KR20110041315A - Zoom lens and image pickup device having the same - Google Patents

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KR20110041315A
KR20110041315A KR1020090098415A KR20090098415A KR20110041315A KR 20110041315 A KR20110041315 A KR 20110041315A KR 1020090098415 A KR1020090098415 A KR 1020090098415A KR 20090098415 A KR20090098415 A KR 20090098415A KR 20110041315 A KR20110041315 A KR 20110041315A
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zoom
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마코토 미사카
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삼성테크윈 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A zoom lens and an image pickup device having the same are provided to implement high quality image by correcting aberration due to focusing while miniaturizing through inner zooming mode. CONSTITUTION: In a zoom lens and an image pickup device having the same, the zoom lens and an image pickup device includes a first lens group(G1) having a positive refractive power, a second lens group(G2) having a negative refractive power, a third lens group(G3) having a positive refractive power, and a fourth lens group(G4) having a positive refractive power which are arranged from an object in order.

Description

줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치{Zoom lens and image pickup device having the same}Zoom lens and image pickup device having the same {Zoom lens and image pickup device having the same}

본 발명은 소형의 광각 줌 렌즈 및 이를 채용한 촬상 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a compact wide-angle zoom lens and an imaging device employing the same.

최근 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등과 같은 고체 촬상 소자를 가진 디지털 카메라(digital camera)나 비디오 카메라(video camera)가 널리 보급되고 있다. 특히, 메가 픽셀의 카메라 모듈의 수요가 증대되고, 보급형 디지털 카메라에서도 고화소와 고화질의 성능을 가지는 카메라가 등장하고 있다. CCD 또는 CMOS와 같은 촬상 소자를 이용한 디지털 카메라 혹은 핸드폰 카메라와 같은 광학 기기는 소형화, 경량화, 저 비용화가 요구된다. 더 나아가 보다 넓은 범위의 피사체의 모습을 담기 위해 광각화에 대한 요구가 증대되고 있다.Recently, digital cameras and video cameras having solid-state imaging devices such as charge coupled devices (CCDs) and complementary metal-oxide semiconductors (CMOS) are widely used. In particular, the demand for megapixel camera modules has increased, and cameras having high-resolution and high-definition performance have emerged in low-cost digital cameras. Optical devices such as digital cameras or mobile phone cameras using imaging devices such as CCD or CMOS require miniaturization, light weight, and low cost. Furthermore, the demand for wide angles is increasing to capture a wider range of subjects.

광각 줌 렌즈는 비대칭성의 렌즈 구성을 가지는 것이 일반적이므로 왜곡수차 및 비점수차등의 수차가 발생하기 쉬우며 이를 보정하기 위해서는 비구면의 사용, 렌즈 매수의 증가 등으로 줌 렌즈의 소형화 및 저가격화가 어렵다.Since a wide-angle zoom lens generally has an asymmetric lens configuration, aberrations such as distortion and astigmatism are easy to occur, and it is difficult to miniaturize and reduce the price of a zoom lens due to the use of an aspherical surface and an increase in the number of lenses.

또한, 광각 줌 렌즈는 무한 물체 거리에서부터 근거리 물체로 포커싱을 행할 경우 수차 발생량이 증가하는 경향이 있어, 포커싱 시의 수차 변동을 보정하는 방법이 중요하다.In addition, since the wide-angle zoom lens tends to increase the amount of aberration when focusing on a near object from an infinite object distance, a method of correcting aberration fluctuations during focusing is important.

본 발명은 소형이고, 광각의 줌 렌즈를 제공한다.The present invention provides a compact, wide-angle zoom lens.

본 발명은 소형이고, 광각의 줌 렌즈를 채용한 촬상 장치를 제공한다.The present invention provides an image capturing apparatus that is compact and employs a wide-angle zoom lens.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군을 포함하고, According to an embodiment of the present invention, the first lens group having positive refractive power, the second lens group having negative refractive power, the third lens group having positive refractive power, and the positive refractive power are arranged in order from the object side. Including 4 lens group,

광각단으로부터 망원단으로의 주밍시, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 증가하고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 감소하고, When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the distance between the second lens group and the third lens group decreases,

상기 제4렌즈군이 주밍에 따르는 상면 변동을 보정하고 포커싱을 수행하며,The fourth lens group corrects an image variation caused by zooming and performs focusing,

상기 제1렌즈군이 물체측으로부터 순서대로 하나의 부렌즈와, 적어도 두 매의 정렌즈를 포함하고, The first lens group includes one negative lens and at least two positive lenses in order from an object side;

다음 식을 만족하는 줌 렌즈를 제공한다.A zoom lens that satisfies the following equation is provided.

<식><Expression>

5.1　< ｆ１/ｆｗ < 15.35.1 <ｆ1 / ｆｗ <15.3

0.28 < f4/ ft < 0.840.28 <f4 / ft <0.84

여기서, f1은 제1렌즈군의 초점 거리를, f4는 제4렌즈군의 초점 거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점 거리를, ft는 망원단에서의 전체 초점 거리를 나타낸다. Here, f1 represents a focal length of the first lens group, f4 represents a focal length of the fourth lens group, fw represents an entire focal length at the wide-angle end, and ft represents an entire focal length from the telephoto end.

