KR100689370B1 - 줌 렌즈 - Google Patents

줌 렌즈 Download PDF

Info

Publication number
KR100689370B1
KR100689370B1 KR1020050024967A KR20050024967A KR100689370B1 KR 100689370 B1 KR100689370 B1 KR 100689370B1 KR 1020050024967 A KR1020050024967 A KR 1020050024967A KR 20050024967 A KR20050024967 A KR 20050024967A KR 100689370 B1 KR100689370 B1 KR 100689370B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens group
lens
refractive power
zoom lens
zoom
Prior art date
Application number
KR1020050024967A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060102906A (ko
Inventor
신정길
강병권
장동훈
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050024967A priority Critical patent/KR100689370B1/ko
Priority to CNB2006100673914A priority patent/CN100388039C/zh
Priority to US11/388,625 priority patent/US7450317B2/en
Priority to JP2006083841A priority patent/JP2006276859A/ja
Publication of KR20060102906A publication Critical patent/KR20060102906A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100689370B1 publication Critical patent/KR100689370B1/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
    • G02B15/143—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 three groups only
    • G02B15/1435—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 three groups only the first group being negative
    • G02B15/143507—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 three groups only the first group being negative arranged -++
    • 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
    • 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
    • G02B15/143—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 three groups only
    • G02B15/1435—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 three groups only the first group being negative
    • G02B15/143503—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 three groups only the first group being negative arranged -+-
    • 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
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors

Landscapes

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

Abstract

본 발명에 따른 줌 렌즈는, 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과; 상기 제1 렌즈군보다 상면에 보다 가까운 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과; 상기 제2 렌즈군보다 상기 상면에 보다 가까운 제3 렌즈군을 포함하고, 상기 줌 렌즈가 광각단에서 망원단으로 변배함에 따라, 상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군간의 거리는 감소하고, 상기 제2 렌즈군과 상기 제3 렌즈군간의 거리는 증가한다.
줌 렌즈, 프리즘, 굴절력, 변배비, 조리개

