가우스 괄호법을 이용한 무한 물점을 갖는 복잡한 줌 렌즈의 수치해석적인 근축광선 줌 궤적 추적법

Abstract

가우스 괄호법을 이용하여 카메라 렌즈와 같이 무한 물점을 대상으로 하는 모든 복잡한 줌 렌즈에서 사용가능한 근축광선 줌 궤적 추적식을 이론적으로 유도하였다. 그리고 이를 Visual Basic으로 프로그램화하여 수치해석적으로 줌 궤적을 구하였다. 이 방법은 근축광선 추적식을 가우스 괄호법에 적용시켰기 때문에 다양한 줌 형태에 따른 구속조건의 공식을 매우 간편하고 알기 쉽게 단순화시켜준다. 이 결과 이 식의 해는 모든 종류의 줌 렌즈에서 줌 궤적에 대한 초기설계에 유연하면서 통합적으로 적용할 수 있다. 이 식의 유용성을 증명하기 위하여 4군과 5군의 매우 복잡한 줌 렌즈계의 줌 궤적을 다양한 보간법으로 빠르게 산출해 낼 수 있음을 보였다. We theoretically derive the set of utilizable paraxial zoom locus equations for all complicated zoom lens systems with infinite object distance, such as a camera zoom lens, by using the Gaussian bracket method and the matrix representation of paraxial ray tracing. And we make the zoom locus program according to these equations in Visual Basic. Since we have applied the paraxial ray tracing equations into Gaussian bracket representation, the resultant program systematically simplifies various constraints of the zoom loci of various N group types. Consequently, the solutions of this method can be consistently used in all types of zoom lens in the step of initial design about zoom loci. Finally, in order to verify the usefulness of this method, we show that one example among 4 groups and that among 5 groups, which are very complex zoom lens systems, can be rapidly and with versatility traced through various interpolations by using this program.