• Current Optics and Photonics
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• 제3권1호
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• pp.54-65
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• 2019

To develop a biomarker predicting tumor treatment efficacy is helpful to reduce time, medical expenditure, and efforts in oncology therapy. In clinics, microvessel density using immunohistochemistry has been proposed as an indicator that correlates with both tumor size and metastasis of cancer. In the preclinical study, we hypothesized that vascular morphometrics using optical coherence tomography angiography (OCTA) could be potential indicators to estimate the treatment efficacy of breast cancer. To verify this hypothesis, a 13762-MAT-B-III rat breast tumor was grown in a dorsal skinfold window chamber which was applied to a nude mouse, and the change in vascular morphology was longitudinally monitored during tumor growth and metronomic cyclophosphamide treatment. Based on the daily OCTA maximum intensity projection map, multiple vessel parameters (vessel skeleton density, vessel diameter index, fractal dimension, and lacunarity) were compared with the tumor size in no tumor, treated tumor, and untreated tumor cases. Although each case has only one animal, we found that the vessel skeleton density (VSD), vessel diameter index and fractal dimension (FD) tended to be positively correlated with tumor size while lacunarity showed a partially negative correlation. Moreover, we observed that the changes in the VSD and FD are prior to the morphological change of the tumor. This feasibility study would be helpful in evaluating the tumor vascular response to treatment in preclinical settings.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권6호
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• pp.686-698
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• 2021

A camouflaged encryption scheme based on Hadamard matrix and ghost imaging is proposed. In the process of the encryption, an orthogonal matrix is used as the projection pattern of ghost imaging to improve the definition of the reconstructed images. The ciphertext of the secret image is constrained to the camouflaged image. The key of the camouflaged image is obtained by the method of sparse decomposition by principal component orthogonal basis and the constrained ciphertext. The information of the secret image is hidden into the information of the camouflaged image which can improve the security of the system. In the decryption process, the authorized user needs to extract the key of the secret image according to the obtained random sequences. The real encrypted information can be obtained. Otherwise, the obtained image is the camouflaged image. In order to verify the feasibility, security and robustness of the encryption system, binary images and gray-scale images are selected for simulation and experiment. The results show that the proposed encryption system simplifies the calculation process, and also improves the definition of the reconstructed images and the security of the encryption system.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권3호
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• pp.246-258
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• 2024

In aerospace and energy engineering, the reconstruction of three-dimensional (3D) temperature distributions is crucial. Traditional methods like algebraic iterative reconstruction and filtered back-projection depend on voxel division for resolution. Our algorithm, blending deep learning with computer graphics rendering, converts 2D projections into light rays for uniform sampling, using a fully connected neural network to depict the 3D temperature field. Although effective in capturing internal details, it demands multiple cameras for varied angle projections, increasing cost and computational needs. We assess the impact of camera number on reconstruction accuracy and efficiency, conducting butane-flame simulations with different camera setups (6 to 18 cameras). The results show improved accuracy with more cameras, with 12 cameras achieving optimal computational efficiency (1.263) and low error rates. Verification experiments with 9, 12, and 15 cameras, using thermocouples, confirm that the 12-camera setup as the best, balancing efficiency and accuracy. This offers a feasible, cost-effective solution for real-world applications like engine testing and environmental monitoring, improving accuracy and resource management in temperature measurement.

• 한국광학회지
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• 제33권6호
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• pp.267-274
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• 2022

쉴리렌 이미징을 위한 랜덤 도트 배열 투영용 이진 회절광학소자를 설계하고 제작하였다. 이 연구에서 적용된 회절광학소자는 단 두 단계의 위상 및 10 ㎛의 피치를 갖는 이진 위상 회절 격자로, 제작 단가 및 제작 공정의 용이성을 위하여 선택되었다. 회절광학소자의 설계는 최종 패턴의 밝기 정보를 목적 함수로 사용하는 iterative Fourier transform algorithm을 적용하였다. 먼저 균일 밝기의 랜덤 도트 이미지를 생성하였고, 이를 최종 목표 이미지(패턴)로 적용한 결과, 위치(시야)에 따른 랜덤 도트의 밝기 변화를 확인하였다. 이를 해결하기 위하여 최종 목표 패턴에 가우시안 가중치를 적용한 개선 설계를 적용하였고, 그 결과 패턴 밝기 균일도를 52.7%에서 90.8%까지 향상시켰다. 이후, 바이너리 회절 소자 및 이를 적용한 빔 투사기를 제작하여 설계 결과를 검증하였다. 검증 결과 투사 거리 5 m에서 설계 목표인 430 mm × 430 mm 투광면적, 10,000개 이상의 랜덤 도트 패턴의 생성을 확인하였다. 측정된 균일도는 시뮬레이션에서 예상되었던 균일도보다 다소 적은 84.5%이나, 이는 회절 격자 형상, 특히 모서리 뭉개짐 및 간격 오류에 의한 것으로 추정된다.

