한 개의 비구면과 40도 시야각을 갖는 접안렌즈 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Eyepiece with 40o Field of View and One Aspheric Surface)

서지정보

· 발행기관 : 한국안광학회
· 수록지 정보 : 한국안광학회지 / 29권 / 4호 / 239 ~ 245페이지
· 저자명 : 김순동, 이동희

초록

목적: 초점거리 16.485 mm, 40도 시야각, 안점거리 25.0 mm 및 입사동 크기 4.6 mm를 갖는 15 μm 화소의 VGA ﾠ ﾠ ﾠ 급 OLED 영상소자용 접안렌즈를 설계 제작하고자 한다. 방법: 화각 40도, 렌즈의 최대 유효경 26.0 mm 및 초점거리 ﾠ 16.485 mm를 고정변수(constraint)로 두고, 기준 공간주파수 33.3 lp/mm에서 MTF 값 0.3 이상, 왜곡수차 1% 이하가 되도 ﾠ ﾠ 록 하는 merit function을 설정하고 CodeV 렌즈설계 프로그램을 사용하여 optimization 작업을 진행하였다. 결과: 초점거 리 16.485 mm, 왜곡수차 0.8% 이하, 시야각 40도를 가지는 15 μm 화소의 VGA급 OLED 영상소자 판넬을 확대해 볼 수 ﾠ ﾠ 있는 5매 렌즈 구성의 접안렌즈를 설계 제작하였다. 이 접안렌즈는 5매 렌즈로 이루어졌는데, (+ 굴절력 구면렌즈, -굴절 력의 더블렛 구면렌즈, + 굴절력 구면렌즈, - 굴절력 비구면 렌즈)의 구성을 가지고 있으며, 33.3 lp/mm 공간주파수에서 ﾠ MTF가 0.3 이상인 분해능을 갖는 광학계가 되었다. 결론: 기존 30도 화각을 갖는 접안렌즈에서 비구면 1면의 도입으 로 우리는 픽셀의 크기가 15 μm인 30만 화소(640X480 VGA급) OLED 소자를 확대해 볼 수 있는, 33.3 lp/mm 공 ﾠ ﾠ 간주파수에서 MTF가 0.3 이상이 되는 분해능을 갖는, 접안렌즈를 설계하였다.

영어초록

Purpose: To design and manufacture an eyepiece for a 15 μm-pixel VGA-grade OLED display device with a 40-degree field of view, an eye relief of 25.0 mm, an exit pupil size of 4.6 mm, and a focal length of 16.485 mm. Methods: A field of view of 40°, a maximum effective lens diameter of 26.0 mm, and a focal length of 16.485 mm were set as fixed variables (constraints), a merit function was set to ensure an MTF value of 0.3 or higher and a distortion of 1% or lower at a reference spatial frequency of 33.3 lp/mm, and optimization was performed using the CodeV lens design program. Results: We designed and manufactured an eyepiece with a 5-lens configuration that can magnify a 15 μm-pixel VGA-grade OLED display device with a focal length of 16.485 mm, a distortion ≤ 0.8%, and a 40° field of view. This eyepiece consists of five lenses (+ refractive power spherical lens, - refractive power doublet spherical lens, + refractive power spherical lens, and - refractive power aspherical lens), and has an optical system with a resolution of MTF ≥0.3 at 33.3 lp/mm spatial frequency.
Conclusions: By introducing an aspherical surface into the existing eyepiece with a 30-degree field of view, our eyepiece achieved a resolution of MTF ≥ 0.3 at 33.3 lp/mm spatial frequency, which can magnify a 300,000-pixel (640 × 480 VGA grade) OLED element with a pixel size of 15 μm.

참고자료

· 없음