Optical glass boundaries

안녕하세요.

오늘은 제가 렌즈 설계하면서 재질 선정과 관련하여 경험한 것을 정리해 보려고 합니다.

Glass 재질을 선정할 때는 기계적 성질, 화학적 성질, 가격등을 고려해야 하는데, 가격을 제외하고는 제조공정에서의 문제라고 생각됩니다.

내환경성을 고려한다고 하더라도 내시경용 렌즈와 같이 가혹한 조건이 아닌 한 큰 문제는 없는 것 같습니다.

Doublet과 같은 부분에서는 열팽창을 고려해야 하는 경우도 있지만 이 것도 매우 예외적인 경우이지 않을까 싶습니다.

자, 가격문제 때문에 비교적 자주 만들어지는 싼 재질을 선정하는 것이 당연한 일이지요. 그래서 저도 기본적으로는 CODEV의 default boundaries 안에서 선정하려고 노력했습니다. 많은 부분 이 테두리 안에서 설계가 잘 나왔던 것 같습니다만, 올해 저희가 line scan camera lens를 제작하면서 문제가 발생했습니다. 재질을 기존 테두리에 유지하고 여러가지 가능한 layout으로 선진사 제품의 성능을 만들려고 했지만 전부 실패했습니다. 

도대체 어떻게 설계했길래 선진사 제품은 그렇게 우수한 성능이 나오는지 한 순간 좌절감을 느끼기도 했습니다. 그러게 명성이 저절로 얻어지는 것은 아니겠지요. 

100% 만족할 수는 없지만, 그나마 쓸만한 해가 재질의 테두리를 푸는 순간에 나왔습니다. 그나마 제조, 가격등을 생각해서 가능한 범위내에서 선정하려고 노력했습니다. 아래 그림처럼 테두리 바깥의 3종의 재질을 사용했습니다.  두꺼운 검은 점입니다.

하나 더 보기로 하겠습니다. 다음 그림은 Olympus의 oil immersion 대물렌즈인 UPLSAPO 100XO(100X, NA 1.4)의 patent(US 7,199,938)를 바탕으로 구성한 것입니다. 정말 만들기 어려운 사양의 렌즈인데, 극히 저분산인 재질을 많이 사용하는 것을 알 수 있습니다. 

선진사는 만들기 어렵고 비싼 재질에 대해 경험을 많이 갖고 있지 않나 생각됩니다. 단시간에 따라 잡을 수 없는 부분이라는 생각이 듭니다.

저희 회사도 설계에 반영 가능한 유리 재질의 범위를 차분히 넓혀 나가겠습니다.

조금 참고가 되셨으면 좋겠습니다.^^