KR20080049022A - 홍채 촬영용 렌즈 - Google Patents

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KR20080049022A
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light cut
cut filter
imaging lens
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KR1020087004451A
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슈이치 호리구치
겐타로 이리사와
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

홍채 촬영용 렌즈(1A)는 양 볼록 구면 렌즈(2A)와, 양 오목 구면 렌즈(3A)와, 가시광 컷 필터(4A)를 구비하고, 가시광 컷 필터(4A)는 적어도 한쪽의 면이 곡면으로 되어 있다. 이 구성에 의해, 가시광 컷 필터(4A)가 렌즈로서의 역할을 하여, 양 볼록 구면 렌즈(2A)나 양 오목 구면 렌즈(3A)뿐만 아니라, 가시광 컷 필터(4A)에 의해서도 수차를 보정한다. 따라서, 촬영용 렌즈의 매수를 늘리지 않고, 수차를 작게 하여 렌즈 성능을 높게 할 수 있고, 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.

Description

홍채 촬영용 렌즈{IRIS IMAGING LENS}
본 발명은 홍채 인식 장치 등에 사용되는 홍채 촬영용 렌즈에 관한 것이다.
종래, 개인 인증 장치로서, 인간의 눈의 홍채 패턴이 각 사람에게서 서로 다른 것을 이용하여, 개인을 특정하는 홍채 인식 장치가 이용되고 있다. 홍채 인식 장치에서는, 홍채의 패턴을 촬영하기 위해서, 적외선이 사용된다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 홍채 인식 장치에 이용되는 홍채 촬영용 렌즈(1P)는, 양 볼록 구면 렌즈(2P)와, 메니스커스 오목 구면 렌즈(3P)와, 가시광 컷 필터(4P)를 구비하고 있고, 가시광 컷 필터(4P)의 양쪽 면은 평행 평면이다. 가시광 컷 필터(4P)는 불필요한 가시광을 컷트하고, 적외선만을 투과한다. 이러한 홍채 인식 장치는, 예를 들면, 일본 특허 공개 제2004-167046호 공보에 개시되어 있다.
그러나, 도 9에 도시하는 종래의 홍채 촬영용 렌즈(1P)에서는, 양 볼록 구면 렌즈(2P)와 메니스커스 오목 구면 렌즈(3P)라는 두개의 촬영용 렌즈밖에 사용되고 있지 않다. 그 때문에, 광학 설계의 자유도가 낮아, 수차 보정을 충분히 행하는 것이 어렵다. 도 10a~도 10c는 종래의 홍채 촬영용 렌즈(1P)의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 도면이다. 도 11a~도 11h는 종래의 홍채 촬영용 렌즈(1P)의 탄젠셜(tangential) 방향 및 새지털(sagittal) 방향의 횡 수차를 나타내는 도면이다. 도 10 및 도 11에 나타내는 종래의 홍채 촬영용 렌즈(1P)에서는, 구면 수차 등의 수차가 커서, 렌즈 성능이 낮다. 그래서, 렌즈 성능을 높게 하기 위해서, 촬영용 렌즈의 매수를 늘리고, 광학 설계의 자유도를 높여서, 수차의 보정을 도모하는 것도 생각된다. 그러나, 그 경우에는, 홍채 촬영용 렌즈(1P)의 제조 비용이 증가한다.
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 상기 배경하에서 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은, 촬영용 렌즈의 매수를 늘리지 않고 제조 비용의 증가를 억제할 수 있으며, 수차를 작게 하여 렌즈 성능을 높게 할 수 있는 홍채 촬영용 렌즈를 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 하나의 형태는 홍채 촬영용 렌즈이며, 이 홍채 촬영용 렌즈는 촬영용 렌즈와, 가시광 컷 필터를 구비하고, 가시광 컷 필터의 적어도 한쪽 면은 곡면이다.
