KR102088511B1

KR102088511B1 - Apparatus and method for observing optical events

Info

Publication number: KR102088511B1
Application number: KR1020180067438A
Authority: KR
Inventors: 정동원; 김세호
Original assignee: 한국항공대학교산학협력단
Priority date: 2018-06-12
Filing date: 2018-06-12
Publication date: 2020-03-12
Also published as: KR20190140663A

Abstract

광학현상 촬영 방법에 관한 것이며, 광학현상 촬영 방법은 (a) 대상 영역에서 발생되는 광학현상을 검출 가능하도록 상기 대상 영역 내의 복수의 하위 영역 각각에 대응하는 복수의 채널을 갖는 다중채널 광센서가 광학현상이 검출된 채널에 관한 채널 정보를 생성하는 단계; 및 (b) 상기 대상 영역에 대한 이미지를 획득하는 이미지센서가 상기 채널 정보에 기초하여 광학현상이 검출된 채널에 대응하는 검출 영역을 포함하는 광학 이미지를 획득하도록 제어되는 단계를 포함하되, 상기 (b) 단계에서, 상기 광학 이미지는 상기 이미지센서의 전체 픽셀 중 상기 검출 영역에 대응하는 대응 픽셀을 포함하는 관심영역 픽셀로부터 획득될 수 있다.It relates to an optical phenomenon imaging method, the optical phenomenon imaging method is (a) a multi-channel optical sensor having a plurality of channels corresponding to each of a plurality of sub-regions in the target region to detect the optical phenomenon generated in the target region is optical Generating channel information on a channel in which the phenomenon is detected; And (b) an image sensor that acquires an image for the target region is controlled to obtain an optical image including a detection region corresponding to a channel in which an optical phenomenon is detected based on the channel information, wherein the ( In step b), the optical image may be obtained from a region of interest pixel including a corresponding pixel corresponding to the detection region among all pixels of the image sensor.

Description

Optical phenomenon imaging device and method {APPARATUS AND METHOD FOR OBSERVING OPTICAL EVENTS}

본원은 광학현상 촬영 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 다중채널 광센서와 이미지센서를 이용한 광학현상 촬영 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical phenomenon imaging apparatus and method, and more particularly, to an optical phenomenon imaging apparatus and method using a multi-channel optical sensor and an image sensor.

고층대기 방전현상(TLE, Transient Luminous Event)은 고도 20~100km에서 발생하여 매우 짧은 시간 지속되는 대규모 방전현상으로, 정확한 발생 원리와 관련 효과는 아직까지 규명되지 않았다. 이는 수집된 대부분의 데이터가 대기권의 영향으로 본래의 특성이 훼손되었고, 국부적으로 발생하는 하나의 현상에 대한 데이터이기 때문에 범지구적인 효과를 규명하기 어렵기 때문이라 할 수 있다. The high-level atmospheric discharge phenomenon (TLE, Transient Luminous Event) is a large-scale discharge phenomenon that occurs at an altitude of 20 to 100 km and lasts a very short time. The exact principle of occurrence and its related effects have not been identified. This is because most of the collected data has been damaged due to the atmosphere, and it is difficult to ascertain the global effect because it is data about a phenomenon that occurs locally.

이러한 한계를 극복하기 위해서는 대기권 바깥의 인공위성에서 직접 지구를 관측하여 대기에 의한 손실을 최소화하고 보다 넓은 영역에 대한 동시적인 데이터를 얻는 것이 중요하다고 할 수 있다. TLE의 연구에 중요한 과학적 데이터를 제공하기 위하여, 최근 다지점(Multipoint) 및 다시점(Multiview) 관측이 가능한 다수의 인공위성 시스템이 주목받고 있다.In order to overcome these limitations, it can be said that it is important to observe the earth directly from satellites outside the atmosphere to minimize loss due to the atmosphere and to obtain simultaneous data for a wider area. In order to provide important scientific data for the study of TLE, a number of satellite systems capable of multi-point and multi-view observations have recently attracted attention.

최근 관련분야에서는 큐브위성(CubeSat)을 활용한 지구관측에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 큐브위성은 부피 1리터(10cm×10cm×10cm), 최대 질량 1.33kg의 유닛(Unit)이 단일 혹은 다수로 이루어진 초소형위성이다.Recently, research on earth observation using CubeSat has been actively conducted in related fields. A cube satellite is an ultra-small satellite composed of single or multiple units of 1 liter (10 cm × 10 cm × 10 cm) and a maximum mass of 1.33 kg.

큐브위성 시스템의 장점은 기존 인공위성에 비해 상대적으로 매우 짧은 개발기간과 저렴한 개발비용이라 할 수 있다. 이러한 장점은 기존의 중대형급 인공위성으로는 수행하기 어려웠던 다수의 인공위성 운용에 매우 적합하며, 현재 다수의 큐브위성을 활용한 지구관측 연구들이 활발히 진행되고 있다. The advantages of the cube satellite system are relatively short development period and low development cost compared to existing satellites. This advantage is very suitable for the operation of many satellites that were difficult to perform with the existing medium-to-large-scale satellites. Currently, earth observation studies using multiple cube satellites are actively being conducted.

이에 큐브위성의 장점을 활용하면서 TLE를 효과적으로 관측할 수 있는 기술 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop a technology that can effectively observe the TLE while utilizing the advantages of the cube satellite.

본원의 배경이 되는 기술은 문헌 [J. Jeon, "Development of MEMS Telescope for Extreme Lightning (MTEL) for the study of Transient Luminous Events," Ph.D. dissertation, Dept. Physics, Ewha Womans Univ., Seoul, Korea, 2014.]에 개시되어 있다.The technology underlying the present application is described in J. Jeon, "Development of MEMS Telescope for Extreme Lightning (MTEL) for the study of Transient Luminous Events," Ph.D. dissertation, Dept. Physics, Ewha Womans Univ., Seoul, Korea, 2014.].

