Kang, Sewon;Ryu, Inkeon;Kim, Daekeun;Kauh, Sang Ken
Current Optics and Photonics
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v.2
no.6
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pp.568-575
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2018
Various techniques to measure the three-dimensional (3D) surface profile of a 3D micro- or nanostructure have been proposed. However, it is difficult to apply such techniques directly to industrial uses because most of them are relatively slow, unreliable, and expensive. The HiLo optical imaging technique, which was recently introduced in the field of fluorescence imaging, is a promising wide-field imaging technique capable of high-speed imaging with a simple optical configuration. It has not been used in measuring a 3D surface profile although confocal microscopy originally developed for fluorescence imaging has been adapted to the field of 3D optical measurement for a long time. In this paper, to the best of our knowledge, the HiLo optical imaging technique for measuring a 3D surface profile is proposed for the first time. Its optical configuration and algorithm for a precisely detecting surface position are designed, optimized, and implemented. Optical performance for several 3D microscale structures is evaluated, and it is confirmed that the capability of measuring a 3D surface profile with HiLo optical imaging technique is comparable to that with confocal microscopy.
In this paper, a novel 2D/3D convertible display system based on integral imaging is proposed. Combining two liquid crystal display panels with integral imaging, it is possible to convert the display between two-dimensional mode and three-dimensional mode without mechanical movement. The proposed method is proven by preliminary experiments.
We investigate characteristics of viewing resolution improvement in three-dimensional integral imaging, when a dynamic lens array method is adopted. We show that the viewing resolution changes for different moving directions and distances of the lens array through computer-synthesized integral imaging. From this study, optimal moving conditions of the lens array for efficient viewing resolution improvement can be determined.
Modern imaging technologies utilizing electromagnetic waves are indispensable in our daily lives. Applications, such as television and smartphone screens, radar imaging for weather forecast, and medical imaging, can be attributed to technology developments in various electromagnetic regions. Terahertz (THz) waves, electromagnetic (EM) waves located between far infrared and microwave regions, had left unexplored EM waves. Recent advances in technology have led to various two-dimensional and three-dimensional THz imaging techniques. In this article, we explain THz imaging techniques as well as the experimental results from our laboratory. Additionally, we introduce commercial THz cameras developed worldwide. Finally, we present the applications of THz imaging techniques.
Additional functional upgrades to the large-area compton camera (LACC) measurement device that can provide characteristics evaluation information (nuclear species and radioactivity) and two-dimensional or three-dimensional distribution imaging information of radioactive materials existing in surface or internal of concrete structures are required in terms of work stability and efficiency in order to apply to actual decommissioning sites such as nuclear power plants or medical cyclotron facilities by using this measurement device. To this purpose, the technology that allows radiation workers to intuitively and visually check the distribution of radioactive materials in advance by matching the two-dimensional distribution imaging information of radioactive materials obtained through the LACC measurement device and visual imaging of the measurement zone (10 m × 5 m) was developed. In addition, the separate system that can automatically adjust the position (height) in units of the measurement area size (0.7 m × 0.3 m × 0.8 m) of the LACC measurement device was developed and the integrated management system for characteristics evaluation information and two-dimensional or three-dimensional distribution imaging information obtained per unit of measurement for radioactive materials was developed. These functional upgrades related to LACC measurement device can improve work efficiency and safety when measuring radioactivity of concrete structures and enable the establishment of appropriate decommissioning strategies using radioactivity measurement information for decommissioning nuclear power plants or medical cyclotron facilities.
Purpose: The goal of this study was to investigate the feasibility for the early diagnosis of inflammatory arthritis by the reconstruction of three-dimensional photoacoustic imaging with a tissue phantom. Methods: Q-switched Nd:YAG laser (l = 532 nm) was applied to a tissue phantom to generate photoacoustic waves, and the acquired photoacoustic signals at different positions around the sample were used to recombine the distribution of the optical absorption and the images were subsequently generated through a reconstruction algorithm. Results: From the acquired photoacoustic signals, the surface andinner core of the phantom was clearly distinguished. Furthermore, the back-projection algorithm was able to reconstruct two-dimensional and three-dimensional photoacoustic images that contained the optical absorption property information of the tissue phantom. Conclusion: The results indicate that the photoacoustic imaging technique has many advantages such as high optical contrast and high acoustic resolution. The acquired images can be used for the early diagnosis of inflammatory arthritis by the structural information obtained from the region of interest.
Three dimensional computed tomographic images were obtained in two cases with trauma. The first case of a 3 year-old male Maltese, with ataxia and head tilting due to head trauma was referred to veterinary medical teaching hospital, Seoul National University. Remarkable findings were not found on survey radiographs. With the help of three-dimensional reconstruction computed tomographic imaging, parietal and occipital bone fracture was identified. The second case of 4 month-old female Yorkshire terrier with left forelimb lameness was referred right after trauma. Survey radiography showed obvious incongruity of the elbow joint. Lateral and medial condyle of the left humerus fracture and lateral displacement of the left ulna were apparent in three-dimensional computed tomographic image. It was considered that three-dimensional computed tomography could be used as an aid modality for the exact evaluation of extends and degree of fracture as well as planning of orthopedic surgery.
For visual inspection-based wood identification, optical microscopy techniques typically require a relatively large sample size, and a scanning electron microscope requires a clean surface. These novel techniques experience limitations for objects with highly limited sampling capabilities such as important and registered wooden cultural properties. Synchrotron X-ray microtomography (SR-µCT) has been suggested as an effective alternative to avoid such limitations and various other imaging issues. In this study, four pieces of wood fragments from wooden members used in the Manseru pavilion of Bongjeongsa temple in Andong, Korea, wereused for identification. Three-dimensional microstructural images were reconstructed from these small wood samples using SR-µCT at SPring-8. From the analysis of the reconstructed images, the samples were identified as Zelkova serrata, Quercus sect. Cerris, and Pinus koraiensis. The images displayed sufficient spatial resolution to clearly observe the anatomical features of each species. In addition, the three-dimensional imaging allowed unlimited image processing.
Three-dimensional imaging and manipulation of CT data are becoming increasingly important for deterRing the complex structure and pathologies. Octree which is a hierarchical data model is used to reconstruct three- dimensional objects from CT scans. Orthogonal cross sections are displayed by traverse the octree partially. Arbitrary oblique planes are derived by intersecting the square region of plane and cubic volume of octal node. Thia method enables the display of multi-structured complex organ ann the realization by personal computer.
Three-dimensional volume rendering method which shows the inside of human body is widely used in medical imaging area. Existing medical imaging system using a volume rendering method already has provided a variety of three-dimensional results. Recently existing results in the medical imaging among physicians and patients to facilitate communication have been studied since smart device which has advantage of portability applied in the medical imaging. In this paper, we propose 3D volume visualization system for a relatively low spec portable smart devices by using 2D textures and we also implements 2D diagnostic images of portable medical imaging visualization system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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