• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.158-158
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• 2017

비닐포장 하부에 위치한 콩의 생장 초기에 발생한 초엽을 인식하기 위한 연구를 수행중이다. 선행 연구에서 비닐포장에 접촉한 콩 초엽으로 인해 비닐포장 상부 표면의 열 반응 분포에 변화가 있음을 발견하였다. 현장에서 주행 중에 콩 초엽의 위치를 실시간으로 인식하고 연동된 선형 또는 회전형 엑츄에이터를 제어하여 정확한 위치에 천공을 수행하기 위해서는 계측 시스템과 제어 시스템간의 시간적 차이를 최소할 수 있는 실시간 신호 처리 기술이 필수적이다. 선행 연구에서 사용한 다중 IR 센서의 분해능은 $16{\times}4pixel$이며 주파수는 3 Hz로, 폭이 30cm 내외인 비닐포장 상부의 정밀 분석에 한계가 있음을 발견하였다. 이를 해결하기 위하여 분해능과 계측 주기를 개선할 수 있는 초소형 ($1cm{\times}1cm{\times}1cm$) 열화상 센서를 이용하였다. LWIR(Longwave infrared)영역에 해당하는 $8{\mu}m{\sim}14{\mu}m$의 영역에서 $0.05^{\circ}C$의 분해능을 보이는 $ Lepton^{TM}$ (500-0690-00, FLIR, Goleta, CA)모델을 사용하였다. 프레임당 $80{\times}60$ 픽셀의 정보가 2 Byte의 단위로 계측이 되며 9 Hz의 주파수로 대상면의 열 분포를 측정할 수 있다. 이론적으로 초당 정보 전송량은 86,400 Byte ($80{\times}60{\times}2{\times}9$)이며, 1 m를 진행하는 주행형 천공기에 적용할 경우 1 프레임당 10cm 정도의 면적을 측정하므로, 최대 위치 판정 분해능은 약 10 cm / 60 pixel = 0.17 cm/pixel로 상대적으로 정밀한 위치 판별이 가능하다. $80{\times}60{\times}2Byet$의 정보를 0.1초 이내에 분석해야 하는 기술적 과제를 해결하기 위하여 천공 작업기에 적합한 상용 SBC(Single board computer)의 클럭 속도(1 Ghz)로 처리 가능한 공간 분포 분석 알고리즘을 개발하였다. 전체 이미지 도메인을 한 번에 분석하는데 소요되는 시간을 최소화하기 위하여 공간정보 행렬을 균등히 배분하고 별도의 프로세서에서 Feature를 분석한 후 개별 프로세서의 결과를 경합식으로 판정하는 기술을 연구하였다. 오픈 소스인 MPICH(www.mpich.org) 라이브러리를 이용하여 개발한 신호 분석 프로그램을 클러스터링으로 연동된 개별 코어에 설치/수행 하였다. 2D 행렬인 열분포 정보를 공간적으로 균등 분배하여 개별 코어에서 행렬의 Spatial domain analysis를 수행하였다. $20{\times}20$의 클러스터링 단위를 이용할 경우 총 12개의 코어가 필요하였으며, 초당 10회의 연산이 가능함을 확인하였다. 병렬 클러스터링 기술을 이용하여 1m/s 내외의 주행 속도에 대응이 가능한 비닐포장 상부 열 분포 분석 시스템을 구현하였다.

• 한국광학회지
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• 제16권4호
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• pp.354-360
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• 2005

[ $480{\times}6$ ] 배열 HgCdTe(MCT) 검출기를 사용하는 고성능의 원적외선(LWIR) 줌 열상센서를 개발하였다. 광학계는 대략 190 mm 직경을 갖는 대물 망원경과 광학적으로 잘 정렬된 주사장치로 구성된다 망원경의 줌 비율은 3:1이며 배율의 변환은 2개의 렌즈 그룹을 이동시킴으로써 수행된다. 이동하는 2개의 렌즈 그룹으로 열상장비의 비열화도 함께 수행한다. 비열화 수행을 통해 광범위한 운용온도 범위에서도 시스템의 성능 저하 없이 활용이 가능하다. 한편 개발된 열상장비는 16:9 양상비를 갖는 고화질 텔레비전(HDTV)에 시현도 가능하다. HDTV 형태의 경우 주사장치는 62만 화소까지 영상 시현이 가능하다. 이 기능은 일반적인 TV 시현의 경우보다 성능의 저하 없이 수평 시계각을 넓혀 주는 역할을 한다. 설계 및 제작된 원적외선 열상장비의 고배율에서 최소분해가능온도차(MRTD)를 측정한 결과, 2 cycles/mrad의 공간주파수에서 0.04 K 이하 및 8 cycles/mrad의 공간주파수에서 0.23 K의 우수한 결과를 보였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제17권6호
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• pp.764-772
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• 2014

