• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.16 no.10
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• pp.2335-2340
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• 2012

The detector is an uncooled detector system that functions inside the thermoelectric cooler (TEC) equipped with features instead of the cooler. The function of the thermoelectric device to control the temperature of the detector based on a function of temperature to prevent degradation of image quality to perform the role, the latest technology trend by removing the thermoelectric device size, cost a lot of effort to reduce has been studied. In this paper, It would be proposed of the actual test result using real chamber environment of for the best TECless algorithm as to minimize the degradation of image quality and obtain the low price of the uncooled detector.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.17 no.12
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• pp.41-47
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• 2012

Every object over $O^{\circ}K$ emits radiant energy based on its own temperature. Uncooled thermal imaging system displays the detected incident radiant energy as an image by signal processing. Recently, the uncooled thermal imaging system is applied to various areas such as medical, industrial, and military applications. Also, several researches are in progress to find new applications of the uncooled thermal imaging system. In this paper, we present effective method for controlling TEC-less detector in the uncooled thermal imaging system and also present the efficient control scheme for maximizing the accuracy of temperature measurement. The proposed scheme is to apply TEC-less and temperature detection algorithm in Uncooled thermal imaging system. In results of tests performed by using the actual chamber, we acquired images of better quality than the former system and temperature measurement accuracy was improved to less than $1^{\circ}C$.

• The Optical Journal
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• s.122
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• pp.41-43
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• 2009

본 연구에서는 최근에 민수용으로 활용 빈도가 높은 $320{\times}240$ 어레이를 갖는 비냉각 검출기에 적합하도록 F/1.0. 이중배율 광학계를 설계제작하여 열영상을 획득하고 광학성능을 확인하기 위하여 최소분해가능온도차(MRTD; Minimum Resolvable Temperature Difference) 값을 측정하고 사람과 차량의 탐지를 추정하였다.

• 기계와재료
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• v.23 no.3
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• pp.156-163
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• 2011

쥴톰순 냉동기는 스터링 냉동기, GM 냉동기, 스터링형 및 GM형 맥동관 냉동기 등 기계적 극저온냉동기에 비해 단순한 구조, 수 초의 급속한 냉각특성을 장점으로 중대형의 가스액화사이클 뿐만 아니라 적외선검출기의 급속냉각, 저온수술 등 다양한 분야에서 널리 사용되어지고 있다. 일반적으로 100K 이하의 작동온도 및 수 초 수준의 빠른 냉각을 요구하는 적외선검출기의 냉각을 위해서는 수 백기압 이상 고압의 질소 및 아르곤 가스를 사용하는 쥴톰슨 냉동기가 주로 사용되고 있다. 쥴톰슨 냉동기는 핀-관(fin-tube) 형태의 열교환기와 열교환기의 구조적 기반을 제공하는 멘드렐(mandrel), 쥴톰슨 노즐 등으로 구성되며, 열교환기의 열전달 성능 및 유량조절기구의 특성은 냉동기 저온부의 냉각온도, 냉각시간 및 운전시간에 큰 영향을 미친다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.17 no.2
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• pp.30-38
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• 2004

• Electrical & Electronic Materials
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• v.24 no.4
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• pp.32-42
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• 2011

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.223-223
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• 2011

적외선 감지기로 사용되는 microbolometer 소자재료로 VOx 또는 비정질 Si이 가장 많이 사용된다. 그 중에서 VOx 물질은 온도저항계수 즉, TCR이 높고 감지도가 우수하기 때문에 비냉각 적외선 검출기에 많이 응용된다. Microbolometer 검출기는 그 응답도는 micromachining 공정에 의해 좌우되는 열 고립구조에 의해 좌우된다. 특히 TCR 값이 크고, 열시상수 값이 작을수록 양질의 감지도를 얻을 수 있으므로 재료의 선택 및 공정이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 비냉각 적외선 감지소자로 사용되는 VOx 박막을 DC Sputtering을 사용하여 증착하였으며, 그 특성을 조사하였다. MEMS 공정에 의한 센서의 제작은 적외선을 흡수하여 저항변화를 읽어내어 판독하는 Readout IC(ROIC) 위에 행해진다. Monolithic 공정에 의해 이러한 ROIC 위에서 공정이 동시에 행해지므로 공정온도는 매우 중요한 요소로 작용한다. 따라서 증착된 VOx 박막의 열처리 효과를 연구하였다. 열처리 온도는 $250^{\circ}{\sim}420^{\circ}C$, 열처리 시간은 20~80 min 까지 변화시켰다. 갓 증착된 VOx 박막의 저항은 약 200 $k{\Omega}$이였으며, TCR은 -1.5%/$^{\circ}C$로 나타났다. 열처리 온도가 증가함에 따라 TCR 값은 증가하였으며, 열처리 시간이 증가할수록 역시 TCR 값이 증가하는 경향을 보였다. 열처리 온도 320$^{\circ}C$, 열처리 시간 40 min에서 TCR 값은 약 -2%/$^{\circ}C$의 값을 얻을 수 있었다. 이러한 성능의 VOx 박막을 이용하여 비냉각형 microbolometer 검출소자를 열변형없이 공정을 수행할 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.10 no.4
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• pp.138-144
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• 2007

