KR20130122868A - Zoom lens system and photographing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 줌 렌즈계에 관한 것으로, 보다 구체적으로 4군 줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a zoom lens system, and more particularly to a four-group zoom lens system and a photographing apparatus having the same.
CCD 또는 CMOS를 이용하여 영상을 구현하는 촬영 장치는 디지털로 전환됨에 따라 저장 용량이 증가되고 있다. 저장 용량이 증가됨에 따라 디지털 촬영 장치에 채용되는 렌즈계에 대한 높은 광학 성능에 대한 요구 및 편의상의 이유로 소형화에 대한 요구가 점차 증대되고 있다.The storage capacity of a photographing device that implements an image using a CCD or CMOS has been increasing as it is converted to digital. As the storage capacity increases, the demand for miniaturization for the convenience of the optical system and the convenience of the lens system employed in the digital photographing apparatus has gradually increased.
렌즈계는 피사체가 가지는 작은 정보까지 선명하게 기록하기 위해서 화면 주변에서 발생하는 수차까지 양호하게 보정되어야 하며, 다양한 이미지를 획득하기 위하여 고배율이 구현되어야 한다. 그러나, 고성능을 실현하기 위해서는 소형화를 이루기에 어려움이 있고, 소형화를 위해서는 제조 원가의 상승이 수반되므로 높은 광학 성능과 제조 비용을 같이 만족시키기에 어려움이 있다.The lens system should be well corrected to aberrations generated around the screen in order to clearly record even small information of the subject, and high magnification should be implemented to acquire various images. However, in order to realize high performance, it is difficult to achieve miniaturization, and in order to miniaturize, it is difficult to satisfy both high optical performance and manufacturing cost as the manufacturing cost is increased.
본 발명의 일실시예는, 4군 줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a four-group zoom lens system and a photographing apparatus having the same.
본 발명의 일 측면에 따르면, 물체측으로부터 이미지측으로의 순서대로, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군; 부의 굴절력을 가지며, 부렌즈와 정렌즈를 포함하는 제2 렌즈군; 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군; 및 정의 굴절력을 가지며, 정렌즈를 포함하는 제4 렌즈군;을 포함하며, 상기 제1 내지 제4 렌즈군 사이의 간격을 변화시켜 주밍을 하며, 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a zoom lens comprising, in order from an object side to an image side, a first lens group having positive refractive power; A second lens group having negative refractive power and comprising a negative lens and a positive lens; A third lens group having positive refractive power; And a fourth lens group having a positive refractive power and including a positive lens, and zooming by changing a distance between the first to fourth lens groups, and satisfying the following equation. have.
<식><Expression>
여기서, Nd5는 상기 제2 렌즈군의 상기 부렌즈의 굴절률을, Nd6은 상기 제2 렌즈군의 상기 정렌즈의 굴절률을, Nd9는 상기 제4 렌즈군의 상기 정렌즈의 굴절률을 나타낸다.Here, Nd 5 represents a refractive index of the negative lens of the second lens group, Nd 6 represents a refractive index of the positive lens of the second lens group, and Nd 9 represents a refractive index of the positive lens of the fourth lens group. .
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 제2 렌즈군의 상기 부렌즈와 상기 정렌즈는 접합렌즈를 구성할 수 있다.According to one feature of the invention, the negative lens and the positive lens of the second lens group may constitute a junction lens.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제2 렌즈군은, 상기 부렌즈의 물체측에 배치되는 부렌즈를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the invention, the second lens group may further include a negative lens disposed on the object side of the negative lens.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제4 렌즈군은 상기 정렌즈의 이미지측에 배치되는 부렌즈를 더 포함하며, 상기 제4 렌즈군의 상기 정렌즈와 상기 부렌즈는 접합렌즈를 구성할 수 있다.According to another feature of the invention, the fourth lens group further comprises a negative lens disposed on the image side of the positive lens, the positive lens and the negative lens of the fourth lens group may constitute a junction lens. Can be.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제4 렌즈군은 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다.According to another feature of the invention, the fourth lens group may include at least one aspherical surface.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 줌 렌즈계는 하기의 식을 만족할 수 있다.According to another feature of the invention, the zoom lens system may satisfy the following equation.
<식><Expression>
여기서, FT는 상기 줌 렌즈계의 망원단에서의 전체 초점거리를, FW는 상기 줌 렌즈계의 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.Here, F T is the total focal length at the telephoto end of the zoom lens system, and F W is the total focal length at the wide-angle end of the zoom lens system.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 줌렌즈계는 하기의 식을 만족할 수 있다.According to another feature of the invention, the zoom lens system may satisfy the following equation.
