KR20220037264A - 줌 렌즈계 - Google Patents

줌 렌즈계 Download PDF

Info

Publication number
KR20220037264A
KR20220037264A KR1020200120001A KR20200120001A KR20220037264A KR 20220037264 A KR20220037264 A KR 20220037264A KR 1020200120001 A KR1020200120001 A KR 1020200120001A KR 20200120001 A KR20200120001 A KR 20200120001A KR 20220037264 A KR20220037264 A KR 20220037264A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens group
lens
refractive power
positive refractive
focal length
Prior art date
Application number
KR1020200120001A
Other languages
English (en)
Inventor
구원모
박규택
한희중
Original Assignee
한화테크윈 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화테크윈 주식회사 filed Critical 한화테크윈 주식회사
Priority to KR1020200120001A priority Critical patent/KR20220037264A/ko
Publication of KR20220037264A publication Critical patent/KR20220037264A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/146—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having more than five groups
    • G02B15/1461—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having more than five groups the first group being positive
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/009—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras having zoom function
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 물체측으로부터 상면측으로 순서대로 광축을 따라 배치된 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈군 및 정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈군을 포함하며, 상기 제2 렌즈군, 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군 및 상기 제6 렌즈군을 상기 광축 방향으로 이동시킴으로써 주밍을 수행하고, 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군 및 상기 제6 렌즈군 중 적어도 하나는 광각단에서 제1 중간단 및 제2 중간단을 거쳐 망원단으로 주밍 시 이동 방향을 2회 이상 전환하는, 줌 렌즈계를 제공한다.

