KR20140072286A - Dual magnification optical system and image magnifying device comprising the same - Google Patents

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KR20140072286A
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Abstract

Provided in the present invention are a dual magnification optical system and an image magnifying device including the same. According to an embodiment of the present invention, the optical system comprises: an object side and an image side which are fixated respectively; a lens group which is placed between the object side and the image side; and a wide angle end and a tele angle end which are defined between the object side and the image side. The optical system realizes double magnification while the entire lens group placed between the object side and the image side moves to the wide angle end or the tele angle end. Through the present invention, a worker can conveniently select a certain magnification by moving the entire lens group positioned between the object side and the image side in order to be positioned to the wide angle end or the tele angle end. Therefore, when the optical system is designed to a magnification appropriate for the characteristics of work, the worker does not have to make an effort to replace a lens or other components for changing the magnification or regulate the focus during inspection work, thereby significantly increasing user convenience.

Description

2 배율 광학계 및 이를 포함하는 영상확대장치{Dual magnification optical system and image magnifying device comprising the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a dual magnification optical system,

본 발명은 2배율 광학계를 포함하는 영상확대장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 각각 고정된 물체면과 상면 사이의 광각단 또는 망원단으로 광학계를 이동시켜 2개 배율을 구현한 영상확대장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an image magnifying apparatus in which an optical system is moved to a wide-angle end or a telephoto end between a fixed object surface and an upper surface, thereby realizing two magnifications .

최근 렌즈 제작기술의 발달로 인해 광학계가 전반적으로 소형화되면서 이를 이용한 영상확대장치의 소형화도 가속화되는 추세이며, 이에 따라 피부, 모발, 세포, 광석, 보석, 반도체칩, 전자부품 등과 같은 광범위한 분야의 검사 및 분석 작업에서 소형 영상확대장치가 널리 사용되고 있다.Recently, as the optical system has been miniaturized as a whole due to the development of lens manufacturing technology, the miniaturization of the image enlarging device using the same has been accelerated. Accordingly, the inspection of a wide range of fields such as skin, hair, cells, ore, jewelry, semiconductor chips, And small image enlargement devices are widely used in analysis work.

이러한 소형 영상확대장치는 내부의 광학계를 통과한 빛을 이미지센서에서 전기적 신호의 영상데이터로 변환하며, 변환된 영상데이터를 케이블 등을 통해 컴퓨터로 전송하여 모니터에 나타내는 방식으로 사용된다.Such a miniature image magnifying apparatus converts light passing through an optical system into image data of an electrical signal from an image sensor, and transmits the converted image data to a computer through a cable or the like to be displayed on a monitor.

그런데 종래의 영상확대장치는 다음과 같은 몇 가지 사용상의 불편이 있다.However, the conventional image enlargement apparatus has some inconveniences to use as follows.

예를 들어 등록실용신안 제0291667호는 수평편광필터와 수직편광필터를 사용하여 피부의 내피와 외피를 선택적으로 검사할 수 있는 편광 피부 진단장치를 개시하고 있는데, 렌즈의 배율이 고정되어 있어서 배율을 변경하려면 그때마다 다른 배율의 렌즈로 교체하고 새로 초점을 조절해야 하는 불편이 있다. For example, the registered utility model No. 0291667 discloses a polarizing skin diagnostic apparatus capable of selectively examining the inner skin and outer skin of a skin by using a horizontal polarizing filter and a vertical polarizing filter. The magnification of the lens is fixed, In order to change it, there is the inconvenience that it is necessary to change to a different magnification lens every time and to adjust the focus newly.

또한 등록특허 제0761707호는 편광모드, 일반모드, 무반사모드 등의 트리플 모드를 구현한 영상 확대 검사시스템을 개시하고 있는데, 렌즈유닛이 고정된 상태에서 이미지센서를 움직여서 배율을 조정하므로 초점 조절이 불편하고 배율을 조정할 때마다 선단부의 캡을 교체해야 하는 불편이 있다.Patent No. 0761707 discloses an image enlargement inspection system that implements a triple mode such as a polarization mode, a normal mode and an anti-reflection mode. Since the magnification is adjusted by moving the image sensor in a state where the lens unit is fixed, It is inconvenient to change the cap of the tip portion every time the magnification is adjusted.

본 발명은 이러한 문제를 개선하기 위한 것으로서, 사용자가 렌즈 또는 부품을 교체하지 않고도 2개 배율 중에서 하나의 배율을 간편하게 선택할 수 있도록 하여 사용편의성을 크게 높인 영상확대장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an image enlarging device in which ease of use is greatly improved by allowing a user to easily select one magnification from two magnifications without replacing a lens or a part.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 각각 고정된 물체면과 상면; 상기 물체면과 상기 상면 사이에 배치된 렌즈군; 상기 물체면과 상기 상면의 사이에 정의되는 광각단과 망원단을 포함하며, 상기 물체면과 상기 상면 사이에 배치된 전체의 상기 렌즈군이 상기 광각단 또는 상기 망원단으로 이동하면서 2배율을 구현하는 광학계를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an image display apparatus comprising: a fixed object surface and an upper surface; A lens group disposed between the object surface and the upper surface; Wherein the zoom lens comprises a wide angle end defined between the object plane and the image plane and a telephoto end, and the entire lens group disposed between the object plane and the image plane moves to the wide angle end or the telephoto end, Optical system.