Description

줌 렌즈{ZOOM LENS}
도 1 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 줌렌즈를 나타내는 도면들,
도 4는 광각단에서 도 1에 도시된 줌 렌즈의 수차 곡선들을 나타내는 도면,
도 5는 망원단에서 도 1에 도시된 줌 렌즈의 수차 곡선들을 나타내는 도면,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 줌렌즈를 나타내는 도면들,
도 9는 광각단에서 상기 줌 렌즈의 수차 곡선들을 나타내는 도면,
도 10은 망원단에서 상기 줌 렌즈의 수차 곡선들을 나타내는 도면.
본 발명은 줌 렌즈(zoom lens)에 관한 것으로서, 특히 소형의 비디오 카메라(video camera)나 디지털 카메라(digital camera)에 적합한 소형 줌 렌즈에 관한 것이다.
종래의 높은 변배비(high zoom ratio)의 카메라용 줌 렌즈로서, 정의 굴절력(positive refracting power or positive power)을 갖고 고정된 제1 렌즈군(lens group)과, 부의 굴절력(negative power)을 갖고 변배(zooming)를 위해 광축(optical axis) 상에서 이동 가능한 제2 렌즈군과, 정의 굴절력을 갖고 고정된 제3 렌즈군과, 정의 굴절력을 갖고 초점 보상을 위해 광축 상에서 이동 가능한 제4 렌즈군을 구비하는 4군 구성의 줌 렌즈가 공지된 바 있다. 이 때, 상기 제1 내지 제4 렌즈군들은 물체측으로부터 상면측으로 차례로 배치된다. 변배비는 광각단(wide angle position or wide angle end)에서의 전체 초점거리(focal length) fw에 대한 망원단(telephoto position or telephoto end)에서의 전체 초점거리 ft의 비(ft/fw)를 나타낸다. 줌 렌즈는 광각단에서 최소 초점거리를 갖고, 망원단에서 최대 초점거리를 갖는다.
최근의 카메라는 그 소형화를 위해 보다 소형화된 줌 렌즈를 요구하고 있고, 소형 디자인 및 카메라 몸체(camera body) 또한 요구되고 있다. 또한, 구비된 줌 렌즈의 전장(full length)을 최소화하기 위해 상기 줌 렌즈를 구성하는 각 렌즈군의 굴절력을 높게 하는 추세에 있다. 한편, 각 렌즈군의 굴절력을 높이면, 펫츠발 합(Petzval sum)의 증가에 의한 광학 성능의 저하, 조립시의 편심(eccentricity) 증가 등을 초래하므로, 최근 주류를 이루고 있는 고화소(high-pixel) 촬상 소자에 적용하기에는 부적합하다.
또한, 일방향의 전장을 줄이기 위해, 줌 렌즈 내에 프리즘(prism)이나 미러(mirror)를 배치함으로써, 광축을 직각으로 절곡(折曲)하는 기술이 공지된 바 있 다. 예를 들어, 일본 특개평 8-248318호는 물체측의 제1 렌즈군 내에 직각 프리즘을 배치하여 광축을 절곡하는 줌 렌즈를 개시하고 있으나, 상기 제1 렌즈군의 물체측 전단에 배치된 제1 렌즈의 직경이 매우 커짐과 동시에 사이즈가 증가하며, 이에 더하여 구성 렌즈들의 매수가 증가하므로 그 소형화에 한계가 있다.
상술한 바와 같이, 점차적으로 소형의 비디오 카메라나 디지털 카메라에 적합한 보다 소형화된 줌 렌즈가 절실히 요구되고 있으나, 종래의 줌 렌즈는 이러한 요구에 부합하기 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 소형의 비디오 카메라나 디지털 카메라에 적합한 소형화된 고성능 줌 렌즈가 요구된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 소형의 비디오 카메라나 디지털 카메라에 적합한 소형화된 고성능 줌 렌즈를 제공함에 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따른 줌 렌즈는, 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과; 상기 제1 렌즈군보다 상면에 보다 가까운 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과; 상기 제2 렌즈군보다 상기 상면에 보다 가까운 제3 렌즈군을 포함하고, 상기 줌 렌즈가 광각단에서 망원단으로 변배함에 따라, 상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군간의 거리는 감소하고, 상기 제2 렌즈군과 상기 제3 렌즈군간의 거리는 증가한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 줌 렌즈는, 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과; 상기 제1 렌즈군보다 상면에 보다 가까운 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과; 상기 제2 렌즈군보다 상기 상면에 보다 가까우며, 광축을 절곡하는 반사면을 갖는 제3 렌즈군을 포함한다.
바람직하게는, 상기 줌 렌즈는 하기 <수학식 1>을 만족한다.
