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KR101495540B1 - 망원 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치 - Google Patents

망원 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치 Download PDF

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Publication number
KR101495540B1
KR101495540B1 KR20090021851A KR20090021851A KR101495540B1 KR 101495540 B1 KR101495540 B1 KR 101495540B1 KR 20090021851 A KR20090021851 A KR 20090021851A KR 20090021851 A KR20090021851 A KR 20090021851A KR 101495540 B1 KR101495540 B1 KR 101495540B1
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KR
South Korea
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lens group
lens
group
refractive power
focal length
Prior art date
Application number
KR20090021851A
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English (en)
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Inventor
이태근
Original Assignee
삼성전자주식회사
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Publication date
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Priority to US12/706,046 priority patent/US8233223B2/en
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Abstract

망원 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치가 개시된다.
개시된 망원 렌즈계는, 물체측으로부터 순서대로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하고, 상기 제2렌즈군은 포커싱을 수행하고, 상기 제3렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 전군과, 정의 굴절력을 가지는 후군을 가지고, 상기 제3렌즈군의 전군을 광축에 대해 수직 방향으로 이동시켜 진동 보정을 수행한다.

Description

망원 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치{Telephoto lens system and photographing device having the same}
본 발명은 대구경이고, 촬영시 발생하는 진동을 보정하는 기능을 포함한 망원 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치에 관한 것이다.
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 요구되고, 보급형 디지털 카메라에서도 1000만 이상의 화소와 고화질의 성능을 가지는 카메라가 등장하고 있다.
한편, 망원 렌즈계는 원거리의 피사체를 촬영할 수 있는 장점이 있다. 그렇지만, 긴 초점거리를 갖는 망원 렌즈계는 진동에 의한 상 흔들림의 문제가 발생한다. 촬영시 발생하는 미세한 손떨림에 의한 진동이 발생해 사진의 질이 저하될 수 있다. 특히, 망원 렌즈계는 초점 거리가 길기 때문에 진동에 의한 상면에서의 상 위치 변화가 크게 나타난다. 따라서, 망원 렌즈계의 경우 진동 보정 기능이 요구된다. 그리고, 진동 보정을 수행하는 렌즈군을 설계시 진동 보정군을 구동하기 위한 장치를 설치하기 위한 공간과 진동 보정군의 소형화를 함께 고려할 필요가 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 진동 보정이 가능한 대구경의 망원 렌즈계를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진동 보정이 가능한 대구경의 망원 렌즈계를 포함하는 촬영 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 물체측으로부터 순서대로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하고,
상기 제2렌즈군은 포커싱을 수행하고, 상기 제3렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 전군과, 정의 굴절력을 가지는 후군을 가지고, 상기 제3렌즈군의 전군을 광축에 대해 수직 방향으로 이동시켜 진동 보정을 수행하며,
상기 제1렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 3매 이상 포함하고, 상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈 중 3매 이상은 아래의 식을 만족하는 망원 렌즈계를 제공한다.
<식>
V(G1) ≥ 70
150 < φFNO < 400
여기서, V(G1)는 제1렌즈군에 포함된 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 아베수 를, φ는 상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈 중 가장 상측에 가까운 렌즈의 유효경을 나타내고, FNO는 전체 렌즈계의 F-Number를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1렌즈군, 제2렌즈군, 제3렌즈군은 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
-0.6 < F/f31 < -0.2
F는 전체 초점거리를, f31은 제1 렌즈군으로부터 제3렌즈군의 전군까지의 합성 초점거리를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 물체측으로부터 순서대로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하고,
상기 제2렌즈군은 포커싱을 수행하고, 상기 제3렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 전군과, 정의 굴절력을 가지는 후군을 가지고, 상기 제3렌즈군의 전군을 광축에 대해 수직 방향으로 이동시켜 진동 보정을 수행하며,
상기 제1렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 3매 이상 포함하고, 상기 제1렌즈군, 제2렌즈군, 제3렌즈군은 다음 식을 만족하는 망원 렌즈계를 제공한다.
<식>
-0.6 < F/f31 < -0.2
여기서, F는 전체 초점거리를, f31은 제1 렌즈군으로부터 제3렌즈군의 전군까지의 합성 초점거리를 나타낸다.
상기 제1렌즈군과 제2렌즈군은 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.4 < F1/F < 0.7
0.15 < |F1*F2/F| < 0.30
여기서, F는 전체 초점거리를, F1은 제1렌즈군의 초점거리를, F2는 제2 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제3렌즈군은 다음을 만족할 수 있다.
<식>
0.6 < F3/F < 0.9
여기서, F는 전체 초점거리를, F3은 제3렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제3렌즈군은 다음을 만족할 수 있다.
<식>
0.6 < F3/F < 0.9
여기서, F는 전체 초점거리를, F3은 제3렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제3렌즈군의 전군은 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
-4.0 < m31 < -0.7
여기서, m31은 무한 물체 거리에 대한 제3렌즈군의 전군의 배율을 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제3렌즈군의 후군은 다음 식을 만족 할 수 있다.
<식>
-0.6 < m32 < -0.1
여기서, m32는 무한 물체 거리에 대한 제3렌즈군의 후군의 배율을 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제3렌즈군의 전군은 적어도 1매의 정 렌즈와 적어도 1매의 부 렌즈와 양 볼록 형상의 공기 렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 공기 렌즈의 초점거리를 Fair라고 할 때, 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
-0.4 < Fair/F < -0.15
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 공기 렌즈의 초점거리를 Fair라고 하고, 제3렌즈군의 전군의 초점거리가 F31일 때, 다음 식을 만족할 수 있다.
0.7 < Fair/F31 < 1.4
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제3렌즈군의 후군은 적어도 1매의 정 렌즈와 적어도 1매의 부 렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제3렌즈군의 후군에 있는 적어도 1매의 정 렌즈의 아베수를 Vp(G32), 상기 적어도 1매의 부 렌즈의 아베수를 Vn(G32)이라고 할 때, 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
30 < Vp(G32) - Vn(G32) < 60
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제2렌즈군은 적어도 1매의 정 렌즈와 적어도 1매의 부 렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 망원 렌즈계; 및
상기 망원 렌즈계에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 센서;를 포함하고,
상기 망원 렌즈계는,
물체측으로부터 순서대로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하고,
상기 제2렌즈군은 포커싱을 수행하고, 상기 제3렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 전군과, 정의 굴절력을 가지는 후군을 가지고, 상기 제3렌즈군의 전군을 광축에 대해 수직 방향으로 이동시켜 진동 보정을 수행하며,
상기 제1렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 3매 이상 포함하고, 상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈는 아래의 식을 만족하는 촬영 장치를 제공한다.
