KR20110040245A

KR20110040245A - 줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬상 장치

Info

Publication number: KR20110040245A
Application number: KR1020090097437A
Authority: KR
Inventors: 서정파
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2011-04-20
Also published as: US20110085249A1; US8896942B2; CN102043237B; CN102043237A

Abstract

줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬상 장치가 개시된다.

개시된 줌 렌즈계는, 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가진 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가진 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제4렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제5렌즈군을 포함하고, 광각단에서 망원단으로 주밍시 상기 제1렌즈군, 제3렌즈군, 제5렌즈군이 고정되고, 제2렌즈군 및 제4렌즈군이 이동한다.

Description

줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬상 장치{Zoom lens system and image pickup apparatus}

본 발명은 소형이고 높은 줌배율을 갖는 줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬상 장치에 관한 것이다.

스틸 카메라나 비디오 카메라에 채용된 줌 렌즈는 우수한 광학 성능, 고변배비를 가지면서도 소형화가 요구되고 있다. 더욱이, 최근 휴대 정보 단말기(PDA)나 모바일 기기 등의 전자기기의 보급이 증가되면서, 이러한 전자기기에 디지털 카메라나 디지털 비디오 유닛이 내장되는 경우가 많아지고, 이에 따라 카메라의 소형화에 대한 요구가 더욱 증대되고 있다.

디지털 카메라 사용자는 필름 카메라와는 달리 사진을 찍을 일이 있을 때만 소지하고 다니기보다 평소에 항상 소지하고 다니는 경향이 있다. 그러므로, 디지털 카메라의 경우에는 더욱 더 소형화, 박형화, 경량화에 대한 요구가 증대된다. 이러한 소형화, 박형화에 대한 시도는 촬영 시에 렌즈가 카메라 밖으로 돌출하고 비사용시는 카메라 몸체 내로 렌즈가 수납되는 소위 침통식이라 불리는 방식과 프리즘 등의 반사부재를 사용하여 렌즈 계의 두께를 줄이는 굴곡식의 방식으로 가능하였 다. 프리즘을 포함하는 광학계의 경우 프리즘을 사용하여 광로를 광학계 중간에서 90°굽힘으로써 광학계의 두께를 줄일 수 있다.

프리즘이나 반사 미러 등의 반사부재를 사용하여 렌즈계의 두께를 줄이는 굴곡식의 방식으로 소형화를 도모하는 경우에 렌즈계 전장의 감소와 각 구성요소의 민감도의 억제 등의 다양한 방법이 제안되고 있다.

본 발명은 소형이고 높은 줌배율을 가지는 줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬상 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 줌 렌즈계는 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가진 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가진 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제4렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제5렌즈군을 포함하고,

상기 제1렌즈군은 부의 굴절력을 가진 한 매 이상의 렌즈와, 광경로를 변경하는 반사 부재와, 정의 굴절력을 가진 한 매 이상의 렌즈를 포함하며,

광각단에서 망원단으로 주밍시 상기 제1렌즈군, 제3렌즈군, 제5렌즈군이 고정되고, 제2렌즈군 및 제4렌즈군이 이동하며, 하기의 식을 만족한다.

<식>

Nd > 1.94

여기서, Nd는 제1렌즈군에 있는 부의 굴절력을 가진 한 매 이상의 렌즈의 굴절율을 나타낸다.

상기 줌 렌즈계가 하기의 식을 만족할 수 있다.

<식>

6.5≤Lt/L2≤7.5

여기서, Lt는 망원단에서 줌 렌즈계 전체 길이를, L2는 광각단에서 망원단으로의 주밍시 제2렌즈군의 이동량을 나타낸다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 줌 렌즈계가, 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가진 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가진 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제4렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제5렌즈군을 포함하고,

상기 제1렌즈군은 부의 굴절력을 가진 렌즈와, 광경로를 변경하는 반사 부재와, 정의 굴절력을 가진 렌즈를 포함하며,

광각단에서 망원단으로 주밍시 상기 제2렌즈군 및 제4렌즈군이 이동하며, 하기의 식을 만족한다.

<식>

6.5≤Lt/L2≤7.5

상기 줌 렌즈계가 광각단에서 망원단으로 주밍시, 상기 제1렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 좁아지고, 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격이 좁아질 수 있다.