<식><Expression>
Fno_t ≤1.9Fno _t ≤1.9
여기서, Fno_t 는 망원단에서의 F넘버를 나타낸다.Here, Fno represents the F-number is _t at the telephoto end.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 줌 렌즈계는 하기의 식을 만족할 수 있다.According to another feature of the invention, the zoom lens system may satisfy the following equation.
<식><Expression>
9.5% ≤ BFL/OAL9.5% ≤ BFL / OAL
여기서, BFL은 줌 렌즈계의 뒤초점거리(back focal length)를, OAL은 제1 렌즈군의 가장 물체측 렌즈의 물체측 면의 중심에서부터 이미지 면까지의 거리를 나타낸다.Here, BFL represents a back focal length of the zoom lens system, and OAL represents a distance from the center of the object-side surface of the most object-side lens of the first lens group to the image plane.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 줌 렌즈계의 뒤초점거리(BFL)은 하기의 식을 만족할 수 있다.According to another feature of the present invention, the back focal length BFL of the zoom lens system may satisfy the following equation.
<식><Expression>
BFL ≥ 6.4 BFL ≥ 6.4
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 광각단에서 망원단으로의 주밍시, 상기 제2 렌즈군 및 상기 제4 렌즈군이 이동하며, 상기 제1 렌즈군 및 상기 제3 렌즈군은 고정된 상태일 수 있다.According to another feature of the present invention, when zooming from the wide end to the telephoto end, the second lens group and the fourth lens group are moved, and the first lens group and the third lens group are fixed. Can be.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 렌즈군의 물체측 면의 중심에서부터 이미지 면까지의 거리는(OAL)이 하기의 식을 만족할 수 있다.According to another feature of the present invention, the distance from the center of the object-side surface of the first lens group to the image plane (OAL) may satisfy the following equation.
<식><Expression>
51.5 ≤ OAL ≤ 53.5 51.5 ≤ OAL ≤ 53.5
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상술한 바와 같은 줌 렌즈계; 및 상기 줌 렌즈계에 의해 결상된 상을 전기적 신호롤 변화하는 이미징 센서;를 포함하는 촬영 장치를 제공할 수 있다.According to another aspect of the invention, the zoom lens system as described above; And an imaging sensor for changing an image formed by the zoom lens system into an electrical signal.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 비구면 렌즈 및 고굴절 렌즈를 구비하고 이들 간의 다양한 조건을 만족하는 줌 렌즈계를 제공함으로써, 고 배율 및 고 해상력을 구현함과 동시에 소형화를 구현할 수 있다. 또한, 야간과 주간에 각각 이용되는 필터가 전환 및 배치될 수 있도록 충분한 뒷 초점거리를 확보하므로, 고성능의 촬상 장치를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention as described above, by providing a zoom lens system having an aspherical lens and a high refractive lens and satisfying various conditions therebetween, high magnification and high resolution can be realized while miniaturization. In addition, since a sufficient rear focal length is ensured so that filters used at night and daytime can be switched and arranged, a high performance imaging device can be provided.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 줌 렌즈계를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 줌 렌즈계의 광각단에서의 종수차도이다.
도 3은 도 1의 줌 렌즈계의 광각단에서의 횡수차도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 줌 렌즈계를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 줌 렌즈계의 광각단에서의 종수차도이다.
도 6은 도 4의 줌 렌즈계의 광각단에서의 횡수차도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 줌 렌즈계를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7의 줌 렌즈계의 광각단에서의 종수차도이다.
도 9는 도 7의 줌 렌즈계의 광각단에서의 횡수차도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예예 따른 줌 렌즈계를 구비한 촬영 장치를 개략적으로 도시한 것이다.1 is a perspective view schematically showing a zoom lens system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system of FIG. 1.
3 is a horizontal aberration diagram at a wide-angle end of the zoom lens system of FIG. 1.
4 is a perspective view schematically showing a zoom lens system according to another embodiment of the present invention.
5 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system of FIG.
FIG. 6 is a horizontal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system of FIG. 4.
7 is a perspective view schematically showing a zoom lens system according to another embodiment of the present invention.
8 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system of FIG.
FIG. 9 is a horizontal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system of FIG. 7.