Description

줌 렌즈계{Zoom lens system}
본 발명은 줌 렌즈계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 7군 줌 렌즈계에 관한 것이다.
최근 디지털 카메라(digital camera), 비디오 카메라(video camera) 및 감시용 카메라와 같은 촬상 장치의 소형화에 대한 요구가 증가하고 있다.
반면, 촬상 장치에 포함된 CCD(charge coupled device)나 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 등과 같은 촬상 소자의 고화소화를 위해서는, 촬상 소자의 면적이 크고 촬상 소자에 포함된 화소들의 수가 많을수록 유리하다. 이에 따라 촬상 소자에 광을 결상하는 광학계의 크기 또한 커지며 촬상 소자의 전 영역에 걸쳐 결상되는 광의 수차를 최소화하여야 하는 어려움이 있다. 따라서, 작은 크기의 촬상 장치에 장착이 가능하면서 촬상 소자의 전 영역에 걸쳐 수차가 작은 광을 결상시킬 수 있는 고성능의 줌 렌즈계에 대한 요구가 증가되고 있다.
일본 등록특허 제6270489호 (2018.01.12.)
본 발명의 일 실시예는, 고배율을 가지면서 이동군들의 이동 경로를 최적화함으로써 소형화 및 고화소를 달성할 수 있는 7군의 줌 렌즈계를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 물체측으로부터 상면측으로 순서대로 광축을 따라 배치된, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈군 및 정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈군을 포함하며, 상기 제2 렌즈군, 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군 및 상기 제6 렌즈군을 상기 광축 방향으로 이동시킴으로써 주밍을 수행하고, 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군 및 상기 제6 렌즈군 중 적어도 하나는 광각단에서 제1 중간단 및 제2 중간단을 거쳐 망원단으로 주밍 시 이동 방향을 2회 이상 전환하는, 줌 렌즈계를 제공한다.
일 실시예에 따르면, 하기의 식을 만족할 수 있다.
<식>
Figure pat00001
여기서, TL은 제1 렌즈군의 가장 물체측에 배치된 렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리를 나타내고, fw는 광각단에서의 유효 초점 거리, ft는 망원단에서의 유효 초점 거리를 나타낸다.
일 실시예에 따르면, 하기의 식을 만족할 수 있다.
<식>
4 < |f1/f2| < 9
15 < |ft/f2| < 25
여기서, f1은 제1 렌즈군의 초점거리, f2는 제2 렌즈군의 초점거리, ft는 망원단에서의 초점거리를 나타낸다.
일 실시예에 따르면, 하기의 식을 만족할 수 있다.
<식>
1.5 < |f5/f6| < 3.0
여기서, f5는 제5 렌즈군의 초점거리, f6은 제6 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3 렌즈군은 1장의 물체측이 볼록한 메니스커스 정렌즈로 구성되며, 하기의 식을 만족할 수 있다.
<식>
20 < |f3| < 200
1.45 < Nd31 < 1.65
60 < Vd31 < 80
여기서, f3은 제3 렌즈군의 초점거리, Nd31은 상기 정렌즈의 굴절률, Vd31은 상기 정렌즈의 아베수를 나타낸다.
일 실시예에 따르면, 상기 제6 렌즈군은 광각단에서 제1 중간단 및 제2 중간단을 거쳐 망원단으로 주밍 시 이동 방향을 2회 전환할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 물체측으로부터 상면측으로 순서대로 광축을 따라 배치된, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군, 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군, 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈군 및 정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈군을 포함하며, 상기 제2 렌즈군, 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군 및 상기 제6 렌즈군을 상기 광축 방향으로 이동시킴으로써 주밍을 수행하고, 광각단에서 제1 중간단 및 제2 중간단을 거쳐 망원단으로 주밍 시, 상기 제2 렌즈군의 위치에 대한 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군 및 제6 렌즈군 중 적어도 하나의 위치 함수는 두 개 이상의 변곡점을 갖는, 줌 렌즈계를 제공한다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고배율을 가지면서 이동군들의 이동 경로를 최적화함으로써 소형화 및 고화소를 달성할 수 있는 7군의 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.
또한, 광원단에서 망원단까지 수차가 양호하게 보정된 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광학적 배치도이다.
도 2 내지 도 5는 각각 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단, 제1 중간단, 제2 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광학적 배치도이다.
도 7 내지 도 10은 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단, 제1 중간단, 제2 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광학적 배치도이다.