상기의 문헌에서는 다중채널 광센서의 데이터를 바탕으로 회전거울의 회전각을 변화시켜 광학현상의 광학 줌(optical zoom)을 수행함으로써 광센서 데이터만을 수집할 수 있을 뿐, 광센서 데이터 외에 광학 이미지에 대한 획득은 고려하고 있지 않다. In the above document, only the optical sensor data can be collected by performing an optical zoom of an optical phenomenon by changing the rotation angle of the rotating mirror based on the data of the multi-channel optical sensor. The acquisition of Korea is not considered.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광학현상에 대한 광센서 데이터와 광학 이미지를 함께 획득할 수 있는 광학현상 촬영 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application is to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide an optical phenomenon photographing apparatus and method capable of acquiring optical sensor data and optical images together.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 큐브위성 플랫폼 상에서 광학현상으로서 짧은 지속시간을 갖는 TLE를 관측(광센서 데이터와 광학 이미지 획득)할 수 있는 광학현상 촬영 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application is to solve the problems of the prior art described above, and to provide an optical phenomenon imaging apparatus and method capable of observing (obtaining optical sensor data and optical images) TLE having a short duration as an optical phenomenon on a cube satellite platform It is aimed at.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the embodiments of the present application is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 광학현상 촬영 방법은, (a) 대상 영역에서 발생되는 광학현상을 검출 가능하도록 상기 대상 영역 내의 복수의 하위 영역 각각에 대응하는 복수의 채널을 갖는 다중채널 광센서가 광학현상이 검출된 채널에 관한 채널 정보를 생성하는 단계; 및 (b) 상기 대상 영역에 대한 이미지를 획득하는 이미지센서가 상기 채널 정보에 기초하여 광학현상이 검출된 채널에 대응하는 검출 영역을 포함하는 광학 이미지를 획득하도록 제어되는 단계를 포함하되, 상기 (b) 단계에서, 상기 광학 이미지는 상기 이미지센서의 전체 픽셀 중 상기 검출 영역에 대응하는 대응 픽셀을 포함하는 관심영역 픽셀로부터 획득될 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the optical phenomenon photographing method according to the first aspect of the present application (a) corresponds to each of a plurality of sub-regions in the target region so as to be able to detect an optical phenomenon generated in the target region A multi-channel optical sensor having a plurality of channels to generate channel information on a channel in which an optical phenomenon has been detected; And (b) an image sensor that acquires an image for the target region is controlled to obtain an optical image including a detection region corresponding to a channel in which an optical phenomenon is detected based on the channel information, wherein the ( In step b), the optical image may be obtained from a region of interest pixel including a corresponding pixel corresponding to the detection region among all pixels of the image sensor.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제2 측면에 따른 광학현상 촬영 장치는, 대상 영역에서 발생되는 광학현상을 검출 가능하도록 상기 대상 영역 내의 복수의 하위 영역 각각에 대응하는 복수의 채널을 가지며, 광학현상이 검출된 채널에 관한 채널 정보를 생성하는 다중채널 광센서; 상기 대상 영역에 대한 이미지를 획득 가능하도록 제공되는 이미지센서; 및 상기 채널 정보에 기초하여 상기 이미지센서가 광학현상이 검출된 채널에 대응하는 검출 영역을 포함하는 광학 이미지를 획득하도록 상기 이미지센서를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 광학 이미지는 상기 이미지센서의 전체 픽셀 중 상기 검출 영역에 대응하는 대응 픽셀을 포함하는 관심영역 픽셀로부터 획득될 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the optical phenomenon imaging apparatus according to the second aspect of the present application, a plurality of sub-regions corresponding to each of the plurality of sub-regions in the target region to detect the optical phenomenon generated in the target region A multi-channel optical sensor having a channel and generating channel information on a channel on which an optical phenomenon has been detected; An image sensor provided to acquire an image of the target area; And a control unit controlling the image sensor to obtain an optical image including the detection area corresponding to a channel in which the optical sensor is detected based on the channel information, wherein the optical image is the entire image sensor. It may be obtained from a region of interest pixel including a corresponding pixel corresponding to the detection region among pixels.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제3 측면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 본원의 제1 측면에 따른 광학현상 촬영 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장되는 것일 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the computer program according to the third aspect of the present application may be stored in a recording medium in order to execute the optical phenomenon imaging method according to the first aspect of the present application.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-mentioned means for solving the problems are merely exemplary, and should not be construed as limiting the present application. In addition to the above-described exemplary embodiments, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 다중채널 광센서 및 이미지센서를 포함하는 광학현상 촬영 장치를 통해 광학현상에 대한 광센서 데이터와 광학 이미지를 함께 획득할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, it is possible to acquire optical sensor data and optical images for optical phenomena through an optical phenomena photographing apparatus including a multi-channel optical sensor and an image sensor.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 다중채널 광센서 및 이미지센서를 포함하는 광학현상 촬영 장치를 통해 광학현상으로서 짧은 지속시간을 갖는 TLE를 효과적으로 관측함으로써, 광학현상에 대한 광센서 데이터와 광학 이미지를 TLE 관련 현상에 대한 중요한 과학적 데이터로서 제공할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, by effectively observing a TLE having a short duration as an optical phenomenon through an optical phenomenon imaging device including a multi-channel optical sensor and an image sensor, the optical sensor data and optical image for the optical phenomenon Can provide important scientific data on TLE-related phenomena.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the effects as described above, and other effects may exist.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 장치에서 검출 영역에 대응하는 대응 픽셀을 식별하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 장치에서 C&DHS와의 통신을 포함한 전반적인 임무수행절차를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 방법에 대한 동작 흐름도이다.1 is a view showing a schematic configuration of an optical phenomenon imaging apparatus according to an embodiment of the present application.
2 is a view for explaining an optical phenomenon imaging apparatus according to an embodiment of the present application.
3 is a view for explaining a method of identifying a corresponding pixel corresponding to the detection area in the optical phenomenon imaging apparatus according to an embodiment of the present application.
4 is a diagram schematically showing an overall mission performance procedure including communication with C & DHS in an optical phenomenon imaging apparatus according to an embodiment of the present application.
5 is an operation flowchart for an optical phenomenon imaging method according to an embodiment of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present application pertains may easily practice. However, the present application may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is "connected" to another part, it is not only "directly connected" but also "electrically connected" or "indirectly connected" with another element in between. "Includes the case.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be located on another member "on", "upper", "top", "bottom", "bottom", "bottom", this means that any member This includes not only the contact but also the case where another member exists between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless specifically stated to the contrary.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 장치(100)를 설명의 편의상 본 장치(100)라 하기로 한다.1 is a view showing a schematic configuration of an optical phenomenon imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present application, Figure 2 is a view for explaining an optical phenomenon imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present application. Hereinafter, the optical phenomenon photographing apparatus 100 according to an embodiment of the present application will be referred to as the apparatus 100 for convenience of description.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 장치(100)는 다중채널 광센서(110), 이미지센서(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.1 and 2, the apparatus 100 may include a multi-channel optical sensor 110, an image sensor 120 and a control unit 130.

본 장치(100)는 일예로 위성체(일예로, 큐브위성(CubeSat))에 탑재되는 탑재체(Payload, 搭載體)일 수 있다. The apparatus 100 may be, for example, a payload mounted on a satellite (eg, CubeSat).

본 장치(100)는 다중채널 광센서(110) 및 이미지센서(120)를 이용하여 광학현상으로서 짧은 지속시간을 갖는 고층대기 방전현상(TLE, Transient Luminous Event)을 효과적으로 관측할 수 있다. 즉, 본 장치(100)는 위성체에 탑재되어, 지구저궤도에서 다중채널 광센서(110)를 이용하여 TLE를 감지함과 더불어 이미지센서(120)를 이용하여 감지된 TLE에 대한 광학 이미지를 획득할 수 있다.The apparatus 100 can effectively observe a high-level atmospheric discharge phenomenon (TLE) having a short duration as an optical phenomenon using the multi-channel optical sensor 110 and the image sensor 120. That is, the apparatus 100 is mounted on a satellite, and detects TLE using the multi-channel optical sensor 110 in the Earth's low orbit, and acquires an optical image of the TLE detected using the image sensor 120. You can.

다중채널 광센서(110)는 대상 영역에서 발생되는 광학현상을 검출 가능하도록 대상 영역 내의 복수의 하위 영역 각각에 대응하는 복수의 채널을 가지며, 광학현상이 검출된 채널에 관한 채널 정보를 생성할 수 있다.The multi-channel optical sensor 110 has a plurality of channels corresponding to each of a plurality of sub-regions in the target region to detect optical phenomena generated in the target region, and can generate channel information about a channel in which the optical phenomenon is detected. have.

여기서, 대상 영역은 광학현상이 발생되는 영역, 광학현상을 관측하는 공간, 촬영(관측) 대상 등을 의미할 수 있다. 구체적인 예로, 대상 영역은 고도 20 km 내지 100km 사이의 대기 영역 중 적어도 일부의 영역을 의미할 수 있다.Here, the target area may mean an area where an optical phenomenon occurs, a space for observing the optical phenomenon, a photographing (observing) object, and the like. As a specific example, the target area may mean at least a part of the waiting area between 20 km and 100 km in altitude.

다중채널 광센서(110)는 일예로 광자검출기(Detector)라 달리 표현될 수 있다. 본 장치(100)는 다중채널 광센서(110)를 이용하여 순간적으로 발생하는 광학현상으로서 일예로 고층대기 방전현상(TLE, Transient Luminous Event)의 발생을 검출(발생 여부를 감지)할 수 있다. The multi-channel optical sensor 110 may be expressed differently as an example, a photon detector. The apparatus 100 is an optical phenomenon that occurs instantaneously by using the multi-channel optical sensor 110, for example, can detect (detect whether or not it occurs) a high-level atmospheric discharge phenomenon (TLE, Transient Luminous Event).

다중채널 광센서(110)는 일예로 메인센서로서 다중양극 광전증폭관(Multi-anode Photomultiplier Tube, MaPMT)를 포함할 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. The multi-channel optical sensor 110 may include, for example, a multi-anode photomultiplier tube (MaPMT) as a main sensor, but is not limited thereto.

매우 약한 광(빛)을 감지할 수 있는 광전증폭관의 경우, 광전증폭관에 광(빛)이 입사되면 광전음극에서 2차 전자가 발생되고, 이 전자는 광전증폭관에 공급되는 고전압에 의해 다이노드를 거치면서 증폭될 수 있다. 최종적으로 광전증폭관의 양극에 도달한 전자는 외부에서 전류로 측정이 가능하다.In the case of a photo-amplifier tube capable of detecting very weak light (light), when light (light) is incident on the photo-amplifier, secondary electrons are generated in the photocathode, and this electron is caused by high voltage supplied to the photo-amplifier tube. It can be amplified through the dynode. The electron that finally reaches the anode of the photoelectric amplifier can be measured with an electric current from the outside.

본 장치(100)에 적용되는 MaPMT는 일예로 UV광자에 대한 높은 민감성을 가지며 입력전압에 따라 이득이 달라지는 특성을 지닐 수 있다.MaPMT applied to the device 100 has, for example, a high sensitivity to UV photons and may have a characteristic that a gain varies according to an input voltage.

