비전을 이용한 광학식 검사공정이나 그 밖의 광학 현미경을 이용한 측정에 있어서 초점조절은 곧바로 측정 정밀도에 영향을 주는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 핀홀 대신 광섬유를 사용하는 공초점 현미경 구조와 하나의 광섬유가 광원과 검출기의 역할을 동시에 수행하는 상반구성(reciprocal scheme)을 적용함으로써 간결하게 시스템을 구성하면서 광축 정렬을 용이하게 하였으며, 압전소자(PZT)를 이용한 광섬유 광원의 광축 방향 변조를 통해 방향 정보가 실린 초점오차 신호를 획득함으로써 빠른 초점조절을 구현하였다. 대물렌즈 변조방식과 달리 광원 변조방식은 현미경 시스템에 미치는 물리적 영향을 줄일 수 있으며, 기존의 장치에 탑재가 비교적 용이하다는 장점을 갖는다. 본 논문에서는 변조 진폭과 시편의 반사도 및 기울기 변화에 따른 초점오차 신호의 변화를 측정하였으며, 거울 시편에 대한 초점조절을 통해 본 시스템의 성능을 평가해 보았다. 또한 종방향 특성곡선의 반치폭 비교실험을 통해 광원 변조는 광축 방향 분해능에 영향을 주지 않음을 확인하였다.
수차가 적은 홀로그래픽 스캐너는 기존의 렌즈나 거울과 같은 광학 소자의 사용 매수를 줄임으로써 제작 가격을 낮출 수 있다는 잠재적인 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 홀로그래픽 스캐너 설계에 광선 추적버블 적용하여 스캔 기능과 초점을 맺는 기능을 동시에 할 수 있는 홀로그래픽 광학 소자를 설계하였으며, 수차가 없는 직선의 스캔 라인을 얻기 위한 기록 및 재생 구조와 hologon 구조에 대해 조사하였다. Prototype으로 제작된 홀로그래픽 스캐너에서 bow는 전체 스캔 폭 300 mm에서 $\pm$133$\mu\textrm{m}$이었으며, spot의 크기는 100 $\mu\textrm{m}$ 이하로 얻을 수 있었다. 실험 결과 광선 추적을 이용한 설계 데이터의 유용성을 검증하였고 레이저 프린터나 디스플레이 분야 등으로의 응용 가능성을 제시하였다.
Target Strength(TS) is an important factor for the detection of the target in an active sonar system: thus the numerical model for the prediction of TS is widely being developed. For the frequency range of several kHz, the most important scattering mechanism is known to be specular reflection, which is largely affected by the geometrical shape of the target. In this paper, a numerical algorithm to predict TS is developed based on the Kirchhoff approximation which is computationally efficient. The developed algorithm is applied to the canonical targets of simple shapes, for which the analytical solutions exist. The numerical results show good agreement with the analytical solutions. Also, the algorithm is applied to more complex scatterers, and is compared with the experimental data obtained in the water tank experiment for the purpose of verifying the developed numerical model. Discussions on the effect of spatial sampling and other aspects of numerical m odeling are presented.
광학 반사체를 이용하여 카메라 영상을 얻는 방법을 catadioptric 영상법이라고 부른다. Catadioptric 영상법은 360도 모든 방향의 시각정보를 한 장의 영상면에 담기 위한 전방향 영상 획득시스템에 많이 사용된다. 대표적인 전방향 광학 반사체로서 그릇 모양의 3차원 쌍곡면형 거울이 있다. 본 논문에서는 쌍곡면형 반사체를 이용한 catadioptric 전방향 영상 시스템에 간단히 오목 렌즈를 추가함으로써 하나의 카메라로 시점이 다른 전방향 스테레오 영상을 얻는 방법에 관해 연구하였다. 시점이 다른 전방향 스테레오 영상 정합을 통해 대상 물체의 3차원 좌표를 복원할 수 있다. 본 전방향 스테레오 영상 시스템은 한 대의 카메라를 사용하므로 경제적이며, 스테레오 영상간에 카메라 내재 매개변수가 같으므로 정합이 쉽다는 장점이 있다. 본 논문에서는 3차원 좌표값 측정에 필요한 매개변수들을 3 단계 캘리브레이션을 이용하여 추출하였고, 실험을 통해 전방향 3차원 거리측정 성능을 검증하였다. 또한 거리측정 정밀도를 분석하여 본 스테레오 영상 시스템의 신뢰할 만한 측정범위를 제시하였다.
