KR101647740B1

KR101647740B1 - 레이저 플래시

Info

Publication number: KR101647740B1
Application number: KR1020140142413A
Authority: KR
Inventors: 이성환; 서기덕; 정창수; 이운하
Original assignee: 옵토로직스주식회사
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2016-08-12
Also published as: KR20160047019A

Abstract

본 발명의 실시 형태는 레이저 플래시에 관한 것이다.
실시 형태에 따른 레이저 플래시는, 광학측을 따라 레이저를 방출하는 레이저 다이오드; 상기 레이저 다이오드의 일 측에 배치되고, 상기 광학측 상에 배치된 제1 렌즈; 상기 제1 렌즈와 이격되고, 상기 광학측 상에 배치된 제2 렌즈; 및 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 상기 광학측 상에 배치되고, 상기 광학측을 따라서 상기 제1 렌즈 방향으로 이동하거나, 상기 광학측을 따라서 상기 제2 렌즈 방향으로 이동하는 제3 렌즈; 를 포함하고, 상기 제1 렌즈 및 상기 제3 렌즈는 양볼록 렌즈(biconvex lens)이고, 상기 제2 렌즈는 평 볼록 렌즈(plane convex lens)이고, 상기 제1 렌즈는 일면(S1) 및 타면(S2)을 포함하고, 상기 일면(S1)의 곡률 반경은 -9.50mm 이상에서 -14.80mm이하이고, 상기 타면(S2)의 곡률 반경은 4.70mm 이상에서 11.90mm 이하이고, 상기 제3 렌즈는 일면(S3) 및 타면(S4)을 포함하고, 상기 일면(S3)의 곡률 반경은 곡률 반경은 -4.50mm 이상에서 -12.20mm 이하이고, 상기 타면(S4)의 곡률 반경은 3.00mm 이상에서 15.00mm 이하이고, 상기 제2 렌즈는 일면(S5) 및 타면(S6)을 포함하고, 상기 타면(S6)의 곡률 반경은 10.20mm 이상에서 12.00mm 이하이다.

Description

레이저 플래시{LASER FLASH}

실시 형태는 레이저 플래시에 관한 것으로, 보다 자세하게는 줌 기능이 있는 레이저 플래시에 관한 것이다.

플래시는 촬영 시 섬광을 일으키는 것으로 어두운 곳이나 야간에 촬영할 때 중요한 장치이다.

하지만, 종래의 플래시는 발산각이 고정되어 있기 때문에 근거리 촬영 시, 광이 촬영 범위 바깥쪽으로 불필요하게 많이 조사되는 단점이 있었으며, 원거리 촬영 시, 피사체에 조사되는 광이 부족하여 촬영이 어려워지는 단점이 있었다.

실시 형태는 근거리에서 광이 촬영 범위 안에 집중되도록 하는 레이저 플래시를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 실시 형태는 원거리에서 피사체에 충분한 양의 광이 조사될 수 있는 레이저 플래시를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시 형태에 따른 레이저 플래시는, 광학측을 따라 레이저를 방출하는 레이저 다이오드; 상기 레이저 다이오드의 일 측에 배치되고, 상기 광학측 상에 배치된 제1 렌즈; 상기 제1 렌즈와 이격되고, 상기 광학측 상에 배치된 제2 렌즈; 및 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 상기 광학측 상에 배치되고, 상기 광학측을 따라서 상기 제1 렌즈 방향으로 이동하거나, 상기 광학측을 따라서 상기 제2 렌즈 방향으로 이동하는 제3 렌즈; 를 포함하고, 상기 제1 렌즈 및 상기 제3 렌즈는 양볼록 렌즈(biconvex lens)이고, 상기 제2 렌즈는 평 볼록 렌즈(plane convex lens)이고, 상기 제1 렌즈는 일면(S1) 및 타면(S2)을 포함하고, 상기 일면(S1)의 곡률 반경은 -9.50mm 이상에서 -14.80mm이하이고, 상기 타면(S2)의 곡률 반경은 4.70mm 이상에서 11.90mm 이하이고, 상기 제3 렌즈는 일면(S3) 및 타면(S4)을 포함하고, 상기 일면(S3)의 곡률 반경은 곡률 반경은 -4.50mm 이상에서 -12.20mm 이하이고, 상기 타면(S4)의 곡률 반경은 3.00mm 이상에서 15.00mm 이하이고, 상기 제2 렌즈는 일면(S5) 및 타면(S6)을 포함하고, 상기 타면(S6)의 곡률 반경은 10.20mm 이상에서 12.00mm 이하이다.

