KR101679617B1 - 차량의 카메라용 광각 렌즈 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공 형상의 배럴, 상기 배럴 내부에 광축을 기준으로 배치되며 물체 측으로부터 결상면 측으로 순서대로 배치되는 제1 내지 제5렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리, 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 배치되는 단면이 'ㄱ'자 형상의 제1스페이서, 상기 배럴 상부에 결합하여 상기 제1렌즈에 하측 지지력을 제공하는 리테이너를 포함하고, 상기 배럴은 상기 제1렌즈가 수용되는 제1안착부와 상기 제2렌즈를 수용하는 제2안착부를 포함하고, 상기 제1안착부는 직경이 상기 제2안착부 보다 크고, 상기 제1안착부와 상기 제2안착부 사이에 상기 제1안착부의 직경보다 작고 상기 제2안착부의 직경보다 크게 돌출되어 단턱을 형성하는 제1돌출부를 포함하고, 상기 제1스페이서는 상기 돌출부의 외주면과 상기 제2렌즈의 외측면 사이에 측면이 배치되고, 상기 돌출부 상에 오링이 배치되는 차량의 카메라용 렌즈시스템을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 카메라용 광각 렌즈 시스템{WIDE ANGLE LENS SYSTEM FOR CAMERA OF VEHICLE}

본 발명은 차량에 설치되어 차량 전후방 감시 등에 사용될 수 있는 차량의 카메라용 광각 렌즈 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 단말기나 컴퓨터, 노트북, 그리고 차량 등에는 주변의 영상 정보를 보여주거나 촬영 등을 할 수 있도록 카메라가 장착되는데, 이동통신 단말기의 슬림화 경향이나 컴퓨터나 노트북 등의 소형화 경향에 따라 카메라도 소형 경량이면서 높은 화질을 갖는 것이 요구되고 있고, 차량 카메라 등에 있어서도 운전자의 시야를 가리지 않고 미관을 해치지 않도록 하기 위해 소형 경량의 고화질 카메라가 요구되고 있다. 그리고 이와 같은 카메라는 소형 경량의 고화질이면서도 큰 광화각을 갖도록 하여 가능한 한 광범위한 영상 정보를 얻을 수 있어야 한다.

그러나, 카메라의 크기를 소형화됨에 반해 광범위한 영상 정보를 얻기 위해 넓은 광화각을 유지하려는 시도는 광각렌즈의 왜곡률을 더욱 심하게 하는 문제점으로 나타나게 되었다.

일반적으로 차량의 후방감시카메라는 차량 후미의 사각지대를 운전자가 화면을 통해서 모니터링할 수 있도록 하여 차량의 후진시에 안전을 기할 수 있도록 하는 장치이며, CCTV용 감시카메라는 출입자를 감시할 목적으로 통상 벽면이나 천정에 설치하여 출입자의 움직임을 촬영 및 녹화하는 장치이다.

이러한 차량 및 CCTV용 감시카메라는 통상 카메라의 몸체를 이루는 배럴과, 상기 배럴 내에 결합되며 렌즈조립체로 구성되는 렌즈와, 상기 렌즈로 입사된 광신호를 화상신호 처리하여 영상신호를 출력되게 하는 신호처리부를 포함하는 구성으로 이루어진다. 차량 및 CCTV용 감시카메라는 배럴 하부에 배치되는 신호처리부 측으로 먼지나 이물질 수분이나 습기 또는 부식성 가스 등의 침투를 방지하는 구조를 필요로 하고 있다. 또한, 차량용 감시 카메라는 차량 장착시의 미관을 고려하여 렌즈계가 보다 간단한 구조로 개선되어야 하며, 방수 성능이 강화되어야 하고, 광각 렌즈의 수차나 왜곡 등을 보정할 수 있는 구조가 구비되어야 한다.

