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KR101758622B1 - 줌 렌즈계 - Google Patents

줌 렌즈계 Download PDF

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KR101758622B1
KR101758622B1 KR1020100134906A KR20100134906A KR101758622B1 KR 101758622 B1 KR101758622 B1 KR 101758622B1 KR 1020100134906 A KR1020100134906 A KR 1020100134906A KR 20100134906 A KR20100134906 A KR 20100134906A KR 101758622 B1 KR101758622 B1 KR 101758622B1
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KR
South Korea
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lens
refractive power
lens group
positive refractive
negative
Prior art date
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KR1020100134906A
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Inventor
이병귀
Original Assignee
한화테크윈 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 어안 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치에 관한 것으로, 물체측으로부터 이미지측으로의 순서대로,부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 구비하며, 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군 및 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제8 렌즈를 구비하며, 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군을 포함하고, 제1 렌즈군와 상기 제2 렌즈군 사이의 간격을 변화시켜 주밍하는 줌 렌즈계를 제공한다.

Description

줌 렌즈계{Zoom lens system}
본 발명은 줌 렌즈계에 관한 것이다.
CCD 또는 CMOS를 이용하여 영상을 구현하는 디지털 카메라, 비디오 카메라, 감시용 카메라, 휴대폰용 카메라와 같은 촬영 장치는 디지털로 전환됨에 따라 저장 용량이 증가되고 있다. 저장 용량이 증가됨에 따라 디지털 촬영 장치에 채용되는 렌즈계에 대한 높은 광학 성능에 대한 요구 및 편의상의 이유로 소형화에 대한 요구가 점차 증대되고 있다.
렌즈계는 피사체가 가지는 작은 정보까지 선명하게 기록하기 위해서 화면 주변에서 발생하는 수차까지 양호하게 보정되어야 한다. 그러나, 고성능을 실현하기 위해서는 소형화를 이루기에 어려움이 있고, 소형화를 위해서는 제조 원가의 상승이 수반되므로 높은 광학 성능과 제조 비용을 같이 만족시키기에 어려움이 있다.
본 발명의 실시예들은, 2개의 렌즈군으로 이루어진 줌 렌즈계를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 물체측으로부터 이미지측으로의 순서대로, 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 구비하며, 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군; 및 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제8 렌즈를 구비하며, 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군;을 포함하고, 상기 제1 렌즈군와 상기 제2 렌즈군 사이의 간격을 변화시켜 주밍을 하는 줌 렌즈계를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 제5 렌즈는 하기의 식을 할 수 있다.
<식>
vd5 > 65
여기서, vd5는 상기 제5 렌즈의 d선의 아베수를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제4 렌즈는 하기의 식을 만족할 수 있다.
<식>
nd4 < 1.55
여기서, nd4는 상기 제4 렌즈의 d선의 굴절율을 나타낸다
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 렌즈군은 하기의 식을 만족할 수 있다.
<식>
-3.0 < fⅠ/fw < -2.5
여기서, fⅠ는 제1 렌즈군의 초점거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제2 렌즈군은 하기의 식을 만족할 수 있다.
<식>
v(G2+) > 61
여기서, v(G2+)는 제2 렌즈군 중 정의 굴절력을 갖는 렌즈들의 아베수 평균을 나타낸다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 렌즈군 및 상기 제2 렌즈군 중 적어도 어느 하나는 비구면을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제3 렌즈는 적어도 1면 이상의 비구면을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제4 렌즈 및 제8 렌즈 중 적어도 어느 하나는 비구면을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제4 렌즈의 물체측면은 비구면일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제8 렌즈의 이미지측 면은 비구면일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 광각단에서 망원단으로의 주밍시 주밍시 상기 제1 렌즈군은 이미지측으로 이동하고, 상기 제2 렌즈군은 물체측으로 이동할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 렌즈군 및 상기 제2 렌즈군 사이에 배치되는 조리개를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 조리개는 주밍시 이동하지 않을 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 물체측으로부터 이미지측으로의 순서대로, 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군; 및 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군;을 포함하고, 상기 제1 렌즈군와 상기 제2 렌즈군 사이의 간격을 변화시켜 주밍을 하고, 상기 제2 렌즈군은 하기의 식을 만족할 수 있다.
<식>
nd21 < 1.55
vd22 > 65
여기서, nd24는 제2 렌즈군의 물체측으로부터 첫번째 렌즈의 d선의 굴절율을, vd22는 제2 렌즈군의 물체측으로부터 두번째 렌즈의 d선의 아베수를 나타낸다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 중심부뿐만 아니라 주변부까지 해상력이 높으면서 밝은 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.
