이중 회전 편광 장치는 표면 간섭을 효과적으로 제거하기 때문에 고품질 피부 감지 이미징에 필수적인 요구 사항입니다. LED 광원과 카메라 렌즈 앞에 배치된 필터를 전략적으로 조정함으로써 시스템은 난반사(눈부심)를 차단하여 센서가 더 깊은 피부 조직의 산란 신호를 포착할 수 있도록 합니다.
효과적인 피부 분석에는 표면 광택과 표피하 구조를 구별하는 것이 필요합니다. 이중 편광기 설정은 광학 필터 역할을 하여 표면 눈부심의 "노이즈"를 제거하고 깊은 색소 침착 및 혈관 분포의 "신호"를 드러냅니다.
광학 필터링의 역학
난반사 제거
인간의 피부는 본질적으로 두 가지 방식으로 빛을 반사합니다: 표면 반사 및 표피하 산란. 오일과 습기로 인해 종종 발생하는 표면 반사는 "난반사" 또는 눈부심을 생성합니다.
이 거울과 같은 눈부심은 장벽 역할을 합니다. 카메라 센서를 눈멀게 하여 표피 아래에 있는 세부 정보를 가립니다.
LED 광원과 카메라 렌즈에 편광기를 배치함으로써 시스템은 이 특정 각도의 반사광을 차단할 수 있습니다. 이는 피부 표면의 광택을 효과적으로 "끄는" 것입니다.
심부 조직 신호 포착
표면 눈부심이 제거되면 카메라는 "산란 신호"를 감지할 수 있습니다. 이것은 피부를 통과하여 내부 구조에 반사된 후 렌즈로 돌아온 광자입니다.
이 산란광에는 중요한 진단 데이터가 포함되어 있습니다. 비침습적 시술 없이 진피의 더 깊은 층에 광학적으로 접근할 수 있는 유일한 방법입니다.
표피하 구조 시각화
주요 참고 자료는 이 광학 경로가 특정 관찰에 필수적이라고 강조합니다. 이중 편광 없이는 카메라는 주로 표면 질감만 포착합니다.
장치가 활성화되면 시스템은 깊은 색소 침착을 명확하게 시각화할 수 있습니다. 또한 흰색 표면 눈부심으로 인해 묻힐 수 있는 혈관 분포(혈관 패턴)도 드러냅니다.
운영상의 절충점 이해
광 강도 손실
편광의 물리학에는 특정 파동을 차단하는 것이 포함됩니다. 따라서 광학 경로에 이중 편광기를 도입하면 센서에 도달하는 총 빛의 양이 크게 줄어듭니다.
이를 보상하기 위해 이러한 시스템은 이미지 선명도를 유지하기 위해 종종 고강도 LED 광원이나 더 민감한 카메라 센서가 필요합니다.
기계적 정밀도 요구 사항
이 장치는 편광기의 "상대 각도"를 조정하는 능력에 의존합니다. 이는 정밀한 기계적 정렬이 필요함을 의미합니다.
회전이 완벽하게 보정되지 않으면(일반적으로 90도 "교차 편광" 상태로) 일부 표면 눈부심이 새어 나와 표피하 분석의 품질이 저하됩니다.
목표에 맞는 올바른 선택
이러한 편광기를 조정하는 능력은 임상 또는 분석 목표에 따라 다양한 이미징 전략을 가능하게 합니다.
- 주요 초점이 심부 조직 분석인 경우: 표면 눈부심을 완전히 차단하여 피부 깊숙한 곳의 헤모글로빈과 멜라닌을 명확하게 볼 수 있도록 교차 편광 각도를 극대화해야 합니다.
- 주요 초점이 표면 질감인 경우: 편광기를 정렬하여(평행 편광) 의도적으로 난반사를 포착하여 주름, 모공 및 표면 지형을 강조할 수 있습니다.
편광 각도를 마스터함으로써 표준 카메라를 깊이 감지하는 진단 도구로 변환할 수 있습니다.
요약표:
| 이미징 특징 | 평행 편광 | 교차 편광 (이중 편광기) |
|---|---|---|
| 주요 초점 | 표면 질감 및 지형 | 표피하 색소 침착 및 혈관 분포 |
| 빛 상호 작용 | 난반사 포착 | 표피하 산란 포착 |
| 주요 시각 자료 | 주름, 모공, 피부 유분 | 멜라닌, 헤모글로빈, 깊은 붉어짐 |
| 광학 간섭 | 높은 표면 눈부심 | 눈부심 최소화 또는 없음 |
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참고문헌
- Xana Delpueyo, Thierry Bosch. Multispectral imaging system based on light-emitting diodes for the detection of melanomas and basal cell carcinomas: a pilot study. DOI: 10.1117/1.jbo.22.6.065006
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