공간 광변조를 통한 부분 경면 물체의 3차원 형상 측정

Abstract

경면 물체의 카메라를 통한 영상 획득시 광포화와 블루밍 문제가 발생한다. 이러한 문제는 경면 물체에 대해 구조광 기반 광학적 형상 측정 방법의 적용을 어렵게 한다. 이 논문에서 부분 경면 물체의 3차원 형상 측정을 위해 공간 광변조기를 결합한 구조광 방법이 제안 및 검증된다. 공간 광변조기의 위치에 따라 2가지 다른 방법이 제안된다. 첫번째 방법은 결상부에 광변조기를 결합한 위상 기반 형상 측정 방법으로 공간 광변조기는 선택적 투과율 조절을 통해 영상에서 포화가 되는 것을 방지한다. 이를 통해 주사된 프린지 무늬가 왜곡없이 영상에 맺히고 형상 정보를 담고있는 위상 정보를 얻는다. 시스템 구성과 투과율 조절 방법이 차례로 설명된다. 일반적으로 광포화에 의해 측정이 되지 않은 부분들의 위상 정보가 복원된 실험 결과를 통해 제안된 방법을 검증한다. 두번째 방법은 공간 광변조기를 결합한 패턴 코딩과 위상 기반 형상 측정 방법의 조합이다. 패턴 코딩 방법은 결상부의 카메라와 광주사부의 공간 광변조기 사이의 대응관계를 밝히고 이를 기반으로 공간 광변조기를 통해 광포화를 일으키는 빛의 광량을 선택적으로 감쇄한다. 여기에 위상 기반 형상 측정 방법이 추가 적용되어 패턴 코딩만의 결과와 비교된다. 광포화에 의해 측정되지 않는 영역들이 제안된 방법들의 적용을 통해 3차원 형상 정보가 복원된 실험 결과를 통해 제안된 방법을 검증한다.