<식>
V(G1) ≥ 70
150 < φFNO < 400
여기서, V(G1)는 제1렌즈군에 포함된 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 아베수를, φ는 상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈 중 가장 상측에 가까운 렌즈의 유효경을 나타내고, FNO는 전체 렌즈계의 F-Number를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 망원 렌즈계; 및
상기 망원 렌즈계에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 센서;를 포함하고,
상기 망원 렌즈계는,
물체측으로부터 순서대로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하고,
상기 제2렌즈군은 포커싱을 수행하고, 상기 제3렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 전군과, 정의 굴절력을 가지는 후군을 가지고, 상기 제3렌즈군의 전군을 광축에 대해 수직 방향으로 이동시켜 진동 보정을 수행하며,
상기 제1렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 3매 이상 포함하고, 상기 제3렌즈군은 다음 식을 만족하는 망원 렌즈계를 제공한다.
<식>
-0.6 < F/f31 < -0.2
여기서, F는 전체 초점거리를, f31은 제1 렌즈군으로부터 제3렌즈군의 전군까지의 합성 초점거리를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 망원 줌 렌즈는 도 1을 참조하면, 물체측(O)으로부터 순서대로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(G1), 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(G2), 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군(G3)을 포함한다. 상기 제1렌즈군(G1)은 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 3매 이상 포함하여 색 수차를 보정한다. 상기 제2렌즈군(G2)은 물체 거리 변화에 따른 포커싱을 수행한다. 상기 제2렌즈군(G2)은 물체측(O)에서 상측(I)으로 이동함으로써 무한의 물체 거리에서 지근 거리까지의 포커싱을 실행한다. 상기 제3렌즈군(G3)은 부의 굴절력을 가지는 전군(G31)과, 정의 굴 절력을 가지는 후군(G32)을 가지고, 상기 제3렌즈군(G3)의 전군(G31)이 광축에 대해 수직 방향으로 이동되어 진동 보정을 수행한다.
본 발명은 초점 거리가 긴 망원 렌즈에 진동 보정을 위한 렌즈군을 구비하여 광학 성능을 향상시킨다. 또한, 포커싱을 위한 이동 렌즈군과 진동 보정을 위한 이동 렌즈군을 경량화하여 이동 기구를 단순화할 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 망원 렌즈계에서 상기 제3렌즈군(G3)의 전군(G31)이 최소 유효경을 가지며, 최소 유효경을 갖는 제3렌즈군(G3)의 전군(G31)을 진동 보정군으로 사용함으로써, 보정 렌즈군의 경량화를 달성한다.
본 발명에서는 보정 렌즈군에 필요한 적당한 수준의 민감도를 구현하고, 보정 렌즈군의 이동에 따른 수차 변화를 억제하고, 진동 보정군이 이동함에 따라 부차적으로 발생할 수 있는 광축 방향의 이동에 따른 핀트의 변화를 최소하고, 진동 보정군의 기울임에 의한 상면 기울임의 영향을 최소화한다.
한편, 본 발명에서는 상기 제3렌즈군(G3)의 후군(G32)의 상측(I)에 후면 삽입형 광학 필터(F)를 구비한다. 제1렌즈군(G1)의 물체측(O)의 유효경이 커서, 교환 가능한 광학 필터를 사용하기 어렵기 때문에 삽입형 광학 필터(F)를 사용한다.
본 발명에 따른 망원 렌즈계는 이너 포커스 방식을 채용할 수 있다. 이너 포커스 방식의 대구경 망원 렌즈계의 경우, 촬영 물체 거리 변화에 관계없이 높은 광학 성능을 유지할 수 있도록 하기 위해서는 각 렌즈군의 굴절력을 최적화 할 필요가 있다. 상기 제1렌즈군(G1)은 정의 굴절력을 가지고 색 수차를 보정함과 동시에 빛을 집광시켜 유효경의 크기를 감소시키는 역할을 하고, 상기 제2렌즈군(G2)은 빠 른 포커싱을 가능하게 한다. 또한, 제1렌즈군(G1)에 의해 작아진 유효경을 가진 제3렌즈군의 전군(G31)은 경량화가 가능하여 진동 보정 기구 및 액츄에이터(Actuator)의 크기를 줄일 수 있다. 제3렌즈군의 후군(G32)은 전군(G31)의 이동에 따른 수차를 제어하고, 망원 렌즈계 전체의 왜곡을 제어하면서 상면에 광을 집광시키는 역할을 한다.
본 발명의 일실시예에서는, 제1렌즈군(G3)은 정의 굴절력을 가진 렌즈를 3매 이상 포함하여 정의 굴절력을 적당히 분배하고 있다. 그럼으로써, 포커싱을 위한 제 2렌즈군(G2)의 광축 방향 이동에 대해, 고차의 구면수차 변동을 억제한다. 그리고, 상기 정의 굴절력의 렌즈 중 적어도 3매 이상이 다음의 식을 만족하는 소재를 사용하여 색 수차를 감소시킨다.
V(G1) ≥ 70
150 < φFNO < 400
여기서, V(G1)는 제1렌즈군에 포함된 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 아베수를, φ는 상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈 중 가장 상측에 가까운 렌즈의 유효경을 나타내고, FNO는 전체 렌즈계의 F-Number를 나타낸다. 상기 수학식 1을 만족함으로써, 일정한 거리에 있는 물체에서 입사하는 광속 중, C(656.27nm)라인과 F(486.13nm)라인의 광속에 대해 상면에서의 초점 일치를 도모함으로써 색 수차를 줄인다. 또한, 상기 수학식 1을 만족함으로써 무한의 물체거리에서부터 매우 근거 리의 물체 거리까지에 대해서 좋은 색 수차 성능을 유지하도록 한다. 또한, 수학식 1의 두 번째 식을 만족함으로써 F-Number가 작은 대구경 렌즈를 제공하며, 광속의 높이에 관계없이 양호한 색수차 성능을 유지한다. 이를 위하여, 3매 이상의 정 렌즈가 아베수 70 이상의 저분산 소재를 사용하여 C라인과 F라인의 초점을 일치시킨다. 한편, 상기 수학식 1의 조건을 사용해도 잔존하는 g(435.83nm)라인의 초점 일치를 위하여, 3매 이상의 정 렌즈가 0.55미만의 부분 분산을 가지는 소재를 사용할 수 있다. 3매 이상의 정 렌즈를 상기 수학식 1을 만족하도록 구성하는 대신, 색수차를 제거하기 위해 회절 굴절형 렌즈를 사용하는 것도 가능하다.