여기서, 상기 제1 렌즈는 일면(S1) 및 타면(S2)을 포함하고, 상기 일면(S1)의 곡률 반경은 -9.50mm 이상에서 -14.80mm이하이고, 상기 타면(S2)의 곡률 반경은 4.70mm 이상에서 11.90mm 이하이고, 상기 제3 렌즈는 일면(S3) 타면(S4)을 포함하고, 상기 일면(S3)의 곡률 반경은 곡률 반경은 -4.50mm 이상에서 -12.20mm 이하이고, 상기 타면(S4)의 곡률 반경은 3.00mm 이상에서 15.00mm 이하이고, 상기 제2 렌즈는 일면(S5) 및 타면(S6)을 포함하고, 상기 타면(S6)의 곡률 반경은 10.20mm 이상에서 12.00mm 이하일 수 있다.

여기서, 상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈는 FDS90을 포함할 수 있다.

실시 형태에 따른 레이저 플래시에 의하면, 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에서 제1 렌즈 방향 또는 제2 렌즈 방향으로 이동하는 제3 렌즈를 포함하여 근거리 또는 원거리에 따라 발산각을 조정할 수 있고, 제1 렌즈 및 제3 렌즈는 양볼록 렌즈이고, 제2 렌즈는 평 볼록 렌즈이기 때문에 발산각을 약 13˚ 에서 약 60˚ 로 유연하게 조정할 수 있다.

실시 형태에 따른 레이저 플래시에 의하면, 각 렌즈의 곡률 반경이 정해지기 때문에, 실제 목표물에 발산되는 형태 상의 문제와 레지어 다이오드의 집광성에 문제를 해결할 수 있다.

실시 형태에 따른 레이저 플래시에 의하면, 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈는 FDS90을 포함하기 때문에, 굴절률이 커질 수 있고, 열분산이 작아질 수 있고, 내구성이 좋아질 수 있다.

도 1은 실시 형태에 따른 레이저 플래시의 구성도이다.
도 2는 실시 예에 따른 레이저 다이오드 빔 플래시의 발산각을 나타내는 도면이다.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 실시 형태의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 레이저 플래시를 설명한다.

<실시 형태>

도 1은 실시 형태에 따른 레이저 플래시의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 실시 형태에 따른 레이저 플래시는 레이저 다이오드(100), 제1 렌즈(G1), 제2 렌즈(G2) 및 제3 렌즈(G3)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 레이저 다이오드(100)는 광원(light source)으로, 광학측(optical axis)을 따라 레이저를 방출한다.

제1 렌즈(G1)는 레이저 다이오드(100)의 일 측에 배치되고, 광학측 상에 배치될 수 있다. 제1 렌즈(G1)는 양볼록 렌즈(biconvex lens)일 수 있다. 양볼록 렌즈는 양면이 모두 바깥쪽으로 튀어나온 볼록 렌즈이다.

제3 렌즈(G3)는 제1 렌즈(G1)와 이격되고, 광학측 상에 배치될 수 있다. 제3 렌즈(G3)는 평 볼록 렌즈(plane convex lens)일 수 있다. 평 볼록 렌즈는 1면이 평면이고, 다른 1면이 볼록면인 단일 렌즈이다.

