KR101959394B1 - 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치 - Google Patents

다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치 Download PDF

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Abstract

다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치가 개시된다. 본 발명은, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 시 노출 시간별로 동일한 광량을 가지도록 하고, 그래픽 프로세서를 통해 스펙클 콘트라스트(contrast) 연산을 수행한다. 본 발명에 따르면, 생체 내 혈류 진단을 위한 혈류 영상 정보를 보다 효율적이며 정확하게 획득할 수 있고, 정확한 혈류 영상 정보를 획득할 수 있어, 피부 영상 진단, 술술 과정의 영상 모니터링, 레이저 시술과 치료 효과 모니터링, 당뇨병 등과 같은 혈류 흐름과 연관된 질병의 정확한 진단 및 분석 등의 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 그래픽 프로세서를 통해 복수의 스펙클 영상의 통계학적인 분석과 비선형 최적화를 위한 고속 연산을 수행하여, 복수의 스펙클 영상으로부터 혈류 흐름 정보를 획득함으로써, 생체 내 혈류 진단을 위한 혈류 영상 정보를 보다 신속하게 획득할 수 있다.

Description

다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치{Imaging device for multi-exposure laser speckle image}
본 발명은 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 시 노출 시간별로 동일한 광량을 가지도록 하고, 그래픽 프로세서를 통해 스펙클 콘트라스트(contrast) 연산을 수행하는 장치에 관한 것이다.
레이저 스펙클이란 높은 가간섭성을 가진 광원인 레이저를 산란 물질에 조사하였을 때 산란되는 빛의 무작위적인 간섭 현상에 의해 형성되는 낱알 모양의 불규칙한 분포를 갖는 패턴을 말한다. 이러한 현상을 기반으로 다중-노출 영상 기법을 통해 영상화하면 대상 객체 내부의 혈류 흐름을 형광 물질과 같은 외부 조영제없이 영상화할 수 있다.
그러나, 종래의 다중-노출 영상 기법은 단지 노출 시간을 달리하여 복수개의 영상을 획득하는 것이어서, 각 영상별로 밝기가 서로 상이한 문제가 있어 정확한 혈류 흐름을 확인할 수 없는 문제가 있다.
또한, 종래의 다중-노출 영상 기법은 부피가 크고 고전압 작동이 필수적인 음향-광학 변조기(acoustic-optic modulator : AOM)와 같은 광원 변조 장치를 이용하는 것이어서, 소형화에 어려우며 공간적으로 제한된 의료 현장에 적용하기 어려운 문제가 있다.
아울러, 혈류 흐름을 획득하기 위한 비선형 최적화 방법을 수행하는 연산 속도의 한계로 인해 혈류 흐름 정보를 빠르게 획득하기 어려운 문제가 있다.
국제공개특허 제2010-096447호 (BOARD OF REGENTS, THE UNIVERSITY OF TEXAS SYSTEM) 2010. 8. 26. 특허문헌 1은 다중-노출 스펙클 이미지를 가지는 양적인 이미지에 대한 것으로서, 특허문헌 1에는 레이저 광 소스, 광 변조기, 및 카메라, 배율 대물 렌즈 및 마이크로 프로세서/데이터 획득 유닛을 구비하며 반사된 광의 측정을 위한 검출기를 포함하는 다중-노출 레이저 스펙클 콘트라스트 이미징 시스템 및 방법에 대한 내용이 개시되어 있다. 한국공개특허 제2017-0009085호 (삼성전자 주식회사) 2017. 1. 25. 특허문헌 2는 레이저 스펙클 대조조 이미징 시스템 및 방법으로서, 특허문헌 2에는 대상체에 서로 다른 표면 투과도를 가지는 복수 파장대역의 레이저광을 조사하는 레이저 광원부, 조사된 레이저광이 대상체로부터 산란되어 형성된 스펙클을 이미지 센서로 촬영하여 스펙클 영상을 획득하는 촬상부, 및 촬상부에서 획득된 스펙클 영상을 스펙클 대조도 영상으로 변환하며, 대상체의 움직임에 의한 변화를 보상하여 보상된 스펙클 대조도 영상을 획득하는 신호처리부를 포함하는 이미징 시스템에 대한 내용이 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 시 노출 시간별로 동일한 광량을 가지도록 하고, 그래픽 프로세서를 통해 스펙클 콘트라스트(contrast) 연산을 수행하는 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치는, 레이저 광을 조사하는 광원부; 편광자를 구비하고, 편광자를 회전시켜 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량을 조절하는 광량 조절부; 광원부를 통해 조사된 레이저 광이 대상 객체로부터 산란되어 형성된 스펙클을 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영하고, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득하는 영상 촬영부; 및 영상 촬영부를 통해 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영 시, 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부를 제어하는 광량 제어부;를 포함한다.
