Optical Lens Design of Image Sensor

이미지 센서용 광학렌즈설계

This paper presents lens optimization of the resolution and the distortion for a four-element lens design. In order to have compact optical system, we used the tele-photo type lens composed of a positive and a negative power elements instead of retro-focus lens. The specifications of optical lens design are the focal length of 7.2 mm, the F/number of 2.8 and the field angle of $54.7^{\circ}C$. The MTF values are higher than 0.5 in the spatial frequency range up to 110 lp/mm for all of the designed object heights. Also, it is expected to fulfill all the requirements of a digital still camera lens and especially suited for building low-cost, compact digital cameras because of the low-profile property of the lens design.

본 연구에서는 4매의 렌즈로 해상도와 왜곡을 최적화한 렌즈 설계이다. 컴팩트한 광학계를 얻기 위해서 retrofocus 형태의 광학계 대신에 (+)굴절능과 (-)굴절능으로 조합된 telephoto 형태로 구성하였다. 이미지 센서 렌즈계의 설계 사양은 초점거리 8.3mm, F/# 2.8, 그리고 화각은 $54.7^{\circ}$였다. MTF 값은 설계된 물체 높이의 경우 110 lp/mm의 공간주파수에서 0.57 이상으로 나타났다. 설계된 렌즈계는 디지털 스틸 카메라용 광학계에서 요구되는 성능을 충분히 만족하며, 특히 렌즈설계의 간단한 프로파일 특성 때문에 컴팩트한 디지털 카메라와 저비용 설계에 적합하다.