• 한국안광학회지
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• 제14권3호
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• pp.29-35
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• 2009

목적: 70 mm eye relief를 갖는 릴레이 렌즈 방식 스코프 개발. 방법: Sigma 2000 광학 설계 프로그램을 사용하여 릴레이 렌즈를 갖는 대물부와 접안부를 각각 설계하고 통합하여 70 mm eye relief를 갖는 릴레이 렌즈 방식의 스코프를 개발하였다. 결과: 릴레이 렌즈를 갖는 대물부와 접안부를 각각 설계하고 통합하는 방법으로 설계 제작되어진 70 mm eye relief를 갖는 릴레이 렌즈 방식의 스코프는 배율이 4.0배, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리가 약 105 mm, 경통구경 18 mm, 유효구경 13 mm를 갖는다. 또한 분해선폭은 30% MTF 값 기준으로 275 cycles/rad인 특성을 보여준다. 결론: 275 cycles/rad 에서 MTF 30% 이상인 성능을 가지며, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리 약 105 mm, eye relief 70 mm를 갖는 4.0의 배율을 갖는 릴레이방식의 스코프를 설계 제작하였다.

• 한국안광학회지
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• 제17권4호
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• pp.441-447
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• 2012

목적: 본 연구는 주야 관측경에 사용되는 빔 분리프리즘용 $1{\times}$ 광로 연장 어댑터(optical path relay adapter) 설계 개발에 관한 것이다. 방법: 상용 C-mount 경통구조를 가지는 줌렌즈 광학계와 빔 분리프리즘을 사용하여 주간 야간용 관측경을 만들기 위해서는 줌렌즈 광학계의 상의 크기는 변하지 않으면서 결상면의 위치를 길게 늘일 수 있는 광로 연장 어댑터가 필요하다. 이에 우리는 lens module 모드를 사용할 수 있는 CodeV 프로그램을 이용하여 $1{\times}$ 광로 연장 어댑터를 설계할 수 있었다. 결과: 우리는 빔 분리 프리즘을 갖는 주야 관측경용 광로 연장 어댑터를 설계 할 수 있었는데, 이 광학계는 EFL이 -Q56.0 mm, 배율이 +1.0배, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리가 약 20.4 mm인 특징을 갖는 광학계가 되었다. 이 시스템의 분해능은 40% MTF 값 기준으로 30 lp/mm인 특성을 보여준다. 이 특성은 설계되어진 광로 연장 어댑터는 3세대 영상증폭관(IIT: image intesifier tubes)의 분해능을 충분히 수용할 수 있는 광학계임을 보여준다. 결론: 30 lp/mm에서 MTF 40%인 성능을 가지면서, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리가 20.4 mm, EFL이 -Q56.0 mm, 배율이+1.0인 광학적 특성을 갖는 광로 연장 어댑터를 설계하여 적용함으로써 우리는 상용 C-mount 결상 경통구조를 가지는 줌렌즈 광학계와 3세대 영상증폭관(IIT)과 빔 분리프리즘으로 이루어진 새로운 형태의 주야 관측경을 개발할 수 있었다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권6호
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• pp.614-618
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• 2015

This paper described an off-axis head-mounted display system. It is composed of a 7-piece coaxial relay lens group and a freeform surface combiner. This configuration has a simple structure and a wide field of view (FOV). In this design, a freeform surface is chosen as the combiner, to simplify the structure and attain good image quality. We generated this freeform surface by considering both coordinates and normals of discrete data points. Moreover, we realize a coaxial structure in the relay lens group, which is compact and benefits from a loose tolerance requirement. The HMD system we finally realized has a 40° × 30° FOV and 15-mm exit pupil diameter.

• Current Optics and Photonics
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• 제2권3호
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• pp.280-285
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• 2018

A new method to design a see-through off-axis head-mounted-display (OA-HMD) optical system with an ellipsoidal surface is proposed, in which a tilted ellipsoidal surface is used as the combiner, which yields the benefits of easier fabrication and testing compared to a freeform surface. Moreover, we realize a coaxial structure in the relay lens group, which is simple and has looser tolerance requirements, thus making assembly easier. The OA-HMD optical system we realize has a simple structure and consists of a combiner and 7 pieces of coaxial relay lenses. It has a $48^{\circ}{\times}36^{\circ}$ field of view (FOV) and 12-mm exit pupil diameter.

• 한국광학회지
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• 제13권6호
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• pp.506-509
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• 2002

새로운 방법으로 간편하게 입체적으로 비디오 영상을 촬영할 수 있는 광학계를 설계하였다. 광학계의 전체 시야는 42$^{\circ}$이고 유효경은 22mm이다. 본 광학계를 비디오 카메라나 캠코더에 장착하여 정립 실상으로 입체 영상을 촬영하고 이를 입체 영상으로 재생할 수 있는 2중 무초점계 bi-ocular형이다. 광학계의 크기는 광로정을 광속분리기 및 평면경으로 접어서 compact하게 축소되었다. 광학계는 4개의 렌즈군으로 구성되며 각 렌즈군은 relay 렌즈 역할까지 겸하여 v근netting효과를 최소화하였기 때문에 전체 시야에 걸쳐 거의 광 손실 없이 영상을 정립 실상으로 비디오 카메라나 캠코더 렌즈에 전달하고 있다 전 시야에 걸쳐 양 쪽 눈에서 볼 수 있는 영상을 서로 수직한 방향의 편광자와 chopper를 이용하여 1초에 30개 이상 교대로 녹화한다. 재생할 때는 서로 수직한 방향의 편광자를 가진 입체시 안경을 쓰고 양쪽 눈으로 각각의 영상을 보게 되며 입체영화를 감상할 때와 같이 잔상효과로 인하여 연속적인 입체 동영상으로 감상할 수 있다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제14권2호
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• pp.163-169
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• 2010