Figure 112005015887266-pat00001
(d1pw : 상기 제1 렌즈군의 물체측 전단으로부터 상기 반사면까지의 광축상 거리, d1iw : 상기 제1 렌즈군의 물체측 전단으로부터 상기 상면까지의 광축상 거리)
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명의 실시예들을 설명하기에 앞서 본 발명의 작용·효과를 기술하자면 아래와 같다.
본 발명에 따른 줌 렌즈는 물체측에 최인접하며 이동 가능한 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과, 상기 제1 렌즈군보다 상면에 보다 가까우며 이동 가능한 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과, 상기 상면에 최인접하며 고정된 정 또는 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈군을 포함한다.
상기 줌 렌즈의 변배시에 상기 제1 및 제2 렌즈군들이 광축을 따라 이동되며, 또한 상기 줌 렌즈의 초점 보정(focus correction)이 동시에 이루어진다. 즉, 상기 제1 및 제2 렌즈군들은 상기 줌 렌즈의 변배 및 초점 보정을 수행하도록 이동한다. 바람직하게는, 상기 줌 렌즈의 배율이 광각단에서 망원단으로 증가함에 따라, 상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군간의 거리는 감소하고, 상기 제2 렌즈군과 상기 제3 렌즈군간의 거리는 증가한다. 상기 제1 및 제2 렌즈군들의 이동에 의해 상기 줌 렌즈의 변배 및 초점 보상이 수행되므로, 초점 보정을 위해 이동 가능한 추가의 렌즈군이 필요치 않게 되고, 이는 상기 줌 렌즈의 소형화를 돕는다. 또한, 물체측으로부터 차례로 부의 굴절력을 갖는 상기 제1 렌즈군과 정의 굴절력을 갖는 상기 제2 렌즈군을 배치함으로써, 광각단에서 60℃ 이상의 넓은 화각(view angle)을 가지면서 충분한 광량을 확보할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 렌즈군은 조리개(stop)를 포함하며, 상기 조리개는 상기 제2 렌즈군의 물체측 전단에 위치하는 광학면이거나, 상기 제2 렌즈군의 물체측 전단 앞에 추가로 배치된 것일 수 있다. 상기 제2 렌즈군이 조리개를 포함함으로써, 상기 제1 렌즈군의 물체측 전단에 위치하는 제1 렌즈의 직경을 작게 할 수 있다. 광학면은 렌즈면, 반사면, 프리즘의 표면, 적외선 필터(IR cut-filter)의 표면 등을 포함하는 곡률반경으로 표현되고 광선의 경로를 변경하는 임의의 반사면 및 굴절면을 포함한다. 이 때, 평면은 곡률반경이 무한대인 것으로 표시될 수 있 다.
바람직하게는, 상기 제3 렌즈군은 광축을 절곡하는 반사면을 갖는다. 상기 반사면은 프리즘에 구비된 것이거나, 미러에 구비된 것일 수 있다. 상기 제3 렌즈군이 광축을 절곡시킴으로써, 상기 줌 렌즈의 전장을 상기 제1 렌즈로부터 상기 상면까지가 아닌 상기 제1 렌즈로부터 상기 반사면까지의 거리로 감소시킬 수 있다. 또한, 초점 보정을 위해 이동 가능한 추가의 렌즈군이 필요치 않으므로, 상기 반사면으로부터 상기 상면까지의 거리도 짧게 할 수 있어서 상기 줌 렌즈의 사이즈를 작게 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 렌즈군은 적어도 1매의 부의 굴절력을 갖는 렌즈와, 1매의 정의 굴절력을 갖는 렌즈를 포함한다. 또한, 상기 부의 굴절력을 갖는 렌즈는 분산치인 아베수(Abbe number)가 낮은 재질로 이루어지고, 상기 정의 굴절력을 갖는 렌즈는 아베수가 높은 재질로 이루어진다. 이러한 조건하에서, 상기 제1 렌즈군의 배율 색수차(chromatic difference of magification)를 보정할 수 있다. 또한, 왜곡 수차(distortion)를 최소화시키고 고화소에 적합한 결상 성능을 갖도록, 상기 제1 렌즈군이 적어도 1매의 비구면 렌즈(aspherical lens)를 갖도록 할 수 있다. 이 때, 상기 정 및 부의 굴절력들을 갖는 렌즈들 중 적어도 하나가 양면 또는 일면 비구면일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 렌즈군은 적어도 1매의 정의 굴절력을 갖는 렌즈와, 1매의 부의 굴절력을 갖는 렌즈를 포함한다. 또한, 상기 정의 굴절력을 갖는 렌즈는 아베수가 낮은 재질로 이루어지고, 상기 정의 굴절력을 갖는 렌즈는 아베수가 높은 재질로 이루어진다. 이러한 조건하에서, 상기 제1 렌즈군의 배율 색수차를 보정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 줌 렌즈는 하기 <수학식 2>를 만족한다.
Figure 112005015887266-pat00002
상기 <수학식 2>에서, d1pw는 상기 제1 렌즈군의 물체측 전단으로부터 상기 반사면까지의 광축상 거리를 나타내고, d1iw는 상기 제1 렌즈군의 물체측 전단으로부터 상기 상면까지의 광축상 거리를 나타낸다.
