KR102350249B1 - 차량용 카메라 - Google Patents

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Abstract

차량용 카메라를 개시한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 물방울의 접촉각(contact angle)을 일정각도 이상으로 형성되게 하는 발수코팅층(water repellent coating layer); 광 경로(optical path)를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(reflective member); 유리전이온도(glass transition temperature)가 140 ℃ 이상인 고내열성(high heat resistance) 렌즈를 적어도 하나 이상 포함하는 렌즈군(lens group); 및 적어도 하나 이상의 광학필터를 포함하는 광학필터군(optical filter group)을 포함하되, 발수코팅층, 반사부재, 렌즈군 및 광학필터군은 광축(optic axis)을 따라 피사체측(object side)부터 차례대로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라를 제공한다.

Description

차량용 카메라{Camera for Vehicle}
본 개시는 차량용 카메라에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 고내열성 소재의 렌즈를 이용하면서 발수코팅 및 방수구조가 적용된 차량용 카메라에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
차량용 카메라에는 넓은 화각을 얻기 위하여 광각렌즈 또는 어안렌즈가 사용되고 있으며, 멀리 있는 곳의 영상을 인식하기 위하여 망원렌즈도 사용되고 있다. 이렇듯, 차량에 장착되는 카메라는 지속적인 사용으로 열이 발생하므로, 고내열성 소재의 렌즈가 사용될 필요가 있다.
이와 관련된 선행기술로는 DE 10-2018-202205호 'Telephoto camera for a vehicle and the vehicle mounting a telecamera' 등이 있다.
다만, 이러한 선행기술들은 단순히 망원렌즈가 활용된 차량용 카메라의 구조에 대한 것일 뿐, 망원렌즈가 가지고 있는 단점인 전장의 길이가 길어지는 문제를 해결하지 못하고 있고, 내열성이 약하여 카메라의 성능을 항상 확보할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 고내열성 소재의 렌즈를 사용하더라도 고내열성 소재의 렌즈는 굴절률이 대체로 낮아 광학 성능이 저하될 수 있고, 대부분의 선행기술들은 발수코팅 및 방수구조가 적용되지 않아 악천후 시에 카메라의 시인성 확보가 어렵다는 문제가 있다.
이에, 본 개시는 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 망원렌즈의 전장길이를 축소시킴과 동시에 고내열성 렌즈를 사용하면서도 광학 성능이 양호한 차량용 카메라를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 개시는 발수코팅 및 방수구조가 적용된 차량용 카메라를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시예에 의하면, 물방울의 접촉각(contact angle)을 일정각도 이상으로 형성되게 하는 발수코팅층(water repellent coating layer); 광 경로(optical path)를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(reflective member); 유리전이온도(glass transition temperature)가 140 ℃ 이상인 고내열성(high heat resistance) 렌즈를 적어도 하나 이상 포함하는 렌즈군(lens group); 및 적어도 하나 이상의 광학필터를 포함하는 광학필터군(optical filter group)을 포함하되, 상기 발수코팅층, 상기 반사부재, 상기 렌즈군 및 상기 광학필터군은 광축(optic axis)을 따라 피사체측(object side)부터 차례대로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라를 제공한다.
상기 렌즈군 중에서 상기 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈는, 정의 굴절력(positive refractive power)을 갖고 피사체측 면이 볼록(convex)하며 유리전이온도가 152 ℃ 이상일 수 있다.
또한, 상기 렌즈군 중에서 상기 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 피사체측 면으로부터 상면까지의 거리를 TTL(Total Track Length)이라 하고, 상기 렌즈군 중에서 상기 상면에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 상면측 면으로부터 상기 상면까지의 거리를 BFL(Back Focal Length)이라 할 때, 1.0 < TTL/BFL < 3.5 를 만족할 수 있다.
또한, 상기 렌즈군으로 구성된 광학계의 전체 초점거리(focal length)를 f라 하고, 상기 반사부재에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 초점거리를 f1이라 할 때, 1.5 < f/f1 < 3.5 를 만족할 수 있다.
상기 렌즈군은, 정의 굴절력(positive refractive power)을 갖는 제1 렌즈(first lens); 부의 굴절력(negative refractive power)을 갖는 제2 렌즈(second lens); 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈(third lens); 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈(fourth lens); 및 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈(fifth lens)를 포함하되, 상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 상기 제4 렌즈 및 상기 제5 렌즈는 광축을 따라 피사체측부터 차례대로 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1 렌즈 및 상기 제3 렌즈는 유리전이온도가 152 ℃ 이상일 수 있다.
한편, 상기 렌즈군은, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 및 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈를 포함하되, 상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 상기 제4 렌즈 및 상기 제5 렌즈는 광축을 따라 피사체측부터 차례대로 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1 렌즈, 상기 제3 렌즈 및 상기 제5 렌즈의 유리전이온도가 152 ℃ 이상일 수 있다.
또한, 상기 발수코팅층은 물방울의 접촉각을 100 ° 이상으로 형성되게 할 수 있다.
