목적: 긴 안점거리를 갖는 지붕형 페찬 프리즘을 채택한 스코프 개발. 방법: 전장을 줄이기 위해 대물부에 지붕형 페찬 프리즘을 채택하여 대물렌즈를 설계 하였고, 안점거리를 길게 하기 위해 레티클 전방에 마이너스 굴절력의 필드렌즈를 채택하여 접안렌즈를 설계하였으며, 두 부분을 통합함으로써 90 mm 안점거리를 갖는 지붕형 페찬 프리즘을 채택한 스코프를 개발하였다. 결과: 지붕형 페찬 프리즘을 갖는 대물부와 마이너스 굴절력의 필드렌즈를 갖는 접안부를 각각 설계하여 통합하는 방법으로 설계 제작되어진 90 mm 안점거리를 갖는 스코프는 배율이 +3.0배, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리가 약 121 mm, 경통구경 28 mm, 유효 대물렌즈구경 17 mm를 갖는다. 또한 분해선폭은 50% MTF 값 기준으로 900 cycles/rad인 특성을 보여준다. 결론: 900 cycles/rad 에서 MTF 50% 이상인 성능을 가지면서, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리가 121 mm, 안점거리가 90 mm, 배율이+3.0인 광학적 특성을 갖는 지붕형 페찬 프리즘을 채택한 스코프를 설계 제작하였다.
목적: 긴 안점거리를 갖는 지붕형 페찬 프리즘을 채택한 스코프 개발. 방법: 전장을 줄이기 위해 대물부에 지붕형 페찬 프리즘을 채택하여 대물렌즈를 설계 하였고, 안점거리를 길게 하기 위해 레티클 전방에 마이너스 굴절력의 필드렌즈를 채택하여 접안렌즈를 설계하였으며, 두 부분을 통합함으로써 90 mm 안점거리를 갖는 지붕형 페찬 프리즘을 채택한 스코프를 개발하였다. 결과: 지붕형 페찬 프리즘을 갖는 대물부와 마이너스 굴절력의 필드렌즈를 갖는 접안부를 각각 설계하여 통합하는 방법으로 설계 제작되어진 90 mm 안점거리를 갖는 스코프는 배율이 +3.0배, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리가 약 121 mm, 경통구경 28 mm, 유효 대물렌즈구경 17 mm를 갖는다. 또한 분해선폭은 50% MTF 값 기준으로 900 cycles/rad인 특성을 보여준다. 결론: 900 cycles/rad 에서 MTF 50% 이상인 성능을 가지면서, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리가 121 mm, 안점거리가 90 mm, 배율이+3.0인 광학적 특성을 갖는 지붕형 페찬 프리즘을 채택한 스코프를 설계 제작하였다.
Purpose: Developing a roofed Pechan prism type scope with long eye relief. Methods: To reduce the overall length and to lengthen the eye relief of scope, the objective part was designed by adopting the roofed Pechan prism and also the eyepiece part was designed by adopting the field lens with minus ...
Purpose: Developing a roofed Pechan prism type scope with long eye relief. Methods: To reduce the overall length and to lengthen the eye relief of scope, the objective part was designed by adopting the roofed Pechan prism and also the eyepiece part was designed by adopting the field lens with minus refractive power in front of reticle, respectively. Finally, by integrating above two parts, the roofed Pechan prism type scope with 90 mm eye relief was developed. Results: The characteristics of the developed and fabricated scope with 90 mm eye relief by integrating the objective part with the roofed Pechan prism and the eyepiece part with minus refractive power had the magnification of $+3.0{\times}$, the length from the 1st lens to the last lens of about 121 mm, the barrel diameter of 28 mm, and the effective objective-diameter of 17 mm. Also it was found that the line width of resolution was about 900 cycles/rad at the 50% MTF value criterion. Conclusions: We could design and manufacture the roofed Pechan prism type scope with 90 mm eye relief, the characteristics of which had the magnification of $3.0{\times}$, the MTF above 50% at 900 cycles/rad, and the length from the 1st lens to the last lens of about 121 mm.
Purpose: Developing a roofed Pechan prism type scope with long eye relief. Methods: To reduce the overall length and to lengthen the eye relief of scope, the objective part was designed by adopting the roofed Pechan prism and also the eyepiece part was designed by adopting the field lens with minus refractive power in front of reticle, respectively. Finally, by integrating above two parts, the roofed Pechan prism type scope with 90 mm eye relief was developed. Results: The characteristics of the developed and fabricated scope with 90 mm eye relief by integrating the objective part with the roofed Pechan prism and the eyepiece part with minus refractive power had the magnification of $+3.0{\times}$, the length from the 1st lens to the last lens of about 121 mm, the barrel diameter of 28 mm, and the effective objective-diameter of 17 mm. Also it was found that the line width of resolution was about 900 cycles/rad at the 50% MTF value criterion. Conclusions: We could design and manufacture the roofed Pechan prism type scope with 90 mm eye relief, the characteristics of which had the magnification of $3.0{\times}$, the MTF above 50% at 900 cycles/rad, and the length from the 1st lens to the last lens of about 121 mm.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 우리는 안점길이와 필드렌즈 굴절력, 필드 렌즈전후의 주광선의 근축각과의 관계식을 유도하여 - 굴절력의 필드렌즈의 채택에 대한 이론적인 근거를 마련하고자 한다.