상기 줌 렌즈가 상기 <수학식 2>를 만족함으로써, 상기 줌 렌즈의 전장을 상기 제1 렌즈로부터 상기 상면까지가 아닌 상기 제1 렌즈로부터 상기 반사면까지의 거리로 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 d1pw/d1iw가 상한인 0.8을 초과하는 경우에 후초점거리(back focal length)의 확보가 어려워짐과 동시에 소망하는 소형화가 어려워진다. 또한, 상기 d1pw/d1iw가 하한인 0.6 미만인 경우에 변배 거리의 확보가 어려워짐과 동시에 소망하는 변배비를 얻기가 어려워진다.
바람직하게는, 상기 줌 렌즈는 하기 <수학식 3>을 만족한다.
Figure 112006061726822-pat00019
상기 <수학식 3>에서, fw는 광각단에서의 전체 초점거리를 나타내고, ft는 망원단에서의 전체 초점거리를 나타낸다. 즉, 상기 줌 렌즈는 2.8배 이상의 변배비를 갖는다.
제1 실시예
도 1 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 줌렌즈를 나타내는 도면들이다. 도 1 내지 도 3은 상기 줌 렌즈의 변배에 따른 광각단, 중간 및 망원단 상태들을 나타낸다. 또한, 이해의 편이를 위하여, 도 1 내지 도 3은 상기 줌 렌즈에 입사하는 광축(X)에 대해 서로 다른 각도를 갖는 5군의 광선들을 추적하여 나타낸다.
상기 줌 렌즈는 물체측으로부터 상면(I)측으로 차례로 배치된 광축(X)상에서 이동 가능한 제1 및 제2 렌즈군들(G1,G2)과 고정된 제3 렌즈군(G3)으로 구성된다.
상기 제1 렌즈군(G1)은 물체측으로부터 상면(I)측으로 차례로 배치된 제1 및 제2 렌즈들(L1,L2)로 구성되고, 상기 제1 및 제2 렌즈들(L1,L2)은 모두 양면 비구면이고, 상기 제1 및 제2 렌즈들(L1,L2)은 전체로 부의 굴절력을 나타낸다.
상기 제2 렌즈군(G2)은 물체측으로부터 상면(I)측으로 차례로 배치된 제3 및 제4 렌즈들(L3,L4)로 구성되고, 상기 제3 렌즈(L3)는 볼록한 양면 구면이고, 상기 제4 렌즈(L4)는 양면 비구면이며, 상기 제3 및 제4 렌즈들(L3,L4)은 전체로 정의 굴절력을 나타낸다. 이 때, 상기 제3 렌즈(L3)의 제5 광학면은 조리개의 기능을 한다.
상기 제3 렌즈군(G3)은 물체측으로부터 상면(I)측으로 차례로 배치된 직각 프리즘(P) 및 적외선 필터(IR)로 구성된다. 상기 프리즘(P)은 광축(X)을 약 90°로 절곡하며, 물체측으로부터 상면(I)측으로 차례로 배치된 제9 내지 제11 광학면들을 갖는다. 이 때, 상기 제9 및 제11 광학면들은 모두 비구면이고, 상기 제10 광학면은 편평한 반사면이다. 상기 적외선 필터(IR)는 양면 평면이고, 적외선을 차단하는 기능을 한다. 상기 제3 렌즈군(G3)은 전체로 정 또는 음의 굴절력을 가질 수 있다.
상기 줌 렌즈가 광각단으로부터 망원단으로 변배할 때, 상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2)간의 거리는 감소하고, 상기 제2 렌즈군(G2)과 상기 제3 렌즈군(G3)간의 거리는 증가한다. 더 구체적으로, 상기 줌 렌즈가 광각단으로부터 망원단으로 변배할 때, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상면(I)측으로부터 물체측으로 이동하고, 상기 제1 렌즈군(G1)은 상면(I)측으로 이동하다가 물체측으로 이동하며, 상기 제3 렌즈군(G3)은 고정되어 있다.
도 2를 참고하면, 상기 제1 렌즈군(G1)은 상면측으로 이동하고, 상기 제2 렌즈군(G2)은 물체측으로 이동한다.
도 3을 참고하면, 상기 제1 및 제2 렌즈군들(G1,G2)은 모두 물체측으로 이동한다.
상기 줌 렌즈의 변배시에 상기 제1 렌즈군(G1)이 이동함으로써, 상기 제1 렌즈군(G1)은 상기 제2 렌즈군(G2)과 함께 변배 과정을 수행함과 동시에 상 이동에 따른 초점 보정을 수행한다.
하기 <표 1>은 광각단에서 상기 줌 렌즈를 구성하는 요소들의 수치 데이터를 나타낸다. 본 수치 데이터에 있어서, ri는 제i 광학면의 곡률 반경, di는 제i 광학면의 두께 또는 공기 간격(또는, 제i 광학면에서 제(i+1) 광학면까지의 거리), ndi 는 제i 광학면의 d 선에서의 굴절률, νi는 제i 광학면의 아베수를 나타낸다. 또한, 곡률반경 및 두께의 단위는 ㎜이다. 광학면의 번호 i는 물체측에서부터 상면(I)측으로 차례로 붙인 것이다. 이러한 기호 규칙은 이하의 제2 실시예에서도 그대로 적용된다.
또한, 본 실시예에서, 상기 줌 렌즈가 광각단으로부터 망원단으로 변배할 때, 전체 초점거리 f는 5에서 14로 변하고, F수(F number)는 3.2에서 5.7로 변하며, 화각 ω는 35.75°에서 14.42°로 변한다. 따라서, 전화각(full view angle) 2ω는 71.5°에서 28.84°로 변한다.
면 번호(i) 곡률반경(r) 두께(d) 굴절률(nd) 아베수(υ)
*1 68.804 0.848 1.625 59.31
*2 3.732 1.298
*3 4.290 1.293 1.755 27.66
