• 한국광학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.37-43
• /
• 2007

LCD(liquid crystal display) 기판의 표면검사용 광학장치의 성능평가를 위한 변조전달함수 측정장치를 설계하고 제작하였다. 이 장치에는 3개의 막대물체 모양의 USAF(United States Air Force) 해상도 물체와 적분구로 구성한 물체발생장치와 2차원 CCD(charge coupled device)의 상분석 장치를 사용하였다. 시험렌즈의 변조전달함수는 물체와 상의 명암비를 나눈 명암전달함수를 구한 후 변조 전달함수로 보정하여 변환시켰다. 제작된 평가장치를 이용하여 배율 2.6배, F/13.65의 시험 광학계를 평가하였으며, 공간주파수 62.5 1p/mm에서 자오면에 대해서 30.6 %, 구결면에 대해서 26.1 %의 값을 얻었다.

• 한국광학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.310-316
• /
• 2022

Presampled 변조전달함수(MTF) 측정에서 slant 표적각도 변화에 따라 MTF 결과의 차이가 있음을 확인하였고, 표적각도 변화에 대한 오차를 줄이기 위하여 획득한 edge spread function 그래프를 fitting하여 측정값의 오차를 줄일 수 있는 측정기법을 연구하였다. Presampled MTF 방법의 특성상 표적이 회전함에 따라 투영되는 공간주파수의 강도분포는 표적의 회전각도에 따라 변화하며, 이로 인하여 MTF 차이가 발생함을 확인하였다. 이 연구에서는 획득한 영상의 1개의 열에 대해서만 fitting을 한 후 MTF를 계산하였다. Fitting을 이용한 계산은 기존의 presampled MTF 방법과 비교하여 표적 회전에 따른 오차가 줄어듬을 확인하였다. 이 방법은 MTF를 이용한 자동 초점 등 다양한 각도의 표적에 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국광학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.68-78
• /
• 2021

측면 360° 조명을 위한 6개의 LED (light emitting diode)로 구성된 조명계가 부착된 캡슐내시경용 초소형 반사굴절식 전방위 광학계를 설계하고 성능을 평가하였다. 이 광학계의 총 길이, 전장길이, 반화각(HFOV: half field of view), F-수는 각각 14.3 mm, 8.93 mm, 51°~120°, 3.5로 설계되었다. 이 전방위 광학계는 0.1 megapixels의 CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) 센서를 사용하였으며, LED 조명계는 한 개당 0.25 lm의 LED 6개를 사용하여 광축을 따라 놓여 있는 내장의 내벽을 조명하도록 하였다. 이 결과, 최적화 설계된 광학계의 변조전달함수 0.3에서의 공간주파수, 나이퀴스트 주파수인 44 lp/mm와 0.3의 변조전달함수에서 공차에 따른 누적확률, 초점심도는 각각 130 lp/mm, 95%, -0.097 mm~+0.076 mm이다. 또한 광학계의 시야각 범위 내에서 LED 조명계에 의한 광축으로부터 물체거리가 15 mm인 내장의 내벽에서의 시뮬레이션된 조도는 최소 315 lx~최대 725 lx로 내장의 내벽을 촬영할 수 있는 조도와 가시도임을 알 수 있다.

• 한국광학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.266-275
• /
• 2021

본 논문은 Korsch 망원경의 열분석을 통한 광학계 성능 평가 방법 및 비열화 구조를 연구하였다. 비대칭성의 복잡한 구조를 가진 광학계의 경우, 광학 설계 소프트웨어에 열팽창 계수를 적용하여 인공위성 구조를 구현하는데 한계가 있어 온도 변화에 대한 광학계 성능 평가가 이루어지기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 기계 설계 소프트웨어를 이용하여 온도에 따라 광학계에 영향을 주는 모든 구조체에 길이 변화를 구현하였고, 온도 변화에 대한 광학 부품 사이의 거리 변화량을 정리하였다. 또한 광학 설계 소프트웨어를 이용하여 온도 변화에 대한 광학 부품의 형상 및 두께 변화량을 정리하였다. 두 소프트웨어에서 도출한 모든 변화량을 광학 소프트웨어에 적용하여 광학계의 성능 평가를 진행하였다. 그 결과 공간 분해능 71.4 cycles/mm에 대한 변조전달함수(MTF)가 9 ℃에서 33 ℃까지의 범위에서 25% 이상 유지되는 것을 확인하였다. 또한 광학계 성능 변화에 가장 영향을 많이 주는 구조체를 찾아, 영향을 줄이도록 비열화 구조를 도출하여 개선된 구조물을 적용한 광학계의 성능 평가를 진행하였다. 그 결과, 분해능 71.4 cycles/mm에 대한 변조전달함수가 9 ℃에서 33 ℃까지의 범위에서 67% 이상 유지되는 것을 확인하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.286-295
• /
• 2021

RGB/NIR CMOS 센서를 사용하여 가시광에서의 정면 시야각과 가시광(RGB) 및 근적외선(near-infrared, NIR)에서의 측면 시야각을 갖는 캡슐 내시경용 개선된 반사굴절식 전방위 광학계(modified catadioptric omnidirectional optical system, MCOOS)를 설계한다. 전방 시야각 내의 영상은 반사굴절식 전방위 광학계(catadioptric omnidirectional optical system, COOS)의 부경 뒤에 배치된 3개의 추가된 렌즈와 COOS의 결상 렌즈계로 구성된 MCOOS의 전방 결상 렌즈계로 결상한다. 측면 영상은 COOS로부터 얻어진다. 이 센서에 대한 가시광과 근적외선에서의 나이퀴스트 주파수는 각각 90 lp/mm와 180 lp/mm이다. 설계 사양에서 전장길이, F-수, 전방과 측면 반화각은 각각 12 mm, 3.5, 70°, 50°-120°로 결정하였다. MCOOS의 COOS에 대한 변조전달함수 0.3에서의 공간주파수, 초점심도, 가시광과 근적외선 영역에서의 공차에 따른 누적 확률은 각각 154 lp/mm, -0.051-+0.052 mm, 99%이다. MCOOS의 정면 결상광학계의 변조전달함수 0.3에서의 공간주파수, 초점 심도, 가시광 영역에서 공차에 따른 누적 확률은 각각 170 lp/mm, -0.035-0.051 mm, 99.9%이다.

