지구 관측용 고해상도 위성 카메라로서 설계된 Ritchey-Chretien 광학계의 주경인 공축비구면의 측정용 null 렌즈를 설계하였다. 측정 주경인 공축 비구면은 곡률반경은 1191.95 mm 이고 공축비구면 계수 E는 0.83689E-10, F는 0.238196E-16, G는 0.647310E-22, H는 -0.78318E-27이며, 직경은 300 mm 이다. 공축 비구면 측정 null 렌즈는 atuostigmatic, autocollimation, mixed 타입으로 설계하였다. 일반적으로 autocollimation 방식은 autostigmatic 방식에 비해 ...
지구 관측용 고해상도 위성 카메라로서 설계된 Ritchey-Chretien 광학계의 주경인 공축비구면의 측정용 null 렌즈를 설계하였다. 측정 주경인 공축 비구면은 곡률반경은 1191.95 mm 이고 공축비구면 계수 E는 0.83689E-10, F는 0.238196E-16, G는 0.647310E-22, H는 -0.78318E-27이며, 직경은 300 mm 이다. 공축 비구면 측정 null 렌즈는 atuostigmatic, autocollimation, mixed 타입으로 설계하였다. 일반적으로 autocollimation 방식은 autostigmatic 방식에 비해 측정감도는 2배이나 기준 평면경이 시험 비구면보다 커야 한다는 단점을 가진다. 이에 반해 autostigmatic 방식은 autocollimation 방식에 비해 측정감도는 떨어지나 소형 렌즈만으로 구성할 수 있는 장점을 지녀 비구면 측정 null 렌즈 설계방식으로 널리 이용된다. 그리고 mixed 방식의 경우 autostigmatic 방식과 autostigmation 방식의 조합으로 이루어지며, autocollimation 방식과 같은 감도를 가지면서 작은 기준 평면경을 쓰는 장점을 가진다. 고해상도 위성 카메라의 주경, 즉 직경 300 mm 공축비구면 측정용 null 렌즈는 각각 세 가지 방식의 null 렌즈를 설계하였고, null 렌즈의 제작 및 측정계 구성의 용이성 여부를 판단하는 중요한 기준 되는 각 면의 곡률반경, 두께, 정렬오차에 따른 상대적 민감도와 실제 광학계 정렬을 고려한 보상자(compensator)를 적용할 때의 민감도를 비교·분석하였다. autostimatic 방식 null 렌즈의 경우 굴절률의 민감도가 크게 나타나는데, 공차값을 10배로 증가하면 RMS값이 50배 이상 증가한다. 틸트와 편심의 경우는 공차가 증가한 만큼 보상자의 변위도 증가하여 틸트와 편심에서 발생하는 오차를 상쇄시킨다. autocollimation 방식 null 렌즈에서는 보상자는 구면렌즈의 편심, 틸트와 렌즈에서 환형거울까지의 거리만이 조정이 가능하며, 환형거울의 틸트가 5.6' 이상일 경우에는 RMS 오차가 한계이상으로 증가한다. 즉 환형거울에 틸트에 대한 민감도가 크다는 것을 알 수 있다.마지막으로 mixed 방식의 경우 autostigmatic 방식과 autocollimation 방식의 장점을 합친 방식으로 환형거울의 직경이 작아도 되며, 측정감도는 autositgmatic 방식의 2배이지만 전체적인 성능면에서는 앞의 두 방식보다 우수하지 않다. 공축 비구면 측정을 위한 mixed 방식 null 광학계에서는 null 렌즈와 공축비구면 사이에 결상점이 생기는 것을 알 수 있다. 중간에 결상점이 없는 null 렌즈는 설계가 되지 않는다. 혼합방식의 null 렌즈의 경우 굴절률의 공차가 0.0012 이상일 때 RMS 오차가 한계이상으로 증가한다. autostigmatic 방식과 같이 굴절률에 대한 민감도가 크다는 것을 알 수 있다. null 렌즈의 변수가 광학성능에 미치는 상대적인 민감도를 비교한 경우 autocollimation 방식과 mixed 방식이 민감하였다. mixed 방식의 경우 autostigmatic, autocollimation 방식의 장점을 합친 방식으로 reference mirror의 직경(80.0 mm)이 작으며, 측정감도는 autositgmatic 방식의 2배이지만 상대적인 민감도 및 보상자(compensator)의 허용 범위가 좁아 실제 측정에서 발생하는 정렬오차의 영향이 크다. null 렌즈의 제작과 정렬 및 조립을 고려하여 보상자를 적용할 경우 autocollimation 방식이 null 렌즈의 변수의 공차 허용범위와 보상자의 가변 범위 측면에선 비구면 형상 측정에 용이한 광학계임을 확인하였다
