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KR100236646B1 - Ultra-compact afocal zoom optics - Google Patents

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KR100236646B1
KR100236646B1 KR1019970019775A KR19970019775A KR100236646B1 KR 100236646 B1 KR100236646 B1 KR 100236646B1 KR 1019970019775 A KR1019970019775 A KR 1019970019775A KR 19970019775 A KR19970019775 A KR 19970019775A KR 100236646 B1 KR100236646 B1 KR 100236646B1
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김문현
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삼성항공산업주식회사
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Abstract

이 발명은 물체측으로부터, 정의 굴절력을 가진 제1 렌즈군과 부의 굴절력을 가진 제2 렌즈군과 정의 굴절력을 가진 제2 렌즈군을 포함하여 이루어져 전체적으로 정의 굴절력을 가진 대물 렌즈 수단과, 상기 대물 렌즈 수단에 의해 결상된 상을 정립시키는 정립 수단과, 상기 정립 수단을 통과한 광을 입사받으며, 정의 굴절력을 가진 접안 렌즈 수단을 포함하여 이루어지며, 구성된 렌즈를 이동시켜 변배를 수행시킴으로써, 간단하고, 소형인 줌 광학계의 구현이 가능하며 접안 렌즈에서 아이 릴리프를 19미리(mm) 정도로 길게 하여 보다 쉽고 편하게 상관측이 가능하고, 대물 렌즈부와 접안 렌즈부를 프라스틱 렌즈로 구성하여 가볍고 저렴한 효과가 있다.The present invention includes an objective lens means having an overall positive refractive power, comprising a first lens group having positive refractive power, a second lens group having negative refractive power, and a second lens group having positive refractive power, from the object side, and the objective lens. It comprises a sizing means for establishing an image formed by the means, and an eyepiece means for receiving the light passing through the sizing means, and having a positive refractive power, and is simple by moving the configured lens to perform shifting, It is possible to implement a compact zoom optical system, and the eye relief is extended to about 19mm (mm) in the eyepiece for easier and more convenient correlation, and the objective lens part and the eyepiece part are made of plastic lenses, thereby providing a light and inexpensive effect.

Description

초소형 아포컬 줌 광학계Ultra-compact afocal zoom optics

이 발명은 아포컬(afocal) 줌 광학계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, 대물 렌즈부를 물체측으로부터 정, 부, 정의 굴절력을 가진 렌즈로 구성하고, 구성하는 렌즈를 프라스틱 렌즈로 사용하는 실상식 아포컬 줌 광학계에 관한 것이다.The present invention relates to an afocal zoom optical system. More specifically, the present invention relates to an objective lens unit comprising a lens having positive, negative, and positive refractive powers from an object side, and using the constituent lens as a plastic lens. It relates to a focal zoom optical system.

일반적으로 아포컬 광학계는 허상식과 실상식으로 구분된다. 상기 허상식의 대표적인 타입(type)은 갈리레오 타입이며, 상기 실상식의 대표적인 타입은 사용하는 정립 프리즘(prism) 시스템(system)에 따라 여러 가지 종류가 있다.In general, afocal optical systems are classified into a virtual image and a real image. The representative type of the virtual image is a Galileo type, and the representative type of the actual image has various kinds according to the erecting prism system used.

우선 허상식의 대표적인 타입인 갈리레오 타입을 보면, 상기 갈리레오 타입은 물체측으로부터, 정의 굴절력을 가진 대물렌즈와 부의 굴절력을 가진 접안렌즈를 포함하여 이루어져 있다.First, the Galileo type, which is a representative type of the virtual image, includes the objective lens having positive refractive power and the eyepiece having negative refractive power from the object side.

