KR20140112838A - Omnidirectional Optic System - Google Patents

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KR20140112838A
KR20140112838A KR1020130027434A KR20130027434A KR20140112838A KR 20140112838 A KR20140112838 A KR 20140112838A KR 1020130027434 A KR1020130027434 A KR 1020130027434A KR 20130027434 A KR20130027434 A KR 20130027434A KR 20140112838 A KR20140112838 A KR 20140112838A
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Abstract

The present invention relates to an omnidirectional optical system in which a reflecting interface heading to the image sensor of a catadioptric lens is formed flatly. The omnidirectional optical system comprises a catadioptric lens and a relay lens unit. The catadioptric lens comprises a first refracting interface on which incident light is refracted; a first reflecting interface formed on the inner surface facing the first refracting interface to refract the refracted incident light to the center of the first refracting interface; a second reflecting interface formed at the center of the inner surface of the first refracting interface to reflect the incident light reflected by the first reflecting interface to the rear relay lens unit; and a second refracting interface formed at the center of the first reflecting interface to transmit the incident light reflected by the second reflecting interface to the relay lens unit. The relay lens unit collects the incident light transmitted from the second refracting interface and forms the phase of the incident light. The second reflecting interface is formed flatly. The present invention can reduce manufacturing costs with a easy design and a simple structure by flatly forming the reflecting surface formed on the catadioptric lens and can be miniaturized to be installed in a narrow space by arranging relay lenses separated from the catadioptric lens to have a short back focal distance.

Description

전방위 광학 시스템{Omnidirectional Optic System}[0002] Omnidirectional Optic System [

본 발명은 전방위 광학 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 360도를 볼 수 있도록 설계된 전방위 광학시스템에 사용되는 반사굴절 렌즈의 영상 센서를 향하는 반사 면을 평면으로 형성시킨 전방위 광학 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an omnidirectional optical system, and more particularly, to an omnidirectional optical system in which a reflecting surface facing a image sensor of a refracting lens used in an omnidirectional optical system designed to view 360 degrees is formed in a plane.

일반적으로 경관이 뛰어난 관광지 등에서 360°모든 방향의 경치를 한 장의 사진에 포착하는 파노라마 사진기(panoramic camera)는 전방위 영상 시스템의 일 예이다.A panoramic camera that captures panoramic views of all directions in a 360 ° view in a typical scenic spot is an example of an omnidirectional imaging system.

전방위 영상 시스템은 관찰자가 제자리에서 한바퀴 돌 때 바라보이는 경치를 모두 한 장의 이미지에 포착하는 영상 시스템을 지칭하며, 고개를 젖히거나 숙여서 바라볼 수 있는 모든 경치를 포함한다.The omni-directional imaging system refers to an imaging system that captures all of the views seen when an observer turns around in a single image, including all views that can be seen by tilting or tilting the head.

전방위 영상 시스템은 건축물, 자연 경관, 천체 등의 촬영과 같은 전통적인 분야뿐만 아니라, CCD(charge-coupled device)나 CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor) 카메라를 이용한 보안·감시 시스템, 부동산이나 호텔, 관광지 등의 가상 여행(virtual tour) 또는 이동 로봇이나 무인 비행기 등의 분야에 적용하기 위한 많은 연구와 개발이 이루어지고 있다.The omnidirectional imaging system can be used not only in the conventional fields such as photographing buildings, natural scenes and objects, but also in security and surveillance systems using CCD (charge-coupled device) or CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) Such as a virtual tour or a mobile robot or an unmanned airplane.

전방위 영상을 얻을 수 있는 한 방법으로서 거울과 렌즈를 결합한 반사굴절 (catadioptric) 전방위 영상 시스템에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.As a method to obtain omni - directional images, a catadioptric omni - directional imaging system combining a mirror and a lens has been actively studied.

종래의 반사굴절 전방위 영상 시스템에 사용된 반사굴절 렌즈(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, 입사광이 굴절되는 제1굴절면(11), 상기 굴절된 입사광을 반사할 수 있도록 제1굴절면(11)과 대향한 내측면에 형성된 제1반사면(13), 상기 제1반사면(13)를 통해 반사된 입사광을 조리개(미도시)를 향하여 반사시킬 수 있도록 중앙부 내면에 형성된 제2반사면(15) 및 상기 제2반사면(15)에서 반사된 빛이 조리개를 향하는 방향으로 굴절되도록 하는 제2굴절면(125)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the catadioptric lens 10 used in the conventional catadioptric omnidirectional imaging system includes a first refracting surface 11 for refracting incident light, a first refracting surface 11 for reflecting the refracted incident light, A second reflection surface (not shown) formed on the inner surface of the central portion so as to reflect the incident light reflected through the first reflection surface 13 toward the diaphragm (not shown) 15) and a second refracting surface (125) for refracting the light reflected by the second reflecting surface (15) in a direction toward the diaphragm.

