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DMD기반 가시광-근적외선 대역 초분광 이미징 광학계 및 인터페이스 기술

전수책임자
김거식
참여자
강현서, 김거식, 김계은, 김계은, 김대길, 김정은, 김현진, 민기현, 박시웅, 박형준, 손동훈, 여찬일, 이길행, 이문섭, 이아람, 허영순
기술이전수
2
이전연도
2021
협약과제
21ZK1100, 호남권 지역산업 기반 ICT 융합기술 고도화 지원사업, 이길행
본 이전기술은 기계적인 움직임을 최소화할 수 있는 광학계 구조를 이용하여 가시광-근적외선(VNIR, Visible Near Infra Red) 대역 초분광(Hyper-Spectral Imaging, HSI) 데이터 획득 및 분석 가능한 기술로, 보다 자세하게는 고속 DMD(Digital Micro-mirror Device) 공간 변조 및 속도 제어를 통해 대상체의 분광 이미지 데이터를 고속 고해상도로 획득할 수 있는 DMD 및 CMOS 카메라 제어 기술과 초분광 이미지와 실화상 이미지를 동시에 측정 가능한 Two-arm 구조 광학계 구성 및 기구부 설계와 이에 대한 패키징 기술이 포함된다.
- 식품안전, 환경오염 및 전염병 등의 관심 증가로 인해 초분광 이미징 및 인공지능을 이용한 분광 분석 기술의 수요가 증가하고 있음
- 국내 초분광 이미징 장치는 전적으로 해외 제품에 의존하는 실정이며, 핵심 부품 (광원, 이미지 센서 등) 또한 해외 의존도가 높아 국내 부품의 핵심요소기술 국산화 및 기술자립도 향상이 요구되고 있음
- 본 기술은 초분광 이미징 장치 개발을 위한 핵심요소기술인 광학계 설계, 인터페이스 제어 및 광 플랫폼 패키징 기술이 모두 포함되어, 기술이전 시 관련 시장 국산화 선도 및 수입 대체효과를 기대할 수 있음
- 특히, 초분광 이미징 시장은 Emerging market으로 시장 진출 시 파급효과가 클 것으로 예상됨 (연평균 성장률 14.7% 전망)
- 라인스캔 방식 적용 DMD 및 CMOS 카메라 제어를 통해 고속 2차원 분광 데이터 획득(라인스캔 당 60fps 속도) 가능하며, 이를 3차원 초분광 데이터로 재구성(약 4초 소요)함으로써 고속 초분광 데이터 획득 가능
- 초분광 이미지와 실화상 이미지를 동시에 측정할 수 있도록 Two-arm 구조의 광학계 구성으로 데이터 획득 시 사용자 편의성 및 다양한 영상 모달리티 제공
- 광 정렬이 용이한 구조의 광학 플랫폼 기구부 제공으로 패키징 편의성 제공
- 카메라 및 렌즈가 각종 마운트(Mount)를 이용하여 체결되므로 제작이 용이하며 전체 광학 시스템 크기가 소형(약 8,000cc)으로 설치/이동이 간편함
- DMD 패턴제어를 통해 활용 목적에 맞는 다양한 측정모드 제공 가능(고속 모드/ 고해상도 모드)
- 탑뷰 방식 초분광 이미징 시스템 설계 기술
- DMD 기반 초분광 이미징 광학계 설계 기술
- DMD 기반 초분광 이미징 광학계 광 정렬 및 패키징 기술
- DMD 기반 초분광 이미징 시스템 제어 인터페이스 기술
- 초분광 이미징 시스템 광 정렬 플랫폼 및 탑뷰 방식 기구부 설계서
- DMD 기반 초분광 이미징 광학계 구조 설계서
- DMD 기반 초분광 이미징 시스템 제어 인터페이스 프로그램
- 초분광 데이터 학습DB 설계서
- 식품안전, 환경감시, 의료, 헬스케어, 국방 등 고속 고감도 분광 분석을 통한 특수목적용 상태진단 및 진단보조 장치로 활용
- 식품안전 분야에서 농수산물 신선도(결함, 멍, 성분 분석 등) 및 유해물질(이물질, 오염상태, 약품 등) 검사, 식품 유해요소 감지 등을 위한 검사 장치로 활용 가능
- 스마트 제조 공정에서 제조품 결함/오염/표면 균일도 검출용 인라인 장치로 활용 가능
- 의료/바이오 분야에서 의약품 식별 및 위약 판별 장치로 활용 가능