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NTIS 바로가기한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics, v.27 no.1, 2016년, pp.41 - 46
An optical method to measure the three-dimensional (3D) shape of a surface with specular reflection is proposed. The proposed method is based on the analysis of the geometric path of the light from a point source, and the relative displacements of points in the reflection image. The 3D shape of a co...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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3차원 표면의 형상 측정에서 광학적 방법이 효과적으로 사용되고 있는 이유는? | 최근 레이저와 LED 등 다양한 광원과 디스플레이 장치가 개발되고 고해상 카메라와 영상처리 기술을 손쉽게 접함에 따라, 3차원 표면의 형상 측정에서도 광학적 방법이 효과적으로 사용되고 있다. 이 같은 광학적 방법은 특정한 형태와 방향을 갖는 광원 및 카메라 등 센서의 조합을 구성하여 물체의 표면에서 반사되는 빛 혹은 이미지를 센서로 캡쳐한후, 이를 이용하여 3차원 표면의 형상을 구하는 반사측정법(Reflectometry)이 기본을 이루며, 물체의 반사특성에 따라 효과적인 측정시스템을 구성해야 한다[1][2]. | |
반사측정법이란? | 최근 레이저와 LED 등 다양한 광원과 디스플레이 장치가 개발되고 고해상 카메라와 영상처리 기술을 손쉽게 접함에 따라, 3차원 표면의 형상 측정에서도 광학적 방법이 효과적으로 사용되고 있다. 이 같은 광학적 방법은 특정한 형태와 방향을 갖는 광원 및 카메라 등 센서의 조합을 구성하여 물체의 표면에서 반사되는 빛 혹은 이미지를 센서로 캡쳐한후, 이를 이용하여 3차원 표면의 형상을 구하는 반사측정법(Reflectometry)이 기본을 이루며, 물체의 반사특성에 따라 효과적인 측정시스템을 구성해야 한다[1][2]. 나아가서, 간섭무늬(Fringe)와 같이 특정 패턴과 위상정보를 갖는 구조광을 물체의 표면에 투사하고 반사광에 의한 이미지가 어떻게 변형되는지를 분석하여 3차원 형상정보를 알아내는 방법이 많이 사용되며[3], 이는 통상적으로 Deflectometry로 알려져 있어 금속면과 같은 경면반사특성을 갖는 물체에 효과적으로 적용되는 사례가 보고되고 있다[4-6]. | |
본 연구에서 제안하는 광학적 측정방법은 어떤 방법을 사용하였는가? | 이는 수면에서 반사되는 밤하늘의 별빛의 움직임에 의해 수면의 모양에 대한 정보를 추정하는 원리와 유사하다고 볼 수 있다. 제안된 광학적 방법에서는 점광원과 렌즈의 중심부를 연결한 광축에 일치한 기준점을 제공하도록 광학시스템을 구성하고 이 기준점으로부터 주위로 퍼져나가면서 높이의 변화와 기울기를 추정하는 방법을 사용하였다. 실험을 통해 LED 광원과 하프미러, CCD 카메라로 비전장치를 구성하고 입사광에 의한 반사영상을 취득, 분석하여 3차원형상의 추정하였으며 실측치와의 비교를 수행하여 제시된 방법의 효용성을 보인다. |
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