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문제 정의
- 눈의 건강상태를 진단하기 위해 보편적으로 사용되는 기기에는 굴절계(reftactor), 직접검안경(direct ophthalmoscope), 스릿램프 (slit lamp), 안압계(tonometer), 검안계(ophthalmometer) 그리고 망막 카메라(retinal camera or fundus camera) 등이 있다."' 그 중에서도 망막을 검사하는 망막 카메라(retinal camera)에 대해 관심을 가지고 고찰하기로 한다. 우리나라에서는 사람의 눈에 대한 연구로서 김상기와 박성찬이 구면수차를 이용한 정밀모형안의 최적화 연구가 있고[2] 이어서 정밀 모형 안을 이용한 Head Mounted Display용 렌즈설계에 대해 발표하였으며3] 이봉수, 조동현, 김신, 조효성에 의해 고 분해능 안구내시경 개발을 위한 광학적 특성평가에 대한 연구가 이루어 졌다.
- 사람의 눈은 신경과 연결되어 있고, 참으로 놀라운 생물-광학적 계통으로 구성되어 있다. 간단하게 이 계통의 뚜렷한 특징을 생각해 보자. 눈은 물체거리가 1피트로부터 무한대에 이르기까지 연속적으로 결상이 가능하다.
- 본 연구를 통하여 망막 CCD 카메라용 광학계를 설계할 수 있었다. 눈 바로 앞에 위치하는 제1군 G1 을 단일 렌즈로 하고 제2군 G2, 제3군 G3, 그리고 제4군 G4는 G41, 및 G42로 나누어 각각을 triplet으로 설계를 하였으며, 그 성능을 평가 하였다.
- [5] 우리나라에서는 이를 모방하여 제작 시판하고 있으나 성능이 다소 미흡하다. 선진국 수준의 고성능 망막 카메라를 개발하기 위해 광학계 설계에 대하여 살펴보았다. 전체 망막 카메라에는 조명광학계도 필요하고, CCD 카메라 광학계와 직접 관찰을 위한 광학계가 겸하여 사용할 수 있도록 구성되고 있다.
가설 설정
- 빛의 강도에 있어서는 캄캄한 밤중에 수 마일 밖에 있는 양초 한 개가 깜빡이는 정도로부터 밝은 태양 빛에 이르기까지 적응하며 보라에서부터 검붉은 색깔까지 구분하고 가장 중요한 점은 정확하게 3차원 공간을 식별 한다는 것이다.[1] 실제 사람의 눈은 광학적 모형으로 고려한다. 최적화 기법으로 안구의 곡률반경, 중심두께, 비구면도의 측정값 내에서 구면수차와 Stiles-Crawford효과를 기준으로 4개의 굴절 비구면을 갖는 정밀모형으로 김상기와 박성찬이 설계한 결과는 표 1과 같다.
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