그리고, 가시광선 대역의 색수차를 광각단에서부터 망원단까지 양호하게 보정할 수 있다.
또한, 광각의 시야각을 제공하며, 적은 렌즈의 매수를 갖는 소형의 줌 렌즈계를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 줌 렌즈계의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점 수차 및 왜곡에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점 수차 및 왜곡에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 줌 렌즈계의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 도 4에 도시된 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점 수차 및 왜곡에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 6은 도 4에 도시된 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점 수차 및 왜곡에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 줌 렌즈계의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 도 7에 도시된 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점 수차 및 왜곡에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 9는 도 7에 도시된 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점 수차 및 왜곡에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 줌 렌즈계의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 11은 도 10에 도시된 줌 렌즈계의 광각단에서의 종방향 구면수차, 비점 수차 및 왜곡에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 12는 도 10에 도시된 줌 렌즈계의 망원단에서의 종방향 구면수차, 비점 수차 및 왜곡에 관한 수차도를 도시한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 줌 렌즈계를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 물체측(O)으로부터 이미지측(I)의 순서대로 제1 렌즈군(G1), 조리개(ST) 및 제2 렌즈군(G2)을 포함한다. 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2) 중 적어도 어느 하나는 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다.
제1 렌즈군(G1)은 부의 굴절력을 갖는다. 제1 렌즈군(G1)은 제1 렌즈(11), 제2 렌즈(12), 및 제3 렌즈(13)로 구성되는 3매의 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 렌즈(11)와 제2 렌즈(12)는 부의 굴절력을, 제3 렌즈(13)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제1 렌즈군(G1)의 정렌즈는 비구면을 포함할 수 있다. 예컨대, 제3 렌즈(13)의 물체측을 향하는 면 또는 이미지측을 향하는 면이 비구면일 수 있다. 제3 렌즈(13)가 비구면을 갖도록 구성함으로써, 코마 수차의 발생을 효과적으로 억제할 수 있고 중심부뿐만 아니라 주변부에도 높은 해상력을 가질 수 있다.
제2 렌즈군(G2)은 정의 굴절력을 갖는다. 제2 렌즈군(G2)은 제4 렌즈(21), 제5 렌즈(22), 제6 렌즈(23), 제7 렌즈(24), 및 제8 렌즈(25)로 구성되는 5매의 렌즈를 포함할 수 있다. 제4 렌즈(21), 제5 렌즈(22), 제7 렌즈(24) 및 제8 렌즈(25)는 정의 굴절력을 가질 수 있고, 제6 렌즈(23)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2 렌즈군(G2)은 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 렌즈군(G2) 중 가장 이미지측의 면은 비구면일 수 있다. 또는, 제2 렌즈군(G2) 중 가장 물체측의 면과 가장 이미지측의 면이 비구면일 수 있다.
제2 렌즈군(G2) 중 가장 이미지측 면을 비구면으로 구성함으로써, 비점 수차 및 상면 만곡을 효과적으로 보정할 수 있다.
제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2) 사이에는 조리개(ST)가 배치될 수 있으며, 도면 부호 30은 광학 필터를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 주밍시에 제1 렌즈군(G1)과 제2 렌즈군(G2)이 이동할 수 있다. 광각단에서 망원단으로의 주밍시, 제1 렌즈군(G1)은 이미지측으로 이동하고, 제2 렌즈군(G2)은 물체측으로 이동한다. 예컨대, 제1 렌즈군(G1)은 이미지측(또는 제2 렌즈군(G2))을 향하여 포물선의 궤적을 그리며 이동할 수 있고, 제2 렌즈군(G2)은 물체측(또는 제1 렌즈군(G1))을 향하여 직선의 궤적을 그리며 이동할 수 있다. 주밍시, 조리개(ST)는 이동하지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 줌 렌즈계는 배율 색수차를 작게할 수 있고, 코마수차 및 비점 수차의 발생을 억제하여 전체적으로 고화질의 해상력을 구현할 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 F 넘버가 1.25이하일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 다음의 조건들을 만족할 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 제2 렌즈군(G2)은 하기의 식 1을 만족할 수 있다.
vd22 > 65………(식 1)
여기서, vd22는 제2 렌즈군(G2) 중 물체측으로부터 두번째 배치된 렌즈의 d선의 아베수로서, 예컨대, 제2 렌즈군(G2) 중 제5 렌즈(22)의 아베수를 나타낸다.