상술한 반사굴절 렌즈(10)에서 제2반사면(15)은 조리개를 향하여 오목하게 구면을 이루도록 형성되는데, 이렇게 제2반사면(15)을 오목하게 제작하려면 설계의 난이성과 구조의 복잡성으로 인해 제작 소요되는 시간이 많이 걸리고 그에 따른 제작 비용도 증가되는 문제점이 있었다.In the reflective refraction lens 10 described above, the second reflecting surface 15 is formed to have a concave spherical surface toward the diaphragm. In order to concave the second reflecting surface 15 in this way, due to the difficulty of design and the complexity of the structure There is a problem in that the production time is long and the manufacturing cost is increased accordingly.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0934719호Korean Registered Patent Publication No. 10-0934719

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 반사굴절 렌즈에 형성된 영상 센서를 향하는 반사 면을 평면으로 형성함으로써 설계의 용이성과 구조의 단순성으로 인한 제작 비용을 줄일 수 있으며, 반사굴절 렌즈로부터 이격 되어 구비된 릴레이 렌즈들의 후 초점 거리가 짧아지도록 배열함으로써 좁은 공간에 설치할 수 있도록 소형화가 가능한 전방위 광학 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an image sensor which is capable of reducing the manufacturing cost due to the simplicity of design and the simplicity of the structure, An omnidirectional optical system capable of being downsized so as to be installed in a narrow space by arranging the rear focal distance of the relay lenses spaced apart from each other to be short.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전방위 광학 시스템은, 입사광이 굴절되는 제1굴절면, 굴절된 입사광을 상기 제1굴절면 중앙부쪽으로 반사할 수 있도록 상기 제1굴절면과 마주보는 내측 면에 형성된 제1반사면, 상기 제1반사면을 통해 반사된 입사광을 후방의 릴레이 렌즈 유닛으로 반사시킬 수 있도록 상기 제1굴절면 중앙부 내면에 형성된 제2반사면, 상기 제2반사면에서 반사된 입사광을 릴레이 렌즈 유닛으로 투과시킬 수 있도록 형성된 제2굴절면을 포함하여 구성된 반사굴절렌즈 및 상기 제2굴절면으로부터 투과된 입사광을 집광하고 결상시키기 위한 릴레이 렌즈 유닛이 포함되어 구성되며, 상기 제2반사면은 평면으로 형성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an omnidirectional optical system including a first refracting surface on which incident light is refracted, a first refracting surface on an inner surface facing the first refracting surface so as to reflect refracted incident light toward the center of the first refracting surface, A second reflecting surface formed on the inner surface of the central portion of the first refracting surface so as to reflect the incident light reflected through the first reflecting surface to the rear relay lens unit, And a relay lens unit for focusing and focusing the incident light transmitted through the second refracting surface, and the second reflecting surface is formed in a plane .

상기 반사굴절렌즈는 상기 릴레이 렌즈 유닛을 향하는 제1접촉면이 평면으로 형성된 대경부와, 상기 대경부 보다 작은 지름을 가지며 상기 제1접촉면의 마주보는 면인 제2접촉면이 평면으로 형성된 소경부로 이루어져; 상기 제1접촉면과 제2접촉면이 접합되어 구성될 수 있다.Wherein the reflective refraction lens comprises a large diameter portion having a first contact surface facing the relay lens unit in a plane and a small diameter portion having a smaller diameter than the large diameter portion and having a second contact surface which is a facing surface of the first contact surface, And the first contact surface and the second contact surface may be joined together.

상기 대경부에는 제1굴절면과 제2반사면이 형성되고, 상기 소경부에는 제1반사면과 제2굴절면이 형성될 수 있다.A first refracting surface and a second reflecting surface may be formed on the large diameter portion, and a first reflecting surface and a second refracting surface may be formed on the small diameter portion.