상기 제2렌즈군이 적어도 한 매 이상의 양오목 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 제3렌즈군이 적어도 한 매의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 제4렌즈군이 물체거리 변화에 따른 포커싱을 수행할 수 있다.

상기 제5렌즈군이 상측에 대해 볼록한 메니스커스 형상을 가지는 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 줌 렌즈계가 다음 식을 만족할 수 있다.

<식>

3.0 ≤F1/(Ft/Fw)≤ 3.9

여기서, F1은 제1렌즈군의 초점거리를, Fw은 줌 렌즈계의 광각단의 초점거리를, Ft는 줌 렌즈계의 망원단의 초점거리를 나타낸다.

상기 제3렌즈군의 가장 상측에 위치하는 렌즈의 상측면에 조리개가 구비될 수 있다.

상기 줌 렌즈계의 후초점 거리가 광각단의 초점거리보다 짧을 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 촬상 장치는,

줌 렌즈계; 및

상기 줌 렌즈계에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자;를 포함하고,

상기 줌 렌즈계가.

물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가진 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가진 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제4렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제5렌즈군을 포함하고,

<식>

Nd > 1.94

이하, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 5렌즈군으로 구성될 수 있다. 물체측으로부터 상측의 순서대로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제5 렌즈군을 포함한다.

상기 제1렌즈군은 적어도 하나의 부의 굴절력을 가지는 렌즈를 포함하고, 상기 부의 굴절력을 가지는 렌즈로 고굴절 렌즈를 구비하여 고배율을 가지도록 할 수 있다. 그리고, 광각단에서 망원단으로 주밍시 상측에서 가장 가까운 렌즈군을 고정하여 렌즈 구동부의 부피를 줄임으로써 줌 렌즈계를 소형화한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈계를 도시한 것으로, 광축을 따라 물체측(O)으로부터 상측(image side)(I)으로 순차적으로 정의 굴절력을 가진 제1렌즈군(G1), 부의 굴절력을 가진 제2렌즈군(G2), 정의 굴절력을 가진 제3렌즈 군(G3), 정의 굴절력을 가진 제4렌즈군(G4), 정의 굴절력을 가진 제5렌즈군(G5)을 포함한다.

상기 제1렌즈군(G1)은 적어도 한 매 이상의 부의 굴절력을 가지는 렌즈와, 광경로를 변경하는 반사 부재(m)와, 적어도 한 매 이상의 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 제1렌즈군(G1)은 제1렌즈(1), 반사 부재(m), 제2렌즈(2)를 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈(1)는 부의 굴절력을 가지고, 상기 제2렌즈(2)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제1렌즈군(G1)은 다음을 만족할 수 있다.

Nd > 1.94

여기서, Nd는 제1렌즈군에 있는 부의 굴절력을 가진 한 매 이상의 렌즈의 굴절율을 나타낸다. 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈(1)를 수학식 1에서와 같이 고굴절 렌즈로 구비함으로써 높은 줌 배율을 구현할 수 있다.

상기 반사 부재(2)는 광경로를 접어 렌즈계의 배치 공간을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다. 상기 반사 부재(2)는 예를 들어 프리즘, 미러 등을 포함할 수 있다.

상기 제2렌즈군(G2)은 예를 들어, 제3렌즈(3), 제4렌즈(4) 및 제5렌즈(5)를 포함할 수 있다. 상기 제4렌즈(4)와 제5렌즈(5)는 접합렌즈로 구성될 수 있다. 상기 제2렌즈군(G2)은 적어도 하나의 양오목 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제3렌즈(3)로 양오목 비구 렌즈를 구비함으로써, 왜곡 수차 및 비점 수차를 감소시킬 수 있다. 제3렌즈군(G3)은 제6렌즈(6), 제7렌즈(7) 및 제8렌즈(8)를 포함할 수 있다. 상기 제7렌즈(7)와 제8렌즈(8)는 접합렌즈로 구성될 수 있다. 상기 제3렌즈군(G3)은 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 제3렌즈군(G3)의 상측에 구비될 수 있으며, 예를 들어, 제3렌즈군(G3)의 가장 상측에 위치한 렌즈면에 구비될 수 있다.