본 발명의 실시예에 따른 광학계에서 상기 렌즈군은 상기 물체면에서 상기 상면쪽으로 순서대로 배치된 제1렌즈, 조리개, 제2렌즈, 제3렌즈를 포함하고, 상기 제1렌즈는 정(+)의 굴절력을 가지면서 물체측면이 물체측으로 볼록하고, 상기 제2렌즈는 부(-)의 굴절력을 가지면서 양면이 오목하며, 상기 제3렌즈는 정(+)의 굴절력을 가지면서 양면이 볼록한 것이 바람직하다.In the optical system according to the embodiment of the present invention, the lens group includes a first lens, a diaphragm, a second lens, and a third lens arranged in order from the object plane toward the upper surface, The second lens has negative refracting power and concave both surfaces while the third lens has positive refracting power and convex surfaces on both sides, desirable.

또한 본 발명은, 내부에 길이방향의 중공부가 형성된 몸체; 상기 몸체의 내부에 고정된 이미지센서; 상기 몸체의 내부에서 상기 몸체의 선단부와 상기 이미지센서의 사이에 설치되고, 상기 몸체의 내부에 정의되는 광각단과 망원단에 선택적으로 위치하는 렌즈군; 상기 몸체의 선단부와 상기 이미지센서의 사이에 설치된 전체의 상기 렌즈군을 상기 광학단 또는 상기 망원단으로 이동시키는 이동수단을 포함하는 영상확대장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, An image sensor fixed inside the body; A lens group disposed between the distal end of the body and the image sensor inside the body and selectively positioned at a wide angle end defined in the body and a telephoto end; And moving means for moving the entire lens group provided between the front end of the body and the image sensor to the optical stage or the telephoto end.

본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치의 상기 렌즈군은 상기 몸체의 선단에서 후단쪽으로 순서대로 배치된 제1렌즈, 조리개, 제2렌즈, 제3렌즈를 포함하고, 상기 제1렌즈는 정(+)의 굴절력을 가지면서 물체측면이 물체측으로 볼록하고, 상기 제2렌즈는 부(-)의 굴절력을 가지면서 양면이 오목하며, 상기 제3렌즈는 정(+)의 굴절력을 가지면서 양면이 볼록한 것이 바람직하다. 또한 상기 제3렌즈와 상기 이미지센서의 사이에는 상면만곡을 개선하기 위하여 부(-)의 굴절력을 갖는 제4렌즈가 배치될 수 있다.The lens unit of the image magnifying apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first lens, a diaphragm, a second lens, and a third lens arranged in order from the front end to the rear end of the body, And the second lens has negative refracting power and concave both surfaces while the third lens has a positive refracting power and has a positive refracting power and a positive refracting power, It is preferable that it is convex. Further, a fourth lens having negative refractive power may be disposed between the third lens and the image sensor in order to improve image curvature.

또한 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치의 상기 제1렌즈 및 상기 제3렌즈는 크라운계열의 양면 구면 렌즈이고, 상기 제2렌즈는 프린트계열의 양면 구면 렌즈인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the first lens and the third lens of the image magnifying apparatus according to the embodiment of the present invention are crown-based double sided spherical lenses, and the second lens is a double sided spherical lens of a print series.

또한 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치는, 상기 몸체의 외면에 상기 중공부와 연통하도록 길이방향으로 형성되며, 상기 망원단에서 상기 광각단까지의 거리에 대응하는 길이를 갖는 슬릿; 상기 몸체의 내부에서 상기 렌즈군을 지지하는 렌즈배럴; 일단은 상기 렌즈배럴에 결합되고 타단은 상기 슬릿을 통해 외부로 돌출되는 노브; 상기 노브가 삽입되는 부분으로서 상기 슬릿의 양단에서 상기 슬릿과 교차하는 방향으로 형성된 고정홈을 포함하는 것이 바람직하다.Further, the image enlarging apparatus according to an embodiment of the present invention may include a slit having a length corresponding to a distance from the telephoto end to the wide-angle end, the slit being formed in an outer surface of the body so as to communicate with the hollow portion; A lens barrel supporting the lens group inside the body; A knob having one end coupled to the lens barrel and the other end projecting outwardly through the slit; And a fixing groove formed in a direction intersecting with the slit at both ends of the slit as a portion into which the knob is inserted.

