• 제목/요약/키워드: Focal plane Electronics

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UV 검출기 제작을 위한 $8{\times}8$ ReadOut IC에 관한 연구 (Investigation on the $8{\times}8$ ReadOut IC for Ultra Violet Detector)

  • 김주연;김태근
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제42권3호
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    • pp.45-50
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    • 2005
  • 산업용, 의학용 및 군사용, 환경감시용 등 다양한 분야에서 UV 카메라가 이용되고 있다. 높은 분해능과 고효율을 가진 GaN 계열의 III-V족 질화물 반도체를 이용하여 제작한 UV 센서인 포토다이오드로 부터 최적의 자외선 응답을 읽어낼 수 있는 ROIC(ReadOut IC)를 개발 했다. FPA(Focal Plane Array)용 UV $8{\times}8$ ReadOut IC(ROIC)를 설계를 위하여 포토다이오드 타입 센서 소자를 커패시터로 모델링하였다. ROIC는 검출되는 신호를 받아 이를 증폭하고 잡음제거 필터링을 거쳐 픽셀 단위로 순차적으로 출력하는 기능을 수행하도록 하였다. ROIC는 $0.5{\mu}m$ 2Poly, 3Metal N-well CMOS process를 이용하여 제작되었으며, 이방성 전도성 페이스트 (Anisotropic Conductive Paste:ACP)를 사용하는 gold stud bumping 공정으로 ROIC와 포토다이오드 어레이를 하이브리드 패키지 (package)한 후 PC에서 자외선 영상으로 확인함으로써 ROIC의 동작을 검증하였다.

Optical Noise Removal in the Focal Plane of the Spaceborne Camera

  • Park, Jun-Oh;Jang, Won-Kweon;Kim, Seong-Hui;Jang, Hong-Sul;Lee, Seung-Hoon
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제15권3호
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    • pp.278-282
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    • 2011
  • We discuss two possible optical noise sources in an electro-optic camera loaded on a low earth orbit satellite. The first noise source was a reflection at the window for signal rays incident upon the window which is placed before the FPA plane. The second noise source came from a reflection at the surface of the FPA cell when the signal flux is not entirely absorbed. We investigate the noise generation processes for two optical noise sources, and a parametric solution is used to estimate the optical noise effects.

Repetition-Rate Multiplication of a 10-GHz Mode-Locked Laser via Coding the Spectral Intensity and Phase

  • Kim, Ik Hwan;Cho, Il Hwan;Hong, Sang Jeen;Seo, Dong-Sun
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제18권5호
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    • pp.611-615
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    • 2014
  • We report high-speed pulse train generation from a relatively low-speed 10-GHz mode-locked laser by means of line-by-line spectral coding. To increase the pulse repetition rate multiplication (RRM) factor, we combine coding schemes for both spectral intensity and phase by placing a simple mask at the coder focal plane. The resulting RRM factor, determined by multiplying the RRM factors of the individual coding schemes, rises as high as 16. To verify the generated pulses, the optical spectra and autocorrelation traces are examined.

비초점화 영상에서 정칙화법을 이용한 깊이 및 거리 계측 (On the Measurement of the Depth and Distance from the Defocused Imagesusing the Regularization Method)

  • 차국찬;김종수
    • 전자공학회논문지B
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    • 제32B권6호
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    • pp.886-898
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    • 1995
  • One of the ways to measure the distance in the computer vision is to use the focus and defocus. There are two methods in this way. The first method is caculating the distance from the focused images in a point (MMDFP: the method measuring the distance to the focal plane). The second method is to measure the distance from the difference of the camera parameters, in other words, the apertures of the focal planes, of two images with having the different parameters (MMDCI: the method to measure the distance by comparing two images). The problem of the existing methods in MMDFP is to decide the thresholding vaue on detecting the most optimally focused object in the defocused image. In this case, it could be solved by comparing only the error energy in 3x3 window between two images. In MMDCI, the difficulty is the influence of the deflection effect. Therefor, to minimize its influence, we utilize two differently focused images instead of different aperture images in this paper. At the first, the amount of defocusing between two images is measured through the introduction of regularization and then the distance from the camera to the objects is caculated by the new equation measuring the distance. In the results of simulation, we see the fact to be able to measure the distance from two differently defocused images, and for our approach to be robuster than the method using the different aperture in the noisy image.

