• 한국항공우주학회지
• /
• 제43권2호
• /
• pp.179-185
• /
• 2015

우주용 고해상도 전자광학카메라의 개발에 있어 초점면 배열 장치(Focal Plane Assembly, FPA)의 열제어 설계는 영상품질을 결정하는 중요한 요소이다. FPA 열제어 설계의 목표는 영상 촬영 기간 중 안정적인 열 환경을 제공하는 것으로, 촬영 기간 동안 운용 온도를 주어진 범위 내로 유지해야 하며 후속 촬영에 문제가 없도록 빠른 시간 내에 온도 초기화를 완료해야 한다. 상기의 두 항목인 온도 유지와 온도 초기화 중에서 FPA 구조 설계에 따른 영향을 가장 많이 받으며, 설계 변경의 자유도가 상대적으로 낮은 온도 유지 항목에 대하여 FPA 구조설계 초기 단계부터 검토 및 반영이 가능한 단순화 된 열 저항 해석 기반의 온도 예측 방안을 정의하였다. 또한 열해석 결과와의 비교를 통해 온도 예측 방안을 검증, FPA 설계를 위한 trade-off에 효과적으로 사용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.79-86
• /
• 2004

This paper has presented to the design results of the analog and digital signal processor for the 2nd generation thermal imaging system using $480\times6$ infrared focal plane array In order to correct non-uniformities of detector arrays, we have developed the 2-point correction method using the thermo electric cooler. Additionally, to enhance the image of low contrast and improve the detection capability, we developed the new technique of histogram processing being suitable for the characteristics of contrast distribution of thermal imagery. Through these image processing techniques, we obtained a high qualify thermal image and acquired good result.

• 한국광학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.117-122
• /
• 2002

홀로그래픽 필름으로 제작된 그레이스케일 마스크를 통하여 두꺼운 포토레지스트를 자외선으로 근접 노광하여 주기 300 $\mu\textrm{m}$, 두께 17 $\mu\textrm{m}$, 초점거리 2.2 mm인 10$\times$10 미소렌즈 배열을 제작하였다. 그레이스케일 마스크는 컴퓨터로 설계한 미소렌즈 배열을 필름 출력기를 이용하여 고해상도 흑백 필름에 그레이스케일로 기록 및 현상하고 이를 다시 홀로그래픽 필름에 축소복사(6.6배)하여 제작하였다. 본 제작방법은 저렴한 비용으로 100%에 가까운 fill-factor를 얻을 수 있고, 비구면 렌즈를 구현하기가 쉽다는 장점을 가진다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.981-988
• /
• 2013

본 논문에서는 집적 영상 기술을 이용하여 한 번의 획득 과정을 통하여 물체의 3차원 공간정보를 저장한 후 저장된 정보를 이용하여 집속면(focusing plane)에 대응하는 디포커싱 영상을 구현하는 방법을 제안한다. 집속면에 대응하는 ${\delta}$-함수 배열과 기본영상의 콘볼루션 연산을 통하여 집속면에 대응하는 포커싱 및 디포커싱영상을 구현하였다. 디포커싱 정도는 집속면과 물체거리의 차이에 따라 상대적으로 달라짐을 관찰 할 수 있었다. 제안하는 방법에 대한 기초적인 실험을 수행하고 그 결과를 보고한다.

• 한국진공학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.22-29
• /
• 2011

InAs/GaSb 제2형 응력초격자(SLS)를 활성층에 탑재한 [$320{\times}256$] 초점면 배열(FPA) 적외선 열영상 모듈을 제작하고 열영상을 구현하였다. p-i-n형으로 설계된 소자의 활성층(i) 구조는 300 주기의 [13/7]-ML [InAs/GaSb]-SLS로 구성되어 있고, p와 n 전극층에는 각각 60주기의 [InAs:Be/GaSb]-SLS와 115 주기의 [InAs:Si/GaSb]-SLS 구조를 채용하였다. 시험소자의 광반응(PR) 스펙트럼으로부터 피크 파장(${\lambda}_p$)과 차단 파장(${\lambda}_{co}$)은 각각 ${\sim}3.1/2.7{\mu}m$과 ${\sim}3.8{\mu}m$이고 180 K 온도까지 동작을 확인하였다. 단위 화소의 간격/메사는 $30/24{\mu}m$ 규격으로 설계되었으며, [$320{\times}256$]-FPA는 표준 광묘화법으로 제작하였다. $18/10{\mu}m$의 In-bump/UBM 공정과 flip-chip 결합 기술을 적용하여 FPA-ROIC 열영상 모듈을 완성하였으며, 중적외선용 영상구동 회로 및 S/W를 활용하여 열영상을 시연하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제53권5호
• /
• pp.123-131
• /
• 2016

