재귀적 수치 계산법을 이용한 등가 렌즈의 곡률 계산
Curvature Radius of Equivalent Lens Obtained by Recursive Numerical Solving of Gaussian Equations
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초록
광학설계 과정의 첫 단계에서 근축 광선이 만족하는 Gauss 방정식에 대한 해를 구할 수 있는 재귀적 수치 계산법을 도출하였다. 설계 사양으로 렌즈 모듈의 굴절력, 렌즈 제1 주요 면으로의 입사각과 제2 주요면으로부터의 출사각이 주어지면 렌즈의 주요면 사이의 거리를 선택한 후, 재귀적 수치 계산법을 적용하여 렌즈의 두께, 렌즈 앞면의 곡률 반경과 뒷면의 곡률 반경을 구할 수 있다. 즉, 설계 사양을 만족하는 두께가 다른 여러 등가렌즈를 얻을 수 있다. 모듈이 2개 이상의 렌즈로 구성되는 경우에도 렌즈의 개수를 하나씩 증가하면서 렌즈의 주요면 사이의 거리를 설계 사양에 맞추어 선택한 후 각 렌즈의 두께와 곡률 반경을 결정할 수 있다.
Abstract
As a first step in the optical design process, we derive a recursive numerical calculation method that can give a solution to the Gaussian equation where the paraxial rays are satisfied. Given the refractive power, the angle of incidence to the first principal plane of the lens, the angle of exit to thesecond principal plane of the lens and the distance between principal plane, the radius of curvature of the front and the back surface of a lens can be obtained by applying the recursive numerical calculation method proposed in this paper according to the thickness of the lens. If a module consists of two or more lenses, the thickness and radius of curvature of each lens can be similarly determined after selecting the distance between the principalplane of the lens under the condition of the design specification while increasing the number of lenses one by one.
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