KR20140003129A - Fast lens for near infrared ray - Google Patents

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Abstract

Introduced is a fast lens for near infrared ray which has wide angle of view and assures a small F-number as obtaining aberration correction by assembling a spherical lens and an aspheric lens. The fast lens for near infrared ray comprises a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens and an iris which are arranged sequentially to an image from a target object. The first lens is a meniscus lens which has a negative refractive index and has a convex surface which is facing the target object to photograph. The second lens includes at least one aspherical surface having a positive refractive index. The third lens is a meniscus lens or a biconvex lens which has a positive refractive index and a convex surface facing the side where the image is formed. The fourth lens has a negative refractive index, and is a meniscus lens having a concave surface facing the side where the image is formed. The iris is arranged between the second lens and the third lens. Here, the focal length (f1) of the first lens and the focal length (f2) of the second lens satisfy the relation in which f1/f2 is greater than -1.3 and is less than -1.1.

Description

근 적외선용 밝은 렌즈 {Fast Lens for near infrared ray} Fast Lens for near infrared ray

본 발명은 밝은 렌즈에 관한 것으로, 특히, 구면 렌즈와 비구면 렌즈를 이용하여 매우 밝으면서도 수차보정의 특성이 뛰어나며 카메라 내부의 열에 대해서도 성능의 변화가 없는 근 적외선 영역에서 사용 가능한 근 적외선용 밝은 렌즈에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bright lens, in particular, a spherical lens and an aspherical lens, which are very bright and have excellent aberration correction characteristics, and can be used in a near-infrared bright lens that can be used in a near-infrared region without a change in performance even with heat inside the camera. It is about.

일반적인 가시광선 및 근 적외선 감시카메라 렌즈는 다군 다매의 렌즈로 구성되어, 주간에는 가시광선 파장 대역을 이용하여 피사체를 촬영하고, 야간에는 가로등과 같은 별도의 조명장치를 이용하여 피사체를 촬영한다. 야간에 가로등이 설치된 곳에서 감시카메라를 사용하는 경우, 카메라가 노출됨으로써 효용성이 떨어지고 전력 소비 면에서도 경제적이지 못하다. The general visible light and near-infrared surveillance camera lens is composed of a plurality of lenses, photographing the subject using a visible light wavelength band during the day, and photographing the subject using a separate lighting device such as a street lamp at night. When a surveillance camera is used in a streetlight installation at night, the camera is exposed to the camera, and thus it is not economical in terms of power consumption.

최근에는 밝은 곳뿐만 아니라 어두운 곳에서도 감시에 사용 가능한 카메라 기술의 발달로 사람의 눈에 잘 띄지 않는 근 적외선 발광다이오드로 조명된 사물을 관찰하고 있으며, 대다수의 감시 카메라가 이 방법을 사용하고 있다.
Recently, with the development of camera technology that can be used for surveillance in the dark as well as in the bright places, people are watching objects illuminated by near-infrared light emitting diodes, which are not easily seen by humans, and most surveillance cameras use this method.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 구면 렌즈와 비구면 렌즈를 적절하게 조합하여 수차보정을 이루면서도 작은 F-number를 확보하고 화각이 넓은 근 적외선용 밝은 렌즈를 제공하는 것에 있다.
The technical problem to be solved by the present invention is to provide a bright lens for near-infrared light having a wide F-number and a small F-number while achieving aberration correction by properly combining a spherical lens and an aspheric lens.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 근 적외선용 밝은 렌즈를 사용하는 모션 캡쳐(motion capture)용 카메라를 제공하는 것에 있다.
Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a motion capture camera using the bright lens for the near infrared.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(one aspect)에 따른 근 적외선용 밝은 렌즈는, 대상물체 쪽으로부터 상 쪽으로 순차적으로 배열되는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 조리개를 구비한다. 상기 제1렌즈는 부의 굴절력을 가지며 촬영하고자 하는 대상물체 쪽을 향하는 면이 볼록한 메니스커스형의 렌즈이다. 상기 제2렌즈는 정의 굴절력을 가진 적어도 하나의 비구면을 포함하는 렌즈이다. 상기 제3렌즈는 정의 굴절력을 가지고 상이 형성되는 쪽을 향하는 면이 볼록한 메니스커스형의 렌즈이다. 제4렌즈는 부의 굴절력을 가지고 상이 형성되는 쪽을 향하는 면이 오목한 메니스커스형의 렌즈이다. 상기 조리개는 상기 제2렌즈 및 상기 제3렌즈의 사이에 배치된다. 여기서 상기 제1렌즈의 초점거리(f1)와 상기 제2렌즈의 초점거리(f2)는

