한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 반도체 재료 센서 박막재료 전자세라믹스
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pp.68-71
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2004
본 연구는 싱크로트론 방사광의 단색광 (monobeam)을 이용한 영상을 획득하였다. 영상센서로서 CMOS를 사용하였으며 센서 앞단에는 형광체 (phosphor)를 이용하여 방사광에 대한 빛의 신호로서 영상을 획득하였다. 사용된 싱크로트론 방사광의 beam size는 $5mm{\times}2mm$ 이며 ion chamber를 통한 beam intensity 는 $10{\times}10^{-7}$이다. 형광체는 각각 ZnS(Cu:Al), ZnS(Ag,Al), $BiTiO_3$, $Y_2O_2S(Tb)$로서 4가지를 사용하였으며 여기에 사용된 형광체는 기계식 스크린 프린팅 (Screen Printing) 방식으로 직접 제조하였다. 두께는 모두 동일하게 $10{\mu}m$이며 각각에 대한 PL(Photoluminescence)을 측정하여 분석하였다. object로는 물고기와 20linepair를 사용하였으며 CMOS센서를 이용하여 각각의 phosphor에 대하여 영상을 획득하였다. 영상의 평가는 20line pair 영상의 MTF를 이용하였다. 각각의 형광체에 대한 MTF는 5 lp/mm 에서는 0.5650, 0.2150, 0.7890, 0.3840 이며 10 lp/mm 은 0.4500, 0.0900, 0.2510, 0.1500이고 15 lp/mm 는 0.1900, 0.0300, 0.1430, 0.0500이며 마지막으로 20 lp/mm 은 0.0810, 0.004, 0.0500, 0.0320의 MTF 값을 나타내었다. $10{\mu}m$ 두께에 대하여 ZnS(Cu:Al)이 가장 좋은 MTF의 값을 나타내었다.
본 논문에서는 $7.7{\mu}m$에서 $12.8{\mu}m$ 파장 대역에 적용 가능한 비냉각 열상장비 광학계를 설계 및 분석 하였다. 최적화 과정을 통하여 설계된 원적외선 광학계의 유효초점거리는 5.44 mm를 가지며, 4면의 비구면과 2면의 회절면을 포함하였다. 광학계의 F/수는 F/1.2로 설정하였고, 시야각은 $90^{\circ}{\times}67.5^{\circ}$가 되도록 하였다. 회절면이 적용된 hybrid 렌즈를 이용하여 보다 효율적으로 고차 수차가 보정되도록 하였고, 이때 발생되는 회절 특성은 scalar 회절 효율을 이용하여 평가하였다. 또한 hybrid 렌즈에서 발생되는 회절 현상에 의한 통합 회절효율을 예측하고 배경잡음에 의한 MTF 저하를 고려하였다. 원적외선 광학계의 온도 변화에 따른 보상은 광학식 비열화를 이용하여 광학계의 MTF 성능이 초점 심도 내에서 유지되도록 하였다. 결론적으로 비냉각 열상장비에 효율적으로 적용 가능한 광학설계 결과를 얻었다.
Digital Radiography(DR)는 film/screen(F/S)과 비교하여 넓은 계조와 높은 Detective Quantum Efficiency(DQE), Modulation Transfer function(MTF)를 바탕으로 화질의 개선과 저 선량으로 검사가 가능할 것으로 예상됐지만 기대와는 다르게 과노출이 Signal to Noise Ratio(SNR)향상을 가져 오면서 환자 피폭선량의 증가를 가져오게 되었으며 이는 Dose Creep이라는 개념으로 설명 된다. DR에서의 선량 증가 이유는 F/S의 촬영에서 사용했던 관전압(kVp)을 고정 적용하여 Auto Exposure Control(AEC)를 사용하기 때문에 과노출을 유발 할 수 있다. 이에 본 논문은 DR에서 적합한 일반촬영 방법을 제안하고자 관전압이 대조도에 주는 영향, 관전류(mA)변화에 따른 MTF 측정, 머리 모형을 촬영한 영상의 Peak Signal to Noise Ratio(PSNR) 측정을 통해 정량적 평가를 시행 하였다. 그 결과 관전압에 의한 대조도 변화는 후보정 이후 개선이 가능하며, 관전류에 의한 MTF 측정 결과 50%영역은 1.41~1.39 lp/mm, 10% 영역은 3.19~2.8 lp/mm로 관전류 변화에 따른 초점크기 변화는 영상의 해상력에 영향을 주지 않는다. 영상의 PSNR측정 결과는 관전압과 관전류가 증가 하여도 90kVp를 제외하고 30dB 이상으로 시각에 의한 영상의 차이를 인지하기 어렵다. 실험결과를 바탕으로 디지털 일반촬영에서 관전압은 80kVp 이상 100kVp이하, 관전류는 선예도와 상관 관계가 없으므로 선량과 조사시간을 단축 시킬 수 있는 방향으로 사용하기를 제안한다.