본 발명에 따르면, 물체면과 상면이 고정된 상태에서 물체면과 상면 사이에 위치하는 렌즈군을 전체적으로 이동시켜서 광각단 또는 망원단에 위치시킴으로써 원하는 배율을 간편하게 선택할 수 있다. 따라서 작업 특성에 맞는 적절한 배율로 광학계를 설계하면 작업자가 배율전환을 위해 검사작업 중에 렌즈나 기타 부품을 교체하지 않아도 되고 초점조절을 위해 노력하지 않아도 되므로 사용 편의성이 크게 높아진다.According to the present invention, a desired magnification can be easily selected by moving a lens group positioned between an object surface and an upper surface in a state in which an object surface and an upper surface are fixed as a whole, and positioning the lens group at a wide angle end or a telephoto end. Therefore, if the optical system is designed with a proper magnification according to the work characteristics, the operator does not have to replace the lens or other parts during the inspection operation for conversion of magnification, and does not have to make efforts to adjust the focus.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치의 개략적인 구성을 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치에서 렌즈이동수단이 설치된 경우를 예시한 단면도
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치에 사용된 광학계의 제1실시예를 나타낸 도면
도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 광학계의 구성도
도 3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학계의 수차도
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치에 사용된 광학계의 제2실시예를 나타낸 도면
도 4b는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학계의 구성도
도 4c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학계의 수차도
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치에 사용된 광학계의 제3실시예를 나타낸 도면
도 5b는 본 발명의 제3실시예에 따른 광학계의 구성도
도 5c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학계의 수차도1 is a sectional view showing a schematic configuration of an image enlarging apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view illustrating a case where a lens moving unit is installed in an image enlarging apparatus according to an embodiment of the present invention.
3A is a view showing a first embodiment of an optical system used in an image enlarging apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3B is a diagram showing the configuration of the optical system according to the first embodiment of the present invention
FIG. 3C is a graph showing the aberration degree of the optical system according to the first embodiment of the present invention
4A is a view showing a second embodiment of an optical system used in an image enlarging apparatus according to an embodiment of the present invention.
4B is a diagram showing the configuration of the optical system according to the second embodiment of the present invention
FIG. 4C is a graph showing the aberration degree of the optical system according to the second embodiment of the present invention
5A is a view showing a third embodiment of the optical system used in the image magnifying apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 5B is a configuration diagram of an optical system according to the third embodiment of the present invention
FIG. 5C is a graph showing the aberration degree of the optical system according to the third embodiment of the present invention

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치의 개략적인 구성을 나타낸 것이다. 먼저 도 1은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 다소 과장되게 도시된 것이어서 각 부품의 구체적인 형상이나 치수는 이와 달라질 수 있으며, 본 발명의 영상확대장치가 도시된 형상에 한정되지 않음을 미리 밝혀 둔다.FIG. 1 shows a schematic configuration of an image enlarging apparatus according to an embodiment of the present invention. First, FIG. 1 is exaggerated in order to facilitate understanding of the present invention, so that the specific shape and dimensions of each component may be different, and the image enlarging device of the present invention is not limited to the illustrated shape.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치는 내부에 길이방향으로 중공부가 형성된 몸체(10), 몸체(10)의 내부에서 길이 방향으로 이동 가능하게 설치된 렌즈배럴(50), 렌즈배럴(50)에 장착된 렌즈군(100)을 포함한다.As shown in the figure, the image magnifying apparatus according to the embodiment of the present invention includes a body 10 having a hollow portion formed therein in the longitudinal direction thereof, a lens barrel 50 provided in the body 10 so as to be movable in the longitudinal direction, And a lens group 100 mounted on the barrel 50.

몸체(10)의 내부에서 렌즈군(100)의 후단에는 렌즈군(100)를 통과한 빛을 전기적 신호로 변환하는 이미지센서(30)가 고정 설치된다.An image sensor 30 for converting light passing through the lens group 100 into an electrical signal is fixedly installed at the rear end of the lens group 100 in the body 10.

몸체(10)의 선단면에는 투명캡(20)이 설치되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니므로 투명캡(20)이 생략될 수도 있다.The transparent cap 20 may be disposed on the end surface of the body 10, but the transparent cap 20 may be omitted.

또한 도면에는 나타내지 않았으나 이미지센서(30)의 후단에는 영상확대장치의 동작에 필요한 마이컴 등이 탑재된 기판이 설치되며, 상기 기판에는 외부와의 데이터통신을 위한 전원케이블 및/또는 전원공급을 위한 전원케이블이 연결된다. 컴퓨터장치의 USB포트에 연결하기 위하여 USB케이블이 기판에 연결될 수도 있다. 또한 렌즈군(101)의 앞쪽 또는 몸체(10)의 선단부 주변에는 조명을 위하여 발광수단(예, LED)이 설치될 수 있다.Also, although not shown in the figure, a substrate on which a microcomputer or the like necessary for operation of the image magnifying apparatus is mounted is provided at the rear end of the image sensor 30, and a power cable for data communication with the outside and / The cable is connected. A USB cable may be connected to the board to connect to a USB port on a computer device. Further, a light emitting means (e.g., an LED) may be provided on the front side of the lens group 101 or around the front end of the body 10 for illumination.

한편 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치는 렌즈배럴(50)을 몸체(10)의 길이 방향을 따라 이동시키는 렌즈이동수단을 포함한다. Meanwhile, the image magnifying apparatus according to the embodiment of the present invention includes lens moving means for moving the lens barrel 50 along the longitudinal direction of the body 10.