이하에 설명하는 바와 같이, 본 발명에는 다른 형태가 존재한다. 따라서, 본 발명의 개시는 본 발명의 일부 형태의 제공을 의도하고 있고, 여기서 기술되고 청구되는 발명의 범위를 제한하는 것은 의도하고 있지 않다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영용 렌즈의 구성을 도시한 도면,
도 2a는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 구면 수차를 나타내는 도면,
도 2b는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 비점 수차를 나타내는 도면,
도 2c는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 왜곡 수차를 나타내는 도면,
도 3a는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 3.00mm)를 나타내는 도면,
도 3b는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 3.00mm)를 나타내는 도면,
도 3c는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 2.40mm)를 나타내는 도면,
도 3d는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 2.40mm)를 나타내는 도면,
도 3e는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 1.80mm)를 나타내는 도면,
도 3f는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 1.80mm)를 나타내는 도면,
도 3g는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 0.00mm)를 나타내는 도면,
도 3h는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 0.00mm)를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영용 렌즈의 구성을 도시하는 도면,
도 5a는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 구면 수차를 나타내는 도면,
도 5b는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 비점 수차를 나타내는 도면,
도 5c는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 왜곡 수차를 나타내는 도면,
도 6a는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 3.00mm)를 나타내는 도면,
도 6b는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 3.00mm)를 나타내는 도면,
도 6c는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 2.40mm)를 나타내는 도면,
도 6d는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 2.40mm)를 나타내는 도면,
도 6e는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 1.80mm)를 나타내는 도면,
도 6f는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 1.80mm)를 나타내는 도면,
도 6g는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 0.00mm)를 나타내는 도면,
도 6h는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 0.00mm)를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 있어서의 홍채 촬영용 렌즈의 변형예를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 있어서의 홍채 촬영용 렌즈의 다른 변형예를 도시하는 도면,
도 9는 종래의 홍채 촬영용 렌즈의 구성을 도시하는 도면,
도 10a는 종래의 홍채 촬영 렌즈의 구면 수차를 나타내는 도면,
도 10b는 종래의 홍채 촬영 렌즈의 비점 수차를 나타내는 도면,
도 10c는 종래의 홍채 촬영 렌즈의 왜곡 수차를 나타내는 도면,
도 11a는 종래의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 3.00mm) 를 나타내는 도면,
도 11b는 종래의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 3.0Omm)를 나타내는 도면,
도 11c는 종래의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 2.40mm)를 나타내는 도면,
도 11d는 종래의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 2.40mm)를 나타내는 도면,
도 11e는 종래의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 1.80mm)를 나타내는 도면,
도 11f는 종래의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 1.80mm)를 나타내는 도면,
도 11g는 종래의 홍채 촬영 렌즈의 탄젠셜 방향의 횡 수차(상 높이 0.00mm)를 나타내는 도면,
도 11h는 종래의 홍채 촬영 렌즈의 새지털 방향의 횡 수차(상 높이 0.00mm)를 나타내는 도면.
부호의 설명
1A, 1B : 홍채 촬영용 렌즈 2A : 양 볼록 구면 렌즈
2B : 메니스커스 볼록 구면 렌즈 3A : 양 오목 구면 렌즈
3B : 메니스커스 오목 구면 렌즈 4A, 4B : 가시광 컷 필터
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하에 본 발명의 상세한 설명을 기술한다. 단, 이하의 상세한 설명과 첨부의 도면은 발명을 한정하는 것은 아니다. 대신에, 발명의 범위는 첨부의 청구범위에 의해 규정된다.
본 발명의 홍채 촬영용 렌즈는 촬영용 렌즈와, 가시광 컷 필터를 구비하고, 상기 가시광 컷 필터의 적어도 한쪽 면은 곡면이다.
이 구성에 의해, 가시광 컷 필터의 적어도 한쪽 면이 곡면으로 되어 있기 때문에, 가시광 컷 필터가 렌즈로서의 역할을 하고, 촬영용 렌즈뿐만 아니라, 가시광 컷 필터에 의해서도 수차를 보정할 수 있다. 따라서, 렌즈의 매수를 늘리지않고, 수차를 작게 할 수 있다.
또한, 상기 가시광 컷 필터의 한쪽 면은 곡면이며, 다른쪽 면은 평면이어도 된다.
이 구성에 의해, 가시광 컷 필터의 한쪽 면이 곡면으로 되어 있기 때문에, 가시광 컷 필터가 렌즈로서의 역할을 하고, 가시광 컷 필터에 의해서도 수차를 보정할 수 있고, 또한, 가시광 컷 필터의 다른쪽 면이 평면으로 되어 있기 때문에, 가시광 컷 필터의 가공이 용이하여, 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다.
