홀로그래픽 프린터를 이용한 증강현실 디스플레이의 맞춤형 홀로그래픽 광학 소자 제작

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 전기·정보공학부, 2020. 8. 이병호.This dissertation presents the studies on the design and fabrication method of a holographic optical element (HOE) for augmented reality (AR) near-eye display (NED) by using a holographic printing technique. The studies enable us to manufacture HOEs based on the digitalized design process and allow more freedom to design HOEs, beyond the conventional HOE manufacturing process. The manufactured HOE can play the role of the image combiner of the AR NED and can be designed precisely according to each users distinctive characteristics. The prototype of the HOE printer is presented and the structure is analyzed. The HOE printer can record a hogel with 1900 × 1900 pixels in 1 mm2 and can give complex wavefront information via using an amplitude SLM and sideband filtering technique. The author adopts an index-matching frame with a passive optical isolator, which consists of quarter waveplates and linear polarizers, to eliminate the internal reflection noise. With the HOE printer, a lens HOE with field of view (FOV) 50° is manufactured, and a holographic AR NED is implemented with the lens HOE. The experimental result shows the lens HOE and the HOE printer work properly as our purpose. Using the prototype HOE printer, the author proposes two types of novel AR NEDs. First, the author suggests a customized HOE for an eye-box extended holographic AR NED. The limitation of the conventional holographic AR NED is that the eye-box becomes very narrow when large FOV is implemented due to the limited spatial bandwidth product. By using the proposed HOE printer, the eye-box can be extended along with both horizontal and vertical directions without any mechanical scanning devices. Also, the position of the extended eye-box can be designed to fit with the movement of the eye pupil. This prevents the vignetting effect due to the eye-box mismatch. Second, the author presents a freeform mirror array (FMA) HOE and implement a retinal projection AR NED with the HOE. By using the FMA HOE, the holographic mirrors no longer block the sight of the observer. Also, the freeform phase function allows the FMA HOE to float the display to the desired location without any additional optics, such as a lens. In this way, a wide depth of field and extended eye-box retinal projection AR NED with a compact form factor is implemented. It is expected that this dissertation can help to develop a customized AR NED based on the customers needs. Furthermore, it is believed that this work can show new possibilities for research on the design and fabrication of HOEs.본 박사학위 논문에서는 근안 증강현실 디스플레이의 홀로그래픽 영상 결합 소자를 홀로그래픽 프린팅 기술을 이용하여 설계 및 제작하는 방법에 대하여 논한다. 이를 통하여 기존의 아날로그 방법에 의존한 홀로그래픽 광학 소자 제작 기법을 디지털화 할 수 있다. 또한 홀로그래픽 광학 소자의 설계 자유도가 증가하여 사용자 특징에 따른 근안 증강현실 디스플레이의 맞춤형 영상 결합 소자를 제작할 수 있다. 이 박사학위 논문에서는 홀로그래픽 광학 소자 프린터의 프로토타입을 제작 및 소개한다. 해당 프로토타입은 1 mm2의 면적 안에 1900 × 1900 복소 광파 정보를 표현 할 수 있다. 광파의 복소 변조를 위하여 진폭 변조 공간광변조를 이용한 sideband filtering 기법이 사용된다. 또한 굴절률이 보상된 프레임에 1/4 파장판 및 선형 편광자를 이용한 수동 광분리소자를 적용하여 홀로그래픽 광학 소자를 기록 할 때 발생하는 내부 반사 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다. 이와 같은 홀로그래픽 프린터의 프로토타입이 의도한 대로 제작되었음을 검증하기 위하여 홀로그래픽 광학 소자 렌즈를 제작 및, 해당 홀로그래픽 광학 소자 렌즈가 근안 홀로그래픽 증강현실 디스플레이의 영상 결합 소자로 사용될 수 있음을 보인다. 제작된 홀로그래픽 광학 소자 프린터를 이용하여 두 가지의 새로운 근안 증강현실 디스플레이를 제안한다. 첫 번째는 시청영역이 증가한 근안 홀로그래픽 증강현실 디스플레이로, 공간대역폭에 의하여 제한된 시청 영역을 수직 및 수평 방향으로 동시에 확장할 수 있다. 또한 확장된 시청 영역은 사용자의 안구 길이 및 회전 각도에 맞춰 설계되어 시청영역 불일치로 인한 비네팅 등의 이미지 왜곡을 최소화한다. 마지막으로 망막투사 형태의 근안 증강현실 디스플레이에 사용될 수 있는 프리폼 거울 어레이 홀로그래픽 광학 소자를 제안한다. 이를 이용하여, 기존 거울 어레이 기반의 망막투사 디스플레이의 문제점 중 하나인 거울이 시야를 가리는 문제를 해결한다. 또한 홀로그래픽 거울 배열에 위상 변조 패턴을 기록하여 추가적인 렌즈 등의 광학계 없이 원하는 깊이에 디스플레이 평면을 띄울 수 있게 된다. 이를 이용하여 작은 폼팩터의 넓은 깊이 표현 범위를 지니는 망막투사형 근안 증강현실 디스플레이를 구현한다. 본 박사학위 논문의 결과는 사용자의 필요에 기반한 맞춤형 근안 증강현실 디스플레이의 개발에 도움이 될 것으로 기대된다. 나아가, 본 연구는 홀로그래픽 광학 소자의 설계와 제작에 관한 연구의 새로운 가능성을 보여줄 것으로 기대된다.1 Introduction 1 1.1 Image combiners of augmented reality near-eye display 1 1.2 Motivation and purpose of this dissertation 8 1.3 Scope and organization 10 2 Holographic optical element printer 12 2.1 Introduction 12 2.2 Overview of the prototype of holographic optical element printer 16 2.3 Analysis of the signal path 21 2.4 Considerations in designing an HOE 27 2.5 Removal of the internal reflection noise using passive optical isolator 32 2.6 Manufacturing customized lens holographic optical element 37 2.7 Discussion 41 2.7.1 HOE printer to modulate both signal and reference beams 41 2.7.2 The term "hogel" used in this dissertation 41 2.8 Summary 44 3 Holographically customized optical combiner for eye-box extended near-eye display 45 3.1 Introduction 45 3.2 Proposed method and its implementation 51 3.3 Implemented prototype 57 3.4 Experiments and results 61 3.5 Discussion 63 3.5.1 Vignetting effect from mismatched pupil position along axial direction 63 3.5.2 Diffraction efficiency simulation according to incident angle 65 3.6 Summary 67 4 Holographically printed freeform mirror array for augmented reality near-eye display 68 4.1 Introduction 68 4.2 Retinal projection NED based on small aperture array 70 4.3 Proposed method 72 4.4 Design method of FMA HOE 75 4.4.1 Depth of field analysis 75 4.4.2 The size of the mirror 77 4.4.3 The distance between the mirrors 79 4.5 Experiments and results 82 4.6 Discussion 86 4.6.1 Eye-box of the system via the angular selectivity of the HOE 86 4.7 Summary 89 5 Conclusion 90 Appendix 104 Abstract (In Korean) 105Docto

