KR20180016149A - High efficiency receiving lens - Google Patents

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KR20180016149A
KR20180016149A KR1020160100209A KR20160100209A KR20180016149A KR 20180016149 A KR20180016149 A KR 20180016149A KR 1020160100209 A KR1020160100209 A KR 1020160100209A KR 20160100209 A KR20160100209 A KR 20160100209A KR 20180016149 A KR20180016149 A KR 20180016149A
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KR
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lens
lens surface
axis
light receiving
light
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Application number
KR1020160100209A
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Korean (ko)
Inventor
주양현
강이임
김지성
이창혁
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a high efficiency light receiving lens comprises a light receiving lens having a first lens surface receiving light from the outside and a second lens surface changing a light path of the light received by the first lens surface to be discharged to the outside. Moreover, at least one of segments formed as the second lens surface meets cross section surfaces having an optic axis of the light receiving lens has predetermined a curvature, and at least one of segments formed as the second lens surface meets cross section surfaces having an optic axis of the light receiving lens may be a segment of which a curvature is changed.

Description

고효율 수광 렌즈{HIGH EFFICIENCY RECEIVING LENS}[0001] HIGH EFFICIENCY RECEIVING LENS [0002]

본 발명은 광각의 각도에서 입사되는 광의 효율을 증가시키는 고효율 수광 렌즈에 관한 것이다.
The present invention relates to a high-efficiency light receiving lens for increasing the efficiency of light incident at a wide angle.

최근, 지능형 자동차 및 스마트카 분야에서는 돌발상황에 대한 차량의 능동적 대처기능을 요구하고 있다. 즉, 보행자의 급작스런 출현을 인지하거나, 어두운 야간에 조명의 범위를 벗어난 곳에 대한 장애물을 사전에 감지하거나, 우천시 전조등 조명의 약화로 인한 장애물을 감지하거나, 또는 도로 파손을 사전에 감지하는 등, 운전자와 보행자의 안전을 위협하는 상황을 사전에 확인할 필요가 있다. In recent years, intelligent automobiles and smart cars are demanding the active coping function of the vehicle against unexpected situations. That is, it is possible to recognize the sudden appearance of pedestrians, to detect an obstacle ahead of the range of illumination in the dark at night, to detect an obstacle due to weakening of headlight illumination during rain, And situations that threaten the safety of pedestrians.

이러한 요구에 대해, 윈드실드 또는 차량의 전방에 설치되어, 자체 출사광을 기반으로 차량이 움직이는 경우 전방의 물체를 확인하여 사전에 운전자에게 경고함을 물론, 차량 스스로가 정지 또는 회피하는데 기초가 되는 영상을 차량의 전자제어유닛(electronic control unit; ECU)에 전달하고, ECU는 이 영상을 이용하여 각종 제어를 수행하게 되는데, 이러한 영상을 획득하는 것을 스캐너(scanner)라 한다.In response to such a demand, a windshield or a vehicle installed in front of the vehicle to detect an object ahead of the vehicle when the vehicle is moving based on the self-emitted light, not only warns the driver in advance, The image is transmitted to an electronic control unit (ECU) of the vehicle, and the ECU performs various controls by using the image. Such an image is called a scanner.

종래 스캐너로서는, 레이더(radio detection and ranging; RADAR) 장비가 사용되었다. 레이더는 마이크로파(극초단파, 10cm 내지 100cm 파장) 정도의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선감시장치로서, 차량용 스캐너에 이용되고 있으나, 가격이 고가이므로 다양한 차종에 보급이 용이하지 않은 문제점이 있다. As a conventional scanner, a radio detection and ranging (RADAR) apparatus was used. A radar is a radio monitoring device that emits electromagnetic waves of a microwave (microwave, 10 cm to 100 cm wavelength) to an object, receives electromagnetic waves reflected from the object, and finds distance, direction, altitude, etc. with the object. However, since the price is high, it is not easy to supply to various types of vehicles.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 라이다(light detection and ranging; LiDAR)를 이용한 스캐너가 개발되고 있다. 라이다는, 펄스 레이저광을 대기중에 발사해 그 반사체 또는 산란체를 이용하여 거리 또는 대기현상 등을 측정하는 장치로서, 레이저 레이더라고도 한다. In order to solve such a problem, a scanner using light detection and ranging (LiDAR) is being developed. Lidar is a device that measures the distance or atmospheric phenomenon by emitting pulsed laser light into the atmosphere and using the reflector or scatterer, and is also called a laser radar.

라이다의 경우, 구비된 센서가 다양한 방향, 즉 넓은 광각에서 입사되는 신호를 안정적으로 받아들여야 한다. 구체적으로, 차량용 라이다는 X축으로 약 +70도 내지 -70도의 범위 및 Y축으로 약 +3.4도 내지 -3.4도의 범위에 해당하는 넓은 광각으로 입사되는 광의 효율을 해당 범위에 포함되는 모든 각도에서 증가시켜야 하는 필요가 있다.In the case of the lidar, the sensor provided must stably receive a signal incident in various directions, that is, at a wide angle. Specifically, the efficiency of light incident at a wide wide angle in the range of about +70 degrees to -70 degrees in the X axis and in the range of about +3.4 degrees to -3.4 degrees in the Y axis for the in-vehicle Lada is measured at all angles There is a need to increase it.

기존에는 위와 같은 넓은 광각에서 입사되는 모든 광의 신호를 일정 수준 이상 받기 위해서, 모터를 통하여 발광부와 수광부를 함께 움직이는 동축(coaxial) 방식이 이용되었다.Conventionally, a coaxial method has been used in which a light emitting portion and a light receiving portion are moved together through a motor in order to receive signals of all lights incident at a wide angle as described above.

하지만, 이러한 모터 방식은 발광부 및 수광부의 동기화, 모터의 추가 등에 따라 제조 비용(cost)의 상승을 가져오게 되고, 모듈의 전체 크기도 증가하게게 되는 문제가 있다. 또한, 발광부와 수광부가 동일한 커버(cover) 렌즈를 사용하는 경우, 난반사에 의해 수광부의 성능 확보가 어려운 문제가 있다.
However, such a motor system has a problem that the manufacturing cost is increased due to the synchronization of the light emitting unit and the light receiving unit and the addition of a motor, and the overall size of the module is also increased. Further, when the same cover lens is used for the light emitting portion and the light receiving portion, it is difficult to secure the performance of the light receiving portion by irregular reflection.

본 발명의 목적은 광각의 각도에서 입사되는 광의 효율을 일정 수준 이상으로 증가시킬 수 있는 고효율 수광 렌즈를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high-efficiency light receiving lens capable of increasing the efficiency of light incident at a wide angle.

본 발명의 다른 목적은 디포커싱(defocusing) 방식의 렌즈를 통하여 렌즈를 통과한 광이 센서면에 일정한 면적을 가지게 되어, 입사각이 증가되더라도 광 효율이 일정 수준 이상으로 유지되는 고효율 수광 렌즈를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a high-efficiency light receiving lens in which light passing through a lens through a defocusing lens has a constant area on a sensor surface, and light efficiency is maintained at a certain level or higher even if the incident angle is increased There is.