또한, 상기 가시광 컷 필터의 곡면은 회전 대칭의 비구면이어도 된다.
이 구성에 의해, 가시광 컷 필터가 비구면 렌즈로서의 역할을 하고, 가시광 컷 필터에 의해서 수차를 보정할 수 있고, 특히 구면 수차를 작게 할 수 있다.
또한, 상기 가시광 컷 필터의 광축 상의 두께와 유효 반경의 원주 상의 두께 의 비는 0.8 이상 1.2 이하이어도 된다.
이 구성에 의해, 가시광 컷 필터의 광축 상을 통과한 광과, 유효 반경의 원주 상을 통과한 광 사이에서, 가시광 컷 필터의 투과율에 차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 가시광 컷 필터의 한쪽 면이 구면이어도, 가시광 컷 필터의 분광 특성에 얼룩이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 가시광 컷 필터는 렌즈로서의 역할을 하고, 또한, 필터로서의 역할을 충분히 할 수 있다.
본 발명은 적어도 한쪽의 면이 곡면인 가시광 컷 필터를 마련함으로써, 촬영용 렌즈의 매수를 늘리지 않고, 수차를 작게 하여 렌즈 성능을 높게 할 수 있어, 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예의 홍채 촬영용 렌즈에 대해서, 도면을 이용하여 설명한다. 본 실시예에서는, 홍채 인식 장치 등에 이용되는 홍채 촬영용 렌즈의 경우를 예시한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1의 홍채 촬영용 렌즈를 도시한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 홍채 촬영용 렌즈(1A)는 저분산 유리제의 양 볼록 구면 렌즈(2A)와, 고분산 유리제의 양 오목 구면 렌즈(3A)와, 플라스틱제의 가시광 컷 필터(4A)를 구비하고 있다. 이 경우, 양 볼록 구면 렌즈(2A) 및 양 오목 구면 렌즈(3A)가 촬영용 렌즈에 상당한다. 가시광 컷 필터(4A)는 플라스틱의 사출 성형에 의해 제조된다. 홍채 촬영용 렌즈(1A)는 홍채 인식 장치에 부착되어 있다. 홍채 촬영용 렌 즈(1A)에서 집광된 광은 CCD(5) 등의 촬상 소자에 의해서 촬상 신호로 변환되어, 홍채 인식을 위한 화상 처리가 행해진다. 또, 도 1에는 CCD(5)의 패키지 글라스(6)가 도시되어 있지만, 광학 설계상, 패키지 글라스(6)의 위치의 영향은 무시할 수 있다.
양 볼록 구면 렌즈(2A)의 렌즈 유효 반경 r1과 렌즈 구면 반경 R1의 비 r1/R1 및 렌즈 유효 반경 r2와 렌즈 구면 반경 R2의 비 r2/R2는, 각각 0.55로 설정되어 있다. 이 r1/R1 및 r2/R2는 각각 0.55 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 양 볼록 구면 렌즈(2A)의 프라운 호퍼선의 d선의 굴절률 n1은 1.569이며, 아베수 υ1은 56.0이다. 양 볼록 구면 렌즈(2A)의 한쪽 렌즈면(도 1에서의 좌측 렌즈면)의 곡률 반경은 7.09mm이며, 다른쪽 렌즈면(도 1에서의 우측 렌즈면)의 곡률 반경은 -6.07mm이다. 또한, 양 볼록 구면 렌즈(2A)의 광축 상의 두께는 2.92mm이다.
양 오목 구면 렌즈(3A)의 렌즈 유효 반경 r2와 렌즈 구면 반경 R2의 비 r2/R2 및 유효 반경 r3과 렌즈 구면 반경 R3의 비는, 각각 0.55로 설정되어 있다. 이 r2/R2 및 r3/R3은 각각 0.55 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 양 오목 구면 렌즈(3A)의 프라운 호퍼선의 d선의 굴절률 n2는 1.620이며, 아베수 υ2는 36.3이다. 양 오목 구면 렌즈(3A)의 한쪽 렌즈면(도 1에서의 좌측 렌즈면)의 곡률 반경은 -6.07mm이며, 다른쪽 렌즈면(도 1에서의 우측 렌즈면)의 곡률 반경은 5.75mm이다. 또한, 양 오목 구면 렌즈(3A)의 광축 상의 두께는 3.00mm이다. 그리고, 도 1에 도시하는 바와 같이, 양 볼록 구면 렌즈(2A)와 양 오목 구면 렌즈(3A) 는 접합되어 있다.