Figure pat00001
의 관계를 만족한다.
According to one aspect of the present invention for achieving the above technical problem, the bright lens for the near-infrared, the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens sequentially arranged from the object side toward the image And an aperture. The first lens is a meniscus-type lens having negative refractive power and a surface convex toward the object to be photographed. The second lens is a lens including at least one aspherical surface having positive refractive power. The third lens is a meniscus-type lens having a positive refractive power and a convex surface facing the image formation side. The fourth lens is a meniscus lens having a negative refractive power and a concave surface facing the image formation side. The aperture is disposed between the second lens and the third lens. Here, the focal length f 1 of the first lens and the focal length f 2 of the second lens are
Figure pat00001
Lt; / RTI >

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 면(another aspect)에 따른 근 적외선용 밝은 렌즈는, 대상물체 쪽으로부터 상 쪽으로 순차적으로 배열되는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 조리개를 구비한다. 상기 제1렌즈는 부의 굴절력을 가지며 촬영하고자 하는 대상물체 쪽을 향하는 면이 볼록한 메니스커스형의 렌즈이다. 상기 제2렌즈는 정의 굴절력을 가진 적어도 하나의 비구면을 포함하는 렌즈이다. 상기 제3렌즈는 정의 굴절력을 가지고 촬영하고자 하는 대상물체 쪽으로 향하는 면 및 상이 형성되는 쪽으로 향하는 면이 각각 볼록한 렌즈이다. 상기 제4렌즈는 부의 굴절력을 가지고 상이 형성되는 쪽으로 향하는 면이 오목한 메니스커스형의 렌즈이다. 상기 조리개는 상기 제2렌즈 및 상기 제3렌즈의 사이에 배치된다. 여기서 상기 제1렌즈의 초점거리(f1)와 상기 제2렌즈의 초점거리(f2)는

Figure pat00002
의 관계를 만족한다.
According to another aspect of the present invention for achieving the above technical problem, a bright lens for near-infrared light includes a first lens, a second lens, a third lens, and a fourth lens arranged sequentially from an object side to an image side. It has a lens and an aperture. The first lens is a meniscus-type lens having negative refractive power and a surface convex toward the object to be photographed. The second lens is a lens including at least one aspherical surface having positive refractive power. The third lens is a lens having a positive refractive power and a surface facing toward an object to be photographed and a surface facing toward an image are respectively convex. The fourth lens is a meniscus lens having a negative refractive power and a concave surface facing toward the image formation. The aperture is disposed between the second lens and the third lens. Here, the focal length f 1 of the first lens and the focal length f 2 of the second lens are
Figure pat00002
Lt; / RTI >

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 모션 캡쳐용 카메라는, 상기 근 적외선 밝은 렌즈를 모션 캡쳐용 카메라이다.
Motion capture camera according to the present invention for achieving the above another technical problem, the near-infrared bright lens is a motion capture camera.

본 발명에 따른 근 적외선용 밝은 렌즈를 사용하는 경우, 장시간 촬영에도 성능의 변화가 거의 없으므로, 동적인 피사체의 촬영 및 원근감이 필요한 모션 캡쳐용 카메라의 촬영 렌즈로 적합하다는 장점이 있다.
When the bright lens for the near-infrared light according to the present invention is used, there is almost no change in performance even in long time shooting, and therefore, there is an advantage that it is suitable as a photographing lens of a motion capturing camera that requires a photographing of a dynamic subject and a perspective.

도 1은 본 발명에 따른 근 적외선용 밝은 렌즈의 일 실시 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 근 적외선용 밝은 렌즈의 다른 일 실시 예를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 근 적외선용 밝은 렌즈의 수차도이다.
도 4는 도 2에 도시된 근 적외선용 밝은 렌즈의 수차도이다.
1 illustrates an embodiment of a bright lens for near infrared rays according to the present invention.
Figure 2 shows another embodiment of a bright lens for the near infrared light according to the present invention.
FIG. 3 is an aberration diagram of the bright lens for the near-infrared shown in FIG. 1.
4 is an aberration diagram of the bright lens for the near infrared ray shown in FIG. 2.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which are provided for explaining exemplary embodiments of the present invention, and the contents of the accompanying drawings.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

본 발명의 이해를 돕기 위하여, 이하에서 사용하게 될 용어에 대하여 설명한다. In order to help the understanding of the present invention, terms to be used hereinafter will be described.

