• 한국정밀공학회지
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• 제27권2호
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• pp.50-59
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• 2010

In this paper, two kind of free-form progressive addition lenses (PALs) were designed with Zernike polynomial surface and anatomically accurate finite presbyopic schematic eyes which have aspheric cornea, aspheric GRIN crystalline lens, aspheric retina, and Gaussian apodization factor. Geometrical and diffraction MTFs were used for the optimization process in sequence. 5th orders of Zernike polynomials were used for the evaluation of progression zones of the two examples. The target MTF was set as 0.22 at 100 lp/mm which satisfies the standard visual resolution. These examples were fabricated with a CNC diamond turning machine controlled by slow tool servo (STS). After polishing process, the wavefront aberrations were measured with a laser interferometer on the ten test points across the progression zones and then compared with three current commercially available PALs on the optical performance. Astigmatic aberrations of the examples are very lower than the three selected PALs and have more increased stabilized progressive intermediate zones and near zones. It is expected to give better clear and comfortable distance, intermediate and near visions than other conventional PALs and to improve the adaptability of presbyopic patients to PALs.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권4호
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• pp.409-420
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• 2021

We propose a method to synthesize a color non-hogel-based computer-generated-hologram (CGH) from light field data of a three-dimensional scene with a hologram pixel pitch shared for all color channels. The non-hogel-based CGH technique generates a continuous wavefront with arbitrary carrier wave from given light field data by interpreting the ray angle in the light field to the spatial frequency of the plane wavefront. The relation between ray angle and spatial frequency is, however, dependent on the wavelength, which leads to different spatial frequency sampling grid in the light field data, resulting in color aberrations in the hologram reconstruction. The proposed method sets a hologram pixel pitch common to all color channels such that the smallest blue diffraction angle covers the field of view of the light field. Then a spatial frequency sampling grid common to all color channels is established by interpolating the light field with the spatial frequency range of the blue wavelength and the sampling interval of the red wavelength. The common hologram pixel pitch and light field spatial frequency sampling grid ensure the synthesis of a color hologram without any color aberrations in the hologram reconstructions, or any loss of information contained in the light field. The proposed method is successfully verified using color light field data of various test or natural 3D scenes.

• 한국안광학회지
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• 제14권2호
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• pp.35-39
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• 2009

목적: 본 연구는 각막지형검사기의 각막형상을 이용하여 각막수차를 구현하는 프로그램을 개발하고자 하며, 개발된 프로그램을 이용하여 저니케 다항식(Zernike Polynomial)으로 파면과 각막수차를 구현하고자 한다. 방법: 각막지형검사기인 ORBSCAN의 각막형상 데이터로부터 각막의 형상을 재구성하기 위해 저니케 다항식을 사용하였으며, 이때 동공의 유효구경은 6 mm를 고려하였다. 구현된 각막형상으로부터 광선추적을 사용하여 동일한 광학적 거리의 파면을 구현하는 프로그램을 개발하였으며, 파면으로부터 6차 28항의 저니케 계수로 각막수차를 구현하였다. 결론: 본 연구에서는 각막지형검사기의 각막형상으로부터 각막의 수차와 파면을 구현하는 프로그램을 개발하였으며, 이러한 결과는 각막지형검사기 개발과 콘택트렌즈 및 OK렌즈 처방에 유용하게 적용될 수 있으리라 사료된다.

• 한국광학회지
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• 제28권6호
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• pp.290-294
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• 2017

카세그레인 망원경은 오목한 주경과 볼록한 부경으로 이루어져있다. 특히 부경의 경우 크기는 작지만 볼록한 형태로 빛을 모두 퍼트려 파면오차 측정이 어렵다. 본 논문에서는 비구면 계수가 여러 개인 볼록비구면 반사경의 파면오차를 Simpson-Oland-Meckel (SOM) 힌들 테스트를 적용하여 측정하였다. 그리고 실험 구성에서 발생하는 계통오차를 분리해내기 위해 QN 절대측정법을 추가로 적용함으로써 힌들 렌즈 제작 및 정렬 오차를 포함한 계통오차를 보정하고 볼록비구면 반사경만의 파면오차를 구하였다. 이렇게 구한 볼록비구면 반사경의 파면오차와 QED사의 ASI (Aspheric Stitching Interferometer)로 측정한 파면오차와 비교한 결과, 모두 $45^{\circ}$ 방향의 비점수차 형태를 가지며 rms 값의 차이가 약 2.5 nm rms 이내로 매우 작음을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권1호
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• pp.40-45
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• 2004

