KR102158528B1 - 화질 개선 구조의 블랙박스용 렌즈 조립체 - Google Patents

화질 개선 구조의 블랙박스용 렌즈 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화질 개선 구조의 블랙박스용 렌즈 조립체에 관한 것이다. 블랙박스용 렌즈 조립체는 광이 유입되는 유입 렌즈(21); 유입 렌즈(21)로 유입된 광을 이미지 센서(14)로 유도하는 적어도 하나의 유도 렌즈(22 내지 24); 및 유입 렌즈(12)와 적어도 하나의 유도 렌즈(22 내지 24)의 사이에 설치되는 적어도 하나의 스페이서(31, 32)를 포함하고, 유입 렌즈(21) 또는 유도 렌즈(22 내지 24)의 적어도 하나는 비구면 렌즈가 된다.

Description

화질 개선 구조의 블랙박스용 렌즈 조립체{An Image Quality Improved Type of a Lens Assemblyfor a Black Box}
본 발명은 화질 개선 구조의 블랙박스용 렌즈 조립체에 관한 것이고, 구체적으로 화각이 넓으면서 선명한 화질의 획득이 가능한 화질 개선 구조의 블랙박스용 렌즈 조립체에 관한 것이다.
차량의 주위 상황을 기록하는 다양한 종류의 블랙박스가 이 분야에 공지되어 있다. 차량용 블랙박스는 다양한 환경 조건에서 영상 획득이 가능하면서 넓은 범위의 영상을 획득할 수 있는 구조를 가지는 것이 유리하다. 특허공개번호 10-2014-0091416은 음 굴절 메니스커스와 양 굴절 메니스커스 렌즈가 배열된 차량용 블랙박스의 카메라를 위한 렌즈 구조체에 대하여 개시한다. 특허공개번호 10-2014-0135527은 넓은 범위의 화각을 가지면서 경통의 길이가 짧아질 수 있도록 하는 블랙박스 카메라의 렌즈 구조체에 대하여 개시한다. 또한 특허등록번호 10-1650810은 어안 렌즈로부터 출력된 반구형 영상으로부터 렌더링된 파노라마 영상을 획득할 수 있는 이미지 프로세서와 이를 포함하는 장치에 대하여 개시한다. 블랙박스를 위한 렌즈 조립체는 큰 화각을 가지면서 다양한 환경에서 선명한 영상의 획득이 가능한 구조를 가지는 것이 유리하다. 그러나 선행기술은 이와 같은 구조를 가진 렌즈 조립체에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허공개번호 10-2014-0091416(김형근, 2014.07.21. 공개) 차량용 블랙박스의 카메라를 위한 렌즈 구조체 선행기술 2: 특허공개번호 10-2014-0135527(김형근, 2014.11.26. 공개) 블랙박스 카메라의 렌즈 구조체 선행기술 3: 특허등록번호 10-1650810((주)유디윅스, 2016.08.24. 공고) 어안 렌즈를 포함하는 차량용 블랙박스와 이를 포함하는 차량용 블랙박스 시스템
본 발명의 목적은 넓은 화각을 가지면서 적어도 하나의 비구면 렌즈를 적용하여 선명한 영상의 획득이 가능한 화질 개선 구조의 블랙박스용 렌즈 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 블랙박스용 렌즈 조립체는 광이 유입되는 유입 렌즈; 유입 렌즈로 유입된 광을 이미지 센서로 유도하는 적어도 하나의 유도 렌즈; 및 유입 렌즈와 적어도 하나의 유도 렌즈의 사이에 설치되는 적어도 하나의 스페이서를 포함하고, 유입 렌즈 또는 유도 렌즈의 적어도 하나는 비구면 렌즈가 된다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 유입 렌즈의 화각은 146 내지 152도가 되고, 유입 렌즈가 고정되는 캡에 제한 테두리가 형성된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 스페이서에 형성되면서 연장 경로를 따라 직경이 감소되는 유도 경로를 포함한다.