본 발명의 또 다른 목적은 광의 입사각이 변화하더라도 통과하는 광량의 변화율이 크지 않은 디포커싱 렌즈를 구비하여, 일정 수준 이상의 광량에 반응하는 센서에 적합한 고효율 수광 렌즈를 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide a high-efficiency light receiving lens equipped with a defocusing lens having a small rate of change in the amount of light passing therethrough even when the incident angle of light changes, and is suitable for a sensor responsive to a light quantity exceeding a certain level.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수광 렌즈 모듈은 외부로부터 빛을 받아들이는 제1렌즈면, 및 상기 제1렌즈면으로 받아들인 빛의 광경로를 변경시켜 외부로 내보내는 제2렌즈면을 구비하는 수광 렌즈를 포함하고, 상기 수광 렌즈의 광축(optic axis)을 포함하는 단면들과 상기 제2렌즈면이 만나 형성되는 선분들 중 적어도 하나 이상의 선분은 일정한 곡률을 갖고, 상기 수광 렌즈의 광축을 포함하는 단면들과 상기 제2렌즈면이 만나 형성되는 선분들 중 적어도 하나의 선분은 곡률이 변하는 선분일 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light receiving lens module including a first lens surface that receives light from the outside, and a second lens surface that changes an optical path of the light received by the first lens surface, Wherein at least one line segment among the cross sections including the optical axis of the light receiving lens and the line segments formed by the second lens surface are formed to have a constant curvature And at least one line segment among the cross-sections including the optical axis of the light receiving lens and the line segments formed by the second lens surface may be a line segment whose curvature changes.

실시 예에 있어서, 상기 수광 렌즈의 광축을 포함하는 단면들과 상기 제1렌즈면이 만나 형성되는 선분들 중 적어도 하나 이상의 선분은 일정한 곡률을 가질 수 있다.In an embodiment, at least one line segment among the cross sections including the optical axis of the light receiving lens and the line segments formed by the first lens surface may have a constant curvature.

실시 예에 있어서, 외부로부터 상기 수광 렌즈로 입사되어 상기 제1렌즈면 및 상기 제2렌즈면을 순차적으로 통과한 광을 감지하는 센서를 더 포함하고, 상기 수광 렌즈에 도달한 광을 디포커싱하여, 상기 센서의 센싱 영역에 일정한 면적을 가지는 형태로 도달하도록 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, it further includes a sensor for detecting light that is incident on the light receiving lens from the outside and sequentially passed through the first lens surface and the second lens surface, and the light reaching the light receiving lens is defocused , It is possible to reach the sensing area of the sensor in a form having a constant area.

실시 예에 있어서, 상기 일정한 면적은 상기 제1렌즈면에 대한 상기 X축의 입사각 및 상기 제1렌즈면에 대한 상기 Y축의 입사각 중 적어도 하나 이상의 입사각에 따라, 가변될 수 있다.In an embodiment, the constant area may be varied according to at least one of incident angles of the X-axis with respect to the first lens surface and the incident angle with respect to the Y-axis with respect to the first lens surface.

실시 예에 있어서, 상기 X축의 입사각은 최대 +70도 내지 -70도의 범위를 포함할 수 있다.In an embodiment, the angle of incidence of the X-axis may range up to +70 degrees to -70 degrees.

실시 예에 있어서, 상기 Y축의 입사각은 최대 +4도 내지 -4도의 범위를 포함할 수 있다.In an embodiment, the angle of incidence of the Y-axis may range up to +4 degrees to -4 degrees.

실시 예에 있어서, 상기 제1렌즈면 및 상기 제2렌즈면을 순차적으로 통과한 광은 상기 디포커싱을 통하여, 상기 제1렌즈면에 대한 상기 X축의 입사각 및 상기 제1렌즈면에 대한 상기 Y축의 입사각 중 적어도 하나 이상의 입사각이 증가할수록, 상기 센서의 중심에서 멀어지는 위치에 도달할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light sequentially passing through the first lens surface and the second lens surface passes through the defocusing, the incident angle of the X-axis with respect to the first lens surface, and the Y As the incident angle of at least one of the incident angles of the axes increases, it can reach a position away from the center of the sensor.

실시 예에 있어서, 상기 센서는 상기 광축 상에 배치될 수 있다.In an embodiment, the sensor may be disposed on the optical axis.

실시 예에 있어서, 상기 수광 렌즈는 양(+)의 굴절률을 가질 수 있다.In an embodiment, the light receiving lens may have a positive refractive index.

실시 예에 있어서, 상기 센서와 상기 제2렌즈면 사이에 위치하며, 상기 센서로 입사되는 광의 효율을 증가시키는 별도의 렌즈 또는 구조물을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the sensor may further include a separate lens or structure located between the sensor and the second lens surface to increase the efficiency of light incident on the sensor.

실시 예에 있어서, 상기 제1렌즈면과 상기 제2렌즈면을 연결하는 면에 형성되어, 상기 수광 렌즈와 수광부를 물리적으로 연결하는 적어도 하나 이상의 연결부를 더 포함할 수 있다.The optical pickup apparatus may further include at least one connection portion formed on a surface connecting the first lens surface and the second lens surface and physically connecting the light receiving lens and the light receiving portion.

실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 연결부 각각은 적어도 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다.In an embodiment, each of the at least one connection portion may include at least one protrusion.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 외부로부터 입사된 광을 센서에 도달하게 하는 제1렌즈면과 제2렌즈면을 포함하는 수광 렌즈는 상기 수광 렌즈의 높이방향으로 연장되는 광축을 Z축, 상기 Z축에 수직하고 상기 Z축상의 한 점을 관통하며 교점을 형성하고 상기 렌즈의 길이방향으로 연장된 축을 X축, 상기 X축과 Z축에 수직하고 상기 X축과 Z축의 교점을 관통하며 상기 렌즈의 폭 방향으로 연장된 축을 Y축, 상기 X축과 Z축을 포함하는 가상의 평면을 제1가상평면, 상기 Y축과 Z축을 포함하는 가상의 평면을 제2가상평면이라고 정의했을 때, 상기 제1가상평면이 상기 제1렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정하고, 상기 제2가상평면이 상기 제1렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정하고, 상기 제1가상평면이 상기 제2렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정하고, 상기 제2가상평면이 상기 제2렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정하지 않을 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a light receiving lens including a first lens surface and a second lens surface for allowing light incident from the outside to reach the sensor, Axis, a crossing point passing through a point on the Z-axis and perpendicular to the Z-axis, an axis extending in the longitudinal direction of the lens is perpendicular to the X-axis, the X-axis and the Z-axis, An imaginary plane passing through an intersection between the X axis and the Z axis and extending in the width direction of the lens is defined as a Y axis, a virtual plane including the X axis and the Z axis as a first virtual plane, and a virtual plane including the Y axis and the Z axis Wherein a curvature of a line segment formed by the first virtual plane with the first lens surface is constant and a curvature of a line segment formed by the second virtual plane with the first lens surface is defined as a second virtual plane, And the first virtual plane The curvature of this line segment and the second lens surface and the curvature of the line segment which is formed to meet the schedule, and the second imaginary plane which is formed to meet with the second lens surface may not be uniform.