식 1은 제2 렌즈군(G2) 중 물체측으로부터 두번째 배치된 렌즈의 d선의 아베수를 정의한 것으로, 이 값이 65보다 작으면 색수차가 발생한다.
본 발명의 실시예에 따른 제2 렌즈군(G2)은 하기의 식 2를 만족할 수 있다.
v(G2+) > 61………(식 2)
여기서, v(G2+)는 제2 렌즈군(G2) 중 정의 굴절력을 갖는 렌즈들의 아베수 평균을 나타낸다.
식 2는 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈들 중 정의 굴절력을 갖는 렌즈들의 아베수의 평균값을 정의한 것으로서, 이 값이 61보다 작아지면 색수차가 발생한다.
본 발명의 실시예에 따른 제2 렌즈군(G2)은 하기의 식 3을 만족할 수 있다.
nd21 < 1.55………(식 3)
여기서, nd21는 제2 렌즈군(G2) 중 가장 물체측에 배치된 렌즈의 d선의 굴절율으로, 예컨대 제2 렌즈군(G2) 중 제4 렌즈(21)의 굴절율을 나타낸다.
식 3은 제2 렌즈군(G2) 중 가장 물체측에 배치된 렌즈의 d선의 굴절율을 정의한 것으로서, 이 값이 1.55보다 크면 색수차가 발생한다.
식 1 및 식 3의 조건에 의하여 본 발명에 따른 줌 렌즈계는 축상 색수차를 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 제1 렌즈군(G1)은 하기의 식 4를 만족할 수 있다.
-3.0 < fⅠ/fw < -2.5 ………(식 4)
여기서, fⅠ는 제1 렌즈군의 초점거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.
식 4는 광각단의 초점거리에 대한 제1 렌즈군(G1)의 초점거리의 비를 정의한 것으로서, 이 값이 상한치를 초과하게 되면 배율이 커지지만 제1 렌즈군(G1)에서 수차가 많이 발생하여 줌 렌즈계의 해상력이 저하된다. 식 4의 값이 하한치를 초과하게 되면 줌 렌즈계의 화각이 작아지고 배율이 작아진다. 또한, 줌 렌즈계의 전장이 길어져 렌즈계의 소형화를 이룰 수 없게 된다.
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 112010085841461-pat00001
다음은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
이하에서, EFL은 초점 거리를 Fno는 F 넘버를, FOV(Field of view)는 화각을, D6, D7, D17은 가변 거리를 나타낸다. 그리고, R은 곡률반경을, Dn는 렌즈 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, nd는 소재의 굴절율, vd는 소재의 아베수를, ASP는 비구면을 나타낸다.
<제1실시예>
표 1은 도 1에 도시된 일 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다. 표 1에서 제8 렌즈(25)와 이미지 면 사이에는 광학 필터(30)가 더 배치될 수 있고, S18 및 S19는 광학 필터(30)의 두 면을 나타낸다.
# R Dn nd vd
1 23.3885 0.8500 1.34810 42.72
2 7.2253 7.0356 　
3 -13.7945 0.8000 1.696802 55.46
4 21.1667 0.3436 　
5 21.4887 2.3235 1.821150 24.10
6 (ASP) -54.0572 12.7147 　
7 (ST) infinity 6.3395 　
8 (ASP) 10.4349 2.0776 1.515410 63.20
9 (ASP) infinity 0.1000 　
10 9.6076 4.5481 1.496997 81.61
11 -18.6696 0.5027 　
12 25.9447 0.7000 1.805182 25.43
13 5.3260 0.0836 　
14 5.5400 1.3229 1.589129 61.25
15 6.2563 0.4848 　
16 6.8136 2.0013 1.693500 53.20
17 (ASP) 54.6741 4.5644 　
18 infinity 1.7000 1.516800 64.17
19 infinity 0.2637 　
표 2는 도 1에 도시된 줌 렌즈계에서 비구면 계수를, 표 3은 초점거리(EFL), F넘버(Fno), 화각(FOV), 및 가변거리를 광각단 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다. 가변거리 D6은 제 3렌즈(13)의 가장 이미지측 면(R6)으로부터 조리개(ST)까지의 거리를, D7은 조리개(ST)로부터 제4 렌즈(21)의 가장 물체측 면(R8)까지의 거리를, D17은 제8 렌즈(25)의 가장 이미지측 면(R17)으로부터 필터(30)의 가장 이미지측 면(S18)까지의 거리이다.