본 논문에서는 넓은 동작전압 범위와 저소비 전력 그리고 개선된 파워-업 특성을 가지는 캐스코드 전류 거울형 CMOS 밴드갭 기준전압 발생기의 스타트-업 회로를 제안하였다. 새롭게 제안된 스타트-업 회로는 기존의 스타트-업 회로에 비해 안정적인 파워-업 특성을 가지며 공급전압(VDDA)이 높아지더라도 밴드갭 기준전압 발생기 회로의 동작에 영향을 미치지 않는 것을 모의실험을 통하여 확인하였고 $0.18{\mu}m$ tripple-well CMOS 공정을 이용하여 테스트 칩을 제작하고 측정하였다. 측정 된 기준전압 Vref는 평균값이 738mV이고 $3{\sigma}$는 29.88mV이다.
이 논문은 엄격한 물리적 센서 모델인 궤도 자세각 모델이 위성체의 자세제어 방식이 다른 두 위성 영상에 적용한 경우 나타나는 성능의 차이를 기술한다. 영상 취득 시 Spot 위성은 거울 회전(mirror-tilt) 방식을 채택하고 있으며 Kompsat-2 위성은 몸통 회전(body-tilt) 방식을 채택하고 있다. 이 논문은 선행 연구에서 이미 우수한 성능이 검증된 궤도 자세각 모델로 연구의 범위를 제한하며 미지수 조합에 따른 센서 모델 정확도 및 3차원 좌표 산출 정확도를 통해 두 영상에서 나타나는 모델 성능의 차이를 비교한다. 실험 결과는 동일한 궤도 자세각 모델이 두 영상에 대해 다른 성능이 나타남을 보여주고 있으며 Spot 위성의 경우에는 자세 각 미지수가 포함된 모델을, Kompsat-2 영상의 경우에는 많은 개수의 미지수를 갖는 모델을 사용하는 것이 효율적임을 제안한다. 이는 동일한 모델이라 하더라도 센서의 영상 취득 방식과 그로 인한 자세 추정의 정확도에 따라 다르게 적용되는 것이 효과적일 수 있음을 나타낸다. 이러한 차이를 이해하는 것은 향후 모델 정확도 개선과 새로운 영상에 대한 모델 적용을 위한 중요한 토대가 될 것이다.
보안 시스템에서 2-단계 위상 천이 홀로그래피를 이용하여 이진 정보 광 암호화 기법을 제안하였다. 위상 천이 디지털 간섭계는 CCD 카메라를 이용하여 위상과 크기 정보를 기록할 수 있는 기법이다. 2-단계 위상 천이는 0과 ${\pi}/2$의 위상 천이 각을 갖도록 PZT 거울을 움직여서 구현하였다. 이진 정보와 암호키는 랜덤 코드와 랜덤 위상으로 표현하였고, 디지털 홀로그램은 푸리에변환 홀로그램으로 간섭무늬는 CCD를 이용하여 256 레벨의 양자화 된 광세기로 획득되었다. 데이터 복원 시 DC 성분 제거 방법을 사용하였다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 데이터 복원과 양자화 과정에서의 양자화 레벨 변화량과 디지털 홀로그램 간섭무늬의 오차 픽셀수에 따른 오차 분석을 수행하였다. 이 결과를 이용하여 정보의 광학적 암호화에 적용이 가능함을 확인하였다.
수동소나의 표적신호는 수초 내 세기의 변화를 갖는 협대역 고조파 특성과 로이드 거울 효과에 의한 장시간 주파수 변이 특성을 나타낸다. 본 논문에서는 지역 및 전역적 시계열 특징을 학습하는 게이트 순환 유닛 기반의 신호분류 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 게이트 순환 유닛을 이용한 다층 네트워크를 구성하고 확장된 연결을 통해 지역 및 전역적 시계열 특징들을 추출한다. 이후 어텐션 메커니즘을 학습하여 시계열 특징들을 가중하고 수동소나 신호를 분류한다. 공개된 수중 음향 데이터를 이용한 실험에서 제안된 네트워크는 96.50 %의 우수한 분류 정확도를 보였다. 이러한 결과는 기존의 잔차 연결된 게이트 순환 유닛 네트워크과 비교하여 4.17 % 높은 분류 정확도를 갖는다.