도면에 나타내지 않았으나, 상기 렌즈이동수단은 렌즈배럴(50)과 몸체(10)가 나사결합된 상태 또는 렌즈배럴(50)과 몸체(10)가 원주방향으로 형성된 결합돌기 및 결합홈에 의해 서로 맞물린 상태에서, 렌즈배럴(50)을 회전시켜 몸체(10)의 길이방향을 따라 이동시키는 렌즈배럴회전수단일 수 있다. 이러한 렌즈배럴회전수단은 전술한 등록실용신안, 등록특허 등을 포함하는 공개문헌에 의해 렌즈배럴 또는 이미지센서를 이동시키는 수단으로 널리 공지된 것이므로 이에 대한 설명은 생략한다.Although not shown in the drawing, the lens moving means is engaged with the lens barrel 50 by the engaging projections and the engaging grooves formed in the state where the lens barrel 50 and the body 10 are screwed together or the lens barrel 50 and the body 10 are formed in the circumferential direction, The lens barrel 50 may be a lens barrel rotating means for moving the lens barrel 50 along the longitudinal direction of the body 10. [ Such a lens barrel rotating means is well known as a means for moving the lens barrel or the image sensor by means of the above-mentioned publication including a registered utility model, registered patent, etc., and a description thereof will be omitted.

또한 상기 렌즈이동수단은 전자기력을 이용하여 렌즈배럴(50)을 이동시키는 보이스코일 방식으로 구현될 수도 있다. 보이스코일 방식도 줌렌즈 카메라에서 널리 사용되는 것이므로 이에 대한 설명도 생략한다.Also, the lens moving means may be implemented by a voice coil method in which the lens barrel 50 is moved using an electromagnetic force. Since the voice coil system is also widely used in a zoom lens camera, a description thereof will be omitted.

한편 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치는 물체면과 상면이 고정된 상태에서 하나의 렌즈군(100)을 광각단 또는 망원단에 위치시키면 고정된 이미지센서(30)에 정확히 초점이 맞으면서 광각배율 또는 망원배율을 구현하는 점에 특징이 있다.Meanwhile, when the image magnifying apparatus according to the embodiment of the present invention fixes the object surface and the upper surface, when one lens group 100 is positioned at the wide-angle end or the telephoto end, the fixed image sensor 30 is correctly focused Wide angle magnification or telephoto magnification.

따라서 본 발명에 따르면 초점조절을 위하여 렌즈배럴(50)의 위치를 미세하게 조절할 필요가 없고, 렌즈이동수단을 더욱 간단하게 구현할 수 있다. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to finely adjust the position of the lens barrel 50 in order to adjust the focus, and the lens moving means can be implemented more simply.

예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 몸체(10)에 내부의 중공부와 연통하는 슬릿(12)을 형성하고, 렌즈배럴(50)에 일단이 슬릿(12)을 통해 몸체(10)의 외부로 돌출된 노브(52)를 장착하면, 노브(52)를 슬릿(12)을 따라 이동시킴으로써 렌즈배럴(50)을 이동시킬 수 있다. 이때 슬릿(12)은 망원단에서 광각단까지의 거리에 대응하는 길이로 형성하는 것이 바람직하다. 2, a slit 12 communicating with a hollow portion inside the body 10 is formed, and one end of the slit 12 is connected to the outer side of the body 10 through a slit 12, as shown in Fig. 2, The lens barrel 50 can be moved by moving the knob 52 along the slit 12. In this case, At this time, it is preferable that the slit 12 has a length corresponding to the distance from the telephoto end to the wide-angle end.

또한 망원단과 광각단에 대응하는 슬릿(12)의 양쪽 단부에 몸체(10)의 길이방향과 직교 또는 교차하는 방향의 고정홈(14)을 형성하면, 노브(52)를 상기 고정홈(14)에 삽입 고정시킴으로써 렌즈배럴(50)을 광각단 또는 망원단에 간편하게 고정시킬 수 있다.When the fixing groove 14 is formed at both ends of the slit 12 corresponding to the telephoto end and the wide angle end in a direction orthogonal to or intersecting with the longitudinal direction of the body 10, The lens barrel 50 can be easily fixed to the wide-angle end or the telephoto end.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 영상확대장치에 사용된 광학계의 다양한 실시예를 설명한다.
Hereinafter, various embodiments of the optical system used in the image enlarging apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.

광학계 Optical system 제1실시예First Embodiment

도 3a와 도 3b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 광학계와 렌즈구성도를 나타낸 것이다.3A and 3B show an optical system and a lens configuration diagram according to a first embodiment of the present invention, respectively.

도 3a에 나타낸 바와 같이 제1실시예에 따른 광학계는 하나의 렌즈군(100)이 광각단과 망원단에서 각각 이미지센서에 결상되도록 설계된다. 도 3a에서 물체면은 검사시 물체에 접촉하거나 이격되어 대향하는 영상표시장치의 투명캡(20)의 선단면 또는 몸체(10)의 선단부에 해당하고, 상면은 이미지센서(30)의 표면에 해당한다.As shown in FIG. 3A, the optical system according to the first embodiment is designed such that one lens group 100 is imaged on the image sensor at the wide-angle end and the telephoto end, respectively. 3A, the object surface corresponds to the front end of the transparent cap 20 or the front end of the body 10 of the image display device facing or spaced from the object during inspection, and the upper surface corresponds to the front surface of the image sensor 30 do.

제1실시예에 따른 광학계에 포함된 렌즈군(100)의 구성을 구체적으로 살펴보면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 물체측에서 상측으로 순서대로 배치된 제1렌즈(L1), 조리개, 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4)를 포함한다. 제4렌즈(L4)의 후단에는 필터(LF)가 배치될 수 있다.As shown in FIG. 3B, the lens group 100 included in the optical system according to the first embodiment includes a first lens L1, a diaphragm, and a second lens L2 arranged in order from the object side to the image side, A lens L2, a third lens L3, and a fourth lens L4. A filter LF may be disposed at the rear end of the fourth lens L4.