가시광 컷 필터(4A)는 플라스틱 성형으로 제조된다. 이 가시광 컷 필터(4A)의 한쪽 면(도 1에서의 좌측 면)은 렌즈 구면이며, 다른쪽 면(도 1에서의 우측 면)은 약간 구면이다. 가시광 컷 필터(4A)의 프라운 호퍼선의 d선의 굴절률 n3은 1.492이며, 아베수 υ3은 54.67이다. 가시광 컷 필터(4A)의 한쪽 렌즈면(도 1에서의 좌측 렌즈면)의 곡률 반경은 11.01이며, 다른쪽 렌즈면(도 1에서의 우측 렌즈면)의 곡률 반경은 -29.70mm이다. 또한, 양 오목 구면 렌즈(3A)와 가시광 컷 필터(4A)의 간격은 2.45mm로 설정되어 있다.
또한, 가시광 컷 필터(4A)에서는, 광축 상의 두께와 유효 반경의 원주 상의 두께의 비가 1.2로 설정되어 있다. 구체적으로는, 가시광 컷 필터(4A)의 광축 상(중심 부분)의 두께는 3.00mm이며, 가시광 컷 필터(4A)의 유효 반경의 원주 상(주변 부분)의 두께는 3.60mm이다. 이와 같이, 가시광 컷 필터(4A)의 광축 상의 두께와, 가시광 컷 필터(4A)의 유효 반경의 원주 상의 두께의 비가 1.2로 설정되어 있다. 본 실시예에서는, 가시광 컷 필터(4A)가 양 볼록 구면 렌즈 형상이다(양쪽 면이 볼록 구면임). 이 경우, 광축 상의 두께와 유효 반경의 원주 상의 두께의 비는 1.0보다 크고 1.2 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 양 볼록 구면 렌즈(2A), 양 오목 구면 렌즈(3A), 가시광 컷 필터(4A)가, 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1A)에 이용된다. 이 홍채 촬영용 렌즈(1A)에서는, 초점 거리 f가 25mm, F 넘버가 8.0, 상 높이가 3.0mm, 물체 거리가 320mm로 설정된다.
이상과 같이 구성된 홍채 촬영용 렌즈(1A)의 수차의 계산 결과가, 도 2 및 도 3에 나타내어진다. 도 2a~도 2c는 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1A)의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 도면이다. 도 3a~도 3h는 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1A)의 탄젠셜 방향 및 새지털 방향의 횡 수차를 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1A)에서는, 도 10 및 도 11에 나타낸 종래의 홍채 촬영용 렌즈(1P)에 비하여, 구면 수차 등의 수차가 작게 되어 있어, 렌즈 성능이 향상하고 있음을 알 수 있다.
이와 같은 발명의 실시예 1의 홍채 촬영용 렌즈(1A)에서는, 가시광 컷 필터(4A)의 적어도 한쪽 면이 곡면이다. 상기의 예에서는, 한쪽 면이 렌즈 곡면이며 다른쪽 면이 약간 렌즈 곡면인 가시광 컷 필터(4A)가 마련되어 있다. 이에 따라, 촬영용 렌즈의 매수를 늘리지 않고, 수차를 작게 하여 렌즈 성능을 높게 할 수 있으며, 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
즉, 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1A)에서는, 가시광 컷 필터(4A)의 한쪽 면이 렌즈 곡면이고, 다른쪽 면이 약간 렌즈 곡면이다. 이에 따라, 가시광 컷 필터(4A)가 렌즈로서의 역할을 하여, 양 볼록 구면 렌즈(2A)나 양 오목 구면 렌즈(3A)뿐만 아니라, 가시광 컷 필터(4A)에 의해서도 수차를 보정할 수 있다. 따라서, 양 볼록 구면 렌즈(2A)나 양 오목 구면 렌즈(3A) 등의 촬영용 렌즈의 매수를 늘리지 않고, 수차를 작게 할 수 있다.