본 발명에 따른 렌즈 조립체는 146 내지 152도의 화각을 가지면서 경통 길이가 짧아지도록 설계되어 차량용 블랙박스에 유용하게 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 렌즈 조립체는 F/1.8 내지 F/2.0이 되는 밝은 렌즈가 되면서 FHD(Full High Definition) 수준의 2배의 밝기에 해당하는 QHD(Quad HD) 화질의 이미지 획득이 가능한다. 또한 본 발명에 따른 렌즈 조립체는 비구면 렌즈를 적용하는 것에 의하여 중심 대비 주변의 광량과 화질이 적어도 90%가 되도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 화질 개선 구조의 블랙박스용 렌즈 조립체의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 렌즈 조립체에서 렌즈의 배열을 위한 베이스 및 캡 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 렌즈 조립체에 적용되는 렌즈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4은 본 발명에 따른 렌즈 조립체에 적용되는 스페이서의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 화질 개선 구조의 블랙박스용 렌즈 조립체의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 화질 개선 구조의 블랙박스용 렌즈 조립체는 광이 유입되는 유입 렌즈(21); 유입 렌즈(21)로 유입된 광을 이미지 센서(14)로 유도하는 적어도 하나의 유도 렌즈(22 내지 24); 및 유입 렌즈(12)와 적어도 하나의 유도 렌즈(22 내지 24)의 사이에 설치되는 적어도 하나의 스페이서(31, 32)를 포함하고, 유입 렌즈(21) 또는 유도 렌즈(22 내지 24)의 적어도 하나는 비구면 렌즈가 된다.
렌즈 조립체는 차량용 블랙박스의 카메라에서 설치되어 영상을 획득하는 용도로 적용될 수 있고, 다양한 차량의 블랙박스에 적용될 수 있지만 이에 제한되지 않고 감시 기능을 가지는 다양한 카메라 장치에 적용될 수 있다. 렌즈 조립체는 다수 개의 렌즈(21 내지 24)가 배열된 구조가 될 수 있고, 다수 개의 렌즈(21 내지 24)는 베이스(11) 및 캡(12) 또는 제1, 2 경통의 내부에 배치될 수 있다. 영상 획득을 위한 광은 캡(12)의 입구로 유입되어 베이스(11)로 유도되면서 다수 개의 렌즈(21 내지 24)에 의하여 이미지 센서(14)로 유도될 수 있다. 베이스(11) 및 캡(12)은 각각 원통 형상이 되면서 캡(12)으로부터 이미지 센서(14) 사이의 길이(L1: TTL) 및 캡(12)이 결합된 경통 길이(L2)는 각각 16.5 내지 17.5 ㎜ 및 13.0 내지 14.0 ㎜가 될 수 있다. 영상 또는 이미지의 획득을 위한 이미지 센서(14)는 예를 들어 CCD 영상 센서(Charge Coupled Device Image Sensor) 또는 CMOS 센서(Complementary Metal Oxide Semiconductor Sensor)와 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 베이스(11)의 끝 부분에 광 필터(13)가 설치되거나, 이미지 센서(14)의 초점을 맞추기 위한 S-마운트 렌즈 마이크로 비디오 렌즈와 같은 M12 렌즈가 선택적으로 설치될 수 있다. 베이스(11)의 끝 부분과 이미지 센서(14) 사이의 FBL(flange back length)(L3)는 3.5 내지 3.6 ㎜가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 또한 캡(12)의 외부 직경(D1)은 각각 11.5 내지 12.5 ㎜가 될 수 있다. 