본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the high-efficiency light receiving lens according to the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 광각의 각도에서 입사되는 광의 효율을 일정 수준 이상으로 증가시킬 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the efficiency of light incident at a wide angle can be increased beyond a certain level.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 디포커싱(defocusing) 방식의 렌즈를 통하여 렌즈를 통과한 광이 센서면에 일정한 면적을 가지게 되어, 입사각이 증가되더라도 광 효율이 일정 수준 이상으로 유지될 수 있다.In addition, according to at least one embodiment of the present invention, the light passing through the lens through the defocusing lens has a certain area on the sensor surface, and even if the incident angle is increased, .

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 광의 입사각이 변화하더라도 통과하는 광량의 변화율이 크지 않은 디포커싱 렌즈를 구비하여, 일정 수준 이상의 광량에 반응하는 센서에 적합할 수 있다.
According to at least one of the embodiments of the present invention, a defocusing lens having a large rate of change of the amount of light passing therethrough is provided even when the angle of incidence of light is changed.

도 1 은 차량용 라이다에서 X축으로 약 +70도 내지 -70도의 범위 및 Y축으로 약 +3.4도 내지 -3.4도의 범위에 해당하는 넓은 광각으로 입사되는 광을 수광하는 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈의 제1단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈의 제2단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈에 입사되는 광의 입사각이 증가할수록 센서면의 중심에서 멀어지는 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈에 입사되는 광이 디포커싱되어 센서면에 위치하는 면적이 입사각에 따라 센서면의 중심에서 멀어지는 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 센서로 입사되는 광 효율 상승을 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈와 센서 사이에 다른 렌즈 또는 기구물을 추가한 예를 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈를 실제적으로 구현한 예를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing an example of receiving light incident at a wide wide angle in a range of about +70 degrees to -70 degrees in the X axis and in a range of about +3.4 degrees to -3.4 degrees in the Y axis in the case of a vehicle.
2 is a view showing a first cross-section of a high-efficiency light receiving lens according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a second cross-section of a high-efficiency light-receiving lens according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing an example in which the distance from the center of the sensor surface is increased as the incident angle of light incident on the high-efficiency light receiving lens according to the embodiment of the present invention increases.
5 is a view showing an example in which the light incident on the high-efficiency light receiving lens according to the embodiment of the present invention is defocused and the area on the sensor surface is moved away from the center of the sensor surface according to the incident angle.
6 is a diagram showing an example in which another lens or a mechanism is added between the high-efficiency light-receiving lens and the sensor according to the embodiment of the present invention in order to increase the light efficiency incident on the sensor.
FIGS. 7 to 10 are views showing an actual implementation of a high-efficiency light receiving lens according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

도 1 은 차량용 라이다에서 X축으로 약 +70도 내지 -70도의 범위 및 Y축으로 약 +3.4도 내지 -3.4도의 범위에 해당하는 넓은 광각으로 입사되는 광을 수광하는 예를 나타내는 도면이다.1 is a view showing an example of receiving light incident at a wide wide angle in a range of about +70 degrees to -70 degrees in the X axis and in a range of about +3.4 degrees to -3.4 degrees in the Y axis in the case of a vehicle.

앞서 설명한 바와 같이, 지능형 자동차 및 스마트카 분야에서는 돌발상황에 대한 차량의 능동적 대처를 위해서, 거리 인식 센서 또는 모션 인식 센서 등은 다양한 방향, 즉 광각에서 오는 신호를 받아들여야 한다.As described above, in the field of intelligent automobiles and smart cars, in order to actively cope with an unexpected situation of a vehicle, a distance recognition sensor or a motion recognition sensor must receive signals in various directions, i.e., a wide angle.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량용에 탑재되는 라이다에 구비되는 수광부(110)는 X축으로 약 +70도 내지 -70도의 범위(120) 및 Y축으로 약 +3.4도 내지 -3.4도의 범위(130)에 해당하는 넓은 광각으로 입사되는 광을 해당 범위에 포함되는 모든 각도에서 비교적 일정하게 받아들여야 한다.As shown in FIG. 1, the light receiving unit 110 provided on the lid mounted on the vehicle has a range of about +70 degrees to -70 degrees (120) in the X axis and a range of about +3.4 degrees to about -3.4 degrees Light incident at a wide angle corresponding to the light source 130 should be received relatively constantly at all angles included in the range.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

다만, 이하의 도 2 내지 도 6을 통하여 설명되는 고효율 수광 렌즈는, 본 발명에 따른 특징적인 기능을 소개함에 있어서, 필요한 구성요소만이 도시된 것으로서, 그 외 다양한 구성요소가 고효율 수광 렌즈에 포함될 수 있음은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다.However, the high-efficiency light receiving lens described with reference to Figs. 2 to 6 below is merely showing necessary components in introducing the characteristic functions according to the present invention, and various other components are included in the high-efficiency light receiving lens It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be carried out without departing from the spirit and scope of the invention.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈의 제1단면 을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a first cross-section of a high-efficiency light receiving lens according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 고효율 수광 렌즈(200)는 제1렌즈면(201) 및 제2렌즈면(202)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the high-efficiency light receiving lens 200 may include a first lens surface 201 and a second lens surface 202.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1단면(일 실시예로, X축과 Z축이 형성하는 면과 평행한 절단면이 형성하는 단면)에서, 제1렌즈면(201)은 광원(또는 피사체) 방향으로 볼록한 형상을 구비하고, 제2렌즈면(202)는 센서(240) 방향으로 오목한 형상 또는 광원(또는 피사체) 방향으로 볼록한 형상을 구비할 수 있다.2, the first lens surface 201 is a light source (or a subject) in a first end surface (in an embodiment, a cross section formed by a cut surface parallel to the surface formed by the X-axis and the Z- And the second lens surface 202 may have a concave shape toward the sensor 240 or a convex shape toward the light source (or subject).

여기서, 상기 제1단면에서의 제1렌즈면(201)은 반구 형상을 가질 수 있다. 제1렌즈면(202)의 형상인 반구 형상을 보다 구체적으로 설명하면, 고효율 수광 렌즈(200)의 광축(optic axis)을 포함하는 단면들과 제1렌즈면이 만나 형성되는 선분들 중 적어도 하나 이상의 선분은 일정한 곡률을 가질 수 있다.Here, the first lens surface 201 in the first cross section may have a hemispherical shape. At least one of the sections including the optic axis of the high-efficiency light receiving lens 200 and the line segments in which the first lens surface is formed by the contact is formed in the hemispherical shape, which is the shape of the first lens surface 202. [ The above line segments can have a constant curvature.

여기서, 광축은 굴절을 일으키지 않는 빛의 경로일 수 있고, 다른 표현으로는 고효율 수광 렌즈(200)를 회전시켜도 광학적으로 차이가 나지 않는 축을 의미할 수 있다.Here, the optical axis may be a path of light that does not cause refraction, and in other expressions may refer to an axis that does not cause an optical difference even if the high-efficiency light receiving lens 200 is rotated.