제1렌즈(L1)는 정(+)의 굴절력을 가지며 물체측면이 물체측으로 볼록한 형상을 갖는다. 상기 제1렌즈(L1)는 물체를 이미지센서(30)에 결상시키는 역할을 한다. 또한 색수차를 줄이기 위하여 크라운계열의 유리렌즈를 사용하는 것이 바람직하며, 상면만곡 보정을 위해서는 다소 높은 굴절율의 소재를 사용하는 것이 바람직하다.The first lens L1 has a positive refracting power and the object side surface has a convex shape toward the object side. The first lens L1 functions to image an object on the image sensor 30. [ In order to reduce the chromatic aberration, it is preferable to use a crown-based glass lens. In order to correct the curvature of the image surface, it is preferable to use a material having a somewhat higher refractive index.

제2렌즈(L2)는 부(-)의 굴절력을 가지며 양면이 오목한 형상을 갖는다. 상기 제2렌즈(L2)는 제1렌즈(L1)에 의해 발생하는 구면수차와 색수차를 보정하는 역할을 하며, 효과적인 보정을 위하여 프린트계열의 유리렌즈를 사용하는 것이 바람직하다.The second lens L2 has a negative refractive power and has a concave shape on both sides. The second lens L2 serves to correct spherical aberration and chromatic aberration generated by the first lens L1, and it is preferable to use a glass lens of a print series for effective correction.

제3렌즈(L3)는 정(+)의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 형상을 갖는다. 상기 제3렌즈(L3)는 제1렌즈(L1)에 의한 결상이 이미지센서의 상점에 정확히 위치하도록 하는 한편 상면만곡을 보정하는 역할을 한다. 또한 제1렌즈(L1) 및 제2렌즈(L2)에 의해 발생한 왜곡을 상쇄시키는 역할을 한다. 이러한 제3렌즈(L3)는 색수차 보정을 위하여 크라운 계열의 유리렌즈를 사용하는 것이 바람직하다.The third lens L3 has a positive refracting power and a convex shape on both sides. The third lens L3 functions to correct the image curvature while allowing the image formed by the first lens L1 to be accurately positioned in the image sensor. And serves to cancel the distortion caused by the first lens L1 and the second lens L2. The third lens L3 preferably uses a crown-based glass lens for chromatic aberration correction.

제4렌즈(L4)는 부(-)의 굴절력을 가지며 양면이 모두 상측으로 볼록한 형상을 갖는다. 상기 제4렌즈(L4)는 제1렌즈 내지 제3 렌즈(L1, L2, L3)로 보정하기 어려운 상면만곡을 개선함으로써 중심 상점과 주변 상점을 일치시켜 해상도를 높이는 역할을 한다.The fourth lens L4 has a negative refracting power and both surfaces are convex upwardly. The fourth lens L4 serves to improve the image quality by improving the curvature of the image surface, which is difficult to correct by the first to third lenses L1, L2 and L3, thereby aligning the central store with the peripheral store.

한편 상기 제1렌즈 내지 제4렌즈(L1, L2, L3, L4)는 모두 양면이 구면인 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the first lens to the fourth lens L1, L2, L3, and L4 are preferably spherical on both sides, but are not limited thereto.

아래의 표 1은 상기 제1실시예에 따른 광학계의 구체적인 렌즈구성을 예시한 것으로서, 각 렌즈의 구체적인 곡률반경(R), 두께(D), 굴절률(ND) 및 아베수(VD)의 데이터를 나타낸 것이다.Table 1 below shows a specific lens configuration of the optical system according to the first embodiment and shows data of specific curvature radius R, thickness D, refractive index ND and Abbe number VD of each lens as .

또한 표 2는 제1실시예에 따른 광학계가 광각(Wide)일 때와 망원(Tele)일 때의 물체거리, 백포커스(BF) 및 배율을 나타낸 것이다. 여기서 물체거리는 제1렌즈(L1)의 선단면에서 물체면, 즉, 영상확대장치의 몸체(10)의 선단면 또는 투명캡(10)의 선단면까지의 거리이고, 백포커스(BF)는 마지막 렌즈인 제4렌즈(L4)의 후단면에서 상면, 즉 이미지센서(30)의 표면까지의 거리이다. Table 2 also shows the object distance, back focus BF and magnification when the optical system according to the first embodiment is wide (Wide) and telephoto (Tele). Here, the object distance is a distance from the front end face of the first lens L1 to the object face, that is, the front end face of the body 10 of the image magnifying apparatus or the front end face of the transparent cap 10, That is, the surface of the image sensor 30, of the fourth lens L4 as a lens.