다중채널 광센서(110)에 포함된 MaPMT는 일예로 8×8 2차원 배열 형태의 센서면(111)(달리 말해, 64개 채널의 센서면)을 가질 수 있으며, 다중채널 광센서(110)로 입력된 광(즉, 광학현상)의 세기에 대한 2차원 정보를 광센서 데이터로서 제공할 수 있다. MaPMT는 일예로 핀홀렌즈(Pin-hole lens, 112)를 통해 대상 영역에서 발생되는 광학현상(특히, 광학현상의 광자)을 검출하여 입력된 광의 세기에 따라 전류를 출력할 수 있다.MaPMT included in the multi-channel optical sensor 110 may have, for example, an 8 × 8 2-dimensional array type sensor surface 111 (in other words, 64 channel sensor surfaces), and the multi-channel optical sensor 110. It is possible to provide two-dimensional information about the intensity of the light (ie, optical phenomenon) input as the optical sensor data. MaPMT may detect an optical phenomenon (in particular, a photon of an optical phenomenon) generated in a target region through a pin-hole lens 112, and output a current according to the intensity of the input light.

즉, 대상 영역에서 발생되는 광학현상의 광(TLE로부터 발생한 광)은 다중채널 광센서(110)의 핀홀렌즈(Pin-hole lens, 112)를 통과하여 다중채널 광센서(110) 내 MaPMT 센서면(111)에 입사될 수 있다.That is, the light of the optical phenomenon generated in the target area (light generated from the TLE) passes through a pin-hole lens (112) of the multi-channel optical sensor 110, the MaPMT sensor surface in the multi-channel optical sensor 110 (111).

다중채널 광센서(110)는 복수의 채널(다중채널)로 입력되는 광의 신호 강도(세기)를 고려하여, 복수의 채널 중 신호 강도(세기)가 임계 조건을 충족하는 채널을 광학현상이 검출된 채널로서 식별할 수 있다. 다중채널 광센서(110)는 일예로 64개 채널 중 광학현상이 검출된 채널을 식별할 수 있다. 여기서, 임계 조건은 미리 설정된 시간 범위에서의 에너지 강도 변화율이 미리 설정된 임계값을 초과하는 조건일 수 있다. The multi-channel optical sensor 110 considers the signal strength (intensity) of light input to a plurality of channels (multi-channel), and the optical phenomenon is detected in a channel in which the signal strength (intensity) among the plurality of channels satisfies a threshold It can be identified as a channel. The multi-channel optical sensor 110 may identify, for example, a channel in which an optical phenomenon is detected among 64 channels. Here, the threshold condition may be a condition in which an energy intensity change rate in a preset time range exceeds a preset threshold value.

또한, 본 장치(100)는 도면에 도시하지는 않았으나 다중채널 광센서(110)의 전류 출력을 통합하여 디지털화하는 아날로그 디지털 변환부(미도시, Analog To Digital Converter, ADC)를 포함할 수 있다. ADC는 다중채널 광센서(110)의 전류 출력으로서 MaPMT의 64개 채널로부터 발생하는 전류를 디지털 신호로 변환할 수 있다. In addition, although not shown in the drawing, the apparatus 100 may include an analog-to-digital converter (not shown, Analog To Digital Converter, ADC) that integrates and digitizes the current output of the multi-channel optical sensor 110. The ADC is a current output of the multi-channel optical sensor 110 and can convert current generated from 64 channels of MaPMT into a digital signal.

다중채널 광센서(110)는 아날로그 디지털 변환부(미도시)에 의해 디지털화된 전류 출력에 기초하여 복수의 채널(다중채널) 중 광학현상이 검출된 채널을 식별할 수 있다. 이에 대한 설명은 후술하는 도 3을 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있다. The multi-channel optical sensor 110 may identify a channel in which an optical phenomenon is detected among a plurality of channels (multi-channel) based on a current output digitized by an analog-to-digital converter (not shown). The description of this may be more easily understood with reference to FIG. 3 described below.

본 장치(100)에서는 아날로그 디지털 변환부(미도시)로서 일예로 DDC264가 적용될 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. 일예로, DDC264는 64개의 채널(입력채널)을 통해 전하의 손실 없이 이중전환적분기를 통한 연속적인 전류 적분을 수행할 수 있다. 이중전환적분기는 내부의 제1 적분기와 제2 적분기를 이용하여 전류적분과 아날로그-디지털 변환을 교번하여(번갈아) 수행할 수 있다. DDC264의 전류적분 시간은 일예로 166 μs부터 1s까지 설정될 수 있으며, fA 또는 μA 단위의 전류에 대한 매우 정밀한 측정이 가능하다.In the apparatus 100, DDC264 may be applied as an analog-to-digital conversion unit (not shown), but is not limited thereto. As an example, the DDC264 can perform continuous current integration through a double conversion integrator without loss of charge through 64 channels (input channels). The dual conversion integrator can be performed by alternating (alternating) the current integration and the analog-to-digital conversion using the internal first integrator and the second integrator. The current integration time of the DDC264 can be set, for example, from 166 μs to 1 s, and it is possible to measure very accurately in the fA or μA current.

본 장치(100)는 DDC264를 통해 다중채널 광센서(110)의 64개 채널의 전류를 실시간으로 측정할 수 있다. The device 100 can measure the current of 64 channels of the multi-channel optical sensor 110 in real time through DDC264.

이미지센서(120)는 대상 영역에 대한 이미지를 획득 가능하도록 제공될 수 있다. 이미지센서(120)는 카메라, 이미지 획득 장치 등으로 달리 표현될 수 있다. The image sensor 120 may be provided to acquire an image of a target area. The image sensor 120 may be represented differently by a camera, an image acquisition device, or the like.

이미지센서(120)는 제어부(130)에 의한 제어에 의해, 다중채널 광센서(110)에서 생성된 광학현상이 검출된 채널에 관한 채널 정보에 기초하여, 광학현상이 검출된 채널에 대응하는 검출 영역을 포함하는 광학 이미지를 획득할 수 있다. 이미지센서(120)는 다중채널 광센서(110)를 통해 검출된 TLE의 광학 이미지를 획득할 수 있다.The image sensor 120 detects an optical phenomenon corresponding to the channel on which the optical phenomenon is detected based on the channel information on the channel on which the optical phenomenon generated by the multi-channel optical sensor 110 is detected by control by the control unit 130. It is possible to obtain an optical image comprising an area. The image sensor 120 may acquire an optical image of the TLE detected through the multi-channel optical sensor 110.

이때, 이미지센서(120)를 통해 획득되는 광학 이미지는, 이미지센서(120)의 전체 픽셀(P) 중 검출 영역에 대응하는 대응 픽셀(correspondence pixel, CP)을 포함하는 관심영역 픽셀(region of interest pixel, ROI P)로부터 획득될 수 있다. 여기서, 관심영역 픽셀(ROI P)은 검출 영역을 포함하도록 기정의된 관심 영역(region of interest, ROI)에 대응하는 픽셀일 수 있다.In this case, the optical image obtained through the image sensor 120 is a region of interest including a corresponding pixel (CP) corresponding to a detection region among all pixels P of the image sensor 120 pixel, ROI P). Here, the region of interest pixel ROI P may be a pixel corresponding to a region of interest (ROI) defined to include a detection region.

여기서, 관심영역(ROI)의 크기는 이미지센서(120)의 전체 픽셀 중 일부의 픽셀을 포함하는 크기일 수 있다. 이러한 관심영역(ROI)의 크기는 사용자에 의해 정의된 크기로 설정되거나 시스템에서 기본으로 설정된 값(기본값)으로 설정될 수 있다. Here, the size of the region of interest (ROI) may be a size including a portion of pixels among all the pixels of the image sensor 120. The size of the region of interest (ROI) may be set to a size defined by the user or may be set to a value (default) set as a default in the system.

또한, 이미지센서(120)는 다중채널 광센서(110)를 통해 광학현상이 검출(감지)된 이후, 미리 설정된 수의 광학 이미지를 연속적으로 획득할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 수는 일예로 10장 이하일 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다.In addition, after the optical phenomenon is detected (detected) through the multi-channel optical sensor 110, the image sensor 120 may continuously acquire a preset number of optical images. Here, the preset number may be 10 or less, for example, and is not limited thereto.

일예로, 대상 영역에서 발생되는 광학현상의 광(TLE로부터 발생한 광)은 이미지센서(120)의 고정 초점 렌즈(fixed focus lens, 122)를 통과하여 이미지센서(120) 내 CMOS 센서면(121)에 입사될 수 있다.For example, the light of the optical phenomenon generated in the target area (light generated from the TLE) passes through a fixed focus lens (122) of the image sensor 120, the CMOS sensor surface 121 in the image sensor 120 Can be incident on.