또한, 가시광 컷 필터(4A)의 광축 상의 두께와 유효 반경의 원주 상의 두께의 비를 1.0보다 크고 1.2 이하로 설정함으로써, 가시광 컷 필터(4A)의 광축 상(중 심 부분)을 통과한 광과, 유효 반경의 원주 상(주변 부분)을 통과한 광 사이에서, 가시광 컷 필터(4A)의 투과율에 차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1A)에서는, 가시광 컷 필터(4A)의 광축 상의 두께와 유효 반경의 원주 상의 두께의 비가 1.2로 설정되어 있기 때문에, 투과율 50%의 파장의 광에 대하여, 가시광 컷 필터(4A)의 광축 상(중심 부분)과 유효 반경의 원주 상(주변 부분)의 투과율의 차를 6%로 억제할 수 있다. 즉, 가시광 컷 필터(4A)의 한쪽 면이 구면이어도, 가시광 컷 필터(4A)의 분광 특성에 얼룩이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 가시광 컷 필터(4A)는 렌즈로서의 역할을 하고, 또한, 필터로서의 역할을 충분히 할 수 있다.
또한, 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1A)에서는, 양 볼록 구면 렌즈(2A)와 양 오목 구면 렌즈(3A)를 접합함으로써, 촬영용 렌즈의 매수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 촬영용 렌즈의 제조나 조립에 필요한 작업량이나 작업 시간의 삭감을 도모할 수 있어, 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다. 또한, 양 볼록 구면 렌즈(2A) 및 양 오목 구면 렌즈(3A)의 렌즈 유효 반경과 렌즈 구면 반경과의 비 r1/R1 및 r2/R2 및 r3/R3을 0.55 이하로 설정함으로써, 양 볼록 구면 렌즈(2A) 및 양 오목 구면 렌즈(3A)의 가공성을 높일 수 있다. 또한, 양 볼록 구면 렌즈(2A)의 아베수 υ1을 56 이상으로 설정하고, 양 오목 구면 렌즈(3A)의 아베수 υ2를 37 이하로 설정함으로써, 색수차를 보정할 수 있다.
(실시예 2)
도 4는 본 발명의 실시예 2의 홍채 촬영용 렌즈를 도시한다. 여기서는, 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈가, 도 1에 도시한 실시예 1와 상위하는 구성에 대해서 설명하고, 실시예 1과 마찬가지의 구성에 대해서는 특별히 언급하지 않는다. 도 4에서, 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1B)는 저분산 유리제의 메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B)와, 고분산 유리제의 메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)와, 플라스틱제의 가시광 컷 필터(4B)를 구비하고 있다. 이 경우, 메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B) 및 메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)가 촬영용 렌즈에 상당한다.
메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B)의 렌즈 유효 반경 r1과 렌즈 구면 반경 R1의 비 r1/R1 및 렌즈 유효 반경 r2와 렌즈 구면 반경 R2의 비 r2/R2는, 각각 0.55로 설정되어 있다. 이 r1/R1 및 r2/R2는 각각 0.55 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B)의 프라운 호퍼선의 d선의 굴절률 n1은 1.639이며, 아베수 υ1은 55.5이다. 메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B)의 한쪽 렌즈면(도 4에서의 좌측 렌즈면)의 곡률 반경은 9.44mm이며, 다른쪽 렌즈면(도 4에서의 우측 렌즈면)의 곡률 반경은 24.36mm이다. 또한, 메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B)의 광축 상의 두께는 3.0Omm이다.
메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)의 렌즈 유효 반경 r2와 렌즈 구면 반경 R2의 비 r2/R2 및 유효 반경 r3과 렌즈 구면 반경 R3의 비는, 각각 0.55로 설정되어 있다. 이 r2/R2 및 r3/R3은 각각 0.55 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)의 프라운 호퍼선의 d선의 굴절률 n2는 1.487이 며, 아베수 υ2는 70.4이다. 메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)의 한쪽 렌즈면(도 4에서의 좌측 렌즈면)의 곡률 반경은 24.36mm이며, 다른쪽 렌즈면(도 4에서의 우측 렌즈면)의 곡률 반경은 8.59mm이다. 또한, 메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)의 광축 상의 두께는 3.00mm이다. 그리고, 도 4에 도시하는 바와 같이, 메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B)와 메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)는 접합되어 있다.
