• Current Optics and Photonics
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• 제5권6호
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• pp.660-671
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• 2021

We present a novel optical system for an augmented reality head-up display (AR HUD) with two virtual images at different conjugates by employing a confocal off-axis two-mirror and introducing the horopter circle. For a far virtual image with large asymmetrical aberrations, we initially obtain an off-axis two-mirror system corrected for these aberrations and compensated for the down angle by configuring its parameters to satisfy the confocal and Scheimpflug conditions, respectively. In addition, this system is designed to reduce the biocular parallax by matching Petzval surface into the longitudinal horopter circle in a near virtual image. This design approach enables us to easily balance the residual aberrations and biocular parallax when configuring the optical system with two different conjugates, which results in an AR HUD available for near and far virtual images together.

• 한국음향학회지
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• 제27권3호
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• pp.140-148
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• 2008

본 연구에서는 물리광학법 (physical optics)과 푸리에 변환 (Fourier transform)을 바탕으로 잠수함과 같이 크고 형상이 복잡한 수중표적의 시간영역 음파 후방산란 신호를 모의하기 위한 수치해석방법을 구현하였다. 키르코프-헬름홀쯔 적분식 (Kirchhoff-Helmholtz integral equation)에 키르코프 근사이론 (Kirchhoff approximation)을 적용하여 유도한 물리광학법을 바탕으로 수중표적의 후방산란 음파에 대한 주파수 응답을 계산하였으며, 시간영역 신호모의를 위해 구해진 주파수응답에 고속 역푸리에 변환 (inverse fast Fourier transform)을 취하였다. 입사 음파의 직접조사 면적을 산정하기 위한 적응 삼각형 빔 방법과 다중반사 효과를 고려하기 위한 가상면 개념을 도입하였다. 평면 음파가 정사각형 평판에 수직으로 입사하는 경우에 대한 수치해석 결과를 시간영역 물리광학법에 근거한 해석해와 비교하여 본 연구에서 구현한 수치해석방법의 정확성을 검증하였으며, 반구형 원통모델에 대한 수치모의 결과를 측정결과와 비교하여 본 연구방법이 거울반사 (specular reflection) 효과가 우세한 경우에 유효한 해를 제공할 수 있으나 작은 표적에 대해서는 오차를 줄 수 있음을 확인하였다. 또한, 이상화된 잠수함 모델에 대한 수치해석을 통해 실제 수중표적에 대한 시간영역 후방산란 해석으로의 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국안광학회지
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• 제17권4호
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• pp.425-433
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• 2012

목적: 광과민성 증후군자를 위한 가상 색 오버레이, 필름 오버레이, 색 렌즈나 색안경의 기초 설계. 방법: 필름오버레이 3종류에 대한 광학적 특성 측정을 통한 sRGB, RGB 값 도출. 백색종이, IT기기 백색화면 적용시와 투과모드시의 색도 관계 분석 결과: 구현 가능한 sRGB와 RGB값을 얻었다. 백색종이나 IT기기의 백색화면을 배경으로 얻은 색도와 필름 자체의 색도는 달랐으나, 일정한 관계 패턴을 보였다. 광투과율은 Intuitive Overlays가 단일 색에서 59%-79%로 가장 높았고, 광반사율은 Reading Ruler가 평균 8%로 가장 낮았다. 결론: 측정된 데이터를 보정하여 계산된 sRGB와 RGB값은 실제 보조도구를 구현하는데 직접 사용할 수 있다. 광투과율은 IT기기의 가상 오버레이의 투명도인 ${\alpha}$값을 산출하는데 사용될 수 있다. IT기기에서는 디스플레이 장치의 백색 화면과 이론적 백색의 색도 차이가 너무 크면 가상 색 오버레이 구현에서 기기의 백색 특성을 고려할 필요가 있다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제4권1호
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• pp.20-32
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• 2012

A software system for a complex object scattering analysis, named SYSCOS, has been developed for a systematic radar cross section (RCS) analysis and reduction design. The system is based on the high frequency analysis methods of physical optics, geometrical optics, and physical theory of diffraction, which are suitable for RCS analysis of electromagnetically large and complex targets as like naval ships. In addition, a direct scattering center analysis function has been included, which gives relatively simple and intuitive way to discriminate problem areas in design stage when comparing with conventional image-based approaches. In this paper, the theoretical background and the organization of the SYSCOS system are presented. To verify its accuracy and to demonstrate its applicability, numerical analyses for a square plate, a sphere and a cylinder, a weapon system and a virtual naval ship have been carried out, of which results have been compared with analytic solutions and those obtained by the other existing software.