햇빛이나 발열체로부터 방출되는 빛을 스펙트럼으로 분산시켰을 때 적색 스펙트럼의 끝보다 바깥쪽에 있는 것이 적외선이며, 적외선은 가시광선보다 파장이 긴데, 그 중에서 파장이 가장 짧은 0.75~3㎛인 것을 근 적외선(near infrared ray)이라 한다. When the light emitted from the sunlight or the heating element is dispersed in the spectrum, infrared rays are located outside the end of the red spectrum, and infrared rays have a longer wavelength than visible rays, and among them, the shortest wavelength is 0.75-3 μm, which is near infrared ray).

조리개는 렌즈를 통과하는 빛의 양을 조절하는 기구이다. 렌즈의 초점거리를 조리개의 직경으로 나눈 수치를 F-number라고 하는데, F-number가 작을수록 렌즈를 통과하는 광량이 늘고 클수록 통과하는 광량이 적어진다. 조리개를 완전히 여는 것을 최대개방조리개라고 하고 이때의 F-number를 개방 F-number라고 한다. 개방 F-number가 작은 렌즈를 밝은 렌즈(fast lens) 또는 대구경 렌즈라고 하고 F-number가 큰 렌즈를 어두운 렌즈(slow lens)라고 한다. Aperture is a mechanism that controls the amount of light passing through the lens. The numerical value obtained by dividing the focal length of the lens by the diameter of the aperture is called an F-number. The smaller the F-number, the greater the amount of light that passes through the lens, and the larger the smaller the amount of light that passes. The full opening of the iris is called the maximum aperture and the F-number at this time is called the open F-number. A lens with a small open F-number is called a fast lens or a large-diameter lens, and a lens with a large F-number is called a dark lens.

이하에서 설명할 본 발명은 근 적외선용 카메라에 사용되는 밝은 렌즈에 관한 것이다.
The present invention to be described below relates to a bright lens used in a near infrared camera.

도 1은 본 발명에 따른 근 적외선용 밝은 렌즈의 일 실시 예를 나타낸다. 1 illustrates an embodiment of a bright lens for near infrared rays according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 근 적외선용 밝은 렌즈(100)는 근 적외선 영역에서 사용 가능한 것으로, 대상물체로부터 상이 형성되는 방향으로 순차적으로 배열된 4개의 렌즈로 구성된다. Referring to FIG. 1, the near-infrared bright lens 100 according to the present invention is usable in the near-infrared region, and is composed of four lenses sequentially arranged in a direction in which an image is formed from an object.

제1렌즈(L1)는 부(-)의 굴절력을 가지며 촬영하고자 하는 대상물체 쪽을 향하는 면이 볼록한 메니스커스(meniscus)형의 유리 렌즈이다. 제2렌즈(L2)는 정(+)의 굴절력을 가진 적어도 하나의 비구면을 포함하는 플라스틱 렌즈이다. 제3렌즈(L3)는 정(+)의 굴절력을 가지고 상이 형성되는 쪽을 향하는 면이 볼록한 메니스커스 형의 유리 렌즈이다. 제4렌즈(L4)는 부(-)의 굴절력을 가지고 상이 형성되는 쪽을 향하는 면이 오목한 메니스커스형의 플라스틱 렌즈이다. The first lens L1 is a meniscus-type glass lens having negative refractive power and having a convex surface facing toward the object to be photographed. The second lens L2 is a plastic lens including at least one aspherical surface having positive (+) refractive power. The third lens L3 is a meniscus-type glass lens having positive refractive power and having a convex surface facing the image formation side. The fourth lens L4 is a meniscus-type plastic lens having a negative refractive power and having a concave surface facing the image formation side.

제2렌즈(L2) 및 제3렌즈(L3)의 사이에 조리개(ST)가 설치된다.
An aperture ST is disposed between the second lens L2 and the third lens L3.

도 2는 본 발명에 따른 근 적외선용 밝은 렌즈의 다른 일 실시 예를 나타낸다. Figure 2 shows another embodiment of a bright lens for the near infrared light according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 근 적외선용 밝은 렌즈(200)는 근 적외선 영역에서 사용 가능한 것으로, 대상물체로부터 상이 형성되는 방향으로 순차적으로 배열된 4개의 렌즈로 구성된다. 2, the near-infrared bright lens 200 according to the present invention can be used in the near-infrared region, and is composed of four lenses sequentially arranged in a direction in which an image is formed from an object.

