 정의 렌즈를 포함하는 제1-C렌즈군(G1-C)을 포함할 수 있다.
상기 제1-A렌즈군(G1-A)은 물체측으로 볼록면을 갖는 메니스커스형이고, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈(21)를 포함하고, 상기 제1-B렌즈군(G1-B)은 물체측으로 볼록면을 갖는 메니스커스형이고, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈(22)를 포함할 수 있다.
상기 제1-C렌즈군(G1-C)은 한 매의 정의 굴절력의 렌즈와 복수의 부의 굴절력의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1-C 렌즈군(G1-C)은 부의 굴절력을 가지는 렌즈(23), 정의 굴절력을 가지는 렌즈(24) 및 부의 굴절력을 가지는 렌즈(25)를 포함할 수 있다. 제1-C 렌즈군(G1-C)은 정렌즈와 부렌즈로 구성된 접합 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2렌즈군(G2)은 5매의 렌즈를 포함하고, 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다.
　제3실시예에서는　제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2)간의 간격이 변화하며 변배를 실시할 수 있다. 변배시, 제1-A렌즈군, 제1-B렌즈군, 제1-C렌즈군이 상면을 기준으로 같이 움직일 수 있다. 또는, 변배시 제1-A렌즈군과 제1-C렌즈군이 같이 움직이고, 제1-B군이 이와 독립적으로 움직일 수 있으며, 그럼으로써 변배 시의 광학 성능을 일정하게 유지할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 제1-A렌즈군(G1-A)은 부의 굴절력을 가지는 렌즈 1매로 구성될 수 있으며, 하기 식을 만족할 수 있다.
Figure pat00004
<식 1>
Figure pat00005
　　　 　<식 2>　　　　　　
여기서, YImage는 물체거리가 무한대일 때, 화각이 180˚인 주광선의 촬상면에서의 높이를, YG1은 물체거리가 무한대일 때, 화각이 180˚인 주광선의 제1-A렌즈군의 물체측　첫 번째 렌즈면에서의 높이를, f1 -A　는 상기 제1-A렌즈군의 초점거리를, L은 제1-A렌즈군의 물체측　첫 번째 렌즈면에서 상면까지의 거리를 나타낸다. 좀더 구체적으로, L은 단초점 렌즈인 경우 제1-A렌즈군의 물체측　첫 번째 렌즈면에서 상면까지의 거리를, 줌렌즈인 경우 화각이 180˚ 일 때 제1-A렌즈군의 물체측　첫 번째 렌즈면에서 상면까지의 거리를 나타낸다. 식 1은 어안 렌즈계의 크기와 관련된 것으로, 화각이 180˚일 때 상면에서 상고와 제1-A렌즈군의 물체측 첫 번째 렌즈면에서의 광선 높이의 비를 정의한다. YImage는 화각이 180˚인 주광선이 촬상면에 결상되는 상면에서의 높이이고, YG1은 이러한 주광선이 제1-A렌즈군의 물체측 첫 번째 면을 지날 때의 높이이다. 배율이 -이기 때문에 YG1은 절대값을 취하였다.
Figure pat00006
이 식 1의 상한치를 초과하면 렌즈계의 첫 번째 렌즈의 크기가 커져 소형화가 어려워지고, 반대로 하한치를 초과하면 제1렌즈군의 굴절력이 너무 작아져 어안렌즈를 구현하는데 필요한 비대칭성을 확보하기 어렵게 된다.
식 2는 렌즈계의 크기에 대한 제1-A렌즈군의 굴절력의 최적 조건을 정의한다.
Figure pat00007
이 식 2의 상한치를 초과하면 제1렌즈의 굴절력이 너무 작아 어안렌즈에 필요한 비대칭성이 너무 작게 되어 안정적인 광학 성능을 구현하는 것이 어렵고, 렌즈 교환식 카메라에 필요한 후초점거리를 충분히 확보하기 어려워진다.
Figure pat00008
이 식 2의 하한치를 초과하면 제1렌즈의 굴절력이 너무 커지게 되어 소형의 렌즈계를 구현하기 어렵다.
한편, 제1-B렌즈군은 하기 식을 만족할 수 있다.