상기와 같이 구성된 갈리레오 타입은 대물렌즈의 초점위치에 접안 렌즈의 초점을 일치시켜 상을 보게 되므로, 도립상이 발생하지 않는다. 그러므로, 상기 갈리레오 타입은 정립 시스템을 사용하지 않아도 되므로 비교적 간단한 구조로 설계가 가능하며, 렌즈수도 대폭 줄여 설계할 수 있다. 상기와 같은 갈리레오 타입은 통상 오페라 그라스(opera glass)라 불리우는 쌍안경이나 운동 경기장에서 많이 볼 수 있는 납작하게 접었다가 열어서 보는 쌍안경에 많이 사용되며, 상기의 쌍안경들의 가격은 저렴한 편이다.The Galileo type structure configured as described above causes the eyepiece to match the focal position of the objective lens so that the image is viewed, so that no inverted image occurs. Therefore, the Galileo type can be designed with a relatively simple structure because it does not need to use an upright system, and can be designed with a significantly reduced number of lenses. The Galileo type is widely used for binoculars called binoculars commonly called opera glass or flat folded binoculars that can be seen in a sports stadium, and the price of the binoculars is inexpensive.

그러나, 상기 갈리레오 타입은 구성상 화각을 크게 하는 것이 어렵고, 관측시 보이는 부분이외는 캄캄하게 하여 보기 편하게 해주는 시계가 불분명하게 하얗게 되므로 눈의 움직임에 따라 경계가 이동되어 우수한 성능을 구현하기가 어렵다.However, in the Galileo type, it is difficult to increase the angle of view in terms of construction, and because the clock that makes it easier to see by making it darker than the visible part becomes obscurely white, the boundary is shifted according to the eye movement, so it is difficult to implement excellent performance. .

반면, 상기 실상식 타입은 정의 굴절력을 가진 대물렌즈와 정의 굴절력을 가진 접안렌즈를 포함하여 구성되어 상기 대물렌즈와 접안렌즈의 초점을 일치시키는 것이 허상식과 동일하나 상기 대물렌즈로서 맺은 상을 접안렌즈로서 확대시켜 보게되므로 상기 대물렌즈에 의해 생긴 상은 도립역상이 된다.On the other hand, the real type is composed of an objective lens having a positive refractive power and an eyepiece having a positive refractive power to match the focus of the objective lens and the eyepiece is the same as the virtual image, but the image formed as the objective lens As magnified, the image produced by the objective lens becomes an inverted inverted image.

그러므로, 상기 실상식 타입은 도립역상을 바로 세워주는 정립시스템이 반드시 필요하다. 구성상으로는 허상식에 비해 복잡하지만 성능면에서는 구현할 수 있는 자유도가 훨씬 높다. 즉, 높은 배율, 큰 화각, 대구경의 실현이 가능하며, 특히 허상식에서의 최대 약점인 주변이 하얗게 보이는 시계의 구분이 확실하므로 보기가 대단히 좋고, 눈의 피로를 감소시킬 수 있다.Therefore, the actual type requires an upright system that straightens upside down. Although it is more complex in construction than Virtual Model, in terms of performance, it has much more freedom to implement. In other words, it is possible to realize high magnification, large angle of view, and large diameter, and the distinction of the clock that looks white in particular, which is the weakest point in the virtual image, is very good to see, and the eye fatigue can be reduced.

그러나, 상기 실상식 타입은 대물렌즈로서 맺은 상을 접안렌즈로서 확대하다보니 접안부의 화각이 배율과 시계각 즉, 화각에 따라 다르겠지만 통상 커지게 되어 렌즈 매수를 증가시키지 않으면 제수차의 보정 특히, 배율색수차의 보정이 어렵다. 또한 정립프리즘을 이용한 정립시스템은 전체적으로 전장이 길며 무게도 증가한다. 그리고, 대구경을 구현하기 위해서는 대물렌즈경이 커져야 하는데 상기 대물렌즈경이 커지면 쌍안경 무게도 자연히 증가하여 소형 경량화가 어려워진다.However, in the above-described actual type, the image formed as the objective lens is enlarged as the eyepiece, so that the angle of view of the eyepiece may vary depending on the magnification and the clock angle, that is, the angle of view. Correction of magnification chromatic aberration is difficult. In addition, the sizing system using the sizing prism has a long overall length and increases weight. In addition, in order to implement a large diameter, the objective lens diameter should be large, but when the objective lens diameter is increased, the weight of the binoculars naturally increases, making it difficult to reduce the size and weight.

