• 제목/요약/키워드: 렌즈계 설계

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등가렌즈를 이용한 2매 접합렌즈계의 설계 (Optical Design of Cemented Doublets by Using Equivalent Lens System)

  • 전영세;김형수;이종웅;박성찬
    • 한국광학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.282-290
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    • 1998
  • 등가렌즈 변환법을 2매 접합렌즈계의 설계에 적용하여 achromatic doublet 과 aplanatic doublet을 설계하였다. 먼저 얇은 렌즈계에서 3차수차를 보정하고, 이를 등가렌즈 변환법을 사용하여 두꺼운 렌즈계로 변환하였다. Crown 유리 BaK-2와 flint 유리 SF-2를 사용하여 Fraunhofer type 과 Steinheil type의 접합렌즈계를 설계하였고, 얇은 2매 접합렌즈계에서는 두 가지 설계형태 모두에서 2개의 achromatic solution과 하나의 aplanatic solution이 존재하였다.

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집속렌즈계 요소기술 개발에 대한 연구

  • 이연진;구종모;노명근;정광호
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.500-503
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    • 2004
  • 본 연구에서는 금속 원자를 단열 팽창시켜 클러스터를 만들고, 생성된 클러스터를 이온화시킨 후 집속렌즈 및 electric quadrupole을 이용하여 기판으로 증착 하였다. 집속렌즈의 설계에서는 단일 초점 방식의 렌즈보다 성능을 높이기 위하여 이중 초점과 핀홀을 써서 집속 효과 및 효율을 높였다. 렌즈의 설계는 일반적으로 하전입자의 에너지 손실 없이 집속할수 있는 Einzel 렌즈를 기본으로 하였으며, SIMION software 를 사용하여 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 후 실제 렌즈계 및 정전압원을 제작하여 금(Au)의 클러스터를 생성하여 렌즈계를 통과한 후 실제 기판위로 증착이 되는 것을 AFM(Atomic force microscopy)과 XPS(X-ray photoemission spectroscopy)를 이용해 조사하여 렌즈계가 실제로 동작함을 확인하였다.

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렌즈군의 일반화된 등가렌즈 변환 (Generalized lens group conversion to their equivalent lenses)

  • 이종웅;박성찬
    • 한국광학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.251-257
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    • 1998
  • 등가렌즈 변환을 렌즈군의 변환으로 확장하였으며, 보다 일반화된 변환법을 개발하였다. 새로운 변환법은 두꺼운 렌즈계에서 바로 두꺼운 렌즈계로의 변환이 가능하다. 등가렌즈 변환을 통하여 얇은 렌즈계는 서로 다른 두께를 가지면서도 근축 광학적 특성이 같고 수차특성이 유사한 여러 개의 두꺼운 렌즈계로 변환 될 수 있다. 예로서 telephoto 렌즈계의 설계변경에 등가렌즈 변환을 적용하여 보았으며, 앞부분 렌즈군의 축상두께를 원설계의 75%로 축소하였다. 등가렌즈 변환을 통하여 얻어진 수정설계의 초점거리는 원설계와 동일하였으며, 축상두께만을 변경시킨 경우에 비하여 수차특성의 변화가 적음을 확인할 수 있었다.

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이미지 센서용 광학렌즈설계 (Optical Lens Design of Image Sensor)

  • 이찬구;이수대;정맹식
    • 한국안광학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.99-103
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    • 2003
  • 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.