Figure pat00009
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 <식 3>　　
여기서, mB　는 화각이 180˚ 일 때 상기 제1-B렌즈군의 합성 배율을, mR　은 상기 제1-C렌즈군으로부터 제2렌즈군까지의 합성 배율을 나타낸다.
화각이 180˚인 어안렌즈에 있어서 물체거리가 무한대에서 근거리로 변화함에 따라 상면만곡이 (-) 방향으로 크게 발생할 수 있다. 또한, 상기 제1-B렌즈군과 제1-C렌즈군 사이의 공기 간격은 상면만곡에 매우 큰 영향을 미친다. 제1-B렌즈군과 제1-C 렌즈군의 간격을 크게 하면 상면만곡이 (+) 방향으로 크게 발생할 수 있다. 이러한 효과를 이용하면, 제1-B렌즈군에 의해 포커싱할 때 효과적인 상면만곡의 보정을 할 수 있어 물체거리 전영역에서 우수한 광학 성능을 확보할 수 있다. 식 3은 제1-B렌즈군의 이동량에 따른 상면 보정 배율을 나타낸다.　
Figure pat00010
이 식 3의 상한치를 초과하면 포커싱의 정확성을 확보하는 것이 어려워지며, 하한치를 하회하면 물체거리 변화에 따른 포커싱 렌즈군의 이동량이 너무 커져 컴팩트한 렌즈계를 구성하기 어려워지고, 촬영이 가능한 최소 물체거리가 길어질 수 있다.
한편,　적은 매수로 어안 렌즈계를 구현하기 위하여 비구면 렌즈를 도입함으로써 여러 수차를 억제하여 안정적인 광학 성능을 확보할 수 있다. 예를 들어, 조리개 이후의 제2렌즈군에 비구면 렌즈를 사용할 때 초광각 렌즈에서 문제가 되는 비점수차를 효과적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 어안 렌즈계에 사용되는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.
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.
Figure pat00011
<식 4>
본 발명에서는 다음과 같이 다양한 설계에 따른 실시예를 통해 어안 렌즈계를 구현한다. 이하에서, EFL은 전체 초점거리로서, mm 단위를 사용하며, F no는 F 넘버를 나타내고, 2w는 화각으로 degree의 단위를 사용하며, *는 비구면을 나타낸다. 각 실시예를 도시한 도면에서 가장 상측(I)에는 적어도 하나의 필터(F)가 구비될 수 있다. 필터는 예를 들어, Lowpass Filter, IR-Cut Filter, 커버 글라스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 필터 없이 렌즈계를 구성하는 것도 가능하다. 도면에서 IMG는 상면을 나타낸다.
<제1 실시예>
도 1은 제1 실시예에 따른 어안 렌즈계(100)를 도시한 것이며, 다음은 제1 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 상기 어안 렌즈계(100)는 단초점 렌즈계의 예를 도시한 것이다.
EFL : 　10.33mm 　　　Fno : 　3.64 　　　2w : 180°
　
　　렌즈면 　　　　　곡률반경(R) 　　　두께(Dn) 　　　　　　　굴절률 　　　　　아베수
　　　　　S0 　　　　　　　　INFINTY 　　　　D0
　　　　　S1 　　　　　　　　31.231 　　　　　　1.00 　　　　　1.61800 　　　　63.4
　　　　　S2 　　　　　　　　　8.000 　　　　　　D1
　　　　　S3 　　　　　　　　15.601 　　　　　　0.60 　　　　　1.72916 　　　　54.7
　　　　　S4 　　　　　　　　　5.896 　　　　　　D2
　　　　　S5 　　　　　　　　11.044 　　　　　　3.36 　　　　　1.67270 　　　　32.2
　　　　　S6 　　　　　　　　-6.559 　　　　　　0.70 　　　　　1.80450 　　　　39.6
　　　　　S7 　　　　　　　　37.781 　　　　　　2.00
　　　 ST 　　　　　　　Infinity 　　　　　2.00
　　　　　S9 　　　　　　　　54.473 　　　　　　3.50 　　　　　1.58913 　　　　61.1
　　　　S10* 　　　　　　　-8.703 　　　　　　1.21
　　　　ASP
　　　　K : 　　　　　　0.000000
　　　　A : 　8.556577e-005 　　B : 　1.478136e-006 　　C : 　0.000000e+000 　　D : 　0.000000e+000
　　　　S11 　　　　　　-107.312 　　　　　　3.50 　　　　　1.59349 　　　　67.0
　　　　S12 　　　　　　　　-7.600 　　　　　　1.40 　　　　　1.84666 　　　　23.8
　　　　S13 　　　　　　　-15.743 　　　　　　21.76
　　　　S14 　　　　　　Infinity 　　　　　　2.00 　　　　　1.51680 　　　　64.2
　　　　S15 　　　　　　　Infinity 　　　　　　0.50
　　　　IMG
　다음은 포커싱시 가변 거리에 대한 데이터이다.