상기 발수코팅층은 상기 반사부재의 피사체측 면에 코팅 형성될 수 있다.
한편, 상기 발수코팅층과 상기 반사부재 사이에 배치되어 상기 반사부재를 보호하는 렌즈커버(lens cover)를 더 포함하고, 상기 발수코팅층은 상기 렌즈커버의 전면(front surface)에 코팅 형성될 수 있다.
상기 렌즈커버의 후면(rear surface)에는 IR 코팅층(infrared coating layer)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 광학필터군은 피사체측부터 차례대로, IR 필터(infrared filter); 및 상면을 보호하는 커버글라스(coverglass)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사부재 및 상기 렌즈군을 포함하도록 구성되고, 피사체측 면에 홈(groove)이 형성된 프론트바디(front body); 및 상기 렌즈커버와 상기 프론트바디의 홈 사이에 배치되는 방수부재(waterproof member)를 포함할 수 있다.
상기 방수부재는 오링(O-ring) 또는 개스킷(gasket)이고, 오링 또는 개스킷의 압축률(compression ratio)을 K 라 할 때, 10 % < K < 30 % 를 만족할 수 있다.
한편, 상기 렌즈군에 포함된 렌즈들 중 적어도 하나 이상의 렌즈는, 유리전이온도가 152 ℃ 이상이고, 상기 렌즈군은 적어도 하나 이상의 플라스틱(plastic) 렌즈를 포함하되, 플라스틱 렌즈의 굴절률(index of refraction)을 P(nd) 라 할 때, 상기 플라스틱 렌즈 중 적어도 하나 이상은, 1.51 < P(nd) < 1.54 를 만족할 수 있다.
또한, 상기 차량용 카메라가 차량의 전방, 후방, A필러(A-pillar), B필러(B-pillar), 사이드미러(side mirror) 및 e-미러(electronic mirror) 중 하나 이상에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 망원렌즈의 전장 길이를 축소시킴으로써 카메라가 소형화될 수 있고, 렌즈의 최적화 설계를 이용하여 고내열성 소재를 사용함에도 양호한 광학 성능을 나타낼 수 있는 효과가 있다.
또한, 발수코팅 및 방수구조가 적용됨으로써 차량 외부에 장착되는 카메라가 빗물 등에 의해 성능이 저하되지 않는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 카메라의 광학계를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 렌즈커버가 제거된 차량용 카메라의 광학계를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 개시된 각 렌즈에 대한 특성을 나타내는 표이다.
도 4는 도 1에 개시된 각 렌즈의 비구면계수를 나타내는 표이다.
도 5는 본 개시의 제1 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 제2 실시예에 따른 차량용 카메라의 광학계를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 각 렌즈에 대한 특성을 나타내는 표이다.
도 8은 도 6에 도시된 각 렌즈의 비구면계수를 나타내는 표이다.
도 9는 본 개시의 제2 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 카메라의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 카메라의 단면도 및 방수부재가 압축된 모습을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 개시의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 차량용 카메라의 광학 특성을 나타내는 표이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 이용해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 카메라의 광학계를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 렌즈커버가 제거된 차량용 카메라의 광학계를 나타내는 도면이다.
도 2의 (a)는 반사부재(200)가 프리즘(220)인 경우이며, 도 2의 (b)는 반사부재(200)가 미러(240)인 경우를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 카메라는 발수코팅층(water repellent coating layer, 10), 렌즈커버(lens cover, 100), 반사부재(reflective member, 200), 렌즈군(lens group, 300), 광학필터군(optical filter group, 400) 및 상면(image surface, 500)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
발수코팅층(10)은 광축(optic axis)을 따라 배치되며 피사체측(object side)으로부터 가장 가까운 거리에 배치된다. 즉, 발수코팅층(10)은 렌즈커버(100)의 전면(front surface)에 위치할 수 있고, 렌즈커버(100)가 없는 경우 반사부재(200)의 피사체측 표면에 위치할 수도 있다. 이는 차량용 카메라의 표면에 우천 등으로 인해서 물방울이 맺히는 것을 최대한 방지하기 위함이다.
발수코팅층(10)은 불소계 실란 화합물(fluorine containing silane compound)을 이용하여 박막층(thin layer)을 형성한다. 이 박막층은 물체의 표면을 소수성(hydrophobicity)으로 만들어 표면에 물방울이 잘 맺히지 못하도록 한다. 발수코팅의 성능은 물방울의 접촉각(contact angle)을 측정함으로써 알 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 발수코팅층(10)은 물방울의 접촉각이 100 ° 이상으로 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 물방울의 접촉각이 100 ° 이상이 됨으로써, 카메라의 표면에 물방울이 계속해서 맺혀있는 것을 방지할 수 있고, 주행 시 물방울이 카메라 표면으로부터 쉽게 떨어질 수 있다.
따라서, 악천후 상황에서 차량이 주행하는 경우라도 카메라의 시인성이 확보되어 운전자도 안전하게 카메라를 이용해 시야를 확보할 수 있고, 자율주행 시에도 안전하게 주행이 가능하다.