상기 줌 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다.The zoom lens may satisfy the following equation.

<식><Expression>

0.55　< |ｆGN1/ｆ1| < 1.650.55 <| ｆGN1 / ｆ1 | <1.65

여기서, fGN1는 제1렌즈군의 부렌즈의 초점 거리를 나타낸다.Here, fGN1 represents the focal length of the negative lens of the first lens group.

상기 제4렌즈군이 적어도 두 매의 정렌즈와 적어도 두 매의 부렌즈를 포함할수 있다. The fourth lens group may include at least two positive lenses and at least two negative lenses.

상기 제4렌즈군의 가장 상측에 있는 부렌즈가 물체측을 향해 볼록한 면을 가지는 메니스커스 형상을 가질 수 있다. The negative lens at the most image side of the fourth lens group may have a meniscus shape having a surface convex toward the object side.

본 발명의 다른 실시예에 따른 촬상 장치는, 줌 렌즈 및 상기 줌 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자를 포함하고, 상기 줌 렌즈가, An imaging device according to another embodiment of the present invention includes a zoom lens and an imaging element for receiving an image formed by the zoom lens, wherein the zoom lens includes:

물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군을 포함하고, It is arranged in order from the object side, and includes a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, a fourth lens group having a positive refractive power,

광각단으로부터 망원단으로의 주밍시, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 증가하고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 감소하고, When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the distance between the second lens group and the third lens group decreases,

상기 제4렌즈군이 주밍에 따르는 상면 변동을 보정하고 포커싱을 수행하며,The fourth lens group corrects an image variation caused by zooming and performs focusing,

상기 제1렌즈군이 물체측으로부터 순서대로 하나의 부렌즈와, 적어도 두 매의 정렌즈를 포함하고, The first lens group includes one negative lens and at least two positive lenses in order from an object side;

다음 식을 만족한다.The following equation is satisfied.

<식><Expression>

5.1　< ｆ１/ｆｗ < 15.35.1 <ｆ1 / ｆｗ <15.3

0.28 < f4/ ft < 0.840.28 <f4 / ft <0.84

여기서, f1은 제1렌즈군의 초점 거리를, f4는 제4렌즈군의 초점 거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점 거리를, ft는 망원단에서의 전체 초점 거리를 나타낸다.Here, f1 represents a focal length of the first lens group, f4 represents a focal length of the fourth lens group, fw represents an entire focal length at the wide-angle end, and ft represents an entire focal length from the telephoto end.

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 광각을 가지고 줌 배율이 높다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 이너 주밍 방식을 채용하여 소형화를 구현하고, 포커싱에 따른 수차를 보정하여 고품질의 사진을 촬영할 수 있도록 한다.The zoom lens according to the embodiment of the present invention has a wide angle and a high zoom magnification. In addition, the zoom lens according to the embodiment of the present invention adopts an inner zooming method to realize miniaturization, and corrects aberrations due to focusing so that high quality pictures can be taken.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a zoom lens and an imaging device having the same according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 제1렌즈군(G1), 제2렌즈군(G2), 제3렌즈군(G3) 및 제4렌즈군(G4)을 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈군(G1)은 정의 굴절력을 가질 수 있으며, 제2렌즈군(G2)은 부의 굴절력을 가질 수 있으며, 제3렌즈군(G23)은 정의 굴절력을 가질 수 있으며, 제4렌즈군(G4)은 정의 굴절력을 가질 수 있다.The zoom lenses according to the embodiment of the present invention are arranged in order from the object side, and include the first lens group G1, the second lens group G2, the third lens group G3, and the fourth lens group G4. It may include. The first lens group G1 may have positive refractive power, the second lens group G2 may have negative refractive power, the third lens group G23 may have positive refractive power, and the fourth lens group G4 may have a positive refractive power. (G4) may have a positive refractive power.

광각단으로부터 망원단으로의 주밍시, 상기 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2) 사이의 간격이 변하고, 상기 제2렌즈군(G2)과 제3렌즈군(G3) 사이의 간격이 변할 수 있다. 광각단으로부터 망원단으로의 주밍시, 상기 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈 군(G2) 사이의 간격이 증가하고, 상기 제2렌즈군(G2)과 제3렌즈군(G3) 사이의 간격이 감소할 수 있다. 광각단으로부터 망원단으로의 주밍시, 상기 제2렌즈군(G2)과 제4렌즈군(G4)이 이동할 수 있다. 또한, 주밍시 제1렌즈군(G1)과 제3렌즈군(G3)이 고정될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제4렌즈군(G4)이 주밍에 따르는 상면 변동을 보정하고 포커싱을 수행할 수 있다.When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is changed, and between the second lens group G2 and the third lens group G3. The spacing can change. When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, an interval between the first lens group G1 and the second lens group G2 increases, and between the second lens group G2 and the third lens group G3. The spacing of can be reduced. When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 and the fourth lens group G4 may move. In addition, when zooming, the first lens group G1 and the third lens group G3 may be fixed. According to an exemplary embodiment of the present invention, the fourth lens group G4 may correct an image surface variation caused by zooming and perform focusing.

