KR20160107805A - 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치 - Google Patents

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Abstract

줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 렌즈가 개시된다.
개시된 줌 렌즈는 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제4렌즈군 및 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군을　포함하며, 제2렌즈군의 일부 렌즈가 포커싱을 수행할 수 있다.

Description

줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치{Zoom lens and photographing lens having the same}
예시적인 실시예는 가벼운 포커싱 렌즈군을 포함하고, 소형인 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치에 관한 것이다.
디지털 카메라, 교환 렌즈계, 비디오 카메라 등 고체 촬상 소자를 사용하는 촬영 장치에 있어서, 사용자들은 고해상력, 대구경 등에 대한 요구를 가지고 있다. 고체 촬상 소자를 이용한 촬영 장치는 소형화에 적합하므로 최근에는 휴대 전화를 비롯한 소형의 정보 단말기 등에도 적용되고 있다. 또한, 촬영 장치에 대한 소비자의 전문성이 높아지고 있고, 이러한 시장 수용에 따라 소형이고, 고 줌 배율을 가진 렌즈 개발이 증대되고 있다. 하지만, 줌 렌즈가 소형이면서 고성능을 확보하는 것은 어렵다.
한편, 사용자가 촬영 목적에 따라 렌즈를 교환할 수 있는 렌즈 교환식 카메라에 일안리플렉스 카메라와 함께, 반사 미러가 없는 미러리스(mirrorless) 카메라의 인기가 높아지고 있다. 미러리스 카메라는 일안리플렉스 카메라에 비해 상대적으로 짧은 플렌지백(flange back)을 가진다. 또한, 일안리프렉스 카메라는 위상차 오토포커스 방식을 많이 사용하는데 비해, 미러리스 카메라는 컨트라스트 오토포커스 방식을 많이 사용한다.
예시적인 실시예는 가벼운 포커싱 렌즈군을 포함하고, 소형인 줌 렌즈를 제공한다.
예시적인 실시예는 가벼운 포커싱 렌즈군을 포함하고, 소형인 줌 렌즈를 포함한 촬영 렌즈를 제공한다.
예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈는, 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로,
정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군;
부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군;
정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군;
부의 굴절력을 가지는 제4렌즈군; 및
정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군;을　포함하며,
상기 제1렌즈군은 접합렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 포함하고,
상기 제2렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군과, 부의 굴절력을 가지고 포커싱을 수행하는 제2서브 렌즈군을 포함하며,
광각단에서 망원단으로 주밍시 상기 제1 내지 제5렌즈군이 각각 이동하고,
다음 식을 만족한다.
<식>
0.4 < BFW/FLW < 1.1
여기서, FLw 는 광각단에서의 전체 초점거리를, BFw 는 광각단에서의 후초점거리를 나타낸다.
상기 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이에 조리개를 포함할 수 있다
줌 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.9 < FL_RGW/BFW < 1.35
여기서, FL_RGW 는 광각단에서 제3렌즈군, 제4렌즈군, 및 제5렌즈군의 합성 초점거리를 나타낸다.
줌 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Figure pat00001
여기서, FL_RGW 는 광각단에서의 제3렌즈군, 제4렌즈군 및 제5렌즈군의 합성 초점거리를, FL_FGw 는 광각단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군의 합성 초점거리를 나타낸다.
상기 제3렌즈군은 적어도 하나의 정렌즈와, 접합렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제4렌즈군은 적어도 하나의 부렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제5렌즈군은 적어도 하나의 정렌즈와 접합렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제4렌즈군이 손떨림 보정을 수행할 수 있다.
상기 제5렌즈군이 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제5렌즈군의 적어도 하나의 비구면 렌즈 중 적어도 하나가 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
80 < vd3C_ASP
여기서, vd3C_ASP는 제5렌즈군에 포함된 적어도 하나의 비구면 렌즈의 아베수를 나타낸다.
상기 제4렌즈군이 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.
광각단에서 망원단으로 주밍시 제3렌즈군과 제5렌즈군이 제3렌즈군과 제5렌즈군 사이의 거리가 변하지 않도록 이동할 수 있다.