도 12 내지 도 15는 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단, 제1 중간단, 제2 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1, 도 6 및 도 11은 각각 본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계의 광학적 배치도이다.
도 1, 도 6 및 도11을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계는 물체(O)측으로부터 상면(IP)측으로 순서대로 배치된 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군(G1), 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군(G2), 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군(G3), 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군(G4), 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군(G5), 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈군(G6) 및 정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈군(G7)을 포함한다. 제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3) 사이에는 조리개(ST)가 배치되며, 제7 렌즈군(G7)과 상면(IP)의 사이에는 광학 블록(B)이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광학 블록(B)은 다양한 종류의 필터 및/또는 커버 글라스 등일 수 있다.
상기 줌 렌즈계는, 제2 렌즈군(G2), 제4 렌즈군(G4), 제5 렌즈군(G5) 및 제6 렌즈군(G6)을 광축 방향으로 이동시킴으로써 주밍(zooming)을 수행할 수 있으며, 제1 렌즈군(G1), 제3 렌즈군(G3) 및 제7 렌즈군(G7)은 위치가 고정된 렌즈군일 수 있다. 조리개(ST)는 제3 렌즈군(G3)에 인접하게 배치되며 주밍시 위치가 변하지 않을 수 있다.
상기 제4 렌즈군(G4), 상기 제5 렌즈군(G5) 및 상기 제6 렌즈군(G6) 중 적어도 하나는 광각단에서 제1 중간단 및 제2 중간단을 거쳐 망원단으로 주밍 시 이동 방향을 2회 이상 전환할 수 있다. 도 1, 도 6 및 도 11을 참고하면, 제6 렌즈군(G6)은 주밍 시 이동 방향을 2회 전환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 선택적으로 제4 렌즈군 또한 주밍 시 이동 방향을 복수 회 전환(도 1 참고)할 수 있으며, 선택적으로 제5 렌즈군 또한 주밍 시 이동 방향을 복수 회 전환(도 6 참고)할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)은 광각단에서 제1 중간단, 제2 중간단 및 망원단까지 주밍을 수행함에 따라 물체(O)측으로부터 상면(IP)측을 향하는 방향을 따라 이동하며, 제2 렌즈군(G2)의 위치에 대한 제6 렌즈군(G6)의 위치 함수는 두 개 이상의 변곡점을 갖는다. 여기서, 변곡점은 제6 렌즈군(G6)의 위치 기울기가 0이 되는 지점을 의미한다. 일 실시예에 따르면, 제6 렌즈군(G6)뿐만 아니라 제4 렌즈군(G4) 및 제5 렌즈군(G5) 중 적어도 하나의 위치 함수 또한 두 개 이상의 변곡점을 가질 수 있다.
상기와 같이 이동군들을 이동시킴으로써, 제한된 공간에서 자이델 수차를 용이하게 제어할 수 있다. 즉, 수차를 제어할 수 있는 공간을 최소화함으로써 전체 줌 렌즈계의 소형화를 달성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계는, 하기의 <수학식 1>을 만족할 수 있다.
<수학식 1>
Figure pat00002
여기서, TL은 제1 렌즈군(G1)의 가장 물체(O)측에 배치된 렌즈(L11)의 물체(O)측 면으로부터 상면(IP)까지의 거리를 나타내고, fw는 광각단에서의 유효 초점 거리, ft는 망원단에서의 유효 초점 거리를 나타낸다.
수학식 1은 줌배율에 대한 전장거리를 비를 나타내며, 상한치 이상에서는 소정의 줌배율에 대하여 전장거리가 커질 수 있다. 즉, 이 경우 줌 렌즈계의 크기가 커지므로 줌 렌즈계의 소형화가 어려워진다.
넓은 영역에 걸쳐 수차를 양호하게 보정하기 위해, 줌 렌즈계에 포함된 렌즈들의 매수 및/또는 전장길이가 길어질 수 있으나, 본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계는 렌즈군들의 구성을 최적화함으로써 30배 이상의 고배율을 구현하면서 전장길이가 120 mm 미만이 되도록 하여 소형화를 구현할 수 있다.
이하, 제1 렌즈군(G1) 내지 제7 렌즈군(G7)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
제1 렌즈군(G1)은 정의 굴절력을 가지며, 4장의 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 렌즈군(G1)은 위치가 고정되어 있는 렌즈군일 수 있으며, 물체(O)측으로부터 상면(IP)측으로 순서대로 배치된, 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈(L11), 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈(L12), 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈(L13) 및 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈(L14)로 구성될 수 있다. 제1 렌즈군(G1)은 1장의 부렌즈와 3장의 정렌즈를 포함하며, 가장 물체(O)측에 배치되며 물체(O)측으로부터 순서대로 배치된 부렌즈(제1 렌즈, L11)와 정렌즈(제2 렌즈, L12)로 이루어진 접합 렌즈를 포함할 수 있다.