(A) longitudinal study on the interrelationship between the growth change of the gonial angle and IMPA

치의학과/석사[한글] Gonial angle은 부정교합 환자의 진단과 치료계획 수립시 중요하게 이용되고 있으며, 두개 안면 복합체의 성장방향과 안모형태의 분류 그리고 하악골의 형태학적 및 기능적인 면을 연구하는데 사용되어왔다. 또한 임상적인 치료에 있어 하악 절치의 위치는 치료의 안정성과 하안면부의 심미적인 면에서 중요하며 전후방적인 절치의 위치는 치열궁 장경에 영향을 미쳐 치료계획 중 발치 결정의 중요한 기준으로 사용되고 있다. 저자는 연세대학교 치과 대학 교정과에 소장되어있는 E여자학교 사범대학 부속초등학교 졸업생중에서 전신질환이 없고 발육상태가 양호한 소년 15명, 소녀 19명을 대상으로 7세에서 만 9년간 누년적으로 촬영한 측모 두부 방사선 구격사진을 이용하여 gonial angle의 연령에 따른 변화양상과 gonial angle의 변화가 하악절치의 위치에 미치는 영향에 관한 누년적 연구를 하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 성장에 따른 gonial angle의 누년적 변화양상을 보면 25명에서는 감소를, 9명은 일정하게 유지되거나 증가하는 양상을 보였다. 2. Gonial angle이 감소한 아동에서는 IMPA가 증가하는 경향을 보였으며, gonial angle이 일정하게 유지되거나 증가한 아동에서는 IMPA가 점진적으로 감소하는 경향을 보였다. 3. Interincisal angle은 gonial angle의 변화 양상에 관계없이 감소하는 경향을 보였다. [영문] This study was undertaken to investigate the growth change of gonial angle and interrelationship between the growth change of gonial angle and IMPA in the longitudinal data from 7 years to 15 years. By analyzing the serial lateral cephalograms of 15 males and 19 females of 7 years old to 15 old wo had no abnomality in growth and development and no history of orthodontic treatment, the following conclusions were obtained. 1. Gonial angle gradually decreased with aging in 25 children and increased or maintained in 9 children. 2. There wsa s tendency that children who decreased gonial angle with aging showed gradual increase of IMPA nad children who increased or maintained gonial angle with aging showed decrease of IMPA. 3. There was a tendency that refardless of the change of gonial angle, interincisal angle decreased with aging.restrictio

