Depth-Enhancing Light Field Camera with Focus-Tunable Geometric Phase Lens = 초점 조절 기하위상 렌즈 기반 심도 확장 라이트 필드 카메라

국문 초록 (Abstract)

우리는 적층형 기하 위상 렌즈모듈을 통합한 능동 전환 방식의 라이트필드 카메라 시스템을 제안한다. 본 시스템은 기존의 패시브 광학 기반 LF 시스템이 가지는 한계를 극복하여, 측정 가능한 깊이 범위를 크게 확장하면서도 컴팩트한 구조를 유지한다. 요소 영상을 획득하고 LF를 재구성하는 과정에서, 초점 가변 GPL에 의해 유발되는 색수차 문제는 시스템 성능을 저해하는 중요한 요인 중 하나이다. 본 연구에서는 이러한 색수차를 최소화하기 위해 각 색상 채널에 대해 재구성 깊이와 배율을 개별적으로 조절하는 정교한 보정 방식을 적용한다. 또한 색상에 따라 달라지는 심도 조건을 기반으로 최적의 GPL 구동 세트를 선택한다. 이러한 최적화 과정을 통해, 제안된 GPL 기반 LF 시스템은 단순히 깊이 범위만 확장하는 것이 아니라, 전체 컬러 기반의 깊이 확장 LF 이미징을 보다 높은 품질로 실현한다는 점에서 실질적인 성능 향상을 입증한다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction 1
• 2. Research background 4
• 2.1 Light Field Acquisition Methods 4
• 2.2 Principles of the LF Optical Imaging System 7
• 2.3 Sampling Mechanism of Focused LF Cameras 10
• 2.4 LF Image Acquisition and Rendering Process 12
• 3. Depth-Enhanced Light Field Camera with Varifocal Lens 15
• 3.1 Geometric Phase Lens 15
• 3.2 Operating Principle of the GPL-Based LF Camera System 18
• 3.3 Depth-Switchable Bi-Stacked GPL Module 20
• 3.4 Design of Continuous Depth of Field for Full-Color 3D Imaging 24
• 3.5 LF Image Acquisition and Rendering with Color-Channel Compensation 27
• 4. Experimental Result 31
• 4.1 Workflow for Depth-Selective Full-Color GP-LF Image Reconstruction 31
• 4.2 Single-Channel Refocusing Results for 3D LF Reconstruction 35
• 4.3 Analysis of LF Image Performance across Color-Channel GPL Settings 37
• 4.4 Wide-Range Full-Color Depth Reconstruction Result 41
• 5. Conclusion 43
• Reference 44
• 국문 초록 (Abstract) 48