본 논문에서는 회절광학소자를 이용하여 컴팩트형 디지털 스틸 카메라용 광학계를 설계 및 평가하였다. 기존의 디지털 스틸 카메라용 광학계가 retrofocus 형태인 것에 비해 컴팩트한 광학계를 얻기 위해서 telephoto 형태로 구성하였다. 또한, 본 광학계를 회절광학소자와 굴절광학소자가 결합된 hybrid 플라스틱 렌즈 1매와 순수한 굴절광학소자 1매로 구성하여 무게, 부피등을 줄이고자 하였다. Gauss 괄호를 이용한 근축 광선추적을 통해 초기 설계치를 수치 해석적인 방법으로 구하였다. 제1면을 비구면화하고, 색수차를 보정하기 위해 제2면을 회절광학소자를 이용하여 설계된 광학계는 1/4" CCD, F/4에 대응되도록 최적화하였다. 최종적으로 설계된 광학계의 초점거리는 3.89mm, 전장(overall length)은 5.19mm로서 컴팩트하며, 현재의 디지털스틸 카메라용 광학계에서 요구하는 성능을 충분히 만족하며, 차세대 화상통신용 광학계에 응용될 수 있을것으로 기대된다.
일반적으로 광학계의 물체거리가 변하면 배율이 변하게 된다. 본 논문에서는 일반적인 이중 가우스(double-Gauss) 형태의 광학계에서 조리개를 기준으로 조리개 앞쪽에 위치한 렌즈군과 조리개 뒷쪽 렌즈군을 광축 방향으로 독립적으로 평행하게 이동하여 물체거리에 따라 배율과 상면이 고정되는 광학계를 제안하고 설계하였다. 이러한 광학계는 전방시현장치(head-up display, HUD), 두부장착디스플레이(head-mounted display, HMD) 등의 투사 광학계에 물체거리의 변화에 따라 상 크기가 변화하지 않도록 하여 전방시현장치 또는 두부장착디스플레이에서 초점 조절(focusing) 시에 화각이 변하지 않도록 하였다. 또한 반도체 칩과 IC 회로기판을 연결하는 와이어(wire)의 상태를 검사하는 과정에서 검사장비가 위 아래로 움직여서 물체거리가 변해도 광학계의 배율이 변하지 않도록 하여 고속검사가 가능할 수 있도록 별도 영상 처리를 시스템적으로 생략할 수 있었다. 본 논문에서 가우스 괄호법(Gaussian bracket method)을 이용하여 원하는 사양을 만족하도록 각 군의 이동량을 구해서 배율과 상면이 고정되도록 하였다. 초기 설계를 진행한 후, 최적화는 광학 설계 프로그램인 시놉시스(Synopsys)를 사용하였다.
In this paper, we propose efficient design and construction of an infrared wide angle optical system with low distortion utilizing a high resolution detector for automobile application. The operational convenience and the recognition ability have been improved significantly by applying the high resolution uncooled thermal detector with wide angle optical design. The active ahtermalization mechanism is implemented so that the adjustment of the optical component of the system is to be made automatically according to the temperature change by motorized control. The modulation transfer function (MTF) is about 50% at the Nyquist frequency close the diffraction limit. The distortion is less than 5% at the edge field. As a result, a high-resolution uncooled thermal optical system with wide field of view (FOV) is assembled, aligned and its performance is tested successfully.
The support structure of an optical mirror system is the one of the important design elements because the one affects the optical aberrations of the mirror surface. In this paper, Lagrange equation of the moving body of the fast steering mirror system(FSM) has been formulated to use with optimization design. Major goals for optimization are to assign the reasonably flexible stiffness to the structure and to enhance the first natural frequency of the mirror and support system in aid of more affordable control bandwidth for the FSM. Pursuing these purposes with the proposed method, the finite element analysis(FEA), optimization technique and the Zernike polynomial estimation are used for the design effects. It is concluded that the proposed approach for design well guides toward the desired design goals with regards to both structural and optical performances.
This paper show lens design and simulation for microdisplay system with two mirror, Lens design optimized consider to spherical aberration, astigmatism, distortion, and chromatic aberration.
