• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제1권2호
• /
• pp.74-80
• /
• 1997

300mm F/4.0 telephotolens with diffractive hybrid lens was designed, and its optical performance was tested and compared with a traditional lens system. DOE(Diffractive Optical Element) reconstructs wavefronts using wave phenomena of light to focus the incident light onto the focal point and has negative Abbe number while a traditional lens uses geometrical phenomena of light and has positive Abbe number. Therefore, a diffractive hybrid lens containing both refractive and diffractive elements can remarkably correct chromatic aberration and spherical aberration of an optical system. We investigated and analyzed the optical properties of a diffractive hybrid lens for the visible spectrum, and we used a difractive hybrid lens to design and evaluate a 300mm F/4.0 telephotolens without the special LD(Low Dispersive) glass lens which is costly and difficult to manufacture. Most traditional telephotolenses use the special LD glass for chromatic aberration correcton. Optical performance tests such as resolution and characteristics of aberration of both lens systems using a diffractive hybrid lens and traditional lens were performed.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제19권4호
• /
• pp.421-426
• /
• 2015

This paper presents a hybrid single optical system for an LED surgical light that combines the advantages of both lens- and reflector-type single optical systems. The proposed hybrid single optical system includes a lens in the center and the LED light originating from the lens is redirected using a reflector to achieve a high beam spread. Iterative optical software simulations are used to provide data for the design of the lens and reflector for a single optical system, and for a complex optical system for the LED light assembly. The resulting data is also used to fabricate a prototype system. Experiments using the prototype of the hybrid single optical system and a mock-up LED surgical light confirm the system's shadow dilution performance and its applicability to surgical operations.

• 한국광학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.349-359
• /
• 2008

본 논문은 이너 포커싱 3군 줌렌즈에 대해 얇은 렌즈에서 두꺼운 렌즈로의 변환과정을 줌렌즈계 내에서 실행하는 복합렌즈계(얇은 렌즈+두꺼운 렌즈)의 개념을 적용하여 효과적이면서 신속한 초기설계 방법을 제안하였다. 즉, 복합렌즈계란 줌렌즈계의 전체 굴절능 및 줌렌즈계 내에 각 군의 굴절능, 군과 군사이의 주요면 간의 거리를 일정하게 유지하면서 하나 이상의 군들을 얇은 렌즈로 구성하고 다른 군을 얇은 렌즈에서 두꺼운 렌즈로 변환하는 과정을 갖는 반자동 최적화 설계방법이다. 순차적으로 얇은 렌즈로 구성된 다른 군들도 동일한 개념으로 두꺼운 렌즈로 변환이 가능하다. 결과적으로 본 개념을 적용하여 최적설계된 1/4" 5 M 이너 포커싱 3군 2배 줌렌즈는 폰 카메라용 줌렌즈로서 사양과 성능을 충분히 만족시켰다. 또한 렌즈를 비구면화하고, 렌즈의 형태에 따라 비구면 유리 및 플라스틱 재질을 적용하여 슬림화(전장 9.8 mm 이하) 및 고해상도 특성을 만족시키는 폰 카메라용 초소형 이너 포커싱 3군 2배 줌렌즈를 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.96-104
• /
• 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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자 분야
• /
• pp.123-126
• /
• 2005

Eye Glass Display (EGD) with microdisplay to realize the virtual display can make the large screen, so virtual image has been developed by using microdisplay panel. This paper shows study of low cost lens design and simulation for microdisplay system with 0.6"LCoS panel. Lens design optimized consider to spherical aberration, astigmatism, distortion, and chromatic aberration. Code V is used and it designed an aspheric lens about exit pupil 6mm, eye relief 20mm and 35 degree of field of view (FOV). With the application this aspheric lens to liquid crystal on silicon (LCOS) type's microdisplay, virtual image showed 50 inch at 2m. One side of the aspheric lens was constituted from diffractive optical element (DOE) for the improvement in a performance. It had less than 2.5% of distortion value and modulation transfer function in axial had 20% of resolution with 32 lp/mm spatial frequency. The optical system is suitable for display of 15.6 mm-diagonal with SVGA.