# A B C D k
6 5.26E-05 -9.17E-07 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
8 -0.000131204 -3.58E-06 -3.63E-08 0.00E+00 0.00E+00
9 0.000180157 -2.89E-06 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
17 0.000419533 3.65E-06 2.27E-07 0.00E+00 0.00E+00
EFL FOV Fno D6 D7 D17
광각단 3.01 68 1.23 12.7147 6.3395 4.5644
망원단 8.35 23.6 2.01 2.1225 0.5 8.7938
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 줌 렌즈계의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 도시한 것이다. 도 2a 내지 도 2c는 각각 광각단에서의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 보여준다. 한편, 도 3a 내지 도 3c는 각각 망원단에서의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 보여준다. 종방향 구면 수차는 약 656.2725nm(c선), 587.5600nm(d선), 546.0700nm(e선), 486.1300nm(f선), 435.8400nm(g선)의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점 수차와 왜곡은 약 546.07nm(e선) 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 도 2b 및 도 3b를 참고하면, 비점수차 필드 곡선(astigmatic field curve)에서 점선은 자오(tangential) 비점 수차를 실선은 구결(sagittal) 비점 수차를 나타낸다.
<제 2실시예>
표 4는 도 4에 도시된 일 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다. 표 4에서 제8 렌즈(25)와 이미지 면 사이에는 광학 필터(30)가 더 배치될 수 있고, S18 및 S19는 광학 필터(30)의 두 면을 나타낸다.
# R Dn nd vd
1 19.7859 0.8500 1.834810 42.72
2 6.8497 6.9865 　
3 -13.7693 0.8000 1.696802 55.46
4 21.6275 0.2505 　
5 (ASP) 21.5542 2.3949 1.821000 24.10
6 (ASP) -54.4283 12.6691 　
7(ST) infinity 6.2695 　
8 (ASP) 11.0143 2.1137 1.514670 62.90
9 (ASP) infinity 0.1000 　
10 9.7455 4.8147 1.484150 84.90
11 -17.8038 0.2343 　
12 28.6844 0.7000 1.805182 25.43
13 5.3973 0.0918 　
14 5.6477 1.2686 1.589129 61.25
15 6.3587 0.8419 　
16 6.9892 2.0567 1.689970 53.00
17 (ASP) 63.1229 4.5577 　
18 infinity 1.7000 1.516800 64.17
19 infinity 0.0850 　
표 5는 도 4에 도시된 줌 렌즈계에서 비구면 계수를, 표 6은 초점거리(EFL), F넘버(Fno), 화각(FOV), 및 가변거리(D6, D7, D17)를 광각단 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.
# A B C D k
5 5.92E-05 2.58E-06 -1.82E-08 0.00E+00 0.00E+00
6 2.33E-05 2.06E-06 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
8 -0.000100251 -1.99E-06 -4.26E-08 0.00E+00 0.00E+00
9 0.000180025 -2.01E-06 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
17 0.000390482 3.48E-06 1.18E-07 0.00E+00 0.00E+00
EFL FOV Fno D6 D7 D17
광각단 3.09 68 1.23 12.6691 6.2695 4.5577
망원단 8.25 23 2.09 1.6 0.5 8.7938
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 줌 렌즈계의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 도시한 것이다. 도 5a 내지 도 5c는 각각 광각단에서의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 보여준다. 한편, 도 6a 내지 도 6c는 각각 망원단에서의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 보여준다. 종방향 구면 수차는 약 656.28nm, 587.56nm, 546.07nm, 486.13nm, 435.84nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점 수차와 왜곡은 약 546.07nm 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 도 5b 및 도 6b를 참고하면, 비점수차 필드 곡선(astigmatic field curve)에서 점선은 자오(tangential) 비점 수차를 실선은 구결(sagittal) 비점 수차를 나타낸다.
<제3실시예>
표 7은 도 7에 도시된 일 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다. 표 7에서 제8 렌즈(25)와 이미지 면 사이에는 광학 필터(30)가 더 배치될 수 있고, S18 및 S19는 광학 필터(30)의 두 면을 나타낸다.