제4렌즈군(G4)은 예를 들어 제9렌즈(9), 제10렌즈(10) 및 제11렌즈(11)를 포함할 수 있으며, 제10렌즈 및 제11렌즈(11)가 접합렌즈로 구성될 수 있다. 제5렌즈군(G5)은 제12렌즈(12)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제12렌즈(12)는 상측에 대해 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제5렌즈군(G5)은 정의 굴절력을 가지는 한 매의 렌즈로만 구성될 수 있다. 상기 제5렌즈군(G5)의 상측(I)에 제1 및 제2필터(13)(14)를 구비할 수 있다. 한편, 상기 줌 렌즈계의 후초점 거리가 광각단의 초점거리보다 짧아 소형화를 달성한다.

광각단에서 망원단으로 주밍시 상기 제2렌즈군(G2)과 제4렌즈군(G4)이 이동되고, 제1렌즈군(G1), 제3렌즈군(G3) 및 제5렌즈군(G5)이 고정된다. 상기 제2렌즈군(G2)은 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 이동하고, 상기 제4렌즈군(G4)은 상측(I)에서 물체측(O)으로 이동할 수 있다. 주밍시 상기 제2렌즈군(G2)과 제3렌즈군(G3) 사이의 간격은 감소하고, 제3렌즈군(G3)과 제4렌즈군(G4) 사이의 간격은 감소한다. 본 발명에서는 주밍시 상측(I)에서 가장 가까운 렌즈군을 고정하여 구동원을 줄임으로써 소형화 및 저비용을 달성한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 아래 식을 만족한다.

6.5 ≤Lt/L2≤ 7.5

여기서, Lt는 망원단에서 줌 렌즈계 전체 길이를, L2는 광각단에서 망원단으로의 주밍시 제2렌즈군의 이동량을 나타낸다. Lt/L2가 하한치 이하이면 3배 이상의 고배율 실현에 어려움이 있고, 상한치를 초과하면 소형화에 불리하고 구동원의 기구적인 구성에 어려움이 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 다음 식을 만족할 수 있다.

3.0 ≤F1/(Ft/Fw)≤ 3.9

여기서, F1은 제1렌즈군의 초점거리를, Fw은 줌 렌즈계의 광각단의 초점거리를, Ft는 줌 렌즈계의 망원단의 초점거리를 나타낸다. 수학식 3은 줌배율(Ft/Fw )과 제1렌즈군의 초점거리의 비를 나타낸 것으로, 수학식 3의 범위를 벗아나면 3배 이상의 배율을 유지하기 힘들거나 줌 렌즈계의 사이즈가 커져서 소형화에 불리하다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단, 중간단, 망원단에서의 구면수차, 상면만곡, 왜곡수차를 나타낸 것이다. 상면만곡으로는 자오 상면 만곡(T: tangential field curves)과 구결 상면 만곡(S: sagittal field curves)을 보여준다. 왜곡수차도에서 종축은 상높이(IH)를 나타낸다. 도 3a 내지 도 3c는 광각단, 중간단, 망원단에서의 횡방향 수차를 보인 것이다.

도 4는 제2실시예에 따른 줌 렌즈계(100)를 도시한 것으로, 도 1에 도시된 줌 렌즈계와 렌즈 매수의 구성이 같다. 도 1과 동일한 참조 번호를 사용하는 요소는 실질적으로 동일한 기능과 작용을 하는 것이므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

도 6은 제3실시예에 따른 줌 렌즈계(100)를 도시한 것으로, 제1렌즈군(G1)이 두 매의 렌즈(51)(52)와 반사 부재(m)를 포함하고, 제2렌즈군(G2)이 세 매의 렌즈(52)(53)(54)를 포함한다. 상기 렌즈(51)는 수학식 1을 만족하는 굴절률을 가질 수 있으며, 상기 제2렌즈군(G2)은 접합 렌즈를 포함할 수 있다. 제3렌즈군(G3)은 한 매의 렌즈(56)를 포함할 수 있다. 상기 제3렌즈군(G3)의 상측(I)에 조리개(ST)가 구비될 수 있으며, 예를 들어, 상기 렌즈(56)의 상측면에 조리개가 구비될 수 있다. 상기 렌즈(56)은 비구면 렌즈로 구성될 수 있다. 제4렌즈군(G4)은 세 매의 렌즈(57)(58)(59)를 포함하고, 접합 렌즈를 포함할 수 있다. 제5렌즈군(G5)은 한 매의 렌즈(60)를 포함한다. 상기 렌즈(60)의 상측에 제1 및 제2 필터(61)(62)가 구비될 수 있다. 도 6에 도시된 줌 렌즈계는 도 1과 비교할 때 제3렌즈군이 한 매의 렌즈를 포함하는 점에서 구별되며, 나머지 렌즈군의 작용 효과는 실질적으로 동일하다.