베이스(11)에 캡(12)이 결합되어 경통이 형성될 수 있고, 경통의 내부에 다수 개의 렌즈(21 내지 24)가 배치되어 렌즈 조립체가 형성될 수 있다. 렌즈 조립체의 화각은 146 내지 152도가 될 수 있고, 렌즈 밝기는 예를 들어 F/1.8 내지 F/2.2가 될 수 있다. 렌즈 조립체의 EFL(Effect Focal Length) 및 BFF(Back Focal Length)는 각각 3.20 내지 3.40 ㎜ 및 5.90 내지 6.0 ㎜가 될 수 있다. 또한 렌즈 조립체의 이미지 크기는 예를 들어 6.61(D)×5.76(H)×3.24(V) ㎜가 되고, 또한 TTL(Total Track Length: Optical)은 16.9 내지 17.1 ㎜가 되고, CRA(Chief Ray Angle)은 최대 13.6 내지 13.8 ㎜, 1.0Field 13.6 내지 13.8 ㎜가 될 수 있다. 다수 개의 렌즈(21 내지 24)는 예를 들어 QHD(Quad High Definition) 렌즈(2.56×1.44)가 될 수 있고, FHD(Full High Definition) 화질의 적어도 2배가 되는 화질의 이미지가 획득될 수 있다. 또한 적어도 하나의 렌즈(21 내지 24)는 비구면 렌즈가 되고, 중심 대비 주변의 광량이 90 % 이상이 되는 화질이 획득될 수 있다. 비구면 렌즈는 예를 들어 포물선면, 쌍곡선면, 타원면 또는 고차 다항식 곡면이 되는 비구면 유리(glass) 렌즈가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 외부 광(PL1, PL2, ML)은 유입 렌즈(21)로 유입되어 제1 스페이서(31), 제1 유도 렌즈(22), 제2 스페이서(32); 제2, 3 유도 렌즈(23, 24) 및 필터(13)를 경유하여 이미지 센서(14)에 초점을 형성하여 이미지를 형성할 수 있다. 유입 렌즈(21)는 평 오목 메니스커스 렌즈(21)가 되고, 제1 유도 렌즈(22)는 비구면 렌즈 또는 양 볼록 메니스커스 렌즈가 될 수 있다. 또한 제2 및 3 유도 렌즈(23, 24)는 각각 양 볼록 메니스커스 렌즈 및 오목 메니스커스 렌즈가 될 수 있다. 외부의 광(PL1, PL2, ML)은 유입 렌즈(21)를 통하여 렌즈 조립체의 내부로 유도될 수 있고, 렌즈 조립체의 내부에서 적어도 하나의 교차점(CP1, CP2, CP3)을 경유하여 이미지 센서(14)에서 초점을 형성하면서 탐지될 수 있다. 예를 들어 광축에 대하여 평행하게 유입 렌즈(21)로 유입된 평행 광(PL1, PL2)은 유입 위치에 따라 제1, 2 또는 3 교차점(CP1, CP2 또는 CP3)을 경유하여 이미지 센서(14)의 중심(IC)에서 탐지될 수 있다. 또한 예를 들어 146 내지 152도의 제한 각으로 유입되는 제한 광(ML)이 또한 제1, 2 및 3 교차점(CP1, CP2 또는 CP3) 중 하나를 경유하여 이미지 센서(14)의 가장자리 부분(IP)에서 탐지될 수 있다. 그리고 평행 광(PL1, PL2)과 제한 광(ML)의 범위에서 유입되는 광이 또한 제1, 2 또는 3 교차점(CP1, CP2 또는 CP3) 중 하나를 경유하여 중심(IC)와 가장자리 부분(IP)의 사이의 이미지 센서(14)의 중간 부분에서 탐지될 수 있다. 제1 및 제2교차점(CP1, CP2)은 각각 제1 스페이서(31)의 중간 부분과 아래쪽 부분에 형성될 수 있고, 제3 교차점(CP3)은 제2 스페이서(32)의 위쪽 부분에 형성될 수 있다. 이와 같이 유입 렌즈(21)를 통하여 서로 다른 각도로 유입되는 광이 제1 또는 제2 스페이서(31, 32)에 형성된 교차점(CP1, CP2, CP3)에서 교차된 이후 이미지 센서(14)의 정해진 부분에서 초점이 형성되어 탐지되는 것에 의하여 렌즈 수차(aberration)이 제거되면서 작은 TTL(Total Track Length)를 가지면서 큰 화각을 가지는 렌즈 조립체가 형성되도록 한다.