일본 특허 공개 제2005-00306771호 (공개일 : 2005.10.21) 대한민국 공개 실용신안 제20-2014-0002171호 (공개일 : 2014.04.17) 대한민국 공개 특허 제10-2013-0007247호 (공개일 ; 2013.01.18)

본 발명은 상술한 바와 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 렌즈 어셈블리의 구조를 보다 간단하게 하며, 방수 성능을 강화하며, 광각 렌즈의 수차나 왜곡 등을 보정할 수 있는 차량의 카메라용 렌즈 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면,

중공 형상의 배럴;

상기 배럴 내부에 광축을 기준으로 배치되며 물체 측으로부터 결상면 측으로 순서대로 배치되는 제1 내지 제5렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리;

상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 배치되고 단면이 'ㄱ'자 형상인 제1스페이서; 및

상기 배럴 상부에 결합하여 상기 제1렌즈에 하측 지지력을 제공하는 리테이너를 포함하고,

상기 배럴은 상기 제1렌즈가 수용되는 제1안착부와 상기 제2렌즈를 수용하는 제2안착부를 포함하고, 상기 제1안착부는 직경이 상기 제2안착부 보다 크고, 상기 제1안착부와 상기 제2안착부 사이에 상기 제1안착부의 직경보다 작고 상기 제2안착부의 직경보다 크게 내측으로 돌출되어 단턱을 형성하는 제1돌출부를 포함하고,

상기 제1스페이서는 상기 제1돌출부의 외주면과 상기 제2렌즈의 외측면 사이에 측면이 배치되고, 상기 제1돌출부 상에 오링이 배치되는 차량의 카메라용 광각 렌즈 시스템을 제공한다.

상기 오링은 상기 제1안착부의 내주면과 상기 제1스페이서의 외주면 사이에 배치될 수 있다.

상기 제2렌즈는 초점거리를 + 값을 갖는 비구면 또는 구면 양볼록 렌즈이고, 상기 제5렌즈는 IR 코팅층을 포함할 수 있고, 제4렌즈는 글라스 몰드 렌즈이고, 제1렌즈와 상기 제5렌즈는 글라스 재질이고, 상기 제2렌즈와 상기 제3렌즈는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.

상기 배럴은 상단부가 상기 제1렌즈의 외주면을 감싸도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 간단한 구조로 방수 성능을 향상키고, 글래스몰드 렌즈를 사용하여 해상력을 향상시키고 색수차를 보정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 시스템을 나타낸 단면도,
도 2는 도 1의 렌즈시스템의 분해단면도,
도 3은 도 1의 우측 부분을 자세히 나타낸 부분확대도, 및
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 시스템을 나타낸 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 렌즈 구성도에서, 렌즈의 두께, 크기, 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 카메라용 렌즈 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 시스템을 나타낸 단면도이다. 도 2는 도 1의 렌즈시스템의 분해단면도이고, 도 3은 도 1의 우측 부분을 자세히 나타낸 부분확대도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 시스템은 배럴(110)과 배럴(110) 내부에 배치되는 제1 내지 제5렌즈(250), 제1 내지 제3 스페이서(140,160,170), 오링(130), 아이리스(150),그리고, 배럴(110) 상부에 결합하는 리테이너(120)를 포함할 수 있다. 렌즈 시스템을 구성하는 상기 구성요소들은 원판 또는 원기둥 또는 링 형상으로 외주면이 원기둥 형상이다.

본 실시예에 따르면, 렌즈와 렌즈 사이에 스페이서(140,160) 또는 아이리스(150)를 배치하되 단면을 'ㄱ'자 형상으로 하여 방수 기능을 향상시키며 렌즈에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 실시예의 렌즈시스템의 렌즈어셈블리(200)는 물체 측으로부터 결상면(S) 측으로 순서대로 제1렌즈(210), 제2렌즈(220), 제3렌즈(230), 제4렌즈(240), 및 제5렌즈(250)를 포함하여 이루어지는 경우에 관하여 나타내고 있다.

제1렌즈(210)와 제5렌즈(250)는 글라스 렌즈(glass lens)를 사용하는 것이 바람직하고, 제2렌즈와 제3렌즈는 플라스틱 렌(plastic lens)즈를 사용하는 것이 바람직하다. 제4렌즈(240)는 글라스 몰드 렌즈(glass mold lens)를 사용하여 해상력을 향상시키고 색수차를 보정하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 렌즈 어셈블리(200)는 1 글라스 몰드 렌즈, 2 글라스 렌즈, 2 플라스틱 렌즈(1GM,2G,2P)로 구성된다.

