KR101212309B1 - 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 촬영기에 관한 것으로서, 특히 복수의 픽셀로 이루어진 검출기에서 각 픽셀의 옵셋(off set)를 획득하여 정확한 적외선 영상을 출력할 수 있는 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치에 관한 것이다.
종래의 옵셋 영상획득장치는 구조가 복잡하고, 부피가 커서 전체 적외선 촬영 시스템의 문제점으로 지적된 바, 본 발명은 이를 개선하기 위해 적외선 촬영기의 전면에 균일 적외선 방사체가 위치되고, 상기 적외선 촬영기의 내측에는 모터의 구동력에 의해 회전하는 회전바를 포함하는 옵셋 영상획득장치가 구비된 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치에 있어서, 씨피유의 제어신호에 의해 모터가 정회전 또는 역회전하면, 하측 끝단이 모터의 구동축에 회동가능한 상태로 연결된 회전바는 하측 끝단을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 90°회전하고, 적외선 촬영기에 구비된 검출기의 각 픽셀에는 회전하는 회전바에 의해 균일 적외선 방사체의 적외선 일부 영역이 차단(close) 또는 개방(open)되면서 순차적으로 균일한 적외선이 전달되며, 상기 씨피유에서는 회전바의 일측에 구비된 각도측정센서에서는 전달된 회전바의 위치값에 따라 검출기의 각 픽셀에 전달된 적외선과 기준값에 따른 편차를 연산하여 각 픽셀의 옵셋(off set)을 획득하는 것을 특징으로 하는 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치를 제안한다.
본 발명에 의한 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치는 균일 적외선 방사체에서 방출되는 적외선이 회전바로 이루어진 옵셋 영상획득장치를 통과하여 검출기로 전달됨으로써 간단하게 각 픽셀의 옵셋을 검출할 수 있으며, 옵셋 영상획득장치의 구조를 회전바와 구동축 및 모터에 의한 간단한 구조로 구성함으로써 제품의 단가를 획기적으로 절감하고, 유지관리의 편의성이 향상되는 효과가 있다.

Description

적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치{Apparatus for off set image acquisition of infrared camera}

본 발명은 적외선 촬영기에 관한 것으로서, 특히 복수의 픽셀로 이루어진 검출기에서 각 픽셀의 옵셋(off set)를 획득하여 각 픽셀의 편차를 보정함으로써 정확한 적외선 영상을 출력할 수 있는 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치에 관한 것이다.

적외선 촬영기는 사물의 적외선 분포를 측정하여 영상으로 출력하는 장치로서, 사물이 방출한 적외선은 촬영기의 렌즈를 통과하여 검출기에 도달하고, 검출기는 입사된 적외선량에 따른 전기 신호를 출력하게 되며, 이 전기신호를 여러가지 신호처리 알고리즘을 통해 영상으로 출력하게 된다.

일반적으로 적외선 촬영기에 구비된 검출기는 복수의 픽셀로 이루어져 있으며, 각 픽셀은 다음과 같은 식으로 모델링된다.

Y = X * G + O.

Y: 출력 , X : 입사광 , G : 게인 , O : 옵셋

(위 식은 각 픽셀마다 개별적임)

예를 들어, 320*240 픽셀의 검출기라면 76800 개의 위 식이 존재하게 되며, 옵셋은 각 픽셀마다의 편차값이 된다.

또한, 검출기의 모든 픽셀에 동일한 적외선량이 입사된다고 가정하더라도, 각 픽셀은 자체의 옵셋에 의해 서로 다른 출력값이 나타나게 되며, 정확한 적외선 영상을 획득하기 위해서는 이러한 각 픽셀의 옵셋을 정확하게 측정하고, 이를 반영하여 적외선 촬영기를 최적화하는 과정이 필요하다.

한편, 초기의 옵셋 영상획득장치는 주걱 모양의 차단부가 검출기 표면을 차단(close)/개방(open)을 반복하면서 촬영하는 방식이 사용되었으나, 이 장치는 촬영시간이 많이 소요되고, 주걱 모양의 차단부 자체의 크기로 인해 적외선 촬영기의 전체 부피가 과다하게 커지는 문제점이 있었다.

이를 개량한 제품이 도 1에 도시된 디스크형 옵셋 영상획득장치인데, 상기 장치에서는 원형판(1)에 균일 적외선 방사체(10)의 크기만한 관통홀(1a)이 구비되고, 중심축(2)을 기준으로 원형판(1)이 회전하면서 균일 적외선 방사체의 상측에 원형홀(1a)이 위치되면, 상기 관통홀(1a)을 관통하는 적외선을 검출기에서 측정하는 방식인데, 이 방식 역시 원형판(1)의 크기로 인해 적외선 촬영기의 전체 부피가 커지는 문제점이 있었다.

