KR101890304B1 - 줌렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치 - Google Patents

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Abstract

줌렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치가 개시된다.
개시된 줌렌즈는, 부의 굴절력을 가지는 전군과, 조리개, 정의 굴절력을 가지는 후군을 포함하고, 상기 전군은 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하고, 상기 제3렌즈군은 적어도 한 매의 정렌즈와 한 매의 부렌즈를 포함하고, 포커싱을 수행하며, 상기 후군은 변배시 각각 이동하고, 정의 굴절력을 가지는 렌즈군을 적어도 2개 이상 포함하고, 그 중 일부분이 손떨림 보정을 수행할 수 있다.

Description

줌렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치{Zoom lens and photographing apparatus}
본 발명의 실시예들은 오토 포커싱이 가능하고, 소형이고, 밝은 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치에 관한 것이다.
디지털 카메라 또는 비디오 카메라 등에 사용되는 렌즈 교환식 카메라에 있어서, 사용자들은 고해상력, 고배율, 대구경 등과 같은 고사양 렌즈에 대한 요구를 가지고 있다. 또한, 카메라에 대한 소비자의 전문성이 지속적으로 높아져 가고 있다. 이런 시장의 수요에 따라 소형이고, FNO가 작은 즉, 밝은 렌즈계의 개발이 필요하다. 하지만, FNO가 작은 밝은 렌즈가 존재하더라도 렌즈계의 구성이 복잡하여 크기 및 무게 등에서 문제점을 안고 있는 등의 한계가 있어 왔다.
또한, 컨트라스트 오토 포커싱과 같은 포커싱 군의 이동이 잦은 AF방식에서는 빠른 AF를 위해 AF렌즈군의 소형화와 저중량화가 필요하다.
선행기술문헌 : 일본특허공개 2007-212847호
본 발명의 실시예들은 광학적으로 우수한 광학 성능과 함께 포커싱 렌즈군을 소형화 및 저중량화한 줌렌즈를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 손떨림 보정이 가능하고, 대구경을 가지는 줌렌즈를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 줌렌즈는, 부의 굴절력을 가지는 전군과, 조리개, 정의 굴절력을 가지는 후군을 포함하고, 상기 전군은 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하고, 상기 제3렌즈군은 적어도 한 매의 정렌즈와 한 매의 부렌즈를 포함하고, 포커싱을 수행하며, 상기 후군은 변배시 각각 이동하고, 정의 굴절력을 가지는 렌즈군을 적어도 2개 이상 포함하고, 그 중 일부분이 손떨림 보정을 수행하며,
다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
1.0 < fW/fT < 3.0
여기서, ms는 망원단에서의 제3렌즈군의 배율을, 　mR　은 망원단에서의 후군의 합성 배율을, fT는 망원단에서의 전체 초점거리를, fW　는 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.
광각단에서 망원단으로 변배시 제1렌즈군과 제3렌즈군이 이동하고, 제2렌즈군은 고정될 수 있다.
광각단에서 망원단으로 변배시 상기 제1렌즈군은 상면을 기준으로 물체측으로 이동할 수 있다.
상기 줌렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.1 < L1/LT < 0.25
여기서, L1은 광각단에서 망원단으로 변배시 제1렌즈군의 이동 거리를, LT는 망원단에서 줌렌즈의 전체 길이를 나타낸다.
상기 손떨림 보정을 수행하는 렌즈군은 적어도 하나의 정렌즈와 한 매의 부렌즈를 포함하는 줌렌즈.
제2렌즈군은 복수의 부렌즈와 적어도 하나의 정렌즈를 포함할 수 있다.
상기 복수의 부렌즈는 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다.
상기 제2렌즈군의 복수의 부렌즈 중 적어도 하나의 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
nd > 1.85
여기서, nd는 굴절률을 나타낸다.
상기 후군은 변배시 각각 이동하는 제4렌즈군, 제5렌즈군, 제6렌즈군을 포함하고, 상기 제5렌즈군이 손떨림 보정을 수행할 수 있다.
상기 후군은 변배시 각각 이동하는 제4렌즈군과 제5렌즈군을 포함하고, 상기 제5렌즈군의 일부 렌즈군이 손떨림 보정을 수행할 수 있다.
상기 후군은 변배시 각각 이동하는 제4렌즈군과 제5렌즈군을 포함하고, 상기 제4렌즈군의 일부군이 손떨림 보정을 수행할 수 있다.
상기 제3렌즈군은 정렌즈와 부렌즈를 포함하는 접합렌즈로 구성될 수 있다.
