KR101676785B1

KR101676785B1 - 소형 줌 렌즈

Info

Publication number: KR101676785B1
Application number: KR1020090097438A
Authority: KR
Inventors: 이와사와 요시토
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2029-10-13
Also published as: CN102043234A; KR20110040246A; CN102043234B; US8503100B2; US20110085251A1

Abstract

줌 렌즈가 개시된다. 개시된 줌 렌즈는 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군; 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군; 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군; 및 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군;을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군은 상기 제2렌즈군과의 간격이 넓어지도록 이동하고, 제2렌즈군은 상측으로 볼록한 궤적으로 이동하고, 제3렌즈군은 상측에서 물체측으로 이동하고, 상기 제4렌즈군은 물체측으로 볼록한 궤적으로 이동하며, 하기의 식을 만족한다.

νd1ave>68.2

Nd1ave>1.53

여기서, νd1ave와 Nd1ave 는 각각 상기 제1렌즈군 중에 포함되는 정렌즈의 아베수 평균치 및 상기 제1렌즈군에 포함되는 정렌즈의 굴절률 평균치이다.

Description

소형 줌 렌즈{Compact zoom lens}

본 개시는 소형 컴팩트화 된 구조이면서 변배비가 높은 줌 렌즈에 관한 것이다.

최근, 광학상을 전기 신호로 변환하는 CCD (Charge Coupled Device)나 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)와 같은 고체 촬상 소자를 이용한 디지털 스틸 카메라, 디지털 캠코더 등의 결상광학기기가 급속히 확대 보급되고 있다.

이러한 보급에 따라 촬상 소자의 고화소화가 요구되고, 화소수가 많은 고체 촬상 소자에 대응하여, 결상 성능이 우수한 촬영용 렌즈, 특히 줌 렌즈가 요구되고 있다. 또한, 10배를 넘는 높은 변배비, 광화각에 대한 요구 등 고성능화가 요구되며, 이와 함께 휴대성이 중시되고 있어, 고성능 및 소형 경량화를 위한 다양한 설계가 제안되고 있다.

이러한 줌 렌즈로서, 물체측에서 순서대로 각각 정, 부, 정, 정의 굴절력을 갖는 제1 내지 제4렌즈군을 포함하는 4군 구성의 줌렌즈가 많이 이용되는데, 높은 변배비를 가지며 수차 보정이 잘 되고, 소형화에 유리한 구조를 구현하는 설계안에 대한 관심이 높아지고 있다.

실시예들은 소형화되고 변배비가 높은 줌 렌즈를 제공하고자 한다.

물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군; 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군; 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군; 및 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군;을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군은 상기 제2렌즈군과의 간격이 넓어지도록 이동하고, 제2렌즈군은 상측으로 볼록한 궤적으로 이동하고, 제3렌즈군은 상측에서 물체측으로 이동하고, 상기 제4렌즈군은 물체측으로 볼록한 궤적으로 이동하며, 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈가 제공된다.

νd1ave>68.2

Nd1ave>1.53

하기의 식을 더 만족하는 줌 렌즈.

0.85＜｜β2Ｔ｜＜1.5

여기서, β2Ｔ는 망원단에서 상기 제2렌즈군의 배율이다.

상기 줌 렌즈는 하기의 식을 더 만족할 수 있다.

6.3＜f1/fw＜9.15

여기서, f1과 fw는 각각 상기 제1렌즈군의 초점거리 및 광각단에서의 초점거리이다.

상기 줌 렌즈는 하기의 식을 더 만족할 수 있다.

0.32＜β234T/fw＜0.5

여기서, β234T는 상기 제2렌즈군, 제3렌즈군, 제4렌즈군의 합성 배율이고, fw는 광각단에서의 초점거리이다.

상기 줌 렌즈는 하기의 식을 더 만족할 수 있다.

｜νd1ave －νd3ave｜＜9.0

여기서, νd1ave, νd3ave는 각각 제1렌즈군에 포함된 정렌즈의 아베수 평균치, 제3렌즈군에 포함된 정렌즈의 아베수 평균치이다.

상기 줌 렌즈는 하기의 식을 더 만족할 수 있다.

β4T>0.6

또한, 물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군; 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군; 및 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군;을 포함하며, 광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군은 상기 제2렌즈군과의 간격이 넓어지도록 이동하고, 제2렌즈군은 상측으로 볼록한 궤적으로 이동하고, 제3렌즈군은 상측에서 물체측으로 이동하며, 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈가 제공된다.

