• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.208-211
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• 2005

The volumetric interferometer, which uses the interference of wavefronts emitted from two single mode fibers, measures the target position in 3-D. In this paper, we suggest a new calculation method which doesn't need a non-linear optimization and an initial guess. We find the relationship between the coefficients of the Zernike polynomials for a spherical wavefront and its center and reconstruct a spherical wavefront by using the Zernike polynomials from two interference fringes like a lateral shearing interferometer. The target position can be obtained from the coefficients of the Zernike polynomials of the reconstructed wavefront. We can get the target position in 3-D with $sub-{\mu}m$ errors in a simulation.

• 한국광학회지
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• 제14권5호
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• pp.535-544
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• 2003

중적외선 파장대역에서 20:1의 줌비를 갖는 줌 광학계의 광학부품 제작 및 조립j조정을 위한 공차분석, 효율적인 광축정렬 로직 확립, 물체의 원$.$근에 따른 초점조절 방안 수립을 위한 민감도 분석을 수행하였다. 민감도 분석에서는 제르니케(Zemike) 폐수를 활용하는 방안을 제시하였으며 Code-V의 매크로 기능을 활용하여 모든 미소변위의 민감도 계수의 특성을 조사하는 방식을 도입하였다. 조사된 민감도 분석 결과를 바탕으로 줌 광학계의 광학부품 제작공차 및 조립공차를 도출하였으며 광축 정렬을 하기 위한 체계적인 정렬 로직을 수립하였다. 또한 광학계의 초점조절 방안 수립을 위한 시뮬레이션 과정에 민감도 분석 결과를 활용하였으며 분석 결과를 토대로 시스템을 단순하면서도 소형화시킬 수 있는 가장 효율적인 초점조절 방안을 수립하였다.

• 천문학회보
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• 제45권1호
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• pp.67.2-67.2
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• 2020

Not only the magnitude of the mirror surface error, the pattern matters as it produces certain aberrations. In particular, the surface error of the freeform mirrors, which are optimized to eliminate specific aberrations, might show much higher sensitivity in optical performance. Therefore, we analyze the mirror surface error with Zernike polynomials with the goal of generating a realistic error surface. We investigate the surface error of the freeform mirror fabricated by diamond turning machine to analyze the realistic tendency of the error. The surface error with 0.22 ㎛ root-mean-square value is fitted to the Zernike terms using the incremental fitting method, which increases the number of the fitting coefficients through steps. Furthermore, optical performance via surface error pattern based on Zernike terms is studied to see the influences of each term. With this study, realistic error surface generation may allow higher accuracy not only for the feasibility test but also for all tests and predictions using optical simulations.

• 한국광학회지
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• 제26권4호
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• pp.209-216
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• 2015

광부품 제작 및 조립 과정을 고려하여 완성된 광학계의 성능을 최적화하는 공차분석 방법을 제안하고 이를 적외선 광각 광학계에 적용하여 그 유용성을 확인하였다. 이 방법은 광학계에서 나오는 파면 오차를 쩨르니케 다항식으로 전개하고, 전개 계수인 쩨르니케 계수가 광부품 및 조립정렬 변수에 대해 변화하는 정도를 나타내는 민감도를 분석한다. 이 민감도를 바탕으로 광부품 제작 공차를 최적값으로 정하고 최선의 조립정렬 보상자를 고른다. 이 방법은 광부품의 제작 및 조립정렬 공차를 최적값으로 잡고, 또 그러한 공차에 의한 성능저하를 예측하고, 대비하므로 실제로 완성될 광학계의 성능을 최상으로 높일 수 있고, 또 정확하게 예측할 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.32-40
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• 2010

확장된 네이보어-제르니케 방법을 이용하여 광학계의 동공함수(pupil function)를 추산하는 알고리즘을 제안한다. 동공함수로부터 광학계가 가진 파면수차를 복원하고 아울러 동공에 비추어지는 빛의 밝기분포를 분석할 수 있다. 이 방법은 브루-레이 광픽업의 생산현장에 적용하여 실시간으로 광학계의 수차를 복원할 수 있다. 아울러 이 방법이 여러 다른 광학계에 널리 이용될 수 있음을 다양하게 수차를 부여해서 생성한 데이터를 분석하여 검증하였다. 초점영역의 빔 데이터로부터 동공함수를 얻는 역변환의 여러 방법 중에서 수차이론에 근거한 기존의 네이보어-제르니케 방법을 최근에 네덜란드 연구진이 개량한 확장된 네이보어-제르니케(extended Nijboer-Zernike: ENZ) 방법을 제안하였다. ENZ 방법은 초점영역의 3차원 빔 데이터로부터 해석적인 접근을 통하여 동공의 제르니케 계수를 효율적으로 계산해 낸다. 그러나 이 방법에서는 개구수(NA)가 큰 경우에는 근사적인 접근을 하도록 되어 있다. 본 연구에서는 보다 일반적인 상황에서 적용할 수 있는 수치해석 알고리즘을 개발하고, 이를 GUI 환경에서 운용할 수 있는 윈도 기반의 프로그램을 작성하여 생성한 빔 데이터에 적용하여 이 알고리즘의 유효성을 검증하여 13개의 복소 수차인자 $\beta_n^m$이 모든 요소가 0.7까지 분석을 하였고, 아울러 광픽업의 3D 빔 데이터를 실측해서 간섭계로 측정한 데이터와 R=0.98 정도의 상관관계를 가지는 것을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.26-36
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• 2012