*4 5.348 7.199
5(조리개) 2.882 1.504 1.625 59.31
6 -11.442 0.362
*7 -3.659 0.8 1.755 27.66
*8 -13.386 0.500
*9(프리즘) 24.753 2.173 1.530 55.80
10 ∞ 2.229 1.530 55.80
*11 88.626 2.571
12(적외선 필터) ∞ 0.52 1.516 64.14
13 ∞ 1.05
상기 <표 1>에서, 광학면의 번호 *i는 비구면임을 나타낸다.
비구면 정의식은 하기 <수학식 4>로 표시된다.
Figure 112005015887266-pat00004
상기 <수학식 4>에서, x는 광학면의 정점으로부터 광축에 따른 거리, y는 광축에 수직한 방향으로의 거리, c는 광학면의 정점에서의 곡률(곡률반경의 역수), K는 코닉 계수(conic coefficient), A, B, C, D 및 E는 비구면 계수들을 나타낸다.
상기 <표 1>의 각 비구면에 대한 비구면 계수들은 아래의 <표 2>와 같다.
면 번호 K A B C D E
1 0 0.00427646 -0.00016197 -0.104706×10-4 0.848132×10-6 -0.161769×10-7
2 0 0.000778410 0.000876590 -0.708153×10-5 -0.130187×10-4 0.667016×10-6
3 0 -0.00744448 0.000907077 -0.258852×10-4 -0.320149×10-5 0.108725×10-6
4 0 -0.00737076 0.000881571 -0.534411×10-4 -0.607481×10-6 0.395697×10-7
7 0 0.0224737 -0.00314643 0.00150939 -0.000587088 0.803848×10-4
8 3.355488 0.0270110 -0.000508616 0.00125927 -0.000435923 0.803387×10-4
9 0 0.000448534 -0.356040×10-4 0.249040×10-5 -0.191488×10-6 0
11 0 0.00124689 -0.302562×10-4 -0.299056×10-5 0.137899×10-6 0.170754×10-16
상기 줌 렌즈가 광각단으로부터 망원단으로 변배할 때, 초점 거리는 5.0에서
14로 변하고, 상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 공기 간격 d4는 7.199에서 0.500으로 변하며, 상기 제2 렌즈군(G2)과 상기 제3 렌즈군(G3) 사이의 공기 간격 d8은 0.500에서 7.990으로 변한다.
도 4는 광각단에서 상기 줌 렌즈의 수차 곡선들을 나타낸다. 도 4의 (a)는 종측 구면수차(longitudinal spherical aberration), (b)는 비점수차(astigmatic aberration), (c)는 왜곡수차를 나타낸다. 도 4의 (a)에서, 실선은 d 선(587.5618㎚), 점선은 c 선(656.2725㎚), 일점쇄선은 f 선(486.1327㎚)을 나타낸다. 비점수차 및 왜곡수차는 d 선에 대해 개시되어 있다.
도 5는 망원단에서 상기 줌 렌즈의 수차 곡선들을 나타낸다. 도 5의 (a)는 종측 구면수차, (b)는 비점수차, (c)는 왜곡수차를 나타낸다. 도 5의 (a)에서, 실선은 d 선, 점선은 c 선, 일점쇄선은 f 선을 나타낸다. 비점수차 및 왜곡수차는 d 선에 대해 개시되어 있다.
제2 실시예
도 6 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 줌렌즈를 나타내는 도면들이다. 도 6 내지 도 8은 상기 줌 렌즈의 변배에 따른 광각단, 중간 및 망원단 상태들을 나타낸다. 또한, 이해의 편이를 위하여, 도 6 내지 도 8은 상기 줌 렌즈에 입사하는 광축(X)에 대해 서로 다른 각도를 갖는 5군의 광선들을 추적하여 나타낸다.
상기 줌 렌즈는 물체측으로부터 상면(I)측으로 차례로 배치된 광축(X)상에서 이동 가능한 제1 및 제2 렌즈군들(G1,G2)과 고정된 제3 렌즈군(G3)으로 구성된다.
상기 제1 렌즈군(G1)은 물체측으로부터 상면(I)측으로 차례로 배치된 제1 및 제2 렌즈들(L1,L2)로 구성되고, 상기 제1 및 제2 렌즈들(L1,L2)은 모두 양면 비구면이고, 상기 제1 및 제2 렌즈들(L1,L2)은 전체로 부의 굴절력을 나타낸다.
상기 제2 렌즈군(G2)은 물체측으로부터 상면(I)측으로 차례로 배치된 제3 및 제4 렌즈들(L3,L4)로 구성되고, 상기 제3 렌즈(L3)는 볼록한 양면 구면이고, 상기 제4 렌즈(L4)는 양면 비구면이며, 상기 제3 및 제4 렌즈들(L3,L4)은 전체로 정의 굴절력을 나타낸다. 이 때, 상기 제3 렌즈(L3)의 제5 광학면은 조리개의 기능을 한다.
상기 제3 렌즈군(G3)은 물체측으로부터 상면(I)측으로 차례로 배치된 직각 프리즘(P), 제5 렌즈(L5) 및 적외선 필터(IR)로 구성된다. 상기 프리즘(P)은 광축(X)을 약 90°로 절곡하며, 물체측으로부터 상면(I)측으로 차례로 배치된 제9 내지 제11 광학면들을 갖는다. 이 때, 상기 제9 내지 제11 광학면들은 모두 평면이고, 상기 제10 광학면은 반사면이다. 상기 제5 렌즈(L5)는 양면 비구면이다. 상기 적외선 필터(IR)는 양면 평면이고, 적외선을 차단하는 기능을 한다. 상기 제3 렌즈군(G3)은 전체로 정 또는 음의 굴절력을 가질 수 있다.
