KR101274610B1 - far-infrared camera lens unit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원적외선 카메라용 렌즈 유니트에 관한 것으로서, 물체측으로부터 이미지면 방향으로 제1렌즈와 제2렌즈 및 필터가 마련되어 있고, 제1렌즈는 물체측과 대향되는 면이 볼록인 메니스커스 형태의 양의 굴절력을 가지며 양면이 비구면으로 형성되어 있고, 제2렌즈는 제1렌즈와 대향되는 면이 볼록인 메니스커스 형태의 양의 굴절력을 가지며 양면이 비구면으로 형성되어 있고, 필터는 원적외선을 필터링하여 투과시키며, 제1렌즈와 제2렌즈는 2.0 < n110 < 3.0, 2.0< n210 < 3.0, 20 < v1 < 200, 20 < v2 < 200, f1 > f2, 1< f2/f < 1.6, 1 < f1/f2 < 2.5의 조건을 만족하며, v1= (n110-1)/(n108-n112), v2=(n210-1)/(n208-n212)이고, n110은 제1렌즈의 파장 10㎛에서의 굴절율이고, n108은 제1렌즈의 파장 8㎛에서의 굴절율이고, n112는 제1렌즈의 파장 12㎛에서의 굴절율이고, n210은 제2렌즈의 파장 10㎛에서의 굴절율이고, n208은 제2렌즈의 파장 8㎛에서의 굴절율이고, n212는 제2렌즈의 파장 12㎛에서의 굴절율이고, f는 기준 파장 10㎛에서의 제1 및 제2렌즈의 합성 초점거리이고, f1은 기준 파장 10㎛에서의 제1렌즈의 초점거리이고, f2는 기준 파장 10㎛에서의 제2렌즈의 초점거리이다. 이러한 원적외선 카메라용 렌즈 유니트에 의하면, 2매의 렌즈에 의해 구조가 간단하면서도 원하는 성능을 제공할 수 있고, 몰딩에 의해 성형할 수 있어 제조가 용이한 장점을 제공한다.The present invention relates to a lens unit for a far-infrared camera, wherein a first lens, a second lens, and a filter are provided from an object side to an image plane direction, and the first lens has a meniscus shape in which a surface opposing the object side is convex. It has a positive refractive power and both surfaces are formed aspherical, the second lens has a positive meniscus-shaped positive refractive power with a convex surface facing the first lens, and both surfaces are formed aspheric, and the filter filters far infrared rays. And the first lens and the second lens are 2.0 <n110 <3.0, 2.0 <n210 <3.0, 20 <v1 <200, 20 <v2 <200, f1> f2, 1 <f2 / f <1.6, 1 < f1 / f2 <2.5, v1 = (n110-1) / (n108-n112), v2 = (n210-1) / (n208-n212), and n110 at a wavelength of 10 μm of the first lens N108 is the refractive index at a wavelength of 8 μm of the first lens, n112 is the refractive index at the wavelength of 12 μm of the first lens, and n210 is a wavelength of 10 of the second lens. Is the index of refraction at, n208 is the index of refraction at wavelength 8 μm of the second lens, n212 is the index of refraction at wavelength 12 μm of the second lens, and f is the composite focus of the first and second lenses at a reference wavelength of 10 μm. Distance, f1 is the focal length of the first lens at the reference wavelength of 10 mu m, and f2 is the focal length of the second lens at the reference wavelength of 10 mu m. According to the lens unit for far-infrared cameras, the two lenses provide a simple structure and the desired performance, and can be molded by molding, thereby providing the advantages of easy manufacturing.
Description
본 발명은 원적외선 카메라용 렌즈 유니트에 관한 것으로서, 상세하게는 몰딩 성형에 의해 용이하게 제작할 수 있는 원적외선 카메라용 렌즈 유니트에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
원적외선은 8㎛~12㎛의 파장대의 광으로서 인간이 내는 적외선의 파장대를 포함한다. 원적외선 카메라는 야간에 인간이나 동물이 발생하는 적외선을 감지하여 촬상할 수 있는 카메라이다. Far-infrared light is a light in the wavelength range of 8 micrometers-12 micrometers, and contains the infrared wavelength band which a human produces. Far-infrared cameras are cameras that can detect and capture infrared rays generated by humans or animals at night.
