• 제목/요약/키워드: Telecentric optics

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fθ 공식을 활용한 텔레센트릭 렌즈 및 플라이아이 렌즈의 설계 (The Design of Telecentric Lenses and Fly-eye Lenses by Utilizing fθ Formula)

  • 임천석
    • 한국광학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.9-16
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    • 2013
  • 본 논문에서는 근축광학적인 대수식(algegraic equations)과 설계경험적인 근사조건을 통해 텔레센트릭 렌즈를 구조적으로 이해할 수 있는 일반화된 관계식을 찾는다. 이 관계식은 $f{\theta}$ 공식으로 명명되고, 단매렌즈, 이중가우스렌즈, 쿠크(Cooke)의 삼중렌즈, 쿠크의 삼중렌즈와 이중가우스렌즈가 결합된 복합렌즈의 순서로 단계적으로 적용된다. 그리고 이 공식은 조명광학용으로 사용되는 단매의 플라이아이 렌즈와 집광렌즈, 2매의 플라이아이 렌즈와 집광렌즈에 대해서도 순차적으로 적용된다. 여기서, 집광렌즈는 텔레센트릭 렌즈와 광학적으로 동일한 속성을 가진다. 결론적으로, 본 논문에서 찾은 $f{\theta}$ 공식은 텔레센트릭 렌즈에 대한 구조적인 이해를 이끌어냄과 동시에 직관적인 방식의 설계에도 활용될 수 있음을 보여 준다.

Optical Design of an Image-space Telecentric Two-mirror System for Wide-field Line Imaging

  • Lee, Jong-Ung;Kim, Youngsoo;Kim, Seo Hyun;Kim, Yeonsoo;Kim, Hyunsook
    • Current Optics and Photonics
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    • 제1권4호
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    • pp.344-350
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    • 2017
  • We present a new design approach and an example design for an image-space telecentric two-mirror system that has a fast f-number and a wide-field line image. The initial design of the telecentric mirror system is a conventional axially symmetric system, consisting of a flat primary mirror with fourth-order aspheric deformation and an oblate ellipsoidal secondary mirror to correct spherical aberration, coma, and field curvature. Even though in the optimized design the primary mirror is tilted, to avoid ray obstruction by the secondary mirror, the image-space telecentric two-mirror system shows quite good imaging performance, for a line imager.

Telecentric 렌즈계의 이해와 광학적 성능 조사 (A conceptual introduction and the research of the optical properties of the Telecentric lens system)

  • 김봉환;임현선;지택상;윤성로
    • 한국안광학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.197-202
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    • 2002
  • 본 논문에서는 telecentric 렌즈에 대하여 간략하게 그 성질을 알아보고 기존에 설계된 profile projection lens를 선택하여 광학적 성능을 조사하여 봄으로서 telecentric에 관한 이해를 도모하고자 하였다. 분석한 광학계는 F-no가 2.8이고, 첫 번째 렌즈를-렌즈로 사용하여 물측 초점의 위치를 광학계 안쪽에 위치시킴으로서 aperture stop을 광학계 내부에 설치하게 하여 광학계를 보다 compact하게 하려 하였음을 알 수가 있었다. 시야는 $21^{\circ}$ 정도를 유지하며, entrance pupil이 물측 초점의 위치(FFL)에 놓여짐으로써 exit pupil은 -49404.1mm로 물측 공간쪽으로 무한대로 놓여지게 됨을 확인할 수가 있다. 이로서 본 광학계는 '상측이 텔레센트릭계(image space telecentricity)'의 한 형태라고 할 수 있다.

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머신비전을 위한 스마트폰용 텔레센트릭 렌즈의 설계 (Design of a Telecentric Lens with a Smartphone Camera to Utilize Machine Vision)

  • 최연찬;임천석
    • 한국광학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.149-158
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    • 2018
  • 본 연구에서는 다수의 요소렌즈들로 이루어진 렌즈시스템을 단순화 및 구조화할 수 있는, 저자들만의 독창적인 설계기법인, 일반화된 구조설계 방정식을 제안하고 이를 통해 스마트폰 카메라 렌즈와 연동될 수 있는 텔레센트릭 렌즈의 존재 가능성 및 설계방법을 탐구하였다. 결과적으로, 텔레센트릭 렌즈 시스템을 모듈화하고 조립설계 할 수 있는 $f{\theta}$ 공식을 도출 및 검증할 수 있었고, 이 공식으로부터 공장자동화와 같은 머신비전에 효과적으로 활용될 수 있는 스마트폰용 텔레센트릭 렌즈를 설계할 수 있었다.

소형 텔레센트릭 카메라 광학계의 재귀반사 측정 방법 연구 및 측정 장치 개발 (Development of a Measuring Instrument for the Coefficient of Luminous Intensity of Retro-Reflection of Miniature Telecentric Cameras)

  • 여태운;카라식 발레리;김영일
    • 한국광학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.334-339
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    • 2014
  • 이 논문에서는 소형센트릭 카메라의 광학적 특성이 분석적, 실험적으로 연구되었다. 광학적 특성으로 소형센트릭광학계의 재귀반사 광도계수가 조사되었다. 우선, 시뮬레이션을 통해서, 이론적 재귀반사광도계수 값을 측정하였다. 두번째로, 소형센트릭 카메라 장치를 디자인 하였으며, 이후 실험을 통해 실제 장치의 재귀반사광고계수를 측정하였다. 시뮬레이션과 시험을 통해, 재귀반사광도계수의 측정치 및 실험치 모두가 (P384200CPH: $0,0042m^2/sr{\sim}0,018m^2/sr$, P285200CPH: $0,0045m^2/sr{\sim}0,0297m^2/sr$, P321450S: $0,0021m^2/sr{\sim}0,00963m^2/sr$) 1.4 ~ 4.9의 분각에서 $0,002{\sim}0,03m^2/sr$의 범위에 있음을 발견하였다. 이 결과는, 실제 장비를 구상하는데 사용된 메커니즘과 실험방법의 중요성(유효성)을 증명한다. 이에따라, 이 유효한 결과를 통해서, 이 연구는 광학공학의 이론과 실제의 발전에 기여하였다.