상기 수학식 2를 만족함으로써, 색수차를 양호하게 보정하는 것과 동시에, 전체 렌즈의 전장을 줄일 수 있고, 제2렌즈군(G2)의 유효경을 줄이는 것과 동시에 제2렌즈군(G2)의 굴절력이 적당한 수준이 되어 2매의 경량 렌즈를 사용하는 것으로도 수차 보정을 충분히 이룰 수 있도록 한다. 상기 수학식 2의 하한치를 넘게 되면 광속 높이에 따라 색수차 보정이 어렵게 되어, 아름다운 배경 흐림 등을 얻기 힘들어지고, 제2렌즈군(G2)의 구성이 3매 이상으로 필요하게 된다. 상기 수학식 2의 상한치를 넘게 되면 렌즈 전체 전장이 지나치게 크게 되거나, 제 2렌즈군(G2)의 유효경이 크게되어 렌즈군 질량이 커지게 되거나, F-Number 2.8 정도의 밝은 망원 렌즈계를 구성하기 어려워진다.
본 발명의 일실시예에서는, 제1렌즈군(G1)이 부의 굴절력을 가지는 렌즈를 2매 포함하여 색 수차를 더욱 효과적으로 제거한다. 상기 부의 굴절력을 가지는 렌즈들은 아베수가 30 이상 50 이하의 소재를 사용하는 것이 좋다. 예를 들어, 도 1 에 도시된 망원 렌즈계의 제1렌즈군(G1)이 제1렌즈(1), 제2렌즉(2), 제3렌즈(3), 제4렌즈(4) 및 제5렌즈(5)를 포함하고, 상기 제1렌즈(1), 제3렌즈(3), 및 제5렌즈(5)가 정의 굴절력을 가지고, 제2렌즈(2) 및 제4렌즈(4)가 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈군(G2)은 제7렌즈(7)와 제8렌즈(8)를 포함할 수 있다. 제3렌즈군(G3)의 전군(G31)은 제9렌즈(9), 제10렌즈(10) 및 제11렌즈(11)를 포함하고, 제3렌즈군의 후군(G32)은 제12렌즈(12), 제13렌즈(13) 및 제14렌즈(14)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제3렌즈군(G3)의 전군(G31)은 다음 식을 만족할 수 있다.
-0.6 < F/f31 < -0.2
여기서, F는 전체 초점거리를, f31은 상기 제1렌즈군(G1)으로부터 상기 제3렌즈군(G3)의 전군(G31)까지의 합성 초점거리를 나타낸다. 수학식 3은 진동 보정 렌즈군의 굴절력을 규정하고 있다. 제1렌즈군(G1)에서 큰 굴절력으로 빛이 집광되며, 제2렌즈군(G2)의 굴절력을 조절하여 제3렌즈군(G3)의 전군(G31)의 위치에서 유효경의 크기가 가장 작게 되어 있다. 상기 전군(G31)의 이동에 대해 수차가 작게 되도록 하기 위해 광속의 입사각과 출사각의 변화를 작게 유지한다. 수학식 3에서 F/f31이 하한값보다 작게 되면 진동 보정을 위해, 전군(G31)이 광축에 대해 수직 방향으로 이동시 편심 수차를 보정하기 어렵다. F/f31이 상한값보다 크게 되면 진동 보정을 위해, 전군(G31)이 광축에 대해 수직 방향으로 이동하는 양에 비해, 상면에서 보정되는 양이 작아져, 즉 보정 민감도(Sensitivity)가 작아져서, 진동 보 정을 위한 전군(G31)의 이동량이 커진다. 진동 보정을 위한 전군의 이동량이 커지면 이동 보정 기구와 액츄에이터 구성이 어려워 진다.
다음은 전체 초점 거리(F)에 대한 제1렌즈군(G1)의 초점거리(F1)의 비를 나타낸다.
0.4 < F1/F < 0.7
수학식 4는 망원 렌즈계 전체의 경량화, 렌즈계 전장의 단축, 화면 전체의 수차 보정, 제2렌즈군(G2)의 유효경의 감소, 제2레즈군(G2)의 핀트감도와 관계가 있다. 광학 근축 이론에 의하면 제1렌즈군(G1)의 굴절력이 커서 제1렌즈군(G1)의 초점거리 F1이 작아지면 제2렌즈군(G2)의 광축 이동에 의한 핀트 민감도(Sensitivity)를 높일 수 있다. 그럼으로써, 포커싱을 위한 제2렌즈군(G2)의 이동량을 작게 할 수 있으므로 포커싱 기구의 구성이 간단해 지고, 빠른 속도로 포커싱이 실행될 수 있다. 또한, 제1렌즈군(G1)의 굴절력이 커서 제1렌즈군의 초점거리 F1이 작아지면 렌즈계의 전장이 작아지고, 포커싱을 행하는 제2렌즈군의 유효경의 크기도 줄일 수 있다. 그러나, 제1렌즈군(G1)의 굴절력이 커지게 되면, 그에 상응하여 제2렌즈군(G2)의 굴절력도 커져야 하고 렌즈계 전체의 수차가 커지게 된다. 따라서, 렌즈계의 성능 저하 없이 전장을 줄이고, 제2렌즈군의 유효경을 작게 하고, 적당한 핀트 민감도를 얻을 수 있도록 수학식 4를 만족할 것이 요구된다.
수학식 4에서 F1/F가 하한값보다 작으면, 렌즈계의 전장은 단축되지만, 제2렌즈군(G2)의 광축에 따른 이동에 대해 핀트 감도가 너무 높아져서 정밀한 초점 맞 추기가 어려워진다. 그리고, g라인의 코마 발생이 증가하고, 자오(meridional) 상면 보정이 어려워 전체 렌즈계에 대한 수차가 커지고, 왜곡이 과잉 보정되며, 물체 거리의 변화에 대해서 수차의 변화가 심하여 짧은 지근거리를 확보할 수 없다. F1/F가 상한값보다 커지면 렌즈계의 전장이 커지고, 전체 렌즈계의 질량이 증가하며, 초점을 맞추기 위한 제2렌즈군의 이동량이 커지며, 제2렌즈군의 유효경의 크기가 커져 포커싱 기구의 크기가 증가한다.
다음, 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2)은 다음을 만족하도록 구성될 수 있다.