한편, 자동차는 야간에 주행을 보다 안전하게 하기 위해서 전방에 존재하는 인간이나 동물을 조속하고 또한 정확하게 인식할 수 있는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the vehicle can recognize humans and animals that exist in the front at a speedy and accurate level to make driving safer at night.
현재의 자동차는 헤드 램프에 의해서 전방을 비추고, 반사광으로 운전자가 전방의 도로, 차량, 인물, 물체 등의 이미지를 인식한다. 이러한 방식은 가시 반사광에 의해 전방을 인식한다. 그러나, 가시 반사광에 의해 인식하는 방식은 램프가 닿지 않는 먼거리쪽이나 측면쪽은 보이지 않는 문제점이 있고, 이것을 보완하는 것이 원적외선 카메라이다.Current cars are illuminated by the headlamps, and the driver recognizes the image of the road, vehicle, person, object, etc. in front of the vehicle by the reflected light. This approach recognizes the front by the visible reflected light. However, the method of recognizing by the visible reflected light has a problem in that the far side or the side side where the lamp does not reach is invisible, and the far infrared camera compensates for this.
인간이나 동물의 체온은 310K 정도로 흑체복사(black-body radiation)의 310K에서의 피크 파장이 8~12㎛ 정도이다. 따라서, 인간·동물이 내는 원적외선을 원적외선 카메라로 포착하도록 하면 인간의 존재를 알 수 있다.The body temperature of humans and animals is about 310K, and the peak wavelength at 310K of black-body radiation is about 8 to 12 µm. Therefore, the existence of human beings can be known by capturing the far infrared rays emitted by humans and animals with a far infrared camera.
또한 원적외선 카메라는 램프의 조사 범위외의 원거리 위치도 보일 수 있게 하기 때문에 자동차에 원적외선 카메라와 화상 처리 장치를 조합시킨 장치를 적용하면 멀리 존재하는 인간이나 동물을 조기에 인식할 수 있다. 이로써, 자동차의 야간 주행의 안전성이 고양되는 것이다.In addition, the far-infrared camera can also see the remote location outside the range of the lamp irradiation, the application of a combination of the far-infrared camera and the image processing device in the car can recognize the human or animals far away early. As a result, the safety of night driving of the vehicle is enhanced.
이러한 야간 관찰용 원적외선 카메라는 매우 고가로서 현재는 대중화 되어 있지 않다.These far-infrared cameras for night observation are very expensive and are not popularized at present.
따라서, 원적외광을 집광하기 위한 렌즈를 저렴하면서도 제작이 용이한 제조기술이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for a manufacturing technology that is easy to manufacture a lens for collecting far infrared light at a low cost.
특히, 원적외선 카메라는 자동차용 이외에도 광원 없이 작동이 가능한 무광원 감시카메라(CCTV)용 등 다양한 용도로 활용될 수 있음을 고려할 때 원적외광을 집광하기 위한 렌즈를 저렴하면서도 제작이 용이한 제조기술의 필요성은 더욱 증대되고 있다.In particular, considering that far-infrared cameras can be used for various purposes, such as for non-light source surveillance cameras (CCTVs) that can operate without a light source in addition to automobiles, there is a need for a manufacturing technology that can be manufactured at a low cost and easy to manufacture a lens for condensing far-infrared light. Is increasing.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 몰드 성형에 의해 제조가 용이하면서도 구조가 간단한 원적외선 카메라용 렌즈 유니트를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above requirements, and an object thereof is to provide a lens unit for a far-infrared camera which is easy to manufacture by mold molding and has a simple structure.