상기 줌 렌즈가 광각단으로부터 망원단으로 변배할 때, 상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2)간의 거리는 감소하고, 상기 제2 렌즈군(G2)과 상기 제3 렌즈군(G3)간의 거리는 증가한다. 더 구체적으로, 상기 줌 렌즈가 광각단으로부터 망원단으로 변배할 때, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상면(I)측으로부터 물체측으로 이동하고, 상기 제1 렌즈군(G1)은 상면(I)측으로 이동하다가 물체측으로 이동한다.
도 2를 참고하면, 상기 제1 렌즈군(G1)은 상면(I)측으로 이동하고, 상기 제2 렌즈군(G2)은 물체측으로 이동한다.
도 3을 참고하면, 상기 제1 및 제2 렌즈군들(G1,G2)은 모두 물체측으로 이동한다.
상기 줌 렌즈의 변배시에 상기 제1 렌즈군(G1)이 이동함으로써, 상기 제1 렌즈군(G1)은 상기 제2 렌즈군(G2)과 함께 변배 과정을 수행함과 동시에 상 이동에 따른 초점 보정을 수행한다.
하기 <표 3>은 광각단에서 상기 줌 렌즈를 구성하는 요소들의 수치 데이터를 나타낸다. 본 실시예에서, 상기 줌 렌즈가 광각단으로부터 망원단으로 변배할 때, 전체 초점거리 f는 5에서 14로 변하고, F수는 3.1에서 5.5로 변하며, 화각은 35.75°에서 14.42°로 변한다.
면 번호(i) 곡률반경(r) 두께(d) 굴절률(nd) 아베수(υ)
*1 -29.337 1.019 1.620 60.32
*2 4.537 1.256
*3 4.236 1.368 1.755 27.57
*4 5.288 7.5
5(조리개) 3.008 1.693 1.620 60.32
6 -9.869 0.333
*7 -4.185 0.8 1.755 27.57
*8 -19.965 0.564
9(프리즘) ∞ 2.167 1.720 46.83
10 ∞ 2.274 1.720 46.83
11 ∞ 0.2
*12 13.781 1.2 1.530 55.80
*13 20.542 2.077
14(적외선 필터) ∞ 0.52 1.516 64.14
15 ∞ 1.05
상기 <표 3>에서, 광학면의 번호 *i는 비구면임을 나타낸다.
비구면 정의식은 상기 <수학식 4>로 표시된다.
상기 <표 3>의 각 비구면에 대한 비구면 계수들은 아래의 <표 4>와 같다.
면 번호 K A B C D E
1 0 0.00558739 -0.000182999 -0.102264×10-4 0.807042×10-6 -0.148633×10-7
2 0 0.00181265 0.00111252 0.744483×10-5 -0.126567×10-4 0.667016×10-6
3 0 -0.00795852 0.000968497 -0.227580×10-4 -0.300105×10-5 0.108725×10-6
4 0 -0.00721300 0.000827879 -0.312715×10-4 -0.145766×10-5 0.395697×10-7
7 0 0.0162901 -0.00343194 0.00188939 -0.000651692 0.803848×10-4
8 3.355488 0.0220772 -0.00145508 0.00169868 -0.000542781 0.803387×10-4
12 0 0.00280883 -0.000607273 0.794611×10-4 -0.407337×10-5 0.471611×10-7
13 0 0.00414615 -0.000536377 0.4029996×10-4 0.806464×10-6 -0.144110×10-6
상기 줌 렌즈가 광각단으로부터 망원단으로 변배할 때, 초점 거리는 5.0에서
14로 변하고, 상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 공기 간격 d4는 7.5에서 0.500으로 변하며, 상기 제2 렌즈군(G2)과 상기 제3 렌즈군(G3) 사이의 공기 간격 d8은 0.564에서 7.585으로 변한다.
도 9는 광각단에서 상기 줌 렌즈의 수차 곡선들을 나타낸다. 도 9의 (a)는 종측 구면수차, (b)는 비점수차, (c)는 왜곡수차를 나타낸다. 도 9의 (a)에서, 실선은 d 선, 점선은 c 선, 일점쇄선은 f 선을 나타낸다. 비점수차 및 왜곡수차는 d 선에 대해 개시되어 있다.
도 10은 망원단에서 상기 줌 렌즈의 수차 곡선들을 나타낸다. 도 5의 (a)는 종측 구면수차, (b)는 비점수차, (c)는 왜곡수차를 나타낸다. 도 5의 (a)에서, 실선은 d 선, 점선은 c 선, 일점쇄선은 f 선을 나타낸다. 비점수차 및 왜곡수차는 d 선에 대해 개시되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 줌 렌즈는 종래에 비하여 소형화된 구성으로 2.8배 이상의 변배비를 제공할 수 있으며, 특히 70°이상의 광각에서 사용할 수 있고 분해능이 양호하다는 이점이 있다.

