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Forbes 비구면을 사용한 스마트폰 카메라렌즈의 설계
Design of Smart Phone Camera Lens Using Forbes Aspherical Surface 원문보기

한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics, v.28 no.4, 2017년, pp.141 - 145  

임천석 (한남대학교 컴퓨터통신무인기술학과)

초록
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기존의 표준적인 비구면 방정식보다 고도의 비구면을 훨씬 더 효과적으로 생성해 낼 수 있는 Forbes 비구면 방정식을 활용하여 F/1.8의 스마트폰용 카메라렌즈를 설계하였고 설계목표를 달성하기 위한 설계의 주요 방법론과 설계의 절차적인 과정에 대해서도 설명하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We design an F/1.8 smart -phone camera lens utilizing he Forbes aspherical-surface equation, which can effectively create a strong asphere, compared to the conventional, standard aspherical equation. We also describe the principal methodology and procedural steps of optical design to achieve specifi...

주제어

#Forbes 비구면   #스마트폰 카메라   #폰 렌즈   #플라스틱 재질  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이를 위해, 본 논문에서는 Forbes 면에 대한 탐구를 비롯하여 스마트폰 카메라 렌즈에서 요구되는 설계의 제한조건과 설계사양, 이를 달성하기 위해 렌즈를 어떻게 구성할 것인지?, 그리고 최적설계의 방법과 플라스틱 재질의 선정방법에 대해서 논의 하였다.

가설 설정

  • 한편, 그림 4에서 나타난 렌즈의 재질은 모두 플라스틱인데 다음 네 가지의 선정조건으로 재질이 결정되었다. (i) 첫째, 범용성을 갖는 재질 일 것, (ii) 둘째, 색수차 보정을 위해서 저분산(큰 Abbe 수)와 고분산(작은 Abbe 수)의 재료를 교대로 쓸 것, (iii) 셋째, 근축 굴절능이 높거나 양의 굴절능을 갖는 렌즈는 저분산 재질로 배치할 것, (iv) 넷째, 근축 굴절능이 작더라도 광선을 꺾어주는 역할이 큰 렌즈는 저분산 재질로 배치할 것이다. 결과적으로 선정된 렌즈재질은 첫 번째 렌즈부터 마지막 렌즈까지 A5514_10 (546.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
스마트폰 카메라를 활용하여 일상생활에서의 사진은 찍거나 SNS로 사진을 공유하는 일이 일상화된 이유는? 요즘은 스마트폰 카메라를 활용하여 일상생활에서 사진을 찍거나 사회관계망을 통해 사진을 공유하는 일이 일상화되고 있다. 이는 스마트폰 카메라가 휴대가 편리하면서도 성능이 크게 향상되어 자리 잡게 된 현상이라고 볼 수 있다[1]. 얼마 전 시장조사전문기업인 엠브레인 트렌드모니터가 전국만 19세에서 59세 사이의 성인남녀 1천명을 대상으로 스마트폰 카메라의 활용도에 대해서 조사한 바 있다.
스마트폰 카메라에서 요구되는 성능을 만족시키기 위한 필수요소는 무엇인가? 스마트폰 카메라에서 요구되는 성능을 만족시키기 위하여 렌즈설계에서 비구면의 채택은 필수적인 요소가 되었다. 비구면 형상에는 매우 많은 종류가 있을 수 있겠지만 가장 보편적으로 사용되는 표준적인 비구면 방정식은 다음과 같이 표현된다.
스마트폰 카메라의 화질 전쟁을 보여주는 단적인 예는 무엇인가? 현재 삼성 갤럭시S7은 빛이 부족한 어두운 환경에서도 밝고 또렷한 영상을 촬영할 수 있게 F/1.7의 조리개 수치를 적용하였고 애플의 아이폰7은 6매 렌즈로 된 F/1.8의 조리개 수치를 적용하였다[4]. 이런 추세는 스마트폰 카메라의 화질 전쟁을 보여주는 하나의 단적인 예로써 렌즈설계적인 측면에서는 고도의 비구면을 채용하는 결과로 이어지게 된다.
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참고문헌 (9)

  1. J. Schofield, "What's the best camera for a technophobic dad?," The Guardian, 6 July, 2017. 

  2. Trend Monitor "Research for 2017 camera [TK_201705_ NWY3306]," Embrain, May, 2017. 

  3. D. Smith, "Here's President Obama playing with a selfie stick," Business Insider, 12 February, 2015. 

  4. Newsroom, "Behind Apple's new campaign: one night on iPhone 7," Apple, 30 January, 2017. 

  5. J. P. McGuire, "Manufacturable mobile phone optics: higher order aspheres are not always better," Int. Opt. Des. Conf. OSA Technical Digest (CD), ITuF6, 2010. 

  6. G. W. Forbes, "Shape specification for axially symmetric optical surfaces," Opt. Express 15(8), 5218-5226 (2007). 

    상세보기 crossref

  7. E. H. Doha, "On the coefficients of differentiated expansions and derivatives of Jacobi polynomials," J. Phys. A: Math. Gen. 35, 3467-3478 (2002). 

    상세보기 crossref

  8. K. P. Thompson and L. Hoyle, "Key to cost effective optical systems: maximize the number of qualified fabricators," OSA Proc. IODC 22 (1994). 

  9. J. P. McGuire and T. G. Kuper, "Approaching direct optimization of as-built lens performance," Proc. SPIE 84870D (2012). 

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