아래에서 이와 같은 구조를 가지는 렌즈 조립체의 각각의 구성에 대하여 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 렌즈 조립체에서 렌즈의 배열을 위한 베이스(11) 및 캡(12) 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 유입 렌즈의 화각은 146 내지 152도가 되고, 유입 렌즈가 고정되는 캡(12)에 제한 테두리(122)가 형성된다. 캡(12)에 유입 렌즈가 고정될 수 있고, 유입 렌즈에 대하여 146 내지 152도로 유입되는 광은 이미지 센서의 가장자리에 초점을 형성할 수 있다. 캡(12)은 전체적으로 속인 원통 형상이 되는 캡 몸체(121); 캡 몸체(121)의 앞쪽 둘레 면을 따라 내부로 연장되도록 형성되는 제한 테두리(122); 및 캡 몸체(121)의 뒤쪽 부분의 내부 둘레 면에 형성된 경사 유도 면(123)을 포함할 수 있다. 캡(12)의 전체 연장 길이(SL1)는 3.95 내지 4.05 ㎜가 될 수 있고, 전체 직경(SD1) 및 유입 직경(SD2)은 각각 11.5 내지 12.5 ㎜ 및 7.15 내지 7.25 ㎜가 될 수 있다. 제한 테두리(122)의 연장 길이는 내부에 고정되는 유입 렌즈의 유입 면에 의하여 결정될 수 있고, 예를 들어 내부 둘레 면으로부터 1 내지 4 ㎜의 길이로 연장될 수 있다. 경사 유도 면(123)을 따라 베이스(11)가 유도되어 결합될 수 있다. 베이스(11)의 한쪽 부분이 캡(12)의 내부로 삽입되면서 캡(12)과 베이스(11)가 서로 결합될 수 있다. 베이스(11)는 전체적으로 속이 빈 실린더 형상으로 연장되는 베이스 몸체(111); 베이스 몸체(111)의 앞쪽에 형성된 렌즈 고정 부분(112); 베이스 몸체(111)의 뒤쪽에 형성된 필터 고정 부분(113); 및 렌즈 고정 부분(112)과 베이스의 내부를 연결하는 연결 단차 부분(114)으로 이루어질 수 있다. 렌즈 고정 부분(112)에 유입 렌즈가 고정될 수 있고, 연결 단차 부분(114)은 렌즈 고정 부분(112)에 비하여 작은 직경을 가지면서 단차를 형성할 수 있고, 연결 단차 부분(114)에 제1 스페이서가 고정될 수 있다. 그리고 필터 고정 부분(113)에 필터가 고정될 수 있고, 필터 고정 부분(113)과 베이스 몸체(111)의 내부 면은 필터 고정 부분(113)에 비하여 작은 직경을 가지는 경사 연결 부분(115)에 의하여 연결될 수 있다. 경사 연결 부분(115)은 베이스 몸체(111)의 내부 둘레 면에 비하여 작은 직경을 가지면서 필터 고정 부분(113)을 따라 점차로 직경이 커지면서 연장되는 경사면을 형성할 수 있다. 이와 같은 경사 구조에 의하여 필터를 경유하여 이미지 센서로 유입되는 광에 의하여 선명한 영상이 획득될 수 있도록 한다. 베이스 몸체(111)의 전체 길이(BL1)는 11.0 내지 11.2 ㎜가 될 수 있고, 연결 단차 부분(114)으로부터 경사 연결 부분(115)의 앞쪽 부분 사이의 내부 연장 길이(BL2)는 7.15 내지 7.25 ㎜가 될 수 있다. 