상기 제1렌즈군(G1)이 물체측(O)으로부터 순서대로 하나의 부렌즈(1)와, 적어도 두 매의 정렌즈(2)(3)를 포함할 수 있다.The first lens group G1 may include one negative lens 1 and at least two positive lenses 2 and 3 in order from the object side O. FIG.

상기 제2렌즈군(G2)은 물체측(O)에 세 매의 부렌즈(4)(5)(6)를 포함하여, 광각단에 있어서 부의 왜곡 수차를 보정할 수 있다. 그리고, 상기 제2렌즈군의 가장 상측에 정렌즈(7)를 구비할 수 있다. 상기 세 매의 부렌즈(4)(5)(6)에 의해 증가된 축상 광속을 상기 정렌즈(7)에 의해 굴절시킴으로써, 제2렌즈군 내의 구면수차를 효율적으로 보정할 수 있고, 주밍에 따르는 구면수차의 변동을 작게 할 수 있다.The second lens group G2 includes three negative lenses 4, 5, and 6 on the object side O to correct negative distortion aberrations at wide-angle ends. In addition, the positive lens 7 may be provided at the most image side of the second lens group. By refracting the axial luminous flux increased by the three negative lenses 4, 5, 6 by the positive lens 7, the spherical aberration in the second lens group can be corrected efficiently, The variation of the spherical aberration that follows is small.

상기 제3렌즈군(G3)은 조리개(ST)를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다. 상기 비구면은 광축으로부터 광축 주변을 향해 갈수록 약해지는 정의 굴절력을 가져, 망원단에서의 구면 수차의 보정을 용이하게 할 수 있다.The third lens group G3 may include an aperture stop ST and may include at least one aspherical surface. The aspherical surface has a positive refractive power that becomes weaker from the optical axis toward the optical axis, thereby facilitating the correction of the spherical aberration in the telephoto end.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 광각단에에서 망원단으로의 주밍시 상기 제1렌즈군과 제3렌즈군을 고정함으로써, 주밍을 위한 구동부의 구성을 단순화할 수 있고, 줌 렌즈 전체를 소형화할 수 있다. 여기서, 주밍시 상기 제3렌즈군과 조리개(ST)를 같이 고정하는 것이 좋다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention, by fixing the first lens group and the third lens group when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, it is possible to simplify the configuration of the driving unit for zooming, It can be miniaturized. Here, when zooming, the third lens group and the aperture ST may be fixed together.

제3렌즈군(G3)은 예를 들어, 두 매의 렌즈(8)(9)를 포함할 수 있다.The third lens group G3 may include, for example, two lenses 8 and 9.

상기 제4렌즈군(G4)은 적어도 두 매의 정렌즈(10)(11)와 적어도 두 매의 부렌즈(12)(13)를 포함할 수 있다.The fourth lens group G4 may include at least two positive lenses 10 and 11 and at least two negative lenses 12 and 13.

렌즈를 광각화하면, 줌 렌즈의 전체 직경이 증가된다. 본 발명에서는 제1렌즈군의 가장 물체측(O)에 부렌즈(1)를 배치하여 광각단에 있어서의 입사동을 용이하게 물체측 방향에 설정할 수 있고, 전체 줌 렌즈의 직경의 대형화를 억제한다. 상기 제1렌즈군 내에 적어도 두 매의 정렌즈를 구비하여 망원단에 있어서의 구면 수차의 보정을 쉽게 할 수 있다. 또한, 근거리 물체에 있어서 양호한 광학 성능을 확보하기 위해, 포커싱에 따르는 구면 수차를 감소시킬 필요가 있다. 상기 제4렌즈군(G4)이 두 매의 정렌즈(10)(11)를 포함하여, 망원단에서의 제4렌즈군 내의 구면 수차의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기 제4렌즈군(G4)에 두 매의 부렌즈(12)(13)를 구비하여 구면수차나 상면 만곡을 보정할 수 있다.Widening the lens increases the overall diameter of the zoom lens. In the present invention, the negative lens 1 is disposed at the most object side O of the first lens group so that the incident motion at the wide-angle end can be easily set in the object side direction, and the enlargement of the diameter of the entire zoom lens is suppressed. do. At least two positive lenses may be provided in the first lens group to easily correct spherical aberration in the telephoto end. In addition, in order to ensure good optical performance in the near object, it is necessary to reduce spherical aberration due to focusing. The fourth lens group G4 includes two positive lenses 10 and 11 to suppress the occurrence of spherical aberration in the fourth lens group at the telephoto end. In addition, in the present invention, the fourth lens group G4 may include two negative lenses 12 and 13 to correct spherical aberration and image curvature.

