• 한국정밀공학회지
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• 제20권10호
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• pp.191-198
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• 2003

In this study, aberration free aspherical lens design method named ray reverse tracing method is introduced. Differently from the traditional design method, the ray reverse tracing method traces the shape and location of a real object by use of its virtual image. From the result, especially spherical aberration free aspherical lens could be designed by use of the ray reverse tracing method. Furthermore, it could reduce the degree of dependence of optical characteristics on designer's ability, because deformation terms and optimization can be eliminated, which has been performed in conventional lens design process.

• 한국안광학회지
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• 제12권4호
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• pp.87-90
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• 2007

polycarbonate(PC)용 안경렌즈를 생산하는데 사용되는 몰드(mold)를 가공하기 위해서는 코아(core)의 가공이 필요하다. 코아의 가공은 Diamond Turning Machine(DTM) 또는 Computer Numerical Control(CNC) 선반으로 이루어지는데 이러한 장비의 운용을 위해서는 렌즈 코아 형상에 대한 수치 데이터가 필요하게 된다. 이에 우리는 렌즈 코아 형상에 대한 수치 데이터를 산출하는 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 일반 비구면 식의 계수를 사용하여 수치 데이터를 산출할 수 있도록 개발하였으며, 형상 그래프를 보여줄 수 있도록 하였고, 필요한 수치 데이터 파일을 저장할 수 있도록 하였다.

• 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.

• 한국안광학회지
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• 제13권4호
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• pp.83-88
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• 2008

목적: HMD를 구성하는데 사용되는 회전 비대칭 비구면 프리즘 렌즈의 설계. 방법: 먼저 사용자의 요구 스펙을 분석하여 프리즘 렌즈의 모양을 기하학적으로 캐드를 사용하여 그려서 설계에 필요한 각 면과의 거리 등 필요한 초기 데이터를 얻었다. 이 데이터를 기본으로 해서 광학설계 프로그램인 Code V를 사용하여 회전 비대칭 비구면 계수를 중요 변수로 하여 최적화를 진행하였다. DTM 가공에서 단가를 줄이기 위해 프리즘 렌즈의 3면 중에서 영상소자 쪽의 투과면은 평면으로 두고 최적화하였다. 결과: 영상소자 12 mm${\times}$9 mm에 대해 유한광선 수차량 15 ${\mu}m$, 왜곡수차량 0.5%, 36 lp/mm에서 0.3 이상의 MTF 값을 갖는 회전 비대칭 비구면 프리즘 렌즈를 설계하였다. 결론: HMD를 구성하는데 사용되는 프리즘 렌즈를 설계하였다. 설계된 프리즘 렌즈는 영상소자 12 mm ${\times}$ 9 mm에 대해 유한광선 수차량 15 ${\mu}m$이고, 왜곡수차량 0.5%인 광학적 성능을 가지며, 36 lp/mm에서 0.3 이상의 MTF 값을 갖는 광학계가 되었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.430-433
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• 2004

The ophthalmic lens manufacturing processes need to extract the aspherical surface equation from the unknown surface since its real profile can be adjusted by the process variables to make the ideal curve without the optical aberration. This paper presents a procedure to get the aspherical surface equation of an aspherical ophthalmic lens. Aspherical form generally consists of the Schulz formula to describe its profile. Therefore, the base curvature, conic constant, and high-order polynomial coefficient should be set to the original design equation. To find an estimated aspherical profile, firstly lens profile is measured by a contact profiler, which has a sub-micrometer measurement resolution. A mathematical tool is based on the minimization of the error function to get the estimated aspherical surface equation from the scanned aspherical profile. Error minimization step uses the Nelder-Mead simplex (direct search) method. The result of the refractive power measurement is compared with the curvature distribution on the estimated aspherical surface equation

• 한국정밀공학회지
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• 제22권5호
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• pp.55-62
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• 2005

This paper presents mainly a procedure to get the mathematical form of the manufactured aspherical lens. Generally Schulz formula describes the aspherical lens profile. Therefore, the base curvature, conic constant. and high-order polynomial coefficient should be set to get the approximated design equation. To find the best-approximated aspherical form, lens profile is measured by a commercial stylus profiler, which has a sub-micrometer measurement resolution. The optimization tool is based on the minimization of the root mean square of error sum to get the estimated aspherical surface equation from the scanned aspherical profile. Error minimization step uses the Nelder-Mead simplex (direct search) method. The result of the lens refractive power measurement shows the experimental consistency with the curvature distribution of the best-approximated aspherical surface equation

• 한국안광학회지
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• 제18권2호
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• pp.179-186
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• 2013