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동적 스테레오 카메라 모델링 (An active stereo camera modeling)

  • 도경민;이쾌희
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제3권3호
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    • pp.297-304
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    • 1997
  • In stereo vision, camera modeling is very important because the accuracy of the three dimensional locations depends considerably on it. In the existing stereo camera models, two camera planes are located in the same plane or on the optical axis. These camera models cannot be used in the active vision system where it is necessary to obtain two stereo images simultaneously. In this paper, we propose four kinds of stereo camera models for active stereo vision system where focal lengths of the two cameras are different and each camera is able to rotate independently. A single closed form solution is obtained for all models. The influence of the stereo camera model to the field of view, occlusion, and search area used for matching is shown in this paper. And errors due to inaccurate focal length are analyzed and simulation results are shown. It is expected that the three dimensional locations of objects are determined in real time by applying proposed stereo camera models to the active stereo vision system, such as a mobile robot.

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Polarization-Dependent Microlens Array Using Reactive Mesogen Aligned by Top-Down Nanogrooves for Switchable Three-Dimensional Applications

  • Son, Ki-Beom;Kim, Mugeon;Park, Min-Kyu;Kim, Hak-Rin
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제19권3호
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    • pp.265-271
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    • 2015
  • We propose a reactive mesogen (RM) lens array to obtain good focusing behavior along with a short focal plane, where the focusing behavior is switchable according to the polarization state of incident light. Polarization-dependent focusing behavior is obtained using a planoconvex RM microlens array on a planoconcave isotropic lens template. Even though the sagitta of our RM lens is high, to obtain the short focal length, the RM layer can be aligned well by introducing a top-down alignment effect, using a nanogrooved template. The optical noise due to the $moir{\acute{e}}$ effect generated by the nanogrooves on the surface of the planoconvex RM layer can be removed simply by overcoating a thin RM layer, which is self-aligned by the geometric surface effect, without an additional alignment process. We demonstrate a hexagonal-packed RM lens array that has a very high fill factor and symmetric phase profile, for an ideal lens.

DSP & FPGA 기반의 적외선 영상에서 하드웨어 뉴럴 네트워크를 이용한 실시간 고정패턴잡음 제어 (Real-Time Fixed Pattern Noise Suppression using Hardware Neural Networks in Infrared Images Based on DSP & FPGA)

  • 박장한;한정수;천승우
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제46권4호
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    • pp.94-101
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    • 2009
  • 본 논문은 냉각형 적외선(infrared focal plane array; IRFPA) 영상시스템에서 하드웨어 뉴럴 네트워크를 이용한 실시간 고정패턴잡음 제어를 위해 고속 DSP & FPGA 기반의 H/W 설계 방법을 제안한다. 고정패턴잡음은 검출기의 불균일 보정처리후에도 관측영상의 온도분포 변화에 의해 발생한다. 이것은 열상 화질의 저하뿐만 아니라 다른 응용에도 문제되는 중요한 요소이다. 냉각형 적외선 영상시스템의 신호처리구조는 저온, 상온, 고온의 3개 테이블을 기준으로 이득(gain) 값과 편차(offset) 값을 연산한다. 제안된 방법은 3개 편차 테이블에서 각각 교차되는 영역을 세분화하여 가상의 테이블을 만들고, 입력 영상의 구분된 3개 영역에서 영상의 평균값으로 하드웨어 뉴럴 네트워크의 가중치 값을 조정하여 최적의 온도구간을 선정한다. 이와 같은 방법은 영상의 평균값으로부터 저온, 상온, 혹은 고온의 이득, 편차 테이블을 연산하고, 운용 중에 지속적으로 편차 보상을 적용하지 않아도 된다. 따라서 제안된 방법은 실시간 처리로 관측영상의 온도분포 변화에 의해 발생하는 고정패턴잡음을 제어하여 영상화질의 개선된 결과를 보였다.

