모바일 기기용 접이식 망원 카메라 렌즈 광학계 설계 (Design of Folded Telephoto Camera Lens System for Mobile Devices)

서지정보

· 발행기관 : 한국안광학회
· 수록지 정보 : 한국안광학회지 / 29권 / 4호 / 221 ~ 225페이지
· 저자명 : 최동석, 하병호, 강보선, 김기홍

초록

목적: 본 연구에서는 모바일 기기의 카메라에서 소형화와 고성능화를 동시에 만족시키는 광학계 개발이 요구됨에 따라 8매의 비구면 렌즈와 1매의 미러를 사용하여 모바일 기기용 접이식 망원 카메라 렌즈를 설계하고자 한다. 방 법: 결상 광학계 설계는 문헌 및 특허 등에서 보고된 선행 설계 사양 분석을 통해 광학계의 구조를 결정하여 목표 사양을 설정 후 설계하였다. 이후, 설계한 광학계의 성능 평가는 렌즈 설계 소프트웨어를 이용한 광학 시뮬레이션 을 통해 진행하였고 distortion, MTF 및 spot diagram을 분석하여 광학계의 성능을 평가하였다. 결과: 모바일 기기 용 접이식 망원 카메라는 약 50 mm의 유효초점거리를 가지며 모바일 기기의 두께를 고려하여 9 mm 이내의 두께 ﾠ 로 설계되었다. 화각 12o의 field에서 왜곡수차는 full field에서 0.3% 이내의 결과를 보여 주변부 상의 왜곡이 감소 되었고, MTF는 150 lp/mm에서 20% 이상으로 나타나며 안정된 성능을 보였다. 결론: 모바일 기기에 적용 가능한 ﾠ 접이식 망원 카메라 렌즈를 설계하였다. 설계된 광학계는 긴 초점거리를 확보하며 광축의 변화에 따른 수차 발생 문제를 최소화하였다. 이에 따라 향후 모바일 기기뿐만 아니라 다방면으로 적용되어 소형화 및 고성능에 도움이 될 수 있을 것이라 사료된다.

영어초록

Purpose: In this study, we aimed to design a folded telephoto camera lens for mobile devices using eight aspherical lenses and one mirror, to simultaneously achieve miniaturization and high performance, which are required for mobile device cameras. Methods: The optical system was designed by determining its structure through an analysis of prior design specifications reported in the literature and in patents, further setting target specifications. The performance of the designed optical system was subsequently evaluated through optical simulations conducted using lens design software.
The distortion, modulation transfer function (MTF), and spot diagram were analyzed to assess the performance of the optical system. Results: The folded telephoto camera lens for mobile devices had an effective focal length of approximately 50 mm and was designed to have a width of less than 9 mm, considering the thickness of mobile devices.
Within a 12o field of view, the distortion was less than 0.3% for the full field, indicating reduced peripheral distortion in the image. The MTF was over 20% at 150 lp/mm, demonstrating stable performance. Conclusions: We designed a folded telephoto camera lens applicable to mobile devices. The designed optical system ensured a long focal length while minimizing the aberrations caused by changes in the optical axis. This is expected to contribute to miniaturization and high performance, thereby enhancing performance in a wide range of applications beyond mobile devices.

참고자료

· 없음