제2 렌즈(G2)는 이격된 제1 렌즈(G1)와 제3 렌즈(G3) 사이의 광학측 상에 배치될 수 있다. 제2 렌즈(G2)는 광학측을 따라서 제1 렌즈(G1) 방향으로 이동하거나, 광학측을 따라서 제3 렌즈(230) 방향으로 이동하여 발산각(divergence angle)을 조정할 수 있다. 제2 렌즈(G2)는 양볼록 렌즈일 수 있다.

레이저 다이오드(100)에서 방출된 레이저는 제1 렌즈(G1)에 의하여 콜리메이션(collimation)되고, 제2 렌즈(G2)에 의하여 집광하게 될 수 있다. 제2 렌즈(G2)와 제3 렌즈(G3) 사이에서 집광된 광은 제3 렌즈(G3)에 의하여 콜리메이션되거나, 제3 렌즈(G3)를 지나 초점을 맺은 후 넓게 발산될 수 있다.

이하에서는, [표 1]을 참조하여 레이저 플래시의 일 실시 예를 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈(G1)는 일면(S1) 및 타면(S2)을 포함하고, 제2 렌즈(G2)는 일면(S3) 및 타면(S4)을 포함하고, 제3 렌즈(G3)는 일면(S5) 및 타면(S6)을 포함할 수 있다.

제1 렌즈(G1), 제2 렌즈(G2) 및 제3 렌즈(G3)의 각 면(S1 ~ S6)의 곡률 반경은 [표 1]과 같을 수 있다.

면번호(Surface No.)	곡률 반경(R)(mm)
S1	-9.50 ~ -14.80
S2	4.70 ~ 11.90
S3	-4.50 ~ -12.20
S4	3.00 ~ 15.00
S5	Infinity
S6	10.20 ~ 12.00

여기서, S1의 범위는 -9.50~-14.80mm이고, 이 범위를 벗어나게 되면, 실제 목표물에 발산되는 형태 상의 문제와 레이저 다이오드의 집광성에 문제가 생기게 된다. 예를 들어, S1의 범위를 -8.00mm로 주어지게 되면, 주변의 조도는 밝아질 수 있으나, 주변에 대비하여 중심의 조도는 상대적으로 어두워지게 된다.

또한, 표1에 기재된 S2, S3, S4 및 S6역시, 이 범위를 벗어나게 되면, 실제 목표물에 발산되는 형태 상의 문제와 레이저 다이오드의 집광성에 문제가 생기게 된다.

이때, 실시 예에 따른 레이저 플래시의 전체 TTL은 31.5mm일 수 있고, 제2 렌즈(G2)의 최대이동거리는 16mm일 수 있다.

여기서, 제1 렌즈(G1), 제2 렌즈(G2) 및 제3 렌즈(G3)는 FDS90을 포함할 수 있고, 제2 렌즈(G2) 및 제3 렌즈(G3)의 지름은 제1 렌즈(G1)의 지름보다 클 수 있다. FDS90을 포함한 제1 렌즈(G1), 제2 렌즈(G2) 및 제3 렌즈(G3)는 다음과 같은 효과를 나타낼 수 있다.

먼저, FDS90을 포함한 제1 렌즈(G1), 제2 렌즈(G2) 및 제3 렌즈(G3)는 굴절률이 커지는 효과가 있다. 구체적으로, 굴절률이 클수록 같은 굴절능(Power)을 갖기 위한 렌즈면의 곡률 반경(radius of curvature)이 커도 되므로 수차가 상대적으로 작아지게 된다.

또한, FDS90을 포함한 제1 렌즈(G1), 제2 렌즈(G2) 및 제3 렌즈(G3)는 열분산(thermal dispersion)이 작아지는 효과가 있다. 구체적으로, 넓은 범위의 사용온도 조건에서 사용하려면 온도에 따른 굴절율의 변화 즉, 열분산이 작아야 온도에 따른 수차의 불균형(aberration unbalancing)과 초점거리 변화가 적어 레이저 플래시의 성능의 영향을 미치지 않는다.

