광학 렌즈가 빛의 경로에 영향을 주는 것처럼 전자 렌즈는 전자들의 궤적에 영향을 준다. 광학 렌즈의 효과와 전자 렌즈의 효과는 유사성이 매우 높으며 광학에서 사용하는 용어를 전자광학에서 그대로 쓸 뿐만이 아니라 이미 잘 알려져 있는 광학 렌즈에 대한 원리를 전자렌즈 연구에 활용하고 있다. 이러한 유사성에도 불구하고 빛과 전자 그리고 광학 렌즈와 전자 렌즈 사이에는 근본적으로 다른 점이 있기 때문에 전자 렌즈에 대한 체계적인 연구가 요구되고 있다. (중략)
렌즈 하나로 광각부터 망원, 게다가 마크로까지 촬영할 수 있는 만능 렌즈가 고배율 줌의 장점이다. 본 고는 광기술컨텍트 2009년 9월호 특집인 최근의 렌즈 설계 동향에서 주식회사 Tamron 광학개발본부의 SAKURABA Shogo씨가 기고한 <최근의 고배율 줌렌즈의 특징>을 번역한 것이다. 일안 리플렉스 카메라의 고배율 줌렌즈의 선구자라 불리는 Tamron의 개발 역사와 광학설계기술의 트랜드에 대해서 소개했다.
■ 광통신용 렌즈는 광통신 시스템에 있어서 송신단과 수신단에 사용되는 하나의 부품으로 집광/발산의 결상 기능을 지니며, 광회로 부품과 광섬유 또는 수발광소자인 LD/PD와 광섬유를 효율 좋게 저손실로 접속하는 기능을 수행함. ■ 마이크로 렌즈는 마이크로 광학의 분야에 있어 광의 집광 및 평행 광으로의 변환에 빠질 수 없는 가장 기본적인 소자로서, 마이크로 렌즈의 종류로는 마이크로 볼 렌즈, 비구면 렌즈와 GRIN 렌즈가 대표적으로 있음. ■ 렌즈에 적용되는 사양으로서 렌즈의 유효 구경, 초점(focal point), 주점(principle point), 주점에서 초점까지의 거리인 초점 거리(focal length), 가상의 법선을 기준으로 빛이 입사되는 각도인 입사각, 빛이 다른 매질을 만나 반사되는 각도인 반사각, 서로 다른 매질을 빛이 통과할 때 굴절하는 굴절각 등이 있음. ■ 렌즈 모듈의 구조는 렌즈, 스페이서(spacer), 아리리스(Iris), 백링(back-ring), 바렐(Barrel)로 구성함. ■ LD 모듈에서 광원에 패브리 페로(FP)로 사용하는 것에는 볼 렌즈가, DFB 광원으로 사용하는 것으로는 비구면 렌즈가 사용하고 있음. 이를 위해 PON용에서는 G-PON의 OLT, ONU 측, GE-PON의 OLT측에는 비구면 렌즈가 사용되나 GE-PON의 ONU측에는 볼 렌즈가 주로 사용되고 있음. ■ 2012년 볼 렌즈 시장은 수량 기반으로 2011년 대비 9.7% 증가한 7,350만 개, 금액기반으로는 17.0% 증가한 3,125만$를 기록하였음. ■ 2012년 비구면 렌즈 시장은 수량 기반으로 2011년 대비 22.0% 증가한 2,220만 개, 금액 기반으로는 32.0% 증가한 8,900만$를 기록하였음. ■ 2012년 광통신용 렌즈 시장(볼 + 비구면)은 수량 기반으로 2011년 대비 12.3% 증가한 9,570만 개, 금액 기반으로는 27.7% 증가한 1억 2,063만$이었음.
