플렌옵틱(Plenoptic) 이미징 기술 또는 라이트 필드(Light field) 이미징 기술은 어떤 물체나 방사되는 빛의 4D 영상정보를 한 번의 측정으로 확보된다. 특히, 마이크로 렌즈 어레이 (Micro-lens array, MLA) 기반 플렌옵틱 광학계에서는 MLA로 인한 ...
플렌옵틱(Plenoptic) 이미징 기술 또는 라이트 필드(Light field) 이미징 기술은 어떤 물체나 방사되는 빛의 4D 영상정보를 한 번의 측정으로 확보된다. 특히, 마이크로 렌즈 어레이 (Micro-lens array, MLA) 기반 플렌옵틱 광학계에서는 MLA로 인한 각 분해능을 향상시키는 대신 공간 분해능 손실이 있으며 이에 대한 보상을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 Shack-Hartmann sensor로 기존의 단 초점 마이크로 렌즈 기반 플렌옵틱 1.0 실험을 진행하여 공간-각 분해능을 계산하였다. 플렌옵틱 2.0의 경우 이론적인 계산에 의해 케플러(Keplerian mode) 및 갈리안(Galilean mode) 각각의 두 모드에서 매개 변수인 a, b 파라미터를 분석하고 이후 두 모드에 대한 공간-각 분해능을 계산하였으며 갈리안 모드 보다 케플러 모드에서 더 높은 분해능을 갖는다는 것을 확인하였다. 또한, 플렌옵틱 광학계 제작을 위해 2.5 × 2.5 µm 인 5120 × 5120 화소 배열을 가진 센서와 focal length가 2.5 mm인 125 µm pitch size를 가지는 마이크로 렌즈 어레이, 기타 광학 부품을 선정하였으며 렌즈 설계 프로그램인 Zemax를 이용하여 MLA – 센서의 적정 위치 및 기타 광 부품에 의한 발생하는 문제점 분석을 진행하였다. 이를 통해 1 floor Shack-Hartmann sensor를 이용한 플렌옵틱 레퍼런스 정렬을 확인 할 수 있으며 2 floor에는 플렌옵틱 1.0 및 2.0 이미징 영상을 동시에 획득할 수 있는 플렌옵틱 광학계 제작이 진행되었다. 최종적으로 실험 및 이론적인 계산으로 얻은 공간-각 분해능 비교를 통해 제작된 광학계에서 획득되는 영상의 분해능을 예상할 수 있음을 보고한다.
플렌옵틱(Plenoptic) 이미징 기술 또는 라이트 필드(Light field) 이미징 기술은 어떤 물체나 방사되는 빛의 4D 영상정보를 한 번의 측정으로 확보된다. 특히, 마이크로 렌즈 어레이 (Micro-lens array, MLA) 기반 플렌옵틱 광학계에서는 MLA로 인한 각 분해능을 향상시키는 대신 공간 분해능 손실이 있으며 이에 대한 보상을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 Shack-Hartmann sensor로 기존의 단 초점 마이크로 렌즈 기반 플렌옵틱 1.0 실험을 진행하여 공간-각 분해능을 계산하였다. 플렌옵틱 2.0의 경우 이론적인 계산에 의해 케플러(Keplerian mode) 및 갈리안(Galilean mode) 각각의 두 모드에서 매개 변수인 a, b 파라미터를 분석하고 이후 두 모드에 대한 공간-각 분해능을 계산하였으며 갈리안 모드 보다 케플러 모드에서 더 높은 분해능을 갖는다는 것을 확인하였다. 또한, 플렌옵틱 광학계 제작을 위해 2.5 × 2.5 µm 인 5120 × 5120 화소 배열을 가진 센서와 focal length가 2.5 mm인 125 µm pitch size를 가지는 마이크로 렌즈 어레이, 기타 광학 부품을 선정하였으며 렌즈 설계 프로그램인 Zemax를 이용하여 MLA – 센서의 적정 위치 및 기타 광 부품에 의한 발생하는 문제점 분석을 진행하였다. 이를 통해 1 floor Shack-Hartmann sensor를 이용한 플렌옵틱 레퍼런스 정렬을 확인 할 수 있으며 2 floor에는 플렌옵틱 1.0 및 2.0 이미징 영상을 동시에 획득할 수 있는 플렌옵틱 광학계 제작이 진행되었다. 최종적으로 실험 및 이론적인 계산으로 얻은 공간-각 분해능 비교를 통해 제작된 광학계에서 획득되는 영상의 분해능을 예상할 수 있음을 보고한다.
Plenoptic imaging technology or light field imaging technology is obtained by a single measurement of 4D image information of light emitted by any object. Especially, there is a loss of spatial resolution in the micro-lens array (MLA) based Plenoptic optics instead of improving each resolution due t...
Plenoptic imaging technology or light field imaging technology is obtained by a single measurement of 4D image information of light emitted by any object. Especially, there is a loss of spatial resolution in the micro-lens array (MLA) based Plenoptic optics instead of improving each resolution due to MLA and a lot of research is being done to compensate for it. In this paper, Plenoptic 1.0 experiment based on the existing single-focus micro lens was conducted with Shack-Hartmann sensor and the spatial-angle resolution was calculated. In the case of Plenoptic 2.0, a and b that parameter were analyzed in two modes, Keplerian mode and Galilean mode respectively, by theoretical calculation. The spatial-angle resolution for both modes was calculated, and it was confirmed that they had higher resolution in Keplerian mode than Galilean mode. In addition, sensors with 2.5 × 2.5 μm, 5120 × 5120-pixel array, micro-lens arrays with focal length of 2.5 mm and other optical components were selected. Also, MLA–sensor proper location and problems caused by other optical components were analyzed using Zemax that is a lens design program. These allow us to check the alignment of the Plenoptic Reference using the 1 floor Shack-Hartmann Sensor and the 2 floors has been manufactured with a Plenoptic Optical System that can acquire Plenoptic 1.0 and 2.0 imaging images simultaneously. Finally, it is reported that the resolution of the images lastly acquired in the optics produced by the space-angle resolution comparison obtained by experimental and theoretical calculations can be expected.
Plenoptic imaging technology or light field imaging technology is obtained by a single measurement of 4D image information of light emitted by any object. Especially, there is a loss of spatial resolution in the micro-lens array (MLA) based Plenoptic optics instead of improving each resolution due to MLA and a lot of research is being done to compensate for it. In this paper, Plenoptic 1.0 experiment based on the existing single-focus micro lens was conducted with Shack-Hartmann sensor and the spatial-angle resolution was calculated. In the case of Plenoptic 2.0, a and b that parameter were analyzed in two modes, Keplerian mode and Galilean mode respectively, by theoretical calculation. The spatial-angle resolution for both modes was calculated, and it was confirmed that they had higher resolution in Keplerian mode than Galilean mode. In addition, sensors with 2.5 × 2.5 μm, 5120 × 5120-pixel array, micro-lens arrays with focal length of 2.5 mm and other optical components were selected. Also, MLA–sensor proper location and problems caused by other optical components were analyzed using Zemax that is a lens design program. These allow us to check the alignment of the Plenoptic Reference using the 1 floor Shack-Hartmann Sensor and the 2 floors has been manufactured with a Plenoptic Optical System that can acquire Plenoptic 1.0 and 2.0 imaging images simultaneously. Finally, it is reported that the resolution of the images lastly acquired in the optics produced by the space-angle resolution comparison obtained by experimental and theoretical calculations can be expected.
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