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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
박용철 (공주대학교 기하광학연구실) 주지용 (공주대학교 기하광학연구실) 이준호 (공주대학교)
저널정보
한국광학회 한국광학회지 한국광학회지 제31권 제6호
발행연도
2020.1
수록면
281 - 289 (9page)

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본 논문은 하이브리드 굴절/회절광학소자를 이용한 초슬림 모바일 카메라 렌즈를 보고한다. 먼저 앞서 보고된 23개의 광학 설계 사양 분석을 통해 전장길이(total tack length) 최소화를 위하여, 광시야 렌즈 설계에서 일반적으로 적용되는 음(-)의 렌즈를제1렌즈로 사용하는 리트로포커스(retrofocus) 타입이 아닌, 양(+)의 렌즈가 제일 먼저 선행하는 텔레포토(telephoto) 타입을 선택 하였다. 이후 초기 최적 설계 및 제르니케 다항식 기반 수차 분석을 통한 보정 설계를 진행하였으며, 보정 설계 과정에서 잔여 구면색수차(chromatic spherical aberration)의 효과적 제거를 위하여 굴절 및 회절이 결합된 하이브리드 렌즈 1매를 적용하였다. 적용된 최종 설계는 하이브리드 렌즈 1매 포함 총 6매의 렌즈를 이용하여 F/2.0, 화각 90°, 유효초점길이 2.23 mm, 전장길이 3.7 mm를 달성하였고, 결과적으로 1.7의 낮은 전장길이 대 초점길이 비 즉, 텔레포토비(telephoto ratio)를 달성하였다. 동일 전장길 이를 갖는 하이브리드 렌즈 미적용 비교 설계 대비, 공간주파수 180 cycles/mm에서 MTF 값이 중심 시야에서는 63%에서 71-73% 로 약 8-10% 개선되었고, 0.5, 0.7, 0.9 시야에서도 2-3%의 개선되었다. 또한, 가공성 및 회절 패턴에 의한 산란 등을 고려하였을때 조리개에 위치한 렌즈가 하이브리드 렌즈로 적절함을 알 수 있었고, 이 경우 2개의 회절존으로도 성능 개선이 확인되었다.
#하이브리드 렌즈 #회절광학소자 #렌즈 설계 #모바일 렌즈

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L. Li / 2013 / An affordable injection-molded precision hybrid glass-polymer achromatic lens / Int. J. Adv. Manuf. Technol 69:1461~1467 google schola T. Stone / 1988 / Hybrid diffractive-refractive lenses and achromats / Appl. Opt 27:2960~2971 google schola T. Hornung / 2014 / Light diffraction by concentrator Fresnel lenses / Opt. Express 22:A686~A704 google schola Y. G. Hong / 1997 / Telephotolens design with refractive/diffractive hybrid lens / J. Opt. Soc. Korea 1:74~80 google schola S. C. Park / 2000 / Optical system design for compact digital still camera using diffractive optical elements / Korean J. Opt. Photon 11:239~245 google schola

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