렌즈커버(100)는 광축을 따라 배치되며, 피사체측을 기준으로 발수코팅층(10)의 후면(rear surface)에 위치하여 반사부재(200) 및 렌즈군(300)을 보호하는 역할을 한다. 렌즈커버(100)는 프론트바디(front body, 700)와 결합되어 견고하게 반사부재(200) 및 렌즈군(300)을 보호할 수 있다. 다만, 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 카메라는 렌즈커버(100)를 생략하는 것도 가능하다. 이 경우 프론트바디(700)가 반사부재(200) 및 렌즈군(300)을 보호하도록 설계되는 것이 바람직하다.
반사부재(200)는 광축을 따라 배치되며, 피사체측을 기준으로 렌즈커버(100)의 후면으로부터 일정 거리 이격되어 위치한다. 다만, 렌즈커버(100)가 없는 경우에는 피사체측을 기준으로 발수코팅층(10)의 후면에 반사부재(200)가 위치할 수 있고, 발수코팅층(10)의 후면에 IR 코팅층(infrared coating layer, 20)이 형성된 경우에는 IR 코팅층(20)의 후면에 반사부재(200)가 위치할 수도 있다. 반사부재(200)는 광 경로를 90 ° 변화시킬 수 있도록 구성되며, 프리즘(prism, 220) 또는 미러(mirror, 240)일 수 있다. 이와 같이 반사부재(200)가 광축을 변경시킴으로써 망원렌즈의 전장길이를 축소시킬 수 있는 효과가 있다.
렌즈군(300)은 광축을 따라 배치되며, 피사체측과 멀어지는 방향으로 반사부재(200)로부터 일정 거리 이격되어 위치한다. 렌즈군(300)은 유리전이온도(glass transition temperature)가 140 ℃ 이상인 고내열성(high heat resistance) 렌즈를 적어도 하나 이상 포함하도록 구성된다. 따라서, 렌즈군(300)은 고내열성 소재를 이용한 렌즈를 적어도 하나 이상 포함할 수 있으며, 고내열성의 소재로는 플라스틱(plastic), 유기-무기 하이브리드 재료(organic-inorganic hybrid materials), 유리(glass) 등이 될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
렌즈군(300)이 포함하는 렌즈들 중 적어도 하나 이상은 비구면 렌즈에 해당된다. 예컨대, 피사체측 또는 상면(500)과 가장 가깝게 배치되는 렌즈는 비구면을 포함할 수 있다. 비구면 렌즈를 포함함으로써, 전체 광학계의 해상도를 높이고 광학 수차를 개선할 수 있다. 비구면은 수학식 1에 의해 표현될 수 있다.
Figure 112020057993616-pat00001
수학식 1에서 c는 렌즈 곡률반경의 역수이고, K는 코닉 상수이고, Y는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리이고, 상수 A ~ F는 비구면 계수를 의미하며, Z는 렌즈의 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 높이를 나타낸다
도 1 및 도 2에서는 렌즈군(300)이 5매의 렌즈를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 5매의 렌즈 개수에 한정되는 것은 아니다. 한편, 도 1, 도 2 및 이하의 도면에서 렌즈의 두께, 크기 및 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시된 것이며, 특히 렌즈의 구면 또는 비구면 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 반드시 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 이는 도 6에서도 마찬가지이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 렌즈군(300)은 5매의 렌즈를 포함하고 있고 이들은 광축을 따라 배치되며, 피사체측으로부터 가까운 순서대로 제1 렌즈(first lens, 310), 제2 렌즈(second lens, 320), 제3 렌즈(third lens, 330), 제4 렌즈(fourth lens, 340), 제5 렌즈(fifth lens, 350)가 된다. 또한, 복수의 렌즈는 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 이하 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록(convex)한 형상이라는 것은 해당 면의 광축 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목(concave)한 형상이라는 것은 해당 면의 광축 부분이 오목하다는 의미이다. 따라서, 렌즈의 일면이 볼록한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 오목할 수 있다. 마찬가지로, 렌즈의 일면이 오목한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 볼록할 수 있다.
이하는 제1 실시예에 따른 차량용 카메라가 포함하는 렌즈군(300)에 대한 설명이다.
제1 렌즈(310)는 정의 굴절력(positive refractive power)을 가지며, 일면이 볼록한 형상으로, 예컨대 피사체측 면이 볼록한 형상일 수 있다. 이 경우, 제1 렌즈(310)의 상측 면은 오목한 메니스커스(meniscus) 형상일 수 있다. 또한, 제1 렌즈(310)의 피사체측 면 및 상측 면 중 적어도 일면은 비구면일 수 있다.
제2 렌즈(320)는 부의 굴절력(negative refractive power)을 가지며, 일면이 볼록한 형상으로, 예컨대 피사체측 면이 볼록한 형상일 수 있다. 이 경우, 제2 렌즈(320)의 상측 면은 오목한 메니스커스 형상일 수 있다. 또한, 제2 렌즈(320)의 피사체측 면 및 상측 면 중 적어도 일면은 비구면일 수 있다.