상기 제2렌즈군의 제1서브 렌즈군은 적어도 하나의 부렌즈를 포함하고, 상기 적어도 하나의 부렌즈가 각각 1.73 이상의 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제2렌즈군의 제2서브 렌즈군은 한 매의 렌즈로 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 촬영 장치가, 줌 렌즈 및 상기 줌 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미지 센서를 포함하고, 상기 줌 렌즈가,
물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로,
정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군;
부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군;
정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군;
부의 굴절력을 가지는 제4렌즈군; 및
정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군;을　포함하며,
상기 제1렌즈군은 접합렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 포함하고,
상기 제2렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군과, 부의 굴절력을 가지고 포커싱을 수행하는 제2서브 렌즈군을 포함하며,
광각단에서 망원단으로 주밍시 상기 제1 내지 제5렌즈군이 각각 이동하고,
다음 식을 만족한다.
<식>
0.4 < BFW/FLW < 1.1
여기서, FLw 는 광각단에서의 전체 초점거리를, BFw 는 광각단에서의 후초점거리를 나타낸다.
예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈는 작은 후초점 거리를 가지고 소형화될 수 있다. 또한, 가벼운 포커싱 렌즈군을 이용하여 오토 포커싱을 수행할 수 있다. 또한, 줌 렌즈는 소형이고, 대구경의 밝은 카메라를 구현할 수 있다. 예시적인 실시예에 따른 촬영 장치는 소형이고, 가벼워 휴대하기 편하며, 오토 포커싱을 통해 고품질의 사진 촬영이 가능하다.
도 1은 예시적인 제1 수치 실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 도 1에 도시된 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 3은 예시적인 제2 수치 실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 3에 도시된 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 5는 예시적인 제3 수치 실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 도 5에 도시된 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 7은 예시적인 제4 수치 실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 도 7에 도시된 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른 촬영 장치를 나타낸 것이다.
이하, 예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 렌즈에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 줌 렌즈(100)를 도시한 것이다.
상기 줌 렌즈(100)는 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(G1), 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(G2), 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군(G3), 부의 굴절력을 가지는 제4렌즈군(G4), 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군(G5)을　포함할 수 있다. 이하에서, 상측(image side)은 상이 결상되는 상면(image plane)이 있는 방향을 나타내고, 물체측(object side)은 피사체가 있는 방향을 나타낼 수 있다. 이하에서, 렌즈의 물체측면은 피사체가 있는 쪽의 렌즈면을 나타내고, 상측면은 상면이 있는 쪽의 렌즈면을 나타낼 수 있다.
상기 줌 렌즈(100)는 광각단에서 망원단으로 주밍시, 제1 내지 제5 렌즈군(G1)(G2)(G3)(G4)(G5)이 각각 이동할 수 있다. 또한, 제3렌즈군, 제4렌즈군, 제5 렌즈군(G5)이 각각 이동일 때, 제3 렌즈군(G3)과 제5렌즈군(G5) 사이의 간격이 변하지 않도록 이동될 수 있다. 다시 말하면, 제3렌즈군(G3)과 제5렌즈군(G5)은 같은 궤적으로 이동될 수 있다. 또한, 주밍시, 광각단에 비하여 망원단에서 제1렌즈군 내지 제5 렌즈군이 모두 물체측으로 이동될 수 있다. 그럼으로써 상면 만곡 변화를 감소시킬 수 있다.
상기 줌 렌즈(100)는 적어도 하나의 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조리개(ST)가 상기 제2렌즈군(G2)과 제3렌즈군(G3) 사이에 배치될 수 있다.
제1렌즈군(G1)은 예를 들어, 접합 렌즈와 정의 굴절력을 가지는 렌즈(13)를 포함할 수 있다. 접합 렌즈는 예를 들어 부의 굴절력을 가지는 렌즈(11)와 정의 굴절력을 가지는 렌즈(12)를 포함할 수 있다.
제2렌즈군(G2)의 일부 렌즈가 포커싱을 수행할 수 있다. 제2렌즈군(G2)은 예를 들어, 부의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군(G2-1)과, 부의 굴절력을 가지는 제2 서브 렌즈군(G2-2)을 포함할 수 있다. 상기 제2 서브 렌즈군(G2-2)이 포커싱을 수행할 수 있다. 즉, 제2 서브 렌즈군이 물체 위의 변화에 따른 상면 변화를 보정할 수 있다. 제1서브 렌즈군(G2-1)은 적어도 하나의 부렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1서브 렌즈군(G2-1)은 복수 개의 부렌즈를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 부렌즈는 적어도 하나의 비구면을 포함하고, 고굴절 렌즈로 형성함으로써 코마수차 및 비점수차를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 부렌즈는 각각 1.73 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 부렌즈는 각각 1.73-2.0 범위의 굴절률을 가질 수 있다. 도 1을 참조하면, 제1 서브 렌즈군(G2-1)은 제1부렌즈(21), 제2부렌즈(22)를 포함할 수 있다. 상기 제2부렌즈(22)의 상측(I)에 제3정렌즈(23)가 더 구비될 수 있다.
