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문제 정의
- 이러한 조건은 단층박막코팅만으로는 만족되기 어렵고, 좀 더 복잡한 다층박막에 의한 코팅설계를 필요로 한다고 생각된다. 그러나 본 논문만으로는, 렌즈설계적인 관점의 범위를 벗어나 코팅 문제까지 포함한 세부적인 코팅기법과 방식에 대한 모든 논의를 다루는 것은 불가하기 때문에, 본 논문에서는 다층박막 코팅이 필요로 하는 면에 대한 고찰과 그 면에 대한 코팅방향 및 평가기준을 제시하는 것만으로 기술적인 가치를 두고자 한다. 만약, 전문적인 코팅설계가 렌즈설계와 연계되어 연속적으로 이루어진다고 가정한다면, 주어진 코팅설계 데이터는 소프트웨어적으로 어안렌즈의 1번 면에 수치적으로 부착되어질 수 있고, 이로부터 정교한 투과율의 평가도 이루어질 수 있을 것이다.
- 그럼, 두 매질 간의 경계면에서 일어나는 스넬의 입사각(Θ)에 따른 프레넬 반사율의 특성에 관해 알아보자[15].
- 본 논문에서는 이러한 시야각이 좁아지는 현상의 원인이 되는 여러 요인들에 대해 분류 및 분석을 진행했다. 요인별로 분류된 사항들을 정리해 보면 다음과 같다.
- 본 논문에서는 이러한 조도저하 현상의 원인이 되는 여러 요인들에 대해 논의를 진행한다. 이를 위해, 먼저, 통상의 광학설계에서는 잘 다루어 지지 않는 방향코사인벡터의 부호 규약을 해석기하학적으로 다루어 보고, 곡면에 대한 법선벡터의 방향에 대해서도 해석기하학적으로 다루어 본다.
- 본 논문에서는 이러한 조도저하현상의 원인이 되는 주요요인들에 대해 수치적이고 분석적인 논의를 진행하고자 한다. 주변부의 조도가 급격히 떨어지는 원인은 우선 다음과 같이 두 가지의 주요 요인으로 분석할 수 있다.
- 식 (3)과 같이 해석 기하학적으로 표현된 광학방향코사인 벡터성분들은 렌즈설계 소프트웨어인 CODE V에서도 채택되어지고 있다. 본 논문에서는, 광학방향코사인에 대한 활용의 한 예로써, CODE V에서 출력되는 광선과 법선에 대한 광학방향코사인 혹은 방향코사인 데이터로부터 스넬의 입사각을 계산해 본다. 이를 위해, 먼저, 광선과 곡면이 만나는 지점에서 발생되는 법선의 방향코사인벡터에 대해 알아 볼 필요가 있다.
- 본 논문에서는, 어안렌즈의 설계기법이나 수차와 같은 이미 기존의 특허자료나 전문서적에서 쉽게 찾을 수 있는 기술적인 일반사항들을[8-10] 다루지는 않고, 시야각적인 측면에서 어떻게 하면 기존 렌즈들의 성능을 향상시킬 수 있는지에 관해 논의한다. 왜냐하면 어안렌즈와 같은 초 광각의 렌즈에서는 기하광학적인 수차특성보다 실제로는 시야각의 안정적인 확보가 훨씬 더 광학적인 성능을 좌우할 수 있기 때문이다.
- 주의할 점은 광선이 광축 혹은 법선과 이루는 각도에 대한 부호인데, 광선을 광축(혹은 법선)과 만나도록 회전하였을 때, 시계방향의 회전에 대해서는 양의 부호로, 반시계방향의 회전에 대해서는 음의 부호로 정의한다는 것이다. 본 장에서는 통상의 기하광학에서 많이 사용되는 부호규약 외에도, 추가적으로, 광선의 진행방향에 관한 방향코사인의 부호규약과 면 법선에 관한 법선벡터의 방향에 대해 해석기하학적인 정의를 내리고, 이로부터 구면 혹은 비구면으로 표현되는 3차원 곡면 상에서 광선과 면 법선이 이루는 각인 스넬의 입사각을 계산하는 방법에 대해 소개한다.
- 앞의 장에서 서술된 것처럼, 이미지 센서 상에서 주변부로 갈수록 상의 조도가 빠르게 저하하는 현상의 원인 중 광학적으로 보상이 가능한, 어안렌즈의 광각화에 따른 가파른 입사각의 문제에 대해 추가논의를 진행하고자 한다. 이를 위해, 먼저, 앞 장의 논의 결과를 간략히 살펴보자.
- 이를 위해, 먼저, 통상의 광학설계에서는 잘 다루어 지지 않는 방향코사인벡터의 부호 규약을 해석기하학적으로 다루어 보고, 곡면에 대한 법선벡터의 방향에 대해서도 해석기하학적으로 다루어 본다. 이런 기초논의로부터 출발하여 조도저하 현상의 원인이 되는 경계면에서의 전자기적인 프레넬 반사, 비축 물체 점에 의한 출사동면적의 감소, 그리고 비네팅(vignetting)과 같은 여러 요인들에 대해 수치적으로 분석하고 개선방안에 대해 논의한다.
- 1 %)에 불과하다. 이제, 면 번호 1, 5, 11, 20의 외부반사 특성에 대해 알아보자. 식 (11)과 (12)로부터 입사각에 따른 반사율의 그래프를 그려보면, 그림 7과 같이 주어진다.
- 이제부터, 지금까지의 논의를 바탕으로, 광선과 면 법선의 방향코사인 데이터를 활용하여 면 법선에 대한 광선의 입사각을 계산해 보자. 그림 4는 광선의 광학방향코사인(M, N)과 면 법선의 방향코사인(β′, γ′)이 동시에 주어졌을 때, 기하학적으로 어떻게 입사각이 계산되는지에 관한 도식적인 그림이다.
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