• 한국광학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.239-245
• /
• 2000

본 논문에서는 회절광학소자를 이용하여 컴팩트형 디지털 스틸 카메라용 광학계를 설계 및 평가하였다. 기존의 디지털 스틸 카메라용 광학계가 retrofocus 형태인 것에 비해 컴팩트한 광학계를 얻기 위해서 telephoto 형태로 구성하였다. 또한, 본 광학계를 회절광학소자와 굴절광학소자가 결합된 hybrid 플라스틱 렌즈 1매와 순수한 굴절광학소자 1매로 구성하여 무게, 부피등을 줄이고자 하였다. Gauss 괄호를 이용한 근축 광선추적을 통해 초기 설계치를 수치 해석적인 방법으로 구하였다. 제1면을 비구면화하고, 색수차를 보정하기 위해 제2면을 회절광학소자를 이용하여 설계된 광학계는 1/4" CCD, F/4에 대응되도록 최적화하였다. 최종적으로 설계된 광학계의 초점거리는 3.89mm, 전장(overall length)은 5.19mm로서 컴팩트하며, 현재의 디지털스틸 카메라용 광학계에서 요구하는 성능을 충분히 만족하며, 차세대 화상통신용 광학계에 응용될 수 있을것으로 기대된다.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제4권5호
• /
• pp.441-445
• /
• 2020

A novel design for a Fresnel lens for a solar end-pumped laser is demonstrated in this paper. The new hybrid Fresnel lens includes two parts, inner and outer. The inner part is a twice-total-internal-reflection and vertical-transmission lens. The outer part is a once-total-reflection and vertical-transmission lens. The radius of the Fresnel lens is 600 mm, and its focal length is 750 mm. The concentrating performance of the Fresnel lens is examined using TracePro. The results show that the concentration efficiency has been greatly improved. The total concentration efficiency of the hybrid Fresnel lens reaches 73.2% when the radius of the laser rod is 3 mm. This design can simplify the concentration system of a solar end-pumped solid-state laser.

• 한국광학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.236-243
• /
• 2003

본 논문에서는 구면수차와 Stiles-Crowford 효과를 고려하여 인간의 눈을 모델링한 정밀모형안과 등가인 렌즈모듈 모형안의 설계에 관하여 논의하였고, 렌즈모듈 모형안을 적용한 Head Mounted Display(HMD)용 광학계를 설계 및 평가하였다. HMD용 광학계에서 요구되는 소형화, 고성능 및 고해상도 등의 필수조건들을 만족시키기 위해 회절광학소자와 비구면을 이용하여 색수차와 단색수차를 보정하였다. SVGA급 480,000화소를 갖는 0.47 인치 micro-display, 플라스틱 hybrid 렌즈, 그리고 렌즈모듈 모형안으로 HMD용 광학계를 구성하였다. 설계된 광학계의 초점거리는 31.25 mm, FOV는 24H$\times$18V$\times$30D degrees, 그리고 전장길이는 59.1 mm이다. 결과적으로, 사용자가 편안함을 느낄 수 있는 HMD에 유용한 광학계를 얻었다.

• 로봇학회논문지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.210-219
• /
• 2011

This paper studies how to combine devices such as monocular/stereo cameras, motors for panning/tilting, fisheye lens and convex mirrors, in order to solve vision-based robotic problems. To overcome the well-known trade-offs between optical properties, we present two mixed versions of the new systems. The first system is the robot photographer with a conventional pan/tilt perspective camera and fisheye lens. The second system is the omnidirectional detector for a complete 360-degree field-of-view surveillance system. We build an original device that combines a stereo-catadioptric camera and a pan/tilt stereo-perspective camera, and also apply it in the real environment. Compared to the previous systems, we show benefits of two proposed systems in aspects of maintaining both high-speed and high resolution with collaborative moving cameras and having enormous search space with hybrid configuration. The experimental results are provided to show the effectiveness of the mixing collaborative and hybrid systems.

• 한국광학회지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.241-249
• /
• 2017

본 논문에서는 $7.7{\mu}m$에서 $12.8{\mu}m$ 파장 대역에 적용 가능한 비냉각 열상장비 광학계를 설계 및 분석 하였다. 최적화 과정을 통하여 설계된 원적외선 광학계의 유효초점거리는 5.44 mm를 가지며, 4면의 비구면과 2면의 회절면을 포함하였다. 광학계의 F/수는 F/1.2로 설정하였고, 시야각은 $90^{\circ}{\times}67.5^{\circ}$가 되도록 하였다. 회절면이 적용된 hybrid 렌즈를 이용하여 보다 효율적으로 고차 수차가 보정되도록 하였고, 이때 발생되는 회절 특성은 scalar 회절 효율을 이용하여 평가하였다. 또한 hybrid 렌즈에서 발생되는 회절 현상에 의한 통합 회절효율을 예측하고 배경잡음에 의한 MTF 저하를 고려하였다. 원적외선 광학계의 온도 변화에 따른 보상은 광학식 비열화를 이용하여 광학계의 MTF 성능이 초점 심도 내에서 유지되도록 하였다. 결론적으로 비냉각 열상장비에 효율적으로 적용 가능한 광학설계 결과를 얻었다.