상기 줌렌즈는 2.8 내지 4의 범위의 F 넘버를 가지고, 변배시 F 넘버가 변하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치는, 줌렌즈 및 상기 줌렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자를 포함하고, 상기 줌렌즈는,
부의 굴절력을 가지는 전군과, 조리개, 정의 굴절력을 가지는 후군을 포함하고, 상기 전군은 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하고, 상기 제3렌즈군은 적어도 한 매의 정렌즈와 한 매의 부렌즈를 포함하고, 포커싱을 수행하며, 상기 후군은 변배시 각각 이동하고, 정의 굴절력을 가지는 렌즈군을 적어도 2개 이상 포함하고, 그 중 일부분이 손떨림 보정을 수행하며,
다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Figure 112011087075531-pat00001
1.0 < fW/fT < 3.0
여기서, ms는 망원단에서의 제3렌즈군의 배율을, 　mR　은 망원단에서의 후군의 합성 배율을, fT는 망원단에서의 전체 초점거리를, fW　는 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈를 광각단, 중간단, 망원단별로 나타낸 것이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 줌렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예 들로부터 다양한 변형이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈(111)는 도 1을 참조하면, 물체측(O)으로부터 순서대로 전군(front lens group)(Gf), 조리개(ST) 및 후군(rear lens group)(Gr)을 포함한다.
전군(Gf)은 정의 굴절력을 가지는 제 1렌즈군(G1),　부의 굴절력을 가지는 제 2렌즈군(G2), 부의 굴절력을 가지는 제 3렌즈군(G3)을 포함할 수 있다.
　제1렌즈군(G1)은 예를 들어, 부렌즈, 정렌즈, 정렌즈의 3매의 렌즈를 포함할 수 있다. 여기서, 부렌즈와 정렌즈를 접합렌즈로 형성할 수 있다. 제2렌즈군(G2)은 복수의 부렌즈와 적어도 하나의 정렌즈를 포함 할 수 있다. 그리고, 상기 복수이 부렌즈는 비구면을 1매 이상 포함할 수 있다. 또한, 제2렌즈군의 렌즈 중 일부에 고굴절 소재를 사용함으로써 코마수차 및 비점수차를 효과적으로 억제할 수 있다. 　
상기 제3렌즈군(G3)은 물체 위치 변화에 따른 상면 변화를 보정하기 위한 포커싱을 수행할 수 있다. 포커싱을 신속하게 수행할 수 있도록 포커싱 렌즈군은 렌즈 매수가 적고, 소형인 것이 좋다. 상기 제3렌즈군(G3)은 예를 들어, 적어도 한 매의 정렌즈와, 한 매의 부렌즈를 포함할 수 있다. 도 1에서는 제3렌즈군(G3)이 한 매의 정렌즈와 한 매의 부렌즈를 포함하는 예를 도시하고 있다. 또한, 상기 한 매의 정렌즈와 한 매의 부렌즈가 접합 렌즈로 형성될 수 있다. 이와 같이 포커싱 렌즈군을 소형화함으로써 오토 포커싱을 신속하게 수행할 수 있으며, 색수차를 억제하여 물체거리에 따른 성능의 열화를 감소시킬 수 있다.
광각단에서 망원단으로 변배시 제1렌즈군(G1)과 제3렌즈군(G3)이 이동하고, 제2렌즈군(G2)이 고정될 수 있다. 예를 들어, 광각단에서 망원단으로 변배시 제1렌즈군(G1)은 상면을 기준으로 물체측(O)으로 이동할 수 있다.
변배시에 모든 렌즈군 간의 간격이 변화할 때, 이를 기구적으로 구현하기 위해서는 각각의 이동을 위한 구동 수단을 구비해야 한다. 이러한 구동 수단들은 복잡한 기구물이 포함되기 때문에 비용이 증가하고, 광학 민감도로 인해 제조시에 설계 성능을 확보하는 것이 어렵게 될 수 있다. 저비용이고 안정적인 광학계를 구현하기 위하여, 변배시 일부 렌즈군을 고정할 수 있다. 이를 위하여, 변배시 제2렌즈군(G2)을 상면에 대하여 고정할 수 있다. 그럼으로써, 변배시 제1렌즈군의 이동량을 작게 할 수 있고, 망원단에서의 전체 줌렌즈의 길이를 줄일 수 있다.