밀리미터파 수동 이미징 시스템 연구 II (Studies on the millimeter-wave Passive Imaging System II)

  • 정민규;채연식;김순구;윤진섭;미즈노 코지;이진구
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권3호
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    • pp.105-110
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    • 2007
  • 광학계 렌즈이론을 바탕으로 밀리미터파를 집속 시킬 수 있는 렌즈를 설계 제작하고, 이를 이용하여 밀리미터파를 집속하였다. 밀리미터파가 집속되는 초점에 안테나를 위치시키고, 안테나를 기계적으로 이동 시키면서 한점씩의 영상 화소를 취해 전체적인 영상을 얻는 밀리미터파 수동 이미징 시스템을 제작하였다 이를 기반으로 렌즈의 초점면에 2차원적인 안테나 배열이 가능한 영상시스템을 목표로 하여 안테나 배열 소자를 설계 제작하였다. 안테나는 페르미 테이퍼 슬롯 안테나(Fermi Taper Slot Antenna)를 채택하였으며, 이 안테나는 높은 이득과 낮은 부엽 특성를 갖는다. 안테나 배열소자는 안테나, 발룬(Balun), MMIC, 검파기를 하나의 기판위에 집적하여 저손실 및 저잡음 효과를 얻을 수 있을 수 있도록 설계 제작하였다. 집적화된 수동형 안테나 배열 소자는 $4\times1$형태로 제작되었다.

초점면 배열 원적외선 검출기의 동작범위 향상을 위한 리셋 조정 회로 (Design of Readout Circuit With Smart Reset Control for Improving Dynamic Range of LWIR FPAs)

  • 우두형
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권1호
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    • pp.38-45
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    • 2010
  • 초점면 배열 원적외선 검출기를 위한 새로운 신호취득 회로를 연구하였다. 각 픽셀 감지소자에 흐르는 전류에 따라, 각 픽셀 회로의 적분시간이 능동적으로 최적화될 수 있도록 리셋 신호를 조정하는 방식이다. 따라서, 제안하는 신호취득 회로는 넓은 동작 범위와 뛰어난 신호 대 잡음 비 특성을 동시에 가질 수 있다. 회로 제작에 사용한 공정은 $0.35{\mu}m$ 2-poly 4-metal CMOS 공정이다. 원적외선 감지소자로서 HgCdTe 다이오드를 사용했고, 배열의 크기는 $128{\times}128$이며, 단위 픽셀의 크기는 $50{\mu}m{\times}50{\mu}m$이다. 기존에 제안한 이 단계 암전류 억제 방식과 더불어 본 논문에서 제안하는 리셋 조정 회로를 함께 사용할 경우, 신호 대 잡음 비와 동작 범위를 각각 87dB와 95.8dB 까지 향상시킬 수 있다.

Stretchable and Foldable Electronics by Use of Printable Single-Crystal Silicon

  • 안종현
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.29-29
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    • 2008
  • Realization of electronics with performance equal to established technologies that use rigid semiconductor wafers, but in lightweight, foldable and stretchable formats would enable many new application possibilities. Examples include wearable systems for personal health monitoring, 'smart' surgical gloves with integrated electronics and electronic eye type imagers that incorporate focal plane arrays on hemispherical substrates. Circuits that use organic or certain classes of inorganic electronic materials on plastic or steel foil substrates can provide some degree of mechanical flexibility, but they cannot be folded or stretched. Also, with few exceptions such systems offer only modest electrical performance. In this talk, I will present a new approach to high performance, flexible and stretchable integrated circuits. These systems combine single-crystal silicon nanoribbons with thin plastic or elastomeric substrates using both "top-down" and "transfer-printing" technologies. The strategies represent promising routes to high performance, flexible and stretchable optoelectronic devices that can incorporate established, high performance inorganic electronic materials.

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