베이스 몸체(111)의 외부 직경(BD1), 필터 고정 부분의 직경(BD2) 및 경사 연결 부분(115)의 안쪽 직경은 각각 9.8 내지 10.2 ㎜, 6.9 내지 7.1 ㎜ 및 5.10 내지 5.20 ㎜가 될 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 베이스(11)의 내부에 렌즈, 스페이서 및 필터가 고정되어 이미지 센서로 유입된 광을 유도할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 렌즈 조립체에 적용되는 렌즈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a를 참조하면, 유입 렌즈(21)는 음 메니스커스 렌즈 또는 비구면 렌즈가 될 수 있고, 입사면(211) 및 굴절면(212)의 곡률 반지름은 98 내지 100 ㎜ 및 2.30 내지 2.40 ㎜가 될 수 있다. 렌즈 전체 길이(L211)는 1.70 내지 1.80 ㎜가 되고, 상대적으로 작은 직경을 가지는 고정 단차 부분(213)의 단차 연장 길이(L212)는 0.55 내지 0.65 ㎜가 될 수 있다. 입사 면의 직경(D211), 고정 단차 부분의 직경(D212) 및 굴절면의 직경(D213)은 각각 7,.95 내지 8.05 ㎜, 6.95 내지 7.05 ㎜ 및 3.95 내지 4.05 ㎜가 될 수 있다. 이와 같은 조건에서 입사면(211) 및 굴절면(212)의 CA(Clear Aperture)는 각각 6.20 내지 6.30 ㎜ 및 3.80 내지 3.95 ㎜가 될 수 있다. 유입 렌즈(21)의 표면은 코팅이 될 수 있고, 입사면(211) 및 굴절면(212)은 각각 6.95 내지 7.05 ㎜ 및 4.95 내지 5.05 ㎜의 직경을 가지도록 코팅이 될 수 있다. 코팅은 반사 방지 코팅이 될 수 있고, 450 내지 700 ㎚의 두께로 코팅이 되면서 광대역 반사 방지 코팅(Broad Band Anti-Reflection Multi Coating)이 될 수 있다. 또한 코팅은 광의 투과율이 97 % 이상이 되도록 이루어질 수 있다. 코팅 면의 바깥쪽 부분은 흑칠이 될 수 있다.
제1 유도 렌즈(22)는 비구면 렌즈, 비구면 유리(glass) 렌즈 또는 양 볼록 메니스커스 렌즈가 될 수 있고, 입사 면(221)과 굴절면(222)의 곡률 반지름은 각각 7.8 내지 8.0 ㎜ 및 -3.90 내지 -3.80 ㎜가 될 수 있다. 렌즈 전체 길이(L221)는 3.15 내지 3.25 ㎜가 되고, 가장자리 길이(L222)는 2.30 내지 2.35 ㎜가 될 수 있다. 렌즈 전체, 입사면(221) 및 굴절면(223)의 직경(D221, D223, D222)은 각각 6.40 내지 6.60 ㎜, 3.50 내지 3.70 ㎜ 및 4.10 내지 4.30 ㎜가 될 수 있다. 입사면(221)과 굴절면(222)의 둘레 부분을 따라 평면 가장자리 부분(223)이 형성될 수 있다. 이와 같은 조건에서 입사면(221) 및 굴절면(222)의 CA(Clear Aperture)는 각각 3.55 내지 3.65 ㎜ 및 4.15 내지 4.25 ㎜가 될 수 있다. 제1 유도 렌즈(22)의 표면은 코팅이 될 수 있고, 입사면(221) 및 굴절면(222)은 각각 4.90 내지 5.10 ㎜의 직경을 가지도록 코팅이 될 수 있다. 코팅은 반사 방지 코팅이 될 수 있고, 450 내지 700 ㎚의 두께로 코팅이 되면서 광대역 반사 방지 코팅(Broad Band Anti-Reflection Multi Coating)이 될 수 있다. 