KR0142825B1 - 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈 - Google Patents

Abstract

이 발명은 광증폭 교환 렌즈용 릴레이 렌즈에 관한 것으로, 광 증폭기, 피사체상을 결상하는 교환용 렌즈, 릴레이 렌즈를 포함하는 교환용 렌즈 시스템에 있어서, 상기 광 증폭기는 설정된 곡률 반경에 따라 커브진 면에 제1상을 결상하고, 상기 릴레이 렌즈는 상기 제1상을 수신하고 제2상을 결상하고, 상기 릴레이 렌즈는 물체측으로부터 상기 제2상측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과; 양면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과;물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군과; 양면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈와, 상기 제1렌즈에 접합되고 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈로 이루어진 제4렌즈군과; 제2상측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군과; 물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈군으로 이루어지고, 상기 제4렌즈군과 제5렌즈군 사이에 조리개가 장착되며, 수차보정이 효과적으로 이루어져 광증폭 교환렌즈에 사용되는 경우에, 어두운 조건하에서도 일반 카메라처럼 사진을 찍을 수 있다.

Description

광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈

제1도는 종래의 광증폭용 교환렌즈를 장착한 카메라의 구성 블럭도이고,

제2도는 이 발명의 제1실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 구성도이고,

제3도는 이 발명의 제1실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 코마수차도이고,

제4도는 이 발명의 제1실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 비점수차도이고,

제5도는 이 발명의 제2실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 구성도이고,

제6도는 이 발명의 제2실시예에 다른 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 코마수차도이고,

제7도는 이 발명의 제2실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 비점수차도이다.

이 발명은 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 일안 리플렉스 카메라에 광증폭장치를 포함한 교환렌즈에 있어서, 수차보정효과가 뛰어나고 비대칭구조인 릴레이 렌즈를 구성하여 교환렌즈의 성능을 향상시키기 위한 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈에 관한 것이다.

일안 리플렉스 카메라에 있어서, 일반 대구경 교환 표준 렌즈는 결상 광학계로 조리개를, 중심으로 대칭적 구조로 이루어진다. 일반적으로 상기와 같은 형태의 렌즈를 가우스형 렌즈라고 한다.

상기와 같은 가우스형 렌즈가 사용되는 카메라를 이용하여 어두운 환경에서 피사체를 촬영하고자 하는 경우에는 피사체의 주변을 밝혀주기 위한 플래시를 사용하여야 하고, 주변이 너무 어두운 경우에는 플래시를 사용함에도 불구하고 사진촬영이 제대로 이루어지지 않게 된다.

상기와 같이 주변이 어두운 경우에 피사체를 촬영하기 위하여, 입사하는 빛을 증폭하는 광증폭장치를 포함하는 광증폭용 교환렌즈를 사용한다.

광증폭 교환렌즈는 주로 헬기 조정용 총에 장착되는 야간용 망원렌즈인 야간 고글(goggle)이나 감시용 카메라 등의 군사적 목적에 주로 사용된다.

일반적으로 이러한 광증폭용 교환렌즈는 첨부한 제1도에 도시되어 있듯이 피사체의 상을 결상시키는 마스터 렌즈(1)와, 상기 마스터 렌즈(1)의 후단에 장착되어 마스터 렌즈(1)를 통해 결상되는 빛을 증폭하여 출력하는 광증폭장치(2)와, 상기 광증폭장치(2)의 후단에 장착되어 증폭 출력되는 빛을 결상하는 릴레이 렌즈(3)로 이루어진다.

상기 광증폭장치는 이미지 인텐시파이어 튜브(image intensifier tube, I-Tube)로 이루어진다.

상기와 같은 구성을 가지는 종래의 광증폭용 교환렌즈의 작용은 다음과 같다.

촬영하고자 하는 피사체에 해당하는 빛이 마스터 렌즈(1)로 입사되어 상기 광증폭장치(2)의 입력면에 1차 결상된다.

