• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2004년도 Proceedings of 2004 Korea-Japan Joint Seminar on Particle Image Velocimetry
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• pp.1-13
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• 2004

A scanning stereo-PIV system was developed to measure the three-dimensional distribution of three-component velocity in a turbulent round jet. A laser light beam produced by a high repetition rate YLF pulse laser was expanded vertically by a cylindrical lens to form a laser light sheet. The light sheet is scanned in a direction normal to the sheet by a flat mirror mounted on an optical scanner, which is controlled by a programmable scanner controller. Two high-speed mega-pixel resolution C-MOS cameras captured the particle images illuminated by the light sheet, and stereoscopic PIV method was adopted to acquire the 3D-3C-velocity distribution of turbulent round jet in an octagonal tank filled with water. The jet Reynolds number was set at Re=1000 and the streamwise location of the measurement was fixed at approximately x = 40D. Time evolution of three-dimensional vortical structure, which is identified by vorticity, is visualized. It revealed that the existence of a group of hairpin-like vortex structures was quite evident around the rim of the shear layer of the jet. Turbulence statistics shows good agreement with the previous data, and divergence of a filtered (unfiltered) velocity vector field was $7\%\;(22\%)$ of root-me an-squared vorticity value.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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• 제9권4호
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• pp.16-21
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• 2008

The demand for three-dimensional (3D) shape measurements is increasing in a variety of fields, including the manufacture of molds and dies. The most popular technology for 3D shape measurement is the coordinate measuring machine (CMM) with a contact trigger probe. Although a CMM provides a high degree of accuracy, it is inefficient due to its long measuring time. It also has difficulty measuring soft objects that can be deformed by the touch of the contact probe. In addition, a CMM cannot digitize areas that are difficult to reach, and cannot capture very minute details on the surface of complex parts. For these reasons, optical non-contact measurement techniques are receiving more attention since they eliminate most of the problems associated with contact methods. Laser scanning is emerging as one of the more promising non-contact measurement techniques. This paper describes various acquisition considerations for laser scanning, including the accuracy of the 3D scan data, which depends on the charge-coupled device (CCD) gain and noise. The CCD gain and noise of a 3D laser scanner are varied while keeping the other conditions constant, and the measurement results are compared to the dimensions of a standard model. The experimental results show that a considerable time savings and an optimum degree of accuracy are possible by selecting the proper CCD gain and noise.

• 한국생산제조학회지
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• 제19권4호
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• pp.427-433
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• 2010

With recent increased demand for reverse engineering in dental machining, the 3D laser scanner is widely used for inspection of artificial pontic. In order to overcome the optical drawback of laser scanner, such as irregular scatter, direction of beam, and the influence of surface integrity, it is developed in this study a new 3D measuring system for artificial pontic using spherical coordinate system mechanism by point laser sensor, which keeps the direction of beam normal to surface consistently. The comprehensive integrated system is established to evaluate the improvement of accuracy with data acquisition system. The experimental results for measuring a master ball and pontic models shows the excellent form accuracy and repeatability compared with conventional apparatus. Also, these results shows the possibility to apply this system for the measuring purpose within 0.05mm accuracy of pontic at the sharp edge or margin contour, which was difficult to measure at the conventional systems.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권1호
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• pp.175-198
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• 2022

기술의 발전과 더불어 다양한 형태의 아날로그 정보를 디지털로 변환하는 방법이 보편화되었다. 그 결과 디지털 유산, 디지털 재건과 같이 가상공간 내에 데이터를 기록하고 구축하여 재생산하는 개념이 정립되면서 다양한 문화유산 보존과 연구에 적극적으로 활용되고 있다. 그러나 중소형 유물에 대한 최적의 스캐너를 제시하는 기존 연구 성과는 거의 없는 실정이다. 또한 스캐너 가격도 연구자들이 활용하기에는 저렴하지 않아 관련 연구가 많지 않다. 3D 스캐너 사양은 3D 모델 품질에 큰 영향을 끼친다. 특히 스캐너에서 사용되는 광원의 종류에 따라 물체 표면에서 반사되는 빛의 상태가 상이하므로 객체의 특성에 적합한 스캐너를 사용하는 것이 작업의 효율성을 올릴 수 있는 방법이다. 따라서 본고에서는 시기별 토기와 자기를 비롯한 다양한 재질의 중소형 매장문화재 9점을 대상으로 연구를 진행하여 네 가지 방식의 3D 스캐너가 어떠 품질 차이가 있는지 살펴보고자 하였다. 연구 결과 중소형 유물의 디지털 기록은 광학식 스캐너와 중소형 오브젝트 스캐너가 가장 적합하였다. 광학식 스캐너는 메시와 텍스처 모두 우수하나, 가격이 매우 높으며 휴대성이 떨어진다는 단점이 있다. 핸드헬드 방식은 휴대성과 신속성이 뛰어나다는 장점이 있었다. 가격 대비 결과물을 고려할 때는 중소형 오브젝트 스캐너가 가장 우수하였다. 가장 저렴한 비용으로 3D 모델을 획득할 수 있었던 것은 사진실측이었다. 3D 스캐닝 기술은 크게 유물의 디지털 도면 제작, 문화재 복원 및 복제, 데이터베이스 구축 방면으로 활용할 수 있다. 본 연구는 문화유산에서 3D 스캐닝 기술의 적극적인 활용을 위해 재질별, 시대별 매장문화재 유물에 가장 적합한 스캐너를 이용할 수 있도록 기여하였다는 데에 의의가 있다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2020년도 제62차 하계학술대회논문집 28권2호
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• pp.421-422
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• 2020