예를 들어, 제2 서브 렌즈군(G2-2)은 한 매 또는 두 매의 렌즈를 포함할 수 있다. 도 1에서는 제2 서브 렌즈군(G22)이 한 매의 렌즈(24)를 포함한 예를 도시하였다. 제2 서브 렌즈군(G22)이 적은 매수의 렌즈로 가볍게 구성됨으로써 포커싱을 수행시 신속하고 정확하게 구동될 수 있다. 예를 들어, 포커싱은 컨트라스트 포커싱 방법으로 수행될 수 있다.
그리고, 포커싱 구동을 위해 제2서브 렌즈군을 이동시키기 위한 구동부를 소형으로 만들 수 있으므로 촬영 장치의 전체적인 부피를 감소시킬 수 있다.
제3렌즈군(G3)은 예를 들어, 적어도 하나의 정렌즈와 접합 렌즈를 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 제3렌즈군(G3)은 예를 들어, 제4 정렌즈(31)와, 제5 정렌즈(32) 및 제6 부렌즈(33)를 포함하는 접합 렌즈를 포함하여, 구면 수차를 용이하게 보정할 수 있다.
제4렌즈군(G4)은 적어도 하나의 부렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제4렌즈군(G4)은 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈군(G4)은 제7부렌즈(41) 및 제8정렌즈(42)를 포함할 수 있다. 제4렌즈군(G4)은 손떨림 보정을 수행할 수 있다. 이와 같이 제4렌즈군을 적은 매수의 렌즈로 구성함으로써 손떨림 보정 성능을 높일 수 있다.
제5렌즈군(G5)은 적어도 하나의 정렌즈와 접합 렌즈를 포함할 수 있다. 제5렌즈군(G5)은 비점수차 및 상면만곡을 용이하게 보정할 수 있다. 또한, 상기 제5렌즈군(G5)은 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈군(G5)은 도 1을 참조하면, 제9정렌즈(51), 제10정렌즈(52), 제11부렌즈(53), 제11부렌즈(54) 및 제12정렌즈(55)를 포함할 수 있다. 제5렌즈군의 물체측(O)에 있는 제9 정렌즈(51)를 저분산 소재의 비구면 렌즈로 형성함으로써 파장별 구면 수차를 효과적으로 보정할 수 있다. 제5렌즈군(G5)은 여기에 한정되는 것은 아니고, 다양하게 변경 가능하다.
한편, 제3렌즈군(G3)과 제5렌즈군(G5)에 의해 구면수차 및 비점 수차를 효과적으로 보정할 수 있다. 이러한 주요 수차 보정군의 경우 제조 편차에 의해 줌 렌즈 전체의 성능이 크게 변화될 수 있다. 예를 들어, 제조 오차에 의한 디센터(decenter), 틸트(Tilt) 등과 같은 줌 렌즈의 비대칭 오차 특성이 주밍시의 구동에 따라 크게 변화하여 해상력이 떨어질 수 있다. 따라서, 예시적인 실시예에서는 주밍시의 성능 편차를 감소시키기 위하여, 주밍시 제3렌즈군과 제5렌즈군의 이동 궤적을 동일하게 하여 제조 오차로 인한 제3 렌즈군과 제5렌즈군 사이의 상대적인 디센터 및 틸트 변화를 감소시킬 수 있다.
피사체의 영상은 제1 렌즈군 내지 제5 렌즈군(G1)(G2)(G3)(G4)(G5)을 통과하여 상면(image plane)(IMG)에 입사될 수 있다. 상면(IMG)은 예를 들어, 촬상 소자 면 또는 이미지 센서 면일 수 있다. 이미지 센서는 예를 들어, CMOS 또는 CCD를 포함할 수 있다.
제6렌즈군(G6)과 상면(IMG) 사이에 적어도 하나의 광학 필터(미도시)가 구비될 수 있다. 광학 필터(OF)는 예를 들어, 저역 통과 필터(Low pass Filter), 적외선 차단 필터(IR-Cut Filter), 커버 글라스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학필터로서 적외선 차단 필터가 구비되는 경우, 가시광선은 투과되고, 적외선은 외부로 방출되도록 하여, 적외선이 상면에 전달되지 않도록 할 수 있다. 하지만, 광학 필터 없이 줌렌즈를 구성하는 것도 가능하다. 도 1에서는 광학 필터 없이 구성한 예를 도시한 것이다.