또한 코팅은 광의 투과율이 97 % 이상이 되도록 이루어질 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제2 유도 렌즈(23)와 제3 유도 렌즈(24)의 한쪽 면이 각각 접합되어 복합 렌즈 구조가 될 수 있다. 복합 렌즈의 전체 길이(LT1)은 3.90 내지 3.94 ㎜가 되고, 가장자리 부분의 길이(LT2)는 3.10 내지 3.20 ㎜a가 될 수 있다. 제2 유도 렌즈(23)는 양 볼록 메니스커스 렌즈가 될 수 있고, 입사 면(231)과 굴절면(232)의 곡률 반지름은 각각 10.0 내지 10.2 ㎜ 및 -3.40 내지 -3.30 ㎜가 될 수 있다. 렌즈 전체 길이(L231)는 3.10 내지 3.25 ㎜가 되고, 가장자리 길이(L232)는 1.70 내지 1.80 ㎜가 될 수 있다. 또한 입사 면의 렌즈 직경(D231)은 4.90 내지 5.10 ㎜가 될 수 있다. 이와 같은 조건에서 입사면(231) 및 굴절면(232)의 CA(Clear Aperture)는 각각 4.15 내지 4.25 ㎜ 및 4.45 내지 4.60 ㎜가 될 수 있다. 제2 유도 렌즈(231)의 표면은 코팅이 될 수 있고, 입사면(231) 및 굴절면(232)은 각각 4.4 내지 4.6 ㎜의 직경을 가지도록 코팅이 될 수 있다. 코팅은 반사 방지 코팅이 될 수 있고, 450 내지 700 ㎚의 두께로 코팅이 되면서 광대역 반사 방지 코팅(Broad Band Anti-Reflection Multi Coating)이 될 수 있다. 또한 코팅은 광의 투과율이 97 % 이상이 되도록 이루어질 수 있다. 제2 유도 렌즈(23)의 입사면(231)은 반사 코팅이 되고, 굴절면(232)은 제3 유도 렌즈(24의 입사면(241)과 접착이 되므로 접착 코팅이 될 수 있다.
제3 유도 렌즈(24)는 오목 메니스커스 렌즈가 될 수 있고, 입사 면(241)과 굴절면(242)의 곡률 반지름은 각각 -3.40 내지 -3.30 ㎜ 및 -11.40 내지 -11.30 ㎜가 될 수 있다. 렌즈 전체 길이(L241)는 1.18 내지 2.0 ㎜가 되고, 가장자리 길이(L242)는 1.10 내지 1.20 ㎜가 될 수 있다. 또한 굴절면(242)의 렌즈 직경(D241)은 6.4 내지 6.6 ㎜가 되고 입사면(241)의 유입 직경(242)는 4.9 내지 5.1 ㎜가 될 수 있다. 이와 같은 조건에서 입사면(241) 및 굴절면(242)의 CA(Clear Aperture)는 각각 4.40 내지 4.60 ㎜ 및 5.00 내지 5.15 ㎜가 될 수 있다. 제3 유도 렌즈(24)의 표면은 코팅이 될 수 있고, 입사면(241) 및 굴절면(242)은 각각 5.40 내지 5.60 ㎜의 및 5.9 내지 6.1 ㎜의 직경을 가지도록 코팅이 될 수 있다. 코팅은 굴절면(241)에 대하여 이루어질 수 있고, 입사(241)은 접착제(cement)로 코팅이 될 수 있다. 반사 방지 코팅 및 접착 코팅은 450 내지 700 ㎚의 두께로 코팅이 되면서 반사 방지 코팅은 광대역 반사 방지 코팅(Broad Band Anti-Reflection Multi Coating)이 될 수 있다. 또한 코팅은 광의 투과율이 97 % 이상이 되도록 이루어질 수 있다.