가시광 컷 필터(4B)는 플라스틱 성형으로 제조된다. 이 가시광 컷 필터(4B)의 한쪽 면(도 4에서의 좌측 면)은 회전 대칭의 비구면 렌즈면이며, 다른쪽 면(도 4에서의 우측 면)은 평면이다. 가시광 컷 필터(4B)의 비구면 반경 R5는 15.67이다. 또한, 가시광 컷 필터(4B)의 프라운 호퍼선의 d선의 굴절률 n3은 1.492이며, 아베수 υ3은 54.67이다. 그리고, 가시광 컷 필터(4B)의 광축 상의 두께는 2.00mm로서, 가시광 컷 필터(4B)의 유효 반경의 원주 상의 두께의 1.15배로 설정되어 있다. 즉, 가시광 컷 필터(4B)의 광축 상의 두께와, 가시광 컷 필터(4B)의 유효 반경의 원주 상의 두께의 비가 1.15로 설정되어 있다. 또, 가시광 컷 필터(4B)의 비구면은, 하기의 비구면 정의식으로 정의되어 있다.
Z=[ch2/{1+(1-c2h2)-0.5}]+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10
c=1/r
여기서, A, B, C, D는 각각 정수이며, 본 실시예에서는 A=-0.1195×10-3, B=-0.4512×10-5, C=0, D=0으로 설정되어 있다.
상기한 바와 같은 가시광 컷 필터(4B)가 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1B) 에 이용된다. 이 홍채 촬영용 렌즈(1B)에서는, 초점 거리 f가 25mm, F넘버가 8.0, 상 높이가 3.0mm, 물체 거리가 320mm로 설정되어 있다.
이상과 같이 구성된 홍채 촬영용 렌즈(1B)의 수차의 계산 결과가 도 5 및 도 6에 나타내어진다. 도 5a~도 5c는 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1B)의 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차를 나타내는 도면이다. 도 6a~도 6h는 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1B)의 탄젠셜 방향 및 새지털 방향의 횡 수차를 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1B)에서는, 도 10 및 도 11에 나타낸 종래의 홍채 촬영용 렌즈(1P)에 비하여, 구면 수차 등의 수차가 작게 되어 있어, 렌즈 성능이 향상하고 있음을 알 수 있다.
이와 같은 발명의 실시예 2의 홍채 촬영용 렌즈(1B)에 의하면, 한쪽 면이 렌즈 곡면이고 다른쪽 면이 평면인 가시광 컷 필터(4B)를 마련함으로써, 촬영용 렌즈의 매수를 늘리지 않고, 수차를 작게 하여 렌즈 성능을 높게 할 수 있어, 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
즉, 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1B)에서는, 가시광 컷 필터(4B)의 한쪽 면이 렌즈 곡면이며 다른쪽 면이 평면이다. 이에 따라, 가시광 컷 필터(4B)가 렌즈로서의 역할을 하여, 메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B)나 메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)뿐만 아니라, 가시광 컷 필터(4B)에 의해서도 수차를 보정할 수 있다. 게다가, 가시광 컷 필터(4B)의 다른쪽 면이 평면이기 때문에, 가시광 컷 필터(4B)의 제조에 이용하는 성형 금형을 저렴하게 제조할 수 있어, 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1B)에서는, 가시광 컷 필터(4B)의 곡면이 회전 대칭의 비구면이기 때문에, 가시광 컷 필터(4B)가 비구면 렌즈로서의 역할을 하여, 가시광 컷 필터(4B)에 의해서 수차의 보정을 할 수 있고, 특히 구면 수차를 작게 할 수 있다.