예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈는 예를 들어, 70-90도 범위의 화각을 가질 수 있다. Fno는 2 ~ 4 범위를 가질 수 있으며, 주밍시 밝기가 변하지 않을 수 있다. 줌 배율은 2.5~4배 범위를 가질 수 있다.
예시적인 실시에에 따른 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
0.4 < BFW/FLW < 1.1 <식 1>
여기서, FLw 는 광각단에서의 전체 초점거리를, BFw 는 광각단에서의 후초점 거리를 나타낸다. 후초점 거리는 줌 렌즈의 가장 상측에 있는 렌즈의 상측면으로부터 상면(IMG)까지의 공기 간격을 나타낼 수 있다ㅏ.
식 1은 광각단에서의 후초점 거리와 초점거리의 비를 한정한 것이다. (BFW/FLW)이 식 1의 상한치를 초과하면 후초점 거리가 너무 길어 줌 렌즈를 소형화하기 어렵다. 예를 들어, 짧은 플랜지 백을 가지는 미러리스 카메라를 구현하기 어려울 수 있다. 플랜지 백은 렌즈의 마운트(장착부)가 시작되는 부분에서 상면까지의 거리를 나타낸다.
(BFW/FLW)이 식 1의 하한치보다 작으면, 공간이 작아 셔터 등을 배치할 수 없게 되므로 줌 렌즈의 외경이 커져 소형이고, 경량의 줌 렌즈를 구현하기 어렵게 될 수 있다.
예시적인 실시에에 따른 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
0.9 < FL_RGW/BFW < 1.35 <식 2>
여기서, FL_RGW 는 광각단에서 제3렌즈군, 제4렌즈군, 및 제5렌즈군의 합성 초점거리를 나타낸다.
식 2는 후초점 거리를 짧게 하기 위한 것으로, (FL_RGW/BFW)가 상한치를 초과하면 줌렌즈를 소형화하기 어렵게 될 수 있다. (FL_RGW/BFW)가 하한치보다 작으면 제3 내지 제5렌즈군(G3)(G4)(G5)의 굴절력이 너무 강하게 되어 각 렌즈군의 굴절력 배분의 균형이 깨져 양호한 수차 보정이 어렵게 된다.
예시적인 실시에에 따른 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
Figure pat00002
<식 3>
여기서, FL_RGW 는 광각단에서의 제3렌즈군, 제4렌즈군 및 제5렌즈군의 합성 초점거리를, FL_FGw 는 광각단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군의 합성 초점거리를 나타낸다.
식 3은 조리개를 기준으로 조리개의 물체측(O)에 있는 전군(front lens group)(예를 들어, 제1렌즈군과 제2렌즈군)과, 조리개의 상측(I)에 있는 후군(rare lens group)(예를 들어, 제3렌즈군, 제4렌즈군, 제5렌즈군)과 전군의 굴절력의 비율을 정의한다.
식 3의 상한치를 초과하면 전군의 굴절력이 너무 작아 후군의 렌즈 외경을 줄이는 것이 어려워져 경량의 손떨림 보정군을 구성하는 것이 어렵게 될 수 있다. 식 3의 하한치를 초과하면 전군 대비 후군의 굴절력이 작아지게 되어, 후초점 거리가 길게 되어 짧은 플렌지백을 가지는 것이 어려워 질 수 있다.
예를 들어, 대구경 표준 줌렌즈에서는 조리개의 상측(I)에 배치된 후군의 구경이 커지면, 후군에 배치된 손떨림 보정군의 무게가 무거워져 손떨림 보정 성능이 감소될 수 있다. 따라서, 예시적인 실시예에서는 물체측(O)으로부터 조리개(ST)까지 배치된 전군(제1렌즈군과 제2렌즈군)의 부의 굴절력을 작게 함으로써 조리개 이후의 후군의 구경을 소형화하였다. 또한, 제4렌즈군(G4)이 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함하여, 적은 매수의 렌즈로도 수차를 양호하게 보정할 수 있도록 하였다. 이를 통하여, 후군을 상대적으로 가볍게 함으로써, 손떨림 보정군(예를 들어, 제4렌즈군)의 성능을 향상할 수 있다.
또한, 상기 후군의 정의 굴절력을 크게 하여 짧은 후초점 거리를 구현할 수 있다. 그럼으로써, 예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈가 짧은 플렌지 백을 가지는 미러리스 카메라에도 적용될 수 있다.
