• Tribology and Lubricants
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• 제24권1호
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• pp.7-13
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• 2008

In this work, a simple and low cost sensor technique is proposed to test oil color in real time using in-line sensor. It is presented to use a ratio of intensity in red wavelength range to intensities of green and blue wavelength ranges (defined as a 'chromatic ratio') in order to estimate the oil color change. The proposed sensor technique is realized by irradiating a white LED as light source and a RGB color sensor as photoreceiver, and the chromatic ratio of various types of used oils are measured. The results show that chromatic ratio generally reflects chemical deterioration of oil, including oil oxidation and thermal degradation. It is concluded that the proposed sensor could be used for an effective oil monitoring technology.

• KSTLE International Journal
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• 제8권1호
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• pp.1-6
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• 2007

Chromatic device was developed using light emitting diodes, optic fibers and photodiodes. Chromatic ratio and total contamination parameters based on transmitted light intensity in Red, Green, and Blue wavelengths were used for oil chemical and particulate contamination assessment. Chromatic ratio criterion was found independent of the particulate contamination of oil; but depended on chemical degradation, being more sensitive for synthetic than mineral hydraulic oil. Total contamination index of the sensor depended on both the chemical degradation and particulate contamination of the oil; being most sensitive in blue wavelength, and least in the red. Test results for synthetic hydraulic oils monitored corroborated with results of other tests such as viscosity, total acid number, elemental optical emission spectroscopy, particulate counts and UV-VIS photospectrometry. Chromatic ratio showed a clearer indication of oil degradation, compared to key monitoring parameters such as total acid number, viscosity and particle counts. The results showed that these parameters are effective criteria for the condition monitoring of synthetic hydraulic oils.

• 한국광학회지
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• 제33권6호
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• pp.317-323
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• 2022

본 논문에서는 투명한 물질의 두께를 측정하기 위한 방법으로 기하 위상 렌즈 기반의 색공초점 센서를 개발하고, 성능 개선을 위한 보정 방법을 제시한다. 일반적인 색공초점 센서의 복잡한 설계로 인한 한계를 극복하기 위해, 기하 위상 렌즈를 이용하여 전체 시스템의 크기를 줄이고, 시스템 오차를 보상하기 위한 파장 첨두 위치 추출 방법과 계통 오차 제거 방법을 설명한다. 색공초점 센서를 이용하여 투명한 물질의 두께를 측정하기 위한 이론을 설명하고, 이를 사파이어 및 BK7 물질의 두께를 측정함으로써 실험적으로 검증한다. 색공초점 센서를 이용한 두께 측정 방법은 기존의 간섭계 및 공초점 센서의 방법들에 비해 측정 속도가 빠르고, 분산 등에 의한 두께 측정 영역 제한이 없기 때문에 많은 응용이 가능하다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권9호
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• pp.119-126
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• 2013

본 논문은 영상 획득 장치에서 발생하는 색수차를 영상의 국부적 특성을 고려하여 보정하는 알고리즘을 제안한다. 색수차는 파장에 따른 렌즈의 회절률 차이로 인해 발생하며, 그 결과 영상의 강한 에지 영역에서 RGB 채널이 어긋나 색 결함이 생기게 된다. 제안하는 알고리즘은 이러한 색수차가 발생하는 특성을 이용하여 먼저 영상의 에지 영역과 그 주변부를 색수차가 발생되는 영역으로 검출한다. 이 후, 검출된 에지 영역에서 RGB 채널의 에지를 일치시키는 방법을 이용하여 색수차를 제거한다. 그 결과 기존의 색수차 제거 방법으로 널리 사용되는 전역적인 영상 와핑 방법으로는 제거하지 못하는 축상 색수차와 이미징 센서로부터 발생하는 purple fringing 결함까지도 저감시킬 수 있다. 실험 결과를 통해 제안하는 방법이 기존 방법에 비해 수치적인 면과 시각적인 면에서 뛰어난 결과를 보임을 확인할 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.59-70
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• 2010

모바일폰이나 디지털 카메라에서 사용하는 영상 센서의 수광 소자는 한 가지 색만을 기록하는 베이어 패턴이기 때문에 각각의 화소들은 여러 개의컬러 중에서단 하나만의 컬러에 대한 화소값을얻게 된다. 잃어버린화소의 정보는 CFA(Color Filter Array)를 이용하여 그 주위의 화소에 대한 정보를 이용함으로 완전한 컬러 영상을 추론한다. 본 논문은 영상 센서의 수광 소자로부터 획득한 데이터의 평균과 각 컬러 채널 데이터 평균 사이의 관계를 유도하고, 이 관계를 이용하여 색상 보간을 위한 효율적인 에지 컬러 퍼지 보간 방법을 제안하였다. 또한 휘도 신호 채널의 보간은 컬러 노이즈를 감소하고 효율적인 보간을 위해 에지 방향에 따라 퍼지 보간을 하였다. 그리고 본 논문에서 PSNR을 이용하여 제안된 방법이 기존 방법보다 평균 2.4dB 정도 개선됨을 증명하였으며, 시각적으로 원영상의 해상도와 유사한 수준이며, 기존 알고리즘의 영상보다 색수차가 감소된 것을 실험 결과를 통하여 확인하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권5호
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• pp.531-536
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• 2015

