복합렌즈계를 이용한 폰 카메라용 초소형 줌렌즈 설계
Ultra-Compact Zoom Lens Design for Phone Camera Using Hybrid Lens System
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초록
본 논문은 이너 포커싱 3군 줌렌즈에 대해 얇은 렌즈에서 두꺼운 렌즈로의 변환과정을 줌렌즈계 내에서 실행하는 복합렌즈계(얇은 렌즈+두꺼운 렌즈)의 개념을 적용하여 효과적이면서 신속한 초기설계 방법을 제안하였다. 즉, 복합렌즈계란 줌렌즈계의 전체 굴절능 및 줌렌즈계 내에 각 군의 굴절능, 군과 군사이의 주요면 간의 거리를 일정하게 유지하면서 하나 이상의 군들을 얇은 렌즈로 구성하고 다른 군을 얇은 렌즈에서 두꺼운 렌즈로 변환하는 과정을 갖는 반자동 최적화 설계방법이다. 순차적으로 얇은 렌즈로 구성된 다른 군들도 동일한 개념으로 두꺼운 렌즈로 변환이 가능하다. 결과적으로 본 개념을 적용하여 최적설계된 1/4" 5 M 이너 포커싱 3군 2배 줌렌즈는 폰 카메라용 줌렌즈로서 사양과 성능을 충분히 만족시켰다. 또한 렌즈를 비구면화하고, 렌즈의 형태에 따라 비구면 유리 및 플라스틱 재질을 적용하여 슬림화(전장 9.8 mm 이하) 및 고해상도 특성을 만족시키는 폰 카메라용 초소형 이너 포커싱 3군 2배 줌렌즈를 얻을 수 있었다.
Abstract
For an inner-focusing 3-groups zoom lens system, this study suggests a new initial design method which applies the process that changes thin lenses into thick ones effectively and quickly, using the hybrid lens system(thin lens+thick lens). In other words, the hybrid lens system is the semi-automatic design process that makes the thin lens of one group change into a thick one while the other groups are composed of thin lenses. Keeping the total power of the system fixed, the power of each group and the distance between principal planes can be fixed. Of course, the other groups composed of thin lenses could be changed into thick lenses sequentially by this process. This design conception results in the 1/4" 5 M inner-focusing 3-groups 2x zoom lens system satisfying the specifications and performances of zoom lens for phone cameras. Also aspherization on lens elements of glass and plastic material enhanced the resolution and reduced the lens size. As a result, we have an ultra-compact inner-focusing 3-groups 2x zoom lens system for a phone camera, with a slim size with TTL of 9.8 mm.
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