상기 제5렌즈군의 적어도 하나의 비구면 렌즈 중 적어도 하나가 다음 식을 만족할 수 있다.
80 < vd3C_ASP <식 4>
여기서, vd3C_ASP는 제5렌즈군에 포함된 적어도 하나의 비구면 렌즈의 아베수를 나타낸다 제5렌즈군의 비구면 렌즈를 식 4와 같이 저분산 소재의 렌즈로 구성하여 구면 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
한편, 예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈에 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, D,...는 비구면 계수를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경의 역수(1/R)를 각각 나타낸다.
Figure pat00003
<식 5>
본 발명에서는 다음과 같이 다양한 설계에 따른 수치 실시예를 통해 줌 렌즈를 구현할 수 있다.
각 수치 실시예에서 렌즈면 번호(1,2,3..n; n은 자연수)는 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순차적으로 일렬로 부쳐진다. 그리고, EFL은 촬영 렌즈계의 초점 거리를, Fno는 F 넘버를, 2w는 화각을, R은 곡률 반경을, Dn은 렌즈의 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 공기 간격을, Nd는 굴절률을, Vd는 아베수를 나타낸다. ST는 조리개를, *과 ASP 비구면을 나타낸다.
　<제1 수치 실시예>
도 1은 제1 수치 실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제1 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
EFL : 24.7~67.7mm Fno : 2.05~2.9 2w : 86.10~18.9°
렌즈면 R Dn Nd Vd
1 400.000 2.00 1.84666 23.8
2 82.786 6.20 1.77250 49.6
3 414.716 0.15
4 72.235 4.96 1.83481 42.7
5 255.133 D1
6 99.816 2.00 1.83481 42.7
7 19.338 10.18
8* -94.443 2.10 1.73986 49.1
ASP
K : 14.700000 A : 1.227013e-006 B : -5.256997e-009 C : 0.000000e+000 D : 0.000000e+000
9* 57.808 0.43
ASP
K : -0.655352 A : -6.301379e-006 B : -8.742063e-009
C : -1.360921e-011 D : 2.121332e-014
10 52.401 5.25 1.84666 23.8
11 -71.259 D2
12 -33.916 1.00 1.61800 63.4
13 -256.147 D3
ST Infinity 1.10
15* 31.210 7.87 1.58963 61.1
ASP
K : 0.000000 A : -9.138016e-006 B : -4.563339e-009
C : -3.690113e-012 D : -8.326730e-014
16* -68.225 0.15
ASP
K : 0.000000 A : -1.966907e-006 B : 2.368400e-009
C : -1.515042e-011 D : -5.900039e-014
17 69.334 6.02 1.49700 81.6
18 -44.334 1.30 1.84666 23.8
19 -152.030 D4
20 -72.767 1.00 1.59349 67.0
21 30.491 2.46
22* 58.043 2.56 1.68381 31.3
ASP
K : 0.482099 A : 7.536818e-006 B : -8.682716e-009
C : 4.965999e-011 D : -5.757793e-014
23* 118.360 D5
ASP
K : 0.000000 A : 7.005483e-008 B : -1.250336e-008
C : 5.826571e-011 D : -8.475834e-014
24* 24.000 9.02 1.48476 85.3
ASP
K : -1.000000
A : 1.421634e-006 B : 2.033479e-008 C : -3.831439e-012 D : 6.122977e-014
25 -62.815 0.51
26 43.194 9.68 1.49700 81.6
27 -21.450 1.46 1.91082 35.2
28 -85.931 12.50
29* -16.675 1.60 1.80470 40.9
ASP
K : 0.000000
A : 2.292527e-005 B : 1.832128e-008 C : -1.482554e-010 D : 1.790300e-012
30* -55.715 0.20
ASP
K : 0.000000
A : 2.606901e-005 B : -5.780877e-008 C : 1.510109e-010 D : -1.394237e-013
31 268.435 3.75 1.92286 20.9
32 -83.759 D6
IMG
다음은 제1 수치 실시예의 가변 거리를 나타낸다.
가변 거리 광각단 중간단 망원단
D1 0.8 11.383 27.367
D2 7.987 7.001 7.899
D3 17.153 8.556 1.513
D4 1.685 3.112 4.375
D5 4.190 2.763 1.5
D6 12.975 21.703 34.864
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 각각 제1 수치 실시예에 따른 줌렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 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 수치 실시예>
도 3은 제2 수치 실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제2 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 도 3에서는 각 렌즈에 대한 도면 부호를 생략하였다.