한편, 후군(Gr)은 변배시 각각 이동하고, 정의 굴절력을 가지는 적어도 2개 이상의 렌즈군을 포함할 수 있다. 예를 들어, 후군(Gr)은 제4렌즈군(G4), 제5렌즈군(G5), 및 제6렌즈군(G6)을 포함할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 후군(Gr)이 제4렌즈군과 제5렌즈군을 포함할 수 있다.
또한, 후군(Gr)은 손떨림 보정을 수행하는 렌즈군을 포함할 수 있다. 손떨림 보정 기능은 해당 렌즈군이 광축에 대해 수직으로 이동하며 실시된다. 여기서, 손떨림 보정군의 이동시의 수차 변화를 억제하기 위하여, 손떨림 보정군을 정의 굴절력의 렌즈와 부의 굴절력의 렌즈로 이루어진 접합렌즈로 구성할 수 있다. 손떨림 보정을 통해, 어두운 환경에서도 양호한 화상을 얻을 수 있다. 예를 들어, 도 1에서는 제5렌즈군(G5)이 손떨림 보정을 수행할 수 있다. 또는, 도 3에 도시된 바와 같이 제5렌즈군(G5)이 제1서브 렌즈군(G5-1)과 제2서브 렌즈군(G5-2)을 포함하고, 상기 제1서브 렌즈군(G5-1)이 손떨림 보정을 수행할 수 있다. 또는, 도 5에 도시된 바와 같이 제4렌즈군(G4)이 제1서브 렌즈군(G4-1)과 제2서브 렌즈군(G4-2)을 포함하고, 상기 제2서브 렌즈군(G4-2)이 손떨림 보정을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는 렌즈 교환식 카메라에 사용될 수 있으며, 대구경의 표준 줌렌즈에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈는, 예를 들어, Fno가 2.8~4 정도이고, 변배시 밝기가 변하지 않으며, 3-4배 범위의 줌배율을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다. 　
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 줌렌즈; 및
상기 줌렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자;를 포함하는 촬영 장치.
Figure 112011087075531-pat00002
<식 1>
여기서, ms는 망원단에서의 제3렌즈군의 배율을, 　mR　은 망원단에서의 후군의 합성 배율을 나타낸다. 그리고, 줌 렌즈는 다음과 같은 줌 배율을 가질 수 있다.
1.0 < f1/fT < 3.0 <식 2>
여기서, f1는 제1렌즈군의 초점거리를, fW　는 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.
식1은 포커싱 렌즈군의 상면 보정 배율을 나타낸 것이다. 물체거리의 변화에 따른 상면보정을 위한 포커싱 렌즈군의 이동량은 렌즈군의 소형화와 관련된 물리량으로, 소형화를 달성하기 위해서는 이동량이 작아야 한다. 하지만 이동량을 너무 작게 하면 포커싱 렌즈군의 이동 단위의 정확성을 확보하는 것이 어려워진다. (1-ms2)mR2이 식 1의 상한치를 초과하면 포커싱의 정확성을 확보하는 것이 어려워지며, 하한치를 하회하게 되면 물체거리 변화에 따른 포커싱 렌즈군의 이동량이 커지고, 포커싱 렌즈군이 커져 컴팩트한 렌즈계를 구성하기 어려워진다.
식 2는 망원단에서 초점거리에 대한 제1렌즈군의 초점거리 비를 나타낸 것으로, 식2를 만족함으로써 포커싱 렌즈군의 이동 단위의 정확성을 확보할 수 있다. 　
또한, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.
0.1 < L1/LT < 0.25 <식 3>
여기서, L1은 광각단에서 망원단으로 변배시 제1렌즈군의 이동 거리를, LT는 망원단에서 줌렌즈의 전체 길이를 나타낸다. 변배시 제1렌즈군의 이동은 변배시 발생하는 상면 이동을 보정하는 역할을 한다. 하지만, 제1렌즈군의 이동량이 커지면 소형의 광학계 구성이 어렵게 된다. L1/LT이 상한치를 초과하게 되면 제1렌즈군의 크기가 커질 수 있으며, 하한치를 초과하면 변배시 상면 보정의 역할을 할 수 없어 충분한 광학 성능을 확보하기 어렵다.
한편, 상기 제2렌즈군(G2)의 복수의 부렌즈 중 적어도 하나의 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다.
nd > 1.85 <식 4>
여기서, nd는 굴절률을 나타낸다. 제2렌즈군(G2)의 복수의 부렌즈 중 적어도 하나의 렌즈가 식 4를 만족하는 고굴절 소재로 형성됨으로써 코마수차 및 비점수차를 감소시킬 수 있다. 　