제3 렌즈(330)는 부의 굴절력을 가지며, 일면이 볼록한 형상으로, 예컨대 피사체측 면이 볼록한 형상일 수 있다. 이 경우, 제3 렌즈(330)의 상측 면은 오목한 메니스커스 형상일 수 있다. 또한, 제3 렌즈(330)의 피사체측 면 및 상측 면 중 적어도 일면은 비구면일 수 있다.
제4 렌즈(340)는 정의 굴절력을 가지며, 일면이 오목한 형상으로, 예컨대 피사체측 면이 오목한 형상일 수 있다. 이 경우, 제4 렌즈(340)의 상측 면은 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 또한, 제4 렌즈(340)의 피사체측 면 및 상측 면 중 적어도 일면은 비구면일 수 있다.
제5 렌즈(350)는 부의 굴절력을 가지며, 일면이 오목한 형상으로, 예컨대 피사체측 면이 오목한 형상일 수 있다. 이 경우, 제5 렌즈(350)의 상측 면은 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 또한, 제5 렌즈(350)의 피사체측 면 및 상측 면 중 적어도 일면은 비구면일 수 있다.
제1 렌즈(310) 내지 제5 렌즈(350)는 지속적인 카메라 사용으로 인해 발생한 열에 의해서 손상되지 않도록 내열성이 우수한 플라스틱 렌즈가 되는 것이 바람직하며, 이 경우 각 렌즈의 유리전이온도는 140 ℃ 이상이 될 수 있다. 다만, 반드시 플라스틱 소재의 렌즈를 이용하여 구성되어야 하는 것은 아니며, 유리전이온도가 140 ℃ 이상이 될 수 있는 한, 다른 소재의 렌즈도 가능할 수 있다.
또한, 유리전이온도가 152 ℃ 이상인 고내열성 소재의 렌즈는 굴절률이 대체로 낮아 고내열성 소재의 렌즈만으로 구성된 광학계(optical system)는 수차 성능(aberration performance)이 떨어지게 되므로, 고내열성 소재의 렌즈 배치는 광학계의 수차 성능을 저하시키지 않는 선에서 이루어지는 것이 바람직하다.
따라서, 일반적인 광학계의 수차 성능과 동등한 성능을 얻기 위해서는 제1 렌즈(310)의 경우 고내열성 소재를 사용하여 유리전이온도가 152 ℃ 이상인 렌즈가 될 수 있다. 또한, 제3 렌즈(330) 역시 고내열성 소재를 사용하여 유리전이온도가 152 ℃ 이상인 렌즈가 될 수 있다.
광학필터군(400)은 광축을 따라 배치되며, 피사체측과 멀어지는 방향으로 렌즈군(300)으로부터 일정 거리 이격되어 위치한다. 광학필터군(400)은 IR 필터(infrared filter, 420) 및 커버글라스(coverglass, 440)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있고, 피사체측부터 차례대로 IR 필터(420), 커버글라스(440)와 같이 배치될 수 있다.
IR 필터(420)는 적외선을 차단하는 역할을 하며, 제5 렌즈(350)의 상면(500) 측으로부터 일정 거리 이격되어 위치할 수 있다. 다만, 렌즈커버(100)의 후면에 IR 코팅층(20)이 형성되어 있거나, 반사부재(200)의 피사체측 표면에 IR 코팅층(20)이 형성되어 있는 경우에는 IR 필터(420)는 생략될 수 있다.
커버글라스(440)는 피사체측과 멀어지는 방향으로 IR 필터(420)로부터 일정 거리 이격되어 위치하며, IR 필터(420)가 생략된 경우 제5 렌즈(350)로부터 일정 거리 이격되어 위치할 수 있다.
상면(500)은 광축을 따라 배치되며, 피사체측과 멀어지는 방향으로 광학필터군(400)으로부터 일정 거리 이격되어 배치된다. 상면(500)에는 물체의 상이 맺히게 된다.
도 3은 도 1에 개시된 각 렌즈에 대한 특성을 나타내는 표이다.
도 4는 도 1에 개시된 각 렌즈의 비구면계수를 나타내는 표이다.
도 3 및 도 4에서 렌즈의 곡률반경(radius), 두께(thickness), 초점거리(focal length) 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, 유리전이온도의 단위는 ℃ 이다.
제1 실시예에 따른 반사부재(200), 렌즈군(300), IR 필터(420) 및 커버글라스(440)의 곡률반경, 두께, 초점거리, 굴절률(index of refraction), 아베수(Abbe number), 유리전이온도, 비구면계수(asphericity)는 도 3 및 도 4에 표시된 바와 같다.
제1 실시예에 따른 전체 광학계의 초점 거리(f)는 10.6 mm 이고, 제1 렌즈(310)의 초점거리(f1)는 4.4791 mm 이다. 한편, 렌즈군(300) 중에서 반사부재(200)에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 피사체측 면으로부터 상면(500)까지의 거리를 TTL(Total Track Length)이라 하고, 렌즈군(300) 중에서 상면(500)에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 상면(500)측 면으로부터 상면(500)까지의 거리를 BFL(Back Focal Length)이라 한다.