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 원적외선 카메라용 렌즈 유니트는 물체측으로부터 이미지면 방향으로 제1렌즈와 제2렌즈 및 필터가 순차적으로 마련되어 있고, 상기 제1렌즈는 상기 물체측과 대향되는 면이 볼록인 제1볼록면을 갖는 메니스커스 형태의 양의 굴절력을 가지며 양면이 비구면으로 형성되어 있고, 상기 제2렌즈는 상기 제1렌즈와 대향되는 면이 볼록인 제2볼록면을 갖는 메니스커스 형태의 양의 굴절력을 가지며 양면이 비구면으로 형성되어 있고, 상기 필터는 상기 제2렌즈를 통과한 광에 대해 원적외선을 투과시키며, 상기 제1렌즈와 제2렌즈는 2.0 < n110 < 3.0, 2.0< n210 < 3.0, 20 < v1 < 200, 20 < v2 < 200, f1 > f2, 1< f2/f < 1.6, 1 < f1/f2 < 2.5의 조건을 만족하며, 여기서, 상기 v1= (n110-1)/(n108-n112), v2=(n210-1)/(n208-n212)이고, 상기 n110은 상기 제1렌즈의 파장 10㎛에서의 굴절율이고, n108은 상기 제1렌즈의 파장 8㎛에서의 굴절율이고, n112는 상기 제1렌즈의 파장 12㎛에서의 굴절율이고, 상기 n210은 상기 제2렌즈의 파장 10㎛에서의 굴절율이고, 상기 n208은 상기 제2렌즈의 파장 8㎛에서의 굴절율이고, 상기 n212는 상기 제2렌즈의 파장 12㎛에서의 굴절율이고, 상기 f는 기준 파장 10㎛에서의 상기 제1 및 제2렌즈의 합성 초점거리이고, 상기 f1은 기준 파장 10㎛에서의 상기 제1렌즈의 초점거리이고, 상기 f2는 기준 파장 10㎛에서의 상기 제2렌즈의 초점거리이다.In order to achieve the above object, the lens unit for a far-infrared camera according to the present invention is provided with a first lens, a second lens and a filter sequentially from an object side to an image plane direction, and the first lens is opposed to the object side. It has a positive refractive power in the form of a meniscus having a first convex surface having a convex surface, and both surfaces thereof are formed aspherical, and the second lens has a second convex surface having a convex surface opposite to the first lens. It has positive refractive power in the form of meniscus, and both surfaces thereof are formed aspheric, and the filter transmits far infrared rays to the light passing through the second lens, and the first lens and the second lens have 2.0 <n110 <3.0. , 2.0 <n210 <3.0, 20 <v1 <200, 20 <v2 <200, f1> f2, 1 <f2 / f <1.6, 1 <f1 / f2 <2.5, wherein v1 = ( n110-1) / (n108-n112), v2 = (n210-1) / (n208-n212), and n110 is the first lens Is a refractive index at a wavelength of 10 μm, n108 is a refractive index at a wavelength of 8 μm of the first lens, n112 is a refractive index at a wavelength of 12 μm of the first lens, and n210 is a wavelength of 10 μm of the second lens. Is the refractive index at, the n208 is the refractive index at a wavelength of 8 μm of the second lens, the n212 is the refractive index at a wavelength of 12 μm of the second lens, and f is the first and the second at a reference wavelength of 10 μm. It is a composite focal length of the second lens, f1 is the focal length of the first lens at a reference wavelength of 10 μm, and f2 is the focal length of the second lens at a reference wavelength of 10 μm.
바람직하게는 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 마련된 조리개;를 더 구비한다.Preferably, the diaphragm is provided between the first lens and the second lens.
또한, 상기 제1렌즈와 제2렌즈는 녹는점이 350℃ 미만인 재질로 대응되는 형상의 성형틀에 몰딩에 의해 성형된 것이 적용된다.In addition, the first lens and the second lens is molded by molding in a mold having a shape corresponding to the melting point of less than 350 ℃ material.
더욱 바람직하게는 상기 제1렌즈의 상기 물체측과 대향되는 제1볼록면의 곡률반경이 상기 제2렌즈의 상기 제1렌즈와 대향되는 제2볼록면의 곡률반경보다 더 큰 것이 적용된다.More preferably, the radius of curvature of the first convex surface opposite to the object side of the first lens is larger than the radius of curvature of the second convex surface opposite to the first lens of the second lens.