상기 광증폭장치(2)의 입력면에 결상된 빛은 광증폭장치(2)의 도시하지 않은 일렉트론 멀티플라이어(elcetron multiplier)를 통하여 증폭된 다음, 광증폭장치(2)의 출력면으로 결상된다.

상기와 같이 마스터 렌즈(1)를 통하여 입사된 적은 양의 빛은 광증폭장치(2)를 통하여 증폭되어 출력면에 결상된 다음, 릴레이 렌즈(3)를 통하여 도시하지 않은 카메라 바디(4)의 필름면에 결상되어 원하는 피사체가 촬영된다.

상기와 같이 종래의 광증폭용 교환렌즈에 있어서, 광증폭장치에서 출력되는 빛을 카메라 필름면에 결상시켜 주는 작용을 하는 릴레이 렌즈는 비대칭 구조이기 때문에, 수차 보정하는데 렌즈매수가 많이 사용되고 수차보정이 어려운 단점이 있다.

상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 비구면 렌즈를 사용하는 경우에는 수차보정이 용이하고 렌즈매수가 작아지는 장점이 있으나, 비구면 렌즈 제작에 따른 비용이 증가하여 원가가 상승되는 단점이 있다.

그러므로, 이 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로 광증폭 교환렌즈에 있어서, 비대칭 구조를 가지면서 부의 굴절력을 가지는 1매의 렌즈와 정의 굴절력을 가지는 다수의 렌즈로 구성되어 수차보정이 효과적으로 이루어지는 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈를 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은,

물체측으로부터 상측면이 볼록한 렌즈로 구성되고 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과,

양볼록렌즈로 구성되고 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과,

물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군과,

양볼록렌즈이고 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈와 상기 제1렌즈에 접합되고 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈로 이루어진 제4렌즈군과,

상측면이 볼록렌즈이고 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군과, 물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈군으로 이루어지며, 상기 제4렌즈군과 제5렌즈군사이에 조리개가 장착된다.

상기 구성에 의하여 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래의 광증폭용 교환렌즈를 장착한 카메라의 구성 블럭도이고,

제2도는 이 발명의 제1실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 구성도이고,

제3도는 이 발명의 제1실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 코마수차도이고,

제4도는 이 발명의 제1실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 비점수차도이고,

제5도는 이 발명의 제2실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 구성도이고,

제6도는 이 발명의 제2실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 코마수차도이고,

제7은 이 발명의 제2실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 비점수차도이다.

첨부한 제2도 및 제5도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 구성은, 물체측으로부터 상측면이 볼록한 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(Ⅰ))과, 양면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(Ⅱ)과, 물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군(Ⅲ)과, 양면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈(41)와 상기 제1렌즈(41)에 접합되고 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈(42)로 이루어진 제4렌즈군(Ⅳ)과, 상측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군(Ⅴ)과, 물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈군(Ⅵ)으로 이루어진다.

이 발명의 실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈는 상기 제4렌즈군(Ⅳ)과 제5렌즈군(Ⅴ)사이에 조리개(10)가 장착되어 있는 비대칭구조로 이루어진다.

일반적으로 광증폭 교환렌즈에 있어서, 광증폭장치의 출력면이 곡률로 휘어져있기 때문에, 이를 고려하여 이 발명의 실시예에 따른 릴레이 렌즈가 수차를 보정하도록 설계된다.

상기의 구성으로 이루어진 이 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈는 다음과 같은 조건을 만족한다.

상기의 r i(i=1, 2, 3, …)는 각 렌즈군의 곡률반경을 나타내며, f는 렌즈계의 전체 합성 초점거리, fB는 백초점거리를 나타낸다.

상기의 식(1)~식(4)는 렌즈의 곡률반경 및 거리에 관한 식으로 렌즈의 구성에 대한 조건식이다. 다시 말하자면, 이 발명의 실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈는 상기와 같은 조건을 만족하는 형태로 이루어진다.

또한, 이 발명의 제1및 제2실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈는 다음의 조건을 만족하여야 한다.