제1렌즈(L1)는 부(-)의 굴절력을 가지며 촬영하고자 하는 대상물체 쪽을 향하는 면이 볼록한 메니스커스형의 유리 렌즈이다. 제2렌즈(L2)는 정(+)의 굴절력을 가진 적어도 하나의 비구면을 포함하는 플라스틱 렌즈이다. 제3렌즈(L3)는 정(+)의 굴절력을 가지고 촬영하고자 하는 대상물체 쪽으로 향하는 면 및 상이 형성되는 쪽으로 향하는 면이 각각 볼록한 유리 렌즈이다. 제4렌즈(L4)는 부(-)의 굴절력을 가지고 상이 형성되는 쪽으로 향하는 면이 오목한 메니스커스형의 플라스틱 렌즈이다. The first lens L1 is a meniscus-type glass lens having negative refractive power and having a convex surface facing the object to be photographed. The second lens L2 is a plastic lens including at least one aspherical surface having positive (+) refractive power. The third lens L3 is a glass lens having a positive refractive power and a surface toward the object to be photographed and a surface toward the image formation are convex. The fourth lens L4 is a meniscus-type plastic lens having a negative refractive power and having a concave surface that faces toward the image formation.

제2렌즈(L2) 및 제3렌즈(L3)의 사이에 조리개(ST)가 설치된다.
An aperture ST is disposed between the second lens L2 and the third lens L3.

도 1 및 도 2에 도시된 제2렌즈(L2) 및 제4렌즈(L4)의 비구면에는 변곡점이 존재한다. 비구면은 구면이 갖지 못한 수차 보정능력이 있는데, 비구면의 수차보정 능력을 극대화하기 위해서는 형상의 자유도를 높여야 한다. 플라스틱 수지로 만들어진 렌즈는 금형으로 사출하기 때문에 변곡점을 갖는 비구면을 생산하는 것이 가능하며, 본 발명에서는 플라스틱 렌즈의 이러한 특징을 활용한 것이다. Inflection points exist on the aspherical surfaces of the second lens L2 and the fourth lens L4 shown in FIGS. 1 and 2. Aspherical surface has aberration correction ability that spherical surface does not have, and in order to maximize aberration correction ability of aspherical surface, the degree of freedom of shape should be increased. Since the lens made of plastic resin is injected into the mold, it is possible to produce an aspherical surface having an inflection point, and the present invention utilizes this feature of the plastic lens.

도 1 및 도 2에 표시된 영문자 R은 렌즈 곡률반경을 의미하고, D는 렌즈의 두께(D1, D3, D6, D8) 또는 렌즈와 렌즈 사이의 거리(D2, D4, D7)를 의미한다. DG1 ~ DG3은 필터를 설계할 때 사용되는 것으로 더미 글래스(Dummy Glass)이다. 1 and 2 denotes the lens curvature radius, and D denotes the thickness of the lens (D1, D3, D6, D8) or the distance between the lens (D2, D4, D7). DG1 to DG3 are the dummy glass used when designing the filter.

또한 도 1 및 도 2에 도시된 아라비아 숫자는 렌즈의 면 번호이다. In addition, the Arabic numerals shown in FIGS. 1 and 2 are surface numbers of lenses.

이하에서는 도 1 및 도 2에 도시된 밝은 렌즈에 사용되는 렌즈들의 초점거리에 대하여 설명한다. Hereinafter, the focal lengths of the lenses used in the bright lenses illustrated in FIGS. 1 and 2 will be described.

제1렌즈의 초점거리(f1)와 제2렌즈의 초점거리(f2)는 수학식 1과 같은 조건을 만족한다. The focal length f 1 of the first lens and the focal length f 2 of the second lens satisfy a condition as shown in Equation 1 below.

Figure pat00003
Figure pat00003

제1렌즈의 초점거리(f1)와 제2렌즈의 초점거리(f2)의 비(f1/f2)가 -1.3보다 적을 경우에는, 전체적인 초점거리가 감소하면서 화각이 증가하고 주변주의 수차보정이 어렵게 된다. 입사동의 크기는 작아져서 초점거리가 줄어들었음에도 F-number는 오히려 커지게 된다. If the ratio f 1 / f 2 between the focal length f 1 of the first lens and the focal length f 2 of the second lens is less than −1.3, the angle of view increases with the decrease of the overall focal length and the peripheral attention is reduced. Aberration correction becomes difficult. The size of the entrance pupil is smaller, so the F-number is larger even though the focal length is reduced.