FIG. 10 schematically illustrates a photographing apparatus having a zoom lens system according to an exemplary embodiment.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
도 1, 도 4, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계를 도시한 것이다.1, 4, and 7 illustrate a zoom lens system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1, 도 4, 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 물체(O) 에서부터 이미지(I) 측으로의 순서로, 제1 렌즈군(G1), 제2 렌즈군(G2), 제3 렌즈군(G3), 및 제4 렌즈군(G4)을 포함한다. 제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3) 사이에는 조리개(ST)가 구비될 수 있다. 1, 4, and 7, the zoom lens system according to the exemplary embodiment of the present invention includes the first lens group G1 and the second lens group G2 in the order from the object O to the image I side. ), The third lens group G3, and the fourth lens group G4. An aperture ST may be provided between the second lens group G2 and the third lens group G3.
제1 렌즈군(G1)은 정의 굴절력을 갖는다. 제1 렌즈군(G1)은 3매의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈군(G1)은 정의 굴절력을 가지며 볼록면이 물체측을 향하는 매니스커스 형태의 제1 렌즈(11, 11', 11") 정의 굴절력을 가지며 양 볼록의 제2 렌즈(12, 12', 12"), 및 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈(13, 13', 13")를 포함할 수 있다. The first lens group G1 has a positive refractive power. The first lens group G1 may include three lenses. For example, the first lens group G1 has positive refractive power and has a positive refractive power of the
제2 렌즈군(G2)은 부의 굴절력을 갖는다. 제2 렌즈군(G2)은 3매의 렌즈를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 렌즈군(G2)은 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈(21, 21', 21") 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈(22, 22', 22") 및 정의 굴절력을 갖는 제6 렌즈(23, 23', 23")를 포함할 수 있으며, 제5 렌즈(22, 22', 22")와 제6렌즈는 접합렌즈를 구성하여, 배율 색수차를 효과적으로 보정할 수 있다. The second lens group G2 has negative refractive power. The second lens group G2 may include three lenses. For example, the second lens group G2 includes the
제5 렌즈(22, 22', 22")와 제6 렌즈(23, 23', 23")는 하기의 식 1의 조건을 만족할 수 있다.The
………(식 1) ... ... ... (Equation 1)
여기서, Nd5는 제5 렌즈(22, 22', 22")의 굴절률을, Nd6은 제6 렌즈(23, 23', 23")의 굴절률을 나타낸다.Here, Nd 5 represents the refractive index of the
식 1은 제6 렌즈(23, 23', 23")의 굴절률에 대한 제5 렌즈(22, 22', 22")의 굴절률의 비를 정의한 것으로, 이 값이 하한치보다 작으면 상면 만곡이 증가되고, 상한치 보다 크면 왜곡이 증가된다.
제3 렌즈군(G3)은 정의 굴절력을 갖는다. 예를 들어, 제3 렌즈군(G3)은 정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈(31, 31', 31") 및 부의 굴절력을 갖는 제7 렌즈(32, 32', 32")를 포함할 수 있다. 제3 렌즈군(G3)은 적어도 1면의 비구면을 포함할 수 있다. 예컨대, 제7 렌즈(31, 31', 31")는 비구면을 포함할 수 있다.The third lens group G3 has a positive refractive power. For example, the third lens group G3 may include a
제 4 렌즈군(G4)은 정의 굴절력을 갖는다. 예를 들어, 제4 렌즈군(G4)은 정의 굴절력을 갖는 제9 렌즈(41, 41', 41") 및 부의 굴절력을 갖는 제10 렌즈(42, 42', 42")를 포함할 수 있으며, 제9 렌즈(41, 41', 41")와 제10 렌즈(42, 42', 42")는 접합렌즈를 구성하여 배율 색수차를 효과적으로 보정할 수 있다. The fourth lens group G4 has a positive refractive power. For example, the fourth lens group G4 may include a
제9 렌즈(41, 41', 41")는 다음의 식 2를 만족할 수 있다. The
………(식 2) ... ... ... (Equation 2)
여기서, Nd9는 제9 렌즈(41, 41', 41")의 굴절률을 나타낸다.Here, Nd 9 represents the refractive indices of the
식 2는 제 9 렌즈의 굴절률을 정의한 것으로, 이 값이 상한치보다 크다면 코마수차를 제어하기 어렵고, 후술할 바와 같이 필터를 전환하기에 충분한 공간, 예컨대 뒷 초점거리를 확보할 수 없다. Equation 2 defines the refractive index of the ninth lens. If this value is larger than the upper limit, it is difficult to control coma aberration, and as described later, sufficient space for switching the filter, such as a rear focal length, cannot be secured .