상기 릴레이 렌즈 유닛은 상기 반사굴절렌즈의 후방에 이격 구비되어 반사굴절렌즈로부터 입사되는 입사광의 수차를 보정하기 위한 것으로, 전방은 오목하고 후방은 볼록한 오목 메니커스 렌즈 형태의 제1렌즈와; 상기 제1렌즈의 후방에 이격 구비되어 제1렌즈로부터 입사되는 입사광의 파워를 조절하기 위한 것으로, 전방과 후방이 볼록한 양 볼록렌즈 형태의 제2렌즈와; 상기 제2렌즈의 후방에 이격 구비되어 상기 제2렌즈로부터 입사되는 입사광의 양을 조절하는 조리개와; 상기 조리개의 후방에 이격 구비되어 조리개를 통해 입사되는 입사광의 색수차를 보정하기 위한 것으로, 전방과 후방이 오목한 양 오목렌즈 형태의 제3렌즈와 상기 제3렌즈의 후방에 접촉 구비되며 전방과 후방이 볼록한 양 볼록렌즈 형태의 제4렌즈와; 제4렌즈의 후방에 이격 구비되어 제4렌즈를 통해 입사되는 입사광의 파워를 조절하기 위한 것으로, 전방과 후방이 볼록한 양 볼록렌즈 형태의 제5렌즈가 포함되어 구성될 수 있다.The relay lens unit is disposed behind the reflective refraction lens to correct aberration of incident light incident from the reflective refraction lens. The relay lens unit includes: a first lens having a convex concave meniscus lens shape having a concave front side and a convex rear side; A second lens which is spaced apart from the rear of the first lens and adjusts the power of incident light incident from the first lens, the second lens being in the form of a biconvex lens having front and rear convexities; A diaphragm spaced behind the second lens to adjust an amount of incident light incident from the second lens; A third lens disposed on the rear side of the diaphragm and having a concave and convex concave front and rear concave lenses for correcting chromatic aberration of incident light entering through the diaphragm, A fourth lens in the form of a convex positive convex lens; The fourth lens is spaced apart from the rear of the fourth lens so as to adjust the power of the incident light incident through the fourth lens. The fifth lens may include a fifth lens in the form of a biconvex lens having front and rear convex portions.

상기 반사굴절렌즈, 제1렌즈 및 제2렌즈로 이루어진 제1그룹렌즈는 입사광을 발산시키는 음의 굴절능을 가지고; 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈로 이루어진 제2그룹렌즈는 입사광을 집광하여 결상시키는 양의 굴절능을 가지며, 제1그룹렌즈와 제2그룹렌즈의 합쳐진 굴절능은 음의 굴절능을 가질 수 있다.The first group lens including the refraction refracting lens, the first lens, and the second lens has a negative refracting power for emitting incident light; The second group lens composed of the third lens, the fourth lens and the fifth lens has a positive refracting power for focusing and focusing the incident light, and the combined refractive power of the first group lens and the second group lens has a negative refracting power Lt; / RTI >

상기 제1그룹렌즈(G1)의 유효초점 거리를 f(G1), 제2그룹렌즈(G2)의 유효초점 거리를 f(G2), f(G1) + f(G2)의 초점거리를 f(t)라 할 때, -0.6mm < f(G1)/f(G2) < -0.4mm 및 -1.6mm < f(t) < -1.2mm를 만족할 수 있다.Let f (G1) be the effective focal distance of the first group lens G1, f (G2) and f (G1) + f (G2) (t) <-1.2 mm, where -0.6 mm <f (G1) / f (G2) <-0.4 mm and -1.6 mm <f

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 전방위 광학 시스템에 따르면, 반사굴절 렌즈에 형성된 영상 센서를 향하는 반사 면을 평면으로 형성함으로써 설계의 용이성과 구조의 단순성으로 인한 제작 비용을 줄일 수 있으며, 반사굴절 렌즈로부터 이격 되어 구비된 릴레이 렌즈들의 후 초점 거리가 짧아지도록 배열함으로써 좁은 공간에 설치할 수 있도록 소형화가 가능한 효과가 있다.According to the omnidirectional optical system of the present invention as described above, it is possible to reduce the manufacturing cost due to the simplicity of design and the simplicity of the structure by forming the reflection surface facing the image sensor formed on the reflection refraction lens in a plane, The rear focal length of the relay lenses that are spaced apart from each other is shortened so that the relay lenses can be installed in a narrow space.

도 1은 종래의 반사굴절 렌즈를 도시한 단면도이며,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전방위 광학 시스템을 도시한 단면도이며,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전방위 광학 시스템에 사용되는 반사굴절 렌즈를 설명하기 위하여 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전방위 광학 시스템에서 광의 경로를 도시한 예시도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional reflective refraction lens,
2 is a cross-sectional view showing an omnidirectional optical system according to an embodiment of the present invention,
FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views illustrating a catadioptric lens used in an omnidirectional optical system according to an embodiment of the present invention,
5 is an exemplary view showing a path of light in an omnidirectional optical system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the present invention.