본 발명의 실시예에 나오는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈의 비구면 형상은 광축 방향을 x축으로 하고, 광축 방향에 대해 수직한 방향을 y축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정으로 하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리를, K는 코닉 상수(conic constant)를, A, B, C, D는 비구면 계수를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경의 역수(1/R)를 각각 나타낸다.
Figure 112011087075531-pat00003
<식 5>
본 발명에서는 구체적으로 다음과 같이 다양한 설계에 따른 실시예를 통해 줌 렌즈의 소형화와 광각화를 구현할 수 있다.
이하, f는 줌 렌즈의 초점거리를, Fno는 F 넘버를, 2ω는 화각을, R은 곡률 반경을, Dn은 렌즈의 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, Nd는 굴절률을, Vd는 아베수를 각각 나타낸다. 또한, ST는 조리개를 나타내며, D1, D2, D3,D4,D5는 가변 거리를 나타내며, *는 비구면을 나타낸다. 그리고, 각 실시예를 도시한 도면에서 각 렌즈군을 구성하는 렌즈들에 대해서는 동일한 번호를 부기하여 나타내었다. 각 실시예에서 거리 단위는 mm이다. 미설명 부호 8과 9는 필터 또는 커버글라스를 나타낼 수 있다.
<제1 실시예>
도 1은 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단, 망원단을 각각 도시한 것이며, 다음은 제1 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 도 1에서는 각 렌즈의 렌즈면 부호를 나타내었으나, 다른 실시예의 도면에서는 렌즈면의 부호는 생략하기로 한다.
제1실시예에 따른 줌렌즈는 도 1을 참조하면, 정의 굴절력의 제1렌즈군(G1), 부의 굴절력의 제2렌즈군(G2), 부의 굴절력의 제3렌즈군(G3), 정의 굴절력의 제4렌즈군(G4), 부의 굴절력의 제5렌즈군(G5), 정의 굴절력의 제6렌즈군(G6)을 포함하고, 상기 제3렌즈군(G3)이 포커싱을 담당하고, 상기 제5렌즈군(G5)이 손떨림 방지 기능을 수행할 수 있다.
EFL : 　16.60 ~ 30.00 ~ 48.50mm 　　　Fno : 　2.9 ~ 2.9 ~ 2.9 　　　2w : 85.5 ~ 50.8 ~ 32.3(도)
렌즈면 　　　　　　　곡률반경(R) 　　　　　두께(Dn) 　　　　　　　Nd 　　　　　　Vd
　　　　　S1 　　　　　　　157.218 　　　　　　2.00 　　　　　1.84666 　　　　23.8
　　　　　S2 　　　　　　　　59.575 　　　　　　7.82 　　　　　1.72916 　　　　54.7
　　　　　S3 　　　　　　　313.975 　　　　　　0.20
　　　　　S4 　　　　　　　　51.556 　　　　　　6.09 　　　　　1.78590 　　　　43.9
　　　　　S5 　　　　　　　130.000 　　　　　　D1
　　　　　S6 　　　　　　　　78.410 　　　　　　1.50 　　　　　1.90366 　　　　31.3
　　　　　S7 　　　　　　　　13.724 　　　　　　6.51
　　　　　S8* 　　　　　　-37.229 　　　　　　1.50 　　　　　1.69350 　　　　53.2
　　　　ASP
　　　　K : 　　0.000000
A : 　3.826146e-006 　　B : 　-7.101796e-009 　　C : 　-5.089970e-011 　　D : 　0.000000e+000
　　　　　S9 　　　　　　　　30.901 　　　　　　0.20
　　　　S10 　　　　　　　　24.968 　　　　　　4.81 　　　　　1.72825 　　　　28.3
　　　　S11 　　　　　　　-35.073 　　　　　　D2
　　　　S12 　　　　　　　-32.007 　　　　　　1.20 　　　　　1.65160 　　　　58.4
　　　　S13 　　　　　　　　30.172 　　　　　　2.00 　　　　　1.84666 　　　　23.8
　　　　S14 　　　　　　　　95.077 　　　　　　D3
　　　 ST 　　　　　　　Infinity 　　　　　1.00
　　　　S16 　　　　　　　　75.733 　　　　　　2.66 　　　　　1.80610 　　　　40.7