광량 조절부는, 회전축을 구비하고, 회전축을 통해 회전력을 전달하는 모터; 모터의 회전축에 결합되고, 회전력을 전달하는 제1 기어; 제1 기어와 결합되고, 중앙에 제2 편광자를 구비하며, 제1 기어로부터 전달되는 회전력에 의해 회전 가능한 제2 기어; 제2 기어와 결합되고, 튜브 형태의 구조이며, 제1 기어로부터 전달되는 회전력에 의해 회전 가능한 제2 몸체; 제2 몸체와 동축을 이루고, 튜브 형태의 구조이며, 중앙에 제1 편광자를 구비하는 제1 몸체; 및 광량 제어부의 제어 신호에 따라 제1 편광자와 제2 편광자의 상대적 회전 각도를 조절하도록 모터를 구동하는 모터 제어부;를 포함하며, 제1 몸체의 제1 편광자와 제2 기어의 제2 편광자 사이에 레이저 광이 전달되는 경로가 형성될 수 있다.
광량 조절부는, 광량 제어부의 제어 신호에 기초한 회전 각도값에 따라 모터를 구동하여 제1 편광자와 제2 편광자의 상대적 회전 각도를 조절하여, 광량 제어부의 제어 신호에 기초한 회전 각도값에 대응되는 광량이 되도록 조절할 수 있다.
모터는, 외부에서 인가되는 전압에 따라 회전 각도가 결정되는 서보 모터(servo motor)일 수 있다.
모터는, 입력 펄스 수에 따라 회전 각도가 결정되는 스테핑 모터(stepping motor)일 수 있다.
광량 제어부는, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상이 서로 동일한 밝기값을 가지도록, 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부를 제어할 수 있다.
광량 제어부는, 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 공통 밝기값을 결정하고, 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보와 결정된 공통 밝기값을 기반으로 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부를 제어할 수 있다.
광량값은, 광량 조절부의 회전 각도값, 회전 각도값에 대응되는 전압값 및 회전 각도값에 대응되는 입력 펄스 수 중 하나일 수 있다.
그래픽 프로세서를 구비하고, 영상 촬영부를 통해 획득된 복수의 스펙클 영상을 대상으로 그래픽 프로세서를 통해 스펙클 콘트라스트(contrast) 연산을 수행하여, 복수의 스펙클 영상을 분석하는 영상 분석부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치에 의하면, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 시 노출 시간별로 동일한 광량을 가지도록 함으로써, 생체 내 혈류 진단을 위한 혈류 영상 정보를 보다 효율적이며 정확하게 획득할 수 있다.
아울러, 정확한 혈류 영상 정보를 획득할 수 있어, 피부 영상 진단, 술술 과정의 영상 모니터링, 레이저 시술과 치료 효과 모니터링, 당뇨병 등과 같은 혈류 흐름과 연관된 질병의 정확한 진단 및 분석 등의 다양한 분야에 적용될 수 있다.
또한, 그래픽 프로세서를 통해 복수의 스펙클 영상의 통계학적인 분석과 비선형 최적화를 위한 고속 연산을 수행하여, 복수의 스펙클 영상으로부터 혈류 흐름 정보를 획득함으로써, 생체 내 혈류 진단을 위한 혈류 영상 정보를 보다 신속하게 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시한 영상 수집 장치를 보다 자세히 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시한 영상 수집 장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시한 광량 조절부를 보다 자세히 설명하기 위한 블록도이ㄷ다.