제어부(130)는 다중채널 광센서(110)에서 생성된 광학현상이 검출된 채널에 관한 채널 정보에 기초하여 이미지센서(120)가 광학현상이 검출된 채널에 대응하는 검출 영역을 포함하는 광학 이미지를 획득하도록 이미지센서(120)를 제어할 수 있다.The controller 130 is based on the channel information on the channel in which the optical phenomenon generated by the multi-channel optical sensor 110 is detected, the image sensor 120 includes an optical image including a detection area corresponding to the channel in which the optical phenomenon is detected The image sensor 120 may be controlled to acquire.

제어부(130)는 다중채널 광센서(110)를 통해 광학현상이 검출(감지)된 경우, 이미지센서(120)를 통해 미리 설정된 수의 광학 이미지의 획득이 이루어지도록 이미지센서(120)를 제어할 수 있다. When the optical phenomenon is detected (detected) through the multi-channel optical sensor 110, the controller 130 controls the image sensor 120 to acquire a preset number of optical images through the image sensor 120. You can.

제어부(130)에 의한 제어에 의해 이미지센서(120)는 광학 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 본 장치(100)는 일예로 다중채널 광센서(110)의 각 채널마다 기정의된 대응 픽셀 정보를 고려하여 광학 이미지를 획득할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다. Under the control of the controller 130, the image sensor 120 may acquire an optical image. In this case, the apparatus 100 may acquire an optical image in consideration of predefined corresponding pixel information for each channel of the multi-channel optical sensor 110, for example. The detailed description of this is as follows.

본 장치(100)는 도면에 도시하지는 않았으나 대응 픽셀 정의부(미도시)를 포함할 수 있다.Although not illustrated in the drawings, the apparatus 100 may include a corresponding pixel definition unit (not shown).

대응 픽셀 정의부(미도시)는 다중채널 광센서(110)의 각 채널마다, 각 채널에 대응되는 이미지센서(120)의 픽셀을 정의할 수 있다. 달리 말해, 대응 픽셀 정의부(미도시)는 다중채널 광센서(110)의 복수의 채널 각각에 대하여, 각 채널에 대응되는 이미지센서(120)의 픽셀을 대응 픽셀(또는 초기 픽셀)로서 정의할 수 있다.The corresponding pixel definition unit (not shown) may define a pixel of the image sensor 120 corresponding to each channel for each channel of the multi-channel optical sensor 110. In other words, for each of a plurality of channels of the multi-channel optical sensor 110, the corresponding pixel definition unit (not shown) defines pixels of the image sensor 120 corresponding to each channel as corresponding pixels (or initial pixels). You can.

대응 픽셀 정의부(미도시)는, 다중채널 광센서(110)의 각 채널과 이미지센서(120)의 특정 픽셀이 일대일 대응되도록, 각 채널마다의 대응 픽셀 정보를 정의할 수 있다. The corresponding pixel definition unit (not shown) may define corresponding pixel information for each channel such that each channel of the multi-channel optical sensor 110 and a specific pixel of the image sensor 120 correspond one-to-one.

예를 들어, 다중채널 광센서(110)의 복수의 채널(예시적으로, 64개의 채널) 중 22번 채널에서 광학현상이 검출되는 경우, 다중채널 광센서(110)는 광학현상이 검출된 채널에 관한 채널 정보로서 '22번 채널에서 광학현상이 검출됨'과 같은 정보를 생성할 수 있다.For example, when an optical phenomenon is detected in a channel 22 of a plurality of channels (for example, 64 channels) of the multi-channel optical sensor 110, the multi-channel optical sensor 110 is a channel in which the optical phenomenon is detected As the channel information about, information such as 'optical phenomenon detected in channel 22' may be generated.

이후 제어부(130)는 다중채널 광센서(110)에 의해 생성된 채널 정보가 이미지센서(120)로 전달되도록 다중채널 광센서(110)를 제어할 수 있다.Thereafter, the controller 130 may control the multi-channel optical sensor 110 so that channel information generated by the multi-channel optical sensor 110 is transmitted to the image sensor 120.

이미지센서(120)는 대응 픽셀 정의부(미도시)에 의해 기정의된 대응 픽셀 정보에 기초하여, 이미지센서(120)의 전체 픽셀(P) 중 다중채널 광센서(110)로부터 전달받은 채널 정보(즉, 광학현상이 검출된 채널에 관한 채널 정보)에 대응하는 대응 픽셀(CP1)부터 기정의된 관심영역에 대응하는 픽셀(ROI P, 관심영역 픽셀)에 대응하는 광학 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 광학 이미지의 획득이 이루어지는 관심영역 픽셀(ROI P) 내에는 광학현상이 검출된 다중채널 광센서(110)의 22번 채널에 대응하는 검출 영역에 대응하는 픽셀(CP)이 포함될 수 있다.The image sensor 120 based on the corresponding pixel information defined by the corresponding pixel definition unit (not shown), the channel information received from the multi-channel optical sensor 110 among all the pixels P of the image sensor 120 The optical image corresponding to the pixel (ROI P, pixel of interest) corresponding to the predefined region of interest may be obtained from the corresponding pixel CP1 corresponding to (ie, channel information about the channel on which the optical phenomenon is detected). . Here, the pixel CP corresponding to the detection region corresponding to channel 22 of the multi-channel optical sensor 110 in which the optical phenomenon is detected may be included in the region of interest pixel ROI P where the optical image is acquired.

즉, 이미지센서(120)는 다중채널 광센서(110)로부터 전달받은 채널 정보에 기초하여, 광학현상이 검출된 채널에 대응하는 검출 영역을 포함하는 광학 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 이미지센서(120)를 통해 획득되는 광학 이미지의 크기는 관심영역 픽셀(ROI P)에 대응하는 크기로서, 이는 이미지센서(120)의 전체 픽셀(P) 중 일부의 픽셀을 포함하는 크기일 수 있다. That is, the image sensor 120 may obtain an optical image including a detection area corresponding to a channel in which an optical phenomenon has been detected, based on channel information received from the multi-channel optical sensor 110. At this time, the size of the optical image obtained through the image sensor 120 is a size corresponding to a region of interest pixel (ROI P), which is a size including a pixel of a portion of all the pixels (P) of the image sensor 120 You can.

이러한 본 장치(100)는 다중채널 광센서(110) 및 이미지센서(120)를 이용한 광학현상 촬영을 통해, 순간적으로 발생하는 광학현상을 획득하기 위해 소요되는 시간을 효과적으로 단축하고, 관측 대상을 중심으로 광학 데이터(즉, 광센서 데이터와 광학 이미지)를 획득하여 불필요한 데이터양을 최소화시킬 수 있다. 다시 말해, 본 장치(100)는 광학현상을 보다 신속하게 촬영할 수 있고, 효과적으로 광학현상 관련 데이터를 획득할 수 있다.The apparatus 100 effectively shortens the time required to acquire an optical phenomenon occurring instantaneously through the optical phenomenon shooting using the multi-channel optical sensor 110 and the image sensor 120, and focuses on the object to be observed. By acquiring optical data (ie, optical sensor data and optical images), it is possible to minimize the amount of unnecessary data. In other words, the apparatus 100 can more quickly photograph optical phenomena, and effectively acquire data related to optical phenomena.

또한, 본 장치(100)는 도면에 도시하지는 않았으나 저장부(미도시)를 포함할 수 있다.In addition, although the apparatus 100 is not illustrated in the drawings, it may include a storage unit (not shown).

저장부(미도시)는 이미지센서(120)를 통해 획득된 광학 이미지를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(미도시)는 다중채널 광센서(110)를 통해 측정된 광센서 데이터를 저장할 수 있다. 구체적으로, 저장부(미도시)는 다중채널 광센서(110)를 통해 측정된 광센서 데이터로서, 다중채널 광센서(110)의 MaPMT로 입력된 광(즉, 광학현상)의 세기에 대한 2차원 정보를 저장할 수 있다.The storage unit (not shown) may store the optical image acquired through the image sensor 120. Also, the storage unit (not shown) may store optical sensor data measured through the multi-channel optical sensor 110. Specifically, the storage unit (not shown) is the optical sensor data measured through the multi-channel optical sensor 110, 2 for the intensity of the light (ie, optical phenomenon) input to the MaPMT of the multi-channel optical sensor 110. Dimensional information can be stored.

또한, 본 장치(100)는 도면에 도시하지는 않았으나 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.Also, although the apparatus 100 is not illustrated in the drawings, it may include a communication unit (not shown).

통신부(미도시)는 명령 및 데이터 처리 시스템(command and data handling system, C&DHS)과 통신을 수행할 수 있다.The communication unit (not shown) may communicate with a command and data handling system (C & DHS).