이하에서는 도 2에서의 왼쪽 방향을 '전방', 오른쪽 방향을 '후방'이라고 칭한다.Hereinafter, the left direction in FIG. 2 will be referred to as 'forward' and the right direction as 'rearward'.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전방위 광학 시스템을 도시한 단면도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전방위 광학 시스템에 사용되는 반사굴절 렌즈를 설명하기 위하여 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전방위 광학 시스템에서 광의 경로를 도시한 예시도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view showing an omnidirectional optical system according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3 and 4 are sectional views for explaining a refraction refracting lens used in an omnidirectional optical system according to an embodiment of the present invention. And FIG. 5 is an exemplary view showing a path of light in an omnidirectional optical system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 전방위 광학 시스템은 도 2에 도시한 바와 같이, 반사굴절렌즈(Catadioptric; 110)와, 상기 반사굴절렌즈(110)의 후방에 복수의 렌즈로 이루어진 릴레이 렌즈 유닛이 포함되어 구성된다.2, the omnidirectional optical system according to an embodiment of the present invention includes a catadioptric lens 110 and a relay lens unit including a plurality of lenses at the rear of the catadioptric lens 110 .

상기 반사굴절렌즈(110)는 입사광이 굴절되는 제1굴절면(111), 굴절된 입사광을 상기 제1굴절면(111) 중앙부쪽으로 반사할 수 있도록 상기 제1굴절면(111)과 마주보는 내측 면에 형성된 제1반사면(113), 상기 제1반사면(113)을 통해 반사된 입사광을 후방의 릴레이 렌즈 유닛으로 반사시킬 수 있도록 상기 제1굴절면(111) 중앙부 내면에 형성된 제2반사면(115), 상기 제2반사면(115)에서 반사된 입사광을 릴레이 렌즈 유닛으로 투과시킬 수 있도록 제1반사면(113)에 형성된 제2굴절면(117)을 포함하여 구성된다.The reflective refraction lens 110 includes a first refracting surface 111 on which incident light is refracted and a second refracting surface 111 on the inner surface facing the first refracting surface 111 so as to reflect the refracted incident light toward the center of the first refracting surface 111. [ A first reflecting surface 113 and a second reflecting surface 115 formed on the inner surface of the central portion of the first refracting surface 111 so as to reflect the incident light reflected through the first reflecting surface 113 to the rear relay lens unit, And a second refracting surface 117 formed on the first reflecting surface 113 to transmit the incident light reflected by the second reflecting surface 115 to the relay lens unit.

상기 반사굴절렌즈(110)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 일측면이 각각 평면인 평 볼록렌즈 형태의 대경부(110a)와 소경부(110b)로 나눌 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the catadioptric lens 110 can be divided into a large-diameter portion 110a and a small-diameter portion 110b, each of which has a planar convex lens shape, one side of which is a plane.

상기 대경부(110a)는 후방인 제1접촉면(J1)이 평면으로 형성되고, 상기 소경부(110b)는 상기 대경부(110a) 보다 작은 지름을 가지며 전방인 제2접촉면(J2)이 평면으로 형성되며, 제1접촉면(J1)과 제2접촉면(J2)이 서로 마주보도록 접합되어 반사굴절렌즈(110)가 이루어진다.The large diameter portion 110a is formed such that a first contact surface J1 which is rearward is formed in a plane and the small diameter portion 110b has a smaller diameter than the large diameter portion 110a and a second contact surface J2, And the first refracting surface J1 and the second refracting surface J2 are joined to each other so as to face each other to form the refracting refracting lens 110. [

상기 대경부(110a)에는 제1굴절면(111)과 제2반사면(115)이 형성되고, 상기 소경부(110b)에는 제1반사면(113)과 제2굴절면(117)이 형성되며, 상기 제1굴절면(111)과 제1반사면(113)은 곡면으로 형성되고, 상기 제2반사면(115)과 제2굴절면(117)은 평면으로 형성된다.A first refracting surface 111 and a second reflecting surface 115 are formed on the large diameter portion 110a and a first refracting surface 113 and a second refracting surface 117 are formed on the small diameter portion 110b, The first refracting surface 111 and the first refracting surface 113 are formed as curved surfaces and the second refracting surface 115 and the second refracting surface 117 are formed as flat surfaces.

상기 대경부(110a)는 제1반사면(115)과 제1접촉면(J1)을 평면으로 가공하여 제작하고, 소경부(110b)는 제2굴절면(117)과 제2접촉면(J2)를 평면으로 가공하여 제작하므로, 대경부(110a) 및 소경부(110b) 제작하는 비용과 시간이 절약된다.The large diameter portion 110a is formed by processing the first reflection surface 115 and the first contact surface J1 into a plane and the small diameter portion 110b is formed by forming the second refraction surface 117 and the second contact surface J2 in a plane The cost and time for manufacturing the large diameter portion 110a and the small diameter portion 110b can be saved.