본 발명에 따른 원적외선 카메라용 렌즈 유니트에 의하면, 2매의 렌즈에 의해 구조가 간단하면서도 원하는 성능을 제공할 수 있고, 몰딩에 의해 성형할 수 있어 제조가 용이한 장점을 제공한다.According to the lens unit for far-infrared cameras according to the present invention, the two lenses provide a simple structure and the desired performance, and can be molded by molding, thereby providing an easy manufacturing.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 원적외선 카메라용 렌즈 유니트를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 원적외선 카메라용 렌즈 유니트에 대한 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 나타내 보인 수차도이고,
도 3은 도 1의 원적외선 카메라용 렌즈의 공간 주파수를 가로축, 비율을 세로축으로 하고, 입사각을 파라미터로 한 MTF 곡선 그래프이고,
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 원적외선 카메라용 렌즈 유니트를 나타내 보인 도면이고,
도 5는 도 4의 원적외선 카메라용 렌즈 유니트에 대한 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 나타내 보인 수차도이고,
도 6은 도 4의 원적외선 카메라용 렌즈의 공간 주파수를 가로축, 비율을 세로축으로 하고, 입사각을 파라미터로 한 MTF 곡선 그래프이고,
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 원적외선 카메라용 렌즈 유니트를 나타내 보인 도면이고,
도 8은 도 7의 원적외선 카메라용 렌즈 유니트에 대한 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 나타내 보인 수차도이고,
도 9는 도 7의 원적외선 카메라용 렌즈의 공간 주파수를 가로축, 비율을 세로축으로 하고, 입사각을 파라미터로 한 MTF 곡선 그래프이고,
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 원적외선 카메라용 렌즈 유니트를 나타내 보인 도면이고,
도 11은 도 10의 원적외선 카메라용 렌즈 유니트에 대한 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 나타내 보인 수차도이고,
도 12는 도 10의 원적외선 카메라용 렌즈의 공간 주파수를 가로축, 비율을 세로축으로 하고, 입사각을 파라미터로 한 MTF 곡선 그래프이다.1 is a view showing a lens unit for a far infrared camera according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, image curvature, and distortion of the lens unit for the far-infrared camera of FIG. 1;
FIG. 3 is a graph of an MTF curve in which the spatial frequency of the far infrared camera lens of FIG.
4 is a view showing a lens unit for a far infrared ray camera according to a second embodiment of the present invention,
FIG. 5 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, image curvature, and distortion of the lens unit for the far infrared camera of FIG. 4;
FIG. 6 is a graph of an MTF curve in which the spatial frequency of the far-infrared camera lens of FIG. 4 is represented by the horizontal axis and the ratio by the vertical axis, and the incident angle is a parameter.
7 is a view showing a lens unit for a far infrared camera according to a third embodiment of the present invention,
FIG. 8 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, image curvature, and distortion of the lens unit for the far infrared camera of FIG. 7;
FIG. 9 is a graph of an MTF curve in which the spatial frequency of the far infrared camera lens of FIG.
10 is a view showing a lens unit for a far infrared ray camera according to a fourth embodiment of the present invention,
FIG. 11 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, image curvature, and distortion of the lens unit for the far-infrared camera of FIG. 10.
FIG. 12 is a graph of an MTF curve in which the spatial frequency of the far infrared camera lens of FIG. 10 is the horizontal axis, the ratio is the vertical axis, and the incident angle is a parameter.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원적외선 카메라용 렌즈 유니트를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a lens unit for a far infrared camera according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in more detail.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 원적외선 카메라용 렌즈 유니트를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing a lens unit for a far infrared camera according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 원적외선 카메라용 렌즈 유니트는 물체측(OBJ)으로부터 이미지면(IMG) 방향으로 제1렌즈(L11)와 제2렌즈(L21) 및 필터(30)가 순차적으로 마련되어 있다.Referring to FIG. 1, in the lens unit for a far infrared ray camera, a first lens L11, a second lens L21, and a
제1렌즈(L11)는 물체측과 대향되는 면이 볼록인 제1볼록면(b1)을 갖는 메니스커스 형태로 형성되어 있고, 양의 굴절력을 가지며 양면이 비구면으로 형성되어 있다.The first lens L11 is formed in a meniscus shape having a first convex surface b1 having a convex surface facing the object side, and has a positive refractive power and both surfaces thereof are formed aspherical.