This paper introduces the design techniques of an IR module using the 2-D array un-cooled type infrared detector which is applied to the individual combat weapon. Considering the size and weight of the hand carried weapon system, we used a very small-sized detector and applied an adaptive temperature control algorithm so that the operation consumed with low power can be possible. We applied the AR(Auto Regressive) filter to improve the signal-to-noise ratio in a thermal image processing step. We also applied the plateau equalization and boundary enhancement techniques to improve the visibility for human visual system.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.40 no.1
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• pp.19-29
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• 2003

This paper proposes a CMOS readout circuit for uncooled micro-bolometer arrays adopting a four-point step calibration technique. The proposed readout circuit employing an 11b analog-to-digital converter (ADC), a 7b digital-to-analog converter (DAC), and an automatic gain control circuit (AGC) extracts minute infrared (IR) signals from the large output signals of uncooled micro-bolometer arrays including DC bias currents, inter-pixel process variations, and self-heating effects. Die area and Power consumption of the ADC are minimized with merged-capacitor switching (MCS) technique adopted. The current mirror with high linearity is proposed at the output stage of the DAC to calibrate inter-pixel process variations and self-heating effects. The prototype is fabricated on a double-poly double-metal 1.2 um CMOS process and the measured power consumption is 110 ㎽ from a 4.5 V supply. The measured differential nonlinearity (DNL) and integrat nonlinearity (INL) of the 11b ADC show $\pm$0.9 LSB and $\pm$1.8 LSB, while the DNL and INL of the 7b DAC show $\pm$0.1 LSB and $\pm$0.1 LSB.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.236-236
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• 2013

비냉각 적외선 검출기는 산업용 군사용으로 최근 각광을 받고 있다. 이는 주야간 빛이 없는 곳에서도 사물의 열을 감지할 수 있어 인체감지 및 보안감시, 에너지 절감 등에 응용될 수 있는 핵심부품이다. 비냉각 적외선 검출기로는 재료의 저항의 변화를 감지하는 마이크로볼로미터형이 가장 많이 사용된다. 감지재료로는 비정질 실리콘(a-Si)과 산화바나듐(VOx)이 가장 많이 사용된다. VOx 박막은 일반적으로 RF sputtering 방법으로 증착이 되며, 저항이 낮고, 저항의 온도변화 계수(TCR)가 크며 신호 대 잡음 특성이 우수한 반면 산소(oxygen) phase가 다양하여 갓 증착된 상태의 박막은 재현성이 떨어지는 단점이 있다. 본 연구에서는 기존의 V 타겟을 사용한 VOx 박막을 증착하는 방법을 개선하여 ZnO 나노박막을 중간에 삽입하여 저항 특성을 조절할 뿐만 아니라 열처리에 의해 TCR 값을 향상시키고, VO2 phase 가 주로 나타나는 박막 증착 및 공정 방법을 소개한다. RF sputtering 장비를 이용하여 산소와 아르곤 가스의 혼합비를 4.5로 하였으며, VOx 증착 시 플라즈마 Power는 150 W 로 하여 상온에서 증착하였다. 갓 증착된 VOx 다층박막의 XRD 스펙트럼은 V2O5 피크가 주된 상을 이루고 있었으며, 산소열처리에 의해 VO2 상이 주로 나타남을 알 수 있었다. TCR 값은 갓 증착된 샘플에서 -0.13%/K의 값을 얻었으며, $300^{\circ}C$에서 50분간 열처리 후 -3.37%/K 으로 급격히 향상됨을 알 수 있었다. 저항은 열처리 후 약 100 kohm으로 낮아져 검출소자를 위한 조건에 적합한 특성을 얻을 수 있었다. 또한 산소열처리의 온도 및 시간에 따라 TCR 및 표면 거칠기 특성을 조사하였으며, 최적의 열처리 조건을 얻고자 하였다.