0.15 < |F1*F2/F| < 0.30
수학식 5는 제2렌즈군(G2)의 굴절력을 한정한 것으로, 포커싱이 행해질 때, 무한 거리에서부터 최단 거리의 물체에 이르기까지 성능이 유지되는 조건이다. 수학식 5의 하한치를 넘으면 구면 수차가 과잉 보정되는 한편, 포커싱이 행해질 때 여러 물체 거리에 대해 구면수차 보정이 어려워져 짧은 지근거리 구현이 어렵다. 또한, 이러한 문제를 해결하기 위해서 제2렌즈군이나 제3렌즈군의 후군에 렌즈를 추가하는 경우에는 렌즈계의 소형화에 불리하게 된다. 수학식 5의 상한치를 넘으면 포커싱시에 렌즈군의 이동량이 증가하고, 이동 공간이 크게 확보되어야 하기 때문에 전장이 길어지고, 이동 공간 제약으로 짧은 지근거리 확보가 어려워진다. 그리고, 제2렌즈군(G2)의 유효경이 증가하여, 제2렌즈군의 질량이 증가하고, 렌즈 이동에 필요한 구동부의 부하가 증가하며, 구동부의 크기도 대형화된다.
다음, 제3렌즈군(G3)은 다음을 만족하도록 구성될 수 있다.
0.6 < F3/F < 0.9
여기서, F3는 제3렌즈군(G3)의 초점 거리를 나타낸다. 수학식 6은 제3렌즈군(G3)의 굴절력에 관한 것으로, 후초점 거리(BFL)의 확보에 중요한 요소이다. 본 발명의 망원 렌즈계는 동영상을 촬영하는 촬영장치, SLR 스틸카메라, DSLR 스틸카메라, RF 스틸카메라 등에 교환형으로 사용 가능하다. 상기 SLR 스틸 카메라는 상면에서 마운트까지 프렌지백(Flange Back)이라는 물리적 공간이 40~50mm 정도 필요하다. 또한, 망원 렌즈계에는 렌즈 후면과 렌즈 마운트 사이에 삽입형 필터를 채용하는 경우가 많다. 또한, 렌즈 마운트와 바디 마운트 사이에 초점 거리를 늘여주는 컨버터(Converter) 렌즈를 장착하는 경우도 많이 있다. 이러한 이유로 본 발명의 망원 렌즈계는 긴 후초점 거리가 필요하다. 수학식 6이 하한치를 넘으면 전체 망원 렌즈계의 전장은 줄어드나, 후초점 거리(BFL)가 작아진다. 반대로, 수학식 6이 상한치를 넘으면 전체 렌즈계의 길이가 증가하고, 제1렌즈군(G1)의 유효경이 증가한다.
상기 수학식 3 내지 6을 만족시키고, 제2렌즈군(G2)을 이동시켜 포커싱을 수행함으로써, 제1렌즈군(G1)에 의해 작은 색수차로 빛을 집광시킬 수 있고, 제2렌즈군(G2)의 유효경을 작게 하여 적당한 포커싱 민감도를 가질 수 있다. 그리고, 상기 제3렌즈군(G3)의 전군(G31)이 진동 보정을 위해 광축에 대해 수직 방향으로 이동 할 때, 광학 수차 변화가 작도록 하며, 후군(G32)은 진동 보정에 대한 잔류 수차를 효과적으로 억제한다. 또한, 상기 제3렌즈군(G3)의 전군(G31)이 적게 움직이더라도 상면에서의 상의 움직임 양이 적당한 수준으로 높게 되어 진동 보정을 위한 전군의 움직임 량이 클 필요가 없다.
한편, 본 발명에서는 진동 보정을 위해 제3렌즈군의 일부 렌즈를 광축에 대해 수직 방향으로 이동시켜 진동 보정을 행한다. 이러한 방법으로 진동 보정을 하는 경우에, 진동 보정 렌즈군의 질량이 작고, 진동 보정군의 유효경이 작을 것이 요구된다. 이러한 요구를 만족시키기 위해, 제1렌즈군(G1)의 굴절력을 성능을 유지하는 한도에서 충분히 크게 하고, 제2렌즈군을 통과한 광속도 여전히 수렴하도록 굴절력 배치를 함으로써, 진동 보정을 행하는 제3렌즈군의 전군(G31)의 광속의 높이가 작게 되도록 한다. 그럼으로써, 진동 보정군의 질량 또한 작게 억제하고 있다.
다음, 진동 보정군의 상면 보정 민감도가 보정 제어 장치가 제어 할 수 있을 정도의 감도를 갖는 것이 요구된다. 보정 민감도가 높으면 제어 정밀도의 한계에 다다르는 문제가 생기고, 보정 민감도가 낮으면 이동 변위의 크기의 한계에 다다르는 문제가 있으므로, 보정 기구 장치와 보정 제어 장치의 양쪽 요구 범위에 맞도록 설정할 필요가 있다. 진동 보정 렌즈군의 디센터(Decenter) 민감도를 β라고 할 때, 1 < |β| < 2 범위를 가지는 것이 좋다. |β|가 1보다 작으면, 진동 보정 렌즈군은 이동량이 커지며, 진동 보정 렌즈군의 이동 속도도 커지게 된다. 그리고, |β|가 2보다 커지면, 진동 보정 렌즈군을 매우 정밀하게 제어해야 한다. 여기서, 무한 물체 거리에 대한 전군(G31)의 배율을 m31, 무한 물체 거리에 대한 후군(G32)의 배율을 m32라고 할 때, β = (1-m31)*m32 로 나타낼 수 있다. 본 발명에서는 진동 보정 렌즈군이 부의 굴절력을 가지므로 -2 < (1-m31)*m32 < -1 를 만족하도록 구성될 수 있다.
다음, 진동 보정 렌즈군의 광축상의 이동에 대한 민감도를 핀트 민감도라고 한다. 일반적으로 35mm Full Size 센서 포맷의 허용 착란원의 크기는 30um이며, APS-C 규격의 센서의 경우 20um 가 적용된다. 본 발명의 렌즈는 Full Size 센서, APS-C 규격의 센서를 장착한 촬영 기기 모두에 적용 가능하고, 더 나아가 동영상 촬영 규격인 Super35 규격에도 대응하기 때문에, 이들 모두에 적용 가능하도록 허용 착란원을 20um 수준으로 잡기로 한다. 진동 보정 렌즈군이 광축에 수직인 방향으로 이동하는 경우에도, 기구 장치의 기본적인 공차로 인하여, 보정 렌즈군이 광축 방향으로 ±30um 정도 이동 가능해야 한다. 여기서, 대략 20um 허용 착란원의 (Depth of Focus)/3 에 해당하는 범위를 만족시키기 위해서는 진동 보정 렌즈군의 핀트 민감도 ρ는 |ρ| < 0.6을 만족해야 한다. 본 발명에서는, 진동 보정 렌즈군이 부의 굴절력을 가지므로 핀트 민감도가 -0.6 < ρ < 0 을 만족시키도록 한다. 여기서, ρ = (1-m312)*m322 이므로 -0.6 < (1-m312)*m322 < 0를 만족시키는 핀트 민감도를 가질 수 있다.