# R Dn nd vd
1 27.6032 0.8500 1.834810 42.72
2 6.7332 6.2877 　
3 -17.1476 0.8000 1.696802 55.46
4 23.1478 0.1001 　
5 (ASP) 20.5752 2.1829 1.922860 20.88
6 (ASP) -59.1171 13.5995 　
7(ST) infinity 6.4321 　
8 (ASP) 10.1491 2.3627 1.487489 70.44
9 (ASP) 173.6014 0.1000 　
10 9.3248 3.8477 1.496997 81.61
11 -23.0646 0.9817 　
12 -380.8872 0.7000 1.784701 26.08
13 5.9080 0.1997 　
14 6.4239 1.3016 1.589129 61.25
15 8.1251 0.8671 　
16 7.5466 2.0979 1.689970 52.90
17 (ASP) -97.3397 4.8913
18 infinity 1.1000 1.516800　 64.17
19 infinity 0.0980 　
표 8은 도 7에 도시된 줌 렌즈계에서 비구면 계수를, 표 9는 초점거리(EFL), F넘버(Fno), 화각(FOV), 및 가변거리(D6, D7, D17)를 광각단 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.
# A B C D k
5 2.01E-05 2.72E-06 -2.61E-09 0.00E+00 0.00E+00
6 -1.60E-05 2.28E-06 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
8 -5.76E-05 -1.12E-06 -2.89E-08 0.00E+00 0.00E+00
9 1.88E-04 -1.15E-06 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
17 0.000546397 6.11E-06 -4.91E-09 0.00E+00 0.00E+00
f FOV F/# D6 D7 D17
광각단 3 68 1.25 13.5 6.4 4.8913
망원단 8.6 22 2.07 1.6 0.5 9.1292
도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 줌 렌즈계의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 도시한 것이다. 도 8a 내지 도 8c는 각각 광각단에서의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 보여준다. 한편, 도 9a 내지 도 9c는 각각 망원단에서의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 보여준다. 종방향 구면 수차는 약 656.28nm, 587.56nm, 546.07nm, 486.13nm, 435.84nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점 수차와 왜곡은 약 546.07nm 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 도 8b 및 도 9b를 참고하면, 비점수차 필드 곡선(astigmatic field curve)에서 점선은 자오(tangential) 비점 수차를 실선은 구결(sagittal) 비점 수차를 나타낸다.
<제4실시예>
표 10은 도 10에 도시된 일 실시예에 따른 줌 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸다. 표 10에서 제8 렌즈(25)와 이미지 면 사이에는 광학 필터(30)가 더 배치될 수 있고, S18 및 S19는 광학 필터(30)의 두 면을 나타낸다.
# R Dn nd vd
1 44.5722 0.8500 1.834810 42.72
2 7.1731 5.9106 　
3 -17.6935 0.8000 1.696802 55.46
4 26.8437 0.1225 　
5 20.4093 2.4000 1.922860 20.88
6 -306.5610 12.8118 　
7(ST) infinity 6.8552 　
8(ASP) 8.8808 2.7067 1.514240 63.90
9 (ASP) 273.0589 0.1000 　
10 11.4918 3.3630 1.496997 81.61
11 -20.0051 0.6907 　
12 -51.8224 0.7000 1.755200 27.53
13 6.1922 0.0694 　
14 6.3608 2.5103 1.589129 61.25
15 8.2575 0.8255 　
16 (ASP) 7.1286 1.9986 1.693501 53.23
17 (ASP) -438.812 2.5856 　
18 infinity 3.4000 　1.516800 64.17
19 infinity 0.0000 　
표 11은 도 10에 도시된 줌 렌즈계에서 비구면 계수를, 표 12는 초점거리(EFL), F넘버(Fno), 화각(FOV), 및 가변거리(D6, D7, D17)를 광각단 및 망원단에서 각각 나타낸 것이다.
# A B C D k
8 -1.04E-04 4.63E-07 -2.88E-08 0.00E+00 0.00E+00
9 1.84E-04 1.09E-06 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
16 0.00E+00 7.36E-06 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
17 0.00064017 1.83E-05 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
EFL FOV F/# D6 D7 D17
광각단 2.9 69 1.25 12.8 6.85 2.59
망원단 8.5 22.5 2.07 1.8 0.5 6.8
도 11 및 도 12는 도 10에 도시된 줌 렌즈계의 광각단 및 망원단에서의 수차도를 도시한 것이다. 도 11a 내지 도 11c는 각각 광각단에서의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 보여준다. 한편, 도 12a 내지 도 12c는 각각 망원단에서의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡(distortion)을 보여준다. 종방향 구면 수차는 약 656.28nm, 587.56nm, 546.07nm, 486.13nm, 435.84nm의 파장을 갖는 빛에 대하여 도시되었으며, 비점 수차와 왜곡은 약 546.07nm 파장을 갖는 빛에 대하여 도시된 것이다. 도 11b 및 도 12b를 참고하면, 비점수차 필드 곡선(astigmatic field curve)에서 점선은 자오(tangential) 비점 수차를 실선은 구결(sagittal) 비점 수차를 나타낸다.