제1 실시예에 따른 전체 광학계는 조건식 1 및 조건식 2를 만족시킬 수 있다.
[조건식 1]
1.0 < TTL/BFL < 3.5
[조건식 2]
1.5 < f/f1 < 3.5
한편, 제1 실시예에 따른 렌즈군(300)이 적어도 하나 이상의 플라스틱 렌즈를 포함할 수 있다. 이 경우, 렌즈의 유리전이온도를 Tg, 렌즈의 플라스틱 소재에 대한 굴절률을 P(nd)라 하면, 제1 실시예에 따른 렌즈군(300)이 포함하는 렌즈들 중 적어도 하나 이상의 렌즈는 조건식 3을 만족하고, 제1 실시예에 따른 렌즈군(300)이 포함하는 렌즈들 중 적어도 하나 이상의 플라스틱 렌즈는 조건식 4를 만족시킬 수 있다.
[조건식 3]
Tg > 152 ℃
[조건식 4]
1.51 < P(nd) < 1.54
도 5는 본 개시의 제1 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 나타내는 도면이다. 왼쪽부터 차례대로 종구면수차(longitudinal spherical aberration), 비점수차(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸다.
도 5에서 Y축은 상(image)의 크기를 의미하고, X축은 초점거리(mm 단위) 및 왜곡도(% 단위)를 의미한다. 곡선들이 Y축에 접근될수록 수차 보정기능이 좋은 것으로 해석된다. 도 5를 참조하면, 종구면수차가 0.05 mm 단위 내, 비점수차가 0.025 mm 단위 내, 왜곡 수차가 1 % 단위 내에 위치한 것으로서, 우수한 수차 특성을 나타낸다. 따라서, 본 개시의 제1 실시예와 같이 고내열성 소재의 렌즈를 최적화하여 배치함으로써, 고내열성 소재를 사용하지 않는 카메라와 동등한 수차 특성을 얻을 수 있다.
도 6은 본 개시의 제2 실시예에 따른 차량용 카메라의 광학계를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 카메라는 발수코팅층(10), 렌즈커버(100), 반사부재(200), 렌즈군(600), 광학필터군(400) 및 상면(500)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 제2 실시예에 따른 차량용 카메라는 제1 실시예에 따른 차량용 카메라와 렌즈군(600)의 특성에 있어서 차이가 있다.
렌즈군(600)은 5매의 렌즈를 포함하고 있고 이들은 광축을 따라 배치되며, 피사체측으로부터 가까운 순서대로 제1 렌즈(610), 제2 렌즈(620), 제3 렌즈(630), 제4 렌즈(640), 제5 렌즈(650)가 된다. 또한, 복수의 렌즈는 광축을 따라 기설정된 거리만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다.
이하는 제2 실시예에 따른 차량용 카메라가 포함하는 렌즈군(600)에 대한 설명이다.
제1 렌즈(610)는 정의 굴절력을 가지며, 일면이 볼록한 형상으로, 예컨대 피사체측 면이 볼록한 형상일 수 있다. 이 경우, 제1 렌즈(610)의 상측 면은 오목한 메니스커스 형상일 수 있다. 또한, 제1 렌즈(610)의 피사체측 면 및 상측 면 중 적어도 일면은 비구면일 수 있다.
제2 렌즈(620)는 부의 굴절력을 가지며, 일면이 볼록한 형상으로, 예컨대 피사체측 면이 볼록한 형상일 수 있다. 이 경우, 제2 렌즈(620)의 상측 면은 오목한 메니스커스 형상일 수 있다. 또한, 제2 렌즈(620)의 피사체측 면 및 상측 면 중 적어도 일면은 비구면일 수 있다.
제3 렌즈(630)는 부의 굴절력을 가지며, 일면이 볼록한 형상으로, 예컨대 피사체측 면이 볼록한 형상일 수 있다. 이 경우, 제3 렌즈(630)의 상측 면은 오목한 메니스커스 형상일 수 있다. 또한, 제3 렌즈(630)의 피사체측 면 및 상측 면 중 적어도 일면은 비구면일 수 있다.
제4 렌즈(640)는 정의 굴절력을 가지며, 일면이 오목한 형상으로, 예컨대 피사체측 면이 오목한 형상일 수 있다. 이 경우, 제4 렌즈(640)의 상측 면은 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 또한, 제4 렌즈(640)의 피사체측 면 및 상측 면 중 적어도 일면은 비구면일 수 있다.
제5 렌즈(650)는 정의 굴절력을 가지며, 일면이 볼록한 형상으로, 예컨대 피사체측 면이 볼록한 형상일 수 있다. 이 경우, 제5 렌즈(650)의 상측 면은 오목한 메니스커스 형상일 수 있다. 또한, 제5 렌즈(650)의 피사체측 면 및 상측 면 중 적어도 일면은 비구면일 수 있다.
