• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1422-1425
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• 2003

In the design of optical system, important variables of optical system (including indices, shapes, spaces, stops. etc.) must manipulate in order to balance out offensive aberration. In this paper, it carried out a basic study on the design of micro optical system usable for the acquaintance of visual information in the particular conditions such as capsule type endoscopes. In this study, specification for design of optical system selected voluntarily and the basic design of optical system carried out by using the ray tracing method on the assumption that ideal lenses without aberrations. In the designed optical system, the optimization including aberration correction and the performance evaluation of optical system carried out by using the CODE-V. The final designed optical system consists of seven sheets of lenses. Also the results of performance evaluation. the micro optical system combined with aspherical lenses was confirmed to have improved optical performance as compared with the micro optical system consisted of spherical lenses.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권5호
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• pp.447-453
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• 2013

A micro zoom system without moving elements by use of two liquid lenses is designed and optimized in this paper. The zoom equations of the system composed of two liquid lenses are deduced. The structure parameters including radius and thickness of a conical double-liquid electrowetting based lens are analyzed and calculated. Because the liquid thickness varies non-linearly with the radius of the interface, it's very difficult to optimize a real liquid lens using commercial optical design software directly. Through the Application Programming Interface (API) of the optical design software CODE V, a zoom system with two real electrowetting based liquid lenses is modeled and optimized. A two-liquid-lens zoom system without moving elements, with a zoom factor of 1.8 and a compact structure of 10 mm is designed for illustration. This can be useful for the camera design of mobile phones, tablets and so on. And this paper presents a convenient way of designing and optimizing a zoom system including liquid lenses by commercial optical design software.

• Current Optics and Photonics
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• 제1권2호
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• pp.150-156
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• 2017

A diffraction limited optical system for head mounted displays (HMDs) was designed. This optical system consists of four modules, including 1:5 mm and 5:30 mm beam expanders, polarization grating-polarization conversion system (PG-PCS) and refractive/diffractive projection optical module. The PG-PCS module transforms the unpolarized Gaussian beam to a linearly polarized beam and it simultaneously homogenizes the spatial intensity profile. The optical projector module has a $30^{\circ}$ field of view, a 22 mm eye relief, and a 10 mm exit pupil diameter with a compact structure. Common acrylic materials were utilized in the optical design process; therefore, the final optical system was lightweight. The whole optical system is suitable for a 0.7 inch liquid crystal on silicon microdisplay (LCOS) with HDTV resolution ($1920{\times}1080$) and $8.0{\mu}m$ pixel pitch.

• 한국광학회지
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• 제12권6호
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• pp.512-518
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• 2001

본 논문에서는 Head Mounted Display(HMD)용 광학계의 기하학적인 특징과 회절광학소자를 이용한 HMD용 광학계 설계의 개념에 대해 논의하였다. 사용자가 영상을 볼 때 편안함을 갖도록 HMD용 광학계는 경량화, 소형화 및 고해상도를 만족해야 한다. 이러한 요구조건들을 만족시키기 위해 본 논문에서는 회절광학소자와 양면 비구면화를 적용하여 색수차와 단색수차를 보정하였다. 또한 인간의 눈을 모델링하여 일반화한 모형안을 HMD용 광학계의 설계 및 성능평가에 적용하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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• pp.967-971
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• 2001

The frequency characteristics of the optical pickup are investigated indirectly from the bode diagram of the open loop system and the actuator. However, there is necessity of acquiring the optical pickup bode diagram in a view of the differences in the frequency characteristics. One of the differences is that bode diagrams of the optical pickup are differ to that of the actuator and the other is that bode diagrams of the open loop system include controller, gains and filters. So this paper presents the method acquiring the optical pickup bode diagram. In addition, usefulness of the optical pickup bode diagram was demonstrated by being applied to the optical pickup design. The reason of reducing the development period and acquiring the frequency characteristics of the optical system, the optical pickup bode diagram has many merits in the optical pickup design before acquiring the stable bode diagram of the open loop system.