νd1ave>68.2

Nd1ave>1.53

0.85＜｜β2Ｔ｜＜1.5

｜νd1ave －νd3ave｜＜9.0

ft/fw>11

여기서, νd1ave, νd3ave, Nd1ave 는 각각 상기 제1렌즈군 중에 포함되는 정렌즈의 아베수 평균치, 상기 제3렌즈군에 포함된 정렌즈의 아베수 평균치 및 상기 제1렌즈군에 포함되는 정렌즈의 굴절률 평균치이고, β2Ｔ는 망원단에서 상기 제2렌즈군의 배율이고, ft, fw는 각각 망원단에서의 초점거리, 광각단에서의 초점거리이다.

νd1ave>68.2

Nd1ave>1.53

0.32＜β234T/fw＜0.5

여기서, νd1ave와 Nd1ave 는 각각 상기 제1렌즈군 중에 포함되는 정렌즈의 아베수 평균치 및 상기 제1렌즈군에 포함되는 정렌즈의 굴절률 평균치이고, β234T는 상기 제2렌즈군, 제3렌즈군, 제4렌즈군의 합성 배율이고, fw는 광각단에서의 초 점거리이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

도 1, 도 5, 도 9 및 도 13은 각각 본 발명의 제1실시예, 제2실시예, 제3실시예 및 제4실시예에 의한 줌 렌즈의 광학적 배치를 보이는 도면이다. 도면들을 참조하면, 줌 광학계는 물체(OBJ)쪽에서 상(IMG)측으로 순서대로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(G1), 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(G2), 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군(G3)을 포함한다. 제3렌즈군(G3)의 상측에 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군(G4)이 마련될 수 있으며, 제4렌즈군(G4)의 상측에 적외선 필터(510)가 마련될 수 있다. 상면(IMG)은 CCD (Charge Coupled Device)나 CMOS와 같은 촬상소자(미도시)의 촬상면이 된다.

본 발명의 실시예들에 의한 줌 렌즈의 각 렌즈군들은 광축 방향을 따라 이동하는데, 광각단에서 망원단으로 변배시 제1렌즈군(G1)은 제2렌즈군(G2)과의 간격이 커지도록 이동하고, 제2렌즈군(G2)은 상측으로 볼록한 궤적을 따라 이동하고, 제3렌즈군(G3)은 물체측에서 상측으로 이동한다. 또한, 제4렌즈군(G4)은 물체측으로 볼록한 궤적을 따라 이동한다. 변배시의 궤적은 도시된 화살표 방향이다. 조리개(ST)는 제3렌즈군(G3)의 가장 물체측에 배치되어, 주밍(zooming) 시에 제3렌즈군(G3)과 함께 이동한다. 이와 같이 각 렌즈군의 궤적을 정한 것은 광학계의 소형 화와 수차를 고려한 것이다. 특히, 제2렌즈군(G2)이 상측으로 볼록한 궤적으로 이동하는 것에 의해 망원단에서의 광학계 전체 길이가 작아지며, 제3렌즈군(G3)의 굴절력을 지나치게 강하지 않게 할 수 있다. 제3렌즈군(G3)의 굴절력이 강해지면 제3렌즈군(G3)의 이동량이 줄어들 수 있으나, 상면만곡의 악화를 수반하여 적은 렌즈 매수로 광학계를 구현하는 것이 곤란해진다.

본 발명의 실시예들에 의한 줌 렌즈는 소형화, 박형화에 유리한 구조를 가지며, 높은 변배비를 구현하는 설계안을 제시하고 있으며, 다음 식을 만족한다.

νd1ave>68.2

Nd1ave>1.53

여기서, νd1ave와 Nd1ave는 각각 제1렌즈군(G1)에 포함되는 정렌즈의 아베수 평균치 및 제1렌즈군(G1)에 포함되는 정렌즈의 굴절률 평균치이다.

상기 수학식 1과 수학식 2는 렌즈계의 소형화와 색수차 보정을 함께 고려한 것이다. 예를 들어, 제1렌즈군(G1)의 정렌즈에 아베수가 큰 재질을 선택하는 경우 굴절률이 낮아져, 소형화 달성이 어려워진다. 제1렌즈군(G1)의 정렌즈에 높은 굴절률의 재질을 선택하는 경우 아베수가 작아져 고 변배비를 달성하면서 동시에 색수차를 보정하는 것이 어려워진다. 이러한 점을 감안하여, 제1렌즈군(G1)에 포함되는 정렌즈의 아베수 평균치의 하한과 굴절률 평균치의 하한을 정하여, 고 변배비, 색수차 보정 및 소형화를 도모한 것이다.