반대로 제1렌즈의 초점거리(f1)와 제2렌즈의 초점거리(f2)의 비(f1/f2)가 -1.1보다 클 경우에는, 전체적인 초점거리가 증가하고 화각이 줄어들면서 주변부의 수차보정은 용이하나 주변 광량이 줄어들고 상면으로 입사하는 주광선의 각도가 증가하여 촬상소자가 가지는 CRA(Chief Ray Angle)의 특성을 맞추기가 어려워진다. On the contrary, when the ratio f 1 / f 2 of the focal length f 1 of the first lens and the focal length f 2 of the second lens is larger than −1.1, the overall focal length increases and the angle of view decreases, thereby increasing the peripheral portion. It is easy to correct the aberration, but the amount of ambient light decreases and the angle of the chief ray incident on the upper surface increases, making it difficult to match the characteristics of the chief ray angle (CRA) of the image pickup device.

제4렌즈의 초점거리(f4)와 상기 밝은 렌즈를 사용하는 전체 광학계의 초점거리(ft)는 수학식 2와 같은 조건을 만족한다. The focal length f 4 of the fourth lens and the focal length f t of the entire optical system using the bright lens satisfy the condition as in Equation 2.

Figure pat00004
Figure pat00004

제4렌즈의 초점거리(f4)와 카메라 전체 광학계의 초점거리(ft)의 비(f4/ft)가 -11보다 적은 경우에는, 촬영 렌즈의 초점거리가 증가해서 F-number도 커지고 화각도 감소하여 밝은 렌즈로서의 역할을 기대하기 힘들게 된다. When the ratio (f 4 / f t ) of the focal length f 4 of the fourth lens to the focal length f t of the entire optical system is less than −11, the focal length of the photographing lens is increased and the F-number is also increased. The larger and smaller angle of view makes it difficult to expect a bright lens.

반대로 제4렌즈의 초점거리(f4)와 카메라 전체 광학계의 초점거리(ft)의 비(f4/ft)가 -9보다 클 경우에는, 제4렌즈의 굴절력이 증가하게 되므로, 플라스틱의 재질을 사용한 광학계 구성의 경우에는 온도에 따른 변화량이 전체 광학계에 영향을 주어 성능의 변화를 일으키게 된다. On the contrary, when the ratio f 4 / f t between the focal length f 4 of the fourth lens and the focal length f t of the entire optical system is greater than −9, the refractive power of the fourth lens increases, so that the plastic In the case of the optical system configuration using the material of the amount of change depending on the temperature affects the entire optical system will cause a change in performance.

수학식 1 및 수학식 2를 참조하면, 제2렌즈와 제4렌즈는 굴절력이 낮으면서 수차보정에 사용되고 있기 때문에 온도에 따른 굴절력의 변화가 전체 시스템에 미치는 영향이 작으므로, 재질을 플라스틱으로 하는 것이 바람직하다. 플라스틱 비구면 렌즈의 경우 유리 렌즈에 비해 가격이 저렴하고 변곡점이 존재하는 자유로운 형상의 구현이 가능하기 때문에 광학적 성능 측면에서도 유리하다. Referring to Equations 1 and 2, since the second lens and the fourth lens are used for aberration correction while having low refractive power, the change of refractive power according to temperature has little effect on the entire system. It is preferable. Plastic aspherical lenses are advantageous in terms of optical performance because they are less expensive than glass lenses and can realize free shapes with inflection points.

제3렌즈의 굴절력(NL3)은 1.80보다 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다. 제3렌즈의 굴절력(NL3)이 1.80보다 작은 경우, 상 측면의 곡률반경이 작아지게 되어 상면 만곡이 증가하고 가공이 어렵거나 가공성이 떨어져서 생산성이 나빠지는 문제가 발생한다.
The refractive power N L3 of the third lens is preferably greater than 1.80. If the refractive power N L3 of the third lens is smaller than 1.80, the curvature radius of the image side surface becomes small, resulting in an increase in curvature of the image and difficulty in processing or poor workability, resulting in poor productivity.

온도에 따라 물질은 굴절력이 변화하는데, 재질에 따라서 그 값에는 차이가 있다. 따라서 온도가 증가하거나 감소하면 광학계의 초점거리가 증가하거나 줄어들게 되어, 상면에 초점이 맞지 않는 현상이 발생한다. 본 발명에서는 온도가 변하면 렌즈 간에 서로 보상이 되도록 4개의 렌즈의 배열을 정하였다.
The refractive power of a material changes with temperature, and its value varies depending on the material. Therefore, when the temperature increases or decreases, the focal length of the optical system increases or decreases, which causes the image to be out of focus. In the present invention, the arrangement of four lenses is determined so that the lenses compensate each other when the temperature changes.