한편, 상기 제1단면에서의 제1렌즈면(201)은 해당 반구 형상으로 인해서 X축 방향으로 최대 +70 도 내지 -70도의 범위에 포함되는 모든 각도에서 입사되는 광의 광량을 실질적으로 균일하게 받아들일 수 있다.On the other hand, the first lens surface 201 in the first end face receives substantially uniformly the light amount of light incident at all angles included in the range of +70 degrees to -70 degrees in the X axis direction due to the hemisphere shape .

그리고, 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈(200)는 양(+)의 굴절률을 가질 수 있다.The high-efficiency light receiving lens 200 according to the present invention may have a positive refractive index.

한편, 센서(240)는 제2렌즈면(202) 하단에 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1단면에서 제1렌즈면(201) 또는 제2렌즈면(202)의 형상인 반구 또는 반원 형상의 중심에 위치하는 것이 바람직하다. 반구 또는 반원 형상의 중심은 주어진 반구 또는 반원을 연장하여 완전한 구 또는 원을 형성하였을 때의 그 구 또는 원의 중심일 수 있다. 그리고, 반구 또는 반원 형상의 중심에 센서(240)의 중심이 배치될 수 있다. 또한, 센서(240)는 반구 또는 반원 형상의 중심으로부터 하측(도2상에서 -Z축 방향)으로 이격되어 배치될 수 있다.On the other hand, the sensor 240 may be positioned at the lower end of the second lens surface 202. Specifically, it is preferable that the first lens surface 201 or the second lens surface 202 is located at the center of the hemispherical or semicircular shape in the first cross section. The center of a hemispheric or semi-circular shape may be the center of the sphere or circle when a given hemisphere or semicircle is extended to form a complete sphere or circle. Then, the center of the sensor 240 may be disposed at the center of the hemispherical or semi-circular shape. Further, the sensor 240 may be disposed apart from the center of the hemispherical or semicircular shape (in the -Z-axis direction in Fig. 2).

그리고, 구체적인 실시 예로, 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈(200)의 X축 방향 길이(210)는 43.8mm가 될 수 있고, 반구 형상의 중심에서 제1렌즈면(201)까지의 거리인 해당 반구 형상의 반지름 길이(220)는 43.8mm의 절반인 21.9mm가 될 수 있다. 또한, 센서(240)는 반구 형상의 중심으로부터 하측(도 2에서 -Z축 방향)으로 약 2 내지 5mm 이격되어 배치될 수 있다.In a specific embodiment, the length 210 in the X axis direction of the high-efficiency light receiving lens 200 according to the present invention may be 43.8 mm, and the length of the corresponding hemispherical lens 210, which is the distance from the center of the hemispherical shape to the first lens surface 201, The radius 220 of the shape may be 21.9 mm, which is half of 43.8 mm. Further, the sensor 240 may be disposed at a distance of about 2 to 5 mm from the center of the hemispherical shape to the lower side (the -Z-axis direction in Fig. 2).

한편, 상기 제1단면을 통한 고효율 수광 렌즈(200)의 절단된 길이의 비, 구체적으로 반구 형상의 반지름 길이(220)와 수광 렌즈(200)의 X축 방향 길이(210)의 비는 1:21.9를 만족하는 범위에서 다양하게 변경될 수 있다. 구체적으로, 해당 절단된 길이비는 1:25 내지 1:35에 포함되는 것이 바람직하다. The ratio of the cut length of the high efficiency light receiving lens 200 through the first end face, specifically, the hemispherical radius length 220 and the length 210 of the light receiving lens 200 in the X axis direction is 1: 21.9. ≪ / RTI > Specifically, the cut length ratio is preferably comprised between 1:25 and 1:35.

그리고, 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈(200)의 두께(도 3의 230), 제1 렌즈면의 반지름 길이(220) 또는 직경(210)이 증가하거나 또는 렌즈의 총 표면적이 증가하면 렌즈로 받아들이는 전체 광량은 증가할 것이고, 그에 따라 입사되는 광을 감지하는 센서의 직경(D)도 증가되는 것이 바람직하다.When the thickness (230 in FIG. 3) of the high-efficiency light receiving lens 200 according to the present invention, the radius length 220 or the diameter 210 of the first lens surface increases or the total surface area of the lens increases, It is preferable that the total amount of light is increased and the diameter D of the sensor for sensing incident light is also increased.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈의 제2단면을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a second cross-section of a high-efficiency light-receiving lens according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 제2단면(일 실시예로 Y축과 Z축이 형성하는 면과 평행한 절단면이 형성하는 단면)에서 제1렌즈면(201)은 구면 형상을 가질 수 있고, 제2렌즈면(202)은 비구면 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 3, the first lens surface 201 may have a spherical shape in a second end surface (a cross section formed by a cut surface parallel to the surface formed by the Y-axis and the Z-axis in one embodiment) The lens surface 202 may have an aspherical shape.

제2렌즈면(202)의 형상인 비구면 형상을 보다 구체적으로 설명하면, 수광 렌즈(200)의 광축을 포함하는 단면들과 제2렌즈면이 만나 형성되는 선분들 중 적어도 하나의 선분은 일정한 곡률을 가질 수 있다. 이와 함께, 수광 렌즈(200)의 광축을 포함하는 단면들과 제2렌즈면이 만나 형성되는 선분들 중 적어도 하나의 선분은 일정하지 않은 곡률을 가질 수 있다.At least one of the line segments in which the cross section including the optical axis of the light receiving lens 200 and the second lens surface are formed is a curved line having a constant curvature Lt; / RTI > At the same time, at least one line segment of the line segments formed by the intersection of the optical axis of the light receiving lens 200 and the second lens surface may have a non-uniform curvature.

한편, 제2단면에서의 제2렌즈면(202)은 해당 비구면 형상으로 인해서, Y축 방향으로 +4도 내지 -4도의 각도에서 입사되는 광의 효율을 증가시킬 수 있다.On the other hand, the second lens surface 202 in the second cross section can increase the efficiency of light incident at +4 degrees to -4 degrees in the Y axis direction due to the aspherical shape.

여기서, 제2렌즈면(202)은 해당 비구면 형상을 통하여, 제1렌즈면(201)을 통과하여 도달한 광을 디포커싱(defocusing)하여 센서(240)가 위치한 방향으로 출력할 수 있다.Here, the second lens surface 202 defocuses the light that has passed through the first lens surface 201 through the aspherical shape to output in a direction in which the sensor 240 is positioned.

구체적으로, 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈(200)에서, 제1렌즈면(201) 및 제2렌즈면(202)을 순차적으로 통과한 광은 도 3에 도시된 바와 같이, 앞서 설명한 제2렌즈면(202)의 비구면 형상으로 발생되는 디포커싱을 통해, 센서(240)의 센싱 영역에 일정한 면적을 가지는 형태로 도달하게 된다.Specifically, in the high-efficiency light-receiving lens 200 according to the present invention, the light sequentially passing through the first lens surface 201 and the second lens surface 202 passes through the above- And reaches the sensing area of the sensor 240 in a form having a constant area through the defocusing occurring in the aspherical shape of the surface 202.