상기 식(5)는 구면수차와 코마수차를 보정하기 위한 조건식으로, 상기 하한식이 0.4×r10r8 인 경우에는 구면수차의 보정 부족 현상이 발생하고, 상한식이 r8│r9│인 경우에는 코마수차가 발생하게 된다.

또한, 이 발명의 제1및 제2실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈는 다음의 조건을 만족하여야 한다.

상기 식(6)은 렌즈의 가공에 따른 조건으로, 상기 조건식을 만족하지 않는 경우에는 유사곡률의 위험이 발생하게 된다.

또한, 이 발명의 제1및 제2실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈는 다음의 식을 만족하여야 한다.

상기 4T는 제4렌즈군(Ⅳ)의 두께를 나타낸다.

상기 식(7)은 코마수차와 구면수차를 보정한 렌즈에서, 광축에서 떨어진 점을 결상하는 경우에 이것이 점으로 결상되지 않고 타원형이나 선형으로 결상되는 비점수차 보정에 관한 조건식으로, 상기 하한값을 넘는 경우에는 비점수차의 보정이 충분히 이루어지나, 상기 상한값을 넘는 경우에는 비점수차 보정이 불가능해진다.

또한, 이 발명의 제1및 제2실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈는 다음의 식을 만족하여야 한다.

상기 d1은 제1렌즈군(Ⅰ)의 두께를 나타내며, d2는 제1렌즈군(Ⅰ)과 제2렌즈군(Ⅱ)과의 거리를 나타내며, d4는 제2렌즈군(Ⅱ)과 제3렌즈군(Ⅲ)과의 거리를 나타내며, d6은 제3렌즈군(Ⅲ)과 제4렌즈군(Ⅳ)과의 거리를 나타내며, 상기 식(8)은 각 렌즈군과의 거리간격에 따른 조건이다.

상기한 조건들을 만족하는 이 발명의 제1실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 실시예값은 다음 표 1과 같다.

이 발명의 제1실시예에 따른 초점 거리 f는 21.56㎜이고, 백초점거리 fB는 42.13㎜이고, 전체 렌즈의 배율은 2.34이고, 조리개치는 3.69이다.

상기한 조건들을 만족하는 이 발명의 제2실시예에 따른 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈의 실시예값은 다음 표 2와 같다.

이 발명의 제2실시예에 다른 초점 거리 f는 21.01㎜이고, 백초점거리 fB는 41.59㎜이고, 전체 렌즈의 배율은 2.31이고, 조리개치는 3.39이다.

상기 표1 및 표2에서, 면번호 r1은 광증폭 장치의 곡률을 가지는 출력면을 나타낸다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 광증폭 교환렌즈에 사용되는 릴레이 렌즈의 수차보정을 향상시킴으로써, 광증폭 교환렌즈 사용시에 어두운 조건하에서도 일반카메라처럼 사진을 찍을 수 있다.

또한, 비대칭 구조를 가지면서 부의 굴절력을 가지는 1매의 렌즈와 정의 굴절력을 가지는 다수의 렌즈로 구성되어 구면 수차 및 비점수차의 보정이 효과적으로 이루어져 렌즈계의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 광 증폭기, 피사체 상을 결상하는 교환용 렌즈, 릴레이 렌즈를 포함하는 교환용 렌즈 시스템에 있어서, 상기 광 증폭기는 설정된 곡률 반경을 가지는 커브진 면에 제1상을 결상하고, 상기 릴레이 렌즈는 상기 제1상을 수신하여 제2상을 결상하고, 상기 릴레이 렌즈는 물체측으로부터 상기 제2상측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과; 양면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과; 물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군과; 양면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈와, 상기 제1렌즈에 접합되고 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈로 이루어진 제4렌즈군과; 제2상측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군과; 물체측면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈군으로 이루어지고, 상기 제4렌즈군과 제5렌즈군 사이에 조리개가 장착되는 것을 특징으로 하는 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈.
2. 제1항에 있어서, 다음의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈.
3. 제2항에 있어서, 다음의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광증폭 교환렌즈용 릴레이 렌즈.