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가시광에서 하이브리드 렌즈를 사용한 반사굴절식 전방위 줌 광학계의 설계 및 성능평가 (Design and Performance of a Catadioptric Omnidirectional Zoom Optical System Using a Hybrid Lens for Visible Light)

  • 박현식;조재흥
    • 한국광학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.96-104
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    • 2020
  • 주간 무인 감시를 위하여 가시광 파장 범위인 400~700 nm에서 렌즈와 거울의 기능을 동시에 갖는 구멍 없는 하이브리드 렌즈를 활용한 반사굴절식 전방위 줌 광학계를 설계하고 그 성능을 분석하였다. 하이브리드 렌즈는 렌즈에 구멍을 뚫는 작업이 없고 광학 부품의 수량을 줄일 수 있기 때문에 전방위 줌 광학계의 제작과 조립에서 많은 장점을 갖는다. 이 광학계에서 결상된 도넛 형태의 상에서 안쪽의 압축된 낮은 공간주파수의 상 영역을 확대하여 보기 위해서 줌 렌즈의 기능을 추가한 전방위 광학계의 최적화 설계를 진행하였다. 그 결과 최적화 설계된 광학계의 변조전달함수, 스폿 다이어그램 분석, 공차 분석을 통해 이 광학계의 성능을 분석한 결과로부터 설계 목표 사양을 만족함을 알 수 있었다. 줌 광학계를 주밍할 때 -30~50℃의 온도 변화에 따른 비열화 해석을 한 결과, 적절한 렌즈의 재질을 선정하여 온도 변화에도 상 거리 변화가 거의 없는 광학계임을 확인하였다.

가상 디스플레이 구현을 위한 Eye Glass Display용 프리즘 렌즈 설계 (Prism lens design for Eye Glass Display to create virtual display)

  • 김태하;문현찬;박광범;최성호;한진우;박영수;김휘운
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 학술대회 및 기술세미나 논문집 디스플레이 광소자
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    • pp.68-69
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    • 2006
  • Eye Glass Display(EGD)의 광학계를 소형, 경량화 하기 위하여 OLED 마이크로 패널과 프리즘 렌즈를 사용하여 설계하였다. 광학계 설계에 사용된 OLED 마이크로 패널은 0.59"크기의 SVGA($800{\times}600$)급이며, 크기는 0.59"이며, 렌즈는 프리즘 렌즈로 설계되었다. 설계된 프리즘 렌즈는 3연으로 구성되었으며, 각 면은 각각 비회전대칭 비구면으로 tilt와 decenter를 사용하여 광학적 성능을 향상시켰다. 설계된 프리즘 렌즈의 화각(FOV)은 $28^{\circ}$, 왜곡수차는 4% 이내이며, 광학계의 해상도를 나타내는 MTF는 공간주파수 30lp/mm에서 full field가 40%이상의 성능을 나타내었다.

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Zoom Lens계의 성능 평가 및 설계 (Performance Evaluation and Design of Zoom Lens Systems)

  • 지택상
    • 한국안광학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.113-121
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    • 2002
  • 요즈음 개발되는 각종 카메라, 캠코더, CCTV, 복사기 등의 광학계는 줌과 비구면을 이용하여 작으면서도 광각과 망원을 동시에 수용하고 성능도 우수하다. 본 논문에서는 사진기에 이용되는 2군 줌 렌즈계(비구면 사용)와 3군 줌 렌즈계의 성능을 분석, 평가한 것들을 참고로 하여 사진기용 3군 줌 렌즈계도 설계하였다. 설계한 사진기용 줌 렌즈계는 3군으로 하고 비구면을 도입함으로써 성능향상과 소형화를 도모하였다. 설계결과는 광학계 평가 도구인 유한광선수차, MTF, Seidel 수차 계수 등을 이용하여 참고 모델과 비교하였으며 거의 비슷한 수준이 유지됨을 확인하였다.