실시예들에 의한 줌 렌즈는 또한, 다음 식을 만족할 수 있다.

0.85＜｜β2Ｔ｜＜1.5

여기서, β2Ｔ는 망원단에서 상기 제2렌즈군(G2)의 배율이다.

이 조건식은 제2렌즈군(G2)의 배율을 규정한 식으로, 하한을 벗어나는 범위에서 제2렌즈군(G2)에 의한 변배의 작용이 작아져 고 변배비를 구현하기 어렵다. 또한, 상한을 넘는 범위에서, 제2렌즈군(G2)에 의한 변배의 작용이 커지는데, 망원단에서의 수차 발생량이 많아지기 때문에 적은 렌즈 매수로 제2렌즈군(G2)을 구성하는 것이 곤란해진다.

6.3＜f1/fw＜9.15

여기서, f1과 fw는 각각 상기 제1렌즈군(G1)의 초점거리 및 광각단에서의 초점거리이다.

이 식은 광각단에서의 초점거리에 대한 제1렌즈군(G1)의 초점 거리의 비를 규정한 식으로, 하한을 벗어나는 범위에서 코마수차 및 상면만곡 발생량이 많아진다. 또한, 편 중심 민감도가 높아져 조리개 정밀도가 요구된다. 또한, 상한을 벗어나는 범위에서, 제1렌즈군(G1)의 초점거리가 길어지는 것이 되고 광학계의 소형화 달성이 어려워진다.

0.32＜β234T/fw＜0.5

여기서, β234T는 제2렌즈군(G2), 제3렌즈군(G3), 제4렌즈군(G4)의 합성 배율이고, fw는 광각단에서의 초점거리이다.

이 식은 망원단에 있어서의 제2렌즈군(G2), 제3렌즈군(G3), 제4렌즈군(G4)의 합성 배율을 광각단의 초점거리에 대해 규정하는 식이다. 하한을 벗어나는 경우, 즉 망원 단에 있어서의 제2렌즈군(G2), 제3렌즈군(G3), 제4렌즈군(G4)의 합성 배율이 작아지면, 망원 단에서의 초점 거리가 짧아져, 고 변배비의 달성이 곤란이 된다. 상한을 넘는 경우, 망원단에서의 초점 거리가 지나치게 길어져, 적은 렌즈 매수로 광학계를 구성하는 것이 곤란해진다.

｜νd1ave －νd3ave｜＜9.0

여기서, νd1ave, νd3ave는 각각 상기 제1렌즈군(G1) 중에 포함되는 정렌즈의 아베수 평균치, 상기 제3렌즈군(G3)에 포함된 정렌즈의 아베수 평균치이다.

이 식은, 색수차를 규정하기 위한 식으로, 제1렌즈군(G1)과 제3렌즈군(G3)에 포함되는 정렌즈의 아베수 차이를 규정하고 있다. 제시된 범위에서, 망원단의 축상 색수차와 광각단의 배율색수차가 적은 렌즈 매수로 균형있게 보정될 수 있다.

β4T>0.6

여기서, β4T는 망원단에서 상기 제4렌즈군(G4)의 배율이다.

이 식은 제4렌즈군(G4)의 배율을 규정하는 식이다. 하한을 벗어나는 경우, 즉 제4렌즈군(G4)의 배율이 작을 경우, 제4렌즈군(G4)의 상면과의 거리가 멀어지는 것이 되고, 소형화에 방해가 된다.

ft/fw>11

여기서, ft, fw는 각각 망원단에서의 초점거리 및 광각단에서의 초점거리이다.

이 식은 변배비를 규정한 것으로, 실시예들은 11보다 큰 고 변배비를 구현하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 줌 렌즈의 여러 가지 실시예들의 구체적인 구성과 렌즈 데이터들을 기술한다. 본 발명의 실시예들에서 나타나는 비구면의 정의는 다음과 같다.

여기서, h는 광축에 대해 수직한 방향의 높이, Z는 높이 h에서 렌즈 정점까 지광축 방향의 거리, C는 근축 곡률, ε는 코닉 상수(conic constant)이며, A4, A6, A8, A10은 비구면계수이다.

이하에서, f는 줌 광학계 전체의 합성초점거리를, Fno는 F수를, ω는 반화각을 나타낸다. 면 번호에 표시된 *은 그 면이 비구면임을 의미하며, ST는 조리개를 의미한다. 각 실시예에서 광각단, 중간단, 망원단에서의 가변거리를 D1, D2, D3, D4로 나타낸다.