광각 줌 렌즈의 경우, 전체 직경이 대형화 되는 것을 억제하고, 높은 줌 배율을 얻기 위해서는 제1 렌즈군의 초점거리를 적절하게 정의할 필요가 있다. 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음 식을 만족할 수 있다.In the case of the wide-angle zoom lens, it is necessary to appropriately define the focal length of the first lens group in order to suppress the enlargement of the entire diameter and to obtain a high zoom magnification. The zoom lens according to the embodiment of the present invention may satisfy the following equation.

5.1　< ｆ１/ｆｗ < 15.35.1 <ｆ1 / ｆｗ <15.3

0.28 < f4/ ft < 0.840.28 <f4 / ft <0.84

여기서, f1은 제1렌즈군의 초점 거리를, f4는 제4렌즈군의 초점 거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점 거리를, ft는 망원단에서의 전체 초점 거리를 나타낸 다. Here, f1 represents a focal length of the first lens group, f4 represents a focal length of the fourth lens group, fw represents an entire focal length at the wide-angle end, and ft represents an entire focal length from the telephoto end.

수학식 1에서, ｆ１/ｆｗ가 하한보다 작으면, 광각단에 있어서 출사동이 상측 방향으로 지나치게 치우치기 때문에 전체 직경의 대형화를 억제하는 것이 어려워진다. 그리고, ｆ１/ｆｗ가 상한을 넘으면 줌 배율의 확보가 어려워진다. In Equation 1, when ｆ1 / ｆｗ is smaller than the lower limit, it is difficult to suppress the enlargement of the entire diameter because the exit pupil is excessively biased upward in the wide-angle end. And when X1 / V exceeds an upper limit, securing a zoom magnification becomes difficult.

수학식 2는 제4렌즈군(G4)의 초점 거리를 정의하기 위한 것으로, f4/ ft이 하한을 넘으면 망원단에 있어서 포커싱에 따르는 구면 수차의 변동이 증가된다. 상한을 넘으면 망원단에 있어서 제4렌즈군의 포커싱을 위한 이동량이 증가되어, 줌 렌즈 전체가 대형화 된다.Equation 2 is for defining the focal length of the fourth lens group G4. When f4 / ft exceeds the lower limit, the variation of spherical aberration due to focusing in the telephoto end increases. If the upper limit is exceeded, the amount of movement for focusing the fourth lens group in the telephoto end is increased, and the entire zoom lens is enlarged.

ｆ１/ｆｗ은 다음의 식을 만족함으로써, 줌 렌즈를 소형화하고, 줌 배율을 높일 수 있다.W1 / V satisfies the following equation, and the zoom lens can be downsized and the zoom magnification can be increased.

8.41　 < ｆ１/ｆｗ 　< 12.28.41 <ｆ1 / ｆｗ <12.2

f4/ft는 다음의 식을 만족함으로써, 포커싱에 따르는 구면 수차 보정을 용이하게 할 수 있고, 제4렌즈군의 포커싱을 위한 이동량을 감소시켜 줌 렌즈를 소형화한다. f4 / ft satisfies the following equation, thereby facilitating spherical aberration correction due to focusing, and reducing the amount of movement for focusing the fourth lens group, thereby miniaturizing the zoom lens.

0.45 < f4/ft < 0.670.45 <f4 / ft <0.67

본 발명은 광각에서 약 6배 이상의 줌 배율을 가지며, 무한 거리로부터 지근 거리에 이르기까지 어려 수차가 양호하게 보정된 줌 렌즈를 제공한다. The present invention provides a zoom lens having a zoom magnification of about 6 times or more at a wide angle and well corrected in aberration from infinity to near distance.

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음의 식을 만족하도록 구성될 수 있다.The zoom lens according to the embodiment of the present invention may be configured to satisfy the following equation.

0.55　< 　|ｆGN1/ｆ1| 　< 1.65 0.55 <| ｆGN1 / ｆ1 | <1.65

여기서, fGN1은 상기 제1렌즈군의 부렌즈(1)의 초점 거리를 나타낸다. 수학식 5에서 |ｆGN1/ｆ1| 이 하한을 넘으면 광각에 있어서 부의 왜곡 수차의 보정이 어려워지고, 상한을 넘으면 전체 줌 렌즈의 직경을 소형화하는 것이 어려워진다. Here, fGN1 represents the focal length of the negative lens 1 of the first lens group. In equation (5), | ｆGN1 / ｆ1 | When the upper limit is exceeded, it is difficult to correct negative distortion aberration at the wide angle, and when the upper limit is exceeded, it is difficult to miniaturize the diameter of the entire zoom lens.

바람직하게는 |ｆGN1/ｆ1|는 다음의 식을 만족할 수 있다. Preferably, | GN1 / # 1 | may satisfy the following equation.