　　　　S17 　　　　　　　-81.281 　　　　　　0.10
　　　　S18 　　　　　　　　23.110 　　　　　　5.19 　　　　　1.48749 　　　　70.4
　　　　S19 　　　　　　　-31.897 　　　　　　1.20 　　　　　1.80518 　　　　25.5
　　　　S20 　　　　　　　132.595 　　　　　　D4
　　　　S21 　　　　　　　198.968 　　　　　　1.20 　　　　　1.75520 　　　　27.5
　　　　S22 　　　　　　　　21.318 　　　　　　2.50 　　　　　1.92286 　　　　20.9
　　　　S23 　　　　　　　　48.258 　　　　　　D5
　　　　S24 　　　　　　　　36.996 　　　　　　3.23 　　　　　1.72916 　　　　54.7
　　　　S25 　　　　　　　-74.378 　　　　　　0.10
　　　　S26 　　　　　　　　29.034 　　　　　　3.14 　　　　　1.61800 　　　　63.4
　　　　S27 　　　　　　　Infinity 　　　　　1.23
　　　　S28 　　　　　　　-60.228 　　　　　　1.20 　　　　　1.83400 　　　　37.3
　　　　S29 　　　　　　　　18.500 　　　　　　4.76 　　　　　1.49700 　　　　81.6
　　　　S30 　　　　　　　-67.580 　　　　　　2.10
　　　　S31* 　　　　　-500.000 　　　　　　2.10 　　　　　1.80610 　　　　40.7
　　　　　　　　　　　　　　ASP
　　　　　　　　　　　K : -1.000000
　　　　A : 　-2.203537e-005 　　B : 　-8.813996e-009 　　C : 　-1.745758e-010 　　D : 　0.000000e+000
　　　　S32 　　　　　　-267.324 　　　　　　D6
　　　　S33 　　　　　　Infinity 　　　　　　2.80 　　　　　1.51680 　　　　64.2
　　　　S34 　　　　　　　Infinity 　　　　　0.50
　　　IMG
다음은 변배시 가변 거리에 대한 데이터이다.
　 광각단 중간단 망원단
D1 1.20 10.06 28.80
D2 2.98 4.20 5.15
D3 15.17 5.35 2.20
D4 4.50 4.68 2.11
D5 5.76 1.35 1.66
D6 21.13 33.92 38.30
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단, 중간단, 망원단에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다. 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여준다.
<제2 실시예>
도 3은 제2 실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이며, 다음은 제2 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
제2실시예에 따른 줌 렌즈는 정의 굴절력의 제1렌즈군(G1), 부의 굴절력의 제2렌즈군(G2), 부의 굴절력의 제3렌즈군(G3), 정의 굴절력의 제4렌즈군(G4), 정의 굴절력의 제5렌즈군(G5)을 포함하고, 상기 제3렌즈군(G3)이 포커싱을 수행할 수 있다. 제5렌즈군(G5)은 부의 굴절력의 제1서브 렌즈군(G5-1), 정의 굴절력의 제2서브 렌즈군(G5-2)을 포함하고, 제1서브 렌즈군(G5-1)이 손떨림 방지 기능을 수행할 수 있다.
　　EFL : 　16.60 ~ 27.50 ~ 48.50mm 　　　Fno : 　4.0 ~ 4.0 ~ 4.0 　　　2w : 83.7 ~ 54.0 ~ 32.3(도)
렌즈면 　　　　　　　Radius 　　　　　　Thick 　　　　　　　Ind 　　　　　　Abv
　　　　　S1 　　　　　　　293.731 　　　　　　2.00 　　　　　1.84666 　　　　23.8
　　　　　S2 　　　　　　　　74.506 　　　　　　6.42 　　　　　1.72916 　　　　54.7
　　　　　S3 　　　　　　2260.307 　　　　　　0.20
　　　　　S4 　　　　　　　　59.256 　　　　　　4.26 　　　　　1.78590 　　　　43.9
　　　　　S5 　　　　　　　130.000 　　　　　　D1
　　　　　S6* 　　　　　　　51.582 　　　　　　1.50 　　　　　1.89080 　　　　34.2
　　　　　　　　　　　ASP
　K : 　　　　　　0.000000