<제1실시예>

도 1은 제1실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이다. 제1렌즈군(G1)은 적어도 일 매의 부렌즈와 적어도 일 매의 정렌즈를 포함하며, 3매 이하의 렌즈로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상측으로 오목한 부렌즈인 제1렌즈(110), 물체측으로 볼록한 제2렌즈(120), 물체측으로 볼록한 정렌즈인 제3렌즈(130)를 포함한다. 제1렌즈(110)와 제2렌즈(120)는 접합렌즈를 이루고 있다. 제2렌즈군(G2)은 상측으로 오목한 부렌즈인 제4렌즈(210), 양오목렌즈인 제5렌즈(220), 정렌즈인 제6렌즈(230)를 포함한다. 제3렌즈군(G3)은 정의 굴절력을 가지는 전군과 부의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며, 전군과 후군은 공기 간격을 사이에 두고 배치된다. 또한, 제3렌즈군(G3)은 적어도 한 면이 비구면으로 된 정렌즈를 적어도 1매 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈군(G3)은 양면이 비구면으로 된 정렌즈인 제7렌즈(310), 정렌즈인 제8렌즈(320), 부렌즈인 제9렌즈(330)를 포함하며, 제8렌즈(320)와 제9렌즈(330)는 접합렌즈를 이룬다. 제4렌즈군(G4)은 1매의 정렌즈로 구성되며, 예를 들어, 양면이 비구면인 제10렌즈(410)로 구성된다.

도 2 내지 도 4는 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면 수차, 상면 만곡(astigmatic field curvature), 왜곡 수차를 나타낸 것이다. 종방향 구면수차는 파장이 656.28(nm)인 c선, 587.56(nm)인 d선, 435.83(nm)인 g선의 광에 대해 각각 나타내었고, 상면 만곡은, 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 나타내고 있다.

다음은 제1실시예의 렌즈데이터이다.

Fno 　 3.29 ～ 4.73 ～ 5.77

f 　4.39 ～ 17.22 ～ 50.15

ω 41.48 ～ 12.63 ～ 4.34

D1　 0.395 ～ 8.186 ～ 17.958

D2 17.886 ～ 3.372 ～ 1.340

D3 5.610 ～ 3.397 ～ 17.899

D4 4.323 ～ 13.531 ～ 6.462

면 곡률반경(R) 두께(D) 굴절률(nd) 아베수(vd)

1 　　 26.188　　0.900　　1.90366　　31.32

2　　 17.688　　3.548 1.49700 81.61

3 68.854　　 0.100

4　　 19.305　　2.765 1.61800 63.40

5　　 89.244　　 D1

6　 47.618 0.540　　 1.88300　　40.81

7　　　 5.321　　 3.148

8 -19.859　　0.550　　1.80420　　46.50

9 19.859　　0.319

10 12.322 　 1.480 1.94595 17.98

11 88.691 D2

ST　　　 INF 0.400

13* 　 6.423 2.448　　 1.51470　 63.80

14*　 -11.271　　 0.100

15 5.538 1.355 1.48749 70.44

16 -16.701 0.400 1.64769 33.84

17 4.114 D3

18* 14.914 1.600 1.52510 56.00

19* -106.241 D4

20 INF 0.800　　 1.51680 　 64.20

21 INF 0.730

면 ε　　 A4　　　 A6　　　 A8　　　 A10

13 2.3958 -0.134264E-02 -0.609164E-04 -0.587352E-06 -0.289112E-06

14 1.0000 -0.123019E-04 -0.218169E-04 -0.158110E-05 -0.514118E-07

18 1.0000 0.837715E-04 -0.105159E-04 -0.445684E-06 0.357061E-07

19 1.0000 0.155347E-03 -0.131933E-04 -0.499882E-06 0.408832E-07

<제2실시예>

도 5은 제2실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이다. 제1렌즈군(G1)은 상측으로 오목한 부렌즈인 제1렌즈(110), 물체측으로 볼록한 제2렌즈(120), 물체측으로 볼록한 정렌즈인 제3렌즈(130)를 포함한다. 제1렌즈(110)와 제2렌즈(120)는 접합렌즈를 이루고 있다. 제2렌즈군(G2)은 상측으로 오목한 부렌즈인 제4렌즈(210), 양오목렌즈인 제5렌즈(220), 정렌즈인 제6렌즈(230)를 포함한다. 제3렌즈군(G3)은 정의 굴절력을 가지는 전군과 부의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며, 전군과 후군은 공기 간격을 사이에 두고 배치된다. 또한, 제3렌즈군(G3)은 적어도 양면이 비구면으로 된 정렌즈인 제7렌즈(310), 정렌즈인 제8렌즈(320), 부렌즈인 제9렌즈(330)를 포함하며, 제8렌즈(320)와 제9렌즈(330)는 접합렌즈를 이룬다. 제4렌즈군(G4)은 양면이 비구면인 제10렌즈(410)로 구성된다.