　가변거리 무한거리 지근거리
D0 INFINITY 50
D1 4.6 3.80
D2 2.07 2.86
　
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 어안 렌즈계의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다. 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여준다.
<제2 실시예>
도 4는 제2 실시예에 따른 어안 렌즈계(100A)를 도시한 것이며, 다음은 제2 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
　f ; 10.61 ~ 15.00 ~ 19.13mm　　　　　　　Fno ; 4.4 ~ 　5.0 ~ 5.54　　　2ω　; 180°~ 116°~ 88°
　　렌즈면 　　　　　　　곡률반경(R) 　　　　두께(Dn) 　　　　　굴절률 　　　　아베수
　　　　S0 　　　　　　　　INFINTY 　　　　　D0
　　　　S1 　　　　　　　　47.268 　　　　　　1.20 　　　　　1.88300 　　　　40.8
　　　　S2 　　　　　　　　12.915 　　　　　　D1
　　　　S3 　　　　　　　-47.880 　　　　　　1.20 　　　　　1.55505 　　　　70.7
　　　　S4 　　　　　　　　32.146 　　　　　　D2
　　　　S5 　　　　　　　　21.824 　　　　　　4.53 　　　　　1.76167 　　　　25.6
　　　　S6 　　　　　　　-18.146 　　　　　　1.20 　　　　　1.89211 　　　　33.3
　　　　S7 　　　　　　　　46.824 　　　　　　D3
　　　 ST 　　　　　　　Infinity 　　　　　1.00
　　　　S9 　　　　　　　　19.015 　　　　　　2.70 　　　　　1.85703 　　　　40.3
　　　　S10 　　　　　　　-46.189 　　　　　　1.91
　　　　S11 　　　　　　　-21.394 　　　　　　4.00 　　　　　1.49700 　　　　81.6
　　　　S12 　　　　　　　　-7.197 　　　　　　1.82 　　　　　1.82967 　　　　25.6
　　　　S13* 　　　　　　-12.846 　　　　　　1.41
　　　　　　　　　　　ASP
　　　　　　　　　　　K : 　　　　　　0.000000
　　　　　　　　　　　A : 　6.581029e-018 　　B : 　-3.879118e-025 　　C : 　-3.071066e-032 　　D : 　0.000000e+000
　　　　S14 　　　　　　　　22.357 　　　　　　1.20 　　　　　1.92286 　　　　20.9
　　　　S15 　　　　　　　　13.440 　　　　　　7.19
　　　　S16 　　　　　　　　27.847 　　　　　　4.29 　　　　　1.61800 　　　　63.4
　　　　S17 　　　　　　　-94.665 　　　　　　D4
　　　　S18 　　　　　　Infinity 　　　　　　2.00 　　　　　1.51680 　　　　64.2
　　　　S19 　　　　　　Infinity 　　　　　　0.50
　　　 IMG
　　　　　다음은 변배시 가변 거리에 대한 데이터이다.
　가변거리 광각단
(무한거리)		 중간단
(무한거리)		 망원단
(무한거리)		 광각단
(지근거리)		 중간단
(지근거리)		 망원단
(지근거리)
D0 INFINITY INFINITY INFINITY 100 100 100
D1 11.45 11.45 11.45 10.07 10.07 10.07
D2 2.00 2.00 2.00 3.39 3.39 3.39
D3 11.89 4.96 1.35 11.89 4.96 1.35
D4 18.50 25.87 32.78 18.50 25.87 32.78
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 어안 렌즈계의 광각단, 중간단, 망원단에서의 수차를 나타낸 것이다.