제어부(130)는 통신부(미도시)를 통해 명령 및 데이터 처리 시스템으로부터 명령을 받아 임무를 수행할 수 있으며, 임무 수행에 의해 수집된 로그 및 임무데이터(이는 본 장치를 통해 관측된 광학현상 관련 데이터로서, 광센서 데이터 및 광학 이미지를 의미할 수 있음)를 명령 및 데이터 처리 시스템으로 제공할 수 있다.The control unit 130 may receive a command from a command and data processing system through a communication unit (not shown) to perform a task, and log and task data collected by performing the task (this is data related to optical phenomenon observed through the device) As it is, it can provide optical sensor data and optical images) to a command and data processing system.

제어부(130)는, 명령 및 데이터 처리 시스템으로부터 데이터 요청이 이루어진 경우, 데이터 요청에 응답하여 이미지센서(120)를 통해 획득되어 기저장된 광학 이미지를 통신부(미도시)를 통해 명령 및 데이터 처리 시스템으로 전송할 수 있다.When a data request is made from the command and data processing system, the controller 130 receives the pre-stored optical image through the image sensor 120 in response to the data request to the command and data processing system through a communication unit (not shown). Can transmit.

이러한 본 장치(100)는 지속시간이 짧은 광학현상(특히, TLE)에 대한 즉각적이고 연속적인 이미지 획득을 효과적으로 수행할 수 있다. 또한, 본 장치(100)는 관측하고자 하는 광학현상을 중점으로 광학 이미지를 획득할 수 있어 불필요한 데이터 획득을 효과적으로 줄일 수 있다. 또한, 본 장치(100)는 광학현상의 관측(촬영)에 필요한 핵심적인 센서(다중채널 광센서와 이미지센서) 이외에 부가적인 모듈이 불필요하여 관측모듈(본 장치)의 소형화가 가능하다.The apparatus 100 can effectively perform immediate and continuous image acquisition for a short-duration optical phenomenon (especially TLE). In addition, the apparatus 100 can acquire an optical image focusing on an optical phenomenon to be observed, thereby effectively reducing unnecessary data acquisition. In addition, since the apparatus 100 does not require an additional module in addition to the core sensors (multi-channel optical sensor and image sensor) necessary for observation (shooting) of optical phenomena, the observation module (this apparatus) can be miniaturized.

본 장치(100)는 인공위성이나 항공기 등을 이용한 광학현상 관측에 적용될 수 있다. 또한, 본 장치(100)는 방사선 관측을 위한 초소형 위성 탑재체용 검출기 및 카메라 설계에 적용할 수 있다. 또한, 본 장치(100)는 일예로 다수의 다중채널 광센서 및 고해상도 이미지센서(카메라)를 이용하는 경우, 보다 고품질의 광학 이미지를 획득할 수 있다.The apparatus 100 may be applied to observation of optical phenomena using satellites or aircraft. In addition, the apparatus 100 can be applied to the design of a detector and camera for an ultra-small satellite mount for radiation observation. In addition, when using a plurality of multi-channel optical sensors and a high-resolution image sensor (camera) as an example, the apparatus 100 may acquire a higher quality optical image.

상기의 예시에서는 이미지센서(120)가 제어부(130)의 제어에 의해 동작하는 것으로 예시하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 다중채널 광센서(110)는 TLE에서 발생하는 광자에 대한 검출을 실시간으로 수행할 수 있는데, 이때, TLE가 검출되는 경우 다중채널 광센서(110)가 광학현상(TLE)이 검출된 채널에 관한 채널 정보를 트리거신호로서 이미지센서(120)로 전달함으로써, 이미지센서(120)가 동작할 수 있다. 이미지 센서(120)는 다중채널 광센서(110)로부터 전달받은 채널 정보(즉, 트리거신호)에 응답하여 미리 설정된 수의 광학 이미지를 연속적으로 획득할 수 있다. In the above example, the image sensor 120 is illustrated as operating under the control of the controller 130, but is not limited thereto. As another example, the multi-channel optical sensor 110 may perform real-time detection of photons generated in the TLE. At this time, when the TLE is detected, the multi-channel optical sensor 110 detects an optical phenomenon (TLE). By transmitting channel information regarding a channel as an trigger signal to the image sensor 120, the image sensor 120 may operate. The image sensor 120 may continuously acquire a preset number of optical images in response to channel information (ie, a trigger signal) received from the multi-channel optical sensor 110.

다중채널 센서부(110)에서 복수의 채널 중 광학현상이 검출된 채널을 식별하는 방법에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다.A detailed description of the method for identifying the channel in which the optical phenomenon is detected among the plurality of channels in the multi-channel sensor unit 110 is as follows.

본 장치(100)가 다중채널 광센서(110)와 이미지센서(120)를 이용하여 광학현상(예를들어, TLE)을 관측(촬영)하기 위해서는, 우주에서 발생하는 다른 UV광학현상으로부터 TLE를 구별해내야 할 필요가 있다. 또한, 광학현상(TLE)의 지속시간이 짧음을 고려하면, 본 장치(100)는 짧은 시간 지속되는 TLE에 대하여 즉각적으로 광학 이미지를 획득해야 할 필요가 있다. 이를 위해, 본 장치(100)는 TLE 판별부(TLE discriminators)로서 펄스판별부(미도시) 및 위치판별부(미도시)를 포함할 수 있다.In order for the apparatus 100 to observe (shoot) optical phenomena (eg, TLE) using the multi-channel optical sensor 110 and the image sensor 120, TLE is obtained from other UV optical phenomena occurring in space. It needs to be distinguished. In addition, considering that the duration of the optical phenomenon (TLE) is short, the apparatus 100 needs to acquire an optical image immediately for a TLE that lasts a short time. To this end, the apparatus 100 may include a pulse discrimination unit (not shown) and a location discrimination unit (not shown) as TLE discriminators.

펄스판별부(미도시)는 TLE의 짧은 지속시간을 고려하여 펄스 형태의 섬광을 도시야경, 오로라 등의 다른 DC형태의 광(빛)과 구별해낼 수 있다. 이를 위해, 펄스판별부(미도시)는 미리 설정된 시간 동안 다중채널 광센서(110), 광자검출기)에 입사되는 광(빛)의 세기의 변화량을 기준으로 TLE를 판별할 수 있다.The pulse discrimination unit (not shown) can distinguish the pulse type flash from other DC types of light (light) such as a city night view or aurora in consideration of the short duration of the TLE. To this end, the pulse discrimination unit (not shown) may determine the TLE based on the amount of change in the intensity of light (light) incident on the multi-channel optical sensor 110 and the photon detector for a predetermined time.

구체적으로 예를들면, 다중채널 광센서(110)는 아날로그 디지털 변환부(일예로, DDC264)의 이중전환적분기를 이용하여 다중채널 광센서(110)에 입사되는 광을 일예로 166 μs마다 측정할 수 있다. 이때, 다중채널 광센서(110)는 보다 정확한 광센서 데이터의 측정을 위해 적어도 2회 이상 측정된 값을 평균하여 하나의 데이터로 생성하여 이용할 수 있다. 이러한 경우, 매 332 μs마다 평균된 광센서 데이터가 생성될 수 있는데, 이때 펄스판별부(미도시)는 이 데이터의 차이를 비교하여 광의 세기의 변화량을 계산한다. 다시 말해, 펄스판별부(미도시)는 현재 생성되어 획득된 현재 광센서 데이터(현재 평균된 광센서 데이터)와 이전에 생성되어 획득된 이전 광센서 데이터(이전 평균된 광센서 데이터) 간의 차이를 비교하여, 광의 세기의 변화량을 계산할 수 있다. 이때, 펄스판별부(미도시)는 비교 결과, 광의 세기의 변화량이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 광학현상이 발생했다고 판단할 수 있다. Specifically, for example, the multi-channel optical sensor 110 may measure light incident on the multi-channel optical sensor 110 for example, every 166 μs by using a dual conversion integrator of an analog digital conversion unit (eg, DDC264). You can. In this case, the multi-channel optical sensor 110 may generate and use one data by averaging the values measured at least two times for more accurate measurement of the optical sensor data. In this case, the averaged light sensor data can be generated every 332 μs, wherein the pulse discrimination unit (not shown) compares the difference between the data and calculates a change in light intensity. In other words, the pulse discrimination unit (not shown) indicates the difference between the current optical sensor data (currently averaged optical sensor data) currently generated and acquired and the previous optical sensor data (previously averaged optical sensor data) generated and acquired. By comparison, the amount of change in light intensity can be calculated. At this time, the pulse discrimination unit (not shown) may determine that an optical phenomenon has occurred when the amount of change in light intensity exceeds a preset threshold as a result of the comparison.

