• Title/Summary/Keyword: Afocal optical system

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2× 배율 도트사이트 장치의 개발 (Development of Dot Sight with 2× Magnification)

  • 이동희;박승환
    • 한국안광학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.435-440
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    • 2012
  • 목적: 본 연구는 $2{\times}$ 배율을 가지는 도트사이트 장치의 개발에 관한 것이다. 방법: 무배율 도트사이트로 먼 거리를 주시할 때 목표물을 확대해서 볼 수 있도록 하기 위해 기존 무배율 도트사이트에 착탈식으로 장착할 수 있는 새로운 광학계를 개발한다. 이는 기존 무배율($1{\times}$) 도트사이트를 $2{\times}$ 배율 도트사이트로의 전환을 필요에 따라 쉽게 할 수 있도록 하기위한 것이다. 결과: 배율이 없는 도트사이트에 착탈할 수 있는, doublet 렌즈가 쌍으로 구성되는, $2{\times}$ 배율 어포칼 광학계를 설계 제작하였다. 이를 사용하였을 때 우리는 외부 목표점을 2배 확대하여 조준할 수 있어서 조준의 정확성을 더욱 높일 수 있었다. 결론: 배율이 없는 일반 도트사이트에 착탈할 수 있는 $2{\times}$ 배율 어포칼 광학계를 설계 제작할 수 있었다. 이것에 의해 외부 목표점을 2배 확대하여 조준할 수 있도록 함으로서 조준의 정확성을 더욱 높일 수 있게 되었다.

위치변위 레이저 간섭계용 송수신 광학계의 설계 및 분석 (Design and Analysis of a Receiver-Transmitter Optical System for a Displacement-Measuring Laser Interferometer)

  • 윤석재;임천석
    • 한국광학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.75-82
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    • 2017
  • 초정밀도를 요구하는 반도체 소자 공정에서 웨이퍼의 위치와 반복정밀도를 파장의 수백분의 일로 오차가 거의 없는 상태에서 제어하기 위해 위치변위 레이저 간섭계가 필요하다. 특히 제조공정에서는 생산단가의 인하압박으로 인해 웨이퍼의 대형화가 시도되고 있고 이에 따라 넓은 변위량을 측정하면서 나노미터 급의 위치 정밀도를 지닌 레이저 간섭계가 더욱 절실하게 요구된다. 이런 기술적인 문제를 해결하기 위해서 간섭계에 사용되는 송수신 광학계에도 특별한 광학적인 고안이 필요하게 된다. 본 논문에서는, 송수신 광학부로서 단순하게 콜리메이팅 렌즈만을 사용하는 기존의 방식 대신에, GRIN 렌즈-콜리메이팅 렌즈-무초점 광학계로 구성되는 새로운 형식의 조금 복잡한 형태의 광학구조를 제안하였고 이를 통해 반사된 후 되돌아와 간섭계로 결합되는 광신호의 효율을 약 100배 정도 높일 수 있었다.

비디오 입체영상녹화를 위한 광학계 설계 (Optical system design for stereoscopic video-recorder)

  • 홍경희
    • 한국광학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.506-509
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    • 2002
  • 새로운 방법으로 간편하게 입체적으로 비디오 영상을 촬영할 수 있는 광학계를 설계하였다. 광학계의 전체 시야는 42$^{\circ}$이고 유효경은 22mm이다. 본 광학계를 비디오 카메라나 캠코더에 장착하여 정립 실상으로 입체 영상을 촬영하고 이를 입체 영상으로 재생할 수 있는 2중 무초점계 bi-ocular형이다. 광학계의 크기는 광로정을 광속분리기 및 평면경으로 접어서 compact하게 축소되었다. 광학계는 4개의 렌즈군으로 구성되며 각 렌즈군은 relay 렌즈 역할까지 겸하여 v근netting효과를 최소화하였기 때문에 전체 시야에 걸쳐 거의 광 손실 없이 영상을 정립 실상으로 비디오 카메라나 캠코더 렌즈에 전달하고 있다 전 시야에 걸쳐 양 쪽 눈에서 볼 수 있는 영상을 서로 수직한 방향의 편광자와 chopper를 이용하여 1초에 30개 이상 교대로 녹화한다. 재생할 때는 서로 수직한 방향의 편광자를 가진 입체시 안경을 쓰고 양쪽 눈으로 각각의 영상을 보게 되며 입체영화를 감상할 때와 같이 잔상효과로 인하여 연속적인 입체 동영상으로 감상할 수 있다.