표 2에서 망원(Tele)일 때의 배율이 2.593이고, 광각(Wide)일 때의 배율이 0.384 임을 알 수 있다. 그런데 이러한 배율은 이미지센서(30)에 결상되는 광학계(100)의 배율이므로, 이미지센서 대비 모니터의 확대비율이 예를 들어 150배이면 실제 모니터 화면을 통해서는 망원일 때 약 388배(=2.593*150), 광각일 때 약 57배(=0.384*150)의 배율로 대상물을 확대하여 볼 수 있다.In Table 2, it can be seen that the magnification when telephoto (Tele) is 2.593 and the magnification when wide (Wide) is 0.384. If the enlargement ratio of the monitor to the image sensor is, for example, 150, the magnification of the optical system 100 is about 388 times (= 2.593 * 150), and the object can be enlarged at a magnification of about 57 times (= 0.384 * 150) at the wide angle.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
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본 발명의 제1실시예에 따른 광학계가 광각(Wide)일 때와 망원(Tele)일 때의 수차도는 도 3c에 나타낸 바와 같다.
The aberration diagrams when the optical system according to the first embodiment of the present invention is at wide angle (Wide) and telephoto (Tele) are as shown in FIG. 3C.

광학계 Optical system 제2실시예Second Embodiment

도 4a와 도 4b는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 광학계와 렌즈구성도를 나타낸 것이다.FIGS. 4A and 4B show an optical system and a lens configuration according to a second embodiment of the present invention, respectively.

제1실시예와 마찬가지로 제2실시예에 따른 광학계도 하나의 렌즈군(100')이 광각단과 망원단에서 각각 이미지센서에 결상되도록 설계되며, 도 4a에서 물체면은 검사시에 물체에 접촉하거나 이격되어 대향하는 영상표시장치의 투명캡(20)의 선단면 또는 몸체(10)의 선단부에 해당하고, 상면은 이미지센서(30)에 해당한다.As in the first embodiment, the optical system according to the second embodiment is also designed such that one lens group 100 'is imaged on the image sensor at the wide-angle end and the telephoto end respectively, and the object surface in FIG. Corresponds to the front end face of the transparent cap 20 or the front end portion of the body 10 of the image display apparatus facing away from each other, and the upper face corresponds to the image sensor 30.

제2실시예에 따른 광학계에 포함된 렌즈군(100')은 도 4b에 도시된 바와 같이, 물체측에서 상측으로 순서대로 배치된 제1렌즈(L1), 조리개, 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3), 제4렌즈(L4)를 포함한다. 제4렌즈(L4)의 후단에는 필터(LF)가 배치될 수 있다.As shown in FIG. 4B, the lens group 100 'included in the optical system according to the second embodiment includes a first lens L1, a diaphragm, a second lens L2, A third lens L3, and a fourth lens L4. A filter LF may be disposed at the rear end of the fourth lens L4.

각 렌즈(L1, L2, L3, L4)의 굴절력, 소재 및 기능은 제1실시예와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The refractive powers, materials, and functions of the respective lenses L1, L2, L3, and L4 are the same as those of the first embodiment, and a duplicate description will be omitted.

아래의 표 3은 제2실시예에 따른 광학계의 구체적인 렌즈구성을 예시한 것으로서, 각 렌즈의 구체적인 곡률반경(R), 두께(D), 굴절률(ND) 및 아베수(VD)의 데이터를 나타낸 것이다.Table 3 below shows a specific lens configuration of the optical system according to the second embodiment and shows data of specific curvature radius R, thickness D, refractive index ND and Abbe number VD of each lens will be.

또한 표 4는 제2실시예에 따른 광학계)가 광각(Wide)일 때와 망원(Tele)일 때의 물체거리, 백포커스(BF) 및 배율을 나타낸 것이다. 여기서 물체거리는 제1렌즈(L1)의 선단면에서 물체면, 즉, 영상확대장치의 몸체(10)의 선단면 또는 투명캡(10)의 선단면까지의 거리이고, 백포커스(BF)는 마지막 렌즈인 제4렌즈(L4)의 후단면에서 상면, 즉 이미지센서(30)의 표면까지의 거리이다. Table 4 shows the object distance, back focus BF and magnification when the optical system according to the second embodiment is wide and Tele. Here, the object distance is a distance from the front end face of the first lens L1 to the object face, that is, the front end face of the body 10 of the image magnifying apparatus or the front end face of the transparent cap 10, That is, the surface of the image sensor 30, of the fourth lens L4 as a lens.

표 4에서 망원(Tele)일 때의 배율이 2.277이고, 광각(Wide)일 때의 배율이 0.438 이며, 마찬가지로 이미지센서 대비 모니터의 확대비율이 예를 들어 150배이면 실제 모니터 화면을 통해서는 망원일 때 약 340배(=2.277*150), 광각일 때 약 66배(=0.438*150)의 배율로 확대된 대상물을 볼 수 있다.In Table 4, when the telephoto magnification is 2.277, the magnification at the wide angle (Wide) is 0.438, and similarly, when the magnification ratio of the monitor to the image sensor is, for example, 150 times, (= 2.277 * 150) at a wide angle and about 66 times (= 0.438 * 150) at a wide angle.

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

본 발명의 제2실시예에 따른 광학계가 광각(Wide)일 때와 망원(Tele)일 때의 수차도는 도 4c에 나타낸 바와 같다.
Fig. 4C shows aberration diagrams when the optical system according to the second embodiment of the present invention is at a wide angle (Wide) and telephoto (Tele).