특히, 변배 즉, 줌밍이 가능한 실상식 아포컬 광학계의 경우는 변배를 수행하기 위해 변배군과 보상군을 이동시켜야 하기 때문에 상기에서 언급한 실상식 타입보다 렌즈군의 구성뿐만 아니라 경통의 구조 또한 매우 복잡하게 된다.In particular, in the case of a real-type afocal optical system capable of shifting, that is, zooming, the shifting group and the compensation group must be moved to perform the shifting. It becomes complicated.

상기 실상식 변배 아포컬 줌 광학계에 관한 특허 출원은 다음과 같다.The patent application for the actual variable-focal afocal zoom optical system is as follows.

일본 공개평5-5840과 미국 특허 USP 특허번호 제5,311,355호와 미국특허 USP 특허번호 제5,491,588호가 있다.Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-5840, US Patent USP Patent No. 5,311,355 and US Patent USP Patent No. 5,491,588.

상기 발명들은 정의 굴절력을 가진 3매의 렌즈로 구성된 대물부의 일부렌즈와 접안부의 일부렌즈를 움직여 변배하는 거의 같은 구성으로 이루어져 있다. 그러므로 상기 발병들은 대물부의 초점과 접안부의 초점이 변배함에 따라 이동되어 버리므로 시야테 또한같이 이동시키지 않으면 않된다. 그리고, 변배시 뚜렷한 시계가 나타나지 않게 되어 변배를 하기 위한 경통을 구현하기가 보다 복잡해지고 그 사이즈도 커서 소형경량화 하기 힘든 문제점이 있다. 또 고배율로 인해 접안부의 초점이 짧아지므로써 아이 릴리프(eye relief)가 짧아지게 되어 안경낀 상태로의 관측이 어렵고, 작은 동공경으로 인하여 관측이 곤란한 문제점이 있다.The above inventions have almost the same configuration in which a part of the lens part of the objective composed of three lenses having positive refractive power and a part of the eyepiece part are moved and shifted. Therefore, the outbreaks are shifted as the focal point of the objective and the eyepiece are shifted, so the field frame must also move. In addition, there is a problem that it is difficult to implement a barrel for shifting because the clear clock does not appear during shifting, and its size is too large, making it difficult to reduce the size and weight. In addition, since the eyepiece is shortened due to the high magnification, the eye relief is shortened, so that it is difficult to observe the glasses while wearing the glasses.

따라서, 이 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실상식 타입으로 초소형이면서 정의 굴절력을 가진 렌즈와 부의 굴절력을 가진 렌즈와 정의 굴절력을 가진 렌즈로 구성된 대물 렌즈부의 일부 렌즈만을 이동시켜 변배가 가능하도록 한 초소형 아포컬 광학계를 제공한다.Therefore, the present invention is to solve the conventional problems, it is possible to change by moving only a part of the lens of the objective lens portion consisting of a lens having a very small and positive refractive power, a negative refractive power and a lens having a positive refractive power in the actual type. It provides a very small afocal optical system.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단을 일직선 광축상에 표현한 구성 및 광로도이고,1 is a configuration and an optical path diagram of a wide-angle end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention on a straight optical axis,

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 망원단을 일직선 광축상에 표현한 구성 및 광로도이고,2 is a configuration and an optical path diagram of a telephoto end of an ultra-small afocal zoom optical system according to an embodiment of the present invention on a straight optical axis,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단을 실제적으로 표현한 구성 및 광로도이고,3 is a configuration and an optical path diagram of the wide-angle end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 망원단을 실제적으로 표현한 구성 및 광로도이고,4 is a configuration and optical path diagram of a realistic representation of the telephoto end of the ultra-small afocal zoom optical system according to an embodiment of the present invention,

제5도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단에서의 구면수차도이고,5 is a spherical aberration diagram at the wide-angle end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

제6도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단에서의 비점수차도이고,6 is an astigmatism diagram at the wide-angle end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

제7도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단에서의 왜곡수차도이고,7 is a distortion aberration diagram at the wide-angle end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

제8도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 망원단에서의 구면수차도이고,8 is a spherical aberration diagram in the telephoto end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

제9도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 망원단에서의 비점수차도이고,9 is an astigmatism diagram at the telephoto end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