제1 렌즈(610) 내지 제5 렌즈(650)는 지속적인 카메라 사용으로 인해 발생한 열에 의해서 손상되지 않도록 내열성이 우수한 플라스틱 렌즈가 되는 것이 바람직하다. 이 경우 각 렌즈의 유리전이온도는 140 ℃ 이상이 될 수 있다. 다만, 반드시 플라스틱 소재의 렌즈를 이용하여 구성되어야 하는 것은 아니며, 유리전이온도가 140 ℃ 이상이 될 수 있는 한, 다른 소재의 렌즈도 가능할 수 있다.
또한, 유리전이온도가 152 ℃ 이상인 고내열성 소재의 렌즈는 굴절률이 대체로 낮아 고내열성 소재의 렌즈만으로 구성된 광학계는 수차 성능이 떨어지게 된다. 따라서, 고내열성 소재의 렌즈 배치는 광학계의 수차 성능을 저하시키지 않는 선에서 이루어지는 것이 바람직하다.
따라서, 일반적인 광학계의 수차 성능과 동등한 성능을 얻기 위해서는 제1 렌즈(610)의 경우 고내열성 소재를 사용하여 유리전이온도가 152 ℃ 이상인 렌즈가 될 수 있다. 또한, 제3 렌즈(630) 및 제5 렌즈(650) 역시 고내열성 소재를 사용하여 유리전이온도가 152 ℃ 이상인 렌즈가 될 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 각 렌즈에 대한 특성을 나타내는 표이다.
도 8은 도 6에 도시된 각 렌즈의 비구면계수를 나타내는 표이다.
도 7 및 도 8에서 렌즈의 곡률반경, 두께, 초점거리 등에 대한 수치는 모두 ㎜ 단위이고, 유리전이온도의 단위는 ℃ 이다.
제2 실시예에 따른 반사부재(200), 렌즈군(600), IR 필터(420) 및 커버글라스(440)의 곡률반경, 두께, 초점거리, 굴절률, 아베수, 유리전이온도, 비구면계수는 도 7 및 도 8에 표시된 바와 같다.
제2 실시예에 따른 전체 광학계의 초점 거리(f)는 12 mm 이고, 제1 렌즈(610)의 초점거리(f1)는 5.9241 mm 이다. 따라서, 제2 실시예에 따른 전체 광학계는 조건식 1 및 조건식 2를 만족시킬 수 있다.
한편, 제2 실시예에 따른 렌즈군(600)이 적어도 하나 이상의 플라스틱 렌즈를 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 실시예에 따른 렌즈군(600)이 포함하는 렌즈들 중 적어도 하나 이상의 렌즈는 조건식 3을 만족하고, 제2 실시예에 따른 렌즈군(600)이 포함하는 렌즈들 중 적어도 하나 이상의 플라스틱 렌즈는 조건식 4를 만족시킬 수 있다.
도 9는 본 개시의 제2 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 나타내는 도면이다. 왼쪽부터 차례대로 종구면수차, 비점수차, 왜곡수차를 나타낸다.
도 9에서 Y축은 상의 크기를 의미하고, X축은 초점거리(mm 단위) 및 왜곡도(% 단위)를 의미한다. 곡선들이 Y축에 접근될수록 수차 보정기능이 좋은 것으로 해석된다. 도 9를 참조하면, 종구면수차가 0.05 mm 단위 내, 비점수차가 0.025 mm 단위 내, 왜곡 수차가 1 % 단위 내에 위치한 것으로서, 우수한 수차 특성을 나타낸다. 따라서, 본 개시의 제2 실시예와 같이 고내열성 소재의 렌즈를 최적화하여 배치함으로써, 고내열성 소재를 사용하지 않는 카메라와 동등한 수차 특성을 얻을 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 카메라의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 카메라의 단면도 및 방수부재가 압축된 모습을 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 카메라는 프론트바디(front body, 700), 방수부재(waterproof member, 710), 리테이너(retainer, 720), 렌즈배럴(lens barrel, 730), PCB(Printed Circuit Board, 740) 및 리어바디(rear body, 750)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
프론트바디(700)는 광학계의 전반부를 포함하도록 구성되어 반사부재(200) 및 렌즈군(300, 600)을 보호한다. 프론트바디(700)의 피사체측 면에는 방수부재(710)가 배치될 수 있도록 홈(groove)이 형성되어 있으며, 피사체측 면의 테두리는 렌즈커버(100)의 둘레에 맞추어 단이 형성되어 있다.
방수부재(710)는 프론트바디(700)에 형성되어 있는 홈에 배치되며, 방수부재(710)의 상부에는 렌즈커버(100)가 배치되어 방수부재(710)에 압력을 가한다. 방수부재(710)는 오링(O-ring) 또는 개스킷(gasket)이 될 수 있다.
리테이너(720)는 렌즈커버(100)의 상단에 위치하여 프론트바디(700)와 결합되며 렌즈커버(100), 방수부재(710) 및 프론트바디(700)가 서로 견고하게 부착되도록 한다. 따라서, 리테이너(720)는 방수부재(710)의 압축률을 높이는 효과가 있다.
