• Current Optics and Photonics
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• 제2권4호
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• pp.332-339
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• 2018

A new multi-frequency fringe projection method is proposed to reduce the nonlinear phase error in 3-D shape measurements using an adaptive compensation method. The phase error of the traditional fringe projection technique originates from various sources such as lens distortion, the nonlinear imaging system and a nonsinusoidal fringe pattern that can be very difficult to model. Inherent possibility of phase error appearing hinders one from accurate 3-D reconstruction. In this work, an adaptive compensation algorithm is introduced to reduce adaptively the phase error resulting from the fringe projection profilometry. Three different frequencies are used for generating the gratings of projector and conveyed to the four-step phase-shifting procedure to measure the objects of very discontinuous surfaces. The 3-D shape results show that this proposed technique succeeds in reconstructing the 3-D shape of any type of objects.

• 한국광학회지
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• 제13권3호
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• pp.182-188
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• 2002

위상이동 간섭무늬 투영 방법을 이용한 3차원 형상측정 시스템의 위상계산오차를 분석하였다. 본 연구에서 다룬 오차의 요소에는 물체 표면의 특성에 따라 검출기에 나타나는 양자화 크기의 변이 효과, 물체 표면에 맺히는 간섭무늬 패턴의 초점 어긋남 효과, 간섭무늬의 위상이동 오차에 의한 효과, 위상 이동된 간섭무늬 패턴이 투영된 여러 개의 물체 상을 받아들이는 도중에 시스템 및 주위 환경 변화에 의한 오차, 그리고 투영되는 격자 패턴의 왜곡에 의한 효과들을 계산하고 논의하였다.

• 한국광학회지
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• 제31권3호
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• pp.134-141
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• 2020

디지털 프린지 투사를 이용한 3차원 광학 측정시스템은 많은 비접촉 측정 응용에 사용된다. 수 ㎛까지 측정할 수 있는 이 시스템은 LCD를 사용하여 디지털 프린지 패턴을 생성한다. 이는 다양한 디지털 프린지 패턴을 컴퓨터 소프트웨어로 쉽게 만들 수 있기 때문이다. LCD 감마비선형에 의하여 물체에 투사된 디지털 프린지 패턴 에러는 3차원 물체 측정의 정확도에 영향을 준다. 정확도를 개선하기 위하여 광도전달함수(intensity transfer function)의 역함수를 사용하여 LCD 감마비선형에 의한 에러를 줄일 수 있는 개선된 방법을 제안하였다. 표준 반도체시편을 가지고 컴퓨터에서 생성한 사인파와 카메라에서 얻은 사인파의 차를 측정하여 제안한 방법의 개선효과를 보였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제13권2호
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• pp.251-255
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• 2009

In the non-contact 3-dimensional (3D) shape measurements, the fringe pattern projection method based on the phase-shifting technique has been considered very effective for its high speed and accuracy. The digital fringe projector in particular has great flexibility in generating fringe patterns since the patterns can be controlled easily by the computer program. In this work, we have developed a high-speed digital laser grating projection system using a laser diode and a polygon mirror, and evaluated its performance. It has been demonstrated that all the optical measurements required to find out the profile of a 3D object could be carried out within 31 ms, which confirmed the validity of our 3D measurement system. The result implies the more important fact that the speed in 3D measurement can be enhanced remarkably since, in our novel system, there is no device like a LCD or DMD whose response time limits the measurement speed.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.1485-1492
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• 2015