달리 표현하여, 다중채널 광센서(110)는 복수의 채널로 입력되는 광의 신호 강도를 고려하여, 복수의 채널 중 신호 강도가 임계 조건을 충족하는 채널을 광학현상이 검출된 채널로서 식별할 수 있다. 이때, 임계 조건은 이전에 획득된 이전 광센서 데이터 대비 현재 획득된 현재 광센서 데이터 간의 차이가 미리 설정된 임계값을 초과하는 조건일 수 있다. 달리 말해, 임계 조건은 미리 설정된 시간 범위에서의 에너지 강도 변화율이 미리 설정된 임계값을 초과하는 조건일 수 있다. In other words, the multi-channel optical sensor 110 may identify a channel in which the signal strength satisfies a threshold condition among the plurality of channels as a channel in which the optical phenomenon is detected, in consideration of the signal strengths of light input to the plurality of channels. . In this case, the threshold condition may be a condition in which a difference between the previously acquired current photosensor data and the currently acquired photosensor data exceeds a preset threshold. In other words, the threshold condition may be a condition in which an energy intensity change rate in a preset time range exceeds a preset threshold value.

이처럼, 다중채널 광센서(110)는 아날로그 디지털 변환부(미도시)를 이용하여 측정된 복수의 채널로 입사되는 광의 신호 강도를 고려하여 복수의 채널 중 광학현상이 검출된 채널을 식별할 수 있다. As such, the multi-channel optical sensor 110 may identify a channel in which optical phenomena are detected among a plurality of channels in consideration of signal strengths of light incident on a plurality of channels measured using an analog-to-digital conversion unit (not shown). .

펄스판별부(미도시)로부터 TLE의 발생여부가 판별된 경우(즉, 복수의 채널 중 광학현상이 검출된 채널이 식별된 경우), 위치판별부(미도시)는 이미지센서(120) 상에서 예상되는 광학현상(TLE)의 위치를 추정할 수 있다.When it is determined whether TLE is generated from the pulse discrimination unit (not shown) (ie, when a channel in which optical phenomena are detected among a plurality of channels is identified), the position discrimination unit (not shown) is expected on the image sensor 120. It is possible to estimate the position of the optical phenomenon (TLE).

구체적으로, 대상 영역에서 발생되는 광학현상의 광(TLE로부터 발생한 광)은 다중채널 광센서(110)의 핀홀렌즈(112)를 통과하여 다중채널 광센서(110) 내 MaPMT의 8×8 형태의 양극센서면(111)에 입사될 수 있다. 이를 통해, 위치판별부(미도시)는 MaPMT의 64개 채널의 2차원 데이터(광센서 데이터)를 기초로 하여 다중채널 광센서(110)의 시야각 내에서 상대적인 광학현상(TLE)이 발생되는 위치를 판단할 수 있다.Specifically, the optical phenomenon light (light generated from the TLE) generated in the target area passes through the pinhole lens 112 of the multi-channel optical sensor 110, and 8 × 8 form of MaPMT in the multi-channel optical sensor 110 It may be incident on the anode sensor surface 111. Through this, the position determining unit (not shown) is a location where relative optical phenomena (TLE) are generated within the viewing angle of the multi-channel optical sensor 110 based on two-dimensional data (optical sensor data) of 64 channels of MaPMT. Can judge.

또한, 본 장치(100)에서 다중채널 광센서(110)의 핀홀렌즈(112)의 시야각과 이미지센서(120)의 고정 초점 렌즈(122)의 시야각은 동일한 각도로 설정될 수 있다. 일예로, 동일한 각도는 35˚일 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다.In addition, the viewing angle of the pinhole lens 112 of the multi-channel optical sensor 110 and the viewing angle of the fixed focus lens 122 of the image sensor 120 in the apparatus 100 may be set to the same angle. For example, the same angle may be 35 degrees, but is not limited thereto.

본 장치(100)에서 핀홀렌즈(112)의 시야각과 고정 초점 렌즈(122)의 시야각이 동일하게 설정됨으로써, 위치판별부(미도시)는 광학현상이 검출된 채널에 대응하는 이미지센서(특히 CMOS 센서면) 상에서의 TLE의 예상위치(즉, 검출 영역에 대응하는 대응 픽셀의 위치)를 MaPMT의 64개 채널에 대응되는 룩업테이블(달리 말해, 대응 픽셀 정의부에 의해 기정의된 대응 픽셀 정보)에 기반하여 추정할 수 있다.In the apparatus 100, the viewing angle of the pinhole lens 112 and the fixed focus lens 122 are set to be the same, so that the position determining unit (not shown) is an image sensor (especially CMOS) corresponding to a channel in which an optical phenomenon has been detected. A lookup table corresponding to 64 channels of MaPMT (that is, corresponding pixel information defined by the corresponding pixel definition unit) on the TLE's expected position (ie, the position of the corresponding pixel corresponding to the detection area) on the sensor surface) It can be estimated based on.

위치판별부(미도시)에 의해 추정된 이미지센서(120) 상의 TLE의 예상위치는 제어부(130)의 제어에 의해 이미지센서(120)로 전달될 수 있으며, 이미지센서(120)는 이미지센서의 전체 픽셀(P) 중 TLE의 예상위치(달리 말해, 검출 영역에 대응하는 대응 픽셀)를 포함하는 관심영역 픽셀(ROI P)로부터 광학 이미지를 획득할 수 있다. 일예로, 전체 픽셀(P)의 크기는 (2592H×1944V)이고, 관심영역 픽셀(ROI P)의 크기는 (640H×480V)일 수 있다. 이에 따르면, 광학 이미지의 크기는 관심영역 픽셀(ROI P)의 크기에 대응하는 크기로서 (640H×480V)일 수 있다. 이미지센서(120)를 통해 획득된 광학 이미지는 저장부(미도시)에 저장될 수 있다.The estimated position of the TLE on the image sensor 120 estimated by the location discrimination unit (not shown) may be transmitted to the image sensor 120 under the control of the controller 130, and the image sensor 120 may The optical image may be obtained from the region of interest pixel ROI P including the predicted position of the TLE (in other words, the corresponding pixel corresponding to the detection region) among all the pixels P. For example, the size of the entire pixel P may be (2592H × 1944V), and the size of the region of interest pixel ROI P may be (640H × 480V). According to this, the size of the optical image may be (640H × 480V) as a size corresponding to the size of the region of interest pixel (ROI P). The optical image obtained through the image sensor 120 may be stored in a storage unit (not shown).

이처럼, 본 장치(100)는 전체 픽셀 중 관심영역 픽셀에 대응하는 크기의 광학 이미지를 저장부(미도시)에 저장함으로써, 전체 픽셀을 저장하는 것 대비 메모리의 사용을 효과적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 광학 이미지의 획득 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다.As described above, the apparatus 100 stores an optical image having a size corresponding to a pixel of a region of interest among all pixels in a storage unit (not shown), thereby effectively reducing the use of memory as compared to storing all the pixels as well as optically. The acquisition time of an image can be shortened effectively.

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 장치(100)에서 검출 영역에 대응하는 대응 픽셀을 식별(달리 말해, 광학현상이 검출된 채널에 대응하는 이미지센서 상에서의 TLE의 예상위치를 식별)하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 달리 표현하여, 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 장치(100)를 통한 TLE 관측 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. Figure 3 identifies the corresponding pixel corresponding to the detection area in the optical phenomenon imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present application (in other words, to identify the expected position of the TLE on the image sensor corresponding to the channel where the optical phenomenon is detected) ) Is a diagram for explaining a method. In other words, FIG. 3 is a diagram for explaining a TLE observation algorithm through the optical phenomenon imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present application.

도 3을 참조하면, 도 3(a)는 복수의 채널을 포함하는 MaPMT의 2차원 센서면(111) 중 광학현상이 54번 채널에서 검출된 경우의 예를 나타내고, 도 3(b)는 아날로그 디지털 변환부(일예로, DDC264)를 통해 측정된 54번 채널의 ADC 값의 그래프를 나타낸 도면이다.Referring to FIG. 3, FIG. 3 (a) shows an example in which an optical phenomenon is detected in the channel 54 of the two-dimensional sensor surface 111 of MaPMT including a plurality of channels, and FIG. 3 (b) is analog This is a graph showing the ADC value of channel 54 measured through a digital converter (for example, DDC264).

