렌즈 편심(decenter)이란

렌즈 편심이란 무엇인가

decenter라는 단어를 잘 보면 느낌이 온다
center로부터 얼마나 틀어져있는지 = decenter

 

즉 광학 시스템 내에서 렌즈 요소가 광축으로부터 어긋난 걸 말한다.

 

(1) 작업물의 직경에 관한 것, 즉 렌즈 제조 공정 중의 편심이 있고 = 제조 편심

(2) 광축과 기구의 중심축 정렬에 대한 편심이 있다 = 조립 편심

 

이걸 하나씩 설명해보자면

(1)은 연마, 코팅 등의 렌즈 제조 공정에서 불량이 나서

렌즈의 mechanical aixs와 optical axis가 맞지 않는 것!

이것은 TIR과 Decenter로 나뉘는데 ,,,

(말이 길어질 것 같으니 다음 포스팅으로 넘기겠습니다.)

 

보통 공차분석할때 0.015mm가 디폴트값으로 설정됨.

실제 렌즈 도면 칠때도 위와 같이 주기를 넣는다.

 

내가 렌즈를 제조하는 경우가 아니라면 이 부분은 신경쓸게 없다. 여기서 오차가 난다면 그건 렌즈 제조업체에다 불량처리하면 되는 부분이기 때문이다... 그래서 나는 이 편심에 대해서는 신경을 안쓴다.

 

그래도 포스팅할겸 살짝 알아봤더니

구면 렌즈의 경우 인디게이터로 표면을 긁어서 측정한다고 한다.

회전축 중심으로 같은 곳을 계속 긁는데 높이 차이가 난다면 그것은 축이 틀어졌다는 것!

하지만 이는 렌즈 표면에 손상을 줄 수 있으므로 인디게이터 팁에 무언가를 덧대거나 하는데 내가 봤을 때 이 방법은 너무 위험한 듯하다. 간섭계를 사용하는 것이 가장 정확하나 장비가 너무 비쌈.... 

 

보통 렌즈 제조 공정에서 공차는 일반 등급은 3분이내, 고정밀은 1분 이내로 잡는다고한다.

 

제조 편심이 존재하는 경우 수차가 늘어나도 이후 조립을 완벽하게해도 수차가 남으므로 요놈은 첨부터 잘 잡고 가야한다!!!! 보통 광선이 비대칭으로 모이는 코마 수차와 초점이 방향마다 다르게 맺히는 비점수차가 많이 발생하는 듯 함.

 

 

(2)는 렌즈를 하우징에 넣거나, 조립할 때 생기는 오차로

(하우징에 본딩 형식으로 할 때 많이 생기는 듯함...)

조립축과 광축이 맞지 않는 것!

Zemax에서 Decenter를 주면 두번째 그림에 첫번째 렌즈처럼 광축에서 렌즈가 벗어나게 된다. 보통 렌즈의 외경공차+기구물 내경공차 더해서 꽤 넉넉한 공차가 생겨날 수 있으므로 조립 과정에서 Decenter가 꽤나 나타날 수 있어 고정밀 광학계에서는 이 편심이 굉장히 중요 포인트이다.

 

단순히 기구물 공차뿐만 아니라, 본딩 한쪽으로 쏠린다거나, 클램핑 압력이 불균형 하거나, 렌즈 삽입시 틀어지거나 다양한 이유가 있다. 다 조립하고 성능 안나오면 난감하니 각 렌즈별로 편심 측정해서 미리미리 관리하는 것이 좋다.

 

이것또한 제조편심이 존재하는 경우. 광축과 센서 중심이 맞지 않아 코마, 비점수차가 나타나고 최적 초점이 맞지 않는다. 나도 이 편심이 심하게 나타난 적이 있는데 영상이 정말 비대칭하게 초점이 맞아서 본딩 다 풀고 재본딩하고 난리를 쳤던 기억이 난다. 제조편심과 다르게 이거는 조립을 잘하면 해결이 되는 문제라 더 노가다를 해줘야함.

편심 측정방식은 반사형/굴절형으로 나뉘는데.. .. 이건 또 이야기가 길어질터이니 다음 포스팅으로,,, 투비컨티뉴드,,,

 

제발 제 글에 틀린 게 있으면 알려주세요.

님이 맞고 제가 틀림. 고치겠습니다.