발 고유 변인 측정 및 데이터의 수집은 소비자의 발 건강을 위한 신발 제작을 위하여 필요하다. 신발의 설계 지표 또한 개정의 필요성이 제시되고 있어 발 고유 변인 측정의 및 데이터 획득에 관한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 발 형태의 데이터 값을 산출하여 사용자에게 적합한 맞춤형 인솔 및 신발을 제작하고, 신발의 설계 지표를 산출하기 위하여 발 고유 변인의 데이터 값을 자동으로 측정이 가능한 발 고유 변인 산출이 가능한 발 형상 추출 시스템에 대해 서술한다. 이를 위해 사용자의 발 고유 변인 측정을위한 스캐닝 스테이지를 설계 및 제작하고, 3대의 깊이 카메라를 설치하였다. 잡음 및 배경을 제거하기 위해 가우시안 배경 모델링으로 전경 영역을 분리하여 발 점군 데이터를 획득 한 후, Euclidean transformation을 통해 각 점군 데이터를 정합한다. 실험 결과에서는 획득된 발 형상 점군 데이터와 접지면 형상 및 발 변인 추출 결과를 보여준다.

• 한국광학회지
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• 제24권1호
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• pp.23-28
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• 2013

송광광학계의 광원으로 사용되는 광섬유 레이저의 개구수, NA가 0.13~0.22의 범위에 있으면, 이 NA에 관계없이 1 km 전방에서 빔직경이 4.8 m 또는 6.8 m이 되도록 줌렌즈형 광속확대기를 적용한 송광광학계를 설계하였으며, 표적에서의 foot prints를 통하여 빔직경을 확인하였다. $16{\times}16$($100{\mu}m{\times}100{\mu}m$) 픽셀 검출기를 사용하는 수광광학계를 설계하였으며, 검출면의 픽셀 위치에 따른 spot diameter는 모두 $55{\mu}m$ 이하가 됨을 확인하였다. 스캔을 고려하여 송광광학계를 수광부 대물렌즈에 내접하도록 구성하였으며, 이때 송광부에 의하여 가려진 부분은 11%가 되었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제59권1호
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• pp.116-125
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• 2021

디지털 치의학에서의 주요한 발전 중 하나인 3차원 구강스캐너는 최근 고정성 보철물에 널리 사용되고 있으며 가철성 보철물에서도 사용이 증가하고 있다. 전신성 피부경화증에 의한 안면부 연조직의 경화는 개구량 제한을 일으켜 치아상실을 야기하며 기존의 통상적인 보철 치료를 어렵게 한다. 본 증례에서는 디지털 치의학의 발전을 통한 3차원 구강스캐너를 이용하여 개구량 제한과 그에 따른 소구증을 가진 전신성 피부경화증 환자에서 3차원 구강구조를 광학인상 채득하고, 이를 바탕으로 3D 프린터를 이용한 임시의치 제작을 통해 3차원 구강스캐너를 통한 가철성 보철물 제작의 가능성을 확인하였다. 이후 최종 지대치 정리 후 최종 광학인상 채득하여 국소의치 금속구조물을 제작하였다. 금속구조물의 적합도는 임상적으로 만족스러웠으며 이후 최종 국소의치 제작, 장착하여 상실부위에 대한 수복을 진행, 임상적으로 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국레이저가공학회지
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• 제13권1호
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• pp.11-15
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• 2010