제1렌즈(L11)의 형상에서 이미지측면과 대향되는 상하단의 종단부분은 상하방향으로 직선상으로 연장된 평면부분(C1)을 갖게 형성되어 있다. 여기서 평면부분(C1)은 장착성을 고려한 부분으로 렌즈기능을 하는 부분을 벗어난 영역에 형성하면 된다.In the shape of the first lens L11, the upper and lower end portions of the upper and lower ends facing the image side surface are formed to have a planar portion C1 extending in a straight line in the vertical direction. In this case, the planar portion C1 may be formed in a region outside the portion functioning as the lens in consideration of the mountability.
제2렌즈(L21)는 제1렌즈(L11)와 대향되는 면이 볼록인 제2볼록면(b2)을 갖는 메니스커스 형태로 형성되어 있고, 양의 굴절력을 가지며 양면이 비구면으로 형성되어 있다.The second lens L21 is formed in a meniscus shape having a second convex surface b2 having a convex surface facing the first lens L11, and has a positive refractive power and both surfaces are formed as an aspherical surface. .
필터(30)는 이미지 센서 보호용으로 적용된 것으로 사각판형으로 형성되어 제2렌즈(L21)를 통과한 광에 대해 원적외선을 투과시키는 것이 적용되면 된다.The
조리개(50)는 제1렌즈(L11)와 제2렌즈(L21) 사이에 마련되어 있다.The
이러한 렌즈 유니트에서 제1렌즈(L11)와 제2렌즈(L21)는 아래의 조건을 만족하도록 제작된다.In this lens unit, the first lens L11 and the second lens L21 are manufactured to satisfy the following conditions.
2.0 < n110 < 3.0, 2.0 <n110 <3.0,
2.0< n210 < 3.0, 2.0 <n210 <3.0,
20 < v1 < 200, 20 <v1 <200,
20 < v2 < 200, 20 <v2 <200,
f1 > f2, f1> f2,
1< f2/f < 1.6, 1 <f2 / f <1.6,
1 < f1/f2 < 2.51 <f1 / f2 <2.5
여기서, v1= (n110-1)/(n108-n112) 이고, v2=(n210-1)/(n208-n212)이다.Here, v1 = (n110-1) / (n108-n112) and v2 = (n210-1) / (n208-n212).
또한, n110은 제1렌즈(L11)의 파장 10㎛에서의 굴절율이고, n108은 제1렌즈(L11)의 파장 8㎛에서의 굴절율이고, n112는 제1렌즈(L11)의 파장 12㎛에서의 굴절율이고, n210은 제2렌즈(L21)의 파장 10㎛에서의 굴절율이고, n208은 제2렌즈(L21)의 파장 8㎛에서의 굴절율이고, n212는 제2렌즈(L21)의 파장 12㎛에서의 굴절율이다.N110 is a refractive index at a wavelength of 10 μm of the first lens L11, n108 is a refractive index at a wavelength of 8 μm of the first lens L11, and n112 is a wavelength of 12 μm at the first lens L11. Refractive index, n210 is a refractive index at a wavelength of 10 μm of the second lens L21, n208 is a refractive index at a wavelength of 8 μm of the second lens L21, n212 is a wavelength of 12 μm at the second lens L21 Is the refractive index.
또한, f는 기준 파장 10㎛에서의 제1 및 제2렌즈(L11)(L21)의 합성 초점거리이고, f1은 기준 파장 10㎛에서의 제1렌즈(L11)의 초점거리이고, f2는 기준 파장 10㎛에서의 제2렌즈(L21)의 초점거리이다.Also, f is a combined focal length of the first and second lenses L11 and L21 at a reference wavelength of 10 μm, f1 is a focal length of the first lens L11 at a reference wavelength of 10 μm, and f2 is a reference. The focal length of the second lens L21 at a wavelength of 10 μm.
제1렌즈(L11)의 물체측과 대향되는 제1볼록면(b1)의 곡률반경(r1)이 제2렌즈(L21)의 제1렌즈(L11)와 대향되는 제2볼록면(b2)의 곡률반경(r2)보다 더 크게 형성된다.The radius of curvature r1 of the first convex surface b1 facing the object side of the first lens L11 is opposite to the first lens L11 of the second lens L21. It is formed larger than the radius of curvature r2.