또한, 필름 카메라의 셔터를 응용한 조리개 타입의 옵셋 획득장치는 여러 개의 슬릿이 회전하면서 모아지면 차단상태가 되고, 회전하면서 벌어지면 개방되는 구조로 작동되는데, 이 방식은 복잡한 구조로 인해 장치의 가격이 높고, 복잡한 작동방식으로 인해 고장발생의 빈도가 많은 문제점이 있었다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 양측의 지지바(3) 사이에 평행봉(4)이 구비되고, 평행봉(4)이 모터(5) 또는 벨트에 의해 승하강하면서 균일 적외선 방사체(10)를 방출하는 적외선을 검출기를 통해 촬영하는 평행봉형 옵셋 영상획득장치가 제시되었으나, 벨트 또는 모터(5)로 좌우가 동시에 작동하는 복잡한 기구물로 인해 전체 부피가 커지고, 양측에 설치된 지지바(3)가 진동 또는 충격에 의해 틀어지는 경우 장치의 수명이 급격하게 단축되는 문제점이 있었다.

본 발명은 회전바로 이루어진 간단한 구조의 옵셋 영상획득장치를 통해 균일 적외선 방사체에서 방출되는 적외선을 검출기의 각 픽셀별로 검출하고, 기준값에 따른 편차를 계산하여 각 픽셀의 옵셋(off set)를 획득하여 신호변환기에 전달함으로써 정확한 적외선 영상을 출력할 수 있는 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치는 적외선 촬영기의 전면에 균일 적외선 방사체가 위치되고, 상기 적외선 촬영기의 내측에는 모터의 구동력에 의해 회전하는 회전바를 포함하는 옵셋 영상획득장치가 구비된 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치에 있어서, 씨피유의 제어신호에 의해 모터가 정회전 또는 역회전하면, 하측 끝단이 모터의 구동축에 회동가능한 상태로 연결된 회전바는 하측 끝단을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 90°회전하고, 적외선 촬영기에 구비된 검출기의 각 픽셀에는 회전하는 회전바에 의해 균일 적외선 방사체의 적외선 일부 영역이 차단(close) 또는 개방(open)되면서 순차적으로 균일한 적외선이 전달되며, 상기 씨피유에서는 회전바의 일측에 구비된 각도측정센서에서는 전달된 회전바의 위치값에 따라 검출기의 각 픽셀에 전달된 적외선과 기준값에 따른 편차를 연산하여 각 픽셀의 옵셋(off set)을 획득하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 의한 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치는 균일 적외선 방사체에서 방출되는 적외선이 회전바로 이루어진 옵셋 영상획득장치를 통과하여 검출기로 전달됨으로써 간단하게 각 픽셀의 옵셋을 검출할 수 있으며, 옵셋 영상획득장치의 구조를 회전바와 구동축 및 모터에 의한 간단한 구조로 구성함으로써 제품의 단가를 획기적으로 절감하고, 유지관리의 편의성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 디스크형 옵셋 영상획득장치의 모식도,
도 2는 종래의 평행봉형 옵셋 영상획득장치의 모식도,
도 3은 본 발명에 의한 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치의 구성도,
도 4a는 본 발명에 의한 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치의 모식도,
도 4b는 도 4a의 동작상태도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 균일 적외선 방사체(10), 내측에 옵셋 영상획득장치(20)가 구비된 적외선 촬영기(30), 출력장치(40)로 이루어진 적외선 촬영 시스템에 적용된다.

상기 균일 적외선 방사체(10)란 측정의 표준을 위해 필요한 것으로서, 모든 면으로 균일하게 적외선을 방출하는 물체를 의미한다.

본 발명은 자동차의 와이퍼가 하단의 중심축으로 기준으로 회전하는 작동방식에 착안하여 간단한 구조로 옵셋 영상획득장치를 구현함에 그 기술적 특징이 있다.

즉, 적외선 촬영기(30)의 전면에 균일 적외선 방사체(10)가 위치되고, 상기 적외선 촬영기(30)의 내측에는 회전바(21), 구동축(22), 모터(23)를 포함하여 구성된 옵셋 영상획득장치(20)가 구비된다.

이때, 모터(23)의 구동력에 의해 회전하는 회전바(21)가 적외선 촬영기(30)의 렌즈(31)로 유입되는 균일 적외선 방사체(10)의 적외선 일부 영역을 차단(close) 또는 개방(open)하면서 검출기(32)의 각 픽셀에 순차적으로 균일한 적외선이 전달되고, 씨피유(CPU)(35)에서는 검출기(32) 각 픽셀에 전달된 적외선과 기준값에 따른 편차를 연산하여 각 픽셀의 옵셋(off set)을 획득하게 된다.

한편, 상기 회전바(21)의 일측에는 각도측정센서(21a)가 구비되고, 씨피유(35)의 제어에 따라 모터(23)가 구동되면, 상기 각도측정센서(21a)에서는 회전하는 회전바(21)의 위치값을 감지하여 씨피유(35)로 전달하며, 상기 씨피유(35)에서는 회전바(21)의 위치값에 따라 검출기(32)의 어떤 픽셀에 적외선이 유입되는지를 판단한다.