상기 설명한 내용을 정리하면, 제3렌즈군의 전군(G31)의 배율 m31과 제3렌즈군의 후군(G32)의 배율 m32는 다음을 만족해야 한다.
-2 < (1-m31)*m32 < -1
-0.6 < (1-m312)*m322 < 0
수학식 7과 8을 만족하는 m31, m32의 범위를 구해보면 다음과 같다.
-4.0 < m31 < -0.7
-0.6 < m32 < -0.1
여기서, m31은 무한 물체 거리에 대한 전군(G31)의 배율을, m32는 무한 물체 거리에 대한 후군(G32)의 배율을 나타낸다. m31, m32가 상기 수학식 9와 10의 범위를 가짐으로써, 진동 보정 렌즈군의 디센터 민감도와 핀트 민감도를 만족시킬 수 있다.
한편, 진동 보정 렌즈군을 이동시킬 때 발생하는 편심 코마수차, 편심 과오점 수차, 편심 상면만곡과 같은 편심 수차를 보정할 필요가 있다. 예를 들어, 상기 제3렌즈군의 전군(G31)은 적어도 1매의 정 렌즈와 적어도 1매의 부 렌즈와, 양 볼록 형상의 공기 렌즈를 구비할 수 있다. 도 1을 참조하면, 제9렌즈(9)와 제10렌즈(10) 사이에 공기 렌즈(m)가 구비될 수 있다. 상기 공기 렌즈(m)의 초점 거리를 Fair라고 할 때, 공기 렌즈(m)는 다음의 식을 만족할 수 있다.
-0.4 < Fair/F < -0.15
0.7 < Fair/F31 < 1.4
여기서, F는 전체 초점 거리를, F31은 제3렌즈군의 전군의 초점거리를 나타낸다. 상기 수학식 11, 12를 만족함으로써, 진동 보정에 의해 발생하는 편심 수차를 보정할 수 있다.
상기 제3렌즈군의 후군(G32)은 적어도 1매의 정 렌즈와 적어도 1매의 부 렌즈를 포함한다. 상기 후군(G32)의 적어도 1매의 정 렌즈의 아베수를 Vp(G32), 상기적어도 1매의 부 렌즈의 아베수를 Vn(G32)이라고 할 때, 상기 후군은 다음을 만족하도록 구성될 수 있다.
30 ≤ Vp(G32) - Vn(G32) ≤ 60
제3렌즈군(G3)의 후군(G32)이 상기 수학식 13을 만족함으로써 잔존 색수차를 보정할 수 있다. 상기 G31군과 G32군은 각각 적어도 1매의 정의 렌즈, 적어도 1매의 부의 렌즈로 구성함으로써 렌즈의 진동 보정시 발생하는 편심 수차를 양호하게 보정할 수 있다.
일반적으로 편심 수차는 각 렌즈군에 입사하고 출사하는 광선에 대한 잔존 수차량에 의해서 결정된다. 편심 수차를 양호하게 보정하기 위해서, 각 렌즈군의 굴절력 배치와 각 렌즈군의 잔존 수차량을 적절하게 설정하는 것이 필요하다. 상기 제3렌즈군의 전군과 후군 각각은, 적어도 1매의 정렌즈와 적어도 1매의 부 렌즈를 구비하여, 잔존 수차를 상쇄한다.
한편, 상기 제2렌즈군은 적어도 1매의 정 렌즈와 적어도 1매의 부 렌즈를 포함하여 진동 보정 렌즈군의 이동에 따른 잔존 수차를 제거한다. 예를 들어, 제2렌즈군(G2)은 정의 양볼록 렌즈와 부의 양오목 렌즈가 접합된 접합 렌즈를 포함한다. 도 1을 참조하면 제6렌즈(6)가 정의 양볼록 렌즈이고, 제7렌즈(7)가 부의 양오목 렌즈일 수 있다. 상기 제2렌즈군(G2)은 포커싱을 위해 이동하는 군으로, 이동시에 수차 변동이 작아야 한다. 이를 위해, 제2렌즈군(G2)의 각 렌즈면의 곡률 반경을 순서대로 R1, R2, R3라고 할 때, 다음의 식을 만족하도록 하여 제2렌즈군의 이동시 수차를 보정한다.
|R1| ≤ |R2| ≤ |R3|
또한, 제2렌즈군(G2)의 정 렌즈의 아베수 보다, 부 렌즈의 아베수가 크도록 하여, 제1렌즈군에서 보정하고 남은 색수차를 보정한다.
이하, 본 발명에 따른 제1 내지 제10 실시예를 기술한다. 실시예에서 EFL은 전체 렌즈계의 초점거리, Fno는 F-Number, w는 반화각(35mm Film Size에 대응), 2w는 화각, Surf는 렌즈면, ST는 조리개, Radius는 렌즈의 곡률 반경, Thick는 렌즈 두께 혹은 공기 간격, Ind는 렌즈의 굴절률, Abv는 렌즈의 아베수를 나타내며, 굴절률과 아베수는 d-Line(λ=587.56nm)을 기준으로 한다.