제 4 렌즈군(G4)은 적어도 하나의 비구면을 포함하여, 주밍시 발생하는 비점수차를 효과적으로 제거할 수 있다. 예컨대, 제9 렌즈(41, 41', 41")의 물체측면 및 이미지측면 중 적어도 어느 하나는 비구면을 포함할 수 있다.The fourth lens group G4 may include at least one aspherical surface to effectively remove astigmatism generated during zooming. For example, at least one of the object side surface and the image side surface of the
본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계는, 제1 내지 제4 렌즈군(G1 ~ G4) 사이의 간격을 변화시켜 주밍할 수 있다. 줌 렌즈계는 약 1.8 이상인 비교적 고 굴절력의 렌즈를 포함하는 제2 렌즈군(G2) 및 제3 렌즈군(G3)을 포함함으로써, 하기의 식 3을 만족할 수 있다.The zoom lens system according to the exemplary embodiments of the present invention may zoom in by changing an interval between the first to fourth lens groups G1 to G4. The zoom lens system includes the second lens group G2 and the third lens group G3 including a lens having a relatively high refractive power of about 1.8 or more, thereby satisfying Equation 3 below.
………(식 3) ... ... ... (Equation 3)
여기서, FT는 줌 렌즈계의 망원단에서의 전체 초점거리를, FW는 줌 렌즈계의 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다. 본 발명의 실시예들은 11.85 ~ 13.85 배의 고 배율의 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.Here, F T denotes the total focal length at the telephoto end of the zoom lens system, and F W denotes the total focal length at the wide-angle end of the zoom lens system. Embodiments of the present invention can provide a high magnification zoom lens system of 11.85 to 13.85 times.
광각단에서 망원단으로 주밍시, 제2 렌즈군(G2)과 제4 렌즈군(G4)이 이동하고, 제1 렌즈군(G1)과 제3 렌즈군(G3)은 이동하지 않고 고정된 상태일 수 있다. 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2) 사이의 간격은 증가하고, 제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3) 사이의 간격은 감소하며, 제 3 렌즈군(G3)과 제4 렌즈군(G4) 사이의 간격은 감소하다가 증가할 수 있다. 주밍시 제2 렌즈군(G2)은 배율을 담당한다. 예컨대, 제2 렌즈군(G2)은 물체측에서 이미지 측으로 이동하면서 광각단에서 망원단으로의 배율을 구현할 수 있다. When zooming from the wide end to the telephoto end, the second lens group G2 and the fourth lens group G4 move, and the first lens group G1 and the third lens group G3 are fixed without moving. Can be. The distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 increases, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases, and the third lens group G3 ) And the fourth lens group G4 may decrease and then increase. In zooming, the second lens group G2 is responsible for the magnification. For example, the second lens group G2 may implement a magnification from the wide-angle end to the telephoto end while moving from the object side to the image side.
주밍시, 제1 렌즈군(G1) 이 이동하지 않으므로, 제1 렌즈군(G1)의 물체측 면의 중심에서부터 이미지 면(IP)까지의 거리, 즉 줌 렌즈계의 전장(OAL)이 변하지 않으므로 소형의 줌 렌즈계를 구현할 수 있다. 예컨대, 줌 렌즈계의 전장은 약 51.5 ≤ OAL ≤ 53.5 일 수 있다.Since the first lens group G1 does not move during zooming, the distance from the center of the object-side surface of the first lens group G1 to the image plane IP, that is, the overall length OAL of the zoom lens system does not change. Can implement a zoom lens system. For example, the overall length of a zoom lens system is about 51.5 ≤ OAL ≤ 53.5 Lt; / RTI >
한편, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 하기의 식 4를 만족할 수 있다.Meanwhile, the zoom lens system according to the embodiment of the present invention may satisfy Equation 4 below.
9.5% ≤ BFL/OAL………(식 4)9.5% ≦ BFL / OAL... ... ... (Equation 4)
여기서, BFL은 줌 렌즈계의 뒤초점거리(back focal length)를, OAL은 제1 렌즈군의 가장 물체측 렌즈의 물체측 면의 중심에서부터 이미지 면(IP)까지의 거리를 나타낸다.Here, BFL represents a back focal length of the zoom lens system, and OAL represents a distance from the center of the object-side surface of the most object-side lens of the first lens group to the image plane IP.