지구 관측용 고해상도 위성 카메라로서 설계된 Ritchey-Chretien 광학계의 주경인 공축비구면의 측정용 null 렌즈를 설계하였다. 측정 주경인 공축 비구면은 곡률반경은 1191.95 mm 이고 공축비구면 계수 E는 0.83689E-10, F는 0.238196E-16, G는 0.647310E-22, H는 -0.78318E-27이며, 직경은 300 mm 이다. 공축 비구면 측정 null 렌즈는 atuostigmatic, autocollimation, mixed 타입으로 설계하였다. 일반적으로 autocollimation 방식은 autostigmatic 방식에 비해 측정감도는 2배이나 기준 평면경이 시험 비구면보다 커야 한다는 단점을 가진다. 이에 반해 autostigmatic 방식은 autocollimation 방식에 비해 측정감도는 떨어지나 소형 렌즈만으로 구성할 수 있는 장점을 지녀 비구면 측정 null 렌즈 설계방식으로 널리 이용된다. 그리고 mixed 방식의 경우 autostigmatic 방식과 autostigmation 방식의 조합으로 이루어지며, autocollimation 방식과 같은 감도를 가지면서 작은 기준 평면경을 쓰는 장점을 가진다. 고해상도 위성 카메라의 주경, 즉 직경 300 mm 공축비구면 측정용 null 렌즈는 각각 세 가지 방식의 null 렌즈를 설계하였고, null 렌즈의 제작 및 측정계 구성의 용이성 여부를 판단하는 중요한 기준 되는 각 면의 곡률반경, 두께, 정렬오차에 따른 상대적 민감도와 실제 광학계 정렬을 고려한 보상자(compensator)를 적용할 때의 민감도를 비교·분석하였다. autostimatic 방식 null 렌즈의 경우 굴절률의 민감도가 크게 나타나는데, 공차값을 10배로 증가하면 RMS값이 50배 이상 증가한다. 틸트와 편심의 경우는 공차가 증가한 만큼 보상자의 변위도 증가하여 틸트와 편심에서 발생하는 오차를 상쇄시킨다. autocollimation 방식 null 렌즈에서는 보상자는 구면렌즈의 편심, 틸트와 렌즈에서 환형거울까지의 거리만이 조정이 가능하며, 환형거울의 틸트가 5.6' 이상일 경우에는 RMS 오차가 한계이상으로 증가한다. 즉 환형거울에 틸트에 대한 민감도가 크다는 것을 알 수 있다.마지막으로 mixed 방식의 경우 autostigmatic 방식과 autocollimation 방식의 장점을 합친 방식으로 환형거울의 직경이 작아도 되며, 측정감도는 autositgmatic 방식의 2배이지만 전체적인 성능면에서는 앞의 두 방식보다 우수하지 않다. 공축 비구면 측정을 위한 mixed 방식 null 광학계에서는 null 렌즈와 공축비구면 사이에 결상점이 생기는 것을 알 수 있다. 중간에 결상점이 없는 null 렌즈는 설계가 되지 않는다. 혼합방식의 null 렌즈의 경우 굴절률의 공차가 0.0012 이상일 때 RMS 오차가 한계이상으로 증가한다. autostigmatic 방식과 같이 굴절률에 대한 민감도가 크다는 것을 알 수 있다. null 렌즈의 변수가 광학성능에 미치는 상대적인 민감도를 비교한 경우 autocollimation 방식과 mixed 방식이 민감하였다. mixed 방식의 경우 autostigmatic, autocollimation 방식의 장점을 합친 방식으로 reference mirror의 직경(80.0 mm)이 작으며, 측정감도는 autositgmatic 방식의 2배이지만 상대적인 민감도 및 보상자(compensator)의 허용 범위가 좁아 실제 측정에서 발생하는 정렬오차의 영향이 크다. null 렌즈의 제작과 정렬 및 조립을 고려하여 보상자를 적용할 경우 autocollimation 방식이 null 렌즈의 변수의 공차 허용범위와 보상자의 가변 범위 측면에선 비구면 형상 측정에 용이한 광학계임을 확인하였다
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