0.88　< 　|ｆGN1/ｆ1| 　< 1.32 0.88 <| ｆGN1 / ｆ1 | <1.32

한편, 상기 제4렌즈군의 가장 상측(I)에 있는 부렌즈(13)는 물체측(O)을 향해 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 그럼으로써, 상기 제4렌즈군 내의 코마 수차를 보정할 수 있고, 그 결과 포커싱에 따르는 코마 수차의 변동을 작게 할 수 있다. 상기 메니스커스형 부렌즈(13)는 다음을 만족하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the negative lens 13 at the most image side I of the fourth lens group may have a meniscus shape convex toward the object side O. FIG. As a result, the coma aberration in the fourth lens group can be corrected, and as a result, the fluctuation in the coma aberration due to focusing can be reduced. The meniscus negative lens 13 may be configured to satisfy the following.

0.66　< |ｆGN4/ｆ4| < 1.97　0.66 <| ｆGN4 / ｆ4 | <1.97

여기서, fGN4은 상기 메니스커스형 부렌즈(13)의 초점거리를, f4는 제4렌즈군의 초점거리를 나타낸다. 상기 수학식 7에서, |ｆGN4/ｆ4|이 하한을 넘으면 광각단에 있어서 후초점 길이를 확보하는 것이 어렵고, 상한을 넘으면 코마 수차 보정이 어려워진다. Here, fGN4 denotes a focal length of the meniscus negative lens 13 and f4 denotes a focal length of the fourth lens group. In Equation 7, if | GN4 / # 4 | exceeds the lower limit, it is difficult to secure the postfocal length at the wide-angle end, and if it exceeds the upper limit, coma aberration correction becomes difficult.

바람직하게는, |ｆGN4/ｆ4|는 다음의 수학식 8의 범위를 만족할 수 있다. Preferably, | GN4 / # 4 | may satisfy the range of Equation 8 below.

1.05　< |ｆGN4/ｆ4| < 1.581.05 <| ｆGN4 / ｆ4 | <1.58

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음을 만족하도록 구성될 수 있다. The zoom lens according to the embodiment of the present invention may be configured to satisfy the following.

0.93　< |ｆ2/ｆｗ| < 2.80　0.93 <| ｆ2 / ｆｗ | <2.80

수학식 9는 제2렌즈군의 초점거리에 관한 것으로, |ｆ2/ｆｗ|이 하한을 넘으면 광각에 있어서 부의 왜곡 수차의 보정이 어려워지고, 상한을 넘으면 줌 배율을 확보하는 것이 어려워진다. Equation (9) relates to the focal length of the second lens group, and when | 2 / \ | exceeds the lower limit, it becomes difficult to correct negative distortion aberrations in the wide angle, and when it exceeds the upper limit, it becomes difficult to secure the zoom magnification.

바람직하게는, |ｆ2/ｆｗ| 이 다음의 식을 만족할 수 있다.Preferably, | ｆ2 / ｆｗ | This equation can be satisfied.

1.49　< |ｆ2/ｆｗ| < 2.24　1.49 <| ｆ2 / ｆｗ | <2.24

본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 다음을 만족하도록 구성될 수 있다.The zoom lens according to the embodiment of the present invention may be configured to satisfy the following.

0.49 < f3/ft < 　1.47　0.49 <f3 / ft <1.47

수학식 11은 제3렌즈군의 초점거리를 적절하게 설정하기 위한 것으로, f3/ft 이 하한을 넘으면 망원단에 있어서 구면 수차의 보정이 어렵고, 상한을 넘으면 줌 배율을 확보하는 것이 어렵게 된다.Equation 11 is for properly setting the focal length of the third lens group. When f3 / ft exceeds the lower limit, it is difficult to correct spherical aberration in the telephoto end, and when the upper limit exceeds, the zoom magnification becomes difficult.

바람직하게는, f3/ft 이 이하의 범위를 가질 수 있다.Preferably, f3 / ft may have a range below.

0.78 < f3/ft < 　1.170.78 <f3 / ft <1.17

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈는 예를 들어 약 38도 반화각에서, 약 6배의 줌 배율을 가질 수 있다, 무한대로부터 지근 거리에 이르기까지 여러 가지 수차를 양호하게 보정할 수 있고, 광각으로 짧은 거리에서 넓은 면적의 피사체를 촬영할 수 있다.As described above, the zoom lens according to the embodiment of the present invention may have a zoom magnification of about 6 times, for example, at about a 38 degree half angle of view, and well corrects various aberrations from infinity to near distance. A wide area subject can be photographed at a short distance with a wide angle.

한편, 본 발명에 따른 줌 렌즈에 사용되는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.Meanwhile, the definition of aspherical surface used for the zoom lens according to the present invention is as follows.

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.The aspherical shape can be expressed by the following equation with the x-axis as the optical axis and the y-axis as the direction perpendicular to the optical axis. Where x is the distance from the vertex of the lens in the optical axis direction, y is the distance in the direction perpendicular to the optical axis, K is the conic constant, A, B, C, D are aspherical coefficients, c represents the inverse of the radius of curvature (1 / R) at the vertex of the lens, respectively.