도 8은 제4실시예에 따른 줌 렌즈계(100)를 도시한 것으로, 도 1과 비교할 때 제5렌즈군(G5)이 두 매의 렌즈(82)(83)를 포함하는 점에서 구별된다. 제1렌즈군(G1)은 제1렌즈(71), 반사부재(m), 제2렌즈(72)를 포함하고, 제2렌즈군(G2)은 제3렌즈(72), 제4렌즈(73), 제5렌즈(74)를 포함하고, 제3렌즈군(G3)은 제6렌즈(76), 제7렌즈(77) 및 제8렌즈(78)를 포함할 수 있다. 상기 제5렌즈군(G5)의 상측(I)에 제1 및 제2 필터(84)(85)가 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 나오는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계의 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.

이하에서는 제1 내지 제4 실시에에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 설명한다.

이하, f는 전체 렌즈 계의 합성초점거리를, Fno는 F 넘버를, ω는 반화각을, 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, D4는 가변 거리를 나타내며, ASP는 비구면을 나타낸다.

<제1 실시예>

도 1은 제1실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단, 중간단, 망원단을 각각 도시한 것이다.

렌즈면 R Dn Nd Vd

OBJECT INFINITY D0

S1 109.968 0.60 1.944509 18.2440

S2 16.727 1.09

S3 INFINITY 7.60 1.834001 37.3451

S4 INFINITY 0.20

S5 10.794 2.02 1.715376 53.6409

S6 -27.343 D1

S7 -9.003 0.60 1.851348 40.1045

S8 5.411 0.41

S9 9.614 0.45 1.502411 68.8115

S10 5.547 1.21 1.945945 17.9843

S11 14.418 D2

S12 INFINITY 0.30

S13 8.085 1.41 1.843155 40.2115

S14 -29.789 0.10

S15 5.233 1.17 1.545552 63.9776

S16 -32.993 0.40 1.909583 30.8317

S17(ST) 4.806 D3

S18 6.647 2.14 1.611207 60.8045

S19 -18.265 0.12

S20 8.943 2.23 1.495721 69.5055

S21 -6.143 0.58 1.891174 35.9773

S22 6.041 D4

S23 -29.015 1.75 1.538944 46.0098

S24 -7.563 D5

S25 INFINITY 0.30 1.516798 64.1983

S26 INFINITY 0.30

S27 INFINITY 0.50 1.516798 64.1983

S28 INFINITY D6

S29 IMG

다음은 비구면 계수를 나타낸 것이다 .

렌즈면 K A B C D

S5 -1.00000 8.576077e-006 9.786148e-007 1.668350e-008 0.000000e+000

S6 -1.00000 3.972342e-005 1.767054e-006 -1.218841e-008 0.000000e+000

S7 -0.59723 1.372863e-003 -1.340997e-004 1.590211e-005 -6.648233e-007

S8 -0.23739 6.830944e-004 -2.036574e-004 3.301372e-005 -1.631000e-006

S13 -0.05733 -2.379939e-004 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000

S14 -1.00000 -8.239195e-005 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000

S18 0.85024 -6.550695e-004 -1.215594e-006 -1.020260e-006 0.000000e+000

다음은 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.

광각단 중간단 망원단

EFL 6.541 15.364 26.165

ω 31.446 14.593 8.692

Fno 3.810 4.966 5.265

D1 0.900 5.083 7.755

D2 8.355 4.172 1.500

D3 9.044 4.662 3.755

D4 2.682 7.064 7.971

D5 0.210 0.210 0.210

<제2 실시예>

도 4는 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계를 도시한 것이며, 다음은 제2 실시예 의 설계 데이터를 나타낸 것이다.