• 한국광학회지
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• 제23권4호
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• pp.147-153
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• 2012

고정 화소수의 표시소자를 기반으로 하는 무안경 방식 다시점 3D 디스플레이는 시점수 증가에 따른 입체영상 저해상도 문제를 안고 있다. 이를 해결하기 위하여, 본 논문은 프로젝션 기반의 무안경식 다시점 3D 디스플레이 시스템에서 구면 형태의 상용 렌티큐라 렌즈시트를 사용하여 단위화소의 폭을 집속하고 광원수 증가에 따른 유효 해상도를 증가시켜 저해상도의 문제를 해결하는 광학적 접근 방법을 제시하였다. 제시된 방법은 주어진 시스템환경에서 도출 가능한 주요 파라메터의 정의 및 이론적, 실험적 결과를 통하여 축소 가능한 단위화소폭 및 확장 가능한 유효 해상도를 도출하는 수순으로 수행되었다. 결과적으로 1.016 mm의 단위화소폭을 기준으로 25 LPI의 렌티큐라 렌즈 시트를 투과하였을 경우, 축소된 폭(Beam waist)은 0.19 mm, 확장 가능한 유효 해상도는 최대 5배를 나타내었다. 이와 더불어, 초점심도(Depth of focus)는 1.496 mm로서 상용 렌티큐라 렌즈 시트의 두께 허용치 및 광학계 정렬 허용범위를 충분히 확보하였다.

• 한국광학회지
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• 제19권5호
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• pp.376-380
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• 2008

본 논문에서는 라인스캔 카메라를 통해 모든 영역의 영상을 획득하는 연구를 제안한다. 이 방법은 기존의 면적 카메라를 이용했던 방법에 비해 투영격자의 이동 횟수를 획기적으로 줄일 수 있으며, 그로 인해 측정시간이 매우 빠르고 측정정밀도도 뛰어난 장점을 가진다. 본 논문의 스캐닝 모아레 측정 방법은 넓은 영역의 3차원 형상 정보를 얻는데 매우 유익하며, 대면적의 대상물 측정 시 일반적으로 사용하는 stitching 기법을 사용할 필요가 없으므로 한번에 전 영역의 3차원 형상의 복원이 가능하여 보다 빠른 속도로 3차원 형상 정보를 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한, 투영격자 하나만을 이용한 영사식 모아레 방식을 이용하여 작은 높이 단차를 갖는 물체의 3차원 형상을 복원하고 그 높이를 용이하게 측정 할 수 있다. 본 연구는 양산환경(Mass production)의 웨이퍼 범프 높이 검사 및 FC-CSP나 FC-BGA 범프 높이 검사 등에 활용 할 수 있으며, 실험을 통해 기존의 방법에 비해 투영격자의 이동횟수 및 측정 속도가 향상되었음을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제24권5호
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• pp.231-236
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• 2013

본 논문에서는 멀티 어레이 엘이디를 이용한 불연속적인 광원의 빔 패턴이 광학계만으로 연속적인 매트릭스 빔으로 형성되어 광원의 점 소등만으로 다양한 빔 패턴을 구현할 수 있는 지능형 전조등의 광학 설계를 연구하였다. 기존 지능형 전조등의 기술과 다르게 멀티 어레이 엘이디를 이용한 지능형 전조등은 다수의 광원 엘이디와 하나의 광학계 어셈블리 모듈 구성으로 전자 제어를 통해 별도의 기구적인 작동 없이 빔 패턴을 변화시킬 수 있다. 본 연구에서 광학 설계는 상향등과 자동 조정 주행등의 패턴 구현과 광도 값을 만족시키기 위해 LED 앞 단에 2차렌즈 설계와 측벽 설계, 투사렌즈 설계를 실시하였다. 그 결과 불연속적인 광원의 패턴이 광학계를 통해 전방 25 m에서 14개의 동일한 사이즈와 밝기를 갖는 셀들이 모여 연속적인 하나의 매트릭스 빔 패턴을 형성하는 설계 조건을 만족하였다. 또한 설계된 광학계의 제작 및 측정을 통해 상향등의 원거리 시인성을 위한 최대 45000 cd 이상의 배광 법규 조건을 약 50000 cd로 만족하였고, 자동 조정 주행 빔 패턴 구현 시 광원의 소등 영역이 0.32 lx로 측정되어 배광 법규 0.4 lx 이하를 만족하였다.