또한, 상기 검출기(32)의 각 픽셀에 유입된 적외선은 저장장치인 이이피롬(EEPROM)(33)을 통해 씨피유(35)로 전달되고, 상기 씨피유(35)에서 옵셋을 반영한 연산식에 의해 구해진 출력값은 다시 이이피롬(EEPROM)(33)를 통해 신호변환기(34)로 전달되며, 상기 신호변환기(34)에서는 상기 출력값에 의해 각 픽셀의 편차가 보정된 적외선을 출력장치(40)로 전달하게 된다.

상기 신호변환기(34)에서는 아래의 연산식에 의해 출력값을 연산하여 픽셀의 편차가 보정된 정확한 적외선 영상을 출력장치(40)로 전달하게 된다.

Y = X * G + O.

Y: 출력 , X : 입사광 , G : 게인 , O : 옵셋

이때, 본 발명에 의한 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 회전바(21)의 하측 끝단이 모터(23)의 구동축(22)에 회동가능한 상태로 연결되는 간단한 구조로 이루어져 있으므로, 모터(23)의 정회전 또는 역회전에 의해 회전바(21)가 하측 끝단을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 90°회전하면서 균일 적외선 방사체(10)의 표면을 적외선 촬영기의 검출기(32)에서 표면을 훑으면서 지나가면서 적외선 영상을 촬영하고, 촬영된 적외선 영상을 통해 각 픽셀의 옵셋을 검출할 수 있게 된다.

이때, 회전바(21)가 시계방향으로 회전하면서 한번에 검출기(32)의 옵셋을 측정하게 되므로, 회전바(21)는 초기 위치로 원상회복할 필요가 없다.

본 발명의 일 실시예로, 320*240 픽셀의 검출기를 기준으로 본 발명에서 옵셋을 구하는 순서는 다음과 같다.

첫째, 균일 적외선 방사체(10)의 전면에 옵셋 영상획득장치(20)가 구비된 적외선 촬영기(30)를 위치시킨다.

둘째, 옵셋 영상획득장치(20)의 회전바(21)를 시계방향으로 회전시키면서 적외선 촬영기(30)로 균일 적외선 방사체(10)를 촬영한다.

셋째, 검출기(32)의 각 픽셀값에 대한 히스토그램을 구한다. 이때, 가장 중심에 있는 픽셀 1개의 값을 기준으로 잡는다.

넷째, 나머지 76799 개의 픽셀에 대해 중심값과의 편차를 구한다. 이때, 중심값은 옵셋이 제로이다.

다섯째, 상기 편차를 저장장치인 이이피롬(EEPROM)(33)에 저장하였다가 후단의 신호변환기(34)에서 신호처리하여 출력을 위한 각 픽셀의 조정을 위한 옵셋으로 사용하게 되며, 각 픽셀에서 조정된 옵셋을 반영한 적외선 영상이 출력장치(40)로 전달된다.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시례에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

1 : 원형판 1a : 관통홀
2 : 중심축 3 : 지지바
4 : 평행봉 5 : 모터
10 : 균일 적외선 방사체 20 : 옵셋 영상획득장치
21 : 회전바 21a: 각도측정센서
22 : 구동축 23 : 모터
30 : 적외선 촬영기 31 : 렌즈
32 : 검출기 33 : EEPROM
34 : 신호변환기 35 : 씨피유(CPU)
40 : 출력장치

Claims (3)

1. 적외선 촬영기의 전면에 균일 적외선 방사체가 위치되고, 상기 적외선 촬영기의 내측에는 모터의 구동력에 의해 회전하는 회전바를 포함하는 옵셋 영상획득장치가 구비된 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치에 있어서,
   씨피유(35)의 제어신호에 의해 모터(23)가 정회전 또는 역회전하면, 하측 끝단이 모터(5)의 구동축(22)에 회동가능한 상태로 연결된 회전바(21)는 하측 끝단을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 90°회전하고,
   적외선 촬영기(30)에 구비된 검출기(32)의 각 픽셀에는 회전하는 회전바(21)에 의해 균일 적외선 방사체(10)의 적외선 일부 영역이 차단(close) 또는 개방(open)되면서 순차적으로 균일한 적외선이 전달되고,
   상기 씨피유(35)에서는 회전바(21)의 일측에 구비된 각도측정센서(21a)에서는 전달된 회전바(21)의 위치값에 따라 검출기(32)의 각 픽셀에 전달된 적외선과 기준값에 따른 편차를 연산하여 각 픽셀의 옵셋(off set)을 획득하는 것을 특징으로 하는 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 검출기(32)의 각 픽셀에 유입된 적외선은 저장장치인 이이피롬(EEPROM)(33)을 통해 씨피유(35)로 전달되고, 상기 씨피유(35)에서 옵셋을 반영한 연산식에 의해 구해진 출력값은 다시 이이피롬(EEPROM)(33)를 통해 신호변환기(34)로 전달되며,
   상기 신호변환기(34)에서는 상기 출력값에 의해 각 픽셀의 편차가 보정된 적외선을 출력장치(40)로 전달하는 것을 특징으로 하는 적외선 촬영기의 옵셋 영상획득장치.
   
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