<제1 실시예>
EFL : 292.16mm Fno : 2.88 2w : 8.5
Surf Radius Thick Ind Abv
1 112.640 20.26 1.497 81.6
2 -675.530 0.50 　 　
3 125.538 10.81 1.497 81.6
4 400.966 4.02 　 　
5 -1054.000 4.60 1.8061 40.7
6 346.222 30.71 　 　
7 85.240 3.50 1.744 44.9
8 44.107 15.64 1.497 81.6
9 197.373 19.79 　 　
10 213.977 4.24 1.80518 25.5
11 -213.977 2.30 1.883 40.8
12 72.366 36.51 　 　
ST Infinity 8.50 　 　
14 106.420 5.10 1.84666 23.8
15 -67.380 1.78 1.69895 30.1
16 54.500 6.60 　 　
17 -89.481 1.80 1.48749 70.4
18 92.081 5.00 　 　
19 117.173 7.80 1.834 37.3
20 -44.418 1.80 1.84666 23.8
21 -233.292 2.32 　 　
22 69.994 6.50 1.48749 70.4
23 546.748 5.00 　 　
24 Infinity 2.00 1.5168 64.2
25 Infinity 72.52 　 　
IMG 　 　 　 　
<제2 실시예>
EFL : 292.00mm Fno : 2.88 2w : 8.5
Surf Radius Thick Ind Abv
1 112.965 20.08 1.497 81.6
2 -686.239 4.82 　 　
3 116.263 11.74 1.497 81.6
4 400.100 3.58 　 　
5 -1053.985 5.00 1.8061 40.7
6 272.973 28.46 　 　
7 86.188 4.18 1.744 44.9
8 44.616 16.00 1.497 81.6
9 271.158 19.51 　 　
10 207.626 4.18 1.80518 25.5
11 -207.626 2.30 1.883 40.8
12 67.948 33.40 　 　
ST Infinity 5.00 　 　
14 103.029 4.50 1.84666 23.8
15 -103.029 2.56 　 　
16 -103.540 2.00 1.72825 28.3
17 53.882 5.19 　 　
18 -67.063 2.00 1.48749 70.4
19 99.868 3.50 　 　
20 114.708 8.00 1.8061 33.3
21 -37.378 3.00 1.84666 23.8
22 -178.368 1.36 　 　
23 82.529 3.96 1.48749 70.4
24 -265.616 5.00 　 　
25 Infinity 2.00 1.5168 64.2
26 Infinity 72.51 　 　
IMG 　 　 　 　
<제3 실시예>
EFL : 292.00mm Fno : 2.88 2w : 8.5
Surf Radius Thick Ind Abv
1 110.195 20.54 1.497 81.6
2 -649.833 0.50 　 　
3 125.173 11.15 1.497 81.6
4 443.518 3.52 　 　
5 -945.974 5.00 1.7561 45.7
6 344.563 25.00 　 　
7 82.726 4.30 1.744 44.9
8 43.482 17.12 1.497 81.6
9 194.470 19.88 　 　
10 218.281 4.25 1.80518 25.5
11 -218.281 2.30 1.883 40.8
12 72.759 32.73 　 　
ST Infinity 4.00 　 　
14 90.471 4.70 1.84666 23.8
15 -76.104 2.00 1.69895 30.1
16 45.436 6.03 　 　
17 -76.147 2.00 1.48749 70.4
18 170.130 4.50 　 　
19 302.703 7.80 1.81846 34.5
20 -46.956 2.80 1.84666 23.8
21 -195.007 5.00 　 　
22 68.643 5.06 1.48749 70.4
23 -308.940 5.00 　 　
24 Infinity 2.00 1.5168 64.2
25 Infinity 72.69 　 　
IMG 　 　 　 　
<제4 실시예>
EFL : 292.00mm Fno : 2.88 2w : 8.5
Surf Radius Thick Ind Abv
1 112.178 20.69 1.497 81.6
2 -574.159 0.50 　 　
3 132.994 11.27 1.43384 95.2
4 413.831 4.62 　 　
5 -632.930 4.60 1.8061 40.7
6 471.546 31.69 　 　
7 84.140 3.60 1.74068 46.7
8 44.135 15.45 1.497 81.6
9 198.102 20.48 　 　
10 232.554 4.30 1.80518 25.5
11 -182.639 2.30 1.883 40.8
12 74.897 42.17 　 　
ST Infinity 8.00 　 　
14 119.715 4.84 1.84541 27
15 -63.058 2.67 1.69958 34.2
16 59.449 7.11 　 　
17 -92.408 1.50 1.49 70.1
18 87.060 5.37 　 　
19 130.295 7.13 1.83954 37.9
20 -42.709 1.70 1.83498 24
21 -197.835 0.80 　 　
22 63.883 5.52 1.497 81.6
23 291.663 4.11 　 　
24 Infinity 2.00 1.5168 64.2
25 Infinity 72.61 　 　
IMG 　 　 　 　
<제5 실시예>
EFL : 292.00mm Fno : 2.88 2w : 8.5
Surf Radius Thick Ind Abv
1 111.586 20.59 1.497 81.6
2 -618.791 0.50 　 　
3 130.781 11.30 1.43384 95.2
4 415.534 4.63 　 　
5 -699.079 4.60 1.8061 40.7
6 427.912 32.01 　 　
7 84.218 3.57 1.794 39.9
8 43.881 15.96 1.4986 73.2
9 196.477 20.50 　 　
10 221.892 4.30 1.80518 25.5
11 -188.722 2.30 1.883 40.8
12 74.034 42.24 　 　
ST Infinity 8.41 　 　
14 117.292 4.98 1.84692 26.7
15 -63.628 2.83 1.69971 33
16 58.393 6.80 　 　
17 -91.825 1.50 1.49062 70
18 87.832 5.00 　 　
19 128.075 6.20 1.84045 43.5
20 -54.473 1.70 1.83433 24.1
21 -196.673 0.93 　 　
22 63.033 5.73 1.49826 67.9
23 271.123 4.23 　 　
24 Infinity 2.00 1.5168 64.2
25 Infinity 72.74 　 　
IMG 　 　 　 　
<제6 실시예>
EFL : 292.00mm Fno : 2.88 2w : 8.4
Surf Radius Thick Ind Abv
1 112.353 20.16 1.497 81.6
2 -613.884 0.50 　 　
3 131.249 11.12 1.456 90.3
4 423.030 4.39 　 　
5 -739.986 4.60 1.8061 40.7
6 417.289 31.45 　 　
7 84.948 3.60 1.74265 46.6
8 44.160 15.93 1.497 81.6
9 198.702 20.27 　 　
10 227.202 4.30 1.80518 25.5
11 -181.577 2.30 1.883 40.8
12 74.365 43.23 　 　
ST Infinity 8.00 　 　
14 118.788 4.82 1.84536 26
15 -63.528 2.50 1.69915 32.9
16 58.760 6.45 　 　
17 -92.710 1.50 1.4875 70.4
18 87.412 5.89 　 　
19 125.439 7.19 1.83821 37.9
20 -43.728 1.70 1.83916 23.9
21 -209.425 0.80 　 　
22 66.167 5.83 1.497 81.6
23 360.486 4.00 　 　
24 Infinity 2.00 1.5168 64.2
25 Infinity 72.51 　 　
IMG 　 　 　 　
<제 7실시예>
EFL : 292.00mm Fno : 2.88 2w : 8.5
Surf Radius Thick Ind Abv
1 110.392 20.81 1.497 81.6
2 -688.034 0.81 　 　
3 119.386 10.83 1.497 81.6
4 411.406 4.23 　 　