<제3 실시예>
도 6은 제3 실시예에 따른 어안 렌즈계를 도시한 것이며 다음은 제3 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
　
　f ; 10.60 ~ 15.00 ~ 19.10mm　　　　　　　Fno ; 3.90 ~ 　4.51 ~ 5.05　　　　　　2ω　; 180°~ 116°~ 88°
렌즈면 　　　　　　곡률반경(R) 　　　　 두께(Dn) 　　　　　　　굴절률 　　　　　아베수
　　　　　S0 　　　　　　　　INFINTY 　　　　　D0
　　　　　S1 　　　　　　　　52.701 　　　　　　2.00 　　　　　1.78756 　　　　47.8
　　　　　S2 　　　　　　　　13.203 　　　　　　D1
　　　　　S3 　　　　　　　　97.058 　　　　　　1.20 　　　　　1.70183 　　　　56.1
　　　　　S4 　　　　　　　　16.801 　　　　　　D2
　　　　　S5 　　　　　　　　19.061 　　　　　　1.20 　　　　　1.76644 　　　　49.9
　　　　　S6 　　　　　　　　17.888 　　　　　　0.69
　　　　　S7 　　　　　　　　15.544 　　　　　　5.92 　　　　　1.68181 　　　　30.1
　　　　　S8 　　　　　　　-21.652 　　　　　　2.54 　　　　　1.87371 　　　　41.3
　　　　　S9 　　　　　　　　32.697 　　　　　D3
　　　 ST 　　　　　　　Infinity 　　　　　0.10
　　　　S11 　　　　　　　　21.100 　　　　　　2.71 　　　　　1.87885 　　　　41.0
　　　　S12 　　　　　　　　40.779 　　　　　　8.10
　　　　S13 　　　　　　　　54.331 　　　　　　3.16 　　　　　1.50217 　　　　80.4
　　　　S14 　　　　　　　-11.108 　　　　　　1.28 　　　　　1.86738 　　　　36.2
　　　　S15* 　　　　　　-22.670 　　　　　　0.10
　　　　　　　　　　　ASP
　　　　　　　　　　　K : 　　　　　-0.751316
　　　　　　　　　　　A : 　7.876882e-016 　　B : 　6.749686e-023 　　C : 　-8.758381e-032 　　D : 　0.000000e+000
　　　　S16 　　　　　　　139.142 　　　　　　1.20 　　　　　1.83453 　　　　31.1
　　　　S17 　　　　　　　　24.599 　　　　　　0.00
　　　　S18 　　　　　　　　24.599 　　　　　　7.00 　　　　　1.72583 　　　　54.9
　　　　S19 　　　　　　　-35.140 　　　　　　D4
　　　　S20 　　　　　　　Infinity 　　　　　　2.00 　　　　　1.51680 　　　　64.2
　　　　S21 　　　　　　　Infinity 　　　　　　0.50
　　　IMG
　　　　　
　다음은 변배시 가변 거리에 대한 데이터이다.
　가변거리 광각단
(무한 거리)		 중간단
(무한 거리)		 망원단
(무한 거리)		 광각단
(지근 거리)		 중간단
(지근 거리)		 망원단
(지근 거리)
D0 INFINITY INFINITY INFINITY 100 100 100
D1 12.25 15.81 17.13 11.48 15.27 16.82
D2 2.17 2.03 2.11 3.25 2.95 2.95
D3 12.32 4.16 0.27 12.32 4.16 0.27
D4 32.10 42.59 52.02 32.10 42.59 52.02
　도 7a, 도 7b, 도 7c는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 어안 렌즈계의 광각단, 중간단, 망원단에서의 수차를 나타낸 것이다.
다음은, 상기 제1 내지 제3 실시예가 각각 상기 식 1 내지 식 3을 만족시킴을 보인 것이다.