영상에 포함된 객체의 형태는 내용 기반 영상검색에 있어서 중요한 정보를 가지고 있기 때문에, 이를 이용하여 영상을 검색하는 방법들이 활발히 연구되어 왔다. 그중에서도 최근에 제안된 저니키 모멘트의 위상과 크기를 이용하는 회전불변 서술자(IZMD: Invariant Zernike moment descriptor)을 이용한 영상 검색 방법은 기존의 크기 정보만을 이용한 저니키 모멘트 서술자보다 높은 영상 검색 성능을 보인다. 본 논문에서는 IZMD를 이용한 방법 보다 향상된 영상 검색 성능을 얻기 위해서 ART(Angular Radial Transform)의 크기와 위상을 이용한 회전 불변 특징 서술자(IARTD: Invariant Angular Radial Transform Descriptor)와 이를 이용해서 영상을 정합하는 방법을 제안한다. IARTD는 ART 기저함수의 특성을 이용해서 정렬된 ART 계수의 위상과 크기로 구성된 특징벡터이다. 영상의 검색은 두 IARTD의 크기차이와 위상차이의 곱을 이용하여 정의된 거리 계산 방법을 이용해서 수행한다. MPEG-7 데이터셋을 이용한 실험 결과, 제안하는 방법의 평균 BEP(Bull's Eye performance)는 0.5806으로서, ARTD나 IZMD를 이용한 영상 검색 결과의 평균 BEP 0.3574, 0.4234보다 우수한 검색 성능을 제공하는 것을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제31권3호
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• pp.241-246
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• 2014

The Amon-Ra instrument is the main optical payload of the proposed EARTHSHINE satellite. It consists of a visible wavelength instrument and an IR energy channel instrument to measure a global Earth albedo. We report a new sensitivity technique for efficient alignment of the visible channel instrument. Whilst the sensitivity table method has been widely used in the alignment process, the straightforward application of the method tends to produce slow process convergence because of shop floor alignment practice uncertainties. We investigated the error sources commonly associated with alignment practices and used them when estimating the Zernike polynomial coefficients. Aided with single center field wavefront error (WFE) measurements and their corresponding Zernike polynomial coefficients, the method involves the construction and use of an experimental, instead of simulated, sensitivity table to be used for alignment state estimations. A trial alignment experiment for the Amon Ra optical system was performed and the results show that 71.28 nm in rms WFE was achieved only after two alignment iterations. This tends to demonstrate its superior performance to the conventional method.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권6호
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• pp.720-731
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• 2014

There are many kinds of optical systems to widen a field of view. Fisheye lenses with view angles of 180 degrees and omni-directional systems with the view angles of 360 degrees are recognized as proper systems to widen a field of view. In this study, we proposed a new optical system to overcome drawbacks of conventional omni-directional systems such as a limited field of view in the central area and difficulties in manufacturing. Thus we can eliminate the undesirable reflection components of the omni-directional system and solve the primary drawback of the conventional system. Finally, tolerance analysis using Zernike polynomial coefficients was performed to confirm the productivity of the new optical system. Furthermore, we established a method of optical axis alignment and compensation schemes for the proposed optical system as a result of tolerance analysis. In a sensitivity calculation, we investigated performance degradation due to manufacturing error using Code V(R) macro function. Consequently, we suggested compensation schemes using a lens group decentering. This paper gives a good guidance for the optical design and tolerance analysis including the compensation method in the extremely wide angle system.

• 천문학회보
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• 제44권2호
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• pp.79.1-79.1
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• 2019

The Schwarzchild-Chang telescope is a confocal off-axis two mirror telescope with D = 50 mm, F = 100 mm and FOV = 8 ° × 8 °. Unlike common off-axis telescopes, the mirrors of the Schwarzchild-Chang telescope share their focal points to remove the linear astigmatism. In this poster, we show the alignment process of the Schwarzchild-Chang telescope with wavefront measurement and the sensitivity table method. Wavefront is measured using the Shack-Hartmann sensor, and Zernike polynomials are obtained from measured wavefront. Sensitivity table method is to calculate alignment errors from the Zernike coefficients. As a result, we evaluate tilt, decenter, and despace of each mirror of linear astigmatism-free con-focal off-axis system.

• 방송공학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.50-60
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• 2000

본 논문에서는 캐릭터 이미지 검색에 가장 적합한 컬러와 모양 정보를 표현하는 새로운 복합 특징량을 제안한다. 제안된 방법은 YCbCr 컬러 모델에서 얻어진 Y이미지에 대해서는 회전, 이동, 크기 변화에 불변한 Zernike 모멘트를 사용하여 모양 정보를 추출하고, Cb 및 Cr 이미지로부터 DCT계수를 사용하여 색상 정보를 추출하여 캐릭터 이미지를 검색한다. 이 방법은 인간의 시각적인 특성을 잘 표현하는 방법으로서 36개의 적은 특징량으로 높은 검색효율을 나타내기 때문에 대용량 데이터베이스와 같은 웹 검색과 애니메이션 검색에 적합한 방법이다. 캐릭터 이미지 3,834개를 대상으로 실험하였으며 MPEG-7 컬러/질감, 기술자들의 성능 평가에 사용된 ANMRR(Average of Normalized Modified Retrieval Rank)과 모션/모양 기술자들의 성능 평가에 사용된 BEP(Bull's Eye Performance)를 사용하여 캐릭터 이미지 검색에서 우수한 성능을 타나냄을 실험으로 확인하였다.