그리고 FDS90을 포함한 제1 렌즈(G1), 제2 렌즈(G2) 및 제3 렌즈(G3)는 반사방지 코팅이 용이하고 내구성이 좋아지는 효과가 있다. 구체적으로, 굴절율이 커짐에 따라 렌즈 표면에서의 반사 또한 커지므로 반사방지 코팅이 용이하게 되고, 광학박막(film)의 내구성이 좋아지게 되며, 물이나 습기에 대한 용해도가 작아지게 되어 외부 환경조건에 잘 견디게 된다.

레이저 다이오드(100)의 발산각은 망원단(Tele)에서 약13˚이고, 광각단(Wide)에서 약 60˚의 발산각을 가질 수 있다.

여기서, 망원단(Tele)이 13˚인 경우, 집광되어 있는 빛을 멀리서 바라보게 되는 플래시의 특성 상, 카메라와의 중심 편차가 줄어들게 된다. 또한, 망원단(Tele)이 13˚이하인 경우, 작업 상의 효율이 나빠질 수 있으며, 불량에 불리하게 작용할 수 있다.

또한, 광각단(Wide)에서 60˚인 경우, 카메라의 화각에 맞추어 낭비되는 빛의 손실을 최소화할 수 있는 특징이 있다. 예를 들어, 12배 렌즈의 대각 화각은 약 70˚정도 이다.

도 2는 실시 예에 따른 레이저 플래시의 발산각을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 레이저 플래시는 제2 렌즈(G2)의 위치에 따라 망원단(Tele), 중간단(Mid) 및 광각단(Wide)으로 구분될 수 있다.

망원단(Tele)은 제1 렌즈(G1)와 제2 렌즈(G2) 사이의 거리가 최소일 때이고, 광각단(Wide)은 제2 렌즈(G2)와 제3 렌즈(G3) 사이의 거리가 최소일 때이다. 따라서, 제2 렌즈(G2)의 이동에 따라 망원단(Tele), 중간단(Mid) 및 광각단(Wide)으로 구분될 수 있다.

이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 레이저 다이오드
G1: 제1 렌즈
G2: 제2 렌즈
G3: 제3 렌즈

Claims

광학측을 따라 레이저를 방출하는 레이저 다이오드;
상기 레이저 다이오드의 일 측에 배치되고, 상기 광학측 상에 배치된 제1 렌즈;
상기 제1 렌즈와 이격되고, 상기 광학측 상에 배치된 제2 렌즈; 및
상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 상기 광학측 상에 배치되고, 상기 광학측을 따라서 상기 제1 렌즈 방향으로 이동하거나, 상기 광학측을 따라서 상기 제2 렌즈 방향으로 이동하는 제3 렌즈; 를 포함하고,
상기 제1 렌즈 및 상기 제3 렌즈는 양볼록 렌즈(biconvex lens)이고, 상기 제2 렌즈는 평 볼록 렌즈(plane convex lens)이고,
상기 제1 렌즈는 일면(S1) 및 타면(S2)을 포함하고,
상기 일면(S1)의 곡률 반경은 -9.50mm 이상에서 -14.80mm이하이고, 상기 타면(S2)의 곡률 반경은 4.70mm 이상에서 11.90mm 이하이고,
상기 제3 렌즈는 일면(S3) 및 타면(S4)을 포함하고,
상기 일면(S3)의 곡률 반경은 곡률 반경은 -4.50mm 이상에서 -12.20mm 이하이고, 상기 타면(S4)의 곡률 반경은 3.00mm 이상에서 15.00mm 이하이고,
상기 제2 렌즈는 일면(S5) 및 타면(S6)을 포함하고,
상기 타면(S6)의 곡률 반경은 10.20mm 이상에서 12.00mm 이하인, 레이저 플래시.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈는 FDS90을 포함하는, 레이저 플래시.