EFL : 24.72~67.7mm Fno : 2.88~2.88 2w : 86.54~34.88°
렌즈면 R Dn Nd Vd
1 Infinity 0.00
2 400.000 2.00 1.84666 23.8
3 64.101 7.00 1.77250 49.6
4 400.000 0.15
5 67.030 5.43 1.83481 42.7
6 198.459 D1
7 120.791 2.00 1.83481 42.7
8 18.807 9.74
9* -74.377 2.10 1.73986 49.1
ASP
K : 15.000000 A : 7.020277e-006 B : -2.166327e-008
C: 0.000000e+000 D : 0.000000e+000
10* 134.628 0.20
ASP
K : -7.685173 A : -4.809641e-006 B : -3.344497e-008
C : -2.197003e-011 D : 1.167964e-014
11 89.044 4.65 1.84666 23.8
12 -57.405 D2
13 -34.643 1.00 1.59349 67.0
14 -1144.441 D3
ST Infinity 1.00
16* 32.832 7.91 1.58963 61.1
ASP
K : 0.000000 A : -9.350332e-006 B : -7.762828e-009
C : -2.747548e-011 D : -9.849222e-014
17* -54.837 0.15
ASP
K : 0.000000 A : 2.663275e-006 B : -1.691379e-008
C : 1.078768e-011 D : -1.455365e-013
18 96.430 6.21 1.49700 81.6
19 -51.397 2.00 1.84666 23.8
20 -80.352 D4
21* -61.569 1.31 1.58375 59.1
ASP
K : 0.000000 A : -9.036106e-006 B : 5.288998e-008
C : -1.963999e-010 D : 5.590274e-013
22* 39.435 D5
ASP
K : 0.000000 A : -1.837356e-005 B : 7.207846e-008
C : -2.564238e-010 D : 5.998742e-013
23* 24.300 8.52 1.48383 84.9
ASP
K : -1.000000 A : 7.853329e-006 B : 1.470016e-008
C : 1.099923e-011 D : 7.401486e-014
24 -59.273 0.18
25 47.813 8.96 1.49700 81.6
26 -21.600 3.20 1.91082 35.2
27 -73.650 8.67
28* -32.556 3.00 1.80489 40.5
ASP
K : 0.000000 A : -1.229677e-004 B : 1.730551e-007
C : -2.063202e-012 D : 5.679411e-013
29* -150.000 D6
ASP
K : 0.000000 A : -9.423721e-005 B : 3.080037e-007
C : -4.967999e-010 D : 6.141163e-013
IMG
다음은 제2 수치 실시예의 가변 거리를 나타낸다.
가변거리 광각단 중간단 망원단
D1 0.800 14.217 31.092
D2 6.700 6.277 7.156
D3 16.120 8.185 1.600
D4 3.098 5.725 8.263
D5 9.250 6.623 4.085
D6 16.636 23.360 34.233
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 각각 제2 수치 실시예에 따른 줌렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
<제3 수치 실시예>
도 5는 제3 수치 실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제3 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
　EFL : 24.7~67.7mm Fno : 2.9~2.9 2w : 86.64~34.91°
렌즈면 R Dn Nd Vd
1 Infinity 0.00
2 400.000 2.00 1.84666 23.8
3 103.358 6.19 1.61919 60.4
4 8713.646 0.15
5 56.564 6.21 1.68500 50.4
6 142.880 D1
7 119.213 2.00 1.74516 42.0
8 17.913 10.55
9* -74.915 2.10 1.73986 49.1
ASP
K : 15.000000 A : 5.931240e-006 B : -1.663765e-008
C : 0.000000e+000 D : 0.000000e+000
10* 81.024 0.20
ASP
K : -12.521808 A : -3.688382e-006 B : -3.087216e-008
C : -2.422351e-011 D : 1.967213e-014
11 88.214 5.07 1.84666 23.8
12 -50.739 D2
13 -35.618 1.00 1.61800 63.4
14 -678.480 D3
ST Infinity 0.90
16* 30.237 7.72 1.58963 61.1
ASP
K : 0.000000 A : -9.173867e-006 B : -1.921243e-008
C : 2.023157e-011 D : -1.285416e-013
17* -61.455 0.87
ASP
K : 0.000000 A : 1.544499e-006 B : -1.820226e-008
C : 2.983360e-011 D : -1.039335e-013
18 79.694 4.78 1.49700 81.6
19 -67.299 1.30 1.84666 23.8
20 -116.093 D4
21* -51.359 1.30 1.58375 59.1
ASP
K : 0.000000 A : -6.686067e-006 B : 7.068853e-008
C : -2.516142e-010 D : 4.667443e-013
22* 45.131 D5
ASP
K : 0.000000 A : -1.677065e-005 B : 8.822827e-008
C : -3.222600e-010 D : 5.633472e-013
23* 24.140 8.79 1.49633 81.4

ASP
K : -1.000000 A : 9.383108e-006 B : 2.338285e-008
C : 8.107284e-012 D : 3.940880e-014
24 -48.448 0.15
25 45.911 8.10 1.49700 81.6
26 -21.827 1.00 1.85060 24.2
27 -127.395 5.35
28* -17.375 1.60 1.80470 40.9
ASP
K : 0.000000 A : 5.998900e-006 B : -3.794209e-008
C : -3.369292e-010 D : 2.655253e-012
29* -149.235 0.22
ASP
K : 0.000000 A : 2.270633e-005 B : -7.935454e-008
C : 2.826592e-010 D : -3.303218e-013
30 548.724 4.11 1.92286 20.9
31 -42.800 D6
IMG
다음은 제3 수치 실시예의 가변 거리를 나타낸다.