그리고, 구체적인 실시 예로, 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈(200)의 제2단면에서의 제1렌즈면(201)의 형상인 구면 형상에서, 제1렌즈면(201)의 두께(230)는 26.5mm가 될 수 있다.In the spherical shape of the first lens surface 201 in the second cross section of the high efficiency light receiving lens 200 according to the present invention, the thickness 230 of the first lens surface 201 is 26.5 mm. < / RTI >

한편, 디포커싱으로 센서(240)의 센싱 영역에 도달하는 일정한 면적은 제1렌즈면(201)에 대한 X축의 입사각 및 제1렌즈면에 대한 Y축의 입사각 중 적어도 하나 이상의 입사각에 따라, 가변될 수 있다.On the other hand, the constant area reaching the sensing area of the sensor 240 due to the defocusing is variable according to at least one incident angle of the X-axis incident angle with respect to the first lens surface 201 and the Y-axis incident angle with respect to the first lens surface .

여기서, X축의 입사각은 +70도 내지 -70도의 범위에 포함되는 것이 바람직하고, Y축의 입사각은 +4도 내지 -4도의 범위에 포함되는 것이 바람직하다. 이에 관한 구체적인 설명은 이하의 도 4 및 도 5를 통하여 계속한다.Here, the X-axis incident angle is preferably included in the range of +70 degrees to -70 degrees, and the Y-axis incident angle is preferably included in the range of +4 degrees to -4 degrees. A detailed description thereof will be continued through FIGS. 4 and 5 below.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈에 입사되는 광의 입사각이 증가할수록 센서면의 중심에서 멀어지는 예를 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a view showing an example in which the distance from the center of the sensor surface is increased as the incident angle of light incident on the high-efficiency light receiving lens according to the embodiment of the present invention increases.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈(200)에 입사되는 광의 입사각 중 제1렌즈면(201)에 대한 Y축의 입사각이 순차적으로 0도, 1.7도 및 3.4도로 증가하는 경우를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it is confirmed that the incident angle of the Y-axis with respect to the first lens surface 201 among the incident angles of light incident on the high-efficiency light receiving lens 200 according to the present invention sequentially increases by 0 degree, 1.7 degrees, and 3.4 degrees .

앞서 설명한 제2렌즈면(202)의 비구면 형상으로 발생되는 디포커싱을 통해, 제2렌즈면(202)을 통과한 광이 센서(410)의 중심에서 순차적으로 멀어지는 위치에 도달하는 예(A)를 확인할 수 있다.An example (A) in which light passing through the second lens surface 202 arrives at a position that is sequentially distant from the center of the sensor 410 through defocusing generated in the aspherical shape of the second lens surface 202, .

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈에 입사되는 광이 디포커싱되어 센서면에 위치하는 면적이 입사각에 따라 센서면의 중심에서 멀어지는 예를 나타내는 도면이다.5 is a view showing an example in which the light incident on the high-efficiency light receiving lens according to the embodiment of the present invention is defocused and the area on the sensor surface is moved away from the center of the sensor surface according to the incident angle.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈에서, 제1렌즈면에 대한 Y축의 입사각이 0도와 비교하여 3.4도로 증가한 경우에 제2렌즈면의 비구면 형상으로 발생되는 디포커싱을 통해, 제2렌즈면을 통과한 광이 센서면(410)의 중심(B)에서 멀어지는 위치에 도달하는 것을 확인할 수 있다.5, in the high-efficiency light receiving lens according to the present invention, when the incident angle of the Y-axis with respect to the first lens surface is increased by 3.4 degrees in comparison with the zero degree, by the defocusing occurring in the aspherical shape of the second lens surface, It can be confirmed that the light having passed through the two lens surfaces reaches a position away from the center B of the sensor surface 410.

그 결과, 제2렌즈면을 통과한 광이 센서(240)의 센싱 영역에 도달하는 일정한 면적은 제1렌즈면에 대한 X축의 입사각 및 제1렌즈면에 대한 Y축의 입사각 중 적어도 하나 이상의 입사각에 따라, 가변되는 것을 확인할 수 있다.As a result, the predetermined area where the light passing through the second lens surface reaches the sensing area of the sensor 240 is at least one of an incident angle of the X axis with respect to the first lens surface and an incident angle with respect to the Y axis of the first lens surface Accordingly, it can be confirmed that it is variable.

예를 들어, 렌즈가 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA)로 형성되고, 광원이 센서와 30m 이격된 거리에서 X축으로 +70도 내지 -70도의 범위 및 Y축으로 +4도 내지 -4도의 범위로 움직이면서, 1W의 파워에 해당하는 광을 출력할 수 있고, 센서의 센싱면(410)의 직경이 2mm인 경우, 센서에 입사되는 광량은 3nW이상이 될 수 있다.For example, if the lens is formed of polymethylmethacrylate (PMMA) and the light source is in the range of +70 degrees to -70 degrees in the X axis and +4 degrees to -4 degrees in the Y axis at a distance of 30 m from the sensor The light amount corresponding to the power of 1 W can be outputted while moving in the range of the degree of light. When the diameter of the sensing surface 410 of the sensor is 2 mm, the amount of light incident on the sensor can be 3 nW or more.

이때, 입사각이 0도인 경우, 센서면(410)에 위치하는 제2렌즈면을 통과한 광의 일정한 면적의 직경은 약 2.2 mm가 될 수 있고, 입사각이 3.4도인 경우, 센서면(410)에 위치하는 제2렌즈면을 통과한 광의 일정한 면적의 직경은 약 2.1 mm이 될 수 있다.In this case, when the incident angle is 0 degree, the diameter of a certain area of the light passing through the second lens surface located on the sensor surface 410 may be about 2.2 mm. When the incident angle is 3.4 degrees, The diameter of a certain area of the light passing through the second lens surface may be about 2.1 mm.

즉, 센서의 센서면(410)의 직경이 약 2mm이라면, 입사각이 0도인 경우 제2렌즈면을 통과한 광은 약 90%의 면적 비로 센서면(410)에 도달하고, 입사각이 3.4도인 경우 제2렌즈면을 통과한 광은 약 60%의 면적 비로 센서면(410)에 도달하게 된다.That is, if the diameter of the sensor surface 410 of the sensor is about 2 mm, if the incident angle is 0 degree, the light passing through the second lens surface reaches the sensor surface 410 with an area ratio of about 90% The light that has passed through the second lens surface reaches the sensor surface 410 with an area ratio of about 60%.

