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코팅 청색광 차단 렌즈의 설계와 청색광 차단율에따른 광학적 특성 연구

Design of a Coated Blue-light Blocking Lens and Studyof Its Optical Characteristics according to the Blue-light Blocking Rate

한국안광학회지 2019년 24권 3호 p.301 ~ 307
박문찬 ( Park Moon-Chan ) - 신한대학교 뷰티헬스사이언스학부 안경광학전공

Abstract

목적: 코팅 청색광 차단 렌즈를 설계하고, 이 렌즈의 차단율에 따른 광학적 특성 변화를 연구하고자 한다.

방법: Ti3O5 와 SiO2 박막을 코팅하고 투과율을 구하여 포락선 방법으로 Ti3O5와 SiO2 박막의 광학상수를 구한 후, Essential Macleod 프로그램을 이용하여 파장 500 nm 이상의 가시광선은 거의 투과하고 파장 380 nm 이하의 자외선은 차단하며 파장 380 nm에서 500 nm 사이에서는 피크 파장 450 nm이고 선폭이 27 nm인 가우시안 분포곡선을 갖는 청색광 차단 렌즈를 설계하였다.

결과: 코팅 청색광 차단 렌즈의 반사방지막 코팅 설계 층은 6층으로 가시광선 영역에 서 투과율이 99.6% 이상인 거의 무반사 코팅임을 알 수 있었다. 청색광 차단 설계 시 450 nm 피크 파장 차단율이 10%, 20%, 40%, 60%에서 코팅 층수가 각각 16층, 24층, 28층, 32층이며, 청색광 차단율은 각각 4.9%, 8.8%, 17.2%, 25.7%이고, 투과율은 95.8%, 94.6%, 92.7%, 90.7%이고, 시감투과율은 각각 99.5%. 98.9%. 98.5%, 98.0%이다. 또한 청색광 차단 설계 시 450 nm 피크 파장 차단율이 10%, 20%, 40%, 60%일 때 청색광 차단 렌즈의 CIE 색도도는 (0.3371, 0.3395), (0.3400, 0.3450), (0.3479, 0.3578), (0.3563, 0.3731)로 투명한 색에서 옅은 노랑 쪽으로 이동되는 것을 알 수 있었다.

결론: 450 nm 피크 파장 차단율이 10%, 20%, 40%, 60%인 코팅 청색광 차단 렌즈를 설계하였 으며, 코팅 층수가 늘어나면 청색광 차단 렌즈의 청색광 차단율이 커지고, 시감투과율은 약간 감소하며, 청색광 차 단 렌즈의 색은 투명한 색에서 옅은 노랑 쪽으로 이동되는 것을 알 수 있었다.

Purpose: This study was to design a coated blue-light blocking lens and observe its optical properties according to the blue-light blocking rate.

Methods: The optical constants of Ti3O5 and SiO2 thin films were determined using the envelope method following the coating of Ti3O5 and SiO2 thin films, and the transmittances were obtained. Using the Essential Macleod program, the study designed a blue-light blocking lens having a Gaussian distribution curve with a peak wavelength of 450 nm and a line width of 27 nm at a wavelength of 380 to 500 nm. Visible light having a wavelength of 500 nm or more was nearly transmitted, and ultraviolet light having a wavelength of 380 nm or less was blocked.

Results: The designed antireflective coating layers consisted of 6 layers and were found to have a transmittance of 95.5% or greater in the visible light region. In the case of the designed blue-light blocking layers, the numbers of coating layers were 16, 24, 28, and 32 layers for 10%, 20%, 40%, and 60% blue-light blocking rates at the peak wavelength of 450 nm, respectively. The blue-light blocking rates, transmittances, and luminous transmittances were (4.9%, 8.8%, 17.2%, 25.7%), (95.8%, 94.6%, 92.7%, 90.7%), (99.5%. 98.9%. 98.5%, 98.0%), respectively. CIE chromaticity diagrams were (0.3371, 0.3395), (0.3400, 0.3450), (0.3479, 0.3578), and (0.3563, 0.3731) for the blue-light blocking rates of 10%, 20%, 40%, and 60% at the peak wavelength of 450 nm, respectively. It was found that the colors of these blocking lenses shifted from transparent to a light yellow.

Conclusion: As the number of coating layers increased, the blue-light blocking rates increased, the luminous transmittances decreased slightly, and the colors of the blocking lenses shifted from transparent to a light yellow.

키워드

청색광 차단 렌즈; 청색광 차단율; 시감투과율; CIE 색도도
Blue-light blocking lens; Blue-light blocking rate; Luminous transmittance; CIE chromaticity diagram
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