이렇게 시야가 확대되면 안점길이가 짧아지는 것이 일반적이다[위. 여기서 우리는 안점길이를 길게 하기 위해 반대로 -굴절력의 필드렌즈를 채택하고자 하는 것이다.
이번 논문에서 이러한 요구에 부응하기 위해, 대물부에 지붕형 페찬 프리즘[3]을 채택하고 접안부에 마이너스 굴절력의 필드렌즈 (Eeld lens) 를 접합시킨 레티클을 채택한, 새로운 방식의 광학식 스코프 설계에 대해 논하고자 한다.
제안 방법
25。이 되도록 최적화를 진행하였다. 레티클은 필드렌즈의 접안부 방향의 면인 평면에 에칭하여 구성할 수도 있고, 최대 두께 2.00 mm의 BK7인 평판의 필드 렌즈 방향에 에칭하여 필드렌즈와 접합하여 구성할 수 있도록 하였기 때문에 설계에서는 레티클 두께를 2.0 mm로 하여 진행하였다. 이렇게 1차 최적화를 진행한 후, 잔류 수차를 제어하기 위해 광학계의 제 1렌즈와 마지막 레티클까지의 거리도 변수로 하여 전체를 다시 한번 최적화하였다.
여기에서 구해진 초기해의 값에 의해 필드렌즈를 포함한 대물부와 접안부의 설계를 진행하여 통합함으로 서원하는 스코프의 설계를 완성하게 되었다. 레티클을 필드렌즈의 접안부 방향의 면인 평면에 에칭하여 구성할수도, 최대 두께 2.00 mm의 BK7인 평판의 필드 렌즈 방향에 에칭하여 필드렌즈와 접합하여 구성할 수 있도록 하는 사용자의 요구사항을 수용하기 위해 접안부는 두께 2.0 mm 의 레티클을 고려한 설계를 진행하고, 대물부는 필드렌즈의 접안부 방향의 면인 평면에 에칭하여 구성하는 레티클의 두께를 0.0 mm로 하는 설계를 진행하여 레티클이 새겨지는 면의 두께를 0.0~2.0mm 까지 허용되도록 하고자 한다.
대물부의 대안렌즈와 필드렌즈는 색수차 제거를 위해 더블렛 (doublet*이니 형태를 취하도록 하였고, 초자는 쉽게 구할 수 있는 BK7, SF2 를 사용하였다. 렌즈의 두께는 최적화에 민감하지 않기 때문에 제작가능성을 고려하여 고정 값으로 하여 최적화 하였다. 이렇게 설계 되어진 대물부 렌즈의 설계 데이터 및 1차 광학량을 Table 3에 나타냈으며 광선 추적도는 Fig.
본 연구에서 우리는 90 mm 안점거리를 갖는 +3.0 의 스코프를 설계 개발하였다. 새로 설계되어진 스코프는 경통길이 약 121mm 유효구경 17 mm, 경통구경 28 mm를 갖는 지붕형 페찬 프리즘을 채택한 광학계이며 50% MTF 기준치에서 900 cycles/rad의 분해능 성능을 보여준다.
앞에서 설계된 대물부와 접안부를 통합하여 전체 광학계를 구성하였다. 접안부는 설계시 레티클 위치가 오른쪽에 있도록 설계되었기 때문에 대물부와 접안부를 통합할 때 접안부는 렌즈 데이터를 역으로 하여 통합하여야 한다.
71 mm 이고 입사각이 11.25。이 되도록 최적화를 진행하였다. 레티클은 필드렌즈의 접안부 방향의 면인 평면에 에칭하여 구성할 수도 있고, 최대 두께 2.
0 mm로 하여 진행하였다. 이렇게 1차 최적화를 진행한 후, 잔류 수차를 제어하기 위해 광학계의 제 1렌즈와 마지막 레티클까지의 거리도 변수로 하여 전체를 다시 한번 최적화하였다.
초기 설계에 사용한 렌즈 초자는 + 렌즈에는 BK7, - 렌즈에는 SF11을 사용하여 사람 눈이 볼 수 있는 가시 영역의 색수차가 잘 제어되도록 하였다. 전체 전장 121 mm 에 지붕형 페찬 프리즘의 기하학적 거리 증가 효과 56.37 mm 를 합한 177.37 mm 를 3:1 비율로 분포시켜 약 44 mm 길이를 접안부 렌즈의 전체 길이로 하여 설계를 진행하였다. 즉 광학계의 제1렌즈와 마지막 레티클(레티클 두께 최대 2.