펄스판별부(미도시)는 t _k 시점 ADC값과 t _k ₊₁ 시점의 ADC값을 비교하여, 두 시점의 광(빛)의 세기의 차이(e _k -e _k ₊₁)가 미리 설정된 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다. 비교 결과, 두 시점의 광의 세기 차이가 미리 설정된 임계값을 초과하면, 펄스판별부(미도시)는 MaPMT의 2차원 센서면(111)에 입사된 광, 특히 54번 채널에 입사된 광이 TLE인 것으로 판단할 수 있다. 펄스판별부(미도시)에 의해 입사된 광이 TLE로 판별됨과 동시에, 위치판별부(미도시)는 The pulse discrimination unit (not shown) compares the ADC value at t _k time point and the ADC value at t _k ₊₁ time point, and the difference (e _k -e _k ₊₁ ) of the intensity of light (light) at two time points is preset. You can determine if it exceeds the value. As a result of comparison, when the difference in the intensity of light at two viewpoints exceeds a preset threshold, the pulse discrimination unit (not shown) is the light incident on the two-dimensional sensor surface 111 of MaPMT, particularly the light incident on channel 54 is TLE It can be judged as being. At the same time as the light incident by the pulse discrimination unit (not shown) is determined as TLE, the position discrimination unit (not shown)

도 3(c)에서와 같이 이미지센서(120) 내 CMOS 센서면(121) 상에서의 TLE 예상위치(달리 표현하여, 광학현상이 검출된 54번 채널에 대응하는 검출 영역에 대응하는 이미지센서 상에서의 대응 픽셀)를 MaPMT의 2차원 센서면(111)에서의 의 활성화된 채널(즉, 54번 채널)로부터 알아낼 수 있다.As shown in Figure 3 (c), the TLE expected position on the CMOS sensor surface 121 in the image sensor 120 (in other words, on the image sensor corresponding to the detection area corresponding to the channel 54 where the optical phenomenon is detected) Corresponding pixels) can be determined from the activated channel of the MaPMT's two-dimensional sensor surface 111 (ie, channel 54).

본 장치(100)에서 다중채널 광센서(110) 및 이미지센서(120)를 이용한 광학현상 촬영 방법(달리 말해, 광학현상 관측 알고리즘)은 본 장치(100)의 메인프로세서의 FPGA상에 하드웨어 논리회로로 구현될 수 있다.In the apparatus 100, an optical phenomenon photographing method using a multi-channel optical sensor 110 and an image sensor 120 (in other words, an optical phenomenon observation algorithm) is a hardware logic circuit on the FPGA of the main processor of the apparatus 100. Can be implemented as

도 4는 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 장치(100)에서 C&DHS와의 통신을 포함한 전반적인 임무수행절차를 개략적으로 나타낸 도면이다.4 is a view schematically showing an overall mission performance procedure including communication with C & DHS in the optical phenomenon imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present application.

도 4에 도시된 임무수행절차는 앞서 설명된 광학현상 촬영 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 광학현상 촬영 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 임무수행절차에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The task performance procedure illustrated in FIG. 4 may be performed by the optical phenomenon imaging apparatus 100 described above. Therefore, even if omitted, the description of the optical phenomenon imaging apparatus 100 may be equally applied to the description of the mission performance procedure.

도 4에서 TLE 관측 시스템(TLE observation system)은 본 장치(100)를 의미하고, 카메라(Camera)는 이미지센서(120)를 의미하고, 검출기(Detector)는 다중채널 광센서(110, 광자검출기)를 의미하고, NIOS-II는 제어부(130)를 의미할 수 있다. C&DHS는 명령 및 데이터 처리 시스템을 의미한다.In FIG. 4, a TLE observation system means a device 100, a camera means an image sensor 120, and a detector is a multi-channel optical sensor 110 (photon detector). And NIOS-II may refer to the controller 130. C & DHS stands for Command and Data Processing System.

도 4를 참조하면, C&DHS의 명령에 의해 임무가 시작(Mission start)되면, 본 장치(100)는 독립적으로 TLE 관측(즉, 광학현상 관측)을 위한 임무를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 4, when a mission is started by a command of C & DHS, the apparatus 100 may independently perform a task for TLE observation (ie, optical phenomenon observation).

구체적으로, C&DHS에 의해 임무가 시작(Mission start)되면(달리 말해, 통신부를 통해 C&DHS로부터 임무를 전달받으면), 제어부(130)는 다중채널 광센서(110)를 동작시킬 수 있다. 특히, 제어부(130)는 다중채널 광센서(110)의 아날로그 디지털 변환부(일예로, DDC264)를 동작시킬 수 있다(DDC264 activate).Specifically, when a mission is started by C & DHS (in other words, when a mission is transmitted from C & DHS through a communication unit), the control unit 130 may operate the multi-channel optical sensor 110. In particular, the controller 130 may operate the analog-to-digital converter of the multi-channel optical sensor 110 (eg, DDC264) (DDC264 activate).

다중채널 광센서(110)는 DDC264를 통해 MaPMT로부터 나오는 전류를 지속적으로 측정(Measure MaPMT's signal via DDC264)하고, 앞서 도 3을 참조하여 설명한 TLE 관측 알고리즘을 적용하여 TLE의 발생여부를 판단할 수 있다. 즉, 다중채널 광센서(110)는 앞서 설명한 TLE 판별부(TLE discriminators)를 이용하여 TLE의 발생여부를 판단할 수 있다.The multi-channel optical sensor 110 continuously measures current from MaPMT through DDC264 (Measure MaPMT's signal via DDC264), and applies TLE observation algorithm described with reference to FIG. 3 to determine whether TLE has occurred. . That is, the multi-channel optical sensor 110 may determine whether TLE has occurred using the TLE discriminators described above.

복수의 채널 중에서 TLE가 검출된 경우, 다중채널 광센서(110)는 감지 플래그(Detection flag) 및 활성화된 채널 정보(즉, 복수의 채널 중 광학현상이 검출된 채널에 관한 채널 정보) 등이 포함된 임무정보(mission information)를 C&DHS에 전달할 수 있다. 이때, 다중채널 광센서(110)는 일예로 제어부(130)에 의한 제어에 의해 임무정보를 C&DHS로 전달할 수 있다. When a TLE is detected among a plurality of channels, the multi-channel optical sensor 110 includes a detection flag and activated channel information (that is, channel information on a channel in which an optical phenomenon is detected among a plurality of channels). The transferred mission information can be transmitted to C & DHS. At this time, the multi-channel optical sensor 110 may transmit the mission information to the C & DHS by control by the controller 130, for example.

C&DHS는 다중채널 광센서(110)로부터 전달받은 임무정보를 저장할 수 있다(Save mission information).The C & DHS may store mission information received from the multi-channel optical sensor 110 (Save mission information).

다중채널 광센서(110)에서 TLE가 검출된 이후, 제어부(130)는 다중채널 광센서(110)의 MaPMT의 채널별 센서데이터(구체적인 예로, 64개의 채널 각각별 광센서 데이터)를 읽어와 저장부(일예로, SDRAM)에 저장할 수 있다(Read MaPMT data 및 Save MaPMT data).After the TLE is detected in the multi-channel optical sensor 110, the controller 130 reads and stores sensor data for each channel of the MaPMT of the multi-channel optical sensor 110 (specific example, optical sensor data for each of 64 channels). It can be stored in a sub (eg, SDRAM) (Read MaPMT data and Save MaPMT data).

또한, 다중채널 광센서(110)는 이미지센서(120)에 트리거신호 및 TLE의 예상위치를 전달할 수 있다(Trigger & TLE's estimated location). 달리 표현하여, 다중채널 광센서(110)는 광학현상이 검출된 채널에 관한 채널 정보를 트리거신호로서 이미지센서(120)에 전달할 수 있으며, 또한 TLE 판별부를 이용해 판별된 TLE의 예상위치에 대한 정보를 이미지센서(120)로 전달할 수 있다. 이때, 다중채널 광센서(110)는 일예로 제어부(130)의 제어에 의해 트리거신호 및 TLE의 예상위치를 이미지센서(120)로 전달할 수 있다.In addition, the multi-channel optical sensor 110 may transmit the trigger signal and the predicted location of the TLE to the image sensor 120 (Trigger & TLE's estimated location). In other words, the multi-channel optical sensor 110 may transmit channel information on a channel in which an optical phenomenon has been detected to the image sensor 120 as a trigger signal, and also information on the predicted position of the TLE determined using the TLE discrimination unit. To the image sensor 120. At this time, the multi-channel optical sensor 110 may transmit the trigger signal and the predicted position of the TLE to the image sensor 120 under the control of the controller 130, for example.

이미지센서(120)는 다중채널 광센서(110)로부터 전달받은 트리거신호 및 TLE의 예상위치를 기초로하여, 이미지센서 내 TLE의 예상위치를 포함하는 관심영역(ROI)을 재구성(Reconfigure ROI on the image sensor)할 수 있다. 이후 이미지센서(120)는 TLE의 예상위치를 포함하는 관심영역(ROI)의 픽셀(즉, 관심영역 픽셀)로부터 관심영역에 대응하는 이미지를 광학 이미지로서 연속적으로 획득(캡쳐)할 수 있다(Capture consecutive images). 이때, 이미지센서(120)는 미리 설정된 수의 이미지를 연속적으로 획득하도록 제어될 수 있다. The image sensor 120 reconstructs a region of interest (ROI) including the predicted position of the TLE in the image sensor based on the trigger signal received from the multi-channel optical sensor 110 and the predicted position of the TLE (Reconfigure ROI on the image sensor). Thereafter, the image sensor 120 may continuously acquire (capture) an image corresponding to the region of interest as an optical image from a pixel (ie, a region of interest) of the region of interest (ROI) including the expected location of the TLE (Capture). consecutive images). At this time, the image sensor 120 may be controlled to continuously acquire a preset number of images.