식 4는 줌 렌즈계의 전장(OAL: Over-All Length)에 대한 뒷 초점거리를 정의한 것으로, 본 발명의 실시예들은 전체 전장에 대하여 약 9.5% 이상의 뒷 초점거리를 제공할 수 있다. Equation 4 defines the rear focal length with respect to the over-all length (OAL) of the zoom lens system, and embodiments of the present invention can provide a rear focal length of about 9.5% or more with respect to the entire full length.
감시용 카메라(CCTV)와 같은 촬영 장치의 경우, 주간뿐만 아니라 야간에도 영상을 촬영해야 한다. 감시용 카메라는 고화질의 영상을 얻기 위해 주간 촬영 및 야간 촬영에 적합한 각각의 필터를 구비해야 하는데 이 때, 주간용 필터와 야간용 필터는 전환장치(미도시)에 의해 전환될 수 있다. 즉, 줌 렌즈계에는 필터가 구비될 수 있는 공간 및 전환될 수 있는 공간이 충분히 확보되어야 한다. 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 전체 전장에 대하여 약 9.5% 이상의 뒷 초점거리를 가지므로, 필터의 전환 및 배치가 용이하다. 보다 구체적으로, 뒷 초점거리는 약, 6.4 mm일 수 있다. 이와 같이, 필터가 배치됨과 동시에 전환하기에 충분한 뒷 초점거리는 앞서 식 2에서 나타난 바와 같이 약 1.51 보다 작은 저 굴절력의 제 9 렌즈를 사용함으로써 확보할 수 있다.In the case of a photographing device such as a surveillance camera (CCTV), it is necessary to take an image at night as well as during the day. Surveillance cameras should be provided with respective filters suitable for daytime shooting and nighttime shooting in order to obtain a high quality image, wherein the daytime filter and the nighttime filter may be switched by a switching device (not shown). That is, in the zoom lens system, a space in which a filter may be provided and a space that can be switched should be sufficiently secured. Since the zoom lens system according to the exemplary embodiment of the present invention has a rear focal length of about 9.5% or more with respect to the entire length, it is easy to switch and arrange the filter. More specifically, the rear focal length may be about 6.4 mm. In this way, a rear focal length sufficient to switch at the same time as the filter is placed can be ensured by using a low refractive power ninth lens of less than about 1.51 as shown in Equation 2 above.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 하기의 식들을 만족할 수 있다.The zoom lens system according to the embodiment of the present invention may satisfy the following equations.
Fno_t ≤ 1.9 ………(식 5)Fno t t 1.9. ... ... (Equation 5)
여기서, Fno_t 는 망원단에서의 F 넘버를 나타낸다. 본 발명의 실시예들은 망원단에서의 F 넘버가 약 1.9 이하인 밝은 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.
Here, Fno_ t represents the F-number at the telephoto end. Embodiments of the present invention can provide a bright zoom lens system having an F number of about 1.9 or less in the telephoto end.
다음은 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 대이터를 나타낸 것이다.The following shows the design data of the zoom lens system according to the embodiment of the present invention.
이하에서, F는 초점거리를, Fno는 F넘버를, variable1~4는 가변거리를 나타낸다. variable1은 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2) 사이의 거리를, variable2는 제2 렌즈군(G2)와 조리개(ST) 사이의 거리를, variable3은 제3 렌즈군(G3)과 제4 렌즈군(G4) 사이의 거리를, variable4는 제4 렌즈군(G4)와 필터(F1) 사이의 거리를 나타내낟. 그리고, Ri은 렌즈 또는 광학부재의 곡률반경을, Dj는 렌즈 중심 두께, 광학부재의 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, nd는 소재의 굴절률, vd는 소재의 아베수를 나타낸다.Hereinafter, F represents a focal length, Fno represents an F number, and variable1 to 4 represent variable distances. variable1 is the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2, variable2 is the distance between the second lens group G2 and the aperture ST, and variable3 is the third lens group G3. And the distance between the fourth lens group G4 and variable4 represent the distance between the fourth lens group G4 and the filter F1. Ri represents the curvature radius of the lens or optical member, Dj represents the lens center thickness, the optical member thickness or the distance between the lens and the lens, nd represents the refractive index of the material, and vd represents the Abbe number of the material.
한편, 본 발명의 실시예에 나오는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.The definitions of aspherical surfaces in the embodiment of the present invention are as follows.