Measurement of Focal Length for Off-axis Optical Systems

  • Choe, Se-woon;Ryu, Jaemyung
    • Current Optics and Photonics
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    • 제5권4호
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    • pp.402-408
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    • 2021
  • An off-axis system refers to an optical system in which the optical axis and normal vector at the vertex of each surface do not match. The most important specification in an optical system is its focal length. Among the various methods for measuring the focal length, the most suitable method for the off-axis system is the method that adopts magnification. However, head-mounted display (HMD) optics must be measured while considering the virtual image distance, which is not infinity owing to product characteristics. For the virtual image distance, a camera with a focusing function was used. By measuring HMD optics via this magnification method, the error generated in this measurement was 0.68% of the HMD's focal length, which is within the 1%-3% range of the conventionally permitted design error for the focal length allowed at the optical design stage. Therefore, it can be verified that the measurement accuracy of the method proposed in this study is sufficiently feasible in practice.

Tolerance Analysis of Focus-adjustable Head-mounted Displays

  • Choi, Hojong;Ryu, Jae Myung;Kim, Jin Ha
    • Current Optics and Photonics
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    • 제1권5호
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    • pp.474-490
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    • 2017
  • Since the recent slowdown in the smartphone market, studies for wearable devices are briskly being carried out to find new markets, such as virtual reality devices. In this paper, a head-mounted display (HMD) which provides expanded virtual images before human eyes by enlarging images of a small display was designed, and the tolerance analysis method for a focus-adjustable HMD based on afocal optical systems was studied. There are two types of HMDs: a see-through type that allows the user to view the surroundings, and a see-close type where the user can only view the display screen; the former is used in this study. While designing the system, we allowed a lens within the system to be shifted to adjust its focus from +1 to -4 D (diopters). The yield of the designed systems was calculated by taking the worst-case scenario of a uniform distribution into account. Additionally, a longitudinal aberration was used rather than MTF for the tolerance analysis with respect to system performance. The sensitivity of the designed system was calculated by assigning a certain tolerance, and the focus lens shift was calculated to adjust the image surface variations resulting from the tolerance. The smaller the tolerance, the more expensive the unit price of the products. Very small tolerances may even be impossible to fabricate. Considering this, the appropriate tolerance was assigned; the maximum shift of the focus lens in which the image surface can be adjusted was obtained to find the changes in aberration and a good yield.

열상장비용 줌무초점망원경 설계 (Optical Design of Afocal Zoom Telescope System for Thermal Imagery)

  • 홍경희;김창우
    • 한국광학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.1-7
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    • 1995
  • 열상장비용 줌망원경계통을 설계하였다. 대물경계는 4배로부터 14배까지 배율이 변화할 수 있는 줌광학계통으로 설계하였고 접안경은 초점거리 25mm의 삼중렌즈계통으로 설계하였다. 처음에는 대물경계와 접안경을 구분하여 설계하고 후에 이를 통합하여 무초점계로 설계하였다. 1st order optics에 의해 계통을 확립하고 3rd order optics에 의해 초기설계를 얻었으며 후에 유한광선추적으로 모든 고차수차를 포함하는 ray aberration 또는 angular aberration이 최소가 되도록 최적화 하였다. 최종설계를 회절광학적 MTF를 계산하여 성능을 평가하였다.

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원적외선 대역 4 : 1 줌 망원경 광학계 설계 (Design of 4:1 I$\mathbb{R}$ zoom afocal telescope)

  • 김현숙;김창우;홍석민
    • 한국광학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.134-141
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    • 1998
  • 원적외선인 7.6$\mu$m 과정대역에서 회절한계 성는을 만족하는 무초점 줌 망원경 광학계응 설계하였다. 기계보정식 4군 줌 방식을 적용하여 줌 대물부 설계하였으며 접안부는 고정초점 렌즈를 구성하였다. 망원경의 줌 비(zoom ratio)는 4.05로 배율을 2.0배에서 8.1배까지 연속적으로 가변할수 있으며, 총 5개의 렌즈군에 9매의 렌즈로 구성하였다. 줌 대물부는 F/1.3의 텔리포트 형태로 설계하여 최고배율 초점거리에 비해 광학계의 길이가 작아 시스템 적용성이 우수하도록 하였으며, 초점조절 렌즈를 줌밍 렌즈군의 뒤에 놓아 물체까지의 거리에 따라 초점을 조절하도록 설계하였다. 광학계에 사용된 재질은 색수차 보정을 위하여 대물부의 렌즈 1매만 ZnSe를 적용하고 나머지 헨즈는 모두 Ge을 적용하여\ulcorner며, 총 18면의 곡률중 1면만 비구면을 적용하고 나머지 면은 모주 구면을 적용하였다. 설계된 망원경의 8.1배율에서의 시야는 $\pm$2.31$^{\circ}$,대물부 유효구경은 163mm이며, 모든 배율에서 회절한계 성능을 만족하는 것으로 평가하였다.