The stealth performance of supersonic aircraft in recent air battlefield is one of the most significant feature for latest fighters. Especially, as the technology is advancing, the IR stealth capability becomes more important because of its passive characteristic. To design an aircraft with stealth capability, we must know how much the IR signature is generated from the aircraft. Also, predicting the IR signature of enemy's aircraft is tactically crucial. In this study, we calculated MWIR and LWIR infrared signature of $5^{th}$ generation supersonic aircraft against air-to-air and surface-to-air threat using IR simulation code and CFD coupled procedure.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제21권3호
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• pp.306-314
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• 2018

In maritime environment, it is necessary to understand the characteristics of sunglint since it may degrade the target detection performance of the infrared sensor mounted weapons. In this paper, sunglint in LWIR band is modeled using the slope distribution of the sea surface, and is verified by comparing the radiance of a simulated result with that of the real world. According to the simulation, sunglint is critical when the solar zenith angle is over $60^{\circ}$. The peak radiance of sunglint grows as the solar zenith angle increases until it reaches $83^{\circ}$ and has a large difference depending on the solar zenith angle when the wind speed is small. Finally, seasonal and temporal characteristics of sunglint effects are analyzed. In summer, sunglint is dominant in the horizon near the solar azimuth right after sunrise and before sunset. However, in winter, the influence of sunglint lasts even during the daytime since the elevation of the sun is much lower than in summer.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권11호
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• pp.1604-1611
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• 2018

Utilizing Sb-based bulk epilayers on large-scale low-cost substrates such as GaAs for fabricating infrared (IR) photodetectors is presently attracting significant attention worldwide. For this study, three sample series of $GaAs_xSb_{1-x}$, $In_{1-x}Ga_xSb$, and $InAs_xSb_{1-x}$ with different compositions were grown on semi-insulating GaAs substrates by using molecular beam epitaxy (MBE) and appropriate InAs quantum dots (QDs) as a defect-reduction buffer layer. Photoluminescence (PL) signals from these samples were observed over a wide IR wavelength range from $2{\mu}m$ to $12{\mu}m$ in agreement with the expected bandgap, including bowing effects. In particular, interband PL signals from $InAs_xSb_{1-x}$ and $In_{1-x}Ga_xSb$ samples even at room temperature show promising potential for IR photodetector applications.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.93-97
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• 2022

적외선 영상은 온도 정보뿐만 아니라 파장 정보를 포함하고 있으며 이는 단일 파장의 적외선 카메라로는 분석이 불가능하다. 다중 파장 적외선 카메라는 적외선 영상에 포함된 광범위한 정보를 획득할 수 있다. 다중 파장 적외선 카메라의 한 종류인 이중대역 적외선 카메라는 시스템 구성을 쉽게 할 수 있다는 이점이 있다. 이중대역 적외선 카메라는 적외선 영상에 포함된 온도정보 뿐만 아니라 파장 정보를 획득할 수 있고 이를 통해 적외선 카메라의 탐지/식별 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 중적외선 대역과 원적외선 대역을 동시에 획득할 수 있는 이중대역 적외선 검출기를 이용한 적외선 카메라의 설계에 대하여 기술한다.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권4호
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• pp.366-374
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• 2024