또한, 앞의 실시예와 마찬가지로, 가시광 컷 필터(4B)의 광축 상의 두께와 유효 반경의 원주 상의 두께의 비를 1.0보다 크고 1.2 이하로 설정함으로써, 가시광 컷 필터(4B)의 광축 상(중심 부분)을 통과한 광과, 유효 반경의 원주 상(주변 부분)을 통과한 광 사이에서, 가시광 컷 필터(4B)의 투과율에 차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1B)에서는, 가시광 컷 필터(4B)의 광축 상의 두께와 유효 반경의 원주 상의 두께의 비가 1.15로 설정되어 있기 때문에, 투과율 50%의 파장의 광에 대하여, 가시광 컷 필터(4B)의 광축 상(중심 부분)과 유효 반경의 원주 상(주변 부분)의 투과율의 차를 5%로 억제할 수 있다. 즉, 가시광 컷 필터(4B)의 한쪽 면이 구면이어도, 가시광 컷 필터(4B)의 분광 특성에 얼룩이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 가시광 컷 필터(4B)는 렌즈로서의 역할을 하고, 또한, 필터로서의 역할을 충분히 할 수 있다.
또한, 본 실시예의 홍채 촬영용 렌즈(1B)에서도, 메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B)와 메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)를 접합함으로써, 촬영용 렌즈의 매수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 촬영용 렌즈의 제조나 조립에 필요한 작업량이나 작업 시간의 삭감을 도모할 수 있어, 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다. 또한, 메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B) 및 메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)의 렌즈 유효 반경과 렌즈 구면 반경과의 비 r1/R1 및 r2/R2 및 r3/R3을 0.55 이하로 설정함으로써, 메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B) 및 메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)의 가공성을 높일 수 있다. 또한, 메니스커스 볼록 구면 렌즈(2B)의 아베수 υ1을 55 이상으로 설정하고, 메니스커스 오목 구면 렌즈(3B)의 아베수 υ2를 71 이하로 설정함으로써, 색 수차를 보정할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 예시에 의해 설명했지만, 본 발명의 범위는 이것들에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 기재된 범위 내에서 목적에 따라서 변경·변형하는 것이 가능하다.
상기한 바와 같은 본 실시예 외에, 도 7에 도시하는 바와 같이, 가시광 컷 필터(4C)는 양 오목 구면 렌즈 형상이어도 된다(양쪽 면이 오목 구면이어도 됨). 이 경우에는, 광축 상의 두께와 유효 반경의 원주 상의 두께의 비는 0.8 이상 1.0보다 작게 설정되는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 7의 예에서는, 가시광 컷 필터(4C)의 유효 반경의 원주 상의 두께의 비가 0.8로 설정되어 있다.
또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 가시광 컷 필터(4D)는 한쪽 면이 볼록 구면이고, 다른쪽 면이 오목 구면이어도 된다. 이 경우에는, 광축 상의 두께와 유효 반경의 원주 상의 두께의 비는 0.8 이상 1.2 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 8의 예에서는, 가시광 컷 필터(4D)의 유효 반경의 원주 상의 두께의 비가 1.0으로 설정되어 있다.
이상으로 현시점에서 생각되는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명했지만, 본 실시예에 대하여 다양한 변형이 가능한 것이 이해되고, 그리고, 본 발명의 진정한 정신과 범위 내에 있는 그러한 모든 변형을 첨부의 청구범위가 포함하는 것이 의도되어 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 홍채 촬영용 렌즈는 촬영용 렌즈의 매수를 늘리지 않고, 수차를 작게 하여 렌즈 성능을 높게 할 수 있고, 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다고 하는 효과를 가지며, 홍채 인식 장치 등에 이용되는 홍채 촬영용 렌즈 등으로서 유용하다.

Claims (4)

  1. 촬영용 렌즈와,
    가시광 컷 필터
    를 구비하고,
    상기 가시광 컷 필터의 적어도 한쪽 면은 곡면인 것
    을 특징으로 하는 홍채 촬영용 렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가시광 컷 필터의 한쪽 면은 곡면이고, 다른쪽 면은 평면인 것을 특징으로 하는 홍채 촬영용 렌즈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가시광 컷 필터의 곡면은 회전 대칭인 비구면인 것을 특징으로 하는 홍채 촬영용 렌즈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가시광 컷 필터의 광축 상의 두께와 유효 반경의 원주 상의 두께의 비는 0.8 이상, 1.2 이하인 것을 특징으로 하는 홍채 촬영용 렌즈.
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