• 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.

• 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.

• 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.

• 한국광학회지
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• 제34권2호
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• pp.66-71
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• 2023

줌 렌즈는 이제 휴대폰에도 적용되기 시작했다. 휴대폰에 적용되는 줌 렌즈는 주로 망원 영역을 촬영하기 위해 적용되고 있으며, 이러한 광학계는 고배율 줌 광학계와 유사하게 초점거리가 길어서 부품의 제작 오차에 의한 촬상 소자의 위치도 크게 변한다. 이를 보정하기 위해 기존에는 렌즈군 1군과 광학계 전체를 이동해서 촬상 소자의 위치 변화를 보정했으나, 본 논문에서는 이동하는 렌즈군 2개를 임의로 선택해서 촬상 소자의 위치를 보정할 수 있음을 확인했다. 다만, 이를 위해서는 이동하는 렌즈군 앞쪽과 뒤쪽으로 간격을 더 확보해야 함을 알 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제24권3호
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• pp.125-134
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• 2013

무한물점으로 취급하는 카메라 광학계의 경우, 자동초점(auto-focus) 속도를 빠르게 하기 위해 기존 광학계와 다른 형태로 광학설계를 하게 된다. 이 때문에 군의 개수가 늘어나므로, 기존의 해석적인 방법으로는 궤적 계산이 어렵고, 또한 수치해석적인 방법은 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 본 논문에서는 각 군을 스플라인 보간을 한 뒤, 주어진 뒤정점초점거리와 유효초점거리를 만족하도록 1개 또는 2개 군의 이동량을 해석적으로 구해 줌 궤적을 계산하는 해석적인 방법을 제안하고 이를 유도한다. 이 방법은 무한물점용 줌 렌즈 광학계에서 군수의 제한 없이 모든 광학계에 대해 반복적인 계산없이 해석적인 궤적을 구할 수 있으며, 다양한 예제를 통하여 그 효용성을 보였다.

• 한국광학회지
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• 제33권6호
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• pp.287-294
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• 2022

본 연구에서는 중적외선용 줌 광학계를 비열화에 유리한 소재 조합으로 구성하기 위해 비열화 유리 지도를 이용한 반복적인 설계 방법을 제시한다. 일반적으로 중적외선용 유리 소재는 가시광선용 소재에 비해 온도변화에 매우 민감하다. 또한 줌 광학계는 이동군이 존재하여 온도 변화에 따른 성능 보상이 어느 정도 가능하지만, 광학 렌즈에 적절한 소재가 배치되지 않으면 온도에 따른 이동군의 보상량이 크게 발생하여 비열화 설계 시 어려움이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 비열화 유리 지도상에서 수차 보정을 위한 값을 분석하여 비열화에 유리한 소재로 중적외선용 줌 광학계를 구성하고, 초점거리 2배 확장기를 부착하여도 온도 변화에 안정적인 확장형 줌 광학계를 설계하였다.

• 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.

• 한국광학회지
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• 제14권5호
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• pp.535-544
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• 2003

중적외선 파장대역에서 20:1의 줌비를 갖는 줌 광학계의 광학부품 제작 및 조립j조정을 위한 공차분석, 효율적인 광축정렬 로직 확립, 물체의 원$.$근에 따른 초점조절 방안 수립을 위한 민감도 분석을 수행하였다. 민감도 분석에서는 제르니케(Zemike) 폐수를 활용하는 방안을 제시하였으며 Code-V의 매크로 기능을 활용하여 모든 미소변위의 민감도 계수의 특성을 조사하는 방식을 도입하였다. 조사된 민감도 분석 결과를 바탕으로 줌 광학계의 광학부품 제작공차 및 조립공차를 도출하였으며 광축 정렬을 하기 위한 체계적인 정렬 로직을 수립하였다. 또한 광학계의 초점조절 방안 수립을 위한 시뮬레이션 과정에 민감도 분석 결과를 활용하였으며 분석 결과를 토대로 시스템을 단순하면서도 소형화시킬 수 있는 가장 효율적인 초점조절 방안을 수립하였다.

• 한국광학회지
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• 제9권3호
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• pp.134-141
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• 1998

원적외선인 7.6$\mu$m 과정대역에서 회절한계 성는을 만족하는 무초점 줌 망원경 광학계응 설계하였다. 기계보정식 4군 줌 방식을 적용하여 줌 대물부 설계하였으며 접안부는 고정초점 렌즈를 구성하였다. 망원경의 줌 비(zoom ratio)는 4.05로 배율을 2.0배에서 8.1배까지 연속적으로 가변할수 있으며, 총 5개의 렌즈군에 9매의 렌즈로 구성하였다. 줌 대물부는 F/1.3의 텔리포트 형태로 설계하여 최고배율 초점거리에 비해 광학계의 길이가 작아 시스템 적용성이 우수하도록 하였으며, 초점조절 렌즈를 줌밍 렌즈군의 뒤에 놓아 물체까지의 거리에 따라 초점을 조절하도록 설계하였다. 광학계에 사용된 재질은 색수차 보정을 위하여 대물부의 렌즈 1매만 ZnSe를 적용하고 나머지 헨즈는 모두 Ge을 적용하여\ulcorner며, 총 18면의 곡률중 1면만 비구면을 적용하고 나머지 면은 모주 구면을 적용하였다. 설계된 망원경의 8.1배율에서의 시야는 $\pm$2.31$^{\circ}$,대물부 유효구경은 163mm이며, 모든 배율에서 회절한계 성능을 만족하는 것으로 평가하였다.

• 한국광학회지
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• 제22권5호
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• pp.230-238
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• 2011

디지털 일안 반사식 카메라 또는 콤팩트 시스템 카메라용의 교환렌즈용 줌 광학계는 화각과 제품 사양에 따라 여러 가지 형태 가 있으므로, 하나의 AF(auto-focus)군으로만 줌 렌즈의 광각단과 망원단 2곳에서 상면이동의 보정(즉, 핀트 조정)이 불가능한 경우가 발생한다. 또한 줌 광학계의 광각단과 망원단 2곳에서의 후초점거리(back focal length, BFL)가 설정된 BFL 설계값과 일치하도록 조정하기 위해서는 적어도 2곳에서 핀트 조정을 해야 한다. 본 논문에서는 이러한 광학계에 대한 종민감도의 개념을 사용한 핀트 조정의 계산 방법에 대해 제안하고, 이 광학계에 대해 핀트 조정의 조정량 한계를 통계적 분석을 통하여 계산했다.