목적: 엑시머 레이저 근시굴절교정수술을 받은 사람의 각막 비구면도, 시력, 고위수차를 정시안과 비교 평가하였다. 방법: 단안의 나안 시력이 1.0 이상인 근시 굴절교정수술을 받은 23명(나이: $23.0{\pm}2.5$세)과 20명($21.0{\pm}2.6$세)의 정시안을 대상으로 밝은 조명(photopic)과 중등도(mesopic) 조명상태에서 대비도를 가지는 시력표(100% 및 10%)를 이용하여 시력검사를 하였고, wavefront 수차 분석기(KR-1W, Topcon, Japan)를 이용하여 각막의 비구면계수와 4mm와 6 mm의 동공크기에 따른 눈 전체의 고위수차와 각막의 고위수차를 측정하여 비교하였다. 결과: 굴절교정 수술안과 정시안에서 대비도에 따른 시력은 유의한 차이를 보이지 않았다. 안구 수차(ocular aberrations)에서 전체 고위수차, 4차수차, 구면수차는 동공크기 6 mm상태에서 굴절교정 수술안에서 높게 나타났고, 두 그룹 사이에 유의한 차이를 보였다(p=0.045, p<0.001, p<0.001). 각막의 구면 수차(corneal spherical aberrations)는 동공크기 4 mm와 6 mm상태에서 모두 굴절교정 수술 안에서 더 높게 측정되었고 유의한 차이를 보였다(p<0.01, p<0.001). 각막의 전체고위수차와 4차수차는 동공크기 6 mm 상태에서만 굴절교정 수술안에서 더 크게 나타났고 통계적으로 유의하였다(p<0.001, p<0.001). 정시안의 비구면계수와 구면수차는 동공크기 4 mm와 6 mm 상태에서 안구 수차(r=0.442, p=0.004, r=0.519, p<0.001) 와 각막수차(r=0.358, p=0.023, r=0.646, p<0.001) 모두에서 유의한 상관성을 나타내었으나, 굴절교정 수술안에서는 상관성이 없었다. 결론: 각막굴절교정 수술안의 경우 시력은 정상수준을 나타내고 있으나 동공크기가 커지면 수차가 증가하여 동공이 커지는 야간에는 시력의 질에 영향을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국안광학회지
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• 제8권2호
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• pp.77-83
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• 2003

본 연구에서는 안경렌즈 전면의 conic 계수 변화에 따른 상측정점초점면에서의 착락원 직경 변화를 조사하기 위해 Code V와 LOSA 2.9 프로그램을 사용하였다. 이때 상측정점굴절력은 -4.00D이고 직경은 70mm인 근시교정용 안경렌즈를 고려하였으며, 전면 굴절력은 2.00D, 4.00D, 6.00D, 그리고 8.00D인 경우를, 굴절률은 $n_d$=1.498, 1.523, 1.586, 그리고 1.660인 경우를 각각 고려하였다. 최적 conic 계수를 사용한 비구면 렌즈의 경우에 상측정점초점면에서의 착락원 크기가 구면렌즈의 경우 보다 작아졌으며, 가장자리의 두께는 감소하였다. 또한 전면굴절력이 작을수록 상측정점초점면에서의 착락원의 크기가 감소하였다. 이러한 결과들로부터 상측점검초점면에서의 착락원 직격을 최소화하여 광학적 결상능력을 향상시킬 수 있는 최적 conic 계수를 결정하였다.

• 한국안광학회지
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• 제9권2호
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• pp.269-280
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• 2004

본 논문에서는 몇 개의 근축(paraxial) 모형안들과 정밀(finite) 모형안들을 선택하여 모형안의 자이델 수차를 이용하여 안구에 대한 광학적 특성을 살펴보았다. 즉, 구경조리개인 홍채를 수정체의 전면에 고정시킨 후 자이델 계수를 통하여 각 면의 수차 분포와 비구면도가 모형안 성능에 어떤 영향을 주는가를 조사하였다. 또한 조절 휴지 상태와 조절 상태로 구분하여 분석함으로서 조절 시 변화되는 광학적 특성도 함께 조사하였다.

• 한국광학회지
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• 제6권3호
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• pp.178-187
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• 1995

렌즈 설계에 적합한 감쇠계수를 결정하는 방법을 연구하였다. 구해진 감쇠계수를 additive 감쇠최소 자승법에 도입하였을 때, triplet형 사진렌즈 설계에서 최적화 과정의 수렴성과 안정성에 관해서 조사하였다. 오차함수의 Jacobian 행열의 곱에 대한 고유값을 SVD(singular value decomposition)를 통해 구한 후 고유값들의 중간치를 적합한 감쇠계수로 결정하였다. 적합한 감쇠계수를 이용하여 triplet형 사진렌즈를 최적화한 결과 수렴성과 안정성이 향상되었다. 직교변환 방법으로 Jacobian 행열의 해를 구하면 정규 방정식을 사용하여 해를 구할 때 발생하는 수치적 부정확성을 개선할 수 있었다. 적합한 감쇠계수 선택법과 Jacobian 행열의 직교변환 방법을 같이 사용하는 것이 고차의 항들을 가지는 비구면 렌즈 설계에 유용함을 알 수 있었다.