Figure 112009063314987-PAT00001
Figure 112009063314987-PAT00001

이하에서, 본 발명의 다양한 설계에 따른 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments according to various designs of the present invention will be described.

도 1에서 가장 오른쪽에 기재된 직선은 상면의 위치를 나타내고, 그 물체측(O)에는 IR(적외선) 차단 필터나 이미징 소자의 커버 글라스(14)가 구비된다. 이하, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈의 렌즈 데이터, 비구면 데이터, 굴절률(nd), 아베수(vd), 렌즈간 가변 거리(D0,D1,D2,D3)를 나타낸다. *는 비구면을 나타낸다.The straight line shown in the rightmost part in FIG. 1 shows the position of an upper surface, and the object side O is equipped with the IR (infrared ray) cut off filter and the cover glass 14 of an imaging element. Hereinafter, lens data, aspherical data, refractive index nd, Abbe's number (vd), and variable distances D0, D1, D2, and D3 of a zoom lens according to an exemplary embodiment of the present invention will be described. * Represents an aspherical surface.

<실시예><Examples>

렌즈면Lens surface 곡률반경Radius of curvature 두께(D)Thickness (D) 굴절률(nd)Refractive index (nd) 아베수(vd)Abbe number (vd) R1R1 300.000       300.000 2.00   2.00 1.84666         1.84666 23.8           23.8 R2R2 34.483 34.483 2.192.19 R3R3 57.370 57.370 4.864.86 1.80420 1.80420 46.5 46.5 R4R4 -231.443 -231.443 0.150.15 R5R5 25.640 25.640 5.65.6 1.80420 1.80420 46.5 46.5 R6R6 127.537 127.537 D1D1 R7R7 21.423 21.423 1.001.00 1.83400 1.83400 37.3 37.3 R8R8 7.968 7.968 2.502.50 R9R9 37.275 37.275 0.800.80 1.88300 1.88300 40.8 40.8 R10R10 12.840 12.840 2.532.53 R11R11 -12.019 -12.019 0.550.55 1.69350 1.69350 53.3 53.3 R12R12 10.549 10.549 0.240.24 R13R13 11.708 11.708 3.533.53 1.80518 1.80518 25.5 25.5 R14R14 -26.657 -26.657 D2D2 R15R15 조리개iris 0.500.50 R16*R16 * 5.894 5.894 2.182.18 1.58313 1.58313 59.5 59.5 R17R17 105.186 105.186 0.160.16 R18R18 10.699 10.699 0.550.55 1.80610 1.80610 33.3 33.3 R19R19 5.538 5.538 D3D3 R20*R20 * 9.434 9.434 1.921.92 1.58313 1.58313 59.5 59.5 R21R21 -126.350 -126.350 0.150.15 R22R22 18.274 18.274 0.700.70 1.84666 1.84666 23.8 23.8 R23R23 8.067 8.067 0.160.16 R24R24 6.918 6.918 3.253.25 1.51680 1.51680 64.2 64.2 R25R25 -16.829 -16.829 0.150.15 R27R27 7.812 7.812 0.700.70 1.88300 1.88300 40.8 40.8 R28R28 5.038 5.038 D4D4 R29R29 1.00E+181.00E + 18 3.003.00 1.51680 1.51680 64.2 64.2 R30R30 1.00E+181.00E + 18 2.002.00

다음은 상기 실시예의 비구면 계수를 나타낸 것이다.The following shows the aspherical surface coefficient of the above embodiment.

렌즈면　Lens surface RR KK AA BB CC DD R16R16 5.89366 5.89366 0.00000 0.00000 -3.16673E-04-3.16673E-04 -1.11209E-05-1.11209E-05 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 R20R20 9.43353 9.43353 0.00000 0.00000 -3.92510E-04-3.92510E-04 -3.86664E-06-3.86664E-06 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

다음은 상기 실시예에 따른 줌 렌즈의 초점 거리(f), 반화각(ω), F넘버(Fno), 그리고 광각단, 중간단, 망원단에서의 가변거리를 나타낸 것이다.The following shows the focal length f, the half angle of view ω, the F number Fno, and the variable distances at the wide-angle end, the intermediate end, and the telephoto end of the zoom lens according to the above embodiment.

광각단Wide angle 중간단 Middle 망원단Telephoto ff 4.104.10 14.3514.35 24.6024.60 ω(°)ω (°) 38.338.3 12.412.4 7.27.2 FnoFno 2.50 2.50 2.87 2.87 3.12 3.12 D1D1 0.700.70 16.2916.29 20.66 20.66 D２D2 21.1621.16 5.575.57 1.20 1.20 D３D3 9.719.71 6.226.22 4.74 4.74 D４D4 2.072.07 5.565.56 7.05 7.05 포커스이동량Focus shift -0.047 -0.047 -0.515 -0.515 -1.606 -1.606

다음은 상기 실시예가 수학식 1-12를 만족함을 보인 것이다.The following shows that the embodiment satisfies Equations 1-12.