This paper presents a new graphical method for selecting a pair of optical glass and housing materials to simultaneously achromatize and athermalize a multilens system composed of many elements. To take into account the lens spacing and housing, we quantify the lens power, chromatic power, and thermal power by weighting the ratio of the paraxial ray height at each lens to them. In addition, we introduce the equivalent single lens and the expanded athermal glass map including a housing material. Even though a lens system is composed of many elements, we can simply identify a pair of glass and housing materials that satisfies the athermal and achromatic conditions. Applying this method to design a black box camera lens equipped with a 1/4-inch image sensor having a pixel width of $2{\mu}m$, the chromatic and thermal defocusings are reduced to less than the depth of focus, over the specified ranges in temperature and frequency.

• Tribology and Lubricants
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• 제26권1호
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• pp.73-77
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• 2010

One of the important trends for condition monitoring in the 21st century is the development of smart sensors that will permit the cost-effective continuous monitoring of key machine equipments. In this study, an integrated in-line oil monitoring sensor assigned for continuous in situ monitoring multiple parameters of oil performance is presented. The sensor estimates oil deterioration based on the information about chemical degradation, total contamination, water content of oil and oil temperature. The oil oxidation is estimated by "chromatic ratio", total contamination is measured by the changes in optical density of oil in three optical wave-bands ('Red', 'Green' and 'Blue') and water content is evaluated as relative saturation of oil by water. In order to evaluate the sensor's effectiveness, the sensor was applied to several used oil samples in steel making industry and the results were compared with those measured by standard test methods.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권2호
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• pp.69-74
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• 2020

In this study, we proposed a method for surface profiling aspheric lens molds using a precision displacement sensor with a spatial scanning mechanism. The precision displacement sensor is based on the confocal principle using a broadband light source, providing a 10 nm resolution over a 0.3 mm measurable range. The precision of the sensor, depending on surface slope, was evaluated via Allan deviation analysis. We then developed an automatic surface profiling system by measuring the cross-sectional profile of a lens mold. The precision of the sensor at the flat surface was 10 nm at 10 ms averaging time, while 200 ms averaging time was needed for identical precision at the steepest slope at 25 deg. When we compared the measurement result of the lens mold to a commercial surface profiler, we found that the accuracy of the developed system was less than 90 nm (in terms of 3 sigmas of error) between the two results.

• 전자공학회논문지
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• 제53권5호
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• pp.123-131
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• 2016

저조도 환경에서 근적외선은 사람 눈에 보이지 않는 추가적인 정보를 제공하여 물체를 보다 분명하게 구별하고 인식하도록 도움을 준다. 컬러 영상과 근적외선 영상을 동시에 획득하기 위해서 다중 분광 필터 배열을 사용하였다. 그러나 렌즈의 굴절률은 빛의 파장 길이에 따라 다르기 때문에 초점면에 상이 다르게 맺히게 된다. 그 결과 색수차 문제가 발생하고 영상은 흐려지게 되며 영상의 해상도가 떨어지게 된다. 본 논문에서는 이러한 색수차 문제를 고려한 영상 복원 알고리즘을 제안하고자 한다. 다중 분광 필터 배열 영상에 컷오프 주파수가 추정된 저주파 통과 필터를 적용하여 기반 영상을 추정하도록 하였다. 이 영상을 이용하여 다중 분광 영상의 색수차 문제가 해결된 영상을 추정하도록 하였다. 영상 획득 과정에서, 색수차 문제와 기반 영상 형성 과정을 모델링하였다. 이러한 모델을 바탕으로, 기반 영상과 다중 분광 영상 간의 고주파 성분 차이에 대한 최소 자승법을 풀어서 다중 분광 영상을 획득하도록 하였다. 실험 결과는 제안하는 알고리즘이 색수차 문제가 최소화된 고화질의 다중 분광 영상을 추정한 것을 보여준다.

• Tribology and Lubricants
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• 제24권3호
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• pp.111-121
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• 2008

An integrated in-line oil monitoring detector assigned for continuous in situ monitoring multiple parameters of oil performance for predicting economically optimal oil change intervals and equipment condition control is presented in this study. The detector estimates oil deterioration based on the information about chemical degradation, total contamination, water content of oil and oil temperature. The oil oxidation is estimated by "chromatic ratio", total contamination is measured by the changes in optical intensity of oil in three optical wavebands ("Red", "Green" and "Blue") and water content is evaluated as Relative Saturation of oil by water. The detector is able to monitor oils with low light absorption (hydraulic, transformer, turbine, compressor and etc. oils) as well as oils with rather high light absorption in visible waveband (diesel and etc. oils). In a case study that the detector is applied to a diesel engine oil, it is found that the detector provides good results on oil chemical degradation as well as soot concentration.