• Current Optics and Photonics
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• 제5권6호
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• pp.699-710
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• 2021

In this study, we propose a biomimetic optical structure design methodology for investigating micro-optical mechanisms associated with the compound eyes of insects. With these compound eyes, insects can respond fast while maintaining a wide field of view. Also, considerable research attention has been focused on the insect compound eyes to utilize these benefits. However, their nano micro-structures are complex and challenging to demonstrate in real applications. An effectively integrated design methodology is required considering the manufacturing difficulty. We show that photorealistic ray-traced visualization is an effective method for designing the biomimetic of a micro-compound eye of an insect. We analyze the image formation mechanism and create a three-dimensional computer-aided design model. Then, a ray-trace visualization is applied to observe the optical image formation. Finally, the segmented images are stitched together to generate an image with a wide-angle; the image is assessed for quality. The high structural similarity index (SSIM) value (approximately 0.84 to 0.89) of the stitched image proves that the proposed MATLAB-based image stitching algorithm performs effectively and comparably to the commercial software. The results may be employed for the understanding, researching, and design of advanced optical systems based on biological eyes and for other industrial applications.

• 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.

• 한국안광학회지
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• 제21권3호
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• pp.281-288
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• 2016

목적: 중심장액성맥락망막병증을 치료 중인 눈과 완치된 눈의 광학적 질의 변화를 알아보았다. 방법: 총 68명 136안을 대상으로 중심장액성맥락망막병증을 치료 중인 눈 및 무증상 반대편 눈, 중심장액성맥락망막병증을 진단받은 후 완치된 눈 및 반대편 눈과 정상인 눈의 객관적 산란지수, 변조전달함수 값, 상의 집속률, 점상강도 분포함수 50%폭과 10% 폭 및 대비감도를 측정하여 분석하였다. 결과: 중심장액성맥락망막병증을 치료 중인 눈은 반대편 무증상 눈, 질환이 완치된 눈 및 정상 눈과 비교하여 모든 광학적 질 평가에서 통계적으로 유의하게 광학적 질의 저하가 나타났다. 중심장액성맥락망막병증을 치료 중인 반대편 무증상 눈과 완치된 눈의 경우는 통계적으로 유의하지는 않았지만 정상안보다 광학적 질의 저하 경향이 나타났다. 결론: 본 연구를 통하여 중심장액성맥락망막병증 치료 단계에 따라 광학적인 질에 차이가 있음을 밝혔으며, 중심장액성맥락망막병증의 완치 판정 및 예후 평가에서 광학적 질의 평가의 활용을 제안한다.

• 한국광학회지
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• 제19권6호
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• pp.439-447
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• 2008

노안환자를 위한 백내장 수술, 노안교정을 위한 각막절제술, 노안교정용 콘택트렌즈 및 안경착용과 같은 다양한 조건하에서 정확하게 시력과 상질을 형상화하는 정밀 노안 모형안이 필요하다. 노안에 대해 최근에 발표된 임상 자료들을 이용하여 광학적, 해부학적으로 실안에 근접하며, 노안을 위한 새로운 정밀 모형안을 설계하였다. 연령의 증가에 따라 달라지는 안 매개변수들을 각각 4개의 연령대별로 다르게 적용하였다. 새 모형안에는 알파각, 편심동공, 비구면 GRIN 수정체 및 비구면 망막 면을 적용하였다. 본 연구에서 제시된 모형안들은 노안을 위한 저시력 보정용구, 누진가입도렌즈, 인공수정체 그리고 콘택트렌즈와 같은 시기광학계의 설계는 물론 임상적으로 망막 상의 질을 평가하는데 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

• 한국광학회지
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• 제14권3호
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• pp.236-243
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• 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.

• 한국안광학회지
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• 제9권2호
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• pp.269-280
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• 2004

본 논문에서는 몇 개의 근축(paraxial) 모형안들과 정밀(finite) 모형안들을 선택하여 모형안의 자이델 수차를 이용하여 안구에 대한 광학적 특성을 살펴보았다. 즉, 구경조리개인 홍채를 수정체의 전면에 고정시킨 후 자이델 계수를 통하여 각 면의 수차 분포와 비구면도가 모형안 성능에 어떤 영향을 주는가를 조사하였다. 또한 조절 휴지 상태와 조절 상태로 구분하여 분석함으로서 조절 시 변화되는 광학적 특성도 함께 조사하였다.

• 한국안광학회지
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• 제8권2호
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• pp.19-24
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• 2003

저자들은 112명의 224안을 대상으로 동공거리와 안경광학중심거리를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 총 224안 중 근시안은 136안(60.7%), 난시안은 85안(37.9%), 원시안은 3안(1.4%)이었다. 2. ${\pm}0.25$ < $$D{\leq_-}{\pm}1.00$$ 35안 중 수평프리즘 효과가 안경의 조제가공 허용오차를 넘지 않는 경우는 34안(97.1%)이었다. 3. ${\pm}1.00$ < $$D{\leq_-}{\pm}6.00$$ 167안 중 수평프리즘 효과가 안정의 조제가공 허용오차를 넘지 않는 경우는 136안(81.4%)이었다. 4. ${\pm}6.00%$ < $$D{\leq_-}{\pm}12.00$$ 22안 중 수평프리즘 효과가 안경의 조제가공 허용오차를 넘지 않는 경우는 12안(54.5%)이었다.

• 한국임상수의학회지
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• 제30권4호
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• pp.324-328
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• 2013

A 5-year-old intact male Yorkshire terrier dog was referred with a 1-week history of blindness. In both eyes, menace responses and pupillary light reflexes were absent. The indirect ophthalmoloscopy revealed multiple small gray-white and discoloration lesion in mid-nontapetum area in both eyes. Electroretinograms showed diminished amplitude of a- and b-waves. Multifocal serous retinal detachments were detected with optical coherence tomography (OCT) over the small gray-white and discoloration lesion in the fundus. After one week of treatments, the indirect ophthalmoloscopy showed that irregular patches and hyperpigmentation in the center of hyperreflectivity area. Reattachment and retinal thinning were observed by the OCT. The results indicate that OCT scanning is considered to be a useful method for retinal evaluation in dogs with chorioretinitis.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2005년도 하계학술발표회
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• pp.58-59
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• 2005

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권2호
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• pp.219-223
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• 2013

The purpose of this study was to determine the relationship between the spherical equivalent visual acuity (VA) and uncorrected astigmatism. On 108 emmetropic eyes, the spherical equivalent VA was measured for cross cylindrical lens (CC lens)-induced astigmatic eyes and the VA-astigmatism relation determined. On 158 astigmatic eyes, the spherical equivalent VA and corrected astigmatism were measured and the measured values were compared with the calculated values from the VA-astigmatism relation by correlation coefficient analysis. Subsequent to that, the relationship between spherical equivalent VA and uncorrected astigmatism was made. The relationship was fitted for an exponential equation. Correlation coefficient between calculated values by equation and measured values for astigmatic eyes was 0.991 (p<0.01). The relationship between the spherical equivalent VA and the uncorrected astigmatism was decided as follows (spherical equivalent VA / uncorrected astigmatism): 1.0 / 0.25 D, 0.9 / 0.50 D, 0.8 / 0.75 D, 0.7 / 1.00 D, 0.6 / 1.25 D, 0.5 / 1.50 D, 0.4 / 2.00 D, 0.3 / 2.50 D, 0.2 / 3.00 D, 0.1 / 4.00 D, and 0.05 / 4.75 D. In conclusion, the relationship table devised from this study is a useful reference for predicting uncorrected astigmatism by measurement of decimal VA in spherical equivalent.