f1/fwf1 / fw 10.176 10.176 f4/ftf4 / ft 0.560 0.560 ｜fGN1/f1｜FGN1 / f1 1.096 1.096 ｜fGN4/f4｜FGN4 / f4 1.315 1.315 f2/fwf2 / fw 1.864 1.864 f3/ftf3 / ft 0.977 0.977

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈의 무한거리에 대한 광각단, 중간단, 망원단에서의 수차도이다. 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈의 유한거리(obj=-424)에 대한 광각단, 중간단, 망원단에서의 수차도이다. 2A to 2C are aberration diagrams of a wide end, a middle end, and a telephoto end of an infinite distance of a zoom lens according to an exemplary embodiment of the present invention. 3A to 3C are aberration diagrams of a wide end, a middle end, and a telephoto end of a zoom distance (obj = -424) of a zoom lens according to an exemplary embodiment of the present invention.

구면 수차(longitudinal spherical aberration)도에서, 종축은 FNo를 나타내고, 상면만곡(astigmatic field corves)에서 실선은 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature), 점선은 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)을 나타낸다. In the diagram of longitudinal spherical aberration, the longitudinal axis represents FNo, the solid line represents the sagittal field curvature (S) and the dotted line represents the tangential field curvature (T) in the astigmatic field corves. Indicates.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈(100)를 구비한 촬상 장치를 도시한 것이다. 촬상 장치는 앞서 실시예에 따라 설명한 줌 렌즈(100)와 이 줌 렌즈(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 4에 도시된 촬상 장치는 일 예일 뿐이며 여기에 한정되는 것은 아니고 카메라 이외에 다양한 광학 기기에 적용 가능하다. 이와 같이 본 발명의 줌 렌즈를 디지털 카메라 등의 촬상 장치에 적용함으로써 소형이면서 저가이고 높은 줌 배율을 가지고 피사체를 촬영할 수 있는 광학 기기를 실현한다. 4 illustrates an image capturing apparatus including a zoom lens 100 according to an exemplary embodiment of the present invention. The imaging apparatus includes the zoom lens 100 described in accordance with the embodiment and the imaging element 112 for receiving the light formed by the zoom lens 100. The imaging device may include recording means 113 in which information corresponding to the photoelectric conversion from the imaging element 112 is recorded, and a view finder 114 for observing the subject image. In addition, the display unit 115 displaying the subject image may be provided. Here, an example in which the view finder 114 and the display unit 115 are provided separately, but only the display unit may be provided without the view finder. The imaging device shown in FIG. 4 is merely an example and is not limited thereto. It is applicable to various optical devices other than a camera. By applying the zoom lens of the present invention to an imaging device such as a digital camera as described above, an optical device capable of capturing a subject with a small size, low cost and high zoom magnification is realized.

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. The above embodiments are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art. Therefore, the true technical protection scope according to the embodiment of the present invention will be defined by the technical spirit of the invention described in the claims below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈를 도시한 것이다.1 illustrates a zoom lens according to an embodiment of the present invention.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈의 무한거리에 대한 광각단에서의 수차를 보여준 것이다. FIG. 2A illustrates aberration at the wide-angle end with respect to the infinite distance of the zoom lens according to the exemplary embodiment of the present invention. FIG.

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈의 무한거리에 대한 중간단에서의 수차를 보여준 것이다. 2B illustrates aberration at an intermediate stage with respect to an infinite distance of a zoom lens according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈의 무한거리에 대한 망원단에서의 수차를 보여준 것이다.2C illustrates aberrations at a telephoto end for an infinite distance of a zoom lens according to an embodiment of the present invention.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈의 유한거리(obj=-424)에 대한 광각단에서의 수차를 보여준 것이다.3A illustrates aberration at the wide-angle end with respect to a finite distance (obj = -424) of a zoom lens according to an embodiment of the present invention.

도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈의 유한거리(obj=-424)에 대한 중간단에서의 수차를 보여준 것이다. 3B illustrates aberration at an intermediate stage with respect to a finite distance (obj = -424) of a zoom lens according to an embodiment of the present invention.

도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈의 유한거리(obj=-424)에 대한 망원단에서의 수차를 보여준 것이다.3C illustrates aberrations at a telephoto end for a finite distance (obj = -424) of a zoom lens according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈를 채용한 촬상 장치를 도시한 것이다.4 illustrates an image capturing apparatus employing a zoom lens according to an exemplary embodiment of the present invention.