저조도 환경에서 근적외선은 사람 눈에 보이지 않는 추가적인 정보를 제공하여 물체를 보다 분명하게 구별하고 인식하도록 도움을 준다. 컬러 영상과 근적외선 영상을 동시에 획득하기 위해서 다중 분광 필터 배열을 사용하였다. 그러나 렌즈의 굴절률은 빛의 파장 길이에 따라 다르기 때문에 초점면에 상이 다르게 맺히게 된다. 그 결과 색수차 문제가 발생하고 영상은 흐려지게 되며 영상의 해상도가 떨어지게 된다. 본 논문에서는 이러한 색수차 문제를 고려한 영상 복원 알고리즘을 제안하고자 한다. 다중 분광 필터 배열 영상에 컷오프 주파수가 추정된 저주파 통과 필터를 적용하여 기반 영상을 추정하도록 하였다. 이 영상을 이용하여 다중 분광 영상의 색수차 문제가 해결된 영상을 추정하도록 하였다. 영상 획득 과정에서, 색수차 문제와 기반 영상 형성 과정을 모델링하였다. 이러한 모델을 바탕으로, 기반 영상과 다중 분광 영상 간의 고주파 성분 차이에 대한 최소 자승법을 풀어서 다중 분광 영상을 획득하도록 하였다. 실험 결과는 제안하는 알고리즘이 색수차 문제가 최소화된 고화질의 다중 분광 영상을 추정한 것을 보여준다.

• 센서학회지
• /
• 제10권5호
• /
• pp.337-342
• /
• 2001

1차원 또는 2차원 배열을 갖는 적외선 센서는 흔히 Si CMOS 신호 처리 회로에 인듐 범프를 이용하여 접합된다. 이러한 방식을 취함으로 해서 적외선의 감지와 신호 처리가 초점면에서 이루어지게 되어 신호의 잡음을 크게 줄일 수 있고 적외선 검출기 자체도 훨씬 작게 만들 수 있다. 본 논문에서는 적외선 센서와 신호 처리 회로를 서로 자동으로 평행이 되도록 하면서 인듐범프 접합을 하는 방법을 연구하였다. 이에 의해서 개발된 플립 칩 본더는 구조가 간단하면서도 칩 간의 평행을 유지할 수 있고 작동 방법 또한 간단하여 접합의 신뢰성을 향상시킬 것으로 기대된다.

• 센서학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.301-306
• /
• 2009

This paper describes the design and fabrication of 16$\times$16 microbolometer infrared focal plane arrays based on iMEMS technology. Amorphous silicon was used for infrared-sensitive material, and it showed the resistance of 18 Mohm and the temperature coefficient of resistivity of -2.4 %. The fabricated sensors exhibited responsivity of 78 kV/W and thermal time constant of 8.0 msec at a bias voltage of 0.5 V. The array performances had satisfactory uniformity less than 5 % within one-sigma. Also, 1/f noise of pixel was measured and the noise factor of $6\times10^{-11}$ was extracted. Finally, we obtained detectivity of $1.27\times10^9cmHz^{0.5}/W$ and noise equivalent temperature difference of 200 mK at a frame rate of 30 Hz.

• 기계와재료
• /
• 제22권3호
• /
• pp.120-129
• /
• 2010

획기적으로 선명한 영상의 구현, 휴대 용이성 및 정확한 온도분포의 구현이 가능한 초점면 배열 방식의 적외선 검출기는 탐지도 및 분해능 향상을 위해 액체질소 온도수준의 극저온냉각을 요구한다. 냉동기의 저온부에 적외선 검출기를 직접 부착하는 일체형 스터링 극저온냉동기는 효율적인 적외선 검출기의 냉각이 가능할 뿐 만 아니라, 소형/경량화가 용이하여, 기동 및 휴대용 열상장비용 극저온냉각을 위해 많이 활용되고 있다. 적외선 검출기 냉각용 즉저온냉동기는 다양한 열/진동/충격/전자파 등의 운용환경조건에서 검출기를 액체질소 온도수준으로 냉각/유지할 수 있어야 하며, 안정적인 시스템의 운용을 위한 충분한 신뢰성이 확보되어야 한다. 본 고에서는 민군 겸용기술사업을 통해 국내에서 개발된 열상장비 냉각용 일체형 스터링냉동기의 기술적 특징 및 환경/신뢰성 시험 결과를 소개하고자 한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제6권5호
• /
• pp.396-403
• /
• 2000

A thermal imaging system is implemented for the measurement and the analysis of the thermal distribution of the target objects. The main part of the system is a thermal camera in which a focal plane array typed sensor is introduced. The sensor detects the mid-range infrared spectrum of target objects and then it outputs a generic video signal which should be processed to form a frame thermal image. Here, a digital signal processor(DSP) is applied for the high speed processing of the sensor signals. The DSP controls analog-to-digital converter, performs correction algorithms and outputs the frame thermal data to frame buffers. With the frame buffers can be generated a NTSC signal and transferred the frame data to personal computer(PC) for the analysis and a monitoring of the thermal scenes. By performing the signal processing functions in the DSP the overall system achieves a simple configuration. Several experimental results indicate the performance of the overall system.