A : 　1.217890e-006 　　B : 　1.452183e-009 　　C : 　-1.111672e-011 　　D : 　1.090845e-014
　　　　　S7 　　　　　　　　15.752 　　　　　　8.89
　　　　　S8 　　　　　　　-53.547 　　　　　　1.20 　　　　　1.74353 　　　　52.7
　　　　　S9 　　　　　　　　38.733 　　　　　　0.20
　　　　S10 　　　　　　　　29.047 　　　　　　5.27 　　　　　1.74432 　　　　26.4
　　　　S11 　　　　　　　-66.684 　　　　　D2
　　　　S12 　　　　　　　-28.019 　　　　　　1.20 　　　　　1.65160 　　　　58.4
　　　　S13 　　　　　　　　22.919 　　　　　　2.00 　　　　　1.84666 　　　　23.8
　　　　S14 　　　　　　　　62.902 　　　　　D3
　　　ST 　　　　　　Infinity 　　　　　1.00
　　　　S16 　　　　　　　250.936 　　　　　　2.30 　　　　　1.80610 　　　　40.7
　　　　S17 　　　　　　　-48.975 　　　　　　0.10
　　　　S18 　　　　　　　　24.758 　　　　　　4.10 　　　　　1.48749 　　　　70.4
　　　　S19 　　　　　　　-31.897 　　　　　　1.20 　　　　　1.80518 　　　　25.5
　　　　S20 　　　　　　　285.259 　　　　　D4
　　　　S21 　　　　　　　　56.813 　　　　　　1.20 　　　　　1.75545 　　　　26.5
　　　　S22 　　　　　　　　21.313 　　　　　　2.50 　　　　　1.92236 　　　　20.9
　　　　S23 　　　　　　　　33.366 　　　　　　1.53
　　　　S24 　　　　　　　　27.702 　　　　　　3.27 　　　　　1.72916 　　　　54.7
　　　　S25 　　　　　　-124.563 　　　　　　0.10
　　　　S26 　　　　　　　　28.729 　　　　　　2.79 　　　　　1.61800 　　　　63.4
　　　　S27 　　　　　　　105.757 　　　　　　1.14
　　　　S28 　　　　　　-159.888 　　　　　　1.20 　　　　　1.83400 　　　　37.3
　　　　S29 　　　　　　　　18.500 　　　　　　5.85 　　　　　1.49700 　　　　81.6
　　　　S30 　　　　　　-133.060 　　　　　　2.90
　　　　S31* 　　　　　-500.000 　　　　　　2.10 　　　　　1.80610 　　　　40.7
　　　　　　　　　　　ASP
　　　　　　　　　　　K : 　　　　　-1.000000
A : 　-2.948866e-005 　　B : 　-4.893759e-008 　　C : 　-1.825220e-010 　　D :　0.000000e+000
　　　　S32 　　　　　　　655.491 　　　　　　D5
　　　　S33 　　　　　　Infinity 　　　　　　2.80 　　　　　1.51680 　　　　64.2
　　　　S34 　　　　　　Infinity 　　　　　0.50
　　　IMG
　
다음은 제2 실시예에 따른 줌 렌즈의 변배시 가변 거리에 대한 데이터이다.
　가변거리 광각단 중간단 망원단
D1 1.20 16.20 23.20
D2 10.41 12.91 4.00
D3 12.37 5.72 2.20
D4 10.65 4.47 1.47
D5 20.72 31.01 46.37
　　
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단과 망원단에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.
<제3 실시예>
도 5는 제3 실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이며 다음은 제3 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
제3 실시예에 따른 줌 렌즈는 정의 굴절력의 제1렌즈군(G1), 부의 굴절력의 제2렌즈군(G2), 부의 굴절력의 제3렌즈군(G3), 정의 굴절력의 제4렌즈군(G4), 정의 굴절력의 제5렌즈군(G5)을 포함하고, 상기 제3렌즈군(G3)이 포커싱을 수행할 수 있다. 상기 제4렌즈군(G4)은 정의 굴절력의 제1서브 렌즈군(G4-1), 부의 굴절력의 제2서브 렌즈군(G4-2)을 포함하고, 상기 제2서브 렌즈군(G4-2)이 손떨림 방지 기능을 수행할 수 있다.
