초록 ▼

현재 비구면 렌즈를 사용하는 적외선 광학 장비의 개발이 소형화 되고 가벼워져 적외선 광학 장비의 응용범위가 초기의 군사용을 넘어 야간 감시나 화재 감지, 조난자 수색이나 구조, 보행자나 차량의 존재를 운전자에게 알려주는 세이프티 및 의료분야 등에서 그 활용 영역이 점차 확대되고, 국내를 포함한 세계 시장이 크게 성장하고 있으나 적외선 광학계의 비구면 렌즈를 국내 가공 기술로 적용하는 분야는 현재 군수 산업분야로 국한되어 있고 가공기술을 보유한 업체 또한 소수이며 Germanium을 포함한 Si, ZnSe, ZnS등 몇 가지 적외선

현재 비구면 렌즈를 사용하는 적외선 광학 장비의 개발이 소형화 되고 가벼워져 적외선 광학 장비의 응용범위가 초기의 군사용을 넘어 야간 감시나 화재 감지, 조난자 수색이나 구조, 보행자나 차량의 존재를 운전자에게 알려주는 세이프티 및 의료분야 등에서 그 활용 영역이 점차 확대되고, 국내를 포함한 세계 시장이 크게 성장하고 있으나 적외선 광학계의 비구면 렌즈를 국내 가공 기술로 적용하는 분야는 현재 군수 산업분야로 국한되어 있고 가공기술을 보유한 업체 또한 소수이며 Germanium을 포함한 Si, ZnSe, ZnS등 몇 가지 적외선 광학용 소재의 초정밀 가공기술은 구축되어 있다.
보안용 카메라나 자동차 관련 night vision용 모듈 등 적외선 광학계의 폭넓은 응용분야가 대두되고 있는 상황에 대응하기위한 적외선 광학계용 비구면 렌즈 성형용 금형가공 및 성형 필요성을 절감하면서도 관련기술의 난이도와 고가의 장비로 인해 자체 개발 투자가 위축되어 국내 관련 기술 개발이 전무한 상태로 렌즈 모듈을 해외에서 수입해야 하는 상황이며 자체 모델 개발이 어렵고, 많은 비용이 소요되는 문제점을 안고 있다.

목차 Contents

• 중소기업기술개발 지원사업 최종보고서 ... 1
• 표지 ... 2
• 제출문 ... 4
• 요약서(초록) ... 5
• 목차 ... 6
• 제 1 장 서론 ... 9
• 제 1 절 개발기술의 동향 및 필요성 ... 9
• 1. 국내ㆍ외 개발기술 동향 ... 9
• 1)국내 기술개발 현황 ... 9
• 2)국외 기술개발 현황 ... 9
• 2. 개발 기술의 필요성 ... 11
• 제 2 절 개발기술의 기대 효과 및 활용 방안 ... 12
• 1. 기대효과 ... 12
• 2. 활용방안 ... 13
• 제 3 절 시장규모 ... 14
• 1.국내 시장 규모 ... 14
• 2.국외 시장 규모 ... 15
• 제 4 절 개발 기술 관련 특허현황 ... 16
• 제 2 장 개발목표 및 개발 내용 ... 17
• 제 1 절 개발 기술 목표 ... 17
• 제 2 절 적외선 광학계용 비구면 렌즈 설계 ... 18
• 1. 이론적 배경 ... 18
• 가. 적외선 ... 18
• 나. 적외선의 분류 및 응용 ... 19
• 다. 열 영상장비의 구성 ... 21
• 라. 적외선 광학 초자(硝子) ... 22
• 마. 비구면의 정의 ... 28
• 바. 원추 곡면(Conic sections surface) ... 33
• 사. 수차(Aberration)의 정의 ... 33
• 아. 광학적 특성평가 ... 39
• 2. 개발 내용 ... 42
• 가. 광학계 제원 ... 42
• 나. 광학계 설계 ... 43
• 다. 주요성능(MTF : Modulation Transfer Function)분석 ... 44
• 라. 수차(Aberration)분석 ... 45
• 마. 설계 결과 ... 46
• 제 3 절 적외선 광학계용 비구면 렌즈 성형용 금형 가공 ... 48
• 1. 이론적 배경 ... 48
• 가. 초정밀 연삭 가공기 ... 48
• 나. 측정(Metrology) ... 50
• 다. 표면 형상 테스트 시 고려할 사항 ... 53
• 라. 다이아몬드 휠(Diamond wheel) ... 53
• 마. 초정밀 연삭 ... 57
• 2. 성형용 금형 가공 개발기술 내용 ... 67
• 가. 성형용 금형 설계 ... 67
• 나. 성형용 금형 가공 ... 70
• 3. 코팅(Coating) ... 79
• 가. 스퍼터링 코팅 ... 80
• 나. DLC 코팅 ... 85
• 4. 금형 코어(Molding core)코팅 ... 87
• 5. 성형용 금형 가공 결과 ... 88
• 제 4 절 적외선 광학계용 비구면 렌즈 성형 ... 89
• 1. 이론적 배경 ... 89
• 가. 적외선 광학계용 비구면 성형렌즈 소재 ... 89
• 나. 적외선 광학계용 비구면 렌즈 소재별 특성 ... 91
• 2. Preform lens 제작 ... 93
• 가. 변위와 변형률과의 관계 ... 94
• 나. 응력과 변형률과의 관계 ... 96
• 다. 유한요소방정식의 유도 ... 96
• 라. Preform lens의 최적화 ... 98
• 마. Preform lens의 제작 ... 101
• 3. Preform lens gob의 제작 결과 ... 102
• 4. 적외선 광학계용 비구면 렌즈 성형 ... 104
• 가. 최적의 성형 조건 ... 104
• 나. 적외선 광학계용 비구면 렌즈의 성형과정 ... 108
• 다. 적외선 광학계용 비구면 렌즈 성형장비 ... 110
• 라. 적외선 광학계용 비구면 렌즈 성형 ... 114
• 5. 적외선 광학계용 비구면 렌즈 성형결과 ... 126
• 제 3 장 성과요약 및 기대효과 ... 136
• 참고문헌 ... 140