Recently, aspheric optical lenses and mirrors, which are harder to manufacture and measure than the conventional spherical ones, are widely used, particularly in electronic fabrication process. Generally, interferometric optical method is used for the measurement of spherical optical surface. However, the interferometric method for aspheric surface measurement is difficult because it needs a precise null corrector and strict environmental conditions such as constant temperature, humidity and vibrations. We have been studied on the manufacturing of aspheric optics to improve the surface profile accuracy and productivity using a corrective polishing process. For the corrective polishing, a practical method of On-Machine Measurement (OMM) is required. For this purpose, an optical OMM system has been studied using the Shach-Hartmann test, which is very robust to the practical polishing environment. The wavefront has been reconstructed from the measured data using the primary aberration polynomial function by the least squares fitting. The measured result of the OMM system shows that the maximum deviation is less than 200 nm for the one of commercial Fizeau interferometer Wyko 6000.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권4호
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• pp.403-408
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• 2015

To evaluate the effects of spherical aberration (SA) correction on optical quality in pseudophakic eyes, we simulated the optical quality of the human eye by computation of the modulation transfer function (MTF). We reviewed the medical records of patients who underwent cataract surgery in Asan Medical Center, retrospectively. A Zywave aberrometer was used to measure optical aberrations at 1-12 postoperative months in patients with AR40e intraocular lens implants. The MTF was calculated for a 5 mm pupil from measured wavefront aberrations. The area under the MTF curve (aMTF) was analyzed and the maximal aMTF was calculated while changing the SA ($-0.2{\sim}+0.2{\mu}m$) and the defocus (-2.0 ~ +2.0 D). Sixty-four eyes in 51 patients were examined. The maximal aMTF was $6.61{\pm}2.16$ at a defocus of $-0.25{\pm}0.66D$ with innate SA, and $7.64{\pm}2.63$ at a defocus of $0.08{\pm}0.53D$ when the SA was 0 (full correction of SA). With full SA correction, the aMTF increased in 47 eyes (73.4%; Group 1) and decreased in 17 eyes (26.6%; Group 2). There were statistically significant differences in Z(3, -1) (vertical coma; P = 0.01) and Z(4, 4) (tetrafoil; P = 0.04) between the groups. The maximal aMTF was obtained at an SA of $+0.01{\mu}m$ in Group 1 and an SA of $+0.13{\mu}m$ in Group 2. Optical quality can be improved by full correction of SA in most pseudophakic eyes. However, residual SA might provide benefits in eyes with significant radially asymmetric aberrations.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.474-480
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• 2002

Aspheric optical lenses and mirrors are widely used in recent. It is more difficult to manufacture and measure the aspherical optics compared to conventional spherical ones. The interferometric optical test is common for the measurement of spherical optical surface. But the application of the interferometry to the measurement of aspheric surface is difficult because it needs a precise null corrector and very careful environmental conditions such as keeping constant temperature, humidity, atmospheric pressure and vibrations. To enhance productivity of optics manufacturing on-machine measurement and correction has been developed in this study. For practical applications, robustness of the measurement method to environments is more important. For the purpose an optical OMM(On-Machine Measurement) system has been developed using Shack-Hartmann test which has robustness to the environment. The wavefront has been reconstructed from the measured data using the primary aberration polynomial function by least square fitting. The measured result of the developed only system gives the maximum deviation only in 200 nm from the result measured by a commercial Fizeau interferometer Wyko 6000.