렌즈면 R Dn Nd Vd

OBJECT INFINITY D0

S1 48.868 0.60 1.946106 18.0007

S2 14.020 1.31

S3 INFINITY 7.60 1.834001 37.3451

S4 INFINITY 0.20

S5 11.099 2.03 1.716023 53.5604

S6 -24.913 D1

S7 -8.651 0.60 1.851348 40.1045

S8 5.382 0.38

S9 8.809 0.45 1.516249 67.4735

S10 5.454 1.20 1.944950 18.0898

S11 13.267 D2

S12 INFINITY 0.30

S13 8.337 1.40 1.840201 40.2507

S14 -27.925 0.10

S15 5.280 1.17 1.543824 51.0616

S16 -28.972 0.40 1.911910 30.6568

S17(ST) 4.872 D3

S18 6.754 2.18 1.611596 60.7837

S19 -16.595 0.17

S20 8.967 2.27 1.495969 69.4792

S21 -6.074 0.81 1.894740 33.4683

S22 5.902 D4

S23 -26.170 1.75 1.592703 35.4456

S24 -7.618 D5

S25 INFINITY 0.30 1.516798 64.1983

S26 INFINITY 0.30

S27 INFINITY 0.50 1.516798 64.1983

다음은 비구면 계수를 나타낸 것이다 .

렌즈면 K A B C D

S5 -1.00000 1.822923e-007 1.098545e-006 1.924242e-008 0.000000e+000

S6 -1.00000 2.684352e-005 2.200812e-006 -1.752627e-008 0.000000e+000

S7 1.62677 1.706582e-003 -1.626158e-004 2.364960e-005 -1.013234e-006

S8 -0.72397 1.000443e-003 -2.750855e-004 5.016811e-005 -2.546709e-006

S13 0.07525 -2.001639e-004 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000

S14 -1.00000 -3.866202e-005 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000

S18 0.85186 -6.087489e-004 -2.659249e-006 -8.949211e-007 0.000000e+000

다음은 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.

광각단 중간단 망원단

EFL 6.408 14.772 28.836

ω 31.973 15.151 7.897

Fno 3.934 5.173 5.521

D1 0.900 4.849 8.142

D2 8.742 4.793 1.500

D3 9.896 5.421 4.448

D4 2.929 7.405 8.377

D5 0.210 0.210 0.210

<제3 실시예>

도 6은 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계를 도시한 것이며, 다음은 제3 실시예 의 설계 데이터를 나타낸 것이다.

렌즈면 R Dn Nd Vd

OBJECT INFINITY D0

S1 12.752 0.60 2.0030 19.300

S2 7.777 3.16

S3 INFINITY 7.60 1.834001 37.3451

S4 INFINITY 0.20

S5 12.937 1.98 1.725760 52.2960

S6 -20.966 D1

S7 -8.674 0.60 1.846125 39.2184

S8 5.347 0.46

S9 10.773 0.45 1.501269 62.8391

S10 6.015 1.19 1.951672 22.6070

S11 17.850 D2

S12 INFINITY 0.30

S13 13.282 1.16 1.806100 40.7306

S14(ST) -78.608 0.00

S15 INFINITY D3

S16 8.121 2.07 1.607250 61.0181

S17 -13.581 0.10

S18 8.236 2.13 1.502105 68.8426

S19 -5.933 1.13 1.904270 27.4101

S20 5.894 D4

S21 10.930 1.75 1.592703 35.4456

S22 16.606 D5

S23 INFINITY 0.30 1.516798 64.1983

S24 INFINITY 0.30

S25 INFINITY 0.50 1.516798 64.1983

S26 INFINITY

다음은 비구면 계수를 나타낸 것이다 .

렌즈면 K A B C D

S5 -1.00000 3.932819e-005 -1.073800e-006 1.932096e-008 0.000000e+000

S6 -1.00000 2.641270e-005 -1.506708e-006 2.996461e-008 0.000000e+000

S7 -19.71026 -1.613118e-003 1.559503e-004 -9.683896e-006 2.480005e-007

S8 1.45545 -4.464937e-004 -2.918871e-004 2.484136e-005 -2.445739e-006

S13 -0.14515 -8.080538e-005 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000

S14 -1.00000 5.693110e-005 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000

S16 2.30365 -6.614458e-004 -3.340318e-006 -1.584758e-006 0.000000e+000

S22 -1.00000 -7.912026e-004 1.069748e-004 -8.748654e-006 2.148328e-007

다음은 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.

광각단 중간단 망원단

EFL 5.853 13.385 22.534

ω 34.349 16.638 10.066

Fno 4.186 5.323 5.754

D1 0.900 4.945 7.451

D2 8.051 4.006 1.500

D3 7.254 2.970 1.614

D4 4.803 9.087 10.443

D5 0.547 0.547 0.547

<제4 실시예>

도 8은 제4 실시예에 따른 줌 렌즈계를 도시한 것이며, 다음은 제4 실시예 의 설계 데이터를 나타낸 것이다.