결과적으로 본 발명에 따른 반사굴절렌즈(110)는 곡면으로 가공하는 부분 보다 평면으로 가공하는 부분이 많게 되어, 반사굴절렌즈(110)를 제작하는 비용과 시간이 절약된다.
As a result, the refraction refractive lens 110 according to the present invention has a larger number of parts to be processed in a plane than a part to be processed into a curved surface, thereby saving the cost and time of manufacturing the refraction refractive lens 110.

상기 릴레이 렌즈 유닛은 도 2에 도시한 바와 같이, 제1렌즈(120), 제2렌즈(130), 조리개(140), 제3렌즈(150), 제4렌즈(160) 및 제5렌즈(170)가 포함되어 구성된다.2, the relay lens unit includes a first lens 120, a second lens 130, a diaphragm 140, a third lens 150, a fourth lens 160, and a fifth lens 170).

본 발명에 따른 반사굴절렌즈(110) 만으로는 입사광을 결상 시키지 못하므로, 복수의 렌즈를 사용하여 입사광을 집광하고 영상센서부(180)에 결상을 시켜야 하는데 센서까지 빛이 들어갈 수 있도록 중계한다고 해서 릴레이 렌즈라고 부르지만 본 발명에서는 반사굴절렌즈(110)와 결합하여 결상시키는 시스템으로 설계되어 있다.Since the reflection refracting lens 110 according to the present invention can not image the incident light, it is necessary to focus the incident light using a plurality of lenses and to image the image sensor unit 180. However, In the present invention, the system is designed as a system for forming an image by combining with the reflective refractive lens 110. [

제1렌즈(120)는 상기 반사굴절렌즈(110)의 후방에 이격 구비되어 반사굴절렌즈(110)로부터 입사되는 입사광의 수차를 보정하기 위한 것으로, 전방은 오목하고 후방은 볼록한 오목 메니커스 렌즈 형태이다.The first lens 120 is spaced apart from the rear of the catadioptric lens 110 to correct the aberration of the incident light incident from the catadioptric lens 110. The first lens 120 has a convex concave meniscus lens shape to be.

제2렌즈(130)는 상기 제1렌즈(120)의 후방에 이격 구비되어 제1렌즈(120)로부터 입사되는 입사광의 파워를 조절하기 위한 것으로, 전방과 후방이 볼록한 양 볼록렌즈 형태이다.The second lens 130 is disposed behind the first lens 120 to adjust the power of incident light incident from the first lens 120. The second lens 130 is in the form of a biconvex lens having front and rear convex portions.

조리개(140)는 상기 제2렌즈(130)의 후방에 이격 구비되어 상기 제2렌즈(130)로부터 입사되는 입사광의 양을 조절한다.The diaphragm 140 is spaced apart from the rear of the second lens 130 to adjust the amount of incident light incident from the second lens 130.

제3렌즈(150)는 상기 조리개(140)의 후방에 이격 구비되며, 전방과 후방이 오목한 양 오목렌즈 형태이고, 제4렌즈(160)는 상기 제3렌즈(150)의 후방에 접촉 구비되며, 전방과 후방이 볼록한 양 볼록렌즈 형태이다.The third lens 150 is spaced apart from the rear of the diaphragm 140 and is concave and convex in the front and rear directions. The fourth lens 160 is in contact with the rear of the third lens 150 , And a convex lens shape in which the front and rear are convex.

상기 제3렌즈(150)와 제4렌즈(160)는 두 개의 렌즈가 겹쳐진 형태로써, 더블렛(doublet) 이라고도 하며, 조리개(140)를 통해 입사되는 입사광의 색수차를 보정한다.The third lens 150 and the fourth lens 160 are formed by overlapping two lenses. The third lens 150 and the fourth lens 160 are also referred to as a doublet, and correct chromatic aberration of incident light incident through the diaphragm 140.

제5렌즈(170)는 제4렌즈(160)의 후방에 이격 구비되어 제4렌즈(160)를 통해 입사되는 입사광의 파워를 조절하기 위한 것으로, 전방과 후방이 볼록한 양 볼록렌즈 형태이다.The fifth lens 170 is spaced apart from the rear of the fourth lens 160 to adjust the power of the incident light incident through the fourth lens 160. The fifth lens 170 is in the form of a convex lens having front and rear convex portions.