• Current Optics and Photonics
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• 제1권6호
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• pp.642-648
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• 2017

Involuntary hand tremor has been a serious challenge in micromanipulation tasks and thus draws a significant amount of attention from related fields. To minimize the effect of the hand tremor, a variety of mechanically assistive solutions have been proposed. However, approaches increasing human awareness of their own hand tremor have not been extensively studied. In this paper, a head mount display based virtual reality (VR) system to increase human self-awareness of hand tremor is proposed. It shows a user a virtual image of a handheld device with emphasized hand tremor information. Provided with this emphasized tremor information, we hypothesize that subjects will control their hand tremor more effectively. Two methods of emphasizing hand tremor information are demonstrated: (1) direct amplification of tremor and (2) magnification of virtual object, in comparison to the controlled condition without emphasized tremor information. A human-subject study with twelve trials was conducted, with four healthy participants who performed a task of holding a handheld gripper device in a specific direction. The results showed that the proposed methods achieved a reduced level of hand tremor compared with the control condition.

• 한국광학회지
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• 제14권6호
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• pp.630-635
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• 2003

광을 이용하여 암호화를 하는 경우는 위조 및 복제의 방지를 위하여 세기성분보다는 위상성분을 이용하여 주로 암호화를 하고 있다. 그러나 위상정보를 검출할 수 있는 장비가 개발된다면 정보를 유출 당할 수 있는 위험이 있다. 이러한 위험을 줄이기 위해 본 논문에서는 가상 위상영상을 이용하고 또한 정보를 다수가 공유할 수 있도록 시각 암호화(visual cryptography) 방법을 이용하여 정보를 보다 안전하게 보관하고 공유하는 시스템을 제안하였다.

• 한국광학회지
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• 제18권2호
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• pp.117-121
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• 2007

In-line 디지털 홀로그래피가 가지고 있는 가장 근본적인 단점은 실상과 허상 그리고 영차 회절광이 공간적으로 분리 되지 않는 것이다. 본 연구에서는 영차 회절광은 소프트웨어를 이용하여 제거하고, 실상과 허상의 구분은 in-line 홀로그래피 현미경의 기하학적 배치를 이용하여 구분하였다. in-line 홀로그래피 현미경에서 허상의 크기는 대물렌즈와 홀로그램간의 거리에 의존한다. 본 연구에서는 허상의 크기가 대물렌즈의 후방 초점거리와 대물렌즈와 홀로그램 면까지의 거리가 일치할 때 최소가 되는 것을 알았으며, 이를 이용하여 실상과 허상을 구분하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.27-32
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• 2007

Head-Up Display system makes it possible for the driver to be informed of important vehicle data such as vehicle speed, engine RPM or navigation data without taking the driver's eyes off the road. Long focal length optics, LCD with bright illumination, image generator and vehicle interface controllers are key parts of head-up display system. All these parts have been designed, developed and applied to the test vehicle. Virtual images are located about 2m ahead of the driver's eye by projecting it onto the windshield just below the driver's line of sight. Developed head-up display system shows satisfactory results for future commercialization.

• ETRI Journal
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• 제31권2호
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• pp.105-110
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• 2009

In this paper, we propose a curved projection integral imaging system to improve the horizontal and vertical viewing angles. The proposed system can be easily implemented by additional use of a large-aperture convex lens in conventional projection integral imaging. To obtain the simultaneous display of 3D images through real and virtual image fields, we propose a computer-generated pickup method based on ray optics and elemental images, which are synthesized for the proposed system. To show the feasibility of the proposed system, preliminary experiments are carried out. Experimental results indicate that our system improves the viewing angle and displays 3D images simultaneously in real and virtual image fields.

• ETRI Journal
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• 제45권6호
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• pp.1046-1055
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• 2023

We introduce a display for virtual-reality (VR) fire training. Firefighters prefer to wear and operate a real breathing apparatus while experiencing full visual immersion in a VR fire space. Thus, we used a thin head-mounted display (HMD) with a light field and folded optical system, aiming to both minimize the volume for integration in front of the face into a breathing apparatus and maintain adequate visibility, including a wide viewing angle and resolution similar to that of commercial displays. We developed the optical system testing modules and prototypes of the integrated breathing apparatus. Through iterative testing, the thickness of the output optical module in front of the eyes was reduced from 50 mm to 60 mm to less than 20 mm while maintaining a viewing angle of 103°. In addition, the resolution and image quality degradation of the light field in the display was mitigated. Hence, we obtained a display with a structure consistent with the needs of firefighters in the field. In future work, we will conduct user evaluation regarding fire scene reproducibility by combining immersive VR fire training and real firefighting equipment.