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Sensitivity analysis of 20:1 zoom infrared optical system with zernike polynomial coefficients

제르니케(Zernike)계수를 이용한 20:1 줌 적외선 광학계 민감도 분석

  • 최세철 (국방과학연구소 기술연구본부) ;
  • 김현숙 (국방과학연구소 기술연구본부) ;
  • 김창우 (국방과학연구소 기술연구본부) ;
  • 김연수 (국방과학연구소 기술연구본부) ;
  • 이국환 (국방과학연구소 기술연구본부) ;
  • 김현규 (국방과학연구소 기술연구본부)
  • Published : 2003.10.01

Abstract

The sensitivity analysis of a middle wave infrared optical system with 20: 1 zoom ratio is performed to analyze manufacturing and alignment tolerances, and to establish the alignment logic and the focus control strategy. The characteristics of the sensitivities of Zernike coefficients are investigated to all mechanical displacements and several zoom positions using Code-V Macro. From this result, the tolerances of manufacturing and alignment of the optical system are derived and the effective alignment logic is established. Futhermore, an effective focus control strategy is established to make the system simple and compact.

중적외선 파장대역에서 20:1의 줌비를 갖는 줌 광학계의 광학부품 제작 및 조립j조정을 위한 공차분석, 효율적인 광축정렬 로직 확립, 물체의 원$.$근에 따른 초점조절 방안 수립을 위한 민감도 분석을 수행하였다. 민감도 분석에서는 제르니케(Zemike) 폐수를 활용하는 방안을 제시하였으며 Code-V의 매크로 기능을 활용하여 모든 미소변위의 민감도 계수의 특성을 조사하는 방식을 도입하였다. 조사된 민감도 분석 결과를 바탕으로 줌 광학계의 광학부품 제작공차 및 조립공차를 도출하였으며 광축 정렬을 하기 위한 체계적인 정렬 로직을 수립하였다. 또한 광학계의 초점조절 방안 수립을 위한 시뮬레이션 과정에 민감도 분석 결과를 활용하였으며 분석 결과를 토대로 시스템을 단순하면서도 소형화시킬 수 있는 가장 효율적인 초점조절 방안을 수립하였다.

Keywords

References

  1. Optical Shop Testing, 2nd Edition (ed.) D.Malacara
  2. 한국광학지 v.제10권 no.6호 3.7-4.8μm 파장대역 FLIR 시스템을 위한 20:1 줌 랜즈 광학계 설계 및 제작 김현숙;김창우;홍석민
  3. Supplement to Applied Optics Zernike Circle Polynomials and Optical Aberrations of Systems with Circular Pupils V.N.Mahajan
  4. 국과연 보고서 CESD-417-980789 광학계 민감도 해석과 광축정렬 로직 최세철;김현규
  5. Optical Research Associates v.3 Code-V Reference Manual
  6. 한국광학회지 v.제12권 no.4호 20:1 줌 열영상 장비 비열화 분석 및 시험 김현숙;최세철;이국환;박용찬;김현규

Cited by

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