　 식 1 식 2 식 3
제1실시예 0.81 0.35 2.19
제2실시예 1.29 0.26 0.73
제3실시예 1.63 0.23 0.85
본 발명의 실시예에 따른 어안 렌즈계는　촬상 소자를 사용하는　렌즈 교환식 카메라 및 디지털 카메라 등에 사용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 어안 렌즈계(100)를 구비한 촬영 장치(110)를 도시한 것이다. 촬영 장치(110)는 앞서 실시예에 따라 설명한 어안 렌즈계(100)와, 상기 어안 렌즈계(100)에 의해 결상된 광을 수광하는 이미징 소자(112)를 포함한다. 또한, 제2 실시예에 따른 어안 렌즈계(100A), 제3 실시예에 따른 어안 렌즈계(100B)가 상기 촬영 장치(110)에 적용될 수 있다. 상기 촬영 장치는 상기 이미징 소자(112)로부터 광전 변환된 피사체 상에 대응되는 정보가 기록된 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 실시예에 따른 어안 렌즈계를 디지털 카메라 등의 촬영 장치에 적용함으로써 초광각이고, 밝으며 소형인 광학 기기를 구현할 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
D0,D1,D2,D3,D4...가변 거리

Claims (18)

  1. 물체측으로부터　순서로 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과, 조리개, 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군을 포함하고,
    상기 제1렌즈군은 물체측으로부터 순서로 부의 굴절력을 가지는 제1-A렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 제1-B렌즈군과, 적어도 1매 이상의 정의 렌즈를 포함하는 제1-C렌즈군을 포함하고,
    상기 제1-B렌즈군이 이동하여 포커싱을 수행하는 어안 렌즈계.　
  2. 　제1항에 있어서,
    상기 제1-A렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 렌즈 1매로 구성되는 어안 렌즈계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1-A 렌즈군은 하기 식을 만족하는 어안 렌즈계.
    <식>
    　
    Figure pat00012

    Figure pat00013

    여기서, YImage는 물체거리가 무한대일 때, 화각이 180˚인 주광선의 촬상면에서의 높이를, YG1은 물체거리가 무한대일 때, 화각이 180˚인 주광선의 제1-A렌즈군의 물체측　첫 번째 렌즈면에서의 높이를, f1 -A　는 상기 제1-A렌즈군의 초점거리를, L은 제1-A렌즈군의 물체측　첫 번째 렌즈면에서 상면까지의 거리를 나타낸다.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1-B렌즈군은 하기 식을 만족하는 어안 렌즈계.
    <식>　
    Figure pat00014

    여기서, mB　는 화각이 180˚ 일 때 상기 제1-B렌즈군의 합성 배율을, mR　은 상기 제1-C렌즈군으로부터 제2렌즈군까지의 합성 배율을 나타낸다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1-B렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 렌즈 1매로 구성되는 어안 렌즈계.　
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈군이 적어도 1매 이상의 비구면 렌즈를 포함하는 어안 렌즈계.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어안 렌즈계가 광각단에서 망원단으로 변배시 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 좁아지는 어안 렌즈계.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 어안 렌즈계가 변배시, 상기 제1-A렌즈군, 제1-B렌즈군, 제1-C렌즈군이 같이 움직이는 어안 렌즈계.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 어안 렌즈계가 변배시, 상기 제1-A렌즈군과 제1-C렌즈군이 같이 움직이고, 상기 제1-B 렌즈군이 독립적으로 움직이는 어안 렌즈계.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1-A렌즈군은 물체측으로 볼록면을 갖는 메니스커스형이고, 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈를 포함하는 어안 렌즈계.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1-B렌즈군은 물체측으로 볼록면을 갖는 메니스커스형이고, 부의 굴절력을 가지는 2렌즈를 포함하는 어안 렌즈계.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1-B렌즈군은 양오목이고, 부의 굴절력을 가지는 2렌즈를 포함하는 어안 렌즈계.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1-C렌즈군은 정의 굴절력의 렌즈와 부의 굴절력의 렌즈를 포함하는 어안 렌즈계.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1-C렌즈군은 정-부의 접합 렌즈를 포함하는 어안 렌즈계.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 렌즈군은 정-부의 접합 렌즈 또는 부-정의 접합렌즈를 포함하는 어안 렌즈계.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 어안 렌즈계; 및
    상기 어안 렌즈계에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자;를 포함하는 촬영 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1-B렌즈군은 하기 식을 만족하는 촬영 장치.
    <식>　
    Figure pat00015

    여기서, mB　는 화각이 180˚ 일 때 상기 제1-B렌즈군의 합성 배율을, mR　은 상기 제1-C렌즈군으로부터 제2렌즈군까지의 합성 배율을 나타낸다.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1-B렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 렌즈 1매로 구성되는 촬영 장치.　
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