마이크로미터 수준에서 면 밖 변위 자극 값과 초점 면 내 마이크로 비주얼 운동 추적 정확도 저하 값 간의 매핑 특성을 정량화하기 위해 광학 현미경, 산업용 카메라 및 공간 나노 위치 결정 플랫폼을 사용한 실험 연구를 수행하였다. 먼저, 면 밖 변위 형성 메커니즘을 분석하고 분산 함수를 사용하여 이미지 선명도를 평가하였으며, 최적의 초점 평면을 검색하여 초점 평면으로 설정하여 면 밖 변위를 계산하는 기준으로 삼았다. 다음으로, 공간 다자유도 나노 플랫폼을 설계하여 그 말단 액추에이터를 마이크로 비주얼 추적 목표로 사용하였고, 초점 평면 내 운동 궤적을 생성하면서 동시에 제어 가능하고 측정 가능한 면 밖 변위를 생성하였다. 이후 그레이스케일 템플릿 매칭 방법과 관심 영역 분할 방식을 현재 마이크로 비주얼 운동 추적 알고리즘으로 선택하여 초점 평면 내 운동 궤적을 측정하였다. 마지막으로 나노 플랫폼 시제품을 제작하고 마이크로 비주얼 운동 추적 시스템을 구축하였으며, 용량성 센서를 평가 수단으로 사용하여 다양한 면 밖 변위로 인한 마이크로 비주얼 운동 추적 정확도 저하 값을 계산하였다. 실험 결과 마이크로 비주얼 운동 추적 정확도는 면 밖 변위가 증가함에 따라 지속적으로 저하되며, 유의미하고 정량화 가능한 상관관계를 보였다. 주어진 76.1 μm×63.7 μm 시야, 15 Hz 샘플링 비율 및 그레이스케일 템플릿 매칭 방법에 대해 (7.7±2.5) μm 이상의 면 밖 변위는 마이크로 비주얼 측정 시스템의 완전한 고장을 초래한다.

마이크로 비주얼 운동 추적; 면 밖 변위; 정확도 저하; 나노 위치 결정 플랫폼