상기 릴레이 렌즈에 포함되는 렌즈의 매수는 센서의 사양에 따라, 보고자 하는 화각에 따라 달라질 수 있는데, 본 발명에서는 반사굴절렌즈(110)와 5개의 릴레이 렌즈가 결합하여 광학계의 수차를 제거하고 back focal length를 1/2.5인치 정도로 짧게 하여 광학 시스템을 소형화시킬 수 있도록 설계한 것에 특징이 있다.
In the present invention, the reflection refraction lens 110 and the five relay lenses are combined to remove the aberration of the optical system, and the back focal and the length is shortened to about 1 / 2.5 inch, so that the optical system can be miniaturized.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전방위 광학 시스템이 구성되고, 도 5에 도시한 바와 같이 반사굴절렌즈(110)의 제1굴절면(111)을 통하여 입사광이 입사되면, 제1반사면(113)과 제2반사면(115)을 통해 반사된 입사광은 제2굴절면(117)을 통하여 투과되어 릴레이 렌즈 유닛으로 입사된다.5, when the incident light is incident through the first refracting surface 111 of the catadioptric lens 110, the first reflecting surface 113 and the second reflecting surface 113 are formed, The incident light reflected through the second reflecting surface 115 is transmitted through the second refracting surface 117 and is incident on the relay lens unit.

이어서, 릴레이 렌즈 유닛으로 입사된 입사광은 제1렌즈(120)를 거치면서 발산되었다가 제2렌즈(130)를 거치면서 집광되고, 이어서 조리개(140)를 지나 제3렌즈(150)와 제4렌즈(160)를 거치면서 발산되었다가 제5렌즈(170)를 거치면서 집광되어 영상센서부(180)에 결상된다.The incident light incident on the relay lens unit is diverged while passing through the first lens 120 and condensed while passing through the second lens 130. Then, the incident light passes through the diaphragm 140, Is condensed while passing through the fifth lens (170), and is imaged on the image sensor unit (180).

본 발명에서 상기 반사굴절렌즈(110), 제1렌즈(120) 및 제2렌즈(130)의 묶음인 제1그룹렌즈(G1)는 입사광을 발산시키는 음의 굴절능을 가지는 형태가 되고, 제3렌즈(150), 제4렌즈(160) 및 제5렌즈(170)의 묶음인 제2그룹렌즈(G2)는 입사광을 영상센서부(180)에 집광하여 결상시키도록 양의 굴절능을 가지는 형태가 된다.In the present invention, the first group lens G1, which is a bundle of the catadioptric lens 110, the first lens 120, and the second lens 130, has a negative refracting power for emitting incident light, The second group lens G2, which is a bundle of the third lens 150, the fourth lens 160 and the fifth lens 170, has a positive refracting power so as to focus and focus the incident light on the image sensor unit 180 .

제1그룹렌즈(G1)과 제2그룹렌즈(G2)의 합쳐진 굴절능은 강한 음의 굴절능을 가지게 되어 후 초점 거리가 짧아질 수 있다.The combined refractive power of the first group lens G1 and the second group lens G2 has a strong negative refracting power and the after-focal distance can be shortened.

아울러, 상기 제1그룹렌즈(G1)의 유효초점 거리를 f(G1), 제2그룹렌즈(G2)의 유효초점 거리를 f(G2), f(G1) + f(G2)의 초점거리를 f(t)라 할 때, -0.6mm < f(G1)/f(G2) < -0.4mm 및 -1.6mm < f(t) < -1.2mm를 만족한다.The effective focal length of the first group lens G1 is f (G1), the effective focal distance of the second group lens G2 is f (G2), and f (G1) + f (G2) f (g) <-0.4 mm and -1.6 mm <f (t) <-1.2 mm when f (t) is satisfied.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.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 taken by way of illustration, It will be readily apparent that various substitutions, modifications, and alterations can be made herein.

110: 반사굴절렌즈 111: 제1굴절면
113: 제1반사면 115: 제2반사면
117: 제2굴절면110: refraction refraction lens 111: first refraction surface
113: first reflection surface 115: second reflection surface
117: second refracting surface

Claims (6)