대상 데이터
74 mm 이 되도록 하는 것과 필드 렌즈의 결상 면에 레티클을 에칭해서 부착하여야 하기 때문에 필드 렌즈의 결상면이 평면이어야 한다는 것을 포함한다. 대물부의 대안렌즈와 필드렌즈는 색수차 제거를 위해 더블렛 (doublet*이니 형태를 취하도록 하였고, 초자는 쉽게 구할 수 있는 BK7, SF2 를 사용하였다. 렌즈의 두께는 최적화에 민감하지 않기 때문에 제작가능성을 고려하여 고정 값으로 하여 최적화 하였다.
이론/모형
렌즈 설계는 Sigma2000 S/W 렌즈 설계 프로그램[8]을 사용하여 진행하였다.
성능/효과
이 값은 실제적인 경통길。] (TL) 에 해당하는 것으로 사용자의 요구조건을 충족한다고 볼 수 있다. 그 결과 통합 광학계의 광선 추적도인 Fig. 12를 참고하면 추적 광선이 eye relief 끝단에서 잘 집속되고 있음을 볼 수 있다. Fig.
0 mm로 하는 설계를 허용하는 설계오차를 고려하였을 때 도출되는 공차 이내의 값으로 판단된다. 그리고 이러한 차이는 대물부와 접안부의 통합에서 관찰자의 눈으로 입사되는 광선들의 경로에 약간의 차이를 가져오고 광학계의 성능에는 크게 영향을 주지 못한다는 것을 최적화 과정에서 확인할 수 있다.
너무 짧다. 따라서 프리즘 방식 중에서 전장 단축효과가 좋은 지붕형 페찬 프리즘의 사용이 사용자의 요구조건을 충족시키기에 적절한 것으로 판단된다. 그러나 일반적으로 프리즘 방식에서는 안점거리를 길게 하기에는 릴레이 방식에 비해 불리한 것으로 알려져 있다.
너무 짧다. 따라서 프리즘 방식 중에서 전장 단축효과가 좋은 지붕형 페찬 프리즘의 사용이 사용자의 요구조건을 충족시키기에 적절한 것으로 판단된다. 그러나 일반적으로 프리즘 방식에서는 안점거리를 길게 하기에는 릴레이 방식에 비해 불리한 것으로 알려져 있다.
0 의 스코프를 설계 개발하였다. 새로 설계되어진 스코프는 경통길이 약 121mm 유효구경 17 mm, 경통구경 28 mm를 갖는 지붕형 페찬 프리즘을 채택한 광학계이며 50% MTF 기준치에서 900 cycles/rad의 분해능 성능을 보여준다. Fig.
5와 같이 프로그래밍하여 계산함으로서 신속하게 필요로 하는 스코프의 초기 해의 사양을 결정할 수 있다. 실제 프로그램 계산에 의하면 안점거리를 짧게 할수록 필요로 하는 필드렌즈의 굴절력은 (초점거리의 역수) 마이너스 값에서 플러스 값으로 변하는 것을 확인할 수 있었는데 이는 이 절의 도입부에 언급된 우리 설계 방법의 타당성을 뒷받침할 수 있는 내용이 된다.
초기 출발점을 (+ 렌즈) (+ - 접합렌즈)의 3매의 렌즈로 출발하였으나 최적화 후에는 (+ 렌즈) (+ - 접합렌즈) (메니스커스타입의 약한+렌즈)의 구성으로 결론이 났다. 이는 레티클 상면에서의 입사각을 11.
3에서 확인 가능한데 위쪽 프리즘의 상단부에는 직각프리즘의 구조의 지붕이 형성되어 있어 상의 좌우 이미지를 바꾸어주는 역할을 한다. 총 기하학적투과 경로는 두 프리즘 사이의 공기층 0.70 mm를 포함하여 77.49 mm이고, 지붕형 페찬 프리즘의 광축상 직선거리는 21.12 mm이며, 프리즘 초자 BK7의 굴절률(1.5168 @dline) 에 의한 광학적경로 (OPL) 의 확장량은 (77.49-0.70)^(n-1)/n=26.16mmmm 이므로, 경통길이의 기하학적 축소효과[6, 기는 56.37 mm 이고, 광학적경로 축소 효과는 30.21 mm로 계산된다.
최적화 결과는 초점거리는 108 mm로 되었으나 스코프의 시야각 2.50에 해당하는 주광선의 대물부 최종 결상면에서 출사각이 11.210, 상의 높이가 4.72 mm로 되어 초기의 제한 조건에서 약간의 차이를 보이고 있다. 이차이는 레티클을 필드렌즈의 접안부 방향의 면인 평면에 에칭하여 구성할 수도, 최대 두께 2.
9에 나타냈다. 최적화되어진 대물부는 유효구경 17.0mm, 전장 129.803 mm로 파악되는데, 지붕형 페찬 프리즘의 경통길이의 기하학적 축소 효과 56.37 mm 를 고려하면 전장이 73.433 mm이 되기 때문에 유효 구경에 비해 전장이 상당히 짧은 것으로 판단된다. Fig.
참고문헌 (12)
이동희, "Doublet 반사경을 이용한 도트사이트 장치의 개발", 한국안광학회지, 13(1):65-69(2008).
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.