EFL : 　16.40 ~ 36.00 ~ 67.00mm 　　　Fno : 　4.0 ~ 4.0 ~ 4.0 　　　2w : 84.4 ~ 42.9 ~ 23.7(도)　　　
렌즈면 　　곡률 반경(R) 　　　　　두께(Dn) 　　　　　　　Nd 　　　　　　Vd
　　　　S1 　　　　　　　155.000 　　　　　　2.00 　　　　　1.84666 　　　　23.8
　　　　S2 　　　　　　　　55.269 　　　　　　9.91 　　　　　1.72916 　　　　54.7
　　　　S3 　　　　　　　379.786 　　　　　　0.20
　　　　S4 　　　　　　　　48.925 　　　　　　6.41 　　　　　1.78590 　　　　43.9
　　　　S5 　　　　　　　130.000 　　　　　　D1
　　　　S6 　　　　　　　　60.532 　　　　　　1.50 　　　　　1.85596 　　　　39.4
　　　　S7 　　　　　　　　14.497 　　　　　　7.71
　　　　S8* 　　　　　-215.972 　　　　　　1.20 　　　　　1.70687 　　　　56.0
　　ASP
　　K : 　　　　　　0.000000
　　A : 　-5.310000e-006 　　B : 　1.260000e-008 　　C : 　-2.210000e-010 　　D : 　4.720000e-013　
　　　　S9 　　　　　　　　30.615 　　　　　　0.20
　　　　S10 　　　　　　　　21.082 　　　　　　3.10 　　　　　1.92286 　　　　20.9
　　　　S11 　　　　　　　　41.024 　　　　　　D2
　　　　S12 　　　　　　　-56.387 　　　　　　1.20 　　　　　1.65160 　　　　58.4
　　　　S13 　　　　　　　　25.848 　　　　　　2.00 　　　　　1.84666 　　　　23.8
　　　　S14 　　　　　　　　95.527 　　　　　　D3
　　　ST 　　　　　　　Infinity 　　　　　1.00
　　　S16 　　　　　　　　49.507 　　　　　　2.15 　　　　　1.80610 　　　　40.7
　　　S17 　　　　　　-1520.802 　　　　　　0.10
　　　S18 　　　　　　　　21.598 　　　　　　4.12 　　　　　1.48749 　　　　70.4
　　　S19 　　　　　　　-31.897 　　　　　　1.20 　　　　　1.80518 　　　　25.5
　　　S20 　　　　　　-5043.006 　　　　　　1.54
　　　S21 　　　　　　　　71.740 　　　　　　1.20 　　　　　1.75572 　　　　34.8
　　　S22 　　　　　　　　23.885 　　　　　　2.50 　 　　1.89079 　　　　34.2
　　　S23 　　　　　　　　38.585 　　　　　　D4
　　　S24 　　　　　　　　42.911 　　　　　　2.08 　　　　　1.72916 　　　　54.7
　　　S25 　　　　　　-1114.675 　　　　　　0.42
　　　S26 　　　　　　　　28.800 　　　　　　2.69 　　　　　1.61800 　　　　63.4
　　　S27 　　　　　　　285.484 　　　　　　0.71
　　　S28 　　　　　　-420.880 　　　　　　1.20 　　　　　1.83400 　　　　37.3
　　　S29 　　　　　　　　25.507 　　　　　　3.11 　　　　　1.49700 　　　　81.6
　　　S30 　　　　　　-200.549 　　　　　　1.28
　　　S31* 　　　　　-500.000 　　　　　　2.10 　　　　　1.80610 　　　　40.7
　　ASP
　　K : 　　　　　-1.000000
A : 　-3.232665e-005 　　B : 　-5.424511e-008 　　C : 　-6.197597e-011 　　D : 　0.000000e+000
　　　S32 　　　　　　　604.502 　　　　　　D5
　　　S33 　　　　　　Infinity 　　　　　　2.80 　　　　　1.51680 　　　　64.2
　　　S34 　　　　　　　Infinity 　　　　　0.49
　　　IMG
다음은 제3 실시예에 따른 줌 렌즈의 가변 거리에 대한 데이터이다.
　가변거리 광각단 중간단 망원단
D1 1.20 14.84 26.94
D2 6.00 10.15 5.0
D3 20.54 4.42 2.20
D4 8.39 3.24 2.13
D5 22.07 39.15 47.57
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈의 광각단과 망원단에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다.
다음은, 상기 제1 내지 제3 실시예가 각각 상기 식 1 내지 식 4의 조건을 만족시킴을 보여준 것이다.