도 5는 도 4에 도시한 광량 조절부의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예예 따른 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보의 일례를 설명하기 위한 그래프이다.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치(이하 '영상 수집 장치'라 한다)(100)는 대상 객체(200)에 레이저 광을 조사한다.
그리고, 영상 수집 장치(100)는 조사된 레이저 광이 대상 객체(200)로부터 산란되어 형성된 스펙클(speckle)을 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영하고, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득한다.
이때, 영상 수집 장치(100)는 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영 시, 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 레이저 광의 광량을 조절한다. 즉, 영상 수집 장치(100)는 비접촉적인 방법과 높은 정밀도로 외부 광학적 요인의 변화에 따른 외부 요소의 영향을 최소화하여 보다 정확도가 높은 혈류 영상 정보를 획득하기 위해, 노출 시간을 달리하는 각각의 개별 영상 획득 시 모두 동일하고 일정한 밝기값을 가지도록 레이저 광의 광량을 노출 시간과 연동하여 보정한다. 이를 통해, 생체 내 혈류 진단을 위한 혈류 영상 정보를 보다 효율적이며 정확하게 획득할 수 있다.
또한, 영상 수집 장치(100)는 그래픽 프로세서를 이용하여 복수의 스펙클 영상을 분석할 수 있다. 즉, 영상 수집 장치(100)는 그래픽 프로세서를 통해 복수의 스펙클 영상의 통계학적인 분석과 비선형 최적화를 위한 고속 연산을 수행하여, 복수의 스펙클 영상으로부터 혈류 흐름 정보를 획득할 수 있다. 이를 통해, 생체 내 혈류 진단을 위한 혈류 영상 정보를 보다 신속하게 획득할 수 있다.
대상 객체(200)는 신체 조직 등일 수 있다. 특히, 대상 객체(200)는 손과 발의 피부 조직이나 외과적인 기법이나 다른 요인으로 인해 노출된 생체 조직일 수 있다.
그러면, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치에 대하여 보다 자세하게 설명한다.
도 2는 도 1에 도시한 영상 수집 장치를 보다 자세히 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시한 영상 수집 장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 영상 수집 장치(100)는 광원부(110), 광원 제어부(120), 광량 조절부(130), 영상 분석부(140), 영상 촬영부(150), 촬영 제어부(160) 및 광량 제어부(170)를 포함할 수 있다.
광원부(110)는 레이저 광을 조사한다. 이때, 광원부(110)는 높은 가간섭성을 갖는 가시광선 및 근적외선 영역의 레이저 광원을 레이저 광으로 이용할 수 있다. 여기서, 레이저 광원은 632 nm, 780 nm, 808 nm 부근의 중심 파장을 갖는 레이저 광원일 수 있다.
광원 제어부(120)는 광원부(110)에 전원을 공급하고, 광원부(110)의 동작을 제어한다.
광량 조절부(130)는 편광자(131)를 구비하고, 편광자(131)를 회전시켜 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량을 조절한다. 특히, 광량 조절부(130)는 광량 제어부(170)의 제어 신호에 따라 편광자(131)를 회전시켜 광량 제어부(170)의 제어 신호에 대응되는 광량이 되도록 조사되는 레이저 광의 광량을 조절할 수 있다.
영상 촬영부(150)는 렌즈(151), 밴드패스 필터(153) 및 이미지 센서(도시하지 않음)를 구비하며, 광원부(110)를 통해 조사된 레이저 광이 대상 객체(200)로부터 산란되어 형성되는 스펙클을 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영한다. 여기서, 렌즈(151)는 대상 객체(200)로부터 산란되어 형성되는 스펙클이 이미지 센서에 상으로 형성되도록 한다. 밴드패스 필터(bandpass filter)(153)는 광원부(110)에서 조사되는 레이저 광과 동일한 파장을 갖는 광만 선별적으로 투과하게 하여 불필요한 외부의 빛의 영향을 제거한다. 이미지 센서는 가시광선과 근적외선 영역에서 높은 양자 효율을 가지는 이미지 센서로서, CCD 이미지 센서, CMOS 이미지 센서 등일 수 있다.
그리고, 영상 촬영부(150)는 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득한다.
촬영 제어부(160)는 영상 촬영부(150)에 전원을 공급하고, 영상 촬영부(150)의 동작을 제어한다.
영상 분석부(140)는 그래픽 프로세서(도시하지 않음)를 구비하고, 영상 촬영부(150)를 통해 획득된 복수의 스펙클 영상을 대상으로 그래픽 프로세서를 통해 스펙클 콘트라스트(contrast) 연산을 수행하여, 복수의 스펙클 영상을 분석한다.
광량 제어부(170)는 영상 촬영부(150)를 통해 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영 시, 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)를 제어한다.
즉, 광량 제어부(170)는 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상이 서로 동일한 밝기값을 가지도록 하기 위해, 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)에 제어 신호를 제공하여 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 광량 제어부(170)는 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 공통 밝기값을 결정할 수 있다. 여기서, 광량값은 광량 조절부(130)의 회전 각도값, 광량 조절부(130)의 회전 각도값에 대응되는 전압값, 회전 각도값에 대응되는 입력 펄스 수 등일 수 있다.
즉, 광량 제어부(170)는 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 노출 시간별 최소 밝기값에서 최대 밝기값까지의 밝기값 범위를 획득하고, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 공통 밝기값을 결정할 수 있다.
이때, 광량 제어부(170)는 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 최대 밝기값을 공통 밝기값으로 결정할 수 있다.
그리고, 광량 제어부(170)는 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보와 결정된 공통 밝기값을 기반으로 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다.
즉, 광량 제어부(170)는 공통 밝기값을 기반으로 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보에서 노출 시간별로 광량값을 획득할 수 있다. 광량 제어부(170)는 노출 시간별로 획득한 광량값을 기반으로 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)에 제어 신호를 제공하여 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다. 여기서, 제어 신호는 노출 시간별로 획득한 광량값 등을 포함할 수 있다.
그러면, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광량 조절부에 대하여 보다 자세하게 설명한다.
도 4는 도 2에 도시한 광량 조절부를 보다 자세히 설명하기 위한 블록도이고, 도 5는 도 4에 도시한 광량 조절부의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 광량 조절부(130)는 모터(132), 제1 기어(133), 제2 기어(134), 제1 몸체(135), 제2 몸체(136) 및 모터 제어부(137)를 포함할 수 있다.
모터(132)는 회전축(RA)을 구비하고, 회전축(RA)을 통해 회전력을 제1 기어(133)에 전달한다.
여기서, 모터(132)는 외부에서 인가되는 전압에 따라 회전 각도가 결정되는 서보 모터(servo motor)일 수 있다. 또한, 모터(132)는 입력 펄스 수에 따라 회전 각도가 결정되는 스테핑 모터(stepping motor)일 수도 있다.
제1 기어(133)는 모터(132)의 회전축(RA)에 고정되게 결합되고, 회전력을 제2 기어(134)에 전달한다.
제2 기어(134)는 제1 기어(133)와 결합되고, 중앙에 제2 편광자(131b)를 구비하며, 제1 기어(133)로부터 전달되는 회전력에 의해 회전 가능하다.
제1 몸체(135)는 제2 몸체(136)와 동축을 이루고, 고정된 튜브 형태의 구조이며, 중앙에 제1 편광자(131a)를 구비한다.
제2 몸체(136)는 제2 기어(134)와 고정되게 결합되고, 튜브 형태의 구조이며, 제1 기어(133)로부터 전달되는 회전력에 의해 회전 가능하다.
모터 제어부(137)는 광량 제어부(170)의 제어 신호에 따라 제1 편광자(131a)와 제2 편광자(131b)의 상대적 회전 각도를 조절하도록 모터(132)를 구동한다.
제1 몸체(135)의 제1 편광자(131a)와 제2 기어(134)의 제2 편광자(131b) 사이에 레이저 광이 전달되는 경로가 형성된다.
즉, 광량 조절부(130)는 광량 제어부(170)의 제어 신호에 기초한 회전 각도값에 따라 모터(132)를 구동하여 제1 편광자(131a)와 제2 편광자(131b)의 상대적 회전 각도를 조절하여, 광량 제어부(170)의 제어 신호에 기초한 회전 각도값에 대응되는 광량이 되도록 조절할 수 있다.
그러면, 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 동작에 대하여 보다 자세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예예 따른 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보의 일례를 설명하기 위한 그래프이다.
광량 제어부(170)는 도 6에 도시된 바와 같이 먼저 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 획득할 수 있다.
즉, 광량 제어부(170)는 광량 조절부(130)를 초기화한다. 예컨대, 광량 조절부(130)는 광량 제어부(170)의 초기화 신호에 따라 모터(132)를 구동하여 레이저 광의 광량이 최소가 되는 회전 각도, 즉 초기 위치로 편광자(131)를 설정할 수 있다.
그런 다음, 광량 제어부(170)는 각각의 노출 시간(t1, t2, t3, …, tn)에 대하여 레이저 광의 광량을 점점 증가(즉, 편광자의 회전 각도를 점점 증가 또는 회전 각도에 대응되는 전압을 점점 증가)시키면서 밝기값을 획득하여 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 밝기값은 영상 촬영부(150)의 이미지 센서의 픽셀들의 밝기값의 평균값이나 중간값일 수 있다. 그리고, 노출 시간은 0.01 ms ~ 1,000 ms 사이의 값을 가질 수 있다.
예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 광량 제어부(170)는 노출 시간(t1, t2, t3, t4)별로 레이저 광의 광량을 점점 증가시키면서 밝기값을 획득하여 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 획득할 수 있다.
이후, 광량 제어부(170)는 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 공통 밝기값을 결정할 수 있다.
즉, 광량 제어부(170)는 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 노출 시간별 최소 밝기값에서 최대 밝기값까지의 밝기값 범위를 획득하고, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 공통 밝기값을 결정할 수 있다.
예컨대, 도 6을 참조하면, 노출 시간 t1은 약 5 ~ 약 130의 밝기값 범위를 가지고, 노출 시간 t2는 약 10 ~ 약 220의 밝기값 범위를 가지며, 노출 시간 t3는 약 20 ~ 약 250의 밝기값 범위를 가지고, 노출 시간 t4는 약 50 ~ 약 250의 밝기값 범위를 가지게 된다. 광량 제어부(170)는 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위인 약 50 ~ 약 130 내에서 공통 밝기값을 결정할 수 있다.
이때, 광량 제어부(170)는 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 최대 밝기값을 공통 밝기값으로 결정할 수 있다.
예컨대, 도 6을 참조하면, 광량 제어부(170)는 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위인 약 50 ~ 약 130 내에서 최대 밝기값인 130을 공통 밝기값으로 결정할 수 있다.
그런 다음, 광량 제어부(170)는 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보와 결정된 공통 밝기값을 기반으로 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다.
예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위인 약 50 ~ 약 130 내에서 최대 밝기값인 130을 공통 밝기값(CE)으로 결정한 경우, 광량 제어부(170)는 영상 촬영부(150)가 노출 시간 t1으로 스펙클을 촬영할 때에는 노출 시간 t1에서 광량값-밝기값 정보와 공통 밝기값(CE)을 기반으로 결정된 회전 각도값(t1_A), 즉 광량값을 가지는 광량이 조사되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다. 그리고, 광량 제어부(170)는 영상 촬영부(150)가 노출 시간 t2로 스펙클을 촬영할 때에는 노출 시간 t2에서 광량값-밝기값 정보와 공통 밝기값(CE)을 기반으로 결정된 회전 각도값(t2_A), 즉 광량값을 가지는 광량이 조사되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다. 또한, 광량 제어부(170)는 영상 촬영부(150)가 노출 시간 t3으로 스펙클을 촬영할 때에는 노출 시간 t3에서 광량값-밝기값 정보와 공통 밝기값(CE)을 기반으로 결정된 회전 각도값(t3_A), 즉 광량값을 가지는 광량이 조사되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다. 아울러, 광량 제어부(170)는 영상 촬영부(150)가 노출 시간 t4로 스펙클을 촬영할 때에는 노출 시간 t4에서 광량값-밝기값 정보와 공통 밝기값(CE)을 기반으로 결정된 회전 각도값(t4_A), 즉 광량값을 가지는 광량이 조사되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다.
이와 같이, 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)를 제어하여 레이저 광의 광량을 조절함으로써, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상이 서로 동일한 밝기값을 가지도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 다음의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 : 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치,
110 ; 광원부, 120 : 광원 제어부,
130 : 광량 조절부, 131 : 편광자,
131a : 제1 편광자, 131b : 제2 편광자,
132 : 모터, 133 : 제1 기어,
134 : 제2 기어, 135 : 제1 몸체,
136 : 제2 몸체, 137 : 모터 제어부,
140 : 영상 분석부, 150 : 영상 촬영부,
151 : 렌즈, 153 : 밴드패스 필터,
160 : 촬영 제어부, 170 : 광량 제어부,
200 : 대상 객체

Claims (9)

  1. 레이저 광을 조사하는 광원부;
    편광자를 구비하고, 상기 편광자를 회전시켜 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량을 조절하는 광량 조절부;
    상기 광원부를 통해 조사된 레이저 광이 대상 객체로부터 산란되어 형성된 스펙클을 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영하고, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득하는 영상 촬영부; 및
    상기 영상 촬영부를 통해 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영 시, 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 상기 광량 조절부를 제어하는 광량 제어부;
    를 포함하며,
    상기 광량 제어부는, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상이 서로 동일한 밝기값을 가지도록, 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 상기 광량 조절부를 제어하고, 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 공통 밝기값을 결정하고, 상기 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보와 결정된 상기 공통 밝기값을 기반으로 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 상기 광량 조절부를 제어하는 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 광량 조절부는,
    회전축을 구비하고, 상기 회전축을 통해 회전력을 전달하는 모터;
    상기 모터의 상기 회전축에 결합되고, 회전력을 전달하는 제1 기어;
    상기 제1 기어와 결합되고, 중앙에 제2 편광자를 구비하며, 상기 제1 기어로부터 전달되는 회전력에 의해 회전 가능한 제2 기어;
    상기 제2 기어와 결합되고, 튜브 형태의 구조이며, 상기 제1 기어로부터 전달되는 회전력에 의해 회전 가능한 제2 몸체;
    상기 제2 몸체와 동축을 이루고, 튜브 형태의 구조이며, 중앙에 제1 편광자를 구비하는 제1 몸체; 및
    상기 광량 제어부의 제어 신호에 따라 상기 제1 편광자와 상기 제2 편광자의 상대적 회전 각도를 조절하도록 상기 모터를 구동하는 모터 제어부;
    를 포함하며,
    상기 제1 몸체의 상기 제1 편광자와 상기 제2 기어의 상기 제2 편광자 사이에 레이저 광이 전달되는 경로가 형성되는, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 광량 조절부는, 상기 광량 제어부의 제어 신호에 기초한 회전 각도값에 따라 상기 모터를 구동하여 상기 제1 편광자와 상기 제2 편광자의 상대적 회전 각도를 조절하여, 상기 광량 제어부의 제어 신호에 기초한 회전 각도값에 대응되는 광량이 되도록 조절하는, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 모터는, 외부에서 인가되는 전압에 따라 회전 각도가 결정되는 서보 모터(servo motor)인, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 모터는, 입력 펄스 수에 따라 회전 각도가 결정되는 스테핑 모터(stepping motor)인, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에서,
    상기 광량값은, 상기 광량 조절부의 회전 각도값, 회전 각도값에 대응되는 전압값 및 회전 각도값에 대응되는 입력 펄스 수 중 하나인, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치.
  9. 제1항에서,
    그래픽 프로세서를 구비하고, 상기 영상 촬영부를 통해 획득된 상기 복수의 스펙클 영상을 대상으로 상기 그래픽 프로세서를 통해 스펙클 콘트라스트(contrast) 연산을 수행하여, 상기 복수의 스펙클 영상을 분석하는 영상 분석부를 더 포함하는, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치.
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