즉, 제1 렌즈(L11)와 제2 렌즈(L12)는 접합 렌즈를 구성할 수 있으며, 접합 렌즈는 제1 렌즈군(G1)의 가장 물체측에 위치하여 망원단에서의 색수차 보정에 기여할 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1)은 아베수가 95 이상인 적어도 3장의 렌즈들을 포함하며, 일 실시예에 따르면, 상기 제2 렌즈(L12), 제3 렌즈(L13) 및 제4 렌즈(L14)의 아베수가 각각 95 이상일 수 있다. 즉, 제1 렌즈군(G1)은 3장의 저분산 렌즈를 포함하며, 이러한 구성을 통해 긴 파장 영역에서의 수차를 용이하게 보정할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)은 부의 굴절력을 가지며, 3장의 렌즈를 포함할 수 있다. 제2 렌즈군(G2)은 주밍시 광축(OA)을 따라 이동하는 이동군일 수 있으며, 물체(O)측으로부터 상면(IP)측으로 순서대로 배치된, 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈(L21), 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈(L22) 및 정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈(L23)로 구성될 수 있다.
제2 렌즈군(G2)은 2장의 부렌즈와 1장의 정렌즈를 포함하며, 가장 상면(IP)에 배치되며 부렌즈(제6 렌즈, L22) 및 정렌즈(제7렌즈, L23)로 이루어진 접합 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 비구면을 포함하는 적어도 하나의 렌즈를 포함하며, 일 실시예에 따르면 제5 렌즈(L21)는 양면이 비구면일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2)은 하기의 수학식 2 및 수학식 3을 만족할 수 있다.
<수학식 2>
4 < |f1/f2| < 9
<수학식 3>
15 < |ft/f2| < 25
여기서, f1은 제1 렌즈군(G1)의 초점거리, f2는 제2 렌즈군(G2)의 초점거리, ft는 망원단에서의 유효 초점 거리를 나타낸다.
수학식 1은 제1 렌즈군(G1)의 초점거리와 제2 렌즈군(G2)의 초점거리의 비의 적절한 범위를 나타내고, 수학식 2는 줌 렌즈계의 망원단에서의 유효 초점 거리에 대한 제2 렌즈군(G2)의 초점거리의 적절한 비를 나타낸 것으로, 상기 범위를 벗어나는 경우 구명 수차 및 배율 제어가 어려워 소형화 및 고배율을 구현할 수 없다.
상기 제3 렌즈군(G3)은 정의 굴절력을 가지며, 1장의 제8렌즈(L31)를 포함할 수 있다. 제3 렌즈군(G3)은 위치가 고정되어 있는 고정군일 수 있으며, 물체(O)측이 볼록한 메니스커스(meniscus) 렌즈일 수 있다. 일 실시예에 따르면 제8 렌즈(L31)는 양면이 비구면일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 렌즈군(G3) 및 제8 렌즈(L31)는 하기의 수학식 4, 수학식 5 및 수학식 6을 만족할 수 있다.
<수학식 4>
20 < |f3| < 200
<수학식 5>
1.45 < Nd31 < 1.65
<수학식 6>
60 < Vd31 < 80
여기서, f3는 제3 렌즈군(G3)의 초점거리, Nd31은 제8 렌즈(L31)의 굴절률, Vd31은 제8 렌즈(L31)의 아베수를 나타낸다.
상기 제3 렌즈군(G3)의 초점거리가 수학식 3의 범위를 벗어나는 경우, 렌즈 민감도가 상승하여 렌즈 제작이 어려워질 수 있다. 또한, 제8 렌즈(L31)의 굴절율과 아베수를 수학식 4 및 수학식 5의 범위로 구성함으로써 줌 렌즈계의 구면 수차를 크게 감소시킬 수 있다.
제2 렌즈군(G2)과 제3 렌즈군(G3)의 사이에는 조리개(ST)가 배치될 수 있으며, 조리개(ST)는 제3 렌즈군(G3)에 인접하게 배치되어 주밍 시 고정된 상태를 유지할 수 있다.
상기 제4 렌즈군(G4)은 정의 굴절력을 가지며, 3장의 렌즈를 포함할 수 있다. 제4 렌즈군(G4)은 주밍시 광축(OA)을 따라 이동하는 이동군일 수 있으며, 물체(O)측으로부터 상면(IP)측으로 순서대로 배치된, 정의 굴절력을 갖는 제9 렌즈(L41), 정의 굴절력을 갖는 제10 렌즈(L42) 및 부의 굴절력을 갖는 제11 렌즈(L43)로 구성될 수 있다. 제4 렌즈군(G4)은 비구면을 포함하는 적어도 하나의 렌즈를 포함하며, 일 실시예에 따르면 제9 렌즈(L41)는 양면이 비구면일 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 렌즈군(G2), 제3 렌즈군(G3) 및 제4 렌즈군(G4)은 각각 비구면을 포함하는 렌즈를 포함하며, 이러한 구성을 통해 줌 렌즈계에 포함된 렌즈의 수를 최소화하면서 수차를 보정할 수 있다. 즉, 줌 렌즈계의 소형화 및 고해상도를 동시에 구현할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제4 렌즈군(G4)은 도 1에 도시된 바와 같이 광각단에서 제1 중간단 및 제2 중간단을 거쳐 망원단으로 주밍 시 이동 방향을 2번 이상 전환할 수 있다. 즉, 제2 렌즈군(G2)의 위치에 대한 제4 렌즈군(G4)의 위치 함수는 두 개 이상의 변곡점을 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈군(G5)은 정의 굴절력을 갖으며, 2장의 렌즈를 포함할 수 있다. 제5 렌즈군(G5)은 주밍시 광축(OA)을 따라 이동하는 이동군일 수 있으며, 물체(O)측으로부터 상면(IP)측으로 순서대로 배치된, 정의 굴절력을 갖는 제12 렌즈(L51) 및 부의 굴절력을 갖는 제13 렌즈(L52)로 구성될 수 있다. 