제10도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 망원단에서의 왜곡수차도이다.10 is a distortion aberration diagram in the telephoto end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 이 발명은The present invention as a means for solving the above technical problem

물체측으로부터, 정의 굴절력을 가진 제1 렌즈군과 부의 굴절력을 가진 제2 렌즈군과 정의 굴절력을 가진 제3 렌즈군을 포함하여 이루어져 전체적으로 정의 굴절력을 가진 대물 렌즈 수단과;An objective lens means having an overall positive refractive power, comprising a first lens group having positive refractive power, a second lens group having negative refractive power, and a third lens group having positive refractive power from an object side;

상기 대물 렌즈 수단에 의해 결상된 상을 정립시키는 정립 수단과;Sizing means for establishing an image formed by the objective lens means;

상기 정립 수단을 통과한 광을 입사받으며, 정의 굴절력을 가진 접안 렌즈수단을 포함하여 이루어진다.It includes the eyepiece means for receiving the light passing through the sizing means, having a positive refractive power.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.With the above-described configuration, a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단을 일직선 광축상에 표현한 구성 및 광로도이다.FIG. 1 is a configuration and an optical path diagram showing a wide-angle end of an ultra-small afocal zoom optical system according to an embodiment of the present invention on a straight optical axis.

첨부한 제1도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단은,As shown in the accompanying FIG. 1, the wide-angle end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

물체측으로부터, 정의 굴절력을 가진 대물 렌즈부(1)와;An objective lens unit 1 having positive refractive power from the object side;

상기 대물 렌즈부(1)를 통과한 광을 정립시키는 정립부(2)와;A sizing unit 2 for sizing light passing through the objective lens unit 1;

정의 굴절력을 가지며, 물체측면이 비구면인 접안 렌즈(3)를 포함하여 이루어져 있다.The eyepiece 3 has positive refractive power and an object side surface is an aspherical surface.

상기에서 대물 렌즈부(1)는 물체측으로부터 눈측면이 비구면이고 정의 굴절력을 가진 제1 렌즈(11)와, 물체측면이 비구면이고 부의 굴절력을 가진 제2 렌즈(12)와 정의 굴절력을 가진 제3 렌즈(13)를 포함하여 이루어지며, 상기 모든 렌즈(11, 12, 13)는 프라스틱으로 이루어져 있다.The objective lens unit 1 has a first lens 11 having an aspherical surface and positive refractive power from an object side, and a second lens 12 having an aspheric surface and negative refractive power and an object having positive refractive power from an object side. It consists of three lenses 13, all of the lenses (11, 12, 13) is made of plastic.

상기 정립부(2)는 1매의 프리즘(22)과 제1 거울(21)과 제2 거울(23)로 이루어져 있다.The sizing portion 2 is composed of one prism 22, a first mirror 21, and a second mirror 23.

상기와 같이 구성된 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단은 상기 대물 렌즈부(1)의 상기 제1 렌즈(11)와 상기 제2 렌즈(12)는 상기 정립부(2)의 상기 제1 거울(21)과의 거리가 가깝다.The wide-angle end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention configured as described above may include the first lens 11 and the second lens 12 of the objective lens unit 1. Is close to the first mirror 21.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 망원단을 일직선 광축상에 표현한 구성 및 광로도이다.2 is a configuration and an optical path diagram of a telephoto end of an ultra-small afocal zoom optical system according to an embodiment of the present invention expressed on a straight optical axis.

첨부한 제2도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 망원단은,As shown in FIG. 2, the telephoto end of the microscopic afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

상기 제1도에 도시된 구성과 동일하므로 제1도와 같은 도면부호를 부여한다.Since the configuration is the same as that shown in FIG. 1, the same reference numerals as in FIG.

그러나 상기 대물 렌즈부(1)의 상기 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12)가 제1도의 상기 광각단에 비해 상기 제1 거울(21)과의 거리를 멀리하여 물체측으로 이동하여 변배를 수행한다.However, the first lens 11 and the second lens 12 of the objective lens unit 1 move to the object side by moving away from the first mirror 21 at a distance from the wide-angle end of FIG. 1. Perform

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단을 실제적으로 표현한 구성 및 광로도이다.3 is a configuration and an optical path diagram of the wide-angle end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention.