또한, 제1렌즈(L11)와 제2렌즈(L21)는 대응되는 형상의 성형틀에 몰딩에 의해 성형된 것이 적용되는 것이 바람직하고 이를 위해 녹는점이 350℃ 미만인 재질로 형성된다.In addition, the first lens (L11) and the second lens (L21) is preferably formed by molding to a molding die of a corresponding shape, for this purpose is formed of a material having a melting point of less than 350 ℃.
이하 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
먼저, 아래의 표 1에는 도 1에 도시된 렌즈 유니트를 구성하는 각 렌즈(L11 및 L21)에 대한 곡률반경, 두께, 굴절률(N10) 및 아베수(V10) 값을 나타내었다.First, Table 1 below shows the curvature radius, thickness, refractive index (N10), and Abbe's number (V10) for each lens L11 and L21 constituting the lens unit shown in FIG. 1.
여기서, N10은 10㎛ 파장에서의 굴절율이고, V10은 (n10-1)/(n08-n12)이며, n10은 10㎛ 파장에서의 굴절율이고, n08은 8㎛ 파장에서의 굴절율이고, n12는 12㎛ 파장에서의 굴절율이다.Where N10 is a refractive index at 10 μm wavelength, V10 is (n10-1) / (n08-n12), n10 is a refractive index at 10 μm wavelength, n08 is a refractive index at 8 μm wavelength, n12 is 12 Refractive index at a μm wavelength.
여기서 비구면 제1렌즈(L11) 및 제2렌즈(L21)에 대한 계수값은 아래의 표 2와 같다.The coefficient values for the aspherical first lens L11 and the second lens L21 are shown in Table 2 below.
또한, 앞서 설명된 나머지 파라미터에 대한 값은 아래의 표 3과 같다.In addition, the values for the remaining parameters described above are shown in Table 3 below.
이러한 렌즈 유니트에 대해 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도가 도 2에 도시되어 있다. 즉, 0.25상면, 0.50상면, 0.75상면, 1.00상면에 각각에 대하여 파장 8㎛, 10㎛, 12㎛인 광에 대한 수차, 상면만곡 및 퍼센트 왜곡을 나타낸 것이다.The aberration diagram showing spherical aberration, image curvature and distortion for this lens unit is shown in FIG. That is, the aberration, the top surface curvature, and the percent distortion for light having a wavelength of 8 µm, 10 µm, and 12 µm for the 0.25 upper surface, the 0.50 upper surface, the 0.75 upper surface, and the 1.00 upper surface, respectively.
또한, 도 3은 도 1의 렌즈 유니트에 대해 수평축은 공간 주파수, 수직축은 비율, 파라미터는 입사각을 나타낼 때 이미지 높이에 대한 MTF 특성을 나타내 보인 그래프이다.In addition, FIG. 3 is a graph showing MTF characteristics of an image height when a horizontal axis represents a spatial frequency, a vertical axis represents a ratio, and a parameter represents an angle of incidence with respect to the lens unit of FIG. 1.
도 2 및 도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이 원적외선 영역에 대한 성능 특성이 우수함을 알 수 있다.As can be seen from Figures 2 and 3 it can be seen that the performance characteristics for the far infrared region is excellent.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 렌즈 유니트를 나타내 보인 도면이다. 여기서 제1렌즈(L12)와 제2렌즈(L22)는 앞서 제1실시예에 부여된 첨자에 대해 두번째 첨자를 실시예에 대응되게 순차적으로 부여한다.4 is a view illustrating a lens unit according to a second exemplary embodiment of the present invention. Here, the first lens L12 and the second lens L22 sequentially give the second subscript corresponding to the embodiment with respect to the subscript given in the first embodiment.
아래의 표 4에는 도 4에 도시된 렌즈 유니트를 구성하는 각 렌즈(L12 및 L22)에 대한 곡률반경, 두께, 굴절률(N10) 및 아베수(V10) 값을 나타내었다.Table 4 below shows the curvature radius, thickness, refractive index (N10), and Abbe's number (V10) for each lens L12 and L22 constituting the lens unit shown in FIG. 4.