상기 제12 렌즈(L51) 및 제13 렌즈(L52)는 접합 렌즈를 구성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제5 렌즈군(G4)은 도 6에 도시된 바와 같이 광각단에서 제1 중간단 및 제2 중간단을 거쳐 망원단으로 주밍 시 이동 방향을 2번 이상 전환할 수 있다. 즉, 제2 렌즈군(G2)의 위치에 대한 제5 렌즈군(G4)의 위치 함수는 두 개 이상의 변곡점을 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈군(G6)은 부의 굴절력을 가지며, 1장의 제14 렌즈(L61)를 포함할 수 있으며, 제6 렌즈군(G6)은 주밍시 광축(OA)을 따라 이동하는 이동군일 수 있다. 상술한 바와 같이 제6 렌즈군(G6)은 광각단에서 제1 중간단 및 제2 중간단을 거쳐 망원단으로 주밍 시 이동 방향을 2번 이상 전환할 수 있다. 즉, 제2 렌즈군(G2)의 위치에 대한 제6 렌즈군(G6)의 위치 함수는 두 개 이상의 변곡점을 가질 수 있다.
제6 렌즈군(G6)의 이동 경로가 두 개 이상의 변곡점을 갖도록 구성함으로써, 제한된 공간에서 자이델 수차를 용이하게 제어할 수 있다. 즉, 수차를 제어할 수 있는 공간을 최소화함으로써 전체 줌 렌즈계의 소형화를 달성할 수 있다.
상기 제5 렌즈군(G5) 및 제6 렌즈군(G6)은 하기의 <수학식 7>을 만족할 수 있다.
<수학식 7>
1.5 < |f5/f6] < 3.0
여기서, f5는 제5 렌즈군(G5)의 초점거리, f6은 제6 렌즈군(G6)의 초점거리를 나타낸다.
수학식 7은 이동군이 제5 렌즈군(G5)과 제6 렌즈군(G6)의 초점거리의 비의 적절한 범위를 나타낸 것으로, 상기 범위 내에서 공간을 최소한으로 활용하면서 줌 렌즈계의 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 이동군인 제4 렌즈군(G4), 제5 렌즈군(G5) 및 제6 렌즈군(G6)의 이동 경로 및 제5 렌즈군(G5)과 제6 렌즈군(G6)의 초점거리 배분을 통해 줌 렌즈계의 소형화 및 고성능화를 달성할 수 있다.
상기 제7 렌즈군(G7)은 정의 굴절력을 가지며, 1장의 제15 렌즈(L71)를 포함할 수 있으며, 제7 렌즈군(G7)은 고정군일 수 있다. 일 실시예에 따르면 제15 렌즈(L71)는 양면이 비구면일 수 있다.
이하에서는 [표 1] 내지 [표 11]을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 설명한다.
설계 데이터에서, f는 초점거리[mm], Fno는 F 넘버를 나타내며, R은 각 렌즈면의 곡률 반경[mm](단, R의 값이 infinity가 되는 면은 그 면이 평면임을 나타낸다.), Dn는 광축 상에서 렌즈면과 렌즈면 사이의 거리[mm]로써 렌즈의 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 거리를 나타낸다. Nd는 d선에서의 각 렌즈의 굴절률을, vd는 d선에서의 각 렌즈의 아베수를 나타낸다.
본 발명의 실시예들에 포함된 비구면(ASP)의 정의는 다음과 같다.
Figure pat00003
본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계에 포함된 비구면 형상은, 광축 방향을 z축으로 하고, 광축 방향에 대해 수직한 방향을 h축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정(positive)으로 하여 상기 정의식으로 나타낼 수 있다. 여기서, z는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, h는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리를, K는 코닉상수(conic constant)를, A, B, C, D 및 E는 비구면 계수를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경의 역수(1/R)를 나타낸다.
<제1 실시예>
[표 1]은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다. 면번호 Si는 제1 렌즈(L11)의 물체측 면을 1번째 면(S1)으로 하고, 상측 방향을 따라 면 번호가 증가되도록 부호를 붙인 i번째의 면을 나타낸다.
Figure pat00004
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다, [표 2]는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계에 포함된 비구면의 비구면 계수를 나타낸다. 비구면 계수의 수치에서 E-m(m은 정수)이라는 표기는 ×10-m을 의미한다.
Figure pat00005
[표 3]은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 초점거리(f), f넘버(Fno) 및 가변 거리를 각각 광각단, 제1 중간단, 제2 중간단 및 망원단에 대하여 나타낸 것이다.
Figure pat00006
도 2 내지 도 5는 각각 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단, 제1 중간단, 제2 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 2 내지 도 5의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)는 656.28 nm, 587.56 nm, 546.07 nm, 486.13 nm 및 435.84 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점수차(Astigmatism)와 왜곡(Distortion)은 546.07 nm 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 비점수차에서 점선은 자오면(T; tangential surface)에서의 상면 만곡을, 실선은 구결면(S; sagittal surface)에서의 상면 만곡을 나타낸다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 상면(IP)의 중심영역으로부터 가장자리 영역까지 전 높이(image height)에 걸쳐 수차가 양호하게 보정된 것을 확인할 수 있으며, 특히 종방향 구면수차를 참고하면, 435.84 nm의 청색광 영역에서 656.28 nm의 적색광 영역에 걸쳐 상면(IP)의 중심부로부터 가장자리 영역까지 색수차가 거의 발생되지 않음을 확인할 수 있다.