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.The aspheric surface shape of the zoom lens according to the embodiment of the present invention can be expressed by the following expression with the direction of the light ray as a positive when the direction of the optical axis is the x axis and the direction perpendicular to the optical axis direction is the y axis have. Where x is the distance from the vertex of the lens to the optical axis direction, y is the distance in the direction perpendicular to the optical axis, k is a conic constant, A, B, C and D are aspheric coefficients, and c represents the inverse number (1 / R) of the radius of curvature at the apex of the lens.
<제 1 실시예>≪
[표 1]은 도 1에 도시된 일 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다. 또한, 도 1에서 제4 렌즈군(G4)와 이미지 면(IP)의 사이에 필터(F1, F2)와 같은 광학 부재가 더 구비될 수 있다.Table 1 shows design data of the zoom lens system according to the exemplary embodiment shown in FIG. 1. In addition, an optical member such as filters F1 and F2 may be further provided between the fourth lens group G4 and the image plane IP in FIG. 1.
F: 3.87 ~ 46.10F: 3.87-46.10
Fno.: 1.69 ~1.89Fno .: 1.69 ~ 1.89
[표 2]는 도 1에 도시된 줌 렌즈계에서의 비구면 계수를 나타내고, [표 3]은 가변거리를 광각단, 중간단, 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.Table 2 shows aspherical surface coefficients in the zoom lens system shown in FIG.
도 2는 도 1에 도시된 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(astigmatic field curves) 및 왜곡(distortion)을 보여준다. 종방향 구면 수차는 약 656.28nm, 587.56nm, 546.07nm, 486.13nm, 435.84nm의 파장을 갖는 광에 대하여 도시되었으며, 상면 만곡과 왜곡은 약 546.07nm 파장을 갖는 광에 대하여 도시된 것이다.FIG. 2 shows longitudinal spherical aberration, astigmatic field curves and distortion at the wide-angle end of the zoom lens system shown in FIG. The longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of about 656.28 nm, 587.56 nm, 546.07 nm, 486.13 nm, 435.84 nm, and the surface curvature and distortion are shown for light having a wavelength of about 546.07 nm.
도 3은 도 1에 도시된 줌 렌즈계의 광각단에서의 코마수차를 보여준다.
3 illustrates coma aberration at the wide-angle end of the zoom lens system illustrated in FIG. 1.
<제 2 실시예>≪ Embodiment 2 >
[표 4]는 도 4에 도시된 일 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다. 또한, 도 4에서 제4 렌즈군(G4)와 이미지 면(IP)의 사이에 필터(F1, F2)와 같은 광학 부재가 더 구비될 수 있다.Table 4 shows design data of the zoom lens system according to the exemplary embodiment shown in FIG. 4. In addition, an optical member such as filters F1 and F2 may be further provided between the fourth lens group G4 and the image plane IP in FIG. 4.
F: 3.83 ~ 46.2F: 3.83-46.2
Fno.: 1.61 ~1.82Fno .: 1.61 ~ 1.82
[표 5]는 도 4에 도시된 줌 렌즈계에서의 비구면 계수를 나타내고, [표 6]은 가변거리를 광각단, 중간단, 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.Table 5 shows aspherical coefficients in the zoom lens system shown in FIG. 4, and Table 6 shows variable distances at the wide-angle end, the intermediate end, and the telephoto end, respectively.
도 5는 도 4에 도시된 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(astigmatic field curves) 및 왜곡(distortion)을 보여준다. 종방향 구면 수차는 약 656.28nm, 587.56nm, 546.07nm, 486.13nm, 435.84nm의 파장을 갖는 광에 대하여 도시되었으며, 상면 만곡과 왜곡은 약 546.07nm 파장을 갖는 광에 대하여 도시된 것이다.FIG. 5 shows longitudinal spherical aberration, astigmatic field curves and distortion at the wide-angle end of the zoom lens system shown in FIG. The longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of about 656.28 nm, 587.56 nm, 546.07 nm, 486.13 nm, 435.84 nm, and the surface curvature and distortion are shown for light having a wavelength of about 546.07 nm.
도 6은 도 4에 도시된 줌 렌즈계의 광각단에서의 코마수차를 보여준다.
6 illustrates coma aberration at the wide-angle end of the zoom lens system illustrated in FIG. 4.