여기서 비구면 제1렌즈(L12) 및 제2렌즈(L22)에 대한 계수값은 아래의 표 5와 같다.The coefficient values for the aspherical first lens L12 and the second lens L22 are shown in Table 5 below.
또한, 앞서 설명된 나머지 파라미터에 대한 값은 아래의 표 6과 같다.In addition, the values for the remaining parameters described above are shown in Table 6 below.
이러한 렌즈 유니트에 대해 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도가 도 5 및 MTF 특성이 도 6에 도시되어 있다.The aberration diagrams showing spherical aberration, image curvature and distortion for this lens unit are shown in FIG. 5 and MTF characteristics.
도 5 및 도 6을 통해 알 수 있는 바와 같이 원적외선 영역에 대한 성능 특성이 우수함을 알 수 있다.As can be seen from FIGS. 5 and 6, it can be seen that the performance characteristics for the far infrared region are excellent.
도 7은 본 발명의 제3실시 예에 따른 렌즈 유니트를 나타내 보인 도면이다.7 is a diagram illustrating a lens unit according to a third exemplary embodiment of the present invention.
아래의 표 7에는 도 7에 도시된 렌즈 유니트를 구성하는 각 렌즈(L13 및 L23)에 대한 곡률반경, 두께, 굴절률(N10) 및 아베수(V10) 값을 나타내었다.Table 7 below shows the curvature radius, thickness, refractive index (N10), and Abbe's number (V10) for each lens L13 and L23 constituting the lens unit shown in FIG. 7.
여기서 비구면 제1렌즈(L13) 및 제2렌즈(L23)에 대한 계수값은 아래의 표 8와 같다.The coefficient values for the aspherical first lens L13 and the second lens L23 are shown in Table 8 below.
또한, 앞서 설명된 나머지 파라미터에 대한 값은 아래의 표 9와 같다.In addition, the values for the remaining parameters described above are shown in Table 9 below.
이러한 렌즈 유니트에 대해 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도가 도 8 및 MTF 특성이 도 9에 도시되어 있다.Aberration diagrams showing spherical aberration, image curvature, and distortion for these lens units are shown in FIG. 8 and MTF characteristics.
도 8 및 도 9를 통해 알 수 있는 바와 같이 원적외선 영역에 대한 성능 특성이 우수함을 알 수 있다.As can be seen from FIGS. 8 and 9, it can be seen that the performance characteristics for the far-infrared region are excellent.
도 10 본 발명의 제4실시 예에 따른 렌즈 유니트를 나타내 보인 도면이다.10 is a view showing a lens unit according to a fourth embodiment of the present invention.
아래의 표 10에는 도 10에 도시된 렌즈 유니트를 구성하는 각 렌즈(L14 및 L24)에 대한 곡률반경, 두께, 굴절률(N10) 및 아베수(V10) 값을 나타내었다.Table 10 below shows the curvature radius, thickness, refractive index (N10), and Abbe's number (V10) for each lens L14 and L24 constituting the lens unit shown in FIG. 10.
여기서 비구면 제1렌즈(L14) 및 제2렌즈(L24)에 대한 계수값은 아래의 표 11와 같다.The coefficient values for the aspherical first lens L14 and the second lens L24 are shown in Table 11 below.
또한, 앞서 설명된 나머지 파라미터에 대한 값은 아래의 표 12와 같다.In addition, the values for the remaining parameters described above are shown in Table 12 below.
이러한 렌즈 유니트에 대해 구면수차, 상면만곡 및 왜곡을 보인 수차도가 도 11 및 MTF 특성이 도 12에 도시되어 있다.Aberration diagrams showing spherical aberration, image curvature, and distortion for these lens units are shown in FIG. 11 and MTF characteristics.
도 11 및 도 12를 통해 알 수 있는 바와 같이 원적외선 영역에 대한 성능 특성이 우수함을 알 수 있다.As can be seen from FIGS. 11 and 12, it can be seen that the performance characteristics for the far-infrared region are excellent.