도 6 내지 도 8은 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면 수차, 상면 만곡(astigmatic field curvature), 왜곡 수차를 나타낸 것이다. 종방향 구면수차는 파장이 656.28(nm)인 c선, 587.56(nm)인 d선, 435.83(nm)인 g선 의 광에 대해 각각 나타내었고, 상면 만곡에서, 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 나타내고 있다.

다음은 제2실시예의 렌즈데이터이다.

Fno 3.29 ～ 4.71 ～ 5.99

f 　4.43 ～ 17.41 ～ 61.89

ω 41.23 ～ 12.55 ～ 3.53

D1　 0.400 ～ 8.276 ～ 18.712

D2 18.471 ～ 3.498 ～ 1.333

D3 5.430 ～ 3.491 ～ 23.743

D4 4.861 ～ 13.877 ～ 4.652

면 곡률반경(R) 두께(D) 굴절률(nd) 아베수(vd)

1 　　 27.179　　0.900　　1.90366　　31.32

2　　 18.778　　3.518 1.49700 81.61

3 92.739　　 0.100

4　　 19.167　　2.725 1.59282 68.63

5　　 71.461　　 D1

6　 46.730 0.570　　 1.88300　　40.81

7　　　 5.409　　 3.101

8 -20.159　　0.570　　1.88300　　40.81

9 20.159　　0.303

10 12.786 　 1.406 1.94595 17.98

11 474.661 D2

ST　　　 INF 0.417

13* 　 6.636 2.430　　 1.58313　 59.46

14*　 -14.895　　 0.100

15 6.274 1.280 1.49700 81.61

16 -32.927 0.420 1.67270 32.17

17 4.281 D3

18* 15.232 1.673　　 1.58313　 59.46

19* -92.982 D4

20 INF 0.800　　 1.51680 　 64.20

21 INF 0.810

면 ε　　 A4　　　 A6　　　　A8　　　 A10

13 2.3844 -0.115854E-02 -0.436641E-04 -0.134805E-05 -0.101686E-06

14 1.0000 -0.855484E-05 -0.140015E-04 -0.180618E-05 0.720190E-07

18 1.0000 0.765238E-04 -0.583692E-05 0.226681E-07 0.172550E-08

19 1.0000 0.133370E-03 -0.101203E-04 0.162454E-06 0.000000E+00

<제3실시예>

도 9는 제3실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이다. 제1렌즈군(G1)은 상측으로 오목한 부렌즈인 제1렌즈(110), 물체측으로 볼록한 제2렌즈(120), 물체측으로 볼록한 정렌즈인 제3렌즈(130)를 포함한다. 제1렌즈(110)와 제2렌즈(120)는 접합렌즈를 이루고 있다. 제2렌즈군(G2)은 상측으로 오목한 부렌즈인 제4렌즈(210), 양오목렌즈인 제5렌즈(220), 정렌즈인 제6렌즈(230)를 포함한다. 제3렌즈군(G3)은 정의 굴절력을 가지는 전군과 부의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며, 전군과 후군은 공기 간격을 사이에 두고 배치된다. 또한, 제3렌즈군(G3)은 적어도 양면이 비구면으로 된 정렌즈인 제7렌즈(310), 정렌즈인 제8렌즈(320), 부렌즈인 제9렌즈(330)를 포함하며, 제8렌즈(320)와 제9렌즈(330)는 접합렌즈를 이룬다. 제4렌즈군(G4)은 양면이 비구면인 제10렌즈(410)로 구성된다.

도 10 내지 도 12는 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면 수차, 상면 만곡(astigmatic field curvature), 왜곡 수차를 나타낸 것이다. 종방향 구면수차는 파장이 656.28(nm)인 c선, 587.56(nm)인 d선, 435.83(nm)인 g선의 광에 대해 각각 나타내었고, 상면 만곡에서, 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 나타내고 있다.

다음은 제3실시예의 렌즈데이터이다.