<제 3 실시예>≪ Third Embodiment >
[표 7]은 도 7에 도시된 일 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다. 또한, 도 7에서 제4 렌즈군(G4)와 이미지 면(IP)의 사이에 필터(F1, F2)와 같은 광학 부재가 더 구비될 수 있다.Table 7 shows design data of the zoom lens system according to the exemplary embodiment illustrated in FIG. 7. In addition, an optical member such as filters F1 and F2 may be further provided between the fourth lens group G4 and the image plane IP in FIG. 7.
F: 3.83 ~ 46.2F: 3.83-46.2
Fno.: 1.67 ~1.89Fno .: 1.67 ~ 1.89
[표 8]는 도 7에 도시된 줌 렌즈계에서의 비구면 계수를 나타내고, [표 9]는 가변거리를 광각단, 중간단, 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.Table 8 shows aspherical coefficients in the zoom lens system shown in FIG. 7, and Table 9 shows variable distances at the wide-angle end, the intermediate end, and the telephoto end, respectively.
도 8은 도 7에 도시된 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(astigmatic field curves) 및 왜곡(distortion)을 보여준다. 종방향 구면 수차는 약 656.28nm, 587.56nm, 546.07nm, 486.13nm, 435.84nm의 파장을 갖는 광에 대하여 도시되었으며, 상면 만곡과 왜곡은 약 546.07nm 파장을 갖는 광에 대하여 도시된 것이다.FIG. 8 shows longitudinal spherical aberration, astigmatic field curves and distortion at the wide-angle end of the zoom lens system shown in FIG. The longitudinal spherical aberration is shown for light having wavelengths of about 656.28 nm, 587.56 nm, 546.07 nm, 486.13 nm, 435.84 nm, and the surface curvature and distortion are shown for light having a wavelength of about 546.07 nm.
도 9는 도 7에 도시된 줌 렌즈계의 광각단에서의 코마수차를 보여준다.
9 illustrates coma aberration at the wide-angle end of the zoom lens system illustrated in FIG. 7.
다음의 [표 9]는, 상기 제1실시예 내지 제3실시예가 각각 상기 식들을 만족함을 보여준 것이다. Table 9 below shows that the first to third embodiments satisfy the above equations.
상술한 바와 같은 줌 렌즈계는 CCD나 CMOS 등의 고체촬영소자를 사용하는 감시 카메라와 같은 촬영 장치에 사용가능하다.The zoom lens system as described above can be used in a photographing apparatus such as a surveillance camera using a solid state photographing element such as a CCD or a CMOS.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계를 구비한 촬영 장치를 도시한 것이다.10 illustrates a photographing apparatus having a zoom lens system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 촬영 장치(1000)는 줌 렌즈계(100)와, 줌 렌즈계(100)에 의해 집속된 광을 전기적 영상 신호로 변환하는 이미징 센서(200)를 포함한다. Referring to FIG. 10, the photographing
이미징 센서(200)로부터 광전 변환된 피사체의 상에 대한 정보는 별도로 구비되는 화상 처리 장치(미도시)로 전송되어, 감시 카메라를 사용하는 사용자에게 이미지로 출력될 수 있다. Information about the image of the photoelectrically converted subject from the
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover all such modifications and variations as fall within the true spirit of the invention.
11,11', 11":제1 렌즈 12,12', 12":제2 렌즈
13,13', 13":제3 렌즈 21,21', 21":제4 렌즈
22, 22', 22":제5 렌즈 23, 23', 23":제6 렌즈
31, 31', 31":제7 렌즈 32,32', 32":제8 렌즈
41,41', 41":제9 렌즈 42,42', 42":제10 렌즈
G1: 제1 렌즈군 G2: 제2 렌즈군
G3: 제3 렌즈군 G4: 제4 렌즈군
ST: 조리개 100: 줌 렌즈계
200: 이미징 센서11,11 ', 11 ":
13,13 ', 13 ":
22, 22 ', 22 ":
31, 31 ', 31 ":
41,41 ', 41 ":
G1: first lens group G2: second lens group
G3: third lens group G4: fourth lens group
ST: Aperture 100: Zoom lens system
200: imaging sensor
Claims (12)
정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군;
부의 굴절력을 가지며, 부렌즈와 정렌즈를 포함하는 제2 렌즈군;
정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군; 및
정의 굴절력을 가지며, 정렌즈를 포함하는 제4 렌즈군;을 포함하며,
상기 제1 내지 제4 렌즈군 사이의 간격을 변화시켜 주밍을 하며, 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.