가시광선 전대역의 색수차보정을 위한 광학유리의 선정과 이를 적용한 텔레센트릭 렌즈의 설계 (Selection of Optical Glasses Using a Chromatic-Aberration Correction Method for the Whole Visible Range Plus a Telecentric Lens Design Applying the Method)

  • 유승문;정미숙
    • 한국광학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.217-225
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    • 2015
  • 본 논문에서는 이중 색지움 렌즈와 삼중 색지움 렌즈의 종색수차 보정식을 이용하여 가시광선 전대역에서 수차를 보정할 수 있는 유리 조합을 연구하고 수차가 보정된 두 렌즈를 결합하여 산업 현장에서 광범위하게 이용되고 있는 비전검사용 텔레센트릭 렌즈를 설계하였다. 그 결과 매우 넓은 파장대역 380 nm ~ 780 nm에서 파면수차를 $0.057{\lambda}$ 를 갖는 광학적 성능을 확보하였으며, 이는 기존에 시판중인 486.1 nm ~ 656.2 nm에서 수차가 보정된 텔레센트릭 렌즈들보다 우수하다는 것을 볼 수 있었다.

New generation of imaging colorimeter and imaging polarimeter

  • Boher, Pierre;Leroux, Thierry;Glinel, David
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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    • pp.453-456
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    • 2009
  • We present a new generation of imaging colorimeter that ensures improved accuracy and sensitivity for shorter measurement times. The imaging optics is telecentric on the sensor and allows measurements at any distances without additional calibration. A new technology is used to make the color filters and flat densities. Imaging polarimetry at fixed wavelength is also possible with the same instrument.

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엄밀한 광선추적법에 의한 푸리에변환 holographic kinoform의 분석 (Analysis of Fourier-transform Holographic Kinoforms Using Exact Ray Tracing)

  • 조두진
    • 한국광학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.390-396
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    • 1993
  • 1차원 telecentric paraxial holographic kinoform을 푸리에변환 렌즈로 사용하는 경우에 있어서, 3가지 표면양각형태, 즉 평면-볼록면, 블록면-평면, 좌우대칭 불록면에 대하여 스넬의 법칙을 기반으로 하는 엄밀한 광성추적법을 적용하여 분석하였다. kinoform은 F/8, 초점거리 15mm이며 kinoform과 그 주변 매질의 굴절율을 변화시키므로써 zone수와 두께 그리고 포물면의 경사도를 변화시켰다. 일반적으로 좌우대칭 볼록면 형태가 가장 좋은 성능을 갖는 것으로 나타났고, 모든 경우에 있어서 포물면의 경사도가 증가함에 따라 입사각의 증가에 따른 성능이 저하되었다.

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광선추적법에 의한 푸리에변환 렌즈로서의 TPHK(Telecentric Paraxial Holographic Kinoform)의 표면양각형태에 대한 분석 (Analysis of surface-relief profile for TPHK(Telecentric Paraxial Holographic Kinoform) as a fourier-transform lens using exact raytracking)

  • 김성우;조두진
    • 한국광학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.51-58
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    • 1998
  • 엄밀한 기하광학적 광선추적을 이용하여, 2차원 TPHK가 푸리에변환 렌즈로 사용될 때, 표면양각형태에 따른 특성을 분석하였다. 2차원 TPHK(F/8, 초점거리 15 mm)의 기판두께가 0, 50$\mu\textrm{m}$인 두 경우에 있어서, 표면양각형태를 평면-볼록면에서 볼록면-평면까지 51단계로 나누어, 세가지 입사각($0^{\circ},{2.5}^{\circ},5^{\circ}$)에 대한 광선추적을 실시하였다. 광선추적의 결과로 얻은 rms 스폿크기, $f{\sin}{\theta}$위치에 대한 rms편차, 최고점위치, FWHM(full width at half maximum), 추적에서 제외된 광선수 등을 평가 기준으로 사용하였는데, 그 결과, 기판의 유무에 무관하게, 표면양각높이의 80%가 상면 쪽에 존재하는 양볼록 형태를 가지는 TPHK가 푸리에변환 렌즈로서 가장 우수한 것으로 나타났다.

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Novel Telecentric Collimator Design for Mobile Optical Inspection Instruments

  • Hojong Choi;Seongil Cho;Jaemyung Ryu
    • Current Optics and Photonics
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    • 제7권3호
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    • pp.263-272
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    • 2023
  • A collimator refers to an optical system that images a collimated beam at a desired point. A resolution target located at a near distance can be converted into a virtual image located at a long distance. To test the resolution for mobile cameras, a large target is placed at a long distance. If a collimator system is used, the target can be placed at a near distance. The space required for a resolution inspection can thus be drastically reduced. However, to inspect a mobile camera, the exit pupil of the collimator system and the entrance pupil of the mobile camera must match, and the stop of the collimator system must be located on the last surface. Because a collimator system cannot be symmetrical with respect to the stop, the distortion becomes extremely large, which can be corrected by combining the collimator symmetrically with respect to the object plane. A novel system was designed to inspect an optical lens on a mobile phone. After arranging the refractive power, lenses were added using the equivalent lens design method. The distortion was reduced to less than 1%. This optical system satisfies a half-field angle of 45° and an optical performance sufficient for inspection.