Novel wafer-level fabrication of a glass ball-lens is realized for optoelectronic applications. A Pyrex wafer is bonded to a silicon wafer and cross-cut into a square-tile pattern, followed by wet-etching of the underlying silicon. Cubes of Pyrex on the undercut silicon are then turned into ball shapes by thermal reflow, and separated from the wafer by further etching of the silicon support. Radial variation and surface roughness are measured to be less than ${\pm}3\;{\mu}m$ and ${\pm}1\;nm$, respectively, for ball diameter of about $500\;{\mu}m$. A surface defect on the ball that is due to the silicon support is shown to be healed by using a silicon-optical-bench. Optical power-relay of the ball lens showed the maximum efficiency of 65% between two single-mode fibers on the silicon-optical-bench.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권6호
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• pp.459-467
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• 2016

Using a line scan camera and a Galvano mirror, we constructed a high-speed line-scanning microscope that can generate 2D images ($8000{\times}8000pixels$) without any moving parts. The line scanner consists of a Galvano mirror and a cylindrical lens, which creates a line focus that sweeps over the sample. The measured resolutions in the x (perpendicular to line focus) and y (parallel to line focus) directions are both $2{\mu}m$, with a 2X scan lens and a 3X relay lens. This optical system is useful for measuring defects, such as spalling, chipping, delamination, etc., on the surface of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) holes after machining in conjunction with adjustments in the angle of LED lighting. Defects on the inner wall of holes are measured by line confocal laser scanning. This confocal method will be useful for analyzing defects after CFRP machining and for fast 3D image reconstruction.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2011년도 한국우주과학회보 제20권1호
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• pp.31.2-31.2
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• 2011

IGRINS (Immersion GRating INfrared Spectrometer) is a high resolution wide-band infrared spectrograph developed by Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) and the University of Texas at Austin (UT). The slit-viewing camera is one of four re-imaging optics in IGRINS including the input relay optics and the H- and K- band spectrograph cameras. Consisting of five lenses and one Ks-band filter, the slit viewing camera relays the infrared image of $2'{\times}2'$ field around the slit to the detector focal plane. Since IGRINS is a cryogenic instrument, the lens barrel is designed to be optimized at the operating temperature of 130 K. The barrel design also aims to achieve easy alignment and assembly. We use radial springs and axial springs to support lenses and lens spacers against the gravity and thermal contraction. Total weight of the lens barrel is estimated to be 1.2 kg. Results from structural analysis are presented.

• 한국광학회지
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• 제17권3호
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• pp.240-247
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• 2006

본논문에서는 LCOS형 마이크로 디스플레이를 이용하여 60인치 이상의 대화면에서도 고해상도 및 슬림형이 가능한 프로젝션 TV용 광학계를 설계하였다. 조명광학계, 투사광학계, 색분리 합성계 그리고 마이크로 디스플레이 사이의 상호관계를 정량화하여 최적의 광학엔진을 구현하기 위한 초기데이터를 설정하고, 이로부터 최적화 과정을 통하여 각각의 광학계를 설계하였다. 고휘도를 구현하기 위한 3-panel 방식을 도입하고, 4개의 프리즘을 대칭적으로 배열하여 RGB의 광경로가 동일하도록 색분리 합성계를 구성하여 조명광학계를 컴팩트하게 설정하였다. 또한 투사광학계의 렌즈 군 사이에 거울을 삽입하여 접은 형태로 구성하여 고해상도 및 슬림형이 가능한 광학엔진을 설계하였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제2권3호
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• pp.241-249
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• 2018

We report a midinfrared dual-field-of-view (FOV) optical system design for an airborne electro-optical targeting system. To achieve miniaturization and weight reduction of the system, it has a common aperture and fore-optics for three different spectral wavelength bands: an electro-optic (EO) band ($0.6{\sim}0.9{\mu}m$), a midinfrared (IR) band ($3.6{\sim}4.9{\mu}m$), and a designation laser wavelength ($1.064{\mu}m$). It is free to steer the line of sight by rotating the pitch and roll axes. Our design co-aligns the roll axis, and the line of sight therefore has a fixed entrance pupil position for all optical paths, unlike previously reported dual-FOV designs, which dispenses with image coregistration that is otherwise required. The fore-optics is essentially an achromatized, collimated beam reducer for all bands. Following the fore-optics, the bands are split into the dual-FOV IR path and the EO/laser path by a beam splitter. The subsequent dual-FOV IR path design consists of a zoom lens group and a relay lens group. The IR path with the fore-optics provides two stepwise FOVs ($1.50^{\circ}{\times}1.20^{\circ}$ to $5.40^{\circ}{\times}4.32^{\circ}$), due to the insertion of two Si lenses into the zoom lens group. The IR optical system is designed in such a way that the location and f-number (f/5.3) of the cold stop internally provided by the IR detector are maintained when changing the zoom. The design also satisfies several important performance requirements, including an on-axis modulation transfer function (MTF) that exceeds 10% at the Nyquist frequency of the IR detector pitch, with distortion of less than 2%.