• 한국광학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.8-13
• /
• 2014

유한광선추적과 곡선적합을 통하여 높은 개구수를 가지는 대물광학계의 비근축 동함수를 계산하는 방법에 대하여 연구하고, 원적외선용 대물렌즈와 무수차 타원경의 축상 상점의 결상에서 비근축 회절효과에 의한 MTF 저하를 분석하였다. 타원경은 원적외선용 대물렌즈와 동일한 근축 사양을 가지도록 구성되었다.

• 한국광학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.212-216
• /
• 1994

원적외선 영역인 $8-12.\mu$m 대역의 열상장비 주사광학계를 설계 제작하였다. 검출기로 5개 소자의 SP-RITE HgCdTe를 사용하는 직병렬 주사를 위해 수평 및 수직주사에는 각각 회전다면거울과 진동평면거울을 사용하였으며, 주사연결거울로는 구면거울을 사용하여 주사거울의 크기 및 입사동에서의 동수차를 최소화 하였다. 주사광학계는 $40^{\circ}\times26.67^{\circ}$의 넓은 주사시야를 갖는다. 회절 변조전달함수의 계산결과 회절한계의 성능을 만족하였으며 제작 및 시험 결과 고분해능의 열영상을 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.96-104
• /
• 2020

주간 무인 감시를 위하여 가시광 파장 범위인 400~700 nm에서 렌즈와 거울의 기능을 동시에 갖는 구멍 없는 하이브리드 렌즈를 활용한 반사굴절식 전방위 줌 광학계를 설계하고 그 성능을 분석하였다. 하이브리드 렌즈는 렌즈에 구멍을 뚫는 작업이 없고 광학 부품의 수량을 줄일 수 있기 때문에 전방위 줌 광학계의 제작과 조립에서 많은 장점을 갖는다. 이 광학계에서 결상된 도넛 형태의 상에서 안쪽의 압축된 낮은 공간주파수의 상 영역을 확대하여 보기 위해서 줌 렌즈의 기능을 추가한 전방위 광학계의 최적화 설계를 진행하였다. 그 결과 최적화 설계된 광학계의 변조전달함수, 스폿 다이어그램 분석, 공차 분석을 통해 이 광학계의 성능을 분석한 결과로부터 설계 목표 사양을 만족함을 알 수 있었다. 줌 광학계를 주밍할 때 -30~50℃의 온도 변화에 따른 비열화 해석을 한 결과, 적절한 렌즈의 재질을 선정하여 온도 변화에도 상 거리 변화가 거의 없는 광학계임을 확인하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.154-158
• /
• 2012

본 논문에서는 적외선 광학장비의 가격 경쟁력을 확보하고자 상대적으로 저렴한 비용으로 제작이 가능한 PGM(Precision Glass Molding) 가공 렌즈로 구성된, 비냉각형 검출기용 적외선 광학계를 설계 및 제작하였다. PGM 가공이 가능하도록 광학계의 모든 렌즈에 칼코게나이드 유리(Chalcogenide Glass) 소재를 사용하였으며, 자체 비열화가 구현되도록 설계하였다. 또한 기존 가공법인 SPDT(Single Point Diamond Turning) 방법으로 제작된 렌즈로, 동일한 광학계를 구성하여 PGM 가공 렌즈의 성능 측정에 사용하였다. 제작된 두 광학계의 변조전달함수(MTF) 측정 결과와 실제 영상의 촬영 결과를 비교하여 분석한 결과, 가공 방법에 따른 렌즈의 성능 차이는 그리 크지 않음을 확인할 수 있었다. 따라서 향후 PGM 가공 렌즈의 사용이 증가하면, 적외선 광학장비의 가격 경쟁력이 향상될 것으로 기대된다.

• 한국광학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.50-55
• /
• 2005

기준광과 탐사광의 경로길이가 매우 크게 차이가 나는 경로길이 불일치 간섭계(unequal path interferometer)를 이용한 직경 300mm 카세그레인 형태의 인공위성 망원경과 같은 대구경 광학계의 변조전달함수(modulation transfer function : MTF)와 파면오차를 동시에 측정하는 방법을 제안하고 이를 실험적으로 확인하였다. 이러한 경로불일치 간섭계를 이용한 측정시스템에서 필요한 평행한 시준광을 만들기 위해서 쌍방향 층밀리기 간섭계를 사용하였으며, 파면오차를 측정하기 위해서 직경 400 mm인 비축 포물경을 사용하는 긴 광경로차의 대구경 피조우 간섭계를 사용하였다. 또한 회전하는 확산판을 이용하여 레이저 광을 부분가간섭광으로 바꿈으로써 피조우 간섭계의 파장으로부터 쉽게 MTF를 측정할 수 있었다.