• 한국광학회지
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• 제16권5호
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• pp.440-445
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• 2005

비구면 평가를 위한 자동무수차점 널 렌즈 광학계에서, 널 렌즈간 거리를 정렬의 조정 인자로 사용하는 방식과 널 렌즈간 거리를 경통으로 고정 하는 방식에 대해 측정 정밀도의 한계 및 신뢰도를 연구하였다. 먼저 널 렌즈간 거리를 정렬의 조정 인자로 사용하는 방식에 있어서는, 널 렌즈의 제작오차에 의해 유기되는 전체 널 렌즈 광학계의 파면수차가 보상되는 특성이 나타나고 이로 말미암아 시험 비구면의 모호성(측정오차)이 발생하게 되어 측정의 신뢰도가 저하되는 결과가 초래되었다. 그리고 널 렌즈간 거리를 경통으로 고정하는 방식은, 널 렌즈계의 제작오차에 의해 유기되는 파면수차가 보상 되지 않기 때문에 측정오차가 발생하지 않았다. 즉, 이로부터 널 렌즈 광학계는 측정오차가 제거될 수 있는 경통고정방식으로 구성되어야 함을 알 수 있었다. 또, 본 연구에서는 널 렌즈와 시험 비구면간의 원거리 정렬을 제어하기 위해 시험 비구면 상에 정렬구경이라는 개념을 제안하였고, 정렬구경을 사용한 자동무수차점 방식의 측정 정밀도 한계도 이론적으로 분석하여 보았다.

• 한국광학회지
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• 제18권5호
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• pp.337-344
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• 2007

모형안은 안구의 굴절력 교정 수술이나 콘택트렌즈, 안경 등 시력 보정을 위한 기구를 설계하는 등, 다양한 목적아래서 안구의 시성능을 최적모델링 하기 위해 발전해 왔다. 특히, 안구의 가변적인 굴절능 조절 과정을 내포하는 모형안을 세우고, 환경변화에 따른 모형안의 광학 성능을 정확하게 모델링하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 사람 안구가 단계적으로 굴절능 조절을 행할 때 기존의 해부학적 광학형상 변화를 포함하고 안구의 파면수차와 조절반응을 고려한 모형안을 제시하였다. 본 연구에서 제시된 모형안은 조절자극의 세기에 따른 조절반응 부족량, 3차와 4차 수차, 변조전달함수, 시력 등이 제시되었으며, 그 모형안을 바탕으로 계산한 결과 값은 실제 안구에서 측정한 값들을 만족하였다. 본 연구에서 제안된 모형안은 조절의 단계적 변화에 따른 안구의 광학적 성능과 변조저달 함수의 계산, 사람 눈의 시성능 변화를 보다 정확하게 예측하는데 좋은 도구를 제공할 것이다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.32-40
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• 2010

확장된 네이보어-제르니케 방법을 이용하여 광학계의 동공함수(pupil function)를 추산하는 알고리즘을 제안한다. 동공함수로부터 광학계가 가진 파면수차를 복원하고 아울러 동공에 비추어지는 빛의 밝기분포를 분석할 수 있다. 이 방법은 브루-레이 광픽업의 생산현장에 적용하여 실시간으로 광학계의 수차를 복원할 수 있다. 아울러 이 방법이 여러 다른 광학계에 널리 이용될 수 있음을 다양하게 수차를 부여해서 생성한 데이터를 분석하여 검증하였다. 초점영역의 빔 데이터로부터 동공함수를 얻는 역변환의 여러 방법 중에서 수차이론에 근거한 기존의 네이보어-제르니케 방법을 최근에 네덜란드 연구진이 개량한 확장된 네이보어-제르니케(extended Nijboer-Zernike: ENZ) 방법을 제안하였다. ENZ 방법은 초점영역의 3차원 빔 데이터로부터 해석적인 접근을 통하여 동공의 제르니케 계수를 효율적으로 계산해 낸다. 그러나 이 방법에서는 개구수(NA)가 큰 경우에는 근사적인 접근을 하도록 되어 있다. 본 연구에서는 보다 일반적인 상황에서 적용할 수 있는 수치해석 알고리즘을 개발하고, 이를 GUI 환경에서 운용할 수 있는 윈도 기반의 프로그램을 작성하여 생성한 빔 데이터에 적용하여 이 알고리즘의 유효성을 검증하여 13개의 복소 수차인자 $\beta_n^m$이 모든 요소가 0.7까지 분석을 하였고, 아울러 광픽업의 3D 빔 데이터를 실측해서 간섭계로 측정한 데이터와 R=0.98 정도의 상관관계를 가지는 것을 확인하였다.