다음은, 상기 제1 내지 제4실시예가 각각 상기의 수학식 1 및 4의 조건을 만족시킴을 보여준 것이다,
제1실시예 제2실시예 제3실시예 제4실시예
식 1 81.61 84.90 81.61 81.61
식 2 64.815 65.5125 66.55 65.00
식 3 1.51541 1.514670 1.487489 1.514240
식 4 -2.81 -2.79 -2.92 -2.83
본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 높은 줌 배율을 가지고, 소형화 및 저 비용을 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈계는 CCD나 CMOS 등의 고체촬상소자를 사용하는 감시 카메라, 디지털 스틸 카메라. 일안리플렉스 카메라, 비디오 카메라, 휴대용 단말기 등의 촬영장치에 적합하게 사용 가능하다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
G1: 제1 렌즈군 G2: 제2 렌즈군
11: 제1 렌즈 12: 제2 렌즈
13: 제3 렌즈 21: 제4 렌즈
22: 제5 렌즈 23: 제6 렌즈
24: 제7 렌즈 25: 제8 렌즈
30: 필터 ST: 조리개

Claims (14)

  1. 물체측으로부터 이미지측으로의 순서대로,
    부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 구비하며, 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군; 및
    정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제8 렌즈를 구비하며, 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군;을 포함하고,
    상기 제1 렌즈군와 상기 제2 렌즈군 사이의 간격을 변화시켜 주밍을 수행하며,
    상기 제5 렌즈는 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.
    <식>
    vd5 > 65
    여기서, vd5는 상기 제5 렌즈의 d선의 아베수를 나타낸다.
  2. 삭제
  3. 물체측으로부터 이미지측으로의 순서대로,
    부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 구비하며, 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군; 및
    정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제8 렌즈를 구비하며, 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군;을 포함하고,
    상기 제1 렌즈군와 상기 제2 렌즈군 사이의 간격을 변화시켜 주밍을 수행하며,
    상기 제4 렌즈는 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.
    <식>
    nd4 < 1.55
    여기서, nd4는 상기 제4 렌즈의 d선의 굴절율을 나타낸다.
  4. [청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.
    <식>
    -3.0 < fⅠ/fw < -2.5
    여기서, fⅠ는 제1 렌즈군의 초점거리를, fw는 광각단에서의 전체 초점거리를 나타낸다.
  5. [청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    물체측으로부터 이미지측으로의 순서대로,
    부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈를 구비하며, 전체적으로 부의 굴절력을 갖는 제1 렌즈군; 및
    정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제6 렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제7 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제8 렌즈를 구비하며, 전체적으로 정의 굴절력을 갖는 제2 렌즈군;을 포함하고,
    상기 제1 렌즈군와 상기 제2 렌즈군 사이의 간격을 변화시켜 주밍을 수행하며,
    상기 제2 렌즈군은 하기의 식을 만족하는 줌 렌즈계.
    <식>
    v(G2+) > 61
    여기서, v(G2+)는 제2 렌즈군 중 정의 굴절력을 갖는 렌즈들의 아베수 평균을 나타낸다.
  6. [청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군 및 상기 제2 렌즈군 중 적어도 어느 하나는 비구면을 포함하는 줌 렌즈계.
  7. [청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 적어도 1면 이상의 비구면을 포함하는 줌 렌즈계.
  8. [청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4 렌즈 및 제8 렌즈 중 적어도 어느 하나는 비구면을 포함하는 줌 렌즈계.
  9. [청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4 렌즈의 물체측 면은 비구면인 줌 렌즈계.
  10. [청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈의 이미지측 면은 비구면인 줌 렌즈계.
  11. [청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    광각단에서 망원단으로의 주밍시 상기 제1 렌즈군은 이미지측으로 이동하고, 상기 제2 렌즈군은 물체측으로 이동하는 줌 렌즈계.
  12. [청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군 및 상기 제2 렌즈군 사이에 배치되는 조리개를 포함하는 줌 렌즈계.
  13. [청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제12항에 있어서,
    상기 조리개는 주밍시 이동하지 않는 줌 렌즈계.
  14. 삭제
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