Fno 　 3.08 ～ 4.30 ～ 5.99

f 　4.43 ～ 17.40 ～ 58.40

ω 41.25 ～ 12.54 ～ 3.75

D1　 0.400 ～ 9.270 ～ 18.633

D2 18.399 ～ 3.940 ～ 1.372

D3 5.356 ～ 3.432 ～ 22.611

D4 4.841 ～ 13.235 ～ 5.719

면 곡률반경(R) 두께(D) 굴절률(nd) 아베수(vd)

1 　　 27.425　　0.900　　1.90366　　31.32

2　　 18.085　　3.411 1.59282 68.63

3 63.625　　 0.100

4　　 20.110　　2.777 1.59282 68.63

5　　 79.345　　 D1

6　 45.428 0.570　　 1.88300　　40.81

7　　　 5.364　　 3.130

8 -20.100　　0.570　　1.88300　　40.81

9 20.100　　0.303

10 12.731 　 1.407 1.94595 17.98

11 392.168 D2

ST　　　 INF 0.400

13* 　 6.382 2.550　　 1.58313　 59.46

14*　 -13.102　　 0.116

15 5.855 1.275 1.49700 81.61

16 -30.836 0.420 1.64769 33.84

17 4.243 D3

18* 15.232 1.758　　 1.58313　 59.39

19* -188.298 D4

20 INF 0.800　　 1.51680 　 64.20

21 INF 0.800

면　 ε　　 A4　　　　A6　　　 A8　　 A10

13 2.4415 -0.126519E-02 -0.390142E-04 -0.273319E-05 -0.390860E-07

14 1.0000 0.102004E-03 0.372324E-05 -0.409894E-05 0.264563E-06

18 1.0000 0.833053E-04 -0.980199E-05 0.205683E-06 0.705237E-09

19 1.0000 0.138003E-03 -0.135617E-04 0.311966E-06 0.000000E+00

<제4실시예>

도 13은 제4실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이다. 제1렌즈군(G1)은 상측으로 오목한 부렌즈인 제1렌즈(110), 물체측으로 볼록한 제2렌즈(120), 물체측으로 볼록한 정렌즈인 제3렌즈(130)를 포함한다. 제1렌즈(110)와 제2렌즈(120)는 접합렌 즈를 이루고 있다. 제2렌즈군(G2)은 상측으로 오목한 부렌즈인 제4렌즈(210), 양오목렌즈인 제5렌즈(220), 정렌즈인 제6렌즈(230)를 포함한다. 제3렌즈군(G3)은 정의 굴절력을 가지는 전군과 부의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며, 전군과 후군은 공기 간격을 사이에 두고 배치된다. 또한, 제3렌즈군(G3)은 적어도 양면이 비구면으로 된 정렌즈인 제7렌즈(310)와, 정렌즈인 제8렌즈(320)와 부렌즈인 제9렌즈(330)가 접합된 접합렌즈 및 정렌즈인 제10렌즈(340)를 포함한다. 제4렌즈군(G4)은 양면이 비구면인 제11렌즈(410)로 구성된다.

도 15 내지 도 16은 제4실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 종방향 구면 수차, 상면 만곡(astigmatic field curvature), 왜곡 수차를 나타낸 것이다. 종방향 구면수차는 파장이 656.28(nm)인 c선, 587.56(nm)인 d선, 435.83(nm)인 g선의 광에 대해 각각 나타내었고, 상면 만곡에서, 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 나타내고 있다.

다음은 제4실시예의 렌즈데이터이다.

Fno 　 3.29 ～ 4.48 ～ 5.99

f 　4.44 ～ 17.41 ～ 65.79

ω 41.28 ～ 12.33 ～ 3.31

D1　 0.400 ～ 11.819 ～ 19.568

D2 18.246 ～ 6.155 ～ 1.331

D3 4.393 ～ 2.899 ～ 23.514

D4 4.893 ～ 12.159 ～ 2.707

면 곡률반경(R) 두께(D) 굴절률(nd) 아베수(vd)

1 　　 32.557　　0.900　　1.90366　　31.32

2　　 20.658　　3.412 1.49700 81.61

3 197.613　　 0.100

4　　 21.399　　2.803 1.59282 68.63

5　　 136.038　　 D1

6　 81.895 0.570　　 1.88300　　40.81

7　　　 5.339　　 2.887

8 -19.894　　0.570　　1.80420　　46.50

9 19.894　　0.347

10 12.060 　 1.401 1.94595 17.98

11 84.737 D2

ST　　　 INF 0.417

13* 　 6.041 1.732　　 1.58313　 59.46

14*　 -33.182　　 0.254

15 6.122 1.747 1.48749 70.44

16 -10.619 0.420 1.83400 37.35

17 4.908 0.564

18 46.461 0.900 1.48749 70.44

19 -9.678 D3

20* 15.156 1.650　　 1.58313　 59.46

21* 33.945 D4

22 INF 0.800　　 1.51680 　 64.20

23 INF 0.800

면　 ε　　 A4　　　 A6　　　　A8　　　A10

13 2.2022 -0.958566E-03 -0.413376E-04 -0.657337E-06 -0.246907E-06

14 1.0000 0.151758E-04 0.181944E-05 -0.272186E-05 0.796420E-07

20 1.0000 -0.177361E-03 -0.779975E-05 0.858112E-06 -0.118847E-07

21 1.0000 -0.217800E-03 -0.820042E-05 0.693812E-06 0.000000E+00

다음은 본 발명의 실시예들이 수학식 1 내지 수학식 8 조건을 만족하는 것을 보이는 표이다.