본 논문은 프린지 패턴 투영법으로 3차원 형상 측정에서의 FTP(Fourier Transform Profilometry)를 이용한 이중 파장법을 제안한다. 프린지 패턴 투영 방법은 프린지 패턴을 측정 대상물체에 투영한 후 변형된 프린지 패턴을 분석하여 측정 대상물체의 높이를 측정한다. PMP(Phase Measuring Profilometry)기반의 프린지 투영 방법은 측정 대상의 반사율과 배경의 영향에 강건하면서 측정 분해능이 높다. 하지만, 2π 모호성으로 측정 범위가 작다는 문제점이 있다. 이를 극복하기 위한 방법 중에 주기가 다른 이중 파장을 사용하는 방법은 측정 분해능을 유지하면서 측정 범위를 높일 수 있지만, 2배의 영상 수 획득으로 측정시간이 두 배 정도 더 소요된다. 본 논문에서 제안하는 FTP를 이용한 이중 파장법은 2π 모호성을 해결하기 위해 한 장만의 영상을 추가적으로 획득하여 FTP를 이용함으로써 기존의 이중 파장법과 동일한 정밀도를 유지하면서 측정에 소요되는 시간을 효과적으로 단축시킨다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 1999년도 추계학술대회 논문집 - 한국공작기계학회
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• pp.170-175
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• 1999

Noncontact measuring methodology of 3-dimensional profile using CCD camera are very attractive because of it's high measuring speed and its's high sensitivity. Especially, when projecting a grid pattern over the object the captured image have 3 dimensional information of the object. Projection moire extract 3-D information with another grid pattern in front of CCD camera. However phase measuring profilometry(PMP) obtain similar results without additional grid pattern. In this paper, new method for grid pattern generation system by polygonal mirror and Laser Diode. This system is applied the projection moire and the PMP.

• 한국CDE학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.156-163
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• 2012

Real-time three-dimensional shape measurement is becoming increasingly important in various fields, including medical sciences, high-technology industry, and microscale measurements. However, there are not so many 3D profile tools specially designed for specifically narrow space, for example, to scan the tooth shape of a human jaw. In this paper, a real-time 3D intraoral scanner is proposed for the measurement of tooth profile in the mouth cavity. The proposed system comprises a laser diode beam, a micro charge-coupled device, a graticule, a piezoelectric transducer, a set of optical lenses, and a polhemus device sensor. The phase-shifting technique is used along with an accurate calibration method for the measurement of the tooth profile. Experimental and theoretical inspection of the phase-to-coordinate relation is presented. In addition, a nonlinear system model is developed for collimating illumination that gives the more accurate mathematical representation of the system, thus improves the shape measurement accuracy. Experiment results are presented to verify the feasibility and performance of the developed system. The experimental results indicate that overall measurement error accuracy can be controlled within 0.4 mm with a variability of ${\pm}0.01$.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.19-22
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• 2000

Noncontact measuring methodology of 3-dimensional profile using CCD camera are very attractive because of it's high measuring speed and its's high sensitivity. Especially, when projecting a grid pattern over the object the captured image have 3 dimensional information of the object. Projection moire extract 3-D information with another grid pattern in front of CCD camera. However phase measuring profilometry(PMP) obtain similar results without additional grid pattern. In this paper, new method for grid pattern generation system by polygonal mirror and Laser Diode. This system is applied the projection moire and the PMP.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.629-632
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• 2010

본 논문에서는 Fringe Pattern profilometry(FPP)을 이용한 높이 측정 시스템을 구현하고, R, G, B 각 컬러 채널별로 위상이 다른 파형을 인가함으로써 Phase shifting 방법을 이용한 실시간 위상 정보를 획득할 수 있게 한다. 디지털 프로젝터의 비선형성으로 인해 필연적으로 발생하는 하모닉스 성분을 근사화된 정현파를 인가함으로써 높이 정보에서 가장 큰 문제를 발생하는 2차 하모닉스 성분을 줄인다. 이렇게 구한 위상 값을 Digital Phase Loop Lock(DPLL)회로에 인가함으로써 3차원 모양 정보를 실시간으로 획득 가능하게 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.271-274
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• 2002

The 3-D measurement using interference pattern projection is very attractive because of its high measuring speed and high sensitivity. When a sinusoidal amplitude grating was projected on an object, the surface-height distribution of the object is translated into a phase distribution of the deformed grating image. The patters was generated by a interferometer, and a PZT was used to shift the fringes on the target surface. The phase-acquisition algorithms are so sufficiently simple that high-resolution phase maps using a CCD camera can be generated in a short time. A working system requires a interferometer, a PZT, and a detector array interfaced to a microcomputer. Results of measurements on the diffused test objects are described.