5 -921.004 4.60 1.8061 40.7
6 367.650 31.18 　 　
7 82.601 3.51 1.74513 45.1
8 43.227 0.81 　 　
9 43.527 15.66 1.497 81.6
10 191.538 19.50 　 　
11 233.953 4.01 1.80518 25.5
12 -233.953 2.30 1.883 40.8
13 74.252 38.08 　 　
ST Infinity 7.10 　 　
15 99.786 4.99 1.84666 23.8
16 -73.967 1.70 1.69874 31
17 50.281 7.20 　 　
18 -79.716 1.65 1.48749 70.4
19 140.614 6.50 　 　
20 227.752 7.80 1.83938 35.7
21 -38.917 1.70 1.82865 24.3
22 -190.601 1.00 　 　
23 64.992 4.91 1.48749 70.4
24 -9959.093 5.00 　 　
25 Infinity 2.00 1.5168 64.2
26 Infinity 72.51 　 　
IMG 　 　 　 　
<제8 실시예>
EFL : 292.00mm Fno : 2.88 2w : 8.5
Surf Radius Thick Ind Abv
1 110.536 20.78 1.497 81.6
2 -686.687 0.78 　 　
3 129.276 10.82 1.497 81.6
4 412.243 4.21 　 　
5 -933.970 4.59 1.8061 40.7
6 315.253 31.15 　 　
7 82.580 3.51 1.74507 45.3
8 43.220 0.60 　 　
9 43.476 15.66 1.497 81.6
10 186.956 19.50 　 　
11 237.094 4.02 1.80518 25.5
12 -208.270 2.30 1.883 40.8
13 75.168 38.07 　 　
ST Infinity 7.14 　 　
15 99.896 5.00 1.84666 23.8
16 -73.466 1.70 1.6984 30.2
17 50.478 7.50 　 　
18 -87.011 1.65 1.48749 70.4
19 120.803 6.32 　 　
20 186.503 8.20 1.83989 36.2
21 -43.833 1.70 1.82806 24.2
22 -228.821 0.80 　 　
23 64.936 5.05 1.48749 70.4
24 -14700.045 5.00 　 　
25 Infinity 2.00 1.5168 64.2
26 Infinity 72.57 　 　
IMG 　 　 　 　
<제9 실시예>
EFL : 292.00mm Fno : 2.88 2w : 8.5
Surf Radius Thick Ind Abv
1 114.532 20.93 1.497 81.6
2 -495.577 2.49 　 　
3 137.512 11.23 1.497 81.6
4 668.709 4.09 　 　
5 -566.255 4.59 1.8555 28.6
6 364.350 29.51 　 　
7 84.751 3.60 1.744 44.9
8 54.503 2.00 　 　
9 61.005 13.28 1.497 81.6
10 326.112 19.97 　 　
11 451.780 4.30 1.84666 23.8
12 -125.579 2.20 1.883 40.8
13 83.855 36.40 　 　
ST Infinity 10.01 　 　
15 148.270 4.56 1.85953 28
16 -62.155 1.50 1.68924 41.8
17 49.322 7.50 　 　
18 -58.162 1.50 1.48749 70.4
19 800.000 6.00 　 　
20 750.000 8.20 1.80963 37.8
21 -34.469 2.00 1.84424 23.8
22 -112.593 1.00 　 　
23 77.159 5.36 1.48749 70.4
24 -200.000 5.00 　 　
25 Infinity 2.00 1.5168 64.2
26 Infinity 72.53 　 　
IMG 　 　 　 　
<제10 실시예>
EFL : 292.00mm Fno : 2.88 2w : 8.5
Surf Radius Thick Ind Abv
1 600.000 7.97 1.5168 64.2
2 -1400.000 0.50 　 　
3 116.000 18.55 1.497 81.6
4 -1370.000 0.50 　 　
5 137.081 10.56 1.497 81.6
6 451.248 2.80 　 　
7 -5722.858 4.59 1.80574 35.1
8 187.530 34.64 　 　
9 94.109 3.60 1.74399 44.9
10 61.989 2.00 　 　
11 70.563 12.56 1.497 81.6
12 580.694 19.80 　 　
13 450.438 4.28 1.84666 23.8
14 -131.451 2.20 1.883 40.8
15 89.126 37.30 　 　
STO Infinity 10.00 　 　
17 135.623 4.72 1.84799 24.2
18 -67.143 1.50 1.65567 33.1
19 47.626 7.50 　 　
20 -60.909 1.50 1.48749 70.4
21 263.532 6.00 　 　
22 532.759 8.18 1.80883 33.6
23 -30.639 2.00 1.84655 23.8
24 -126.535 1.00 　 　
25 77.848 5.63 1.48749 70.4
26 -155.014 5.00 　 　
27 Infinity 2.00 1.5168 64.2
28 Infinity 72.53 　 　
IMG 　 　 　 　
　 제1실시 예 제2실시예 제3실시예 제4실시예 제5실시예 제6실시예 제7실시예 제8실시예 제9실시예 제10실시예
V(G1) > 70 3매 3매 3매 3매 3매 3매 3매 3매 3매 3매
150<φFNO < 300 186.5 186.0 187.8 186.5 186.2 167.3 163.6 185.2 191.5 192.7
-0.6 < F/f31 < -0.2 -0.407 -0.502 -0.247 -0.403 -0.423 -0.398 -0.307 -0.317 -0.33 -0.331
0.4 < F1/F < 0.7 0.577 0.562 0.544 0.591 0.598 0.59 0.575 0.577 0.536 0.553
0.15 < |F1*F2/F| < 0.30 0.228 0.206 0.215 0.235 0.239 0.234 0.227 0.229 0.206 0.229
0.6 < F3/F < 0.9 0.699 0.722 0.811 0.638 0.638 0.633 0.659 0.663 0.671 0.69
-4.0 < m31 < -0.7 -1.665 -1.342 -3.24 -1.591 -1.486 -1.622 -2.276 -2.192 -2.386 -2.387
-0.6 < m32 < -0.1 -0.407 -0.502 -0.247 -0.403 -0.423 -0.398 -0.307 -0.317 -0.33 -0.331
-0.4 < Fair/F < -0.15 -0.27 -0.238 -0.226 -0.29 -0.286 -0.289 -0.246 -0.253 -0.218 -0.224
0.7 < Fair/F31 < 1.4 1.02 0.999 0.842 1.085 1.071 1.081 0.897 0.924 0.914 0.939
본 발명의 실시예에 따른 망원 렌즈계는 진동 보정을 위한 렌즈군을 포함하여 피사체를 보다 화질이 우수하게 촬영할 수 있도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 망원 렌즈계는 CCD나 CMOS 등의 고체촬상소자를 사용하는 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라, 휴대용 단말기 등의 촬영 장치에 적합하게 사용 가능하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 망원 렌즈계를 가진 촬영 장치를 도시한 것이다. 촬영 장치는 앞서 실시예에 따라 설명한 망원 렌즈계(111)와 이 망원 렌즈 계(111)에 의해 결상된 광을 수광하는 이미징 센서(112)를 포함한다. 상기 촬영 장치는 상기 이미징 센서(112)로부터 광전 변환된 피사체 상에 대응되는 정보가 기록된 기록 수단(113)과, 피사체 상을 관찰하기 위한 파인더(finder)(114)를 포함한다. 그리고, 피사체 상이 표시되는 액정 디스플레이 패널(115)이 구비될 수 있다. 도 31에 도시된 촬영 장치는 일 예일 뿐이며 여기에 한정되는 것은 아니고 카메라 이외에 다양한 광학 기기에 적용 가능하다. 이와 같이 본 발명의 망원 렌즈계를 디지털 카메라 등의 촬영 장치에 적용함으로써 소형이면서 망원으로 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 망원 렌즈계를 도시한 것이다 .