첨부한 제3도에 도시되어 있듯이, 상기 대물 렌즈부(1)의 제1 및 제2 렌즈(11,12)를 통과한 광은 상기 정립부(2)의 제1 거울(21)에 의해 반사되어 상기 대물 렌즈부(1)의 제3 렌즈(13)를 거쳐 상기 프리즘(22)을 통과하고, 상기 프리즘(22)을 통과한 광은 제2 거울(23)에 의해 반사되어 접안 렌즈(3)를 통과한다.As shown in FIG. 3, light passing through the first and second lenses 11 and 12 of the objective lens unit 1 is reflected by the first mirror 21 of the sizing unit 2. And the light passing through the prism 22 through the third lens 13 of the objective lens unit 1 is reflected by the second mirror 23 to be the eyepiece 3 Pass).

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 망원단을 실제적으로 표현한 구성 및 광로도이다.4 is a configuration and optical path diagram of the telephoto end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention.

첨부한 제4도에 도시되어 있듯이, 전반적인 광의 경로는 제3도와 동일하며, 다만 상기 대물 렌즈부(1)의 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12)가 상기 제3도에 비해 물체측으로 이동하여 변배를 수행한다.As shown in FIG. 4, the overall path of light is the same as that of FIG. 3, except that the first lens 11 and the second lens 12 of the objective lens unit 1 are Go to the side and perform a shift.

제5도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단에서의 구면수차도이고,5 is a spherical aberration diagram at the wide-angle end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

제6도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단에서의 비점수차도이고,6 is an astigmatism diagram at the wide-angle end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

제7도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 광각단에서의 왜곡수차도이다.7 is a distortion aberration diagram at the wide-angle end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention.

제8도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 망원단에서의 구면수차도이고,8 is a spherical aberration diagram in the telephoto end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

제9도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 망원단에서의 비점수차도이고,9 is an astigmatism diagram at the telephoto end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention,

제10도는 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계의 망원단에서의 왜곡수차도이다.10 is a distortion aberration diagram in the telephoto end of the ultra-small afocal zoom optical system according to the embodiment of the present invention.

첨부한 제1도 내지 제10도를 참조로 하여 이 발명의 실시예에 따른 초소형 아포컬 줌 광학계를 설명한다.With reference to the attached Figures 1 to 10 will be described in the ultra-small afocal zoom optical system according to an embodiment of the present invention.

이 발명은 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12)와 제3 렌즈(13)로 이루어져 대물 렌즈부(1)를 구성한다. 특히, 상기 대물 렌즈부(1)는 정의 굴절력을 가진 상기 제1 렌즈(11)와, 부의 굴절력을 가진 상기 제2 렌즈(12)와, 정의 굴절력을 가진 상기 제3 렌즈(13)로 이루어져 있어서, 종래의 정의 굴절력을 가진 3개의 렌즈로 구성된 대물 렌즈부와 구별된다. 그리고, 상기 대물 렌즈부(1)를 구성하는 렌즈중 정의 굴절력을 가진 상기 제1 렌즈(11)와 부의 굴절력을 가진 상기 제2 렌즈를 동시에 이동시켜 변배를 수행한다. 상기에서 제1 렌즈(11)는 변배를 수행하는 렌즈이고, 상기 제2 렌즈(12)는 보상을 수행하는 렌즈이다.This invention consists of the 1st lens 11, the 2nd lens 12, and the 3rd lens 13, and comprises the objective lens part 1. As shown in FIG. In particular, the objective lens unit 1 includes the first lens 11 having positive refractive power, the second lens 12 having negative refractive power, and the third lens 13 having positive refractive power, It is distinguished from the objective lens unit consisting of three lenses having a conventional positive refractive power. The first lens 11 having the positive refractive power and the second lens having the negative refractive power are simultaneously shifted among the lenses constituting the objective lens unit 1. The first lens 11 is a lens that performs shifting, and the second lens 12 is a lens that performs compensation.