비구면 렌즈를 적용한 광학계로 국내에서 생산되는 광학제품은 휴대폰용 카메라를 비롯하여 CDP, DVD, BD용 픽업, 디지털카메라, 캠코더, 레이져프린터, CCD카메라, 자동차용 후방카메라, 블랙박스, 미니 프로젝터, HMD(Head Mounted Display), 콘택트렌즈, 의료용 어레이 렌즈, 적외선용 광학계, 위성용 카메라 등이 있고 최근에는 LED가 제2의 광원으로 각광을 받으면서 LED 앞에 사용되어 빛의 방향을 조절하고 색수차를 줄이는 용도의 2차 렌즈로 그 사용이 점차 확대되고 있다. 이러한 광학 제품에 사용되는 비구면 렌즈는 이제 국내 기술로 전량 공급할 수 있게 되었다.
최근 국내 전자산업 및 정보통신 산업의 발전을 바탕으로 전자기기 및 정보통신기기 제조에 필요로 하는 광학부품 및 유니트 시장이 급격하게 커지고 있다. 대표적인 예로 카메라폰용 렌즈 시장을 들 수 있는데 많은 회사들이 이 분야에 참여하고 있고 계속해서 신규참여 회사들이 늘고 있어 경쟁이 과열되는 양상까지 보이고 있다. 특히‘세계속의 휴대폰강국’을 만드는데 일익을 담당한 국내의 휴대폰 셋트메이커와 센서메이커의 후광효과는 광학렌즈의 대량 수요창출과 함께 이쪽시장으로 향한 렌즈업체들의 신규진입을 더욱 부추기는 결과를 낳았다. 현재 VGA급과 1.3메가급 렌즈가 시장을 주도하고 있으나 AF기능 및 줌기능을 탑재한 카메라폰이 시장진입을 앞두고 비구면글라스렌즈 채용과 관련, 비구면글라스렌즈 생산업체들의 시장 진입도 본격화될 전망이다. 이를 통해 전반적인 소형광학렌즈에서부터 고부가가치 비구면글라스 관련 다양한 기술력을 축적해 나가는 발판이 될 것으로 보인다.
지난해 (주)3L-Systems(대표이사 이인원) 대표이사로 취임한 이인원 박사는 표준과학연구원 광기술 연구부장, 광주과학기술원 고등 광기술연구소장, 제 14대 한국 광학회 회장을 역임한 광학분야 전문가로 2016년 대표이사 취임이후 광학렌즈 및 렌즈 모듈 수출을 확대하고 있다.
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.
각종 비구면 렌즈를 개발해 첨단장비로 생산하고 있는 서울광학산업㈜이 진행하고 있는 비구면 광학계 제작에 대한 내용이다. 비구면렌즈의 개념과 제작 방법을 간략하게 정리하고 DOAS(Differential Optical Absorption Spectrometer)용 광학계, CTR노광계. 콜리메이션 방식 노광계와 같은 서울광학사업㈜의 비구면 응용제품에 대해서 설명했다. 직접 보유하고 있는 비구면렌즈 제작 관련 장비도 소개한다. 서울광학산업㈜ 연구소 정진호
렌즈들의 고유한 초점거리는 모두 대각선 방향의 화각을 표시한 것으로 화각은 말 그대로 화면을 담을 수 있는 각도를 말한다. 화각이 제일 넓은 렌즈는 물고기가 바라보는 것과 같다고 해서 붙여진 어안렌즈를 비롯하여 광각렌즈, 망원렌즈 등이 있다. 이번호에서는 표준렌즈, 망원렌즈, 광각렌즈 등을 통해 초점 거리별 렌즈의 활용법을 알아보자.
카메라폰의 폭발적인 보급은 폰카메라 렌즈모듈 시장의 동반성장을 가져왔고 대부분 일본에 의존하던 기존의 광학렌즈 시장과 달리 폰카메라 렌즈분야에서는 국내 업체가 시장을 장악하고 있다. 그중에서도 (주)디오스텍(대표.박일, www.diostech.co.kr)은 설립 5년 만에 국내 시장 점유율 1위, 세계 시장에서 3위를 기록하는 등 글로벌 업체로서의 면모를 갖췄다. 올해 3월 허두철 사장의 뒤를 이어 박일 사장을 새로운 사령탑으로 맞은 디오스텍은 카메라폰 렌즈시장의 우위를 발판으로 신규시장에서의 '새로운 강자'로 거듭나기 위해 더욱 발 빠른 행보를 보이고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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