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 망원 렌즈계의 구면수차, 상면만곡, 왜곡, 배율 색수차를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 망원 렌즈계의 진동 보정에 따른 횡방향 수차를 나타낸 것이다.
도 4는은 본 발명의 일실시예에 따른 촬영 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 설명>
G1...제1렌즈군, G2...제2렌즈군
G3...제3렌즈군, G31...제3렌즈군의 전군
G32...제3렌즈군의 후군

Claims (17)

  1. 물체측으로부터 순서대로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하고,
    상기 제2렌즈군은 포커싱을 수행하고, 상기 제3렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 전군과, 정의 굴절력을 가지는 후군을 가지고, 상기 제3렌즈군의 전군을 광축에 대해 수직 방향으로 이동시켜 진동 보정을 수행하며,
    상기 제1렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 3매 이상 포함하고, 상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈 중 3매 이상은 아래의 식을 만족하는 망원 렌즈계.
    <식>
    V(G1) ≥ 70
    150 < φFNO < 400
    여기서, V(G1)는 제1렌즈군에 포함된 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 아베수를, φ는 상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈 중 가장 상측에 가까운 렌즈의 유효경을 나타내고, FNO는 전체 렌즈계의 F-Number를 나타낸다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1렌즈군, 제2렌즈군, 제3렌즈군은 다음 식을 만족하는 망원 렌즈계.
    <식>
    -0.6 < F/f31 < -0.2
    F는 전체 초점거리를, f31은 제1 렌즈군으로부터 제3렌즈군의 전군까지의 합성 초점거리를 나타낸다.
  3. 물체측으로부터 순서대로 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군을 포함하고,
    상기 제2렌즈군은 포커싱을 수행하고, 상기 제3렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 전군과, 정의 굴절력을 가지는 후군을 가지고, 상기 제3렌즈군의 전군을 광축에 대해 수직 방향으로 이동시켜 진동 보정을 수행하며,
    상기 제1렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 3매 이상 포함하고, 상기 제1렌즈군, 제2렌즈군 및 3렌즈군은 다음 식을 만족하는 망원 렌즈계.
    <식>
    -0.6 < F/f31 < -0.2
    여기서, F는 전체 초점거리를, f31은 제1 렌즈군으로부터 제3렌즈군의 전군까지의 합성 초점거리를 나타낸다.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1렌즈군과 제2렌즈군은 다음 식을 만족하는 망원 렌즈계.
    <식>
    0.4 < F1/F < 0.7
    0.15 < |F1*F2/F| < 0.30
    여기서, F는 전체 초점거리를, F1은 제1렌즈군의 초점거리를, F2는 제2 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제3렌즈군은 다음을 만족하는 망원 렌즈계.
    <식>
    0.6 < F3/F < 0.9
    여기서, F는 전체 초점거리를, F3은 제3렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군은 다음을 만족하는 망원 렌즈계.
    <식>
    0.6 < F3/F < 0.9
    여기서, F는 전체 초점거리를, F3은 제3렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군의 전군은 다음 식을 만족하는 망원 렌즈계.
    <식>
    -4.0 < m31 < -0.7
    여기서, m31은 무한 물체 거리에 대한 제3렌즈군의 전군의 배율을 나타낸다.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제3렌즈군의 후군은 다음 식을 만족하는 망원 렌즈계.
    <식>
    -0.6 < m32 < -0.1
    여기서, m32는 무한 물체 거리에 대한 제3렌즈군의 후군의 배율을 나타낸다.
  9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군의 전군은 적어도 1매의 정 렌즈와 적어도 1매의 부 렌즈와 양 볼록 형상의 공기 렌즈를 포함하는 망원 렌즈계.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 공기 렌즈의 초점거리를 Fair라고 할 때, 다음 식을 만족하는 망원 렌즈계.
    <식>
    -0.4 < Fair/F < -0.15
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 공기 렌즈의 초점거리를 Fair라고 하고, 제3렌즈군의 전군의 초점거리가 F31일 때, 다음 식을 만족하는 망원 렌즈계.
    0.7 < Fair/F31 < 1.4
  12. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3렌즈군의 후군은 적어도 1매의 정 렌즈와 적어도 1매의 부 렌즈를 포함하는 망원 렌즈계.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제3렌즈군의 후군에 있는 적어도 1매의 정 렌즈의 아베수를 Vp(G32), 상기 적어도 1매의 부 렌즈의 아베수를 Vn(G32)이라고 할 때, 다음 식을 만족하는 망원 렌즈계.
    <식>
    30 < Vp(G32) - Vn(G32) < 60
  14. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2렌즈군은 적어도 1매의 정 렌즈와 적어도 1매의 부 렌즈를 포함하는 망원 렌즈계.
  15. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 망원 렌즈계; 및
    상기 망원 렌즈계에 의해 결상된 상을 수광하는 이미징 센서;를 포함하는 촬영 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제1렌즈군과 제2렌즈군은 다음 식을 만족하는 촬영 장치.
    <식>
    0.4 < F1/F < 0.7
    0.15 < |F1*F2/F| < 0.30
    여기서, F는 전체 초점거리를, F1은 제1렌즈군의 초점거리를, F2는 제2 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 제3렌즈군은 다음을 만족하는 촬영 장치.
    <식>
    0.6 < F3/F < 0.9
    여기서, F는 전체 초점거리를, F3은 제3렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
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