Fly-eye lens들을 사용한 3-패널 방식의 액정 projector을 조명 광학계의 원리를 분석하고, 해석적인 방법으로 근축 설계를 하였으며, OSLO광학계 설계 프로그램을 이용한 최적 설계로 광학계를 완성하였다 본 연구의 대상이 되는 projector는 두개의 액정은 동일한 조명 광로를 가지는 반면에 제 3액정은 다른 조명 광로를 가지는 구조로 되어 있다. 이들 두 가지 서로 다른 광로에 대한 조명 원리를 분석하여 설계 방법을 제시하고, 기초 설계를 위한 식을 세우고 풀어서 최대의 조명 효율을 얻기 위하여 광원에서 발광된 빛을 투사 렌즈계의 입사동으로 최대한 집광시키면서 균일하게 조명되는 근축 설계값을 구하였으며, 최적화 설계를 하였다.
Disturbances acting on the track-following servo system of an optical disk drive inherently contain significant periodic components that cause tracking errors of a periodic nature. Such disturbances can be effectively rejected by employing a repetitive controller, which must be implemented carefully in consideration of system stability. Plant uncertainty makes it difficult to design a repetitive controller that will improve tracking performance yet preserve system stability. In this paper, we examine the problem of designing a repetitive controller for an optical disk drive track-following servo system with uncertain plant coefficients. We propose a graphical design technique based on the frequency domain analysis of linear interval systems. This design method results in a repetitive controller that will maintain system stability against all admissible plant uncertainties. We show simulation and experimental results to verify the validity of the proposed design method.
The purpose of this paper is to design a pick-up for the small form factor optical disk drive and to fabricate a micro-compensatory lens for the pick-up using the micro-compression molding process. At design stage, the optical elements including the objective lens and the compensatory lens are miniaturized. The height of pick-up and free working distance are designed as 2mm and 0.2% respectively. To analyze the fabricated micro-compensatory lens, the system was analyzed using the surface profile of the fabricated micro-compensatory lens and CODE V which is commercial software. The RMS wave front aberration of the system using fabricated micro-compensatory lens is 0.01677λ which is lower than Marechal's criterion, 0.07λ.
In the present study, an optical system is proposed for maskless lithography using a digital micromirror device (DMD). The system consists of an illumination optical system, a DMD, and a projection lens system. The illumination optical system, developed for 95% uniformity, is composed of fly's eye lens plates, a 405 nm narrow band pass filter (NBPF), condensing lenses, a field lens and a 250W halogen lamp. The projection lens system, composed of 8 optical elements, is developed for 4 ${\mu}m$ resolution. The proposed system plays a role of an optical engine for PCB and/or FPD maskless lithography. Furthermore, many problems arising from the presence of masks in a conventional lithography system, such as expense and time in fabricating the masks, contamination by masks, disposal of masks, and the alignment of masks, may be solved by the proposed system. The proposed system is verified by lithography experiments which produce a line pattern with the resolution of 4 ${\mu}m$ line width.
Park, Woojin;Chang, Seunghyuk;Pak, Soojong;Han, Jimin;Ahn, Hojae;Lee, Sunwoo;Kim, Geon Hee;Lee, Dae-Hee
천문학회보
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제45권1호
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pp.66.3-66.3
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2020
We present the optical design of Linear Astigmatism Free - Three Mirror System (LAF-TMS) D200 for UVO-Multiband Polarizing Imager System (UVOMPIS). LAF-TMS D200 is the off-axis wide-field telescope with EPD = 200 mm, F/2, and Field of View (FoV) = 2° × 4°. Its optical mirrors are optimized to freeform surfaces for high-quality optical performance over a wide FoV. The proposed mirror holder consists of four aluminum optomechanical modules that have applied for LAF-TMS D150 which is a prototype of the LAF-TMS system. It can accurately mount mirrors and also can sustain from vibration environments. As a feasibility study, quasi-static, modal, harmonic, and random vibration analyses have been performed to LAF-TMS D150 optomechanical structure under the qualification level of the Soyuz-2/Fregat launch system. We evaluate the vibration analysis results in terms of von Mises stress and Margin of Safety.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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