이와 관련되는 제1렌즈면에 대한 X축의 입사각 및 제1렌즈면에 대한 Y축의 입사각의 다양한 실시 예는 아래의 표 1과 같다. Various examples of the incident angle of the X-axis with respect to the first lens surface and the incident angle with respect to the Y-axis of the first lens surface are shown in Table 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

한편, 위와 같은 구체적인 예에서 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈를 이용한 경우와 렌즈가 없는 경우에 대한 다양한 실시 예는 아래의 표 2와 같다.Meanwhile, in the above concrete examples, various examples of the case using the high-efficiency light receiving lens according to the present invention and the case without the lens are shown in Table 2 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

즉, 디포커싱을 발생시키는 렌즈는 광의 입사각이 변화하더라도 표 1 및 표 2과 같이 광량의 변화율이 크지 않아 일정 수준 이상의 광량에서 반응하게 되는 센서에 적합하게 된다.That is, even if the angle of incidence of the light changes, the lens that causes defocusing is suitable for a sensor that reacts at a certain amount of light amount or more because the rate of change of the light amount is not large as shown in Tables 1 and 2.

도 6은 센서로 입사되는 광 효율 상승을 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈와 센서 사이에 다른 렌즈 또는 기구물을 추가한 예를 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing an example in which another lens or a mechanism is added between the high-efficiency light-receiving lens and the sensor according to the embodiment of the present invention in order to increase the light efficiency incident on the sensor.

도 6을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 센서(640)는 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈(600)의 하단 중심부에 위치할 수 있다. 여기서, 렌즈(600)와 센서(640) 사이에는 광효율 증가를 위하여 별도의 다른 렌즈 또는 광학적 기구물(650)이 추가로 배치될 수 있다.Referring to FIG. 6, as described above, the sensor 640 may be located at the bottom center of the high-efficiency light-receiving lens 600 according to the present invention. Here, another lens or optical device 650 may be additionally disposed between the lens 600 and the sensor 640 in order to increase the light efficiency.

구체적으로, 도 6은 반구 형태의 렌즈(650)가 렌즈(600)와 센서(640) 사이에 배치된 예를 나타낸다.Specifically, FIG. 6 shows an example in which a hemispherical lens 650 is disposed between the lens 600 and the sensor 640.

앞서 표 1 및 표 2에 따른 구체적인 예에서 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈만을 이용한 경우와 반구 형태의 렌즈를 추가로 이용한 경우에 대한 다양한 실시 예는 아래의 표 3과 같다.Table 3 below shows various examples of the case where only the high-efficiency light receiving lens according to the present invention is used and the case where the hemispherical lens is additionally used in the specific example according to Table 1 and Table 2 above.

Figure pat00003
Figure pat00003

즉, 센서(640) 상부에 PMMA 재질의 반구 렌즈(650)가 위치하면, 표 3과 같이 센서(640)에 입사되는 광량은 증가한다. 구체적으로, 반구 렌즈(650)의 반지름이 약 2.2mm 인 경우 광 효율은 반구 렌즈(650)가 없을 때(Ref.)의 광 효율보다 약 2배 증가하는 것을 확인할 수 있다.That is, when the hemispherical lens 650 made of PMMA is placed on the sensor 640, the amount of light incident on the sensor 640 increases as shown in Table 3. Specifically, when the hemispherical lens 650 has a radius of about 2.2 mm, it is confirmed that the optical efficiency is about twice as high as that of the hemispherical lens 650 (Ref.).

한편, 도 6에 도시된 센서(640) 역시 앞서 설명한 바와 같이 반구 형상의 중심으로부터 하측(도 2에서 -Z축 방향)으로 약 2 내지 5mm 이격되어 배치될 수 있다.The sensor 640 shown in FIG. 6 may also be disposed at a distance of about 2 to 5 mm from the center of the hemispherical shape (in the -Z-axis direction in FIG. 2) as described above.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 수광 렌즈를 실제적으로 구현한 예를 나타내는 도면이다.FIGS. 7 to 10 are views showing an actual implementation of a high-efficiency light receiving lens according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 7을 참조하면, 앞서 설명한 도 2의 제1단면을 보다 구체적으로 확인할 수 있다. 구체적으로, 도 7에 도시된 고효율 수광 렌즈는 제1렌즈면(701)과 제2렌즈면(702)을 연결하는 면(703)에 복수의 돌출부(710)를 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 7, the first section of FIG. 2 described above can be confirmed in more detail. 7 may include a plurality of protrusions 710 on a surface 703 connecting the first lens surface 701 and the second lens surface 702. In this case,

여기서, 해당 복수의 돌출부(710)는 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈가 센서가 구비된 수광부에 물리적으로 연결될 수 있도록 하는 구성으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1렌즈면(701)의 끝단에서 제1단면상 약 5.8mm이격된 위치에 배치될 수 있다. 7, the plurality of protruding portions 710 are configured to allow the high-efficiency light receiving lens according to the present invention to be physically connected to the light receiving portion provided with the sensor, At a distance of about 5.8 mm from the first cross section.

다음으로, 도 8을 참조하면, 앞서 설명한 도 3의 제2단면을 보다 구체적으로 확인할 수 있다.Next, referring to FIG. 8, the second section of FIG. 3 described above can be confirmed in more detail.

도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 돌출부(710)는 제1렌즈면(701)의 끝단에서 제2단면상 약 5.2mm 이격된 위치에 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 돌출부(710)의 두께는 약 4-Ø3mm가 될 수 있고, 복수의 돌출부(710)가 제1렌즈면(701)과 제2렌즈면(702)을 연결하는 면(703)에서 돌출되는 길이는 약 3.5mm 가 될 수 있다.8, the plurality of projections 710 may be disposed at a position spaced apart from the end of the first lens surface 701 by about 5.2 mm on the second end face. The plurality of protrusions 710 may have a thickness of about 4-mm 3 mm and a plurality of protrusions 710 may be formed on the surface 703 connecting the first lens surface 701 and the second lens surface 702 The protruding length can be about 3.5 mm.

한편, 광축상 제1렌즈면(701)과 제2렌즈면(702)이 이격된 거리는 약 14mm가 될 수 있으며, 반구 형상의 중심에서 제1렌즈면(701)까지의 거리인 해당 반구 형상의 반지름 길이는 앞서 설명한 바와 같이 약 21.9mm가 될 수 있다.On the other hand, the distance between the first lens surface 701 and the second lens surface 702 on the optical axis may be about 14 mm, and the distance from the center of the hemispherical shape to the first lens surface 701 The radius length may be about 21.9 mm as described above.