본 연구의 목적은 CR(Computed Radiography)과 DR(Digital Radiography)장비의 각 Detector를 통해 획득된 영상의 화질을 비교 분석하기 위한 것이다. CR(AGFA MD 4.0 General plate, JAPAN)과 DR(HOLOGIC nDirect Ray, USA)에 대한 영상평가의 주요인자인 MTF(Modulation transfer function), NPS(Noise power spectrum), Photon fluence, DQE(Detective quantum efficiency)를 정량적인 값으로 도출하여 비교한 결과 CR이 DR보다 우수하게 나타났다. 본 연구의 결과는 CR과 DR장비의 Image quality를 정량적으로 평가할 수 있을 뿐만 아니라 이 장비들을 유지, 보수하는데도 도움이 될 것으로 사료된다.
위성의 성능은 위성의 최종생산물인 위성 영상 품질에 의해 평가된다. 위성 영상의 품질을 평가하는 요소로는 광학적요소인 변조 전달함수(Modulation Transfer Function : MTF), 신호대잡음비(Signal To Noise Ratio : SNR), 기하학적 요소인 해상도(Ground Sample Distance : GSD) 등이 있으며, 위성의 설계 단계에서 위성의 설계 및 제작, 관측 및 운영 환경을 반영하여 위성 영상의 품질을 예측하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 위성의 설계 단계에서 위성 설계 및 운용 조건을 반영한 영상 품질 시뮬레이션 방법을 제시한다. 본 연구의 결과를 통해 위성의 설계 시 영상 품질 예측에 활용 될 수 있으며, 수신된 영상의 화질 개선 연구에 활용될 것으로 기대된다. 또한 항공 영상의 품질 시뮬레이션에 확대 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
엑스선 영상 시스템으로부터 획득한 영상의 공간주파수에 대한 해상도를 분석하기 위해 변조전달함수(modulation-transfer function, MTF)를 계산한다. 일반적으로 검출기의 응답함수는 슬릿-카메라를 사용하여 선분포함수(line-spread function, LSF)를 획득하고, 푸리에 변환을 거쳐 변조전달함수를 도출한다. 엑스선이 항상 슬릿-카메라 중심에 입사해야 된다는 조건 때문에 실험자에 의해 발생하는 검출기와 슬릿-카메라의 기울임은 검출기 성능에 영향을 미치게 된다. 이와 더불어 기울임에 확대율이 더해진다면 엑스선 영상 시스템의 성능평가에 문제가 발생할 것이다. 본 연구에서는 실험적 오차에 기인하여 이를 변조전달함수, 즉 푸리에 도메인에서 실험과 분석모델을 해석하였고, 공간주파수에 미치는 영향을 분석하였다. 나아가 다양한 엑스선 영상 시스템에 있어 성능평가가 실시되어야 할 것이고, 실험적 오차는 불가결하게 발생하며 이를 허용할 수 있는 범위에 대한 검토가 이루어져야 한다.
복사기. 팩스 렌즈 등 대향생산되는 광학계를 실시간에 성능평가하기 위하여 5개의 십자형 슬릿 물체와 3개의 2차원 CCD를 상분석장치로 사용한 자동평가장치를 개발하였다. 시험렌즈의 사양에 따라 물체와 렌즈, 그리고 상분석장치를 이동시키는 자동정렬장치를 제작하였으며 슬릿의 수직 및 수평방향 선분포 함수를 CCD에 의햐여 동시에 측정하였다. 그리고 렌즈의 축상 및 비축상 MTF와 배율, 편심, 그리고 회전위치에 따른 최적방향 등을 자동으로 실시간에 측정할 수 있었다.
Eavesdropping prevention performance is evaluated on a commercial window shaker, which is used to prevent a glass window from eavesdropping. Speech transmission index (STI) is introduced in order to estimate quantitatively the speech intelligibility of the sound detected on the glass window. Objective test by IEC standard using modulation transfer function (MTF) is performed to determine STI. Using Maximum Length Sequency (MLS) signal as a sound source, MTF is measured by accelerometers and laser doppler vibrometer. STI under different level of disturbing wave are compared to confirm the disturbing effect on the speech intelligibility.
열상장비용 줌망원경계통을 설계하였다. 대물경계는 4배로부터 14배까지 배율이 변화할 수 있는 줌광학계통으로 설계하였고 접안경은 초점거리 25mm의 삼중렌즈계통으로 설계하였다. 처음에는 대물경계와 접안경을 구분하여 설계하고 후에 이를 통합하여 무초점계로 설계하였다. 1st order optics에 의해 계통을 확립하고 3rd order optics에 의해 초기설계를 얻었으며 후에 유한광선추적으로 모든 고차수차를 포함하는 ray aberration 또는 angular aberration이 최소가 되도록 최적화 하였다. 최종설계를 회절광학적 MTF를 계산하여 성능을 평가하였다.
광학계의 결상성능평가는 optical transfer function(OTF)을 측정하는 것이 표준적인 방법으로 사용되고 있다. 그러나, 대량 생산되는 광학계의 경우에서는 측정의 편리함 때문에 test pattern을 투영하여 contrast를 검사하는 방법도 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 회절결상이론을 사용하여 주기적 line-space pattern에 대한 contrast transfer function(CTF)을 계산하는 프로그램을 개발하고, C계수와 Zernike 다항식으로 표현되는 3차 파면수차에 의한 광학계의 modulation transfer function (MTF)과 CTF 변화를 비교, 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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