광학계 Optical system 제3실시예Third Embodiment

도 5a와 도 5b는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 광학계와 렌즈구성도를 나타낸 것이다.5A and 5B show an optical system and a lens configuration diagram according to a third embodiment of the present invention, respectively.

이전 실시예와 마찬가지로 제3실시예에 따른 광학계도 하나의 렌즈군(100")이 광각단과 망원단에서 각각 이미지센서에 결상되도록 설계되며, 도 5a에서 물체면은 검사시에 물체에 접촉하거나 이격되어 대향하는 영상표시장치의 투명캡(20)의 선단면 또는 몸체(10)의 선단부에 해당하고, 상면은 이미지센서(30)에 해당한다.As in the previous embodiment, the optical system according to the third embodiment is also designed such that one lens group 100 "is imaged on the image sensor at the wide-angle end and the telephoto end respectively, and the object surface in FIG. And corresponds to the front end surface of the transparent cap 20 or the front end portion of the body 10 of the image display device facing the image display device 30, and the upper surface corresponds to the image sensor 30.

제3실시예에 따른 광학계에 포함된 렌즈군(100")은 도 5b에 도시된 바와 같이, 물체측에서 상측으로 순서대로 배치된 제1렌즈(L1), 조리개, 제2렌즈(L2), 제3렌즈(L3)를 포함한다. 제3렌즈(L4)의 후단에는 필터(LF)가 배치될 수 있다.As shown in FIG. 5B, the lens group 100 '' included in the optical system according to the third embodiment includes a first lens L1, a diaphragm, a second lens L2, And a third lens L3. A filter LF may be disposed at the rear end of the third lens L4.

제3실시예에서는 3매 렌즈의 렌즈군(100")으로 광학계를 구성한 점에 특징이 있으며, 제1렌즈 내지 제3렌즈(L1, L2, L3)의 굴절력, 소재 및 기능은 제1실시예 및 제2실시예와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The third embodiment is characterized in that an optical system is constituted by a lens group 100 "of three lenses. The refractive power, material and function of the first to third lenses L1, L2, L3 are the same as those of the first embodiment And the second embodiment of the present invention.

아래의 표 5는 제3실시예에 따른 광학계의 구체적인 렌즈구성을 나타낸 것으로서, 각 렌즈의 구체적인 곡률반경(R), 두께(D), 굴절률(ND) 및 아베수(VD)의 데이터를 나타낸 것이다.Table 5 below shows a specific lens configuration of the optical system according to the third embodiment and shows data of specific curvature radius R, thickness D, refractive index ND and Abbe number VD of each lens .

또한 표 6은 제2실시예에 따른 광학계가 광각(Wide)일 때와 망원(Tele)일 때의 물체거리, 백포커스(BF) 및 배율을 나타낸 것이다. 여기서 물체거리는 제1렌즈(L1)의 선단면에서 물체면, 즉, 영상확대장치의 몸체(10)의 선단면 또는 투명캡(10)의 선단면까지의 거리이고, 백포커스(BF)는 마지막 렌즈인 제3렌즈(L3)의 후단면에서 상면, 즉 이미지센서(30)의 표면까지의 거리이다. Table 6 shows the object distance, back focus BF and magnification when the optical system according to the second embodiment is at wide angle (Wide) and telephoto (Tele). Here, the object distance is a distance from the front end face of the first lens L1 to the object face, that is, the front end face of the body 10 of the image magnifying apparatus or the front end face of the transparent cap 10, That is, the surface of the image sensor 30, of the third lens L3 which is a lens.

표 6에서 망원(Tele)일 때의 배율이 2.612이고, 광각(Wide)일 때의 배율이 0.383 이며, 마찬가지로 이미지센서 대비 모니터의 확대비율이 예를 들어 150배라고 하면 실제 모니터 화면을 통해서는 망원일 때 약 390배(=2.612*150), 광각일 때 약 57배(=0.383*150)의 배율로 대상물을 확인할 수 있다.In Table 6, it is assumed that the magnification is 2.612 when telephoto, the magnification when Wide is 0.383, and the enlargement ratio of the monitor to the image sensor is, for example, 150 times, (= 2.612 * 150) at a wide angle and about 57 times (= 0.383 * 150) at a wide angle.

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
Figure pat00006

본 발명의 제3실시예에 따른 광학계가 광각(Wide)일 때와 망원(Tele)일 때의 수차도는 도 5c에 나타낸 바와 같다.Fig. 5C shows aberration diagrams when the optical system according to the third embodiment of the present invention is wide (wide) and telephoto (tele).

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 구체적인 적용에 있어서 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있으며 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. And the scope of the present invention falls within the scope of the present invention.