렌즈면 R Dn Nd Vd

OBJECT INFINITY D0

S1 198.093 0.60 1.949357 18.4103

S2 17.894 1.27

S3 INFINITY 7.60 1.834001 37.3451

S4 INFINITY 0.20

S5 11.779 2.01 1.716440 53.5093

S6 -22.035 D1

S7 -8.859 0.60 1.851348 40.1045

S8 5.310 0.37

S9 8.846 0.45 1.515494 67.5434

S10 5.451 1.20 1.945945 17.9843

S11 13.330 D2

S12 INFINITY 0.30

S13 8.271 1.40 1.840213 40.2506

S14 -28.450 0.10

S15 5.360 1.19 1.543872 63.3868

S16 -27.018 0.40 1.912084 30.6434

S17(ST) 4.938 D3

S18 6.594 2.20 1.611416 60.7933

S19 -20.401 0.20

S20 8.531 2.27 1.495467 66.8438

S21 -6.100 0.75 1.893086 38.5725

S22 6.040 D4

S23 16.482 1.40 1.487489 70.4412

S24 -93.289 0.45 1.998031 24.9798

S25 128.000 D5

S26 INFINITY 0.30 1.516798 64.1983

S27 INFINITY 0.30

S28 INFINITY 0.50 1.516798 64.1983

S29 INFINITY D6

다음은 비구면 계수를 나타낸 것이다.

렌즈면 K A B C D

S5 -1.00000 1.790093e-005 3.642646e-007 1.584075e-008 0.000000e+000

S6 -1.00000 8.376132e-005 1.883439e-007 6.912800e-009 0.000000e+000

S7 2.55364 1.153207e-003 2.519152e-005 1.261243e-007 2.653260e-008

S8 -1.14334 3.703551e-004 3.515593e-005 1.054467e-007 5.200864e-008

S13 -1.96538 2.867511e-004 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000

S14 -1.00000 1.398141e-005 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000

S18 0.90251 -5.743343e-004 -2.009461e-006 -1.184487e-006 0.000000e+000

다음은 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.

광간단 중간단 망원단

EFL 6.401 15.042 28.803

ω 32.002 14.892 7.906

Fno 3.953 5.210 5.595

D1 0.900 4.973 8.136

D2 8.736 4.663 1.500

D3 10.076 5.519 4.460

D4 2.614 7.171 8.230

D5 0.310 0.310 0.310

다음은 제1 내지 제3 실시예가 수학식 1 내지 수학식 3의 조건을 만족시킴을 보인 것이다.

	제1실시예	제2실시예	제3실시예	제4실시예
수학식1	1.944509	1.946106	2.0030	1.949357
수학식2	6.89	6.81	7.35	6.81
수학식 3	3.703336	3.21254	3.572623	3.204005

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 높은 줌 배율을 가지고, 소형화를 구현한다. 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 CCD나 CMOS 등의 고체촬상소자를 사용하는 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라, 휴대 단말기용 카메라 등의 촬상 장치에 적합하게 사용 가능하다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계(100)를 가진 촬상 장치를 도시한 것이다. 촬상 장치는 앞서 실시예에 따라 설명한 줌 렌즈계(100)와 이 줌 렌즈계(100)에 의해 결상된 광을 수광하는 이미징 소자(112)를 포함한다. 상기 촬상 장치는 상기 이미징 소자(112)로부터 광전 변환된 피사체 상에 대응되는 정보가 기록된 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 10에 도시된 촬상 장치는 일 예일 뿐이며 여기에 한정되는 것은 아니고 카메라 이외에 다양한 광학 기기에 적용 가능하다. 이와 같이 본 발명의 줌 렌즈계를 디지털 카메라 등의 촬상 장치에 적용함으로써 소형이면서 높은 줌 배율을 가지고 피사체를 촬영할 수 있는 광학 기기를 실현한다.

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.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈계를 도시한 것이다.

도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈계의 중간단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

3a는 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에 있어서 ray fan을 나타낸 것이다.

3b는 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 중간단에 있어서 ray fan을 나타낸 것이다.

3c는 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에 있어서 ray fan을 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈계를 도시한 것이다.