Optimization of hardware utilization for H.264/AVC baseline profile encoder

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 전기. 컴퓨터공학부, 2011.2. 이혁재.Docto

Factors associated with school adaptation of upper-grade elementary school children

아동간호전공/석사본 연구는 초등학교 고학년 아동의 학교생활적응 관련 요인을 규명하는 데에 그 목적이 있다. 본 연구는 자기보고식 설문조사로 시행되었다. 연구 대상은 경기도의 한 초등학교 4, 5, 6학년 아동으로 부모나 아동이 연구 참여에 동의한 경우만 대상자에 포함시켰다. 학교생활적응은 아동요인, 부모요인, 사회적 지지 요인으로 평가하였으며, 자료 수집은 2013년 4월 15일부터 2013년 4월 17일까지 실시하였고, 374부의 설문지가 최종 분석되었다. 자료 분석은 SPSS/WIN version 20.0을 이용하여 독립표본 t-검증, 분산분석, 피어슨 상관관계분석, 위계적 다중회귀분석을 실시하였다. 아동의 학교생활적응을 측정하기 위해 김은영(2009)의 ‘아동의 학교생활 적응에 관한 검사지’를 사용하였다. 아동이 지각하는 부모양육태도는 김문정(2003)의 도구를 사용하였고, 사회적 지지는 한미현(1996)이 개발한 사회적 지지 지각 척도를 사용하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 학교생활적응과 관련하여 통계적으로 유의미한 아동요인은 학년(F=7.174, p<.001), 성적(t=5.234, p<.001), 건강인식정도(t=5.675, p<001), 과외학습여부(t=3.580, p<.001), 보건실 이용 횟수(F=2.705, p<.05)로 나타났다. 2. 부모요인은 아버지의 학력(t=-2.299, p<.05), 어머니의 학력(t=-3.420, p<.01), 가정 경제수준(F=4.450, p<.05), 부모님과 학교생활대화여부(t=2.178, p<.05), 아버지(r=.184, p<.001), 어머니(r=.143, p<.01)와의 대화시간이 통계적으로 유의미하였다.3. 사회적 지지와 아동의 학교생활적응은 높은 상관관계(r=.770, p<.001)를 보였다.4. 아동의 학교생활적응의 위계적 다중회귀분석 결과, 4학년(β=.081, p<.05)에서, 성적(β=.134, p<.001)이 높을수록, 건강할수록(β=.088, p<.01), 과외학습(β=.082, p<.01)에 참여할수록, 어머니의 학력(β=.110, p<.001)이 높을수록, 친구지지(β=.354, p<.001), 가족지지(β=.082, p<.05), 교사지지(β=.393, p<.001)를 많이 받을수록 학교생활을 더 잘하는 것으로 나타났다. 또한, 이 모델에서는 학교생활적응을 67.0% 설명하였고, 이 중 교사지지(β=.393, p<.001)가 아동의 학교생활적응을 설명하는 가장 중요한 요인으로 밝혀졌다. 본 연구의 결과를 통해 학교현장에서 담임교사와 보건교사가 고위험 학생을 파악하고 부모와 아동을 함께 상담하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있다. 이에 초등학교에서는 아동의 학교적응증진을 위한 다양한 프로그램을 개발하고 평가할 것을 제언한다.restrictio

한국인 유전체의 cosmid library 구축과 빠른 PCR-based screening 방법 확립

Thesis (master`s)--서울대학교 대학원 :생물학과,1998.Maste

Adoptation of combined geometry generation and thermal network ethods for simulating the infrared image of a three dimensional object