상기와 같은 조건을 만족하는 본 발명에 따른 밝은 렌즈는, 근 적외선용이면서도 비구면 렌즈의 사용으로 밝은 렌즈의 구현이 가능하고, 상기에 설명한 바와 같이 적절한 온도 보상을 고려하여 4개의 렌즈를 순차적으로 배열하였으므로, 장시간의 촬영에도 성능의 변화가 최소가 된다.
The bright lens according to the present invention, which satisfies the above conditions, is capable of realizing a bright lens by using an aspheric lens for near-infrared rays, and arranging four lenses sequentially in consideration of appropriate temperature compensation as described above. Therefore, the change in performance is minimized even for long time shooting.

아래의 표1은 도 1에 도시된 근 적외선용 밝은 렌즈의 광학데이터이며, 전체 광학 시스템의 초점거리는 3.43mm, F-number 1.12, 화각은 86.6° 그리고 파장은 850nm이다. *는 비구면을 표시한다. Table 1 below shows optical data of the bright lens for the near-infrared light shown in FIG. 1, and the focal length of the entire optical system is 3.43 mm, the F-number 1.12, the angle of view is 86.6 °, and the wavelength is 850 nm. * Indicates aspherical surface.

면번호Face number 곡률반경Radius of curvature 두께, 거리Thickness, distance 굴절력(nd)Refractive power (nd) 분산치(vd)Variance (vd) 1One 7.20007.2000 1.50001.5000 1.622991.62299 58.1258.12 22 3.58073.5807 4.63344.6334 3*3 * 9.39269.3926 0.80000.8000 1.532401.53240 56.0056.00 4*4* -16.4249-16.4249 0.10000.1000 55 InfinityInfinity 0.81470.8147 66 -99.1590-99.1590 2.56812.5681 1.883001.88300 40.8040.80 77 -4.1498-4.1498 0.10000.1000 8*8* 2.76722.7672 0.98780.9878 1.632781.63278 23.3023.30 9*9 * 2.12782.1278 1.50001.5000 1010 InfinityInfinity 0.50000.5000 1.523001.52300 54.5054.50 1111 InfinityInfinity 0.20000.2000 1212 InfinityInfinity 0.50000.5000 1.523001.52300 54.5054.50 1313 InfinityInfinity 0.50000.5000

표 2는 도 2에 도시된 근 적외선용 밝은 렌즈의 광학데이터이며, 전체 광학 시스템의 초점거리는 3.37mm, F-number는 1.11, 화각은 87.1° 그리고 파장은 850nm이다. *는 비구면을 표시한다. Table 2 shows optical data of the bright lens for the near-infrared light shown in FIG. 2, and the focal length of the entire optical system is 3.37 mm, the F-number is 1.11, the angle of view is 87.1 °, and the wavelength is 850 nm. * Indicates aspherical surface.

면번호Face number 곡률반경Radius of curvature 두께, 거리Thickness, distance 굴절력(nd)Refractive power (nd) 분산치(vd)Variance (vd) 1One 7.20007.2000 1.50001.5000 1.622991.62299 58.1258.12 22 3.51003.5100 4.84004.8400 3*3 * 8.16008.1600 0.80000.8000 1.532401.53240 56.0056.00 4*4* -20.0420-20.0420 0.11000.1100 55 InfinityInfinity 0.96000.9600 66 338.9800338.9800 2.35002.3500 1.883001.88300 40.8040.80 77 -4.2600-4.2600 0.10000.1000 8*8* 2.68002.6800 0.93000.9300 1.632781.63278 23.3023.30 9*9 * 2.04002.0400 1.50001.5000 1010 InfinityInfinity 0.50000.5000 1111 InfinityInfinity 0.45850.4585 1212 InfinityInfinity 0.50000.5000 1.523001.52300 54.5054.50 1313 InfinityInfinity 0.04000.0400

표 3은 도 1에 도시된 근 적외선용 밝은 렌즈의 비구면의 계수이다. Table 3 shows coefficients of the aspherical surface of the bright lens for the near infrared ray shown in FIG.