그리고, 상기 대물 렌즈부(1)의 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12)는 동시에 이동하여 피사체 거리에 따른 시도 변화에 대해 보정을 수행한다.In addition, the first lens 11 and the second lens 12 of the objective lens unit 1 move at the same time to correct for the trial change according to the object distance.

상기와 같이 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12)가 같이 이동함에 따라 입사광의 광로도는 제1도 내지 제4도에 잘 나타나 있다. 제1도 내지 제4도에 도시된 바와 같이 입사되는 광은 상기 대물 렌즈부(1)로 입사되며, 그중 물체측에 가장 근접한 상기 제1 렌즈(11)를 통과하고, 상기 제2 렌즈(12)를 통과한 후 정립부(2)로 입사된다. 상기 정립부(2)에 입사된 광은 제1 거울(21)에 입사되고, 반사되어 프리즘(22)으로 입사되고, 제2 거울(23)에 의해 반사되어 접안 렌즈(3)로 입사된다.As described above, as the first lens 11 and the second lens 12 move together, an optical path diagram of incident light is well illustrated in FIGS. 1 to 4. As shown in FIGS. 1 to 4, incident light is incident on the objective lens unit 1, passes through the first lens 11 closest to the object side, and the second lens 12. After passing through), it enters the sizing unit 2. Light incident on the sizing unit 2 is incident on the first mirror 21, is reflected and incident on the prism 22, and is reflected by the second mirror 23 and is incident on the eyepiece 3.

상기 접안 렌즈부(3)로 입사되는 광의 상은 정립된 상이다. 상기 접안 렌즈부(3)는 정의 굴절력을 가진 한개의 렌즈로 이루어져 있으며, 대물 렌즈에서 결상한 상을 확대시킨다.The image of light incident on the eyepiece part 3 is an upright image. The eyepiece portion 3 is composed of one lens having positive refractive power, and enlarges the image formed by the objective lens.

상기와 같은 구성으로 가지는 이 발명은 전체적으로 전장이 짧아지는 텔레포토 타입(telephoto type) 즉, 광학계의 주점이 렌즈의 첫면보다 앞쪽에 있는 타입이 되어 매우 컴팩트(compact)한 대물 렌즈부(1)의 구성이 가능하다.The present invention having the above configuration has a telephoto type of which the overall length is shortened, that is, the main point of the optical system is in front of the front surface of the lens. Configuration is possible.

그리고, 이 발명은 상기 대물 렌즈부(1)의 제2 렌즈(12)의 분산치를 높게 하여 대물 렌즈부(1)의 색수차를 보정하고, 상기 제1 렌즈(11)와 상기 제2 렌즈(12)에 비구면을 채용하여 즉, 상기 제1 렌즈(11)는 눈측면이 비구면이고, 상기 제2 렌즈(12)는 물체측면이 비구면을 채용하여 왜곡과 구면 수차를 보정하였다. 또 상기 제2 렌즈(12)의 눈측 방향에 제3 렌즈(13)를 둠으로서 대물 렌즈부(1)에서 접안 렌즈(3)로 향하는 광선의 방향을 전체적으로 하향시켜 상기 접안 렌즈(3)의 외경이 커지는 것을 방지한다. 상기와 같이 상기 접안 렌즈(3)의 외경이 커지는 것이 방지되면, 소형화가 가능하다.According to the present invention, the chromatic aberration of the objective lens unit 1 is corrected by increasing the dispersion value of the second lens 12 of the objective lens unit 1, and the first lens 11 and the second lens 12 are corrected. Aspherical surface is employed, that is, the first lens 11 has an aspherical surface, and the second lens 12 has an aspherical surface, so that distortion and spherical aberration are corrected. In addition, by placing the third lens 13 in the eye-side direction of the second lens 12, the direction of the light beam directed from the objective lens unit 1 to the eyepiece 3 as a whole is lowered, so that the outer diameter of the eyepiece 3 is reduced. Prevents it from growing. If the outer diameter of the eyepiece 3 is prevented from increasing as described above, miniaturization is possible.

