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문제 정의
- 하지만 설계 및 가공이 어렵고 플라스틱 소재의 특성인 성형오차 등의 발생으로 인해 실제 설계 데이터와 같은 형상의 제품을 제작하기란 매우 어려우며 제작된 제품에 대한 검증 또한 어려운 것이 현실이다[2]. 따라서 본 논문에서는 역공학을 이용하여 플라스틱 소재의 비구면 렌즈에 대한 형상 검증 및 오차에 대한 수정을 통해 설계 의도에 가까운 성능의 렌즈를 설계 할 것이다. 또한 설계된 렌즈에 대한 성형 해석을 진행하여 성형오차를 최소화 할 수 있는 조건을 찾을 것이다.
- 본 논문에서는 역공학을 이용하여 비구면 렌즈에 대한 설계 및 최적화를 진행하였다. 추후 위 결과를 바탕으로 금형 제작 및 성형에 대한 연구가 필요하다.
- 본 논문에서는 이를 반영하기 위해 렌즈 설계 시사용 되는 상용 소프트웨어인 Zemax를 통해 근사화된 비구면 식을 기초로 하여 렌즈 성능의 최적화를 진행하였다. 최적화는 렌즈의 객관적 지표인 변조전달함수와 비구면 렌즈의 성능의 중요한 값인 RMS 값을 목적으로 하였다.
- 본 연구에서는 렌즈 형상정보 추출을 통한 비구면 렌즈 설계 및 성형해석을 진행하였다. 3차원 측정 장비를 이용하여 렌즈의 형상 데이터를 추출하였으며 최소자승법을 이용한 원의 근사화를 통해 Z 축 기준으로 렌즈 형상을 재구성 하였다.
- 본 연구에서는 잔류응력을 최소화하기 위한 렌즈의 성형 조건을 제품성형이 가능한 가장 낮은 압력에서의 성형 조건으로 정하였다.
- 또한 설계된 렌즈에 대한 성형 해석을 진행하여 성형오차를 최소화 할 수 있는 조건을 찾을 것이다. 이를 통해 플라스틱 소재의 비구면 렌즈의 제작 및 형상 검증에 대한 하나의 프로세스를 제시하고자 한다.
- 최적화는 렌즈의 객관적 지표인 변조전달함수와 비구면 렌즈의 성능의 중요한 값인 RMS 값을 목적으로 하였다.
가설 설정
- 하였다. 비구면식의 반지름 값은 실제 비구면렌즈 형상의 중심부의 형상에 영향을 줄 것이란 가정 하에 단면 형상 데이터에서 가장자리 데이터를 기준으로 점 데이터를 줄여 나가며 원의 근사화를 진행하였다.
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