• 제목/요약/키워드: 구면 수차 보상

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Liquid Crystal Lens for the Compensation of Spherical Aberration

  • 정석호;최성욱;왕지석;김영주
    • 정보저장시스템학회:학술대회논문집
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    • 정보저장시스템학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.151-152
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    • 2005
  • Blu-ray 디스크에서는 NA=0.85 의 높은 개구수를 채용함으로써 디스크 보호층의 두께 변동에 따른 구면수차 발생량이 매우 커지는 문제가 발생하게 된다. 따라서 디스크 두께 공차 $3{\mu}m$에서 Blu-ray 시스템의 수차 발생 허용수준을 초과한다. 그리고 Multi-layer 디스크의 경우 각 층의 간격이 $25{\mu}m$ 정도의 간격을 두고 배치되어 있어 기록층 사이에서 발생하는 구면수차의 보정이 필요하며, 종래의 기술은 보상범위가 $3{\mu}m$로 한정되어 사용이 불가능하며 또한 대물렌즈 조립공차가 엄격히 관리되어야 하는 문제점을 안고 있었다. 본 연구에서는 액정렌즈에 의한 구면수차 보정으로 이러한 문제점들을 해결하고자 하였다. 액정렌즈는 오목렌즈 액정소자와 볼록렌즈 액정소자로 구성되며 픽업 광학계 내에 조합하여 설계함으로써 Multi-layer 디스크의 두께 변동에 따라 발생하는 구면수차를 보정하고 대물렌즈 조립공차 문제를 해결할 수 있다.

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구면 수차 보상을 위한 엑츄에이터 설계에 대한 연구 (A Study on Actuator Design for SA Compensation)

  • 이성훈;박관우;김진아;최인호;김진용
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.346-350
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    • 2004
  • In Blu-ray(BD) optical system, as a short laser wavelength of laser diode and thin cover layer thickness of' disc, the proper adjustment of spherical aberration should be performed. Considering thin cover layer' thickness and tolerance variation of disc in BD optical system, spherical aberration in BD format is mort: serious than CDㆍDVD format Especially, in dual-layer disc, to compensate the aberration at each layer, optical component should be moved finely in the way of optical path. In this study, 1 -axis moving actuator was introduced as the method of compensating the spherical aberration, and the mechanism of the system was described. Finally, its effect on optical system will be mentioned.

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온라인 광학보정장치를 적용한 위성카메라의 광학설계 (Optical Design for Satellite Camera with Online Optical Compensation Movements)

  • 조정빈;황재혁;배재성
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.265-271
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    • 2015
  • 본 연구에서는 소형 위성카메라의 영상성능 저하를 궤도상에서 능동적으로 보정하기 위해 광학보정장치를 적용한 위성카메라의 광학설계를 수행하였다. 2개의 광학 보정장치는 각각 부반사경 및 초점면부에 부착되며 총 5자유도의 운동이 가능하다. 본 논문에서 설계한 광학부는 슈미트-카세그레인(Schmidt-Cassegrain)타입으로 주반사경의 직경은 200mm이고, GSD 3.8m, MTF 성능은 약 50% 정도이다. 설계된 광학계는 수차곡선과 Spot diagram과 MTF를 통해 성능평가를 수행하였다. 수차곡선을 통해 광학성능에 가장 큰 영향을 미치는 수차가 구면수차인 것을 확인 할 수 있고, MTF 해석을 통해서 나이퀴스트 주파수에서 MTF 30%이상의 요구 성능을 충분히 만족하는 것을 확인하였다.

고화질 프로젝션 디지털 TV용 광학렌즈 설계 (Optical design of a projection lens for high definition digital TV)

  • 박성찬;문희종
    • 한국광학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.291-299
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    • 1998
  • 고화질 프로젝션 TV에서 광학부품들이 가격 및 성능면에서 경쟁력을 갖춘 최적의 시스템을 설정하고, 그로부터 현재 방송규격인 NTSC 및 향후에 시행될 디지털 TV에 공용적용할 투사렌즈를 설계 개발 하였다. 플라스틱 렌즈 2매와 구면 glass 렌즈 1매로 구성된 투사렌즈에 대해, 3차 수차가 모두 보정된 초기설계치로부터, 플라스틱 렌즈의 비구면화, 공차를 고려한 최적화 설계, 그리고 온도보상등의 과정을 통해 설계 하였다. 최종적으로 개발된 렌즈의 구현가능한 화면크기는 40∼50인치, 해상도는 800TV-line 이상 이다.