그리고, 이 발명은 상기 대물 렌즈부(1)를 구성하는 렌즈(11, 12, 13)와 접안 렌즈(3)를 프라스틱 렌즈로 구성함으로써 소형 경량화가 가능하도록 하였다.In addition, the present invention allows the lens 11, 12, 13 and the eyepiece 3 constituting the objective lens unit 1 to be made of plastic lenses so that small size and light weight can be achieved.

상기와 같은 동작을 하는 이 발명의 아포컬 줌 광학계를 구성하는 비구면 렌즈는 다음의 수학식에 의하여 표현될 수 있다.The aspherical lens constituting the afocal zoom optical system of the present invention which operates as described above may be expressed by the following equation.

[수학식][Equation]

Figure kpo00002
Figure kpo00002

Z=렌즈의 정점부터 광축 방향으로의 거리Z = distance from lens vertex to optical axis

Y=광축에 수직 방향으로의 거리Y = distance perpendicular to the optical axis

C=렌즈 곡률 반경의 역수C = inverse of the lens radius of curvature

K=코닉(Conic) 상수K = Conic Constant

A4, A6, A8, A8, : 비구면 계수A 4 , A 6 , A 8 , A 8 ,: Aspheric coefficient

상기한 수학식을 만족한, 이 발명의 초소형 아포컬 줌 광학계의 제1 실시예 데이터는 다음의 표 1과 같다.The first embodiment of the ultra-small afocal zoom optical system of the present invention, which satisfies the above equation, is shown in Table 1 below.

상기 표 1에 있어서, 화각은 8.12°~4.24°이고, 줌밍 배율은 2.25~4.44이며, ‘*’ 표시된 면은 비구면을 나타내고, r은 굴절면의 곡률 반경, d는 렌즈의 두께 및 렌즈간의 거리, nd는 렌즈의 d-라인(line) 굴절률, v는 렌즈의 아베수이다.In Table 1, the angle of view is 8.12 ° to 4.24 °, zooming magnification is 2.25 ~ 4.44, the surface marked '*' represents the aspherical surface, r is the radius of curvature of the refractive surface, d is the thickness of the lens and the distance between the lenses, nd is the d-line refractive index of the lens, v is the Abbe's number of the lens.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

상기에서, A와 B는 변배시의 줌 간격이며, 변배에 따른 상기 A와 B값은 다음의 표 2와 같다.In the above, A and B are the zoom intervals at the time of shift, and the A and B values according to the shift are shown in Table 2 below.

Figure kpo00004
Figure kpo00004

그리고, ‘*’가 붙은 제2,3,11면의 비구면계수는 다음의 표 3과 같다.The aspheric coefficients of the second, third, and eleventh pages with '*' are shown in Table 3 below.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

상기한 수학식을 만족한, 이 발명의 초소형 아포컬 줌 광학계의 제2 실시예데이터는 다음의 <표 4>과 같다.The second embodiment of the ultra-small afocal zoom optical system of the present invention, which satisfies the above equation, is shown in Table 4 below.

상기 <표 4>에 있어서, 화각은 8.12°~4.24°이고, 줌밍 배율은 2.25~4.44이며, ‘*’ 표시된 면은 비구면을 나타내고, r은 굴절면의 곡률 반경, d는 렌즈의 두께 및 렌즈간의 거리, nd는 렌즈의 d-라인(line) 굴절률, v는 렌즈의 아베수이다.In Table 4, the angle of view is 8.12 ° to 4.24 °, the zoom factor is 2.25 to 4.44, the surface marked '*' represents the aspherical surface, r is the radius of curvature of the refractive surface, d is the thickness of the lens and the distance between the lenses. The distance, nd, is the d-line refractive index of the lens, and v is the Abbe's number of the lens.

Figure kpo00006
Figure kpo00006

상기에서, A와 B는 변배시의 줌 간격이며, 변배에 따른 상기 A와 B값은 다음의 표 5와 같다.In the above, A and B are the zoom intervals at the time of shift, and the A and B values according to the shift are shown in Table 5 below.

Figure kpo00007
Figure kpo00007

그리고. ‘*’가 붙은 제2,3,11면의 비구면계수는 다음의 표 3과 같다.And. The aspheric coefficients of pages 2, 3, and 11 with “*” are shown in Table 3 below.