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3.7-4.8$\mu$m 파장대역 FLIR 시스템을 위한 20:1 줌 렌즈 광학계 설계 및 제작 (Design and fabrication of a zoom optics having 20 magnification range for mid-IR(3.7-4.8$\mu$m) FLIR system)

  • 김현숙;김창우;홍석민
    • 한국광학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.462-467
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    • 1999
  • 중적외선 파장대역$(3.7-4.8{\mu}m)$에서 20:1의 줌 비(zoom ratio)를 가지며 최저배율에서는 40$^{\circ}$$\times$30$^{\circ}$의 광시계를 갖는 연속 줌렌즈 광학계를 설계, 제작하였다. 설계된 줌 렌즈 광학계는 F/2.5에 총 7매의 렌즈로 구성되며 실리콘(Si)과 게르마늄(Ge)이 광학재질로 사용된다. 줌 광학계는 적외선 검출기를 최종 상면에 놓을 때 비네트(vignett)에 의한 광학적 errors를 줄이면서도 줌 대물렌즈의 크기를 최소화하기 위한 릴레이 형태의 재결상계(reimaging system)로 설계하였으며, 줌 렌즈의 배율 변화와 1차적인 결상을 담당하는 줌 대물부와 이를 다시 검출기에 재결상 시켜주는 결상부는 구성된다. 줌 대물부는 기계보정식 4군 줌 렌즈 형태로 구성되며 각 군을 구성하는 렌즈 매수를 최소화하여 광학계의 질량 및 크기를 줄이면서도 광학적 성능은 우수하게 유지되도록 설계하였으며 결상부는 1개의 렌즈군으로 구성하였다. 제작된 줌 렌즈 광학계의 축상 MTF를 측정한 결과 최고 배율인 20배에서 공간주파수가 24cycle/mm일 때 4.0$\mu$m파장에 대한 MTF 측정값이 0.692로 회절한계에 가까운 성능을 보였으며, 분해능은 7.6 cycles/crad까지 분해되는 것을 확인하였다.

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렌즈모듈을 이용한 컴팩트 디지털 카메라용 줌 렌즈 설계 (Zoom lens design for compact digital camera using lens modules)

  • 박성찬;이상훈
    • 한국광학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.34-42
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    • 2005
  • 본 논문은 3군 구성의 줌 광학계에 대해 렌즈모듈의 개념을 이용하여 1차량 및 3차 수차를 고려한 최적의 초기설계와 이로부터 실제 줌 광학계를 설계하는 방법을 제안 하였다. 각각의 렌즈모듈에 적절히 1차량과 3차 수차량을 설정함으로써 줌비 2배(f = 4.3∼8.6 mm)를 갖고, 시스템에서 요구하는 구속조건을 만족시키는 초기설계 줌 광학계를 얻었다. 각 군의 역할에 따라 적절히 선정된 각각의 렌즈군의 초점거리 및 1차량이 렌즈모듈의 값과 같도록 독립적으로 설계한 후, 군사이의 공기간격을 조정하므로써 줌궤적을 일치시켰다. 이러한 과정을 통해 설계된 줌 광학계는 렌즈모듈로 구성된 원래의 초기 설계된 줌 광학계와 동일한 1차 특성을 갖는다. 결과적으로 잔여수차 보정을 통해 후군초점조절방식을 이용하는 컴팩트 디지털 카메라 및 모바일 폰용 줌 렌즈로서 유용한 줌 광학계를 얻을 수 있었다.

장파장 적외선 영역에서 비구회절면을 사용한 F/l.0 광학계의 최적설계 (Optimization of F/l.0 Optical System with Aspheric Diffractive Surface in Long Wavelength Infrared)

  • 김현수;이동한;김현규
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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    • pp.272-273
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    • 2003
  • 제조기술이 발전함에 따라 비구면을 사용한 광학계 설계에 대한 많은 연구가 보고 되고 있다. 본 연구에서는 단일렌즈에서 다양한 렌즈면 조합 중에서 성능이 가장 우수하게 나타난 비구회절면(비구면과 회절면을 동시에 적용)을 사용하여 이군렌즈에 대해 F/l.0인 대구경 광학계를 설계하였다. 사용된 검출기 사양은 픽셀 크기 45um, 픽셀 수 320$\times$240 이며, fill factor 는 무시하였다. 광학계의 유효초점거리는 171.73mm 이며, 사용한 프로그램은 ORA 사의 Code V 이다. (중략)

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