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비냉각 열상카메라의 자동 비열화 시스템 설계 = Design of auto-athermalization system for uncooled thermal imaging camera
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2005
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KCI등재,SCOPUS
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145-151(7쪽)
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In the field, the uncooled thermal imaging camera should be refocused because it is operated in the wide temperature range. There are two types of method to fulfill the refocusing; one is the active method that corrects the defocus with a motor or a manual knob, the other is the passive method that compensates for the defocus canceling the thermal changes between lenses each other or for theoptomechanics. In this paper, we designed the auto-athermalization system for the uncooled thermal imaging camerawithout any external driving equipment or adjusting mechanism over the wide temperature, $-$ 30 $^\circ$C $\sim$ +70 $^\circ$C and
also analysed the performance of the athermalization of it. The result was satisfied with the requirement of the performance.
The optics used for analysis is the F/1.0 diffractive optics for the uncooled thermal imaging system in the long wavelength infrared, 8 $\mu$m $\sim$ 12 $\mu$m region. The F/1.0 diffractive optics was
composed of two germanium lenses; the rear surface of the first lens was designed by both of the aspheric and diffractive surface, the others were the aspheric surfaces. The required MTF was 0.5 at the edge field of view when the Nyquist frequency is 11.11cycles/mm.
야외에서 사용되는 비냉각 열상카메라는 넓은 온도영역에서 사용되기 때문에 온도에 따른 초점보정 (비열화)이 요구된다. 초점보정에는 모터를 사용하여 보정하는 능동적 (active)인 방법과 렌즈재질의 열적변화가 서로 상쇄되도록 설계하거나 광기구적으로 보상하는 수동적passive)인 방법을 사용한다. 본 논문에서는 액체의 열팽창 계수를 이용하여 외부의 구동장치이나 조절장치 없이 넓은 온도영역 ($-$30 $^\circ$C $\sim$ +70 $^\circ$C)에 걸쳐 초점을 보정하는 비냉각 열상카메라의 자동 비열화 시스템을 설계하고 비열화 성능을 분석하였다. 분석결과 전체 온도범위에 걸쳐 성능조건을 만족하였다. 본 연구에 사용된 광학계는 장파장 적외선 영역 (8 $\sim$ 12 $\mu$m)에서 비냉각 열상장비용으로 사용하기 위한F/1.0 회절광학계이다. F/1.0 회절광학계는 2매의Germanium 렌즈로구성되며, 첫째 렌즈의 후면에는 비구면과 회절면을 적용하였으며, 나머지 면에 대해서는 모두 비구면을 적용하였다. 성능기준은 시계의 가장자리에서 열상광학계의 Nyquist 주파수인 11.11 cycles/mm에서 MTF가 0.5 이다.
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1999-07-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
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2016 | 0.18 | 0.18 | 0.17 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.15 | 0.14 | 0.3 | 0.1 |
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