Claims (13)

  1. 줌 렌즈에 있어서,
    부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과;
    상기 제1 렌즈군보다 상면에 보다 가까운 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과;
    상기 제2 렌즈군보다 상기 상면에 보다 가까운 제3 렌즈군을 포함하고,
    상기 줌 렌즈가 광각단에서 망원단으로 변배함에 따라, 상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군간의 거리는 감소하고, 상기 제2 렌즈군과 상기 제3 렌즈군간의 거리는 증가하며,
    상기 줌 렌즈는 하기 <수학식 5>을 만족함을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    Figure 112006061726822-pat00020
    (fw : 광각단에서 상기 줌 렌즈의 전체 초점거리, ft : 망원단에서 상기 줌 렌즈의 전체 초점거리)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은 조리개를 포함함을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 적어도 1매의 부의 굴절력을 갖는 렌즈와 1매의 정의 굴절력을 갖는 렌즈를 포함함을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은 적어도 1매의 정의 굴절력을 갖는 렌즈와 1매의 부의 굴절력을 갖는 렌즈를 포함함을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈군은 광축을 절곡하는 반사면을 갖는 프리즘 또는 미러를 포함함을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 줌 렌즈는 하기 <수학식 6>를 만족함을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    Figure 112006061726822-pat00005
    (d1pw : 상기 제1 렌즈군의 물체측 전단으로부터 상기 반사면까지의 광축상 거리, d1iw : 상기 제1 렌즈군의 물체측 전단으로부터 상기 상면까지의 광축상 거리)
  7. 삭제
  8. 줌 렌즈에 있어서,
    부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군과;
    상기 제1 렌즈군보다 상면에 보다 가까운 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군과;
    상기 제2 렌즈군보다 상기 상면에 보다 가까우며, 광축을 절곡하는 반사면을 갖는 프리즘 또는 미러를 구비한 제3 렌즈군을 포함하며,
    상기 줌 렌즈는 하기 <수학식 7>을 만족함을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    Figure 112006061726822-pat00021
    (d1pw : 상기 제1 렌즈군의 물체측 전단으로부터 상기 반사면까지의 광축상 거리, d1iw : 상기 제1 렌즈군의 물체측 전단으로부터 상기 상면까지의 광축상 거리)
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은 조리개를 포함함을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 적어도 1매의 부의 굴절력을 갖는 렌즈와 1매의 정의 굴절력을 갖는 렌즈를 포함함을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은 적어도 1매의 정의 굴절력을 갖는 렌즈와 1매의 부의 굴절력을 갖는 렌즈를 포함함을 특징으로 하는 줌 렌즈.
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    상기 줌 렌즈는 하기 <수학식 8>을 만족함을 특징으로 하는 줌 렌즈.
    Figure 112006061726822-pat00022
    (fw : 광각단에서 상기 줌 렌즈의 전체 초점거리, ft : 망원단에서 상기 줌 렌즈의 전체 초점거리)
KR1020050024967A 2005-03-25 2005-03-25 줌 렌즈 KR100689370B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050024967A KR100689370B1 (ko) 2005-03-25 2005-03-25 줌 렌즈
CNB2006100673914A CN100388039C (zh) 2005-03-25 2006-03-22 变焦透镜
US11/388,625 US7450317B2 (en) 2005-03-25 2006-03-24 Zoom lens
JP2006083841A JP2006276859A (ja) 2005-03-25 2006-03-24 ズームレンズ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050024967A KR100689370B1 (ko) 2005-03-25 2005-03-25 줌 렌즈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060102906A KR20060102906A (ko) 2006-09-28
KR100689370B1 true KR100689370B1 (ko) 2007-03-02