가변 거리 광각단 중간단 망원단
D1 0.800 12.770 31.597
D2 6.252 6.107 7.103
D3 17.647 8.365 1.400
D4 1.772 4.172 6.481
D5 7.709 5.309 3.0
D6 22.475 30.585 41.684
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 각각 제3 수치 실시예에 따른 줌렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
　<제4 수치 실시예>
도 7은 제4 수치 실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제4 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
EFL : 24.68~67.74mm Fno : 2.9~2.9 2w : 84.67~34.88°
렌즈면 R Dn Nd Vd
1 Infinity 0.00
2 400.000 2.00 1.84666 23.8
3 73.185 6.05 1.85128 39.6
4 247.008 0.15
5 84.682 4.32 1.87185 37.9
6 273.443 D1
7 131.102 2.00 1.77030 38.2
8 21.284 9.79
9* -220.223 2.00 1.73986 49.1
ASP
K : 15.000000 A : 4.016299e-006 B : -7.726641e-009
C : 0.000000e+000 D : 0.000000e+000
10* 53.697 0.20
ASP
K : 3.897110 A : -4.674638e-006 B : -1.271719e-008
C : -1.781693e-011 D : -3.058504e-016
11 45.493 6.31 1.84666 23.8
12 -86.106 D2
13 -39.979 1.00 1.61800 63.4
14 196.369 D3
ST Infinity 0.90
16* 31.998 7.54 1.58963 61.1
ASP
K : 0.000000 A : -9.209865e-006 B : 5.172831e-009
C : -4.513903e-011 D : 7.212510e-014
17* -60.447 0.15
ASP
K : 0.000000 A : -1.459813e-006 B : 7.954455e-009
C : -4.822302e-011 D : 8.799402e-014
18 54.259 5.77 1.49700 81.6
19 -50.223 1.30 1.84666 23.8
20 -614.459 D4
21 -81.017 1.00 1.59349 67.0
22 33.270 1.98
23* 57.428 2.02 1.68381 31.3
ASP
K : 0.000000 A : 1.068146e-005 B : -1.633424e-008
C : 1.295344e-011 D : 6.078530e-014
24* 84.370 D5
ASP
K : 0.000000 A : 2.904675e-006 B : -8.662841e-009
C : -1.481837e-011 D : 9.340780e-014
25* 23.000 9.66 1.49633 81.4

ASP
K : -1.000000 A : -2.580667e-007 B : 2.525059e-008
C : -3.142603e-011 D : 9.081093e-014
26 -67.437 0.80
27 56.976 9.81 1.49700 81.6
28 -21.444 1.20 1.89397 36.3
29 -57.668 11.38
30* -16.431 1.60 1.80470 40.9
ASP
K : 0.000000 A : 1.629470e-005 B : 1.330465e-008
C : -2.116913e-010 D : 2.566211e-012
31* -71.973 0.46
ASP
K : 0.000000 A : 1.865374e-005 B : -6.026081e-008
C : 2.132200e-010 D : -2.020208e-013
32 276.072 3.75 1.92286 20.9
33 -79.842 D6
IMG
다음은 제4 수치 실시예의 가변 거리를 나타낸다.
