• 한국광학회지
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• 제19권2호
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• pp.108-115
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• 2008

구면 SELFOC 렌즈와 플라스틱 비구면 렌즈를 사용하여 mobile phone 광학계를 설계하였다. SELFOC 소재는 radial GRIN(gradient index) 분포를 가지며, 이것은 설계에 추가적인 자유도를 제공하므로, 비구면을 구면으로 대치할 수 있다. 두개의 플라스틱 비구면 렌즈로 구성된 통상적인 2P 광학계와 결상특성을 비교 하였다. 이 연구에서는 시판되고 있는 SELFOC 소재를 사용하여 1GRIN 1P 광학계를 설계하였다. 그러나 1GRIN 1P의 성능보다 통상적인 2P 광학계의 성능이 좋았다. 1GRIN 1P 설계에서 성능은 GRIN 소재의 굴절률 구배에 의지하므로 굴절률 구배가 클수록 좋은 성능을 보인다. 그러므로 큰 굴절률 구배를 갖는 가상의 GRIN 소재를 사용하여 광학계를 설계하였다. 현재 시판되는 SELFOC 소재보다 3배 정도 굴절률 구배가 큰 GRIN 소재가 개발된다면, 1GRIN 1P 광학계의 성능이 통상적인 2P 광학계의 성능과 유사하거나 더 좋아 질 것이다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권6_spc호
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• pp.687-696
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• 2016

A series of process to design an acoustic lens for underwater imaging is reviewed and the method to evaluate characteristics of the lens is investigated. If the target specification of lens is given, the design process consists of the material selection, evaluation of its properties, lens geometry design, prediction of lens characteristics, manufacturing, and evaluation by measurement. In this study, an actual acoustical lens is made by cutting polymethylpentene block. The characteristics of lens are predicted by the hybrid method, combination of ray tracing and Rayleigh integral. For the direct comparison between the prediction and measurement results, a simulation method based on the equivalent source method is suggested to reflect the actual radiation pattern of transducer used for measurements. Finally, the measurement is conducted in a small water tank to observe the actual characteristics of the manufactured lens.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.806-809
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• 2003

In this paper, extracting design information from arbitrary aspherical lens shape in reverse engineering is introduced. Deformation terms and sphere data equation with various variables compose asphere equation. Aspherical lens shape is expressed with complicated polynomial expression that includes deformation terms and sphere data. Deformation term and vertex curvature have direct influence on a geometric shape and an optical characteristics of aspherical lens. Hence, extracting these information mean that design information could be derived and analyzed from shape data of arbitrary aspherical lens. Furthermore, sharing designer's experience and knowledge for aspherical lens design could be expected.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권5호
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• pp.531-536
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• 2015

This paper presents a new graphical method for selecting a pair of optical glass and housing materials to simultaneously achromatize and athermalize a multilens system composed of many elements. To take into account the lens spacing and housing, we quantify the lens power, chromatic power, and thermal power by weighting the ratio of the paraxial ray height at each lens to them. In addition, we introduce the equivalent single lens and the expanded athermal glass map including a housing material. Even though a lens system is composed of many elements, we can simply identify a pair of glass and housing materials that satisfies the athermal and achromatic conditions. Applying this method to design a black box camera lens equipped with a 1/4-inch image sensor having a pixel width of $2{\mu}m$, the chromatic and thermal defocusings are reduced to less than the depth of focus, over the specified ranges in temperature and frequency.

• 한국CDE학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.325-332
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• 2010

A lens system for mobile phone cameras is comprised of various lenses and designed so as to satisfy design requirements for responses such as a modular transfer function (MTF). However, it is difficult to manufacture and assemble camera modules to maintain the same performance compared with the designed camera modules, because of uncertainty. We should always design a lens system by considering uncertainty that can be caused by errors in the manufacturing and assembly process of mobile phone cameras. The robust optimization offers tools of making robust decisions with the consideration of design parameters, uncontrollable parameters, and the variance of the system. Using an efficient reliability analysis method and an optimization algorithm, we obtained robust optimization results that maximize the mean of MTF and minimize the standard deviation and proposed a new robust design process for a lens system.

• 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.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제13권2호
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• pp.206-212
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• 2009

This study presents the compact zoom lens with a zoom ratio of 5x for a mobile camera by using a prism. The lens modules and aberrations are applied to the initial design for a four-group inner-focus zoom system. An initial design with a focal length range of 4.4 to 22.0 mm is derived by assigning the first-order quantities and third-order aberrations to each module along with the constraints required for optimum solutions. We separately designed a real lens for each group and then combined them to establish an actual zoom system. The combination of the separately designed groups results in a system that satisfies the basic properties of the zoom system consisting of the original lens modules. In order to have a slim system, we directly inserted the right-angle prism in front of the first group. This configuration resulted in a more compact zoom system with a depth of 8 mm. The finally designed zoom lens has an f-number of 3.5 to 4.5 and is expected to fulfill the requirements for a slim mobile zoom camera having high zoom ratio of 5x.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2002년도 제13회 정기총회 및 2002년도 동계학술발표회
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• pp.100-101
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• 2002

This paper show lens design and simulation for microdisplay system with two mirror, Lens design optimized consider to spherical aberration, astigmatism, distortion, and chromatic aberration.

• 한국광학회지
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• 제31권6호
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• pp.281-289
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• 2020

본 논문은 하이브리드 굴절/회절광학소자를 이용한 초슬림 모바일 카메라 렌즈를 보고한다. 먼저 앞서 보고된 23개의 광학 설계 사양 분석을 통해 전장길이(total track length) 최소화를 위하여, 광시야 렌즈 설계에서 일반적으로 적용되는 음(-)의 렌즈를 제1렌즈로 사용하는 리트로포커스(retrofocus) 타입이 아닌, 양(+)의 렌즈가 제일 먼저 선행하는 텔레포토(telephoto) 타입을 선택하였다. 이후 초기 최적 설계 및 제르니케 다항식 기반 수차 분석을 통한 보정 설계를 진행하였으며, 보정 설계 과정에서 잔여 구면색수차(chromatic spherical aberration)의 효과적 제거를 위하여 굴절 및 회절이 결합된 하이브리드 렌즈 1매를 적용하였다. 적용된 최종 설계는 하이브리드 렌즈 1매 포함 총 6매의 렌즈를 이용하여 F/2.0, 화각 90°, 유효초점길이 2.23 mm, 전장길이 3.7 mm를 달성하였고, 결과적으로 1.7의 낮은 전장길이 대 초점길이 비 즉, 텔레포토비(telephoto ratio)를 달성하였다. 동일 전장길이를 갖는 하이브리드 렌즈 미적용 비교 설계 대비, 공간주파수 180 cycles/mm에서 MTF 값이 중심 시야에서는 63%에서 71~73%로 약 8~10% 개선되었고, 0.5, 0.7, 0.9 시야에서도 2~3% 개선되었다. 또한, 가공성 및 회절 패턴에 의한 산란 등을 고려하였을 때 조리개에 위치한 렌즈가 하이브리드 렌즈로 적절함을 알 수 있었고, 이 경우 2개의 회절존으로도 성능 개선이 확인되었다.

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