도 5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈계의 중간단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 5c는 본 발명의 제2실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 수차도를 나 타낸 것이다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈계를 나타낸 것이다.

도 7a는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 7b는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈계의 중간단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 7c는 본 발명의 제3실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈계를 도시한 것이다.

도 9a는 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈계의 광각단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 9b는 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈계의 중간단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 9c는 본 발명의 제4실시예에 따른 줌 렌즈계의 망원단에서의 수차도를 나타낸 것이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치를 나타낸 것이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 설명>

G1...제1렌즈군, G2...제2렌즈군

G3...제3렌즈군, G4...제4렌즈군

G5...제5렌즈군

Claims

물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가진 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가진 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제4렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제5렌즈군을 포함하고,

상기 제1렌즈군은 부의 굴절력을 가진 한 매 이상의 렌즈와, 광경로를 변경하는 반사 부재와, 정의 굴절력을 가진 한 매 이상의 렌즈를 포함하며,

광각단에서 망원단으로 주밍시 상기 제1렌즈군, 제3렌즈군, 제5렌즈군이 고정되고, 제2렌즈군 및 제4렌즈군이 이동하며, 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.

<식>

Nd > 1.94

여기서, Nd는 제1렌즈군에 있는 부의 굴절력을 가진 한 매 이상의 렌즈의 굴절율을 나타낸다.
제1항에 있어서,

상기 줌 렌즈계가 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.

<식>

6.5≤Lt/L2≤7.5

여기서, Lt는 망원단에서 줌 렌즈계 전체 길이를, L2는 광각단에서 망원단으로의 주밍시 제2렌즈군의 이동량을 나타낸다.
물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가진 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가진 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제4렌즈군, 정의 굴절력을 가진 제5렌즈군을 포함하고,

상기 제1렌즈군은 부의 굴절력을 가진 렌즈와, 광경로를 변경하는 반사 부재와, 정의 굴절력을 가진 렌즈를 포함하며,

광각단에서 망원단으로 주밍시 상기 제2렌즈군 및 제4렌즈군이 이동하며, 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.

<식>

6.5≤Lt/L2≤7.5

여기서, Lt는 망원단에서 줌 렌즈계 전체 길이를, L2는 광각단에서 망원단으로의 주밍시 제2렌즈군의 이동량을 나타낸다.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 줌 렌즈계가 광각단에서 망원단으로 주밍시, 상기 제1렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 좁아지고, 제3렌즈군과 제4렌즈군 사이의 간격이 좁아지는 줌 렌즈계.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2렌즈군이 적어도 한 매 이상의 양오목 비구면 렌즈를 포함하는 줌 렌즈계.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3렌즈군이 적어도 한 매의 비구면 렌즈를 포함하는 줌 렌즈계.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제4렌즈군이 물체거리 변화에 따른 포커싱을 수행하는 줌 렌즈계.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제5렌즈군이 상측에 대해 볼록한 메니스커스 형상을 가지는 렌즈를 포함하는 줌 렌즈계.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 줌 렌즈계가 다음 식을 만족하는 줌 렌즈계.

<식>

3.0 ≤F1/(Ft/Fw)≤ 3.9

여기서, F1은 제1렌즈군의 초점거리를, Fw은 줌 렌즈계의 광각단의 초점거리를, Ft는 줌 렌즈계의 망원단의 초점거리를 나타낸다.
제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제3렌즈군의 가장 상측에 위치하는 렌즈의 상측면에 조리개가 구비되는 줌 렌즈계.
제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 줌 렌즈계의 후초점 거리가 광각단의 초점거리보다 짧은 줌 렌즈계.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 줌 렌즈계; 및

상기 줌 렌즈계에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자;를 포함하는 촬상장치.
제12항에 있어서,

상기 제2렌즈군이 적어도 한 매의 양오목 비구면 렌즈를 포함하는 촬상 장치.
제12항에 있어서,

상기 제4렌즈군이 물체거리 변화에 따른 포커싱을 수행하는 촬상 장치.
제 12항에 있어서,

상기 줌 렌즈계가 다음 식을 만족하는 촬상 장치.

<식>

3.0 ≤F1/(Ft/Fw)≤ 3.9

여기서, F1은 제1렌즈군의 초점거리를, Fw은 줌 렌즈계의 광각단의 초점거리를, Ft는 줌 렌즈계의 망원단의 초점거리를 나타낸다.