한편, 방수부재(710)의 굵기를 D 라 하고, 방수부재(710)가 압축되어 눌려진 눌림량을 δ 라 하고, 방수부재(710)의 압축률(compression ratio)을 K 라 할 때, K 는 수학식 2에 의해 산출되며
Figure 112020057993616-pat00002
본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 카메라의 방수부재(710)는 조건식 5를 만족시킬 수 있고, 이를 만족함으로써 IPX9K 수준의 방수 성능을 구현할 수 있다.
[조건식 5]
10 % < K < 30 %
렌즈배럴(730)은 복수의 실린더가 결합된 형태로서 렌즈군(300, 600)을 포함하도록 구성된다. 렌즈배럴(730)은 외부 충격으로부터 렌즈군(300, 600)을 보호하고, 렌즈의 배치가 변경되는 것을 방지한다.
PCB(740)의 전면은 상면(500)의 후면과 부착되며, 상면(500)이 특정 위치에 고정될 수 있도록 한다. PCB(740)의 후면은 리어바디(750)와 결합된다.
리어바디(750)는 광학계의 후반부를 포함하도록 구성되어 PCB(740) 및 상면(500)을 보호한다. 리어바디(750) 전면 테두리는 PCB(740)의 둘레에 맞게 형성되어 PCB(740)과 결합될 수 있다.
도 12는 본 개시의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 차량용 카메라의 광학 특성을 나타내는 표이다.
도 12를 참조하면, 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 차량용 카메라의 광학계가 조건식 1 내지 조건식 5를 만족함을 보여준다.
한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 카메라는 차량의 전방, 후방, A필러(A-pillar), B필러(B-pillar), 사이드미러(side mirror) 및 e-미러(electronic mirror) 중 하나 이상에 장착될 수 있다. 여기서, e-미러는 차량의 룸미러(room mirror) 등이 위치하는 곳에 형성되어, 상황에 따라 거울로서 기능할 수도 있고, 디스플레이 패널로서 기능할 수도 있는 미러를 말한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 카메라는 굴곡형 카메라로서, 전장길이가 짧고 렌즈가 프리즘 이후에 배치되므로 렌즈가 돌출되지 않도록 장착되는 부위에 숨겨진 상태로 촬영을 할 수 있다. 즉, 휴대폰의 전면 카메라와 같이 작은 형태로 커버글라스만 보이도록 장착될 수 있다. 또한, 이미 차량에 장착된 광각렌즈 등을 이용한 돌출형 카메라가 존재하는 경우, 돌출형 카메라와 동시에 작동하여 전체 카메라 시스템의 화각 및 감지 범위를 넓힐 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 개시는 카메라를 굴곡형으로 배치시킴으로써, 망원렌즈의 전장 길이가 길어서 차량에 장착시키기 어려운 문제를 해결할 수 있다.
또한, 고내열성 소재의 렌즈를 사용하여 DVRS(Drive Video Record System)와 같은 시스템으로 인해 카메라에 지속적인 열이 가해지더라도 카메라의 성능을 계속 유지할 수 있는 효과가 있다. 고내열성 소재로서 플라스틱을 이용하는 경우, 플라스틱 렌즈는 굴절률이 대체로 낮아서 광학계의 수차 특성이 저하될 수 있으나, 본 개시의 일 실시예와 같이 렌즈의 배치 및 설계를 최적화함으로써, 고내열성 소재를 사용하지 않는 카메라와 동등한 수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 차량의 외부에 장착되는 차량용 카메라의 특성상 악천후 상황 등에 대비할 필요가 있고, 이에 따라 본 개시는 카메라에 발수코팅 및 방수구조를 적용시킴으로써 빗물 등에 의하여 카메라의 시인성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 발수코팅층 20: IR 코팅층
100: 렌즈커버 200: 반사부재
220: 프리즘 240: 미러
300: 렌즈군 310: 제1 렌즈
320: 제2 렌즈 330: 제3 렌즈
340: 제4 렌즈 350: 제5 렌즈
400: 광학필터군 420: IR 필터
440: 커버글라스 500: 상면
600: 렌즈군 610: 제1 렌즈
620: 제2 렌즈 630: 제3 렌즈
640: 제4 렌즈 650: 제5 렌즈
700: 프론트바디 710: 방수부재
720: 리테이너 730: 렌즈배럴
740: PCB 750: 리어바디

Claims (17)

  1. 물방울의 접촉각(contact angle)을 일정각도 이상으로 형성되게 하는 발수코팅층(water repellent coating layer);
    광 경로(optical path)를 변화시키는 반사면을 갖는 반사부재(reflective member);
    유리전이온도(glass transition temperature)가 140 ℃ 이상인 제1 내지 제5 렌즈를 포함하는 렌즈군(lens group); 및
    적어도 하나 이상의 광학필터를 포함하는 광학필터군(optical filter group)
    을 포함하되,
    상기 발수코팅층, 상기 반사부재, 상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 상기 제4 렌즈, 상기 제5 렌즈 및 상기 광학필터군은 광축(optic axis)을 따라 피사체측(object side)부터 차례대로 배치되고,
    상기 제1 렌즈는, 정의 굴절력(positive refractive power)을 갖고 피사체측 면이 볼록(convex)하며 유리전이온도가 152 ℃ 이상인 고내열성 렌즈이고,
    상기 제2 렌즈는, 부의 굴절력(negative refractive power)을 가지고,
    상기 제3 렌즈는, 부의 굴절력을 갖고, 피사체측 면이 볼록하며 유리전이온도가 152 ℃ 이상인 고내열성 렌즈이고,
    상기 제4 렌즈는, 정의 굴절력을 가지고,
    상기 제5 렌즈는, 정 또는 부의 굴절력을 가지며,
    상기 렌즈군으로 구성된 광학계의 전체 초점거리(focal length)를 f라 하고, 상기 제1 렌즈의 초점거리를 f1이라 할 때,