3면3 sides 4면Four sides 8면8 sides 9면9 kk 0.0000000.000000 0.0000000.000000 -1.053331-1.053331 -0.761349-0.761349 A4A4 -.154070E-01-.154070E-01 -.939450E-02-.939450E-02 -.222069E-02-.222069E-02 0.398262E-020.398262E-02 A6A6 0.184739E-020.184739E-02 0.152868E-020.152868E-02 -.117674E-02-.117674E-02 -.399472E-02-.399472E-02 A8A8 -.490413E-03-.490413E-03 -.566647E-03-.566647E-03 -.173287E-03-.173287E-03 0.185954E-030.185954E-03 A10A10 -.265812E-03-.265812E-03 0.120912E-030.120912E-03 0.160336E-040.160336E-04 0.112171E-040.112171E-04 A12A12 0.137196E-030.137196E-03 0.741812E-050.741812E-05 -.641394E-07-.641394E-07 -.442421E-16-.442421E-16 A14A14 -.145095E-04 -.145095E-04 -.465652E-06-.465652E-06 0.216227E-180.216227E-18 -.711805E-19-.711805E-19

표 4는 도 2에 도시된 근 적외선용 밝은 렌즈의 비구면의 계수이다. Table 4 shows coefficients of the aspherical surface of the bright lens for the near infrared ray shown in FIG.

3면3 sides 4면Four sides 8면8 sides 9면9 kk 0.0000000.000000 0.0000000.000000 -1.113778-1.113778 -0.978917 -0.978917 A4A4 -.138427E-01-.138427E-01 -.809019E-02-.809019E-02 -.280786E-02-.280786E-02 0.677913E-020.677913E-02 A6A6 0.139824E-020.139824E-02 0.746546E-030.746546E-03 -.126334E-02-.126334E-02 -.464039E-02-.464039E-02 A8A8 -.367340E-03-.367340E-03 -.339279E-03-.339279E-03 -.223661E-03-.223661E-03 0.294231E-030.294231E-03 A10A10 -.285369E-03-.285369E-03 0.854491E-040.854491E-04 0.213733E-040.213733E-04 0.778827E-050.778827E-05 A12A12 0.137196E-030.137196E-03 0.741812E-050.741812E-05 -.641394E-07-.641394E-07 0.548157E-150.548157E-15 A14A14 -.145095E-04-.145095E-04 -.465652E-06-.465652E-06 0.406378E-180.406378E-18 -.343797E-18-.343797E-18

표 5는 도 1 및 도 2에 도시된 실시 예에서의 렌즈의 실제 값을 나타낸다. Table 5 shows actual values of the lenses in the embodiments shown in FIGS. 1 and 2.

조건식Conditional expression 실시예1(도 1) Example 1 (FIG. 1) 실시예 2(도 2)Example 2 (FIG. 2)

Figure pat00005
Figure pat00005
-1.197-1.197 -1.183-1.183
Figure pat00006
Figure pat00006
-10.599-10.599 -9.240-9.240
NL3 > 1.80N L3 > 1.80 1.8831.883 1.8831.883

도 3은 도 1에 도시된 근 적외선용 밝은 렌즈의 수차도이다. FIG. 3 is an aberration diagram of the bright lens for the near-infrared shown in FIG. 1.

도 4는 도 2에 도시된 근 적외선용 밝은 렌즈의 수차도이다. 4 is an aberration diagram of the bright lens for the near infrared ray shown in FIG. 2.

도 3 및 도 4에는 좌측의 종구면 수차 그래프(longitudinal spherical aber) 중간의 비점수차 그래프(astigmatic field curves) 및 우측의 왜구수차(distortion)가 도시되어 있다. 3 and 4 show astigmatic field curves in the middle of the longitudinal spherical aber on the left side and distortion on the right side.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 밝은 렌즈는 수차의 보정상태가 양호하고, 중앙부분뿐만 아니라 주변부의 해상도도 적합함을 알 수 있다.
3 and 4, it can be seen that the bright lens according to the present invention has a good aberration correction state, and the resolution of the peripheral portion as well as the center portion is suitable.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

L1: 제1렌즈 L2: 제2렌즈
L3: 제3렌즈 L4: 제4렌즈
1~13: 렌즈의 면 번호
L1: first lens L2: second lens
L3: Third lens L4: Fourth lens
1-13: Surface number of the lens

Claims (7)