Figure kpo00008
Figure kpo00008

이 발명은 대물 렌즈부를 물체측으로부터 정의 굴절력을 가진 제1 렌즈와 부의 굴절력을 가진 제2 렌즈와 정의 굴절력을 가진 제3 렌즈로 구성하고, 구성된 렌즈를 이동시켜 변배를 수행시킴으로써, 간단하고, 소형인 줌 광학계의 구현이 가능하며 접안 렌즈에서 아이 릴리프를 19미리(mm) 정도로 길게 하여 보다 쉽고 편하게 상의 관측이 가능하고, 대물 렌즈부와 접안 렌즈부를 프라스틱 렌즈로 구성하여 가볍고 저렴한 효과가 있다.The present invention consists of an objective lens unit consisting of a first lens having positive refractive power, a second lens having negative refractive power, and a third lens having positive refractive power from the object side, and moving the configured lens to perform shifting, thereby making it simple and compact. It is possible to implement the in-zoom optical system, and the eye relief is extended to about 19mm (mm) in the eyepiece for easier and more convenient image observation, and the objective lens part and the eyepiece part are composed of plastic lenses, thereby having a light and inexpensive effect.

Claims (5)

물체측으로부터, 정의 굴절력을 가진 제1 렌즈군과 부의 굴절력을 가진 제2 렌즈군과 정의 굴절력을 가진 제3 렌즈군을 포함하여 이루어져 전체적으로 정의 굴절력을 가진 대물 렌즈 수단과; 상기 대물 렌즈 수단에 의해 결상된 상을 정립시키는 정립 수단과; 상기 정립 수단을 통과한 광을 입사받으며, 정의 굴절력을 가진 접안 렌즈수단을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 이동시켜 변배를 수행하는 것이 특징인 초소형 아포컬 줌 광학계.An objective lens means having an overall positive refractive power, comprising a first lens group having positive refractive power, a second lens group having negative refractive power, and a third lens group having positive refractive power from an object side; Sizing means for establishing an image formed by the objective lens means; And an eyepiece means having positive refractive power and receiving light passing through the sizing means, and shifting the first lens group and the second lens group to perform shifting. 제1항에 있어서, 상기한 대물 렌즈 수단과, 접안 렌즈 수단은 상기 대물 렌즈 수단을 구성되는 각 렌즈군 즉, 제1 렌즈군, 제2 렌즈군, 제3 렌즈군과 상기 접안 렌즈 수단을 구성하는 렌즈의 매수가 1매인 것이 특징인 초소형 아포컬 줌 광학계.The said objective lens means and said eyepiece lens means comprise each lens group which comprises the said objective lens means, ie, the 1st lens group, the 2nd lens group, the 3rd lens group, and the said eyepiece means. The ultra-small afocal zoom optical system characterized by the number of lenses to say one. 제1항에 있어서, 상기한 대물 렌즈 수단은 상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군에 각각 1면 이상의 비구면을 포함하는 것이 특징인 초소형 아포컬 줌 광학계.The microscopic afocal zoom optical system according to claim 1, wherein the objective lens means comprises at least one aspherical surface in each of the first lens group and the second lens group. 제1항에 있어서, 상기한 대물 렌즈 수단과, 접안 렌즈 수단은 구성되는 렌즈가 프라스틱 렌즈인 것이 특징인 초소형 아포컬 줌 광학계.The microscopic afocal zoom optical system according to claim 1, wherein the objective lens means and the eyepiece means comprise plastic lenses. 제1항에 있어서, 상기한 정립 수단은 상기 대물 렌즈의 제2 렌즈군과 제3 렌즈군 사이에 위치하는 1매의 미러와, 상기 대물 렌즈의 제3 렌즈와 접안 렌즈 수단 사이에 위치하는 1매의 프리즘과 1매의 미러로 구성되는 것이 특징인 초소형 아포컬 줌 광학계.The method of claim 1, wherein the sizing means comprises: one mirror positioned between the second lens group and the third lens group of the objective lens; and one located between the third lens and the eyepiece means of the objective lens. Ultra-small afocal zoom optical system characterized by consisting of a hawk prism and a mirror.
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