가변 거리 광각단 중간단 망원단
D1 0.800 12.067 31.597
D2 7.286 7.731 7.711
D3 18.518 8.633 1.700
D4 1.594 4.528 7.262
D5 7.168 4.234 1.500
D6 10.551 18.342 30.063
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 각각 제4 수치 실시예에 따른 줌렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
다음은 제1 내지 제4 수치 실시예에 따른 줌 렌즈가 식 1 내지 식 4를 만족함을 보인 것이다.
　 제1수치실시예 제2수치실시예 제3수치실시예 제4수치실시예
식 1 0.53 0.67 0.91 0.43
식 2 1.10 1.09 1.21 1.10
식 3 1.00 0.96 0.88 1.10
식 4 85.3 84.9 81.4 81.4
예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈는 짧은 후초점 거리를 가지고 소형의 촬영 장치에 적용될 수 있고, 예를 들어 미러리스 카메라에 적용될 수 있다. 또한, 포커싱 렌즈군을 소형이고 경량으로 구성하여 신속한 포커싱이 가능하도록 하였다. 예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈는 이미지 센서를 채용한 촬영 장치에 적용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따른 촬영 장치는 디지털 카메라, 교환 렌즈 카메라, 비디오 카메라, 핸드폰 카메라, 미러리스 카메라, 소형 모바일 기기용 카메라 등 다양한 촬영 장치에 적용 가능하다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른 줌 렌즈를 구비한 촬영 장치(110)의 일 예를 도시한 것이다. 촬영 장치(110)는 촬영 렌즈(100)와, 상기 촬영 렌즈(100)가 형성하는 광학 상을 수광하여 전기적인 화상 신호로 변환하는 이미지 센서(112)를 포함한다. 상기 촬영 렌즈(100)로는 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 줌 렌즈들이 채용될 수 있다. 상기 촬영 장치는 상기 이미지 센서(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 9에 도시된 촬영 장치는 일 예일 뿐이며 여기에 한정되는 것은 아니다.
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.
G1:1렌즈군, G2:제2렌즈군
G3:제3렌즈군, G4:제4렌즈군
G5:제5렌즈군

Claims (15)

  1. 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로,
    정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군;
    부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군;
    정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군;
    부의 굴절력을 가지는 제4렌즈군; 및
    정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군;을　포함하며,
    상기 제1렌즈군은 접합렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 포함하고,
    상기 제2렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군과, 부의 굴절력을 가지고 포커싱을 수행하는 제2서브 렌즈군을 포함하며,
    광각단에서 망원단으로 주밍시 상기 제1 내지 제5렌즈군이 각각 이동하고,
    다음 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    0.4 < BFW/FLW < 1.1
    여기서, FLw 는 광각단에서의 전체 초점거리를, BFw 는 광각단에서의 후초점거리를 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이에 조리개를 포함한 줌 렌즈
  3. 제1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    0.9 < FL_RGW/BFW < 1.35
    여기서, FL_RGW 는 광각단에서 제3렌즈군, 제4렌즈군, 및 제5렌즈군의 합성 초점거리를 나타낸다.
  4. 제1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    Figure pat00004

    여기서, FL_RGW 는 광각단에서의 제3렌즈군, 제4렌즈군 및 제5렌즈군의 합성 초점거리를, FL_FGw 는 광각단에서의 제1렌즈군과 제2렌즈군의 합성 초점거리를 나타낸다.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군은 적어도 하나의 정렌즈와, 접합렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4렌즈군은 적어도 하나의 부렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제5렌즈군은 적어도 하나의 정렌즈와 접합렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4렌즈군이 손떨림 보정을 수행하는 줌 렌즈.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제5렌즈군이 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제5렌즈군의 적어도 하나의 비구면 렌즈 중 적어도 하나가 다음 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    80 < vd3C_ASP
    여기서, vd3C_ASP는 제5렌즈군에 포함된 적어도 하나의 비구면 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4렌즈군이 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함하는 줌렌즈.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    광각단에서 망원단으로 주밍시 제3렌즈군과 제5렌즈군이 제3렌즈군과 제5렌즈군 사이의 거리가 변하지 않도록 이동하는 줌렌즈.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈군의 제1서브 렌즈군은 적어도 하나의 부렌즈를 포함하고, 상기 적어도 하나의 부렌즈가 각각 1.73 이상의 굴절률을 가지는 줌렌즈.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈군의 제2서브 렌즈군은 한 매의 렌즈로 구성된 줌렌즈.
  15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 줌 렌즈; 및
    상기 줌 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미지 센서;를 포함하는 촬영 장치.
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