제시된 렌즈(21 내지 24)는 실시 예는 예시적인 것으로 렌즈 조립체는 다양한 구조의 메니스커스 렌즈 또는 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 그리고 서로 다른 렌즈(21 내지 24) 사이에 적절한 형태의 스페이서가 배치되어 렌즈(21 내지 24)가 안정적으로 고정되도록 하면서 광이 정해진 경로를 따라 이미지 센서로 유도되도록 한다.
도 4은 본 발명에 따른 렌즈 조립체에 적용되는 스페이서의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 렌즈 조립체는 적어도 하나의 스페이서(31, 32)에 형성되면서 연장 경로를 따라 직경이 감소되는 유도 경로(312, 322)를 포함한다. 제1 스페이서(31)는 유입 렌즈와 제1 유도 렌즈 사이에 설치되고, 제2 스페이서(32)는 제1 유도 렌즈와 제2 유도 렌즈 사이에 설치될 수 있다. 제1, 2 스페이서(31, 32)는 예를 들어 무연 황동, 청동 또는 이와 유사한 소재로 만들어질 수 있고, 표면은 검은 색으로 아노다이징(anodizing)과 같은 방법에 의하여 표면 처리가 될 수 있다. 제1,2 스페이스(31,32)는 각각 제1,2 스페이스 몸체(311, 321) 및 제1, 2 유도 경로(312, 322)를 포함할 수 있다. 제1, 2 유도 경로(312, 322)는 제1, 2 스페이스 몸체(311, 321)의 중심선을 기준으로 원뿔대 형상으로 만들어질 수 있고, 연장 방향을 따라 점차로 직경이 작아질 수 있다. 또한 제1 스페이스 몸체(311)의 끝 부분에 제1 유도 경로(312)의 끝 부분에 비하여 상대적으로 큰 직경을 가지면서 원통 형상 또는 일정한 직경으로 연장되는 확산 연장 부분(313)이 형성될 수 있다.
제1 스페이서(31)의 전체 연장 길이(SL11)은 2.70 내지 2.80 ㎜이 되고, 확산 연장 부분(313)의 연장 길이(SL12)는 0.45 내지 0.55 ㎜가 될 수 있다. 제1 스페이스 몸체(311)의 직경(SD11)은 6.9 내지 7.1 ㎜가 되고, 제1 유도 경로(312)은 시작 직경(SD12) 및 끝 직경(SD14)는 각각 4.95 내지 4.10 ㎜ 및 3.10 내지 3.25 ㎜가 될 수 있다. 또한 확산 연장 부분(313)의 직경은 4.15 내지 4.25 ㎜가 될 수 있다. 제2 스페이서(32)의 전체 연장 길이(SL21)은 1.70 내지 1.72 ㎜가 되고, 제2 스페이서(32)의 전제 직경(SD21)은 6.4 내지 6.6 ㎜가 될 수 있다. 제2 유도 경로(312)의 시작 직경(SD21) 및 끝 직경(SD22)는 각각 4.80 내지 5.00 ㎜ 및 4.25 내지 4.36 ㎜가 될 수 있다.
스페이스(31, 32)는 렌즈의 고정 또는 광의 유도에 적합한 다양한 형상을 가질 수 있고, 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
위에서 설명이 된 것처럼, 렌즈 조립체를 형성하는 렌즈의 적어도 하나는 비구면 렌즈가 될 수 있고, 예를 들어 제1 유도 렌즈가 비구면 렌즈가 될 수 있다. 제1 유도 렌즈의 입사면 및 굴절면의 곡률 반지름은 각각 7.8 내지 8.0 ㎜ 및 -3.90 내지 -3.80 ㎜가 될 수 있고, 비구면 렌즈의 형성을 위한 다항식의 계수는 아래와 같은 값을 가질 수 있다.