This paper presents an optimum method for determining the parameters to athermalize a long-wavelength infrared (LWIR) zoom camera by introducing the defocus sensitivity analysis. To effectively find parameters that significantly affect thermal defocus, we simulated athermal analysis with temperature changes for all variables. Consequently, we found that the optimum parameter to correct thermal defocus is the compensation lens, and its movements with temperature at each zoom position are obtained from the simulated athermal analysis. To verify the efficiency of our athermal approach, we performed actual athermal tests in a broad temperature range at each zoom position. The simulated athermal analysis provides the initial position of the compensation lens at the corresponding temperature and zoom position. Then the compensation lens is elaboratively moved to serve the highest live contrast ratio (LCR) for the target. This experiment shows that the compensation lens locations in the actual test are closely matched to those in the simulated athermal analysis. In addition, two outdoor tests conducted in two different environments confirm that the autofocus system suggested in this study performs well at all zoom positions. Using the proposed athermal analysis approach in this paper, we efficiently realize an athermal system over the specified temperature and zoom ranges.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권9호
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• pp.49-56
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• 2004

HgCdTe 64×2 중원적외선 이중대역 동시검출기를 위한 포화전류차단 회로를 갖는 BDI입력방식의 신호취득회로(ROIC)를 설계하였다. 제안된 포화차단 회로를 통해서 중적외선 신호가 포화되면 원적외선 신호도 왜곡이 일어나던 기존의 문제점을 해결함으로써 120k정도 더 넓은 온도 영역의 물체까지 측정할 수 있는 범위를 확보하고 중적외선 검출기에서 발생하는 dead pixel에 의해 원적외선 검출기의 성능은 영향받지 않는 특성을 보였다. 회로 제작에 사용한 공정은 0.Sum 2-poly 3-metal Hynix CMOS 공정이었다. 측정결과 중적외선 신호와 원적외선 신호가 동시에 처리되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 측정된 잡음의 크기는 상온에서 53uV로서 동작온도 77K의 값으로 환산시켜 보았을 때 27uV로 ROIC의 특성이95% BLIP 조건을 만족함을 알 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권3호
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• pp.342-349
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• 2010

This paper is a foundation work in developing a software for generating infrared images from a scene with various objects. The spectral radiance received by a remote sensor is consisted of the self-emitted, reflected and scattered components. In general, the self-emitted component is the most important part for generating Infrared signatures from the object. In this paper, the infrared image generation considering various surface temperature and optical surface property of a flat plate is demonstrated in MWIR($3{\sim}5{\mu}m$) and LWIR($8{\sim}12{\mu}m$) regions for different spatial resolutions of the images. Resulting spectral radiance values in the MWIR($3{\sim}5{\mu}m$) and LWIR($8{\sim}12{\mu}m$) regions arrived at the infrared sensor are compared numerically and graphically by recognizing that they are strongly dependent on the surface conditions such as the surface temperature and the surface emissivity. And these infrared images are also shown to be strongly dependent on the resolutions of the infrared imaging devices as well. This study reveals that the surface conditions are more dependent on the radiance level from the surface while the resolution of the imaging device is more responsible for identifying the shape of object.

• 한국광학회지
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• 제28권5호
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• pp.241-249
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• 2017

본 논문에서는 $7.7{\mu}m$에서 $12.8{\mu}m$ 파장 대역에 적용 가능한 비냉각 열상장비 광학계를 설계 및 분석 하였다. 최적화 과정을 통하여 설계된 원적외선 광학계의 유효초점거리는 5.44 mm를 가지며, 4면의 비구면과 2면의 회절면을 포함하였다. 광학계의 F/수는 F/1.2로 설정하였고, 시야각은 $90^{\circ}{\times}67.5^{\circ}$가 되도록 하였다. 회절면이 적용된 hybrid 렌즈를 이용하여 보다 효율적으로 고차 수차가 보정되도록 하였고, 이때 발생되는 회절 특성은 scalar 회절 효율을 이용하여 평가하였다. 또한 hybrid 렌즈에서 발생되는 회절 현상에 의한 통합 회절효율을 예측하고 배경잡음에 의한 MTF 저하를 고려하였다. 원적외선 광학계의 온도 변화에 따른 보상은 광학식 비열화를 이용하여 광학계의 MTF 성능이 초점 심도 내에서 유지되도록 하였다. 결론적으로 비냉각 열상장비에 효율적으로 적용 가능한 광학설계 결과를 얻었다.