• 한국안광학회지
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• 제14권3호
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• pp.43-49
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• 2009

목적: 본 연구는 운동 선수와 일반 대학생 남녀를 대상으로 정지 시력과 동체 시력, 정적 입체시와 동적 입체시를 측정, 분석함으로써 앞으로의 동체 시력과 동적 입체시 연구에 기초 자료를 얻고자 하였다. 방법: 양안의 정지 시력이 1.0 이상인 대전고등학교 야구부 선수 20명과 건양대학교 남학생 20명, 여학생 20명을 대상으로 본 연구에서 제작한 회전 거울식 동체 시력 측정장치와 동적 입체시 측정 프로그램을 이용하여 정지 시력, 동체 시력, 정적 동적입체시를 측정하였다. 결과: 운동 선수군과 일반 남자군, 일반 여자군에서 정지 시력과 정적 입체시에는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 동체 시력은 세 그룹 모두 유의한 차이를 보였으며, 운동 선수군에서 가장 높은 동체 시력을 나타내었고, 일반 남자군, 일반 여자군 순으로 동체 시력이 낮게 측정되었다. 또한, 일반 남자군과 일반 여자군의 동적 입체시에는 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 운동 선수군은 이 두 그룹에 비해 유의한 수준으로 높은 동적 입체시를 나타내었다. 결론: 본 연구의 결과를 토대로 앞으로의 연구에 도움을 줄 수 있을 것으로 보이며, 다양한 분야에 동체 시력과 동적 입체시 검사를 응용한다면 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국광학회지
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• 제29권1호
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• pp.19-27
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• 2018

일반적으로 광학계의 물체거리가 변하면 배율이 변하게 된다. 본 논문에서는 일반적인 이중 가우스(double-Gauss) 형태의 광학계에서 조리개를 기준으로 조리개 앞쪽에 위치한 렌즈군과 조리개 뒷쪽 렌즈군을 광축 방향으로 독립적으로 평행하게 이동하여 물체거리에 따라 배율과 상면이 고정되는 광학계를 제안하고 설계하였다. 이러한 광학계는 전방시현장치(head-up display, HUD), 두부장착디스플레이(head-mounted display, HMD) 등의 투사 광학계에 물체거리의 변화에 따라 상 크기가 변화하지 않도록 하여 전방시현장치 또는 두부장착디스플레이에서 초점 조절(focusing) 시에 화각이 변하지 않도록 하였다. 또한 반도체 칩과 IC 회로기판을 연결하는 와이어(wire)의 상태를 검사하는 과정에서 검사장비가 위 아래로 움직여서 물체거리가 변해도 광학계의 배율이 변하지 않도록 하여 고속검사가 가능할 수 있도록 별도 영상 처리를 시스템적으로 생략할 수 있었다. 본 논문에서 가우스 괄호법(Gaussian bracket method)을 이용하여 원하는 사양을 만족하도록 각 군의 이동량을 구해서 배율과 상면이 고정되도록 하였다. 초기 설계를 진행한 후, 최적화는 광학 설계 프로그램인 시놉시스(Synopsys)를 사용하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.383-388
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• 2005

Depth recovery in robot vision is an essential problem to infer the three dimensional geometry of scenes from a sequence of the two dimensional images. In the past, many studies have been proposed for the depth estimation such as stereopsis, motion parallax and blurring phenomena. Among cues for depth estimation, depth from lens translation is based on shape from motion by using feature points. This approach is derived from the correspondence of feature points detected in images and performs the depth estimation that uses information on the motion of feature points. The approaches using motion vectors suffer from the occlusion or missing part problem, and the image blur is ignored in the feature point detection. This paper presents a novel approach to the defocus technique based depth from lens translation using sequential SVD factorization. Solving such the problems requires modeling of mutual relationship between the light and optics until reaching the image plane. For this mutuality, we first discuss the optical properties of a camera system, because the image blur varies according to camera parameter settings. The camera system accounts for the camera model integrating a thin lens based camera model to explain the light and optical properties and a perspective projection camera model to explain the depth from lens translation. Then, depth from lens translation is proposed to use the feature points detected in edges of the image blur. The feature points contain the depth information derived from an amount of blur of width. The shape and motion can be estimated from the motion of feature points. This method uses the sequential SVD factorization to represent the orthogonal matrices that are singular value decomposition. Some experiments have been performed with a sequence of real and synthetic images comparing the presented method with the depth from lens translation. Experimental results have demonstrated the validity and shown the applicability of the proposed method to the depth estimation.