<도면 중 주요 부분에 대한 설명><Description of main part of drawing>

G1...제1렌즈군, G2...제2렌즈군G1 ... 1st lens group, G2 ... 2nd lens group

G3...제3렌즈군, G4...제4렌즈군G3 ... 3rd lens group, G4 ... 4th lens group

Claims (13)

물체측으로부터 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군을 포함하고, It is arranged in order from the object side, and includes a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, a fourth lens group having a positive refractive power, 광각단으로부터 망원단으로의 주밍시, 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격이 증가하고, 상기 제2렌즈군과 제3렌즈군 사이의 간격이 감소하고, When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the distance between the second lens group and the third lens group decreases, 상기 제4렌즈군이 주밍에 따르는 상면 변동을 보정하고 포커싱을 수행하며,The fourth lens group corrects an image variation caused by zooming and performs focusing, 상기 제1렌즈군이 물체측으로부터 순서대로 하나의 부렌즈와, 적어도 두 매의 정렌즈를 포함하고, The first lens group includes one negative lens and at least two positive lenses in order from an object side; 다음 식을 만족하는 줌 렌즈.Zoom lens that satisfies the following equation. <식><Expression> 5.1　< ｆ１/ｆｗ < 15.35.1 <ｆ1 / ｆｗ <15.3 0.28 < f4/ ft < 0.840.28 <f4 / ft <0.84 여기서, f1은 제1렌즈군의 초점 거리를, f4는 제4렌즈군의 초점 거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점 거리를, ft는 망원단에서의 전체 초점 거리를 나타낸다.Here, f1 represents a focal length of the first lens group, f4 represents a focal length of the fourth lens group, fw represents an entire focal length at the wide-angle end, and ft represents an entire focal length from the telephoto end. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 줌 렌즈가 다음 식을 만족하는 줌 렌즈.And a zoom lens satisfying the following equation. <식><Expression> 0.55　< |ｆGN1/ｆ1| < 1.650.55 <| ｆGN1 / ｆ1 | <1.65 여기서, fGN1는 제1렌즈군의 부렌즈의 초점 거리를 나타낸다.Here, fGN1 represents the focal length of the negative lens of the first lens group. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제4렌즈군이 적어도 두 매의 정렌즈와 적어도 두 매의 부렌즈를 포함하는 줌 렌즈.And a fourth lens group including at least two positive lenses and at least two negative lenses. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제4렌즈군의 가장 상측에 있는 부렌즈가 물체측을 향해 볼록한 면을 가지는 메니스커스 형상을 가지는 줌 렌즈.A zoom lens having a meniscus shape in which the negative lens at the most image side of the fourth lens group has a surface convex toward the object side. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 제4렌즈군의 메니스커스형 부렌즈가 다음 식을 만족하는 줌 렌즈.A zoom lens in which the meniscus negative lenses of the fourth lens group satisfy the following equation. <식> <Expression> 0.66　< |ｆGN4/ｆ4| < 1.970.66 <| ｆGN4 / ｆ4 | <1.97 여기서, fGN4은 상기 메니스커스형 부렌즈의 초점거리를 나타낸다. Here, fGN4 represents the focal length of the meniscus negative lens. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 제2렌즈군은 물체측으로부터 순서대로 세 장의 부렌즈와 한 장의 정렌 즈를 포함하는 줌 렌즈.And the second lens group includes three negative lenses and one positive lens in order from an object side. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 줌 렌즈가 다음 식을 만족하는 줌 렌즈.And a zoom lens satisfying the following equation. <식><Expression> 0.93　< |ｆ2/ｆｗ| < 2.800.93 <| ｆ2 / ｆｗ | <2.80 여기서, f2는 제2렌즈군의 초점거리를 나타낸다. Here, f2 represents the focal length of the second lens group. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 줌 렌즈가 광각단으로부터 망원단으로 주밍시, 상기 제1렌즈군과 제3렌즈군은 고정된 줌 렌즈.And the first lens group and the third lens group are fixed when the zoom lens zooms from the wide-angle end to the telephoto end. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 제3렌즈군은 광축으로부터 광축 주변을 향해 갈수록 정의 굴절력이 약해지는 비구면을 적어도 하나 포함하는 줌 렌즈.And the third lens group includes at least one aspherical surface whose positive refractive power becomes weaker from the optical axis toward the optical axis. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 줌 렌즈가 다음을 만족하는 줌 렌즈.And a zoom lens satisfying the following. <식> <Expression> 0.49 < f3/ft < 　1.470.49 <f3 / ft <1.47 여기서, f3은 제3렌즈군의 초점거리를 나타낸다. Here, f3 represents the focal length of the third lens group. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 줌 렌즈; 및The zoom lens according to any one of claims 1 to 5; And 상기 줌 렌즈에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 소자;를 포함하는 촬상 장치.And an imaging device for receiving an image formed by the zoom lens. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 줌 렌즈가 다음 식을 만족하는 촬상 장치.And the zoom lens satisfies the following equation. <식><Expression> 0.93　< |ｆ2/ｆｗ| < 2.800.93 <| ｆ2 / ｆｗ | <2.80 여기서, f2는 제2렌즈군의 초점거리를 나타낸다. Here, f2 represents the focal length of the second lens group. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 줌 렌즈가 다음을 만족하는 촬상 장치.And the zoom lens satisfies the following. <식> <Expression> 0.49 < f3/ft < 　1.470.49 <f3 / ft <1.47 여기서, f3은 제3렌즈군의 초점거리를 나타낸다. Here, f3 represents the focal length of the third lens group.
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