일 실시예에 따르면, 제1렌즈(210)는 -3.574mm의 초점거리를 가진 구면 글라스 렌즈를 사용하고, 제2렌즈(220)는 9.105mm의 초점거리를 가진 비구면 플라스틱 렌즈를 사용하고, 제3렌즈(230)는 6.500mm의 초점거리를 가진 구면 비구면 플라스틱 렌즈를 사용하고, 제4렌즈(240)는 2.068mm의 초점거리를 가진 비구면 글라스 렌즈를 사용하고, 제5렌즈(250)는 -2.844mm의 초점거리를 가진 구면 글라스 렌즈를 사용하여, 초점거리 1.25mm F/2.8의 렌즈 어셈블리(200)를 구성하게 된다. 상기와 같이 구성된 렌즈 어셈블리(200)는 다음 표1의 사양을 가질 수 있다.

배럴(110)은 도시된 바와 같이 중공형 구조를 가지고 있어, 배럴(110) 내부에 제1 내지 제5렌즈(250), 제1 내지 제3 스페이서(140,160,170), 오링(130), 아이리스(150)의 장착을 위한 공간이 마련될 수 있다.

배럴(110)은 제1렌즈(210)를 수용하는 제1안착부(111)와 제2렌즈(220)와 아이리스(150)를 수용하는 제2안착부(112)와 제3 내지 제5렌즈(230 - 250) 및 제2 및 제3 스페이서(160,170)를 수용하는 제3안착부(113)를 포함한다. 제1 안착부(111)는 제1렌즈(210)를 수용하도록 제1렌즈(210)의 직경에 상응하는 직경(r1)을 가지고, 제2안착부(112)는 제2렌즈(220)를 수용하도록 제2렌즈(220)의 직경에 상응하는 직경(r2)을 가지고, 제3안착부(113)는 제3 내지 제5렌즈(230~250)의 직경에 상응하는 직경(r3)을 가진다. 제2안착부(112)에 수용되는 제2렌즈(220)와 아이리스(150)가 동일한 외경을 가지고, 제3안착부(113)에 수용되는 제3렌즈(230) 내지 제5렌즈(250) 및 제2스페이서(160)와 제3스페이서(170)가 동일한 외경을 가지는 것이 바람직하다. r1은 r2 보다 크고, r2는 r3 보다 큰 것이 바람직하다.

배럴(110)의 제1안착부(111)와 제2안착부(112) 사이에는 제1돌출부(114)가 형성되고 제1돌출부(114)에 의한 배럴(110)의 내경은 r1보다 작고 r2보다 크게 된다. 제1돌출부(114)에 의한 배럴(110)의 내주면과 제2렌즈(220) 사이에 제1스페이서(140)의 측면부(141)가 배치된다. 제1스페이서(140)의 외주면과 제1안착부(111)의 내주면 사이의 제1돌출부(114) 상에 오링(130)이 배치된다. 제1돌출부(114)의 내심 쪽으로 돌출된 크기(d)는 오링(130)이 끼워질 수 있도록 오링(130)의 두께(d')에 상응한다. 배럴(110)의 저면에는 내심측으로 제2돌출부(115)가 형성되어 제5렌즈(250)를 지지한다.

제1렌즈(210)와 제2렌즈(220) 사이에는 제1스페이서(140)가 배치되고, 제2렌즈(220)와 제3렌즈(230) 사이에는 아이리스(150)가 배치되고, 제3렌즈(230)와 제4렌즈(240)사이에는 제2스페이서(160)가 배치되고, 제4렌즈(240)와 제5렌즈(250) 사이에 제3스페이서(170)가 배치된다.

제1스페이서(140)는 단면이 'ㄱ' 자인 고리 형상으로 제1렌즈(210)와 제2렌즈(220) 사이에 배치되어 제1렌즈(210)와 제2렌즈(220) 사이를 이격시키고, 오링(130)과 함께 하방으로 습기와 유해가스 침투하는 것을 방지하게 된다.