조건식	제1실시예	제1실시예	제1실시예	제1실시예
(1)νd1ave	72.51	75.12	68.63	75.12
(2) Nd1ave	1.558	1.545	1.593	1.545
(3)｜β2Ｔ｜	1.052	1.170	1.081	1.050
(4) f1/fw	7.762	7.788	7.903	7.850
(5) β234T/fw	0.337	0.405	0.377	0.427
(6) \|νd1ave －νd3ave｜	5.380	4.585	4.075	8.340
(7) β4Ｔ	0.649	0.693	0.666	0.871
(8) ｆt/ｆw	11.45	13.98	13.18	14.86

이상, 설명한 실시예들은 상술한 렌즈 구성을 통해, 소형화 및 박형화에 유리한 구조를 가지며 수차가 잘 보정되고 고변배비를 구현하는 줌 렌즈를 제공한다.

실시예들의 줌 렌즈는, 이러한 줌 렌즈를 통해 입사된 광으로부터 피사체의 이미지를 생성하는 촬상소자와 함께 다양한 종류의 촬상 장치에 채용될 수 있다.

이러한 본원 발명인 줌 렌즈는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 줌 렌즈의 광학적 배치와 변배시 움직임을 보이는 도면이다.

도 2, 도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단 각각에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡을 보인 수차도이다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 줌 렌즈의 광학적 배치와 변배시 움직임을 보이는 도면이다.

도 6, 도 7 및 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단 각각에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡을 보인 수차도이다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 의한 줌 렌즈의 광학적 배치와 변배시 움직임을 보이는 도면이다.

도 10, 도 11 및 도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단 각각에서의 구면수차, 상면만곡,왜곡을 보인 수차도이다.

도 13은 본 발명의 제4실시예에 의한 줌 렌즈의 광학적 배치와 변배시 움직임을 보이는 도면이다.

도 14, 도 15 및 도 16는 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단 및 망원단 각각에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡을 보인 수차도이다.

Claims

물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로,

정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군;

부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군;

정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군; 및

정의 굴절력을 가지며, 1매의 렌즈로 이루어진 제4렌즈군; 을 포함하며,

광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군은 상기 제2렌즈군과의 간격이 넓어지도록 이동하고, 제2렌즈군은 상측으로 볼록한 궤적으로 이동하고, 제3렌즈군은 상측에서 물체측으로 이동하고, 상기 제4렌즈군은 물체측으로 볼록한 궤적으로 이동하며, 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈.

νd1ave>68.2

Nd1ave>1.53

0.85＜｜β2Ｔ｜＜1.5

여기서, νd1ave와 Nd1ave는 각각 상기 제1렌즈군 중에 포함되는 정렌즈의 아베수 평균치 및 상기 제1렌즈군에 포함되는 정렌즈의 굴절률 평균치이고, β2Ｔ는 망원단에서 상기 제2렌즈군의 배율이다.
삭제
제1항에 있어서,

하기의 식을 더 만족하는 줌 렌즈.

6.3＜f1/fw＜9.15

여기서, f1과 fw는 각각 상기 제1렌즈군의 초점거리 및 광각단에서의 초점거리이다.
제1항에 있어서,

하기의 식을 더 만족하는 줌 렌즈.

0.32＜β234T/fw＜0.5

여기서, β234T는 상기 제2렌즈군, 제3렌즈군, 제4렌즈군의 합성 배율이고, fw는 광각단에서의 초점거리이다.
제1항에 있어서,

상기 제1렌즈군은 적어도 일 매의 부렌즈와 적어도 일 매의 정렌즈를 포함하며, 3매 이하의 렌즈로 이루어지는 줌 렌즈.
제1항에 있어서,

상기 제1렌즈군과 상기 제3렌즈군 중에 포함되는 정렌즈가 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈.