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :기계공학과,1998.Docto

수직 적층 실리콘 게이트-올-어라운드 전계 효과 트렌지스터의 특성 분석

MasterBulk silicon FinFETs have been successfully adopted from 22- to 10-nm node in logic transistor technology. However, below 5-nm node, FinFETs would be suffered from extremely high fin aspect ratio, reduced pitch size, and increased parasitic resistance and capacitance, and then gate-all-around (GAA) nanosheet (NS) FETs were proposed to overcome the FinFETs technology. Unfortunately, due to process complexity of the NSFETs, these would also be suffered from process variations involving source/drain variations and diffusions of Ge and C induced by Si1-xGex and Si1-xCx epitaxies. Therefore, in this thesis, several process variation problems of the NSFETs are characterized and discussed using technology computer-aided design (TCAD) tools. DC/AC performances of sub 5-nm node NSFETs having realistic source/drain (S/D) shape are extensively analyzed according to S/D excess depth (TSD) using fully-calibrated 3-D TCAD simulation. Increasing the TSD reduces RC delay, but consumes more power due to significantly increased leakage currents of parasitic bottom transistor. These results are more sensitive to the TSD in PFETs than in NFETs due to S/D dopant diffusion effect. Thus, more elaborate S/D process (recess, epitaxy and anneal) is required for PFETs than NFETs. Threshold voltage (Vth) variations in sub 5-nm node NSFETs caused by Ge and C diffusion into NS channels using fully-calibrated 3-D TCAD simulation. Ge (C) atoms of Si1-xGex (Si1-xCx) source/drain (S/D) diffuse toward NS channels in lateral direction in PFETs (NFETs), and Ge atoms of Si0.7Ge0.3 stacks diffuse toward NS channels in vertical direction. Increasing Ge mole fraction of S/D in PFETs along with increasing compressive stress decreases boron dopants diffusing into NS channels, thus increasing the Vth of PFETs (Vth,p). However, the Vth,p decreases as Ge mole fraction of S/D is greater than 0.5 due to higher valence band energy (Ev) of NS channels. On the other hand, the Vth of NFETs (Vth,n) consistently increases as C mole fraction of S/D increases due to decreasing phosphorus dopants diffusing into NS channels. The Vth,p and Vth,n consistently decreases and increases, respectively, as Si/Si0.7Ge¬0.3 intermixing becomes severer because the valence and conduction band energies (Ec) of NS channels become higher. Furthermore, the Vth variations are more sensitive to Si/Si0.7Ge0.3 intermixing in PFETs than NFETs because the Ev is more sensitive to Ge concentration than the Ec. As a result, to optimize the Vth variations finely in sub 5-nm node NSFETs, Ge diffusion toward NS channels should be considered more than C diffusion toward NS channels

Increased cytotoxic sensitivity to cis-diamminedichloroplatinum(CDDP) by suppression of clusterin expression in bladder cancer cell line

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :의학과 비뇨기과학전공,2001.Docto

Explaining the profitability premium in korean stock market

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 경영공학부, 2017.2,[ii, 30 p. :]본 논문에서는 2001년 7월부터 2016년 6월까지 국내 유가증권 시장 및 코스닥 시장에 상장된 기업들에서 나타나는 주식수익률 이상현상 중 하나인 수익성 관련 이상현상의 발생 경로에 대해 알아보았다. 먼저, 수익성 프리미엄이 체계적 위험으로 인해 발생하는가에 대한 거시경제 변수 및 수익성 모방요인을 이용한 검증 결과 체계적 위험이 수익성 프리미엄의 원인이라는 증거를 발견하지 못했고, 오히려 정보 불확실성이 높을수록 수익성 프리미엄이 크게 나타남을 확인하였다. 또한, 수익성 프리미엄의 기간에 따른 수익률의 장기 회귀가 나타나지 않았으며, 이로부터 투자자의 사후 과잉반응보다 사전 과소반응에 가깝다는 결론을 내렸다. 이를 토대로, 세 가지의 대표적인 과잉 및 과소 반응에 대한 행동학적 모형을 이용하여 비교 검증한 결과 Hong and Stein (1999)의 투자자 무관심 모형이 수익성 프리미엄을 가장 잘 설명하였으며 통계적으로 유의한 결과를 보였다.한국과학기술원 :경영공학부