The Method of Optical Stimulus by Reticle for pH Image Detection using LAPS

LAPS를 위한 pH 이미지 검출용 격자무늬 광자극 방법

In this paper, we proposed a new detection method of pH image to effectively measure a 2-dimensional pH distribution of test materials by irradiating an frequency modulated light to LAPS using a reticle. It could measure simultaneously signals in one line by applying a modulated light having difference frequency for each pixel using a frequency modulating reticle, and calculating an amplitude with respect to a frequency component by the light source. To experiment the proposed method, we designed and implemented a reticle considering of a LAPS's characteristic, and reconstructed an image by frequency analysis using the implemented reticle and test pattern image. As a result, we verified that the proposed method using the reticle was able to detect 30 times faster for a $30{\times}30$ pixels pH image having a PSNR of 22-24 [dB] than conventional method.

본 논문에서는 시료가 갖는 pH값의 2차원 분포를 효과적으로 측정하기 위하여, 회전 격자를 이용한 변조 광을 LAPS에 주사함으로써 PH이미지를 검출하는 방법을 제안하였다. 이는 회전 격자를 이용하여 각 픽셀별로 다른 주파수로 변조된 광을 조사하고 이에 따른 광 전류의 주파수 성분별 진폭을 계산함으로써 한 행의 신호 성분을 동시에 측정할 수 있다. 제안된 검출방법을 실험하기 위하여 LAPS의 특성을 고려한 회전격자를 설계 제작하고 제작된 회전 격자와 패턴 영상을 이용한 주파수성분 분석에 의해 이미지를 검출하였다. 실험 결과로부터 회전 격자를 이용한 제안된 검출 방식이 약22-24dB의 PSNR을 가지는 $30{\times}30$화소의 이미지를 기존의 방식보다 30배 빨리 측정할 수 있음을 확인하였다.