아이리스(150)는 제2렌즈(220)와 제3렌즈(230) 사이에 배치되어 빛의 양을 조절하는 장치이다.

제2스페이서(160)는 단면이 'ㄱ'자인 고리 형상으로 제3렌즈(230)와 제4렌즈(240) 사이의 거리를 조절하고 'ㄱ'자 형상으로 수분 침투를 방지한다.

제3스페이서(170)는 제4렌즈(240)와 제5렌즈(250) 사이에 배치되는 것으로 플레어 방지 역할을 하도록 고리형 판형상으로 형성될 수 있다.

도 1 내지 3에 도시된 실시예에서는 IR 필터(180)가 배럴(110)의 제2돌출부(115) 외부에 결합된다. IR 필터(180)는 렌즈어셈블리(200)에서 이미지 센서(도면중 미도시)로 유입되는 이미지 중 불필요한 노이즈를 제거할 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 단면도로서, 도시되는 바와 같이, IR 필터를 포함하지 않고, 결상면측 렌즈인 제5렌즈(250)에 IR 코팅을 하여 IR 코팅층(251)을 포함하므로써 별도의 IR 필터를 설치하지 않고도 적외선 필터링을 가능하게 한다. 따라서, 렌즈 시스템에서 부품을 하나 생략시킬 수 있게 된다.

110 : 배럴 111 : 제1안착부
112 : 제2안착부 113 : 제3안착부
114 : 제1돌출부 115 : 제2돌출부
120 : 리테이너
130 : 오링 140 : 제1스페이서
150 : 아이리스 160 : 제2스페이서
170 : 제3스페이서 180 : IR 필터
200 : 렌즈 어셈블리 210 : 제1렌즈
220 : 제2렌즈 230 : 제3렌즈
240 : 제4렌즈 250 : 제5렌즈
251 : IR 코팅층

Claims (6)

1. 중공 형상의 배럴;
   상기 배럴 내부에 광축을 기준으로 배치되며 물체 측으로부터 결상면 측으로 순서대로 배치되는 제1 내지 제5렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리;
   상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 배치되고 단면이 'ㄱ'자 형상인 제1스페이서; 및
   상기 배럴 상부에 결합하여 상기 제1렌즈에 하측 지지력을 제공하는 리테이너를 포함하고,
   상기 배럴은 상기 제1렌즈가 수용되는 제1안착부와 상기 제2렌즈를 수용하는 제2안착부를 포함하고, 상기 제1안착부는 직경이 상기 제2안착부 보다 크고, 상기 제1안착부와 상기 제2안착부 사이에 상기 제1안착부의 직경보다 작고 상기 제2안착부의 직경보다 크게 내측으로 돌출되어 단턱을 형성하는 제1돌출부를 포함하고,
   상기 제1스페이서는 상기 제1돌출부의 외주면과 상기 제2렌즈의 외측면 사이에 측면이 배치되고, 상기 제1돌출부 상에 오링이 배치되고,
   상기 제1렌즈는 -3.574mm의 초점거리를 가진 구면 글라스 렌즈를 사용하고, 상기 제2렌즈는 9.105mm의 초점거리를 가진 비구면 플라스틱 렌즈를 사용하고, 상기 제3렌즈는 6.500mm의 초점거리를 가진 구면 비구면 플라스틱 렌즈를 사용하고, 상기 제4렌즈는 2.068mm의 초점거리를 가진 비구면 글라스 렌즈를 사용하고, 상기 제5렌즈는 -2.844mm의 초점거리를 가진 구면 글라스 렌즈를 사용하여 상기 렌즈 어셈블리는 전체 초점거리 1.25mm를 가지는 것을 특징으로 하는 차량의 카메라용 광각 렌즈 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 오링은 상기 제1안착부의 내주면과 상기 제1스페이서의 외주면 사이에 배치되는 차량의 카메라용 광각 렌즈 시스템.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제5렌즈는 IR 코팅층을 포함하는 차량의 카메라용 광각 렌즈 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 배럴은 상단부가 상기 제1렌즈의 외주면을 감싸는 차량의 카메라용 광각 렌즈 시스템.
6. 삭제

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