10: 몸체 12: 슬릿
14: 고정홈 20: 투명캡
30; 이미지센서 50: 렌즈배럴
52: 노브 100, 100', 100": 렌즈군
L1: 제1렌즈 L2: 제2렌즈
L3: 제3렌즈 L4: 제4렌즈
LF: 필터 S: 조리개10: body 12: slit
14: fixing groove 20: transparent cap
30; Image sensor 50: lens barrel
52: knob 100, 100 ', 100 ": lens group
L1: first lens L2: second lens
L3: Third lens L4: Fourth lens
LF: filter S: aperture

Claims (7)

각각 고정된 물체면과 상면;
상기 물체면과 상기 상면 사이에 배치된 렌즈군;
상기 물체면과 상기 상면의 사이에 정의되는 광각단과 망원단;
을 포함하며, 상기 물체면과 상기 상면 사이에 배치된 전체의 상기 렌즈군이 상기 광각단 또는 상기 망원단으로 이동하면서 2배율을 구현하는 것을 특징으로 하는 광학계A fixed object surface and an upper surface, respectively;
A lens group disposed between the object surface and the upper surface;
A wide angle end defined between the object plane and the image plane, and a telephoto end;
Wherein the entire lens group disposed between the object plane and the image plane moves to the wide-angle end or the telephoto end, thereby realizing a double magnification. 제1항에 있어서,
상기 렌즈군은 상기 물체면에서 상기 상면쪽으로 순서대로 배치된 제1렌즈, 조리개, 제2렌즈, 제3렌즈를 포함하고,
상기 제1렌즈는 정(+)의 굴절력을 가지면서 물체측면이 물체측으로 볼록하고,
상기 제2렌즈는 부(-)의 굴절력을 가지면서 양면이 오목하며,
상기 제3렌즈는 정(+)의 굴절력을 가지면서 양면이 볼록한 것을 특징으로 하는 광학계The method according to claim 1,
Wherein the lens group includes a first lens, a diaphragm, a second lens, and a third lens arranged in order from the object surface toward the upper surface,
Wherein the first lens has a positive refracting power and the object side is convex toward the object side,
The second lens has a negative refractive power and is concave on both sides,
Wherein the third lens has positive refracting power and both surfaces are convex. 내부에 길이방향의 중공부가 형성된 몸체;
상기 몸체의 내부에 고정된 이미지센서;
상기 몸체의 내부에서 상기 몸체의 선단부와 상기 이미지센서의 사이에 설치되고, 상기 몸체의 내부에 정의되는 광각단과 망원단에 선택적으로 위치하는 렌즈군;
상기 몸체의 선단부와 상기 이미지센서의 사이에 설치된 전체의 상기 렌즈군을 상기 광학단 또는 상기 망원단으로 이동시키는 이동수단
을 포함하는 영상확대장치A body having a longitudinal hollow portion formed therein;
An image sensor fixed inside the body;
A lens group disposed between the distal end of the body and the image sensor inside the body and selectively positioned at a wide angle end defined in the body and a telephoto end;
A moving means for moving the entire lens group provided between the front end of the body and the image sensor to the optical stage or the telephoto end,
An image enlarging device 제3항에 있어서,
상기 렌즈군은 상기 몸체의 선단에서 후단쪽으로 순서대로 배치된 제1렌즈, 조리개, 제2렌즈, 제3렌즈를 포함하고,
상기 제1렌즈는 정(+)의 굴절력을 가지면서 물체측면이 물체측으로 볼록하고,
상기 제2렌즈는 부(-)의 굴절력을 가지면서 양면이 오목하며,
상기 제3렌즈는 정(+)의 굴절력을 가지면서 양면이 볼록한 것을 특징으로 하는 영상확대장치The method of claim 3,
The lens group includes a first lens, a diaphragm, a second lens, and a third lens arranged in order from the front end to the rear end of the body,
Wherein the first lens has a positive refracting power and the object side is convex toward the object side,
The second lens has a negative refractive power and is concave on both sides,
Wherein the third lens has positive refracting power and is convex on both sides. 제4항에 있어서,
상기 제3렌즈와 상기 이미지센서의 사이에는 상면만곡을 개선하기 위하여 부(-)의 굴절력을 갖는 제4렌즈가 배치된 것을 특징으로 하는 영상확대장치5. The method of claim 4,
And a fourth lens having negative refractive power is disposed between the third lens and the image sensor to improve image curvature. 제3항에 있어서,
상기 제1렌즈 및 상기 제3렌즈는 크라운계열의 양면 구면 렌즈이고, 상기 제2렌즈는 프린트계열의 양면 구면 렌즈인 것을 특징으로 하는 영상확대장치The method of claim 3,
Wherein the first lens and the third lens are crown-type double-sided spherical lenses, and the second lens is a double-sided spherical lens of a print series. 제3항에 있어서,
상기 몸체의 외면에 상기 중공부와 연통하도록 길이방향으로 형성되며, 상기 망원단에서 상기 광각단까지의 거리에 대응하는 길이를 갖는 슬릿;
상기 몸체의 내부에서 상기 렌즈군을 지지하는 렌즈배럴;
일단은 상기 렌즈배럴에 결합되고 타단은 상기 슬릿을 통해 외부로 돌출되는 노브;
상기 노브가 삽입되는 부분으로서 상기 슬릿의 양단에서 상기 슬릿과 교차하는 방향으로 형성된 고정홈
을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상확대장치The method of claim 3,
A slit having a length corresponding to a distance from the telephoto end to the wide-angle end, the slit being formed in an outer surface of the body so as to communicate with the hollow portion;
A lens barrel supporting the lens group inside the body;
A knob having one end coupled to the lens barrel and the other end projecting to the outside through the slit;
Wherein the knob is inserted into the fixing groove formed at both ends of the slit in a direction intersecting the slit
And an image enlarging device
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