｜νd1ave －νd3ave｜＜9.0

여기서, νd1ave, νd3ave는 각각 제1렌즈군에 포함된 정렌즈의 아베수 평균치, 제3렌즈군에 포함된 정렌즈의 아베수 평균치이다.
제1항에 있어서,

상기 제3렌즈군은 적어도 한 면이 비구면으로 된 정렌즈를 포함하는 줌 렌즈.
제1항에 있어서,

하기의 식을 더 만족하는 줌 렌즈.

β4T>0.6

여기서, β4T는 망원단에서 상기 제4렌즈군의 배율.
제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 전군과 부의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며,

상기 전군과 후군은 공기 간격을 사이에 두고 배치된 줌 렌즈.
물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로,

정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군;

부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군; 및

정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군;을 포함하며,

광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군은 상기 제2렌즈군과의 간격이 넓어지도록 이동하고, 제2렌즈군은 상측으로 볼록한 궤적으로 이동하고, 제3렌즈군은 상측에서 물체측으로 이동하며, 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈.

νd1ave>68.2

Nd1ave>1.53

0.85＜｜β2Ｔ｜＜1.5

｜νd1ave －νd3ave｜＜9.0

ft/fw>11

여기서, νd1ave, νd3ave, Nd1ave 는 각각 상기 제1렌즈군에 포함되는 정렌즈의 아베수 평균치, 상기 제3렌즈군에 포함된 정렌즈의 아베수 평균치 및 상기 제1렌즈군에 포함되는 정렌즈의 굴절률 평균치이고, β2Ｔ는 망원단에서 상기 제2렌즈군의 배율이고, ft, fw는 각각 망원단에서의 초점거리, 광각단에서의 초점거리이다.
제10항에 있어서,

상기 제1렌즈군은 적어도 일 매의 부렌즈와 적어도 일 매의 정렌즈를 포함하며, 3매 이하의 렌즈로 이루어지는 줌 렌즈.
제10항에 있어서,

상기 제3렌즈군의 상측에 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군이 마련되고,

상기 제4렌즈군은 광각단에서 망원단으로 변배시 물체측으로 볼록한 궤적으로 움직이는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
제10항에 있어서,

하기의 식을 더 만족하는 줌 렌즈.

β4T>0.6

여기서, β4T는 망원단서의 상기 제4렌즈군의 배율.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 전군과 부의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며,

상기 전군과 후군은 공기 간격을 사이에 두고 배치된 줌 렌즈.
물체측으로부터 상측으로 순차적으로 배열된 것으로,

정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군;

부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군; 및

정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군;을 포함하며,

광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1렌즈군은 상기 제2렌즈군과의 간격 이 넓어지도록 이동하고, 제2렌즈군은 상측으로 볼록한 궤적으로 이동하고, 제3렌즈군은 상측에서 물체측으로 이동하며, 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈.

νd1ave>68.2

Nd1ave>1.53

0.32＜β234T/fw＜0.5

여기서, νd1ave와 Nd1ave 는 각각 상기 제1렌즈군 중에 포함되는 정렌즈의 아베수 평균치 및 상기 제1렌즈군에 포함되는 정렌즈의 굴절률 평균치이고, β234T는 상기 제2렌즈군, 제3렌즈군, 제4렌즈군의 합성 배율이고, fw는 광각단에서의 초점거리이다.
제15항에 있어서,

상기 제1렌즈군은 적어도 일 매의 부렌즈와 적어도 일 매의 정렌즈를 포함하며, 3매 이하의 렌즈로 이루어지는 줌 렌즈.
제15항에 있어서,

상기 제1렌즈군과 상기 제3렌즈군 중에 포함되는 정렌즈가 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈.

｜νd1ave －νd3ave｜＜9.0

여기서, νd1ave, νd3ave는 각각 제1렌즈군에 포함된 정렌즈의 아베수 평균치, 제3렌즈군에 포함된 정렌즈의 아베수 평균치이다.
제15항에 있어서,

상기 제3렌즈군의 상측에 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군이 마련되고,

상기 제4렌즈군은 광각단에서 망원단으로 변배시 물체측으로 볼록한 궤적으로 움직이는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈.
제15항에 있어서,

하기의 식을 더 만족하는 줌 렌즈.

β4T>0.6

여기서, β4T는 망원단에서의 상기 제4렌즈군의 배율이다.
제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 전군과 부의 굴절력을 가지는 후군을 포함하며,

상기 전군과 후군은 공기 간격을 사이에 두고 배치된 줌 렌즈.
제1항, 제3항 내지 제8항, 제10항 내지 제13항, 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항의 줌 렌즈;

상기 줌 렌즈를 통해 입사된 광으로부터 피사체의 이미지를 생성하는 촬상소자;를 포함하는 촬상장치.