다음으로, 도 9를 참조하면, 본 발명에 다른 고효율 수광 렌즈를 이루는 복수의 면 중 앞서 도 7 및 도 8을 통해 언급된 제1렌즈면(701)과 제2렌즈면(702)을 연결하는 면(703)을 보다 구체적으로 확인할 수 있다.Next, referring to FIG. 9, among the plurality of surfaces constituting the high-efficiency light receiving lens according to the present invention, the first lens surface 701 and the second lens surface 702, which are referred to with reference to FIGS. 7 and 8, The surface 703 can be confirmed more specifically.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 다른 고효율 수광 렌즈는 제1렌즈면(701)과 제2렌즈면(702)을 연결하는 면(703)에 좌측 및 우측에 각각 2개, 모두 4개의 돌출부(710)를 포함할 수 있으며, 고효율 수광 렌즈는 해당 4개의 돌출부(710)를 통하여 수광부에 물리적으로 연결될 수 있다.9, the high-efficiency light-receiving lens according to the present invention has two surfaces 703 on the left and right sides of the first lens surface 701 and the second lens surface 702, And the high efficiency light receiving lens may be physically connected to the light receiving unit through the corresponding four protrusions 710. [

한편, 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈의 X축(도 2의 X축) 방향 길이는 앞서 도 2에서 설명한 바와 같이 약 43.8mm가 될 수 있고, 고효율 수광 렌즈에 구비되는 제1렌즈면(701)의 두께는 앞서 도 3에서 설명한 바와 같이 약 26.5mm가 될 수 있다.2, the length of the high-efficiency light receiving lens according to the present invention in the X-axis direction (X-axis direction in FIG. 2) may be about 43.8 mm as described above with reference to FIG. 2. The first lens surface 701, As shown in FIG. 3, may be about 26.5 mm.

마지막으로, 도 10을 참조하면, 도 7 내지 도 9를 통하여 2차원으로 설명된 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈의 3차원 형상을 확인할 수 있다.Finally, referring to FIG. 10, the three-dimensional shape of the high-efficiency light receiving lens according to the present invention, which is two-dimensionally illustrated through FIGS. 7 to 9, can be confirmed.

구체적으로, 도 7 내지 도 10을 통해서 설명된 고효율 수광 렌즈의 실제 구현 예는 아래의 표 4 및 표 5에 기재된 수치와 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다. 여기서, S1 및 S2는 구면인 제1렌즈면(701) 및 비구면인 제2렌즈면(702)를 나타낸다.Specifically, an actual implementation example of the high-efficiency light receiving lens described with reference to Figs. 7 to 10 preferably satisfies the numerical values shown in Tables 4 and 5 and Equation (1). Here, S1 and S2 denote a spherical first lens surface 701 and an aspherical second lens surface 702, respectively.

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, 제2렌즈면(702)의 coating은 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈가 미리 설정된 파장만을 감지하기 위한 대역필터(band pass filter) 기능을 수행할 수 있도록 한다.Here, the coating of the second lens surface 702 allows the high-efficiency light receiving lens according to the present invention to perform a band pass filter function for detecting only a preset wavelength.

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
Figure pat00006

수학식 1은 비구면 수식을 나타낸다. 여기서, R은 -19.1922037933이 될 수 있고, K는 0이 될 수 있으며, B4 는 0.0001549820이 될 수 있고, B6는 3.6450096648e-8가 될 수 있고, B10, B12 및 B14는 0이 될 수 있다.Equation (1) represents an aspheric surface expression. Where R can be -19.1922037933, K can be 0, B4 can be 0.0001549820, B6 can be 3.6450096648e-8, and B10, B12 and B14 can be zero.

도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈를 보다 구체적으로 설명하면, 다음과 같이 설명될 수 있다.7 to 10, the high-efficiency light receiving lens according to the present invention will be described in more detail as follows.

먼저, 고효율 수광 렌즈의 높이방향으로 연장되는 광축을 Z축(예를 들어, 도 2의 Z축)이라 하고, Z축에 수직하고 Z축상의 한 점을 관통하며 교점을 형성하고 고효율 수광 렌즈의 길이방향으로 연장된 축을 X축(예를 들어, 도 2의 X축)이라 하며, X축과 Z축에 수직하고 X축과 Z축의 교점을 관통하며 고효율 수광 렌즈의 폭 방향으로 연장된 축을 Y축(예를 들어, 도 2의 Y축)이라 하고, 해당 X축과 Z축을 포함하는 가상의 평면을 제1가상평면(예를 들어, 도 2의 제1단면)이라 하며, 해당 Y축과 Z축을 포함하는 가상의 평면을 제2가상평면(예를 들어, 도 3의 제2단면)이라 정의한다.First, the optical axis extending in the height direction of the high-efficiency light-receiving lens is referred to as a Z-axis (for example, the Z-axis in FIG. 2), an intersection is formed through the point perpendicular to the Z- The axis extended in the longitudinal direction is referred to as an X axis (for example, the X axis in FIG. 2), and an axis extending perpendicularly to the X axis and the Z axis and passing through an intersection between the X axis and the Z axis and extending in the width direction of the high- Axis and a virtual plane including the X-axis and the Z-axis is referred to as a first virtual plane (for example, the first cross-section in FIG. 2) And a virtual plane including the Z axis is defined as a second virtual plane (e.g., the second cross section in Fig. 3).

이때, 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 제1가상평면이 고효율 수광 렌즈의 제1렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정할 수 있고, 제2가상평면이 고효율 수광 렌즈의 제1렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정할 수 있다.7 to 10, the curvature of the line segment formed by the first virtual plane and the first lens surface of the high-efficiency light receiving lens may be constant, and the second virtual plane may be the first The curvature of the line segment formed with the lens surface may be constant.

그리고, 제1가상평면이 고효율 수광 렌즈의 제2렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정할 수 있고, 제2가상평면이 고효율 수광 렌즈의 제2렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정하지 않을 수 있다The curvature of the line segment formed by the first virtual plane and the second lens surface of the high-efficiency light receiving lens can be constant, and the curvature of the line segment formed by the second virtual plane is formed with the second lens surface of the high- I may not

한편, 도 7 내지 도 10에 도시된 복수의 돌출부(710)의 형상 또는 개수 등은 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈와 수광부를 연결하는 구체적인 일 실시 예이며, 다른 형상 또는 다른 개수의 돌출부가 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈에 포함될 수 있음을 배제하는 것은 아니다.Meanwhile, the shape or the number of the plurality of protrusions 710 shown in FIGS. 7 to 10 is a concrete example connecting the high-efficiency light-receiving lens according to the present invention to the light-receiving unit, The present invention is not limited to the above.

결국, 본 발명에 따른 고효율 수광 렌즈는 모터와 같은 기계적인 구성 없이, 렌즈만을 이용하여 광각의 모든 각도에서 입사되는 광의 효율을 일정 수준 이상으로 증가시킬 수 있고, 디포커싱(defocusing) 방식의 렌즈를 통하여 렌즈를 통과한 광이 센서면에 일정한 면적을 가지게 되어, 입사각이 증가되더라도 광 효율이 일정 수준 이상으로 유지될 수 있기 때문에, 일정 수준 이상의 광량에 반응하는 센서에 적합할 수 있다.As a result, the high-efficiency light-receiving lens according to the present invention can increase the efficiency of light entering from all angles of the wide angle to a certain level or more by using only a lens without a mechanical structure like a motor, The light passing through the lens has a constant area on the sensor surface and the light efficiency can be maintained above a certain level even if the incident angle is increased.