<제2 실시예>
[표 4]는 도 6에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다.
Figure pat00007
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다, [표 5]는 도 6에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계에 포함된 비구면의 비구면 계수를 나타낸다. 비구면 계수의 수치에서 E-m(m은 정수)이라는 표기는 ×10-m을 의미한다.
Figure pat00008
[표 6]은 도 6에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 초점거리(f), f넘버(Fno) 및 가변 거리를 각각 광각단, 제1 중간단, 제2 중간단 및 망원단에 대하여 나타낸 것이다
Figure pat00009
도 7 내지 도 10은 각각 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단, 제1 중간단, 제2 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 7 내지 도 10의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)는 656.28 nm, 587.56 nm, 546.07 nm, 486.13 nm 및 435.84 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점수차(Astigmatism)와 왜곡(Distortion)은 546.07 nm 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 비점수차에서 점선은 자오면(T; tangential surface)에서의 상면 만곡을, 실선은 구결면(S; sagittal surface)에서의 상면 만곡을 나타낸다.
<제3 실시예>
[표 7]는 도 11에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다.
Figure pat00010
상기 표에서 *은 비구면을 나타낸다, [표 8]은 도 11에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계에 포함된 비구면의 비구면 계수를 나타낸다. 비구면 계수의 수치에서 E-m(m은 정수)이라는 표기는 ×10-m을 의미한다.
Figure pat00011
[표 9]는 도 11에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 초점거리(f), f넘버(Fno) 및 가변 거리를 각각 광각단, 제1 중간단, 제2 중간단 및 망원단에 대하여 나타낸 것이다.
Figure pat00012
도 12 내지 도 15은 각각 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단, 제1 중간단, 제2 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점수차 및 왜곡을 나타낸 수차도이다.
도 12 내지 도 15의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration)는 656.28 nm, 587.56 nm, 546.07 nm, 486.13 nm 및 435.84 nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점수차(Astigmatism)와 왜곡(Distortion)은 546.07 nm 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 비점수차에서 점선은 자오면(T; tangential surface)에서의 상면 만곡을, 실선은 구결면(S; sagittal surface)에서의 상면 만곡을 나타낸다.
다음의 [표 10]은 제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예에 포함된 제1 렌즈군 내지 제7 렌즈군(G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7)의 초점거리를 나타낸다.
Figure pat00013
다음의 [표 11]은 본 발명의 실시예들에 따른 줌 렌즈계가 <수학식 1> 내지 <수학식 4> 및 <수학식 7>을 만족함을 나타낸다.
Figure pat00014
본 발명의 실시예들은, 고배율을 가지면서 이동군들의 이동 경로를 최적화함으로써 소형화 및 고화소를 달성할 수 있는 7군의 줌 렌즈계를 제공할 수 있다. 또한, 광원단에서 망원단까지 수차가 양호하게 보정된 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
G1: 제1 렌즈군 G2: 제2 렌즈군
G3: 제3 렌즈군 G4: 제4 렌즈군
G5: 제5 렌즈군 G6: 제6 렌즈군
G7: 제7 렌즈군 L11: 제1 렌즈
L12: 제2 렌즈 L13: 제3 렌즈
L14: 제4 렌즈 L21: 제5 렌즈
L22: 제6 렌즈 L23: 제7 렌즈
L31: 제8 렌즈 L41: 제9 렌즈
L42: 제10 렌즈 L43: 제11 렌즈
L51: 제12 렌즈 L52: 제13 렌즈
L61: 제14 렌즈 L71: 제15 렌즈
ST: 조리개 B: 광학 블록