　 제1실시예 제2실시예 제3실시예
식1 2.4 4.8 2.2
식2 1.97 2.47 1.28
식3 0.19 0.15 0.17
식4 1.904 1.891 1.922
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 소형화이고, 신속한 오토 포커싱이 가능한 밝은 렌즈를 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 CCD나 CMOS 등의 고체촬상소자를 사용하는 디지털 카메라, 교환 렌즈 카메라, 비디오 카메라, 휴대용 단말기 등의 촬영 장치에 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈(111)를 구비한 촬영 장치(100)를 도시한 것이다. 촬영 장치는 앞서 실시예에 따라 설명한 줌 렌즈(111)와, 상기 줌 렌즈(111)에 의해 집속된 광을 전기적 영상 신호로 변환하는 이미징 소자(112)를 포함한다. 상기 촬영 장치(100)는 상기 이미징 소자(112)로부터 광전 변환된 피사체 상에 대응되는 정보가 기록되는 기록 수단(113)과, 피사체 상을 관찰하기 위한 뷰 파인더(finder)(114)를 포함할 수 있다. 그리고, 피사체 상이 표시되는 표시부(115)가 구비될 수 있다. 여기서는, 뷰 파인더(114)와 표시부(115)가 따로 구비된 예를 보여주었으나 뷰 파인더가 따로 없이 표시부만 구비될 수 있다. 도 7에 도시된 촬영 장치는 일 예일 뿐이며 여기에 한정되는 것은 아니고 카메라 이외에 다양한 광학 기기에 적용 가능하다. 이와 같이 본 발명의 줌렌즈를 디지털 카메라 등의 촬영 장치에 적용함으로써 소형이면서 고성능의 광학 기기를 제공할 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
G1...제1 렌즈군, G2...제2 렌즈군,
G3...제3 렌즈군, G4...제4 렌즈군
G5...제5 렌즈군, G6...제6 렌즈군
D1,D2,D3,D4,D5...가변 거리

Claims (14)

  1. 부의 굴절력을 가지는 전군과, 조리개, 정의 굴절력을 가지는 후군을 포함하고,
    상기 전군은 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하고,
    상기 제3렌즈군은 적어도 한 매의 정렌즈와 한 매의 부렌즈를 포함하고, 포커싱을 수행하며,
    상기 후군은 변배시 각각 이동하고, 정의 굴절력을 가지는 렌즈군을 적어도 2개 이상 포함하고, 그 중 일부분이 광축에 대해 수직으로 이동하여 손떨림 보정을 수행하며,
    다음 식을 만족하는 줌 렌즈.
    <식>
    Figure 112017091873369-pat00004

    1.0 < f1/fT < 3.0
    여기서, ms는 망원단에서의 제3렌즈군의 배율을, 　mR　은 망원단에서의 후군의 합성 배율을, fT는 망원단에서의 전체 초점거리를, f1은 제1렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    광각단에서 망원단으로 변배시 제1렌즈군과 제3렌즈군이 이동하고, 제2렌즈군은 고정된 줌렌즈.
  3. 제2항에 있어서,
    광각단에서 망원단으로 변배시 상기 제1렌즈군은 상면을 기준으로 물체측으로 이동하는 줌렌즈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 줌렌즈는 다음 식을 만족하는 줌렌즈.
    <식>
    0.1 < L1/LT < 0.25
    여기서, L1은 광각단에서 망원단으로 변배시 제1렌즈군의 이동 거리를, LT는 망원단에서 줌렌즈의 전체 길이를 나타낸다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 손떨림 보정을 수행하는 렌즈군은 적어도 하나의 정렌즈와 한 매의 부렌즈를 포함하는 줌렌즈.
  6. 제1항에 있어서,
    제2렌즈군은 복수의 부렌즈와 적어도 하나의 정렌즈를 포함하는 줌렌즈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 부렌즈는 적어도 하나의 비구면을 포함하는 줌렌즈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2렌즈군의 복수의 부렌즈 중 적어도 하나의 렌즈가 다음 식을 만족하는 줌렌즈.
    <식>
    nd > 1.85
    여기서, nd는 굴절률을 나타낸다.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후군은 변배시 각각 이동하는 제4렌즈군, 제5렌즈군, 제6렌즈군을 포함하고, 상기 제5렌즈군이 손떨림 보정을 수행하는 줌렌즈.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후군은 변배시 각각 이동하는 제4렌즈군과 제5렌즈군을 포함하고, 상기 제5렌즈군의 일부 렌즈군이 손떨림 보정을 수행하는 줌렌즈.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상기 후군은 변배시 각각 이동하는 제4렌즈군과 제5렌즈군을 포함하고, 상기 제4렌즈군의 일부군이 손떨림 보정을 수행하는 줌렌즈.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군은 정렌즈와 부렌즈를 포함하는 접합렌즈로 구성된 줌렌즈.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 줌렌즈는 2.8 내지 4의 범위의 F 넘버를 가지고, 변배시 F 넘버가 변하지 않는 줌렌즈.
  14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 줌렌즈; 및
    상기 줌렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자;를 포함하는 촬영 장치.
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