<식>
여기서, Nd5는 상기 제2 렌즈군의 상기 부렌즈의 굴절률을, Nd6은 상기 제2 렌즈군의 상기 정렌즈의 굴절률을, Nd9는 상기 제4 렌즈군의 상기 정렌즈의 굴절률을 나타낸다.In order from the object side to the image side,
A first lens group having positive refractive power;
A second lens group having negative refractive power and comprising a negative lens and a positive lens;
A third lens group having positive refractive power; And
And a fourth lens group having positive refractive power and including a positive lens.
A zoom lens system that zooms by changing an interval between the first to fourth lens groups, and satisfies the following expression.
<Expression>
Here, Nd 5 represents a refractive index of the negative lens of the second lens group, Nd 6 represents a refractive index of the positive lens of the second lens group, and Nd 9 represents a refractive index of the positive lens of the fourth lens group. .
상기 제2 렌즈군의 상기 부렌즈와 상기 정렌즈는 접합렌즈를 구성하는 줌 렌즈계.The method of claim 1,
And a negative lens and the positive lens of the second lens group constitute a bonded lens.
상기 제2 렌즈군은, 상기 부렌즈의 물체측에 배치되는 부렌즈를 더 포함하는 줌 렌즈계.3. The method according to claim 1 or 2,
The second lens group further includes a negative lens disposed on an object side of the negative lens.
상기 제4 렌즈군은 상기 정렌즈의 이미지측에 배치되는 부렌즈를 더 포함하며,
상기 제4 렌즈군의 상기 정렌즈와 상기 부렌즈는 접합렌즈를 구성하는 줌 렌즈계.The method of claim 1,
The fourth lens group further includes a negative lens disposed on the image side of the positive lens,
The zoom lens system of the fourth lens group, wherein the positive lens and the negative lens constitute a junction lens.
상기 제4 렌즈군은 적어도 하나의 비구면을 포함하는 줌 렌즈계.The method according to claim 1 or 4,
The fourth lens group includes at least one aspherical surface.
상기 줌 렌즈계는 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.
<식>
여기서, FT는 상기 줌 렌즈계의 망원단에서의 전체 초점거리를, FW는 상기 줌 렌즈계의 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.The method of claim 1,
Wherein the zoom lens system satisfies the following expression.
<Expression>
Here, F T is the total focal length at the telephoto end of the zoom lens system, and F W is the total focal length at the wide-angle end of the zoom lens system.
상기 줌렌즈계는 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.
<식>
Fno_t ≤1.9
여기서, Fno_t 는 망원단에서의 F넘버를 나타낸다.The method of claim 1,
The zoom lens system satisfies the following equation.
<Expression>
Fno _t ≤1.9
Here, Fno represents the F-number is _t at the telephoto end.
상기 줌 렌즈계는 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.
<식>
9.5% ≤ BFL/OAL
여기서, BFL은 줌 렌즈계의 뒤초점거리(back focal length)를, OAL은 제1 렌즈군의 가장 물체측 렌즈의 물체측 면의 중심에서부터 이미지 면까지의 거리를 나타낸다.The method of claim 1,
Wherein the zoom lens system satisfies the following expression.
<Expression>
9.5% ≤ BFL / OAL
Here, BFL represents a back focal length of the zoom lens system, and OAL represents a distance from the center of the object-side surface of the most object-side lens of the first lens group to the image plane.
상기 줌 렌즈계의 뒤초점거리(BFL)은 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.
<식>
BFL ≥ 6.4 The method of claim 1,
The back focal length BFL of the zoom lens system satisfies the following equation.
<Expression>
BFL ≥ 6.4
광각단에서 망원단으로의 주밍시, 상기 제2 렌즈군 및 상기 제4 렌즈군이 이동하며, 상기 제1 렌즈군 및 상기 제3 렌즈군은 고정되는 줌 렌즈계.The method of claim 1,
The zoom lens system, wherein the second lens group and the fourth lens group move, and the first lens group and the third lens group are fixed when zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
상기 제1 렌즈군의 물체측 면의 중심에서부터 이미지 면까지의 거리는(OAL)이 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.
<식>
51.5 ≤ OAL ≤ 53.5 The method of claim 1,
And a distance from the center of the object-side surface of the first lens group to the image surface (OAL) satisfies the following equation.
<Expression>
51.5 ≤ OAL ≤ 53.5
상기 줌 렌즈계에 의해 결상된 상을 전기적 신호롤 변화하는 이미징 센서;를 포함하는 촬영 장치.A zoom lens system according to claim 1; And
And an imaging sensor for changing an image formed by the zoom lens system into an electrical signal.
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