• 한국광학회지
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• 제32권4호
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• pp.153-162
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• 2021

본 논문에서는 적외선 탐색 및 추적 기능을 수행하는 광각 주사 광학계와 표적의 전자광학 추적 기능을 수행하는 협/중시계 광학계의 기능이 통합된 가변 F/수 삼중 배율 적외선 광학계를 설계하였다. 기존 광각 주사 광학계를 기반으로 무한 초점 광학계를 전단부에 설계하여 협/중시계 기능을 수행할 수 있는 광학계를 구현하였다. 시스템 성능 분석을 통해 성능 목표를 설정하고, 이를 바탕으로 광학계 설계를 위한 설계 사양을 도출하였으며, F/수가 다른 광학계를 추가하기 위해 조리개 크기를 줄여주는 웜 스톱을 적용하였고, 설계된 광학계에 적합하도록 세부 형상을 설계하였다. 설계 완료된 협/중시계 광학계 설계 결과를 분석하여 MTF (modulation transfer function)와 같은 목표 성능을 만족하는 것을 확인하였으며 운용성을 고려하여 비열화와 표적 거리에 따른 초점 렌즈군의 이동량을 분석하였고, 이를 통해 광역 탐색 및 추적 기능과 정밀 추적 및 3차원 정보 획득 기능이 통합된 단일 광학 시스템의 구현이 가능함을 확인하였다.

• 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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• 제34권4호
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• pp.157-169
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• 2023

헤드 마운티드 디스플레이(head mounted display, HMD)를 이용한 증강 현실(augmented reality, AR)은 군사, 의료, 제조, 게임 및 교육 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 논문에서는 HMD에 가장 필수적인 AR 광학계의 설계 및 제작에 대해 논의한다. HMD용 AR 광학계는 디스플레이의 증강 영상과 현실 세계를 동시에 볼 수 있는 넓은 투명 영역이 필요하다. 이를 위해, AR 광학계를 각각의 특성에 따라 세 부분으로 나누어 설계 및 제작하였다. 그리고 3개의 광학계를 하나의 완전한 AR 광학계로 만들기 위해 필요한 ultra-violet (UV) 접착층의 굴절률을 고려해 설계함으로써 입력 광원이 UV 접착 층을 통과할 때의 광경로 이동(shift) 현상을 최소화하였다. 또한, AR 광학계를 설계할 때 축외 수차를 보정하고 양산에 적합하도록 2개의 비구면을 사용했다. 끝으로 HMD 양산을 위해 두께 11 mm, 대각선 화각(diagonal field of view) 40°, 무게 11.3 g의 비구면 AR 광학계를 설계하고 제작하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권4호
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• pp.421-426
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• 2015

This paper presents a hybrid single optical system for an LED surgical light that combines the advantages of both lens- and reflector-type single optical systems. The proposed hybrid single optical system includes a lens in the center and the LED light originating from the lens is redirected using a reflector to achieve a high beam spread. Iterative optical software simulations are used to provide data for the design of the lens and reflector for a single optical system, and for a complex optical system for the LED light assembly. The resulting data is also used to fabricate a prototype system. Experiments using the prototype of the hybrid single optical system and a mock-up LED surgical light confirm the system's shadow dilution performance and its applicability to surgical operations.

• 한국광학회지
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• 제33권1호
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• pp.35-44
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• 2022

광학계는 매우 다양한 용도로 사용되고 있기 때문에 유사한 구성의 광학계에서도 활용목적과 주어진 광학사양에 따라 다양한 설계가 존재한다. 하지만 광학수차는 광학계의 구조와 광학사양 모두에 영향을 받으므로 수차분석만으로는 광학설계의 고유한 특성을 파악하기 어렵다. 이 연구에서는 무차원의 설계변수를 사용하여 광학사양과 무관하게 광학설계의 수차특성을 파악하는 방법을 연구하고, 예시로서 서로 다른 용도와 사양을 가지는 4종의 triplet 설계를 분석하였다.