한편, 비구면인 제1 및 제2렌즈에 대해서는 아래의 수학식1의 비구면 방적식을 만족한다.On the other hand, the aspherical spin equation of
여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축방향으로의 거리, y는 광축에 수직방향으로의 거리, c'는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경(r)의 역수(=1/r), K는 코닉(Conic) 상수이고, A, B, C, D는 비구면 계수이다.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, c 'is the inverse of the radius of curvature r at the vertex of the lens (= 1 / r), K is conic Is a (Conic) constant, and A, B, C, and D are aspherical coefficients.
L11, L12, L13, L14: 제1 렌즈
L21, L22, L23, L24: 제2렌즈L11, L12, L13, L14: first lens
L21, L22, L23, L24: second lens
Claims (6)
물체측으로부터 이미지면 방향으로 제1렌즈와 제2렌즈 및 필터가 순차적으로 마련되어 있고,
상기 제1렌즈는 상기 물체측과 대향되는 면이 볼록인 제1볼록면을 갖는 메니스커스 형태의 양의 굴절력을 가지며 양면이 비구면으로 형성되어 있고,
상기 제2렌즈는 상기 제1렌즈와 대향되는 면이 볼록인 제2볼록면을 갖는 메니스커스 형태의 양의 굴절력을 가지며 양면이 비구면으로 형성되어 있고,
상기 필터는 상기 제2렌즈를 통과한 광에 대해 원적외선을 투과시키며,
상기 제1렌즈와 제2렌즈는
2.0 < n110 < 3.0, 2.0< n210 < 3.0, 20 < v1 < 200, 20 < v2 < 200, f1 > f2, 1< f2/f < 1.6, 1 < f1/f2 < 2.5의 조건을 만족하며
여기서, 상기 v1= (n110-1)/(n108-n112), v2=(n210-1)/(n208-n212)이고, 상기 n110은 상기 제1렌즈의 파장 10㎛에서의 굴절율이고, n108은 상기 제1렌즈의 파장 8㎛에서의 굴절율이고, n112는 상기 제1렌즈의 파장 12㎛에서의 굴절율이고, 상기 n210은 상기 제2렌즈의 파장 10㎛에서의 굴절율이고, 상기 n208은 상기 제2렌즈의 파장 8㎛에서의 굴절율이고, 상기 n212는 상기 제2렌즈의 파장 12㎛에서의 굴절율이고, 상기 f는 기준 파장 10㎛에서의 상기 제1 및 제2렌즈의 합성 초점거리이고, 상기 f1은 기준 파장 10㎛에서의 상기 제1렌즈의 초점거리이고, 상기 f2는 기준 파장 10㎛에서의 상기 제2렌즈의 초점거리인 것을 특징으로 하는 원적외선 카메라용 렌즈 구조체.In the lens unit for a far infrared camera,
The first lens, the second lens and the filter are sequentially provided from the object side toward the image plane.
The first lens has a positive refractive power of meniscus shape having a first convex surface having a convex surface facing the object side, and both surfaces thereof are formed as an aspherical surface.
The second lens has positive refractive power in the form of a meniscus having a second convex surface having a convex surface opposite to the first lens, and both surfaces thereof are formed aspherical.
The filter transmits far infrared rays to the light passing through the second lens,
The first lens and the second lens
Satisfies the following conditions: 2.0 <n110 <3.0, 2.0 <n210 <3.0, 20 <v1 <200, 20 <v2 <200, f1> f2, 1 <f2 / f <1.6, 1 <f1 / f2 <2.5
Where v1 = (n110-1) / (n108-n112), v2 = (n210-1) / (n208-n212), n110 is a refractive index at a wavelength of 10 μm of the first lens, and n108 is A refractive index at a wavelength of 8 μm of the first lens, n112 is a refractive index at a wavelength of 12 μm of the first lens, n210 is a refractive index at a wavelength of 10 μm of the second lens, and n208 is a second of the second lens A refractive index at a wavelength of 8 μm of the lens, n212 is a refractive index at a wavelength of 12 μm of the second lens, f is a combined focal length of the first and second lenses at a reference wavelength of 10 μm, and f1 Is a focal length of the first lens at a reference wavelength of 10 μm, and f2 is a focal length of the second lens at a reference wavelength of 10 μm.
The lens structure for a far infrared camera according to claim 5, wherein the vertical end portions of the upper and lower ends of the image surface of the first lens have a planar portion extending linearly in the vertical direction.
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