이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The foregoing detailed description should not be construed in any way as being restrictive and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (13)

외부로부터 빛을 받아들이는 제1렌즈면; 및
상기 제1렌즈면으로 받아들인 빛의 광경로를 변경시켜 외부로 내보내는 제2렌즈면을 구비하는 수광 렌즈를 포함하고,
상기 수광 렌즈의 광축(optic axis)을 포함하는 단면들과 상기 제2렌즈면이 만나 형성되는 선분들 중 적어도 하나 이상의 선분은 일정한 곡률을 갖고,
상기 수광 렌즈의 광축을 포함하는 단면들과 상기 제2렌즈면이 만나 형성되는 선분들 중 적어도 하나의 선분은 곡률이 변하는 선분인 수광 렌즈 모듈.
A first lens surface that receives light from the outside; And
And a second lens surface that changes an optical path of the light received by the first lens surface and emits the light to the outside,
Wherein at least one line segment of cross sections including the optic axis of the light receiving lens and line segments formed by the second lens surface meet have a constant curvature,
Wherein at least one of the line segments including the optical axis of the light receiving lens and the line segments formed by the second lens surface is a line segment whose curvature is changed.
제1항에 있어서,
상기 수광 렌즈의 광축을 포함하는 단면들과 상기 제1렌즈면이 만나 형성되는 선분들 중 적어도 하나 이상의 선분은 일정한 곡률을 가지는 수광 렌즈 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of the line segments including the optical axis of the light receiving lens and the line segments formed by the first lens surface meet has a constant curvature.
제1항에 있어서,
외부로부터 상기 수광 렌즈로 입사되어 상기 제1렌즈면 및 상기 제2렌즈면을 순차적으로 통과한 광을 감지하는 센서를 더 포함하고,
상기 수광 렌즈에 도달한 광을 디포커싱(defocusing)하여 상기 센서의 센싱 영역에 일정한 면적을 가지는 형태로 도달하도록 하는 수광 렌즈 모듈.
The method according to claim 1,
Further comprising: a sensor for sensing light sequentially incident on the first lens surface and the second lens surface, which is incident from the outside to the light receiving lens,
Wherein the light receiving lens module defocuses the light reaching the light receiving lens so as to reach a sensing area of the sensor with a predetermined area.
제3항에 있어서,
상기 일정한 면적은,
상기 제1렌즈면에 대한 상기 X축의 입사각 및 상기 제1렌즈면에 대한 상기 Y축의 입사각 중 적어도 하나 이상의 입사각에 따라, 가변되는 수광 렌즈 모듈.
The method of claim 3,
The above-
Axis, the incident angle of the X-axis with respect to the first lens surface, and the angle of incidence of the Y-axis with respect to the first lens surface.
제4항에 있어서,
상기 X축의 입사각은,
최대 +70도 내지 -70도의 범위를 포함하는 수광 렌즈 모듈.
5. The method of claim 4,
The incident angle of the X-
And a range of up to +70 degrees to -70 degrees.
제3항에 있어서,
상기 Y축의 입사각은,
최대 +4도 내지 -4도의 범위를 포함하는 수광 렌즈 모듈.
The method of claim 3,
The incident angle of the Y-
And a maximum range of +4 degrees to -4 degrees.
제3항에 있어서,
상기 제1렌즈면 및 상기 제2렌즈면을 순차적으로 통과한 광은,
상기 디포커싱을 통하여, 상기 제1렌즈면에 대한 상기 X축의 입사각 및 상기 제1렌즈면에 대한 상기 Y축의 입사각 중 적어도 하나 이상의 입사각이 증가할수록, 상기 센서의 중심에서 멀어지는 위치에 도달하는 수광 렌즈 모듈.
The method of claim 3,
Wherein light passing through the first lens surface and the second lens surface sequentially passes through the first lens surface,
A light receiving lens that reaches a position away from the center of the sensor through at least one of an incident angle of the X axis with respect to the first lens surface and an incident angle of the Y axis with respect to the first lens surface, module.
제3항에 있어서,
상기 센서는,
상기 광축 상에 배치되는 수광 렌즈 모듈.
The method of claim 3,
The sensor includes:
And is disposed on the optical axis.
제2항에 있어서,
상기 수광 렌즈는 양(+)의 굴절률을 가지는 수광 렌즈 모듈.
3. The method of claim 2,
Wherein the light receiving lens has a positive refractive index.
제3항에 있어서,
상기 센서와 상기 제2렌즈면 사이에 위치하며, 상기 센서로 입사되는 광의 효율을 증가시키는 별도의 렌즈 또는 구조물을 더 포함하는 수광 렌즈 모듈.
The method of claim 3,
Further comprising a separate lens or structure located between the sensor and the second lens surface to increase the efficiency of light incident on the sensor.
제1항에 있어서,
상기 제1렌즈면과 상기 제2렌즈면을 연결하는 면에 형성되어, 상기 수광 렌즈와 수광부를 물리적으로 연결하는 적어도 하나 이상의 연결부를 더 포함하는 수광 렌즈 모듈.
The method according to claim 1,
And at least one connection portion formed on a surface connecting the first lens surface and the second lens surface to physically connect the light receiving lens and the light receiving portion.
제11항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 연결부 각각은,
적어도 하나 이상의 돌출부를 포함하는 수광 렌즈 모듈.
12. The method of claim 11,
Wherein each of the at least one connecting portion comprises:
And at least one protrusion.
외부로부터 입사된 광을 센서에 도달하게 하는 제1렌즈면과 제2렌즈면을 포함하는 수광 렌즈에 있어서,
상기 수광 렌즈의 높이방향으로 연장되는 광축을 Z축, 상기 Z축에 수직하고 상기 Z축상의 한 점을 관통하며 교점을 형성하고 상기 렌즈의 길이방향으로 연장된 축을 X축, 상기 X축과 Z축에 수직하고 상기 X축과 Z축의 교점을 관통하며 상기 렌즈의 폭 방향으로 연장된 축을 Y축, 상기 X축과 Z축을 포함하는 가상의 평면을 제1가상평면, 상기 Y축과 Z축을 포함하는 가상의 평면을 제2가상평면이라고 정의했을 때,
상기 제1가상평면이 상기 제1렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정하고,
상기 제2가상평면이 상기 제1렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정하고,
상기 제1가상평면이 상기 제2렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정하고,
상기 제2가상평면이 상기 제2렌즈면과 만나 형성되는 선분의 곡률은 일정하지 않은 수광 렌즈.
A light receiving lens comprising a first lens surface and a second lens surface for allowing light incident from the outside to reach the sensor,
An optical axis extending in a height direction of the light receiving lens is defined as a Z-axis, an intersection is formed through the point on the Z-axis perpendicular to the Z-axis, and an axis extended in the longitudinal direction of the lens is defined as an X- A Y-axis extending perpendicularly to the axis and extending in the width direction of the lens through an intersection between the X-axis and the Z-axis, a virtual plane including the X-axis and the Z-axis being a first virtual plane, and a Y- Is defined as a second virtual plane,
Wherein a curvature of a line segment formed by the first virtual plane and the first lens surface is constant,
Wherein a curvature of a line segment formed by the second virtual plane with the first lens surface is constant,
The curvature of a line segment formed by the first virtual plane and the second lens surface is constant,
Wherein a curvature of a line segment formed by the second virtual plane with the second lens surface is not constant.
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