입사광이 굴절되는 제1굴절면(111), 굴절된 입사광을 상기 제1굴절면(111) 중앙부쪽으로 반사할 수 있도록 상기 제1굴절면(111)과 마주보는 내측 면에 형성된 제1반사면(113), 상기 제1반사면(113)을 통해 반사된 입사광을 후방의 릴레이 렌즈 유닛으로 반사시킬 수 있도록 상기 제1굴절면(111) 중앙부 내면에 형성된 제2반사면(115), 상기 제2반사면(115)에서 반사된 입사광을 릴레이 렌즈 유닛으로 투과시킬 수 있도록 형성된 제2굴절면(117)을 포함하여 구성된 반사굴절렌즈(110); 및
상기 제2굴절면(117)으로부터 투과된 입사광을 집광하고 결상시키기 위한 릴레이 렌즈 유닛;
이 포함되어 구성되며, 상기 제2반사면(115)은 평면으로 형성된 것을 특징으로 한 전방위 광학 시스템.A first reflecting surface 113 formed on an inner surface facing the first refracting surface 111 so as to reflect the refracted incident light toward the central portion of the first refracting surface 111, A second reflecting surface 115 formed on the inner surface of the central portion of the first refracting surface 111 so as to reflect the incident light reflected through the first reflecting surface 113 to the rear relay lens unit, And a second refracting surface (117) formed to allow the incident light reflected by the relay lens unit to pass through the relay lens unit. And
A relay lens unit for focusing and focusing the incident light transmitted from the second refracting surface (117);
And the second reflecting surface (115) is formed in a flat surface. 제1항에 있어서, 상기 반사굴절렌즈(110)는
상기 릴레이 렌즈 유닛을 향하는 제1접촉면(J1)이 평면으로 형성된 대경부(110a)와, 상기 대경부(110a) 보다 작은 지름을 가지며 상기 제1접촉면(J2)의 마주보는 면인 제2접촉면(J2)이 평면으로 형성된 소경부(110b)로 이루어져; 상기 제1접촉면(J1)과 제2접촉면(J2)이 접합되어 구성된 것을 특징으로 한 전방위 광학 시스템.The catadioptric optical device according to claim 1, wherein the catadioptric lens (110)
And a second contact surface J2 having a diameter smaller than that of the large diameter portion 110a and facing the first contact surface J2, wherein the first contact surface J1, which faces the relay lens unit, (110b) formed in a flat surface; Wherein the first contact surface (J1) and the second contact surface (J2) are joined to each other. 제2항에 있어서, 상기 대경부(110a)에는 제1굴절면(111)과 제2반사면(115)이 형성되고, 상기 소경부(110b)에는 제1반사면(113)과 제2굴절면(117)이 형성된 것을 특징으로 한 전방위 광학 시스템.3. The apparatus according to claim 2, wherein a first refracting surface (111) and a second reflecting surface (115) are formed on the large diameter portion (110a), and the first refracting surface (113) 117) are formed on the surface of the substrate (110). 제1항에 있어서, 상기 릴레이 렌즈 유닛은
상기 반사굴절렌즈(110)의 후방에 이격 구비되어 반사굴절렌즈(110)로부터 입사되는 입사광의 수차를 보정하기 위한 것으로, 전방은 오목하고 후방은 볼록한 오목 메니커스 렌즈 형태의 제1렌즈(120)와;
상기 제1렌즈(120)의 후방에 이격 구비되어 제1렌즈(120)로부터 입사되는 입사광의 파워를 조절하기 위한 것으로, 전방과 후방이 볼록한 양 볼록렌즈 형태의 제2렌즈(130)와;
상기 제2렌즈(130)의 후방에 이격 구비되어 상기 제2렌즈(130)로부터 입사되는 입사광의 양을 조절하는 조리개(140)와;
상기 조리개(140)의 후방에 이격 구비되어 조리개(140)를 통해 입사되는 입사광의 색수차를 보정하기 위한 것으로, 전방과 후방이 오목한 양 오목렌즈 형태의 제3렌즈(150)와 상기 제3렌즈(150)의 후방에 접촉 구비되며 전방과 후방이 볼록한 양 볼록렌즈 형태의 제4렌즈(160)와;
제4렌즈(160)의 후방에 이격 구비되어 제4렌즈(160)를 통해 입사되는 입사광의 파워를 조절하기 위한 것으로, 전방과 후방이 볼록한 양 볼록렌즈 형태의 제5렌즈(170)가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한 전방위 광학 시스템.The relay lens unit according to claim 1, wherein the relay lens unit
A first lens 120 having a convex concave M lens shape convex on its front side and convex on its rear side to correct the aberration of incident light incident on the reflective refractive lens 110, Wow;
A second lens 130 spaced behind the first lens 120 to adjust the power of incident light incident from the first lens 120 and having a convex lens shape convex forward and rearward;
A diaphragm 140 spaced behind the second lens 130 to adjust the amount of incident light incident from the second lens 130;
The third lens 150 is spaced apart from the rear of the diaphragm 140 and corrects the chromatic aberration of incident light incident through the diaphragm 140. The third lens 150 has a concave front and rear concave lens shape, A fourth lens 160 in the form of a biconvex lens having a convex front and a rear,
The fifth lens 170 is spaced apart from the rear of the fourth lens 160 and controls the power of incident light incident through the fourth lens 160. The fifth lens 170 has a convex lens shape convex forward and rearward Wherein the optical system is constructed in a manner similar to that of the first embodiment. 제4항에 있어서, 상기 반사굴절렌즈(110), 제1렌즈(120) 및 제2렌즈(130)로 이루어진 제1그룹렌즈(G1)는 입사광을 발산시키는 음의 굴절능을 가지고; 제3렌즈(150), 제4렌즈(160) 및 제5렌즈(170)로 이루어진 제2그룹렌즈(G2)는 입사광을 집광하여 결상시키는 양의 굴절능을 가지며, 제1그룹렌즈(G1)와 제2그룹렌즈(G2)의 합쳐진 굴절능은 음의 굴절능을 가지는 것을 특징으로 한 전방위 광학 시스템.[6] The apparatus according to claim 4, wherein the first group lens G1 made up of the catadioptric lens 110, the first lens 120, and the second lens 130 has a negative refracting power for emitting incident light; The second group lens G2 composed of the third lens 150, the fourth lens 160 and the fifth lens 170 has a positive refracting power for focusing and focusing the incident light. The first group lens G1, And the second group lens (G2) has a negative refracting power. 제5항에 있어서,
상기 제1그룹렌즈(G1)의 유효초점 거리를 f(G1), 제2그룹렌즈(G2)의 유효초점 거리를 f(G2), f(G1) + f(G2)의 초점거리를 f(t)라 할 때,
-0.6mm < f(G1)/f(G2) < -0.4mm 및 -1.6mm < f(t) < -1.2mm를 만족하는 것을 특징으로 한 전방위 광학 시스템.6. The method of claim 5,
Let f (G1) be the effective focal distance of the first group lens G1, f (G2) and f (G1) + f (G2) t), < / RTI &gt;
(0.6) < f (G1) / f (G2) <-0.4 mm and -1.6 mm <f (t) <-1.2 mm.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106610520A (en) * 2017-01-19 2017-05-03 吉林省中业光电技术有限公司 Internal reflection type catadioptric panoramic imaging lens
CN106842517A (en) * 2017-01-19 2017-06-13 吉林省中业光电技术有限公司 A kind of 360 ° of omnidirectional imaging systems of high resolution
CN106873134A (en) * 2017-01-19 2017-06-20 吉林省中业光电技术有限公司 A kind of catadioptric ultra-wide angle imaging system
WO2017107910A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 博立码杰通讯(深圳)有限公司 Panoramic optical lens and image capturing device
CN109855594A (en) * 2017-11-30 2019-06-07 佳能株式会社 Photographic device, distance measuring equipment, onboard system and mobile device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102258458B1 (en) 2019-07-20 2021-05-28 한남대학교 산학협력단 Omnidirectional zoom optical system that can be used in day and night and can change magnification
CN110824669B (en) * 2019-11-25 2021-11-09 杭州环峻科技有限公司 8K high-resolution panoramic annular optical lens