Claims (7)

  1. 물체측으로부터 상면측으로 순서대로 광축을 따라 배치된,
    정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군;
    부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군;
    정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군;
    정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군;
    정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군;
    부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈군; 및
    정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈군을 포함하며,
    상기 제2 렌즈군, 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군 및 상기 제6 렌즈군을 상기 광축 방향으로 이동시킴으로써 주밍을 수행하고,
    상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군 및 상기 제6 렌즈군 중 적어도 하나는 광각단에서 제1 중간단 및 제2 중간단을 거쳐 망원단으로 주밍 시 이동 방향을 2회 이상 전환하는, 줌 렌즈계.
  2. 제1 항에 있어서,
    하기의 식을 만족하는, 줌 렌즈계.
    <식>
    Figure pat00015

    여기서, TL은 제1 렌즈군의 가장 물체측에 배치된 렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리를 나타내고, fw는 광각단에서의 유효 초점 거리, ft는 망원단에서의 유효 초점 거리를 나타낸다.
  3. 제1 항에 있어서,
    하기의 식을 만족하는, 줌 렌즈계.
    <식>
    4 < |f1/f2| < 9
    15 < |ft/f2| < 25
    여기서, f1은 제1 렌즈군의 초점거리, f2는 제2 렌즈군의 초점거리, ft는 망원단에서의 초점거리를 나타낸다.
  4. 제1 항에 있어서,
    하기의 식을 만족하는, 줌 렌즈계.
    <식>
    1.5 < |f5/f6| < 3.0
    여기서, f5는 제5 렌즈군의 초점거리, f6은 제6 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈군은 1장의 물체측이 볼록한 메니스커스 정렌즈로 구성되며, 하기의 식을 만족하는, 줌 렌즈계.
    <식>
    20 < |f3| < 200
    1.45 < Nd31 < 1.65
    60 < Vd31 < 80
    여기서, f3은 제3 렌즈군의 초점거리, Nd31은 상기 정렌즈의 굴절률, Vd31은 상기 정렌즈의 아베수를 나타낸다.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제6 렌즈군은 광각단에서 제1 중간단 및 제2 중간단을 거쳐 망원단으로 주밍 시 이동 방향을 2회 전환하는, 줌 렌즈계.
  7. 물체측으로부터 상면측으로 순서대로 광축을 따라 배치된,
    정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군;
    부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군;
    정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군;
    정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈군;
    정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈군;
    부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈군; 및
    정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈군을 포함하며,
    상기 제2 렌즈군, 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군 및 상기 제6 렌즈군을 상기 광축 방향으로 이동시킴으로써 주밍을 수행하고,
    광각단에서 제1 중간단 및 제2 중간단을 거쳐 망원단으로 주밍 시, 상기 제2 렌즈군의 위치에 대한 상기 제4 렌즈군, 상기 제5 렌즈군 및 제6 렌즈군 중 적어도 하나의 위치 함수는 두 개 이상의 변곡점을 갖는, 줌 렌즈계.
KR1020200120001A 2020-09-17 2020-09-17 줌 렌즈계 KR20220037264A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200120001A KR20220037264A (ko) 2020-09-17 2020-09-17 줌 렌즈계

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200120001A KR20220037264A (ko) 2020-09-17 2020-09-17 줌 렌즈계

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220037264A true KR20220037264A (ko) 2022-03-24

Family

ID=80935835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200120001A KR20220037264A (ko) 2020-09-17 2020-09-17 줌 렌즈계

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220037264A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6270489B2 (ja) 2014-01-09 2018-01-31 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6270489B2 (ja) 2014-01-09 2018-01-31 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4065123B2 (ja) ズームレンズ
KR102422126B1 (ko) 줌 렌즈계
JP4324878B2 (ja) ズームレンズ系及び撮像装置
KR101932722B1 (ko) 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치
WO2012120875A1 (ja) 変倍光学系および撮像装置
JP5044356B2 (ja) ズームレンズシステム
KR102369801B1 (ko) 줌 렌즈계
JP2000284177A (ja) ３群ズームレンズ
JP2001242378A (ja) ３群ズームレンズ
WO2014030304A1 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
US6762887B2 (en) Wide-angle zoom lens
JP5627927B2 (ja) ズームレンズ
KR20050009196A (ko) 줌 렌즈 및 촬상 장치
KR20140081317A (ko) 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치
JP5745188B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
CN107436486B (zh) 变焦透镜系统
KR20130049462A (ko) 줌렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치
JPWO2013175722A1 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
KR20110103214A (ko) 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치
KR20040093429A (ko) 줌 렌즈 및 촬상 장치
JP4502341B2 (ja) ズームレンズ
KR101776704B1 (ko) 줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치
KR20220037264A (ko) 줌 렌즈계
KR102454919B1 (ko) 줌 렌즈계
KR20220074624A (ko) 줌 렌즈계

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination