• 한국광학회지
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• 제34권1호
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• pp.13-21
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• 2023

입사하는 빛에 대한 수용각이 큰 인공 겹눈 구조를 제작하기 위해 마이크로 렌즈 어레이의 높이에 따라 곡면형 겹눈 구조체가 갖는 수용각과 이미징 특성을 분석하였다. 마이크로 렌즈의 반지름에 대한 높이인 h/r값을 조절함으로써 보다 큰 입사각을 갖는 빔이 마이크로 렌즈 어레이로 들어올 때도 여전히 빔을 포커싱하고 이미지를 맺을 수 있는 렌즈의 구조를 확인하였다. h/r값이 0.22에서 0.37로 증가할 때 겹눈 구조체의 수용각은 28.70°에서 49.02°로 증가하여 70.8%의 증가폭을 얻어낼 수 있었다. 뿐만 아니라 글자 F를 이미징한 결과, h/r값이 0.37일 때 메인 렌즈의 중심으로부터 23번째에 위치한 마이크로 렌즈에서도 글자가 선명하게 관찰되어 56.35°의 입사각을 갖는 빔에 대해서도 마이크로 렌즈 어레이가 이미지를 맺을 수 있음을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.64-74
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• 2018

고해상도 지구관측 위성의 성공적인 임무 수행을 위하여 궤도 진입 후 리포커싱 과정은 필수적으로 요구된다. 마이크론 단위의 정밀한 광학 정렬을 요하는 광학 위성카메라는 발사 전 충분한 정렬 과정을 거치지만 발사 및 운용 과정에서 외부 환경에 의한 광부품의 정렬오차가 발생하게 된다. 기존의 지구관측위성들은 지상과의 통신을 통한 오프라인 방식의 리포커싱을 수행해왔으며 이는 비용 시간적 측면에서 비효율적이다. 따라서 본 논문에서는 궤도 상에서 자동초점 정렬과정이 수행되는 온라인 리포커싱 알고리즘을 제안하였다. 또한 부경의 틸팅에 따른 광학적 효과를 리포커싱 알고리즘에 적용하여 디스페이스 외 틸팅이 발생한 위성카메라에도 적용되도록 개발하였다. 리포커싱 알고리즘의 개발 및 성능평가를 위하여 실험실 수준의 광학계를 설계하였으며, 이를 기반으로 데이터를 추출하여 부경 정렬오차에 따른 MTF(Modulation Transfer Function) 경향성을 파악하였다. MTF 경향성을 바탕으로 궤도상에서의 De-space VS MTF 함수를 추정하여 알고리즘을 개발하였다. 리포커싱 알고리즘의 성능 평가는 MATLAB과 CODE V의 연동 시뮬레이션을 통하여 수행되었다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.31-46
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• 2008

피사계 심도란 카메라에서 초점이 맞은 지점을 전후로 초점이 맞은 것과 유사한 선명도를 가지는 영역을 말한다. 이 영역을 벗어난 물체들은 아웃 포커싱 되어 흐릿하게 보이게 된다. 렌더링 한 이미지에 피사계 심도 효과를 내게 되면 그렇지 않은 이미지에 비해 훨씬 사실적인 영상을 얻을 수 있다. 렌더링에서 피사계 심도 효과를 내기 위한 기존 연구는 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 먼저 분산 광선 추적법은 한 픽셀에 대해 주어진 렌즈 영역을 샘플링 하는 방법이다. 이 방법은 샘플링 횟수가 많아질수록 노이즈가 없는 정회한 영상을 얻게 되지만 그러기 위해서는 시간이 매우 많이 걸린다. 반면 후처리 방법은 광선 추적법 등을 이용하여 얻은 핀홀 카메라 이미지와 깊이 정보를 이용하여 피사계 심도 효과를 내는 것인데 분산 광선 추적법 만큼 정확하지는 않지만 훨씬 빠른 속도로 유사한 결과를 얻을 수 있어 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 후처리 방법은 핀홀 카메라에서 생성된 이미지만을 이용하므로 실제 렌즈에서 보이는 모든 정보를 알 수 없다는 한계가 존재한다. 본 논문에서는 이러한 두 가지 형태의 방법을 각각 발전시켜 후처리 기반 피사계 심도 계산의 정확도를 높이는 방법과 분산 광선 추적법의 계산 속도를 향상시키는 방법을 제시한다.

• 한국음향학회지
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• 제39권1호
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• pp.16-23
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• 2020

고강도 집중 초음파(High-Intensity Focused Ultrasound, HIFU) 치료에서 HIFU 초점의 효과적인 위치 파악은 안전한 치료 계획을 개발하는 데 중요하다. 자기 공명 영상 유도 HIFU(Magnetic Resonance Imaging guided HIFU, MRIgHIFU)는 HIFU 초점을 영상화하여 치료 중에 초음파 경로를 시각화 할 수 있지만 초음파 이미징 유도 HIFU(Ultrasound imaging guided HIFU, USIgHIFU)에서는 어려움이 있다. 본 연구에서는 USIgHIFU에 대해 HIFU 초점을 영상화할 수 있는 실시간 초음파 빔 시각화 기법을 제시 하였다. 제안 된 방법에서, 음향 강도(Ispta < 720 mW/㎠) 아래의 이미징 초음파 변환자의 동일한 중심 주파수를 갖는 짧은 펄스가 HIFU 변환기를 통해 전송되고, HIFU 빔 경로를 시각화하기 위해 수신 신호는 동적 수신 포커싱 및 후속 에코 처리를 거쳤다. 소 혈청 알부민 젤 팬텀을 이용한 생체외 실험으로부터, HIFU 빔 경로는 낮은 음향 강도 (Ispta = 94.8 mW/㎠)에서도 명확히 영상화 할 수 있었고 HIFU 초점은 손상이 생성되기 전에 성공적으로 시각화하였다. 이 결과는 제안 된 초음파 빔 경로 시각화 방법이 USIgHIFU 치료에서 원치 않는 조직 손상을 최소화하면서 실시간으로 HIFU 초점을 영상화하는 데 사용될 수 있음을 나타낸다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권4호
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• pp.33-39
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• 2009

마스크리스 리소그래피(maskless lithography)에 응용하기 위한 마이크로렌즈 어레이(microlens array, MLA)가 석영의 습식 식각과 UV 접착제(UV adhesive)의 코팅을 바탕으로 개발되었다. 제작된 MLA의 초점거리는 ${\sim}45\;{\mu}m$ 정도였으며, 집광되는 광선의 초점은 ${\sim}1\;{\mu}m$로 측정되었다. MLA를 통과하며 초점을 맺은 빔(beam)의 크기 및 세기가 charge coupled device (CCD) 카메라와 빔 프로파일러(beam profiler)를 이용하여 각각 측정되었으며, 일정한 세기의 점들이 초점면에서 고르게 관찰되었다. 초점거리는 코팅된 UV 접착제의 두께에 따라 변화하였으며, UV 접착제의 두께가 두꺼울수록 짧아지는 경향을 보였다. 일반적인 마스크 얼라이너(mask aligner)를 이용한 MLA의 UV 포커싱(UV focusing)이 감광막(photoresist, PR) 상에서 실시되었으며, MLA를 통과한 빛이 감광막 위에 일정하게 집광되었다. 마스크 얼라이너와 MLA 사이의 거리 변화에 따라 감광막에 구현된 패턴 사이즈가 조절 되었다. 고온에서 오랜 시간이 지난 후에도 소자의 특성은 전혀 변함이 없었다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제10권2호
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• pp.85-91
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• 2024

본 논문에서는 테마파크, 메가 이벤트, 전시공연에 시공간을 넘어서 디지털 캔버스로 활용하고 있는 프로젝션 매핑에 대해서 연구하였다. 기존 고정된 대상에 사용하던 프로젝션 기술은 활용도에 있어서 움직이는 대상에 맵핑 하기 힘들다는 한계점이 있기 때문에 움직이는 피사체를 추적하여 매핑할 수 있는 기술과 동적으로 움직이는 대상을 기반으로 실시간 동적 프로젝션 매핑 시스템을 개발하여 공연, 전시, 테마파크 등 다양한 시장 대응이 가능하도록 관련 연구가 시급한 실정이다. 본문에서는 실시간 사물에 해당하는 요소를 추적할 수 있는 하드웨어 개발과 초고속 영상처리를 하여 딜레이 현상이 없는 시스템을 제시하고자 한다. 구체적으로 실시간 오브제 영상분석 및 프로젝션 포커싱 제어부 개발, 실시간 오브제 추적 시스템을 위한 통합 운영 시스템, 프로젝션 매핑을 위한 영상처리 라이브러리 개발을 구현한다. 본 연구는 최근 실시간 비전머신 기반의 검출 기술을 활용한 기술 집약적인 산업임과 동시에 첨단의 과학기술이 융합되어 연출되는 산업으로 활용도가 다양할 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권5호
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• pp.437-443
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• 2010

최근 재료, 생물의학(biomedicine), 음향, 전자 등 다양한 분야에서 나노 구조를 갖는 박막 기술이 도입되면서 박막 계면의 수명과 내구성 확보를 위한 초고주파수의 초음파현미경을 이용한 정량적인 비파괴적 접합평가에 관한 연구가 큰 이슈가 되고 있다. 본 연구에서는 초음파의 집속, 누설탄성표면파의 발생과 V(z) 곡선의 시뮬레이션 그리고 초고주파수 음향 이미징 기법을 이용하여 나노 스케일 구조를 갖는 박막 시험편의 접합계면을 평가하였다. V(z) 곡선의 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 접합계면에 존재하는 미세 결함(디라미네이션 등)의 검출 감도를 추정할 수 있었으며, 1 GHz의 초고주파수 디포커싱 모드로 박막 시험편의 접합계면에 존재하는 나노 스케일의 미세 결함을 음향 이미지로 가시화 할 수 있어 나노 구조를 갖는 박막의 접합계면의 비파괴평가에 초음파현미경이 매우 유용함을 알 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권6호
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• pp.1-7
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• 2011

Sound waves and acoustic energy generated by two identical TA (ThermoAcoustic) lasers were analyzed and studied. One end of the ceramic stack was heated by a thin NiCr wire wound around that end. The other end of the stack was cooled by natural convection of atmospheric air. The wavelength of the sound waves generated by a single TA laser was four times the tube length and the amplitude of the waves increased with the heating rate. SPL (SoundPressure Level) meters and microphones were employed to measure and study the sound waves at different distances from the glass tube opening and at the focusing point of the TA laser pair for different laser position arrangements. The sound waves of the two TA lasers at the focusing point were found to be almost 180 degrees out of phase when the openings of the two lasers were very close to each other and the angle between the laser axes was small. When the two TA lasers were placed far apart, the sound wave amplitudes and the phase difference between the two laser outputs varied periodically with time. The frequencies of the sound waves changed when the openings of the two TA lasers were in close vicinity and the angle between the laser axes exceeded a certain value. In this case, the glass tube opening was no longer a pressure anti-node and the wavelength of the fundamental mode was not equal to four times the tube length.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.1475-1482
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• 2009

본 논문에서는 최적의 Lab-on-a-Chip을 설계하기 위해 나선형 마이크로 채널에서 등속영동 프로틴 분리를 수행하는 컴퓨터 시뮬레이션을 이차원 유한 요소법을 이용하여 개발하였다. 개발한 이차원 ITP 모델은 다섯 가지 요소로 구성되며 Leader로서 염산을, Terminator로서 카르로산, 두 개의 프로틴 중 프로틴 A는 아세트산, 프로틴 B는 벤조산, 그리고 BE(Background Electrolyte)로서 히스티딘을 사용하였다. 컴퓨터 모델은 다섯 가지 구성 요소들에 대한 질량 보존 방정식과 전위에 대한 전하 보존 방정식, 그리고 pH 계산은 전기적 중성 조건식에 기반하고 있다. 제안된 이차원 공간 ITP 모델의 검증을 위해 제안한 모델의 결과와 Bohuslav Gas 그룹에서 개발한 Simu 5의 결과를 비교하였다. 시뮬레이션 결과 일차원 채널에서 두 모델이 매우 유사한 일치를 보임으로 제안한 모델의 정확성을 검증해 주었다. 이차원 프로틴 분리는 Lab-on-a-Chip 설계를 위한 이차원 곡선 채널에서 수행되어 채널 형상이 프로틴 포커싱분포(dispersions)의 변화를 초래함을 알 수 있었다.