근 적외선 영역에서 사용 가능한 근 적외선용 밝은 렌즈에 있어서,
대상물체 쪽으로부터 상 쪽으로 순차적으로 배열되며,
부의 굴절력을 가지며 촬영하고자 하는 대상물체 쪽을 향하는 면이 볼록한 메니스커스형의 제1렌즈;
정의 굴절력을 가진 적어도 하나의 비구면을 포함하는 제2렌즈;
정의 굴절력을 가지고 상이 형성되는 쪽을 향하는 면이 볼록한 메니스커스형의 제3렌즈;
부의 굴절력을 가지고 상이 형성되는 쪽을 향하는 면이 오목한 메니스커스형의 제4렌즈; 및
상기 제2렌즈 및 상기 제3렌즈의 사이에 배치된 조리개;를 포함하며,
상기 제1렌즈의 초점거리(f1)와 상기 제2렌즈의 초점거리(f2)는
Figure pat00007

의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 근 적외선용 밝은 렌즈.
In the near-infrared bright lens that can be used in the near-infrared region,
It is arranged sequentially from the object side up,
A meniscus-type first lens having negative refractive power and a surface convex toward the object to be photographed;
A second lens including at least one aspherical surface having positive refractive power;
A meniscus-type third lens having a positive refractive power and a convex surface facing the image forming side;
A meniscus fourth lens having a negative refractive power and a concave surface facing the image formation side; And
And an aperture disposed between the second lens and the third lens.
The focal length f 1 of the first lens and the focal length f 2 of the second lens are
Figure pat00007

Near-infrared bright lens, characterized in that to satisfy the relationship.
근 적외선 영역에서 사용 가능한 근 적외선용 밝은 렌즈에 있어서,
대상물체 쪽으로부터 상 쪽으로 순차적으로 배열되며,
부의 굴절력을 가지며 촬영하고자 하는 대상물체 쪽을 향하는 면이 볼록한 메니스커스형의 제1렌즈;
정의 굴절력을 가진 적어도 하나의 비구면을 포함하는 제2렌즈;
정의 굴절력을 가지고 촬영하고자 하는 대상물체 쪽으로 향하는 면 및 상이 형성되는 쪽으로 향하는 면이 각각 볼록한 제3렌즈;
부의 굴절력을 가지고 상이 형성되는 쪽으로 향하는 면이 오목한 메니스커스형의 제4렌즈; 및
상기 제2렌즈 및 상기 제3렌즈의 사이에 배치된 조리개;를 포함하며,
상기 제1렌즈의 초점거리(f1)와 상기 제2렌즈의 초점거리(f2)는
Figure pat00008

의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 근 적외선용 밝은 렌즈.
In the near-infrared bright lens that can be used in the near-infrared region,
It is arranged sequentially from the object side up,
A meniscus-type first lens having negative refractive power and a surface convex toward the object to be photographed;
A second lens including at least one aspherical surface having positive refractive power;
A third lens having a positive refractive power and a surface facing toward an object to be photographed and a surface facing toward an image being formed, respectively;
A meniscus fourth lens having a negative refractive power and a concave surface facing toward the image formation; And
And an aperture disposed between the second lens and the third lens.
The focal length f 1 of the first lens and the focal length f 2 of the second lens are
Figure pat00008

Near-infrared bright lens, characterized in that to satisfy the relationship.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제4렌즈의 초점거리(f4)와 상기 카메라 전체 광학계의 초점거리(ft)는
Figure pat00009

의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 근 적외선용 밝은 렌즈.
3. The method according to claim 1 or 2,
The focal length f 4 of the fourth lens and the focal length f t of the entire optical system of the camera are
Figure pat00009

Near-infrared bright lens, characterized in that to satisfy the relationship.
제3항에 있어서,
상기 제3렌즈의 굴절력(NL3)은 1.80보다 큰 것을 특징으로 하는 근 적외선용 밝은 렌즈.
The method of claim 3,
The refractive power N L3 of the third lens is greater than 1.80, the bright lens for near-infrared.
제4항에 있어서,
상기 제2렌즈 및 상기 제4렌즈는 재질이 플라스틱이고, 상기 제1렌즈 및 상기 제3렌즈는 재질이 유리인 것을 특징으로 하는 근 적외선용 밝은 렌즈.
5. The method of claim 4,
And the second lens and the fourth lens are made of plastic, and the first lens and the third lens are made of glass.
제5항에 있어서,
상기 제2렌즈 및 상기 제4렌즈의 비구면에는 변곡점이 존재하는 것을 특징으로 하는 근 적외선용 밝은 렌즈.
The method of claim 5,
The bright lens for near-infrared light, wherein an inflection point exists on the aspherical surface of said second lens and said fourth lens.
제6항에 기재된 카메라용 렌즈를 사용하는 모션 캡쳐용 카메라.
A camera for motion capture, using the camera lens of claim 6.
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