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473474A (en) * 1993-07-16 1995-12-05 National Research Council Of Canada Panoramic lens
JP3860506B2 (en) * 2002-06-06 2006-12-20 株式会社立山アールアンドディ Panoramic image block
KR101051169B1 (en) * 2010-05-26 2011-07-21 (주)모인옵텍 Wide angle lense system
KR20130025137A (en) * 2011-09-01 2013-03-11 삼성전자주식회사 Panoramic imaging lens and panoramic imaging system using the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017107910A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 博立码杰通讯(深圳)有限公司 Panoramic optical lens and image capturing device
CN106908936A (en) * 2015-12-22 2017-06-30 博立码杰通讯(深圳)有限公司 A kind of panoramic optical camera lens and image acquisition device
CN106610520A (en) * 2017-01-19 2017-05-03 吉林省中业光电技术有限公司 Internal reflection type catadioptric panoramic imaging lens
CN106842517A (en) * 2017-01-19 2017-06-13 吉林省中业光电技术有限公司 A kind of 360 ° of omnidirectional imaging systems of high resolution
CN106873134A (en) * 2017-01-19 2017-06-20 吉林省中业光电技术有限公司 A kind of catadioptric ultra-wide angle imaging system
CN106610520B (en) * 2017-01-19 2018-11-30 吉林省中业光电技术有限公司 A kind of reflection type refractive and reflective panorama imaging lens
CN109855594A (en) * 2017-11-30 2019-06-07 佳能株式会社 Photographic device, distance measuring equipment, onboard system and mobile device

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