Family

ID=37015334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050024967A KR100689370B1 (ko) 2005-03-25 2005-03-25 줌 렌즈

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7450317B2 (ko)
JP (1) JP2006276859A (ko)
KR (1) KR100689370B1 (ko)
CN (1) CN100388039C (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100800811B1 (ko) * 2006-06-23 2008-02-01 삼성전자주식회사 줌 렌즈 시스템
CN107479171B (zh) * 2017-08-29 2022-09-06 宁波舜宇红外技术有限公司 长波红外变焦镜头
JP7091053B2 (ja) * 2017-10-27 2022-06-27 キヤノン株式会社 撮像装置および焦点検出方法
CN110730284A (zh) * 2019-10-08 2020-01-24 Oppo广东移动通信有限公司 潜望式镜头、成像模组、摄像头组件以及电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980038404A (ko) * 1996-11-26 1998-08-05 이대원 실상식 변배 파인더
JP2004295075A (ja) 2003-03-10 2004-10-21 Nidec Copal Corp ズームレンズ
JP2004354871A (ja) 2003-05-30 2004-12-16 Sony Corp ズームレンズおよび撮像装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07168096A (ja) * 1993-12-14 1995-07-04 Koshina:Kk ビデオカメラ用ズームレンズおよびビデオカメラ
JPH08248318A (ja) * 1995-03-08 1996-09-27 Sony Corp ズームレンズ
KR100363959B1 (ko) * 1995-10-11 2003-03-26 삼성테크윈 주식회사 대구경광각줌렌즈
US6124984A (en) * 1996-12-13 2000-09-26 Nikon Corporation Variable magnification optical zoom lens system
TW442666B (en) * 1998-12-22 2001-06-23 Minolta Co Ltd Zoom lens system
JP4432153B2 (ja) * 1999-08-03 2010-03-17 株式会社ニコン ズームレンズ
JP3909989B2 (ja) * 1999-11-12 2007-04-25 オリンパス株式会社 ズームレンズと電子撮像素子を備えたカメラ
JP2005300562A (ja) * 2003-05-12 2005-10-27 Konica Minolta Opto Inc カメラ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980038404A (ko) * 1996-11-26 1998-08-05 이대원 실상식 변배 파인더
JP2004295075A (ja) 2003-03-10 2004-10-21 Nidec Copal Corp ズームレンズ
JP2004354871A (ja) 2003-05-30 2004-12-16 Sony Corp ズームレンズおよび撮像装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
16295075 *

Also Published As

Publication number Publication date
US7450317B2 (en) 2008-11-11
JP2006276859A (ja) 2006-10-12
CN100388039C (zh) 2008-05-14
KR20060102906A (ko) 2006-09-28
CN1837885A (zh) 2006-09-27
US20060215276A1 (en) 2006-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7894135B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus including the lens
JP5083219B2 (ja) 変倍光学系、撮像装置及びデジタル機器
KR101617794B1 (ko) 초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈
US7961405B2 (en) Zoom lens and optical apparatus including the same
US7688520B2 (en) Zoom lens system and camera including the same
KR100800811B1 (ko) 줌 렌즈 시스템
KR101134539B1 (ko) 줌렌즈 광학계
JPWO2008072466A1 (ja) 変倍光学系、撮像装置及びデジタル機器
WO2012077338A1 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
KR20090068820A (ko) 줌 렌즈 시스템
JP2011059494A (ja) ズームレンズおよび撮像装置
US20050259332A1 (en) Zoom optical system and imaging apparatus using the same
JP5042643B2 (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP4444625B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
EP1046940B1 (en) Zoom lens and video camera using the same
KR100689370B1 (ko) 줌 렌즈
KR20060113256A (ko) 소형 줌렌즈
KR100509374B1 (ko) 줌 렌즈
JP7164359B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2005301031A (ja) 合成樹脂製レンズを有するズームレンズ
JP4371757B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
KR100467954B1 (ko) 소형 줌 렌즈
KR100363964B1 (ko) 소형 줌 렌즈
KR100389529B1 (ko) 소형 줌 렌즈
KR100373929B1 (ko) 소형 줌 렌즈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130130

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140128

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150129

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160128

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170125

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee