KR101970607B1 - 3-d input device - Google Patents

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Abstract

3차원 입력장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예의 장치는, 적외선을 방사하는 발광부, 상기 발광부가 방사하는 적외선중, 촬영 대상에 의해 반사되는 적외선을 수신하여 적외선 영상을 획득하는 센서부, 상기 적외선 영상으로부터 촬영 대상에 대한 깊이정보를 생성하는 생성부, 및 상기 깊이정보로부터 상기 발광부가 방사하는 적외선의 광량을 제어하는 제어부를 포함한다. A three-dimensional input device is disclosed. An apparatus according to an embodiment of the present invention includes a light emitting unit that emits infrared rays, a sensor unit that receives an infrared ray reflected by an object to be imaged among the infrared rays that the light emitting unit emits and acquires an infrared ray image, And a control unit for controlling the amount of infrared rays emitted by the light emitting unit from the depth information.

Description

3차원 입력장치{3-D INPUT DEVICE}A three-dimensional input device {3-D INPUT DEVICE}

본 발명은 3차원 입력장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a three-dimensional input device.

일반적으로, 3차원 영상처리에서는 정확한 깊이정보를 얻어내는 것이 중요하다. 이러한 깊이정보를 추출하는 입력장치로는, 적외선이 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 거리의 계산에 이용하는 TOF(Time of Flight) 센서를 이용하는 방식, 다채널 구조광의 변화정보를 이용하여 깊이정보를 획득하는 구조광을 이용하는 방식 및 스테레오 영상을 이용하는 방식 등이 있다.Generally, it is important to obtain accurate depth information in 3D image processing. As an input device for extracting such depth information, there are a method of using a TOF (Time of Flight) sensor used for calculating the distance by measuring the time that infrared rays are reflected from an object, the depth information A method using a structured light for obtaining a stereoscopic image, and a method using a stereoscopic image.

이러한 방식의 입력장치들은 광원으로써 적외선(infrared; IR) 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 또는 레이저(laser)를 사용하는데, 보통 복수의 광원이 사용된다.An input device of this type uses an infrared (IR) light emitting diode (LED) or a laser as a light source. Usually, a plurality of light sources are used.

이와 같은 시스템에서, 촬영 대상인 사람이 이러한 광원에 접근하는 경우, 인체(특히, 눈)에 악영향을 끼치게 되는 문제점이 있다.
In such a system, when a person to be imaged approaches such a light source, there is a problem that the human body (particularly, the eye) is adversely affected.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 촬영 대상의 근접 여부에 따라 발광부의 세기를 조절할 수 있는 3차원 입력장치를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a three-dimensional input device capable of adjusting the intensity of a light emitting portion according to proximity of an object to be imaged.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 3차원 입력장치는, 적외선을 방사하는 발광부; 상기 발광부가 방사하는 적외선중, 촬영 대상에 의해 반사되는 적외선을 수신하여 적외선 영상을 획득하는 센서부; 상기 적외선 영상으로부터 촬영 대상에 대한 깊이정보를 생성하는 생성부; 및 상기 깊이정보로부터 상기 발광부가 방사하는 적외선의 광량을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional input device including: a light emitting unit emitting infrared rays; A sensor unit for receiving an infrared ray reflected by the object to be picked up and obtaining an infrared ray image of the infrared ray emitted by the light emitting unit; A generating unit for generating depth information on an object to be imaged from the infrared image; And a control unit for controlling an amount of infrared rays emitted from the light emitting unit from the depth information.

본 발명의 일실시예에서, 상기 발광부는, 단수 또는 복수의 적외선 소자를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light emitting unit may include one or more infrared devices.

본 발명의 일실시예에서, 상기 적외선 소자는, 레이더 다이오드(LD) 또는 적외선 발광 다이오드(IR LED)일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the infrared device may be a radar diode (LD) or an infrared light emitting diode (IR LED).

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 촬영 대상이 접근하는 경우, 적외선의 광량을 줄이도록 하는 제1제어신호를 상기 발광부에 제공할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the control unit may provide the light emitting unit with a first control signal for reducing the amount of infrared light when the object to be imaged approaches.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 촬영 대상이 멀어지는 경우, 적외선의 광량을 늘리도록 하는 제2제어신호를 상기 발광부에 제공할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the control unit may provide the light emitting unit with a second control signal for increasing the light amount of infrared rays when the object to be imaged moves away.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 촬영 대상에 대한 거리를 계산하여 거리에 따라 출력광을 조절하도록 상기 발광부를 제어할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the control unit may calculate the distance to the object to be photographed, and control the light emitting unit to adjust the output light according to the distance.

원거리의 촬영 대상에 대해서는 적외선의 강도를 높여 보다 정확한 깊이정보를 생성하게 하고, 근거리의 촬영 대상에 대해서는 적외선의 강도를 줄여 촬영 대상의 눈의 안정성을 확보하고, 영상의 포화로 인한 오류의 발생을 줄일 수 있다.
It is possible to increase the intensity of the infrared ray for a long distance object to generate more accurate depth information and to secure the stability of the eye of the object to be shot by reducing the intensity of the infrared ray for a short distance object, Can be reduced.

도 1은 본 발명의 일실시예의 3차원 입력장치의 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예의 입력장치의 동작을 설명하기 위한 일예시도이다.1 is a configuration diagram of a three-dimensional input device according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are diagrams for explaining the operation of the input device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예의 3차원 입력장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a three-dimensional input device according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 3차원 입력장치는, 발광부(10), 센서부(20), 깊이정보 생성부(30) 및 제어부(40)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 입력장치는, TOF 방식에 사용될 수도 있고, 구조광을 이용하는 방식에 사용될 수도 있으며, 또는 스테레오 영상을 이용하는 방식에 사용될 수도 있다.As shown in the figure, a three-dimensional input device according to an embodiment of the present invention may include a light emitting unit 10, a sensor unit 20, a depth information generating unit 30, and a control unit 40. The three-dimensional input device according to an embodiment of the present invention may be used in a TOF method, a method using structured light, or a method using a stereo image.

발광부(10)는 단수 또는 복수의 적외선 소자를 포함하여, 적외선을 방사한다. 본 발명의 일실시예에서, 발광부(10)는 예를 들어, 레이저 다이오드(Laser Diode; LD) 또는 IR LED와 같은 적외선 소자로 구성될 수 있지만, 적외선 소자가 이에 한정되는 것은 아니며, 적외선을 촬영 대상에 대하여 방사할 수 있는 어떠한 적외선 소자의 적용을 배제하는 것은 아니다. The light emitting portion 10 includes a single or a plurality of infrared ray elements, and emits infrared rays. In an embodiment of the present invention, the light emitting portion 10 may be composed of an infrared ray element such as a laser diode (LD) or an IR LED, but the infrared ray element is not limited thereto, But does not exclude the application of any infrared device that can radiate to the object to be imaged.

센서부(20)는 예를 들어, 전하결합소자(Charge Coupled Device; CCD), 상보형 금속산화반도체(Complementary Metal-Oxide Semiconductor; CMOS) 센서 등의 카메라 센서로서, 발광부(10)가 출력하는 적외선 중, 촬영 대상에 의해 반사되는 적외선을 수신하여, 이로부터 적외선 영상을 획득한다. 다만, 본 발명의 일실시예의 센서부(20)가 CCD 또는 CMOS센서에 한정되는 것을 의미하는 것은 아니며, 그와 유사한 기능을 수행하는 다른 소자가 적용될 수도 있다.The sensor unit 20 is a camera sensor such as a Charge Coupled Device (CCD) or a Complementary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS) Infrared rays reflected by the object to be imaged are received from the infrared ray, and an infrared ray image is obtained from the infrared ray. However, this does not mean that the sensor unit 20 of the embodiment of the present invention is limited to the CCD or CMOS sensor, and other elements performing similar functions may be applied.

깊이정보 생성부(30)는, 센서부(20)가 획득한 적외선 영상을 이용하여 깊이정보를 생성하여 출력한다. 깊이정보 생성부(30)가 깊이정보를 생성하는 방식은, 위에서 설명한 바와 같이, TOF 방식이거나, 구조광 방식이거나 또는 스테레오 영상 방식일 수 있으며, 각각 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 바와 같으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.The depth information generating unit 30 generates depth information using the infrared image acquired by the sensor unit 20 and outputs the depth information. As described above, the depth information generation unit 30 may generate the depth information by using a TOF system, a structured optical system, or a stereo image system, as is well known in the art to which the present invention pertains , And a detailed description thereof will be omitted.

깊이정보 생성부(30)는 깊이정보를 출력하여, 영상처리 시스템(도시되지 않음)으로 전송하는 한편, 본 발명의 일실시예의 제어부(40)로 제공한다.The depth information generation unit 30 outputs depth information to the image processing system (not shown), and provides the depth information to the control unit 40 of the embodiment of the present invention.

제어부(40)는 깊이정보 생성부(30)로부터 수신한 촬영 대상의 깊이정보로부터, 발광부(10)의 적외선 소자에 대한 광량을 결정하여, 발광부(10)의 적외선 소자의 세기를 제어하는 제어신호를 발광부(10)에 전송한다.The control unit 40 determines the amount of light for the infrared device of the light emitting unit 10 and controls the intensity of the infrared device of the light emitting unit 10 based on the depth information of the object to be imaged received from the depth information generating unit 30 And transmits the control signal to the light emitting unit 10.

발광부(10)는 제어부(40)의 제어신호에 따라, 적외선 소자의 출력광의 강도를 조절할 수 있다.
The light emitting unit 10 can adjust the intensity of the output light of the infrared device in accordance with the control signal of the control unit 40.

이하, 본 발명의 일실시예의 입력장치의 동작을 설명한다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예의 입력장치의 동작을 설명하기 위한 일예시도이다.Hereinafter, the operation of the input device according to the embodiment of the present invention will be described. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation of the input device according to an embodiment of the present invention.

발광부(10)는 촬영 대상에 대해 적외선을 방사하고, 센서부(20)는 촬영 대상으로부터 반사된 적외선을 수신하여 적외선 영상을 획득한다. 깊이정보 생성부(30)는 적외선 영상으로부터 깊이정보를 생성하고, 이를 제어부(40)에 제공한다.The light emitting unit 10 emits infrared rays to the object to be imaged, and the sensor unit 20 receives infrared rays reflected from the object to be imaged to obtain an infrared image. The depth information generation unit 30 generates depth information from the infrared image and provides the depth information to the control unit 40.

만약, 도 2와 같이, 촬영 대상이 접근하는 경우, 깊이정보 생성부(30)가 생성하는 깊이정보를 통해, 제어부(40)는 촬영 대상이 접근하고 있음을 판단하고, 발광부(10)의 적외선 소자의 광량을 줄이도록 하는 제어신호를 발광부(10)에 전송한다. 발광부(10)는 제어부(40)의 제어신호에 따라, 적외선 소자가 방사하는 출력광의 강도를 줄일 수 있다.2, the control unit 40 determines that the object to be imaged is approaching through the depth information generated by the depth information generating unit 30 when the object to be imaged approaches, And transmits a control signal for reducing the amount of light of the infrared device to the light emitting unit 10. The light emitting unit 10 can reduce the intensity of the output light emitted by the infrared device in accordance with the control signal of the control unit 40.

또한, 만약 도 3과 같이 촬영 대상이 멀어지고 있는 경우, 깊이정보 생성부(30)가 생성하는 깊이정보를 통해, 제어부(40)는 촬영 대상이 멀어지고 있음을 판단하고, 발광부(10)의 적외선 소자의 광량을 높이도록 하는 제어신호를 발광부(10)에 전송한다. 발광부(10)는 제어신호에 따라, 적외선 소자가 방사하는 출력광의 강도를 높일 수 있다.3, the control unit 40 determines that the subject is moving away from the depth information generated by the depth information generating unit 30, To the light emitting portion 10, a control signal for raising the light amount of the infrared element of the light emitting portion. The light emitting portion 10 can increase the intensity of the output light emitted by the infrared device in accordance with the control signal.

이와 같은 본 발명에 의해, 원거리의 촬영 대상에 대해서는 적외선의 강도를 높여 보다 정확한 깊이정보를 생성하게 한다. 또한, 근거리의 촬영 대상에 대해서는 적외선의 강도를 줄여 촬영 대상의 눈의 안정성을 확보하고, 영상의 포화로 인한 오류의 발생을 줄일 수 있다.
According to the present invention as described above, the intensity of infrared rays is increased for a long-distance object to be photographed to generate more accurate depth information. In addition, the intensity of infrared rays can be reduced for an object to be imaged at a close distance, the stability of the eye of the object to be imaged can be secured, and the occurrence of errors due to saturation of the image can be reduced.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10: 발광부 20: 센서부
30: 깊이정보 생성부 40: 제어부10: light emitting portion 20: sensor portion
30: depth information generator 40:

Claims (6)

적외선을 방사하는 발광부;
움직이는 촬영 대상에 대한 적외선 영상을 획득하는 센서부;
상기 적외선 영상으로부터 상기 움직이는 촬영 대상에 대한 깊이정보를 생성하는 깊이정보 생성부; 및
상기 깊이정보로부터 상기 발광부가 방사하는 상기 적외선의 광량을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 움직이는 촬영 대상의 접근 혹은 멀어짐을 판단하고, 상기 움직이는 촬영 대상이 접근하는 경우 적외선의 광량을 줄이도록 하는 제 1 제어신호를 상기 발광부에 제공하고, 상기 움직이는 촬영 대상이 멀어지는 경우 상기 적외선의 광량을 늘이도록 하는 제 2 제어신호를 상기 발광부에 제공하는 3차원 입력장치.
A light emitting portion emitting infrared rays;
A sensor unit for acquiring an infrared image of a moving subject;
A depth information generating unit for generating depth information on the moving subject from the infrared image; And
And a control unit for controlling a light amount of the infrared ray emitted from the light emitting unit from the depth information,
Wherein the control unit determines the approach or departure of the moving subject and provides the first control signal to the light emitting unit to reduce the amount of infrared light when the moving subject approaches, And a second control signal for increasing the light amount of the infrared rays to the light emitting unit.
청구항 1에 있어서, 상기 발광부는,
적외선 발광 소자를 포함하는 3차원 입력장치.
The light emitting device according to claim 1,
A three-dimensional input device comprising an infrared light emitting element.
청구항 1에 있어서,
상기 깊이정보 생성부는 적어도 하나의 TOF(Time Of Flight)와 구조광 방식을 사용하는 3차원 입력장치.
The method according to claim 1,
Wherein the depth information generation unit uses at least one Time Of Flight (TOF) and a structured optical system.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
상기 움직이는 촬영 대상에 대한 거리를 계산하여 상기 거리에 따라 출력광을 조절하도록 상기 발광부를 제어하는 3차원 입력장치.The apparatus of claim 1,
And controls the light emitting unit to adjust an output light according to the distance by calculating a distance to the moving object. 삭제delete 삭제delete
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