Indium tin oxide (ITO) provides high electrical conductivity and transparency in the visible and near IR (infrared) wavelengths. Thus, it is widely used as a transparent electrode for the fabrication of liquid crystal displays (LCDs) and organic light emitting diode displays (OLRDs), photovoltaic devices, and other optical applications. Lasers have been used for removing coating on polymer substrate for flexible display and electronic industry. In selective removal of ITO layer, laser wavelength, pulse energy, scan speed, and the repetition rate of pulses determine conditions, which are efficient for removal of ITO coating without affecting properties of the polymer substrate. ITO coating removal with a laser is more environmentally friendly than other conventional etching methods. In this paper, pattering of ITO film from polymer substrates is described. The Yb:KGW femtosecond laser processing system with a pulse duration of 250fs, a wavelength of 1030nm and a repetition rate of 100kHz was used for removing ITO coating in air. We can remove the ITO coating using a scanner system with various pulse energies and scan speeds. We observed that the amount of debris is minimal through an optical and a confocal microscope, and femtosecond laser pulses with 1030nm wavelength are effective to remove ITO coating without the polymer substrate ablation.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권11호
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• pp.58-66
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• 1998

A low power consuming laser scanning vibrometer is studied for its development. For its optical system, a laser interferometer is constructed to use the Doppler effect. In order to reduce the driving power of the scanning system, a small displacement of the scanning system is produced, which is achieved by using a magnetostrictive actuator. A sufficient rotating angle of the scanning system is obtained by using an amplified displacement from the resonant phenomena of a second order mechanical system composed of a mass and spring. The control of the magnetostrictive actuator using a Terfenol-D is performed without using a feedback system to help reduce the power consumption. The vibration analysis is made for the sinusoidal scanning input to have the space domain information from the time domain of the velocity of a vibration object. As a partial work of development of a tow power consuming laser scanning vibrometer, in this work, a scanning system which has the above features is developed and experimentally investigated. For the purpose of the optical system calibration, the vibration measurement for one axis is presented and the future works are discussed.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.233-241
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• 2014

본 연구에서는 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 이용하여 방사선 치료계획 시 3차원 흡수선량 분포 검증을 위한 정도 관리 소프트웨어를 개발하여 겔을 이용한 3차원 선량분석 방법을 제시하고자 한다. 우선 치료계획상의 3차원 흡수선량 데이터와 측정한 겔 광학밀도 데이터의 입출력 기능을 구현하였고, 변환 테이블을 이용하여 광학밀도를 흡수선량으로 변환하는 기능을 구현하였다. 겔에서 측정된 흡수선량과 치료계획상의 흡수선량 분포간의 기하학적 매칭을 위하여 3D 볼륨 데이터의 x, y, z 방향 및 회전 변환을 구현하였다. 매칭이 완료된 두 선량 분포간에 일치도를 검증하기 위하여 3차원 감마 인덱스알고리듬을 구현하였고, 감마 통과 지도(gamma passing map) 기반의 일치도 확인 기능을 구현하였다. 광학밀도와 흡수선량간의 관계를 분석하기 위하여 원기둥 형태의 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 대상으로 X-선 전산화 단층촬영기를 이용하여 CT 영상을 획득하였고, 방사선 치료계획 시스템(Eclipse, Varian, Palo Alto)을 이용하여 원반 형태의 6개의 가상 표적을 생성하여, 각각에 1 Gy에서 6 Gy까지 선량이 전달되도록 입체조형 방사선 치료계획을 수립하였다. 다음으로 광학 CT 스캐너($Vista^{TM}$, Modus Medical Devices Inc, Canada)를 이용하여 기준 투영 영상들을 획득하였고, 치료계획과 동일하게 겔에 방사선을 조사하였다. 조사2시간 후 매 2시간 간격으로 광학 CT 스캐너로 투영 영상 셋을 획득 후 3차원 광학밀도 데이터로 재구성하였다. 실린더 중심축을 따라 치료계획상의 흡수선량 프로파일과 광학밀도 프로파일을 추출하여 광학선량 대비 흡수선량 대응 테이블을 정의하였다. 이후 본 연구에서 개발한 소프트웨어를 이용하여 3차원상의 선량 분포의 일치도를 평가하였다. 광학밀도와 흡수선량간에는 supra-linear 관계가 나타났으며, 광학밀도는 그 크기에 따라 24시간당 60% 전후로 감쇄하였다. 측정된 흡수선량은 중심축 부근에서는 치료계획 선량과 잘 일치하였으나, 주변부로 갈수록 크게 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 이로 인하여 3D 감마 통과율은 선량 차이율과 DtoA 각각 3%/3 mm의 조건하에 70.36%로 낮게 나타났다. 이러한 결과는 광학 CT 스캐너 내부의 오일과 $PRESAGE^{REU}$ 겔간의 굴절률이 정확하게 매칭되지 않아서 광학 스캔 시 빔이 굴절되어 부정확한 데이터를 만들어 내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발한 정도 관리소프트웨어는 3차원 겔 선량을 비교 분석하기에 유효한 것으로 평가되었으나, $PRESAGE^{REU}$ 겔로부터 정확한 흡수선량데이터를 획득하기 위해 겔 선량측정 과정의 많은 개선이 요구된다.