계수 입사면 굴절면
K -9.250 내지 -9.20 -0.45 내지 -0.40
A -0.000060 내지 -0.000055 -0.00016 내지 -0.00015
B 0.00015 내지 0.00016 7.30 내지 7.40
C -0.000165 내지 -0.000150 -4.25 내지 -4.23
D 1.15 내지 1.24 -1.10 내지 -0.99
E 4.40 내지 4.55 1.50 내지 1.65
F -9.70 내지 -9.99 -1.88 내지 -1.85
G -2.80 내지 -2.50 9.20 내지 9.40
H -5.90 내지 -5.65 2.00 내지 2.20
J -1.60 내지 -1.55 -1.60 내지 -1.55
렌즈 조립체를 형성하는 다양한 렌즈가 비구면 렌즈가 될 수 있고, 각각에 적합한 계수 값에 따라 렌즈가 성형될 수 있다.
본 발명에 따른 렌즈 조립체는 146 내지 152도의 화각을 가지면서 경통 길이가 짧아지도록 설계되어 차량용 블랙박스에 유용하게 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 렌즈 조립체는 F/1.8 내지 F/2.0이 되는 밝은 렌즈가 되면서 FHD(Full High Definition) 수준의 2배의 밝기에 해당하는 QHD(Quad HD) 화질의 이미지 획득이 가능한다. 또한 본 발명에 따른 렌즈 조립체는 비구면 렌즈를 적용하는 것에 의하여 중심 대비 주변의 광량과 화질이 적어도 90%가 되도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 캡 12: 베이스
13: 필터 14: 이미지 센서
21: 유입 렌즈 22, 23, 24: 유도 렌즈
31, 32: 스페이스 111: 베이스 몸체
112: 렌즈 고정 부분 113: 필터 고정 부분
114: 연결 단차 부분 115: 경사 연결 부분
121: 캡 몸체 122: 제한 테두리
123: 경사 유도면 211: 입사면
212: 굴절면 311, 312: 유도 경로

Claims (3)

  1. 광이 유입되는 유입 렌즈(21);
    유입 렌즈(21)로 유입된 광을 이미지 센서(14)로 유도하도록 차례대로 배치되는 제1, 제2 및 제3 유도 렌즈(22 내지 24); 및
    유입 렌즈(12)와 제1 유도 렌즈(22) 사이에 설치되는 제1 스페이서(31)와 제1 유도 렌즈(22)와 제2 유도 렌즈(23) 사이에 배치되는 제2 스페이서(32)를 포함하고,
    유입 렌즈(21)는 음 메니스커스 렌즈가 되고, 제1 유도 렌즈(22)는 비구면 렌즈 또는 양 볼록 메니스커스 렌즈가 되며, 제2 및 3 유도 렌즈(23, 24)는 각각 양 볼록 메니스커스 렌즈 및 오목 메니스커스 렌즈가 되고 제2 유도 렌즈(23)와 제3 유도 렌즈(24)의 한쪽 면이 각각 접합되어 복합 렌즈 구조가 되며,
    유입 렌즈(21)의 화각은 146 내지 152도가 되고, 유입 렌즈(21)가 고정되는 캡(12)에 제한 테두리(122)가 형성되며,
    제1, 2 스페이스(31,32)는 각각 제1,2 스페이스 몸체(311, 321) 및 제1, 2 유도 경로(312, 322)를 포함하고, 제1, 2 유도 경로(312, 322)는 제1, 2 스페이스 몸체(311, 321)의 중심선을 기준으로 원뿔대 형상으로 연장 방향을 따라 점차로 직경이 작아지며, 제1 스페이스 몸체(311)의 끝 부분에 제1 유도 경로(312)의 끝 부분에 비하여 상대적으로 큰 직경을 가지면서 원통 형상 또는 일정한 직경으로 연장되는 확산 연장 부분(313)이 형성되는 것을 특징으로 하는 화질 개선 구조의 블랙박스용 렌즈 조립체.
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