2013년 국내에서 시판된 7개의 이부프로펜과 11개의 덱시부프로펜의 광학순도를 키랄 HPLC로 조사하였다. Chiralcel OD-H 칼럼과 LUX-Cellulose-1 칼럼을 키랄 정지상으로 사용하였고, hexane:isopropanol:acetic acid가 100:1:0.1로 혼합된 용액을 전개용매로 사용하여 흐름속도 1.0 mL/min에서 분석하였다. 각 시료를 최소 3회 이상 분석하여 얻은 평균값을 각각 계산하여 데이터로 이용하였고, 이들의 상대표준편차 평균값도 0.19%로 아주 작게 나타나 실험의 정밀도가 높음을 확인하였다. 실험에 사용된 11개 덱시부프로펜의 광학순도 평균값은 처음 판매가 허가된 2004년의 평균값인 99.2%에 비해 낮아졌지만 2010년의 평균값인 95.6% 보다는 높은 97.5%를 보였다. 그리고 실험에 이용된 모든 이부프로펜 두 거울상 이성질체의 조성비는 2010년 조사값(44:56)과는 달리 거의 50:50으로 얻어졌다.
본 연구에서는 변화 탐지 수행에서 주의와 의식이 미치는 각각의 효과 크기에 대해 관찰하였다. 주의와 의식이 결합된 단서조건과 의식적 접근이 차단된 주의 단서가 제시된 조건에서 과제 수행결과를 비교하여 의식의 효과 크기를 확인하였으며, 의식적 접근이 차단된 주의 단서조건과 주의 단서가 없는 통제 조건에서 과제 수행결과를 비교하여 주의의 효과 크기를 확인하였다. 이를 위해 변화 탐지과제와 연속 플래시 억제(continuous flash suppression, CFS) 현상을 사용하였다. CFS는 한 쪽 눈에 빠르고 연속적으로 변화하는 몬드리안 패턴이 제시되었을 때 관찰자의 다른 쪽 눈에 제시된 정적 시각 자극을 인식하지 못하는 현상이다. CFS 현상을 촉발하기 위해 선행연구에서 주로 사용된 거울입체경 대신 스마트폰과 구글 카드보드를 사용하였다. 실험 1-1에서는 새로운 실험 기기로 구현한 CFS 현상이 시각자극의 인식을 억제하는데 선행연구와 유사한 결과를 보이는 것을 확인하였다. 실험 1-2에서는 강제선택과제를 수행할 때, 새로운 실험 기기를 통해 제시된 비의식적 자극이 단서로 충분히 작용하는지 알아보았다. 실험결과, 선행연구와 비교하여 비의식적 자극이 단서로서 주의를 끄는데 더욱 강하게 작용함을 알 수 있었다. 실험 1-1과 1-2를 통해서 스마트폰과 구글 카드보드를 사용하여 촉발한 CFS 현상을 후속연구에 사용하는데 적합하다고 판단하였다. 실험 2에서는 변화 탐지과제를 수행할 때, 제시되는 단서의 의식 수준을 조작하여 과제 수행에 의식과 주의가 미치는 효과크기를 알아보았다. 독립변인을 제외한 나머지를 유지하는 방법으로 해당 요인이 전체 수행에 미치는 효과를 분리하였다. 실험결과, 단서자극을 의식하는 수준에 따라 변화 탐지수행의 평균 정확도에서 유의미한 차이가 나타났다. 비의식적 단서는 의식적 단서가 제시되는 조건이나 단서가 제시되지 않는 조건과 다른 변화 탐지 패턴을 보임으로써 변화 탐지와 같은 인지적 처리과정에서 주의와 의식이 미치는 효과가 다름을 확인하였다. 이를 바탕으로 정보처리과정에서 의식과 주의가 과제수행에 미치는 효과의 크기를 관찰할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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