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효과적인 3차원 디스플레이를 위한 다시점 영상왜곡 보정처리 시스템 구현 (Implementation of Multiview Calibration System for An Effective 3D Display)

  • 배경훈;박재성;이동식;김은수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권1C호
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    • pp.36-45
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    • 2006
  • 본 논문에서는 효과적인 3차원 영상 디스플레이를 위한 다시점 영상왜곡 보정처리 시스템 구현을 제안한다. 본 논문에서 제안한 보정처리 시스템은 기존의 스테레오 방식에서 확장된 4시점으로 카메라를 구성하여 영상을 획득하고 다시점 영상 간에 발생할 수 있는 렌즈의 왜곡, 카메라 오차 및 크기, 카메라 간 밝기 및 색상, 영상 간 밝기 균일도 등의 영상의 보정 신호처리에 대한 방법을 제시한다. 본 논문에서 제안된 시스템에서는 카메라 간 밝기 및 색상 보상은 각 영상의 특징점과 대응점을 찾아 영상 전체에 대한 대응점을 추출하여 색 변환을 통해 영상을 보정하였고 밝기 및 균일도 처리는 각 영상의 밝기차이 맵을 생성하여 보상하였다. 또한 렌즈의 구면수차로 인한 왜곡은 각 영상의 패턴을 검출한 후 렌즈 왜곡을 보정하고 카메라의 오차 및 크기 보상을 통해 다시점 3차원 디스플레이시 발생되는 왜곡현상을 해결하여 보다 효과적인 3차원 입체 디스플레이가 가능하도록 하였다.

초점거리 비가 3:1인 아나모픽 렌즈 열상 광학계 설계 (Design Anamorphic Lens Thermal Optical System that Focal Length Ratio is 3:1)

  • 김세진;고정휘;임현선
    • 한국안광학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.409-415
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    • 2011
  • 목적: 초점거리의 비가 3:1인 아나모픽 렌즈를 적용하여 탐지거리를 증대시키는 열상 광학계를 설계하였다. 방법: 화각이 $50^{\circ}{\sim}60^{\circ}$, 초점거리는 수평방향 36 mm, 수직방향 12 mm로 구속조건을 정하였다. 구속조건으로 f-number는 4, 화소 크기는 $15{\mu}m{\times}15{\mu}m$, 한계 분해능은 33l p/mm에서 25% 이상으로 제한하였다. 재질은 Si, ZnS, ZnSe를 사용하였으며 파장영역은 4.8 ${\mu}m$, 4.2 ${\mu}m$, 3.7 ${\mu}m$로 설정하였다. 설계한 열상 카메라의 광학적 성능 및 탐지거리와 나르시서스, 비열화를 분석하였다. 결과: 열상 광학계의 초점거리는 Y축 방향이 12 mm, X축 방향이 36 mm를 만족하였으며 f-number는 4를 만족하였다. 전장의 길이는 76 mm로 시스템의 전반적인 부피를 감소시켰다. 구면수차와 비점수차는 ${\pm}$0.10내로 2 pixel 크기보다 작게 나타났다. 왜곡수차는 10%이내로써 열상 카메라로 사용하는데 문제가 없음을 확인하였다. 광학계 MTF 성능은 33l p/mm에서 full field 까지 25%이상으로 구속조건을 만족하였다. 설계된 열상 광학계는 2.9 km까지 탐지할 수 있으며 4면을 제외한 나머지 면들의 나르시서스 값을 줄여 상 번짐이 감소하였다. 민감도 분석을 통해 5번째 렌즈를 보상자로 선택하여 온도 변화에 따른 MTF 해상력을 높였다. 결론: 아나모픽 렌즈를 적용해서 설계한 열상 광학계의 광학적 성능은 구속조건을 만족하였으며 더 긴 탐지거리와 나르시서스의 감소, 온도에 따른 해상력이 증가됨을 확인하였다.

광섬유 다발과 Gradient-index Lens가 결합된 고 분해능 및 최소침습 직경의 공초점 내시 현미경 대물렌즈의 설계 (Design of an Endoscopic Microscope Objective Lens Composed of Flexible Fiber Bundle and Gradient-index with a High Resolution and a Minimally-Invasive Outer Diameter)

  • 장선영;임천석
    • 한국광학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.87-94
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    • 2008
  • 공초점 내시 현미경의 경우 살아있는(in vivo) 동물체들의 뇌 속에서의 암세포나 특정 세포를 분석할 수 있으며, 비 침습적으로 얻을 수 있는 기술과 동시에 실시간으로 암을 검출할 수 있는 장점이 있다. 공초점 내시 현미경의 경우 최소 직경과 고 분해능을 요하게 된다. 본 논문은 최소 직경을 가지는 GRIN 렌즈와 유동적으로 움직일 수 있는 광섬유 다발을 연결시킴으로써 보다 측정에 용이하도록 하였다. 직경이 1 mm이고 수치구경이 0.5이며 pitch가 0.25인 GRIN렌즈를 사용하였으며, 광섬유 다발은 30,000개의 코어로 구성된 유동적인 광섬유 다발을 사용하였다. 본 논문은 GRIN 렌즈에 의해서 발생되었던 구면수차는 광학보상자를 이용하여 보정하였다. 그 결과 설계되어진 공초점 내시 현미경 대물렌즈의 경우 종 분해능은 $1.63\;{\mu}m$이고 축상물점과 비축물점에서의 에너지 분포가 100%일 때 각각의 spot size는 축상물점에서 $0.3\;{\mu}m$ 비축물점에서 $0.83\;{\mu}m$의 결과를 얻었으며 보다 값싸고 제작에 용이한 양산 비구면 렌즈로 대체 구현된 결과에서는 종 분해능이 $1.74\;{\mu}m$이고, 축상 물점에 대한 spot size는 $1.1\;{\mu}m$이고 비축물점에서는 spot size가 $2.94\;{\mu}m$로 설계되었다.