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삼각형 간섭계를 이용한 Incoherent 홀로그래피의 수치적 재생에 관한 연구 (Numerical reconstruction of Incoherent Holography using the triangular interferometer)

  • 배유석;이혁
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.388-390
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    • 1994
  • We are familiar with the holography in these days. For making holography the coherent sources like LASER are used in many fields. But coherent holography has many problems. Coherent holography needs many instrument for practical use like 3-D TV case. In solving the problem we use the non-coherent source. Nowadays many methods like conoscopic holo graphy using anisotropic crystal, shadow casting and interferometric systems are suggested. In this paper we make the hologram using the triangular interferometric systems. [1],[2],[3],[4]. We explain the afocal and double-afocal system which consists of the triangular interferometric system. The holography made in one point and two point cases is imaged on CCD camera and we handle the image data digitally for the reconstruction efficiently. In reconstructing the hologram the Fraunhofer diffraction theory is used. We adopt the rectangular aperture for the convenience of calculation. In the future we must reconstruct the perfect 3-Dimensional object by optical method. For this, we have many problems like resolution problem. We must solve these problem for perfect reconstruction.

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가변 F/수 삼중 배율 적외선 광학계 설계 연구 (Design of Variable F-number and Triple Magnification Infrared Optical System)

  • 정유미
    • 한국광학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.153-162
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    • 2021
  • 본 논문에서는 적외선 탐색 및 추적 기능을 수행하는 광각 주사 광학계와 표적의 전자광학 추적 기능을 수행하는 협/중시계 광학계의 기능이 통합된 가변 F/수 삼중 배율 적외선 광학계를 설계하였다. 기존 광각 주사 광학계를 기반으로 무한 초점 광학계를 전단부에 설계하여 협/중시계 기능을 수행할 수 있는 광학계를 구현하였다. 시스템 성능 분석을 통해 성능 목표를 설정하고, 이를 바탕으로 광학계 설계를 위한 설계 사양을 도출하였으며, F/수가 다른 광학계를 추가하기 위해 조리개 크기를 줄여주는 웜 스톱을 적용하였고, 설계된 광학계에 적합하도록 세부 형상을 설계하였다. 설계 완료된 협/중시계 광학계 설계 결과를 분석하여 MTF (modulation transfer function)와 같은 목표 성능을 만족하는 것을 확인하였으며 운용성을 고려하여 비열화와 표적 거리에 따른 초점 렌즈군의 이동량을 분석하였고, 이를 통해 광역 탐색 및 추적 기능과 정밀 추적 및 3차원 정보 획득 기능이 통합된 단일 광학 시스템의 구현이 가능함을 확인하였다.

적외선 센서를 이용한 열상장비의 구현 (Thermal Imager Implementation Using Infrared Sensor)

  • 유위경;윤은숙;김창우;송인섭;홍석민
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1992년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1250-1254
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    • 1992
  • This paper describes the designed and fabricated thermal imaging system with the SPRITE(Signal PRocessing in The Element) detector, operating in the 3-12 micron band. This system consists of an afocal telescope, a scan unit containing the SPRITE detector, an electronic processor unit and a cooler. The optical scan system utilizing rotating polygon and oscillating mirror, is 2-dimensional serial/parallel scan type using five elements of the detector. And the electronic processor unit performs digital scan conversion to reform the parallel data stream into serial analog data compatable with conventional RS-170 video. The scan field of view is 40 ${\times}$ 26.7 and the MRTD(Minium Resolvable Temperature Difference) is 0.6 K at 7.5 cycles/mm. The acquired thermal image indicates that this system has a satisfactory performance.

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