    1.5 < f/f1 < 3.5 를 만족하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 피사체측 면으로부터 상면까지의 거리를 TTL(Total Track Length)이라 하고, 상기 제5 렌즈의 상면측 면으로부터 상기 상면까지의 거리를 BFL(Back Focal Length)이라 할 때,
    1.0 < TTL/BFL < 3.5 를 만족하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제5 렌즈는, 정의 굴절력을 갖고 피사체측 면이 볼록하며 유리전이온도가 152 ℃ 이상인 것을 특징으로 하는 차량용 카메라.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 발수코팅층은 물방울의 접촉각을 100 ° 이상으로 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 발수코팅층은 상기 반사부재의 피사체측 면에 코팅 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 발수코팅층과 상기 반사부재 사이에 배치되어 상기 반사부재를 보호하는 렌즈커버(lens cover)를 더 포함하고,
    상기 발수코팅층은 상기 렌즈커버의 전면(front surface)에 코팅 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 렌즈커버의 후면(rear surface)에는 IR 코팅층(infrared coating layer)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 광학필터군은 피사체측부터 차례대로,
    IR 필터(infrared filter); 및
    상면을 보호하는 커버글라스(coverglass)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 반사부재 및 상기 렌즈군을 포함하도록 구성되고, 피사체측 면에 홈(groove)이 형성된 프론트바디(front body); 및
    상기 렌즈커버와 상기 프론트바디의 홈 사이에 배치되는 방수부재(waterproof member)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 방수부재는 오링(O-ring) 또는 개스킷(gasket)이고,
    오링 또는 개스킷의 압축률(compression ratio)을 K 라 할 때,
    10 % < K < 30 % 를 만족하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈군은 적어도 하나 이상의 플라스틱(plastic) 렌즈를 포함하되,
    플라스틱 렌즈의 굴절률(index of refraction)을 P(nd) 라 할 때,
    상기 플라스틱 렌즈 중 적어도 하나 이상은,
    1.51 < P(nd) < 1.54 를 만족하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라.
  17. 제 1항에 따른 차량용 카메라가 차량의 전방, 후방, A필러(A-pillar), B필러(B-pillar), 사이드미러(side mirror) 및 e-미러(electronic mirror) 중 하나 이상에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110174752A (zh) * 2019-06-25 2019-08-27 浙江舜宇光学有限公司 光学成像镜头及电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006227322A (ja) * 2005-02-17 2006-08-31 Konica Minolta Opto Inc 撮像光学系、撮像レンズ装置及びデジタル機器
WO2018062327A1 (ja) * 2016-09-28 2018-04-05 三菱瓦斯化学株式会社 光学レンズ

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2558447B2 (ja) * 1985-09-18 1996-11-27 セイコー電子工業株式会社 強誘電性液晶電気光学素子
JP4508525B2 (ja) 2002-12-25 2010-07-21 オリンパス株式会社 光路折り曲げズーム光学系
US7292281B2 (en) 2003-12-30 2007-11-06 Yi Jen Cheng Monitoring camera with a far infrared capability
JP2006071782A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Fuji Photo Film Co Ltd プラスチック製レンズを用いた光学ユニット
JP5621782B2 (ja) 2009-11-17 2014-11-12 コニカミノルタ株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
KR101122313B1 (ko) * 2010-07-02 2012-03-22 대성전기공업 주식회사 카메라 모듈
KR20130119772A (ko) 2012-04-24 2013-11-01 현대모비스 주식회사 발수 코팅 및 코팅 방법
KR101534992B1 (ko) * 2013-12-31 2015-07-07 현대자동차주식회사 렌즈 표면의 나노패턴 형성방법 및 나노패턴이 형성된 렌즈
JP6182749B1 (ja) 2016-10-11 2017-08-23 俊盛 円光 船舶の舵装置
KR101901701B1 (ko) * 2016-12-28 2018-09-27 삼성전기 주식회사 촬상 광학계
KR101963591B1 (ko) * 2016-12-29 2019-04-01 삼성전기주식회사 촬상 광학계 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006227322A (ja) * 2005-02-17 2006-08-31 Konica Minolta Opto Inc 撮像光学系、撮像レンズ装置及びデジタル機器
WO2018062327A1 (ja) * 2016-09-28 2018-04-05 三菱瓦斯化学株式会社 光学レンズ

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