제어부(130)는 이미지센서(120)가 획득한 이미지를 이미지센서(120)로부터 읽어와(Read images) 저장부(일예로, SDRAM)에 저장(Save images)할 수 있다.The controller 130 may read an image acquired by the image sensor 120 from the image sensor 120 (Read images) and store images in a storage unit (eg, SDRAM).

다중채널 광센서(110) 및 이미지센서(120)를 통해 감지된 TLE에 대한 임무데이터가 모두 수집 완료되면(즉, 임무데이터가 모두 수집되어 저장부에 저장 완료되면), 제어부(130)는 C&DHS의 요청(Request mission data)에 의해 저장부에 저장된 임무데이터를 통신부(미도시)를 통해 C&DHS로 모두 전송(Send mission data)할 수 있다.When all the mission data for the TLE detected through the multi-channel optical sensor 110 and the image sensor 120 is collected (that is, when all the mission data is collected and stored in the storage unit), the controller 130 controls the C & DHS. According to the request (Request mission data), all mission data stored in the storage unit can be transmitted to C & DHS through a communication unit (not shown).

이러한 본 장치(100)는 고속 아날로그 디지털 변환을 통해 MaPMT의 센서면(111)으로부터 복수의 채널 각각에 대응하는 광의 강도(세기)를 획득하고 이를 디지털 프로세싱함으로써, 다중채널 광센서(110)로 입사된 미세한 광 입력에 대해 광의 발생 지점을 보다 높은 정확도로 검출할 수 있다.The apparatus 100 acquires the intensity (intensity) of light corresponding to each of a plurality of channels from the sensor surface 111 of the MaPMT through high-speed analog-to-digital conversion and digitally processes it, thereby entering the multi-channel optical sensor 110 It is possible to detect the point of light generation with higher accuracy for the finer light input.

또한, 본 장치(100)는 미리 설정된 시간 범위에서의 에너지 강도 변화율이 미리 설정된 임계값을 초과하는지 고려하여 광 강도(세기)를 측정함으로써, 다중채널 광센서(110)를 통한 광센서 데이터의 측정 효율성을 높일 수 있다. In addition, the apparatus 100 measures the light intensity (intensity) in consideration of whether the rate of change of the energy intensity in the preset time range exceeds a preset threshold value, thereby measuring the light sensor data through the multi-channel light sensor 110. Increase efficiency.

또한, 본 장치(100)는 광센서 데이터를 기반으로 초점거리가 다른 두 개의 회전거울을 이용해 사물/사건의 광학 줌(optical zoom)을 수행하는 종래의 기술과는 달리, 광센서 데이터를 기반으로 이미지센서 상에서 일종의 디지털 줌(digital zoom)을 수행할 수 있다. 다시 말해, 본 장치(100)는 다중채널 광센서(110)를 통해 획득된 광센서 데이터를 기초로 이미지센서(120) 상의 광학현상 위치를 알아내어 광학현상의 디지털 줌을 수행할 수 있다. In addition, the apparatus 100 is based on the optical sensor data, unlike the conventional technique of performing optical zoom of an object / event using two rotating mirrors having different focal lengths based on the optical sensor data. A digital zoom may be performed on the image sensor. In other words, the apparatus 100 may perform the digital zoom of the optical phenomenon by finding the position of the optical phenomenon on the image sensor 120 based on the optical sensor data acquired through the multi-channel optical sensor 110.

본 장치(100)는 광학현상에 대한 광센서 데이터뿐만 아니라, 광센서 데이터를 기반으로 이미지(광학 이미지)를 함께 획득 가능하므로, 광학현상에 대한 보다 다양한 데이터 획득이 가능하다.Since the apparatus 100 can acquire an image (optical image) based on the optical sensor data as well as the optical sensor data for the optical phenomenon, it is possible to acquire more various data on the optical phenomenon.

또한, 본 장치(100)는 다중채널 광센서(110)를 통해 광학현상의 발생 여부 뿐만 아니라 광학현상이 검출된 채널에 대한 이미지센서(120)상의 2차원 위치정보를 이미지센서(120)로 제공할 수 있어, 효과적인 광학현상 관련 데이터(광센서 데이터 및 광학 이미지)의 획득이 가능하다. 본 장치(100)는 다중채널 광센서(110)를 이용하여 광학현상이 검출될 경우, 이미지센서(120)의 트리거신호뿐만 아니라 광학현상의 이미지센서 상의 2차원 위치정보를 이미지센서(120)로 제공함으로써, 광학현상 관련 데이터 획득의 효율성을 높일 수 있다.In addition, the apparatus 100 provides not only whether an optical phenomenon occurs through the multi-channel optical sensor 110, but also provides two-dimensional position information on the image sensor 120 for the channel where the optical phenomenon is detected to the image sensor 120. It is possible to obtain effective optical phenomenon related data (optical sensor data and optical image). When the optical phenomenon is detected using the multi-channel optical sensor 110, the apparatus 100 converts not only the trigger signal of the image sensor 120 but also the two-dimensional position information on the image sensor of the optical phenomenon to the image sensor 120. By providing, it is possible to increase the efficiency of data acquisition related to the optical phenomenon.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.Hereinafter, based on the details described above, the operation flow of the present application will be briefly described.

도 5는 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 방법에 대한 동작 흐름도이다.5 is an operation flowchart of an optical phenomenon imaging method according to an embodiment of the present application.

도 5에 도시된 광학현상 촬영 방법은 앞서 설명된 광학현상 촬영 장치(100, 본 장치)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 광학현상 촬영 장치(100, 본 장치)에 대하여 설명된 내용은 광학현상 촬영 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The optical phenomenon imaging method illustrated in FIG. 5 may be performed by the above-described optical phenomenon imaging apparatus 100 (the present apparatus). Therefore, even if omitted, the description of the optical phenomena photographing apparatus 100 (this apparatus) can be applied to the description of the optical phenomena photographing method.

도 5를 참조하면, 단계S11에서는 대상 영역에서 발생되는 광학현상을 검출 가능하도록 대상 영역 내의 복수의 하위 영역 각각에 대응하는 복수의 채널을 갖는 다중채널 광센서가 광학현상이 검출된 채널에 관한 채널 정보를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 5, in step S11, a multi-channel optical sensor having a plurality of channels corresponding to each of a plurality of sub-regions in the target region to detect optical phenomena generated in the target region is a channel for a channel in which the optical phenomenon is detected. Information can be generated.

또한, 단계S11에서는, 복수의 채널로 입력되는 광의 신호 강도를 고려하여, 복수의 채널 중 신호 강도(세기)가 임계 조건을 충족하는 채널을 광학현상이 검출된 채널로서 식별할 수 있다. 여기서, 임계 조건은 미리 설정된 시간 범위에서의 에너지 강도 변화율이 미리 설정된 임계값을 초과하는 조건일 수 있다.Further, in step S11, in consideration of the signal strengths of the light input to the plurality of channels, a channel in which the signal strength (intensity) among the plurality of channels satisfies a threshold condition can be identified as a channel in which the optical phenomenon has been detected. Here, the threshold condition may be a condition in which an energy intensity change rate in a preset time range exceeds a preset threshold value.

또한, 단계S11에서는 다중채널 광센서의 전류 출력을 아날로그 디지털 변환기를 통해 통합하여 디지털화하고, 디지털화된 전류 출력에 기초하여 광학현상이 검출된 채널을 식별할 수 있다.In addition, in step S11, the current output of the multi-channel optical sensor is integrated and digitized through an analog-to-digital converter, and the channel on which the optical phenomenon is detected can be identified based on the digitized current output.

다음으로, 단계S12에서는 대상 영역에 대한 이미지를 획득하는 이미지센서가 단계S11에서 생성된 채널 정보에 기초하여 광학현상이 검출된 채널에 대응하는 검출 영역을 포함하는 광학 이미지를 획득하도록 제어될 수 있다.Next, in step S12, an image sensor that acquires an image for the target area may be controlled to obtain an optical image including a detection area corresponding to a channel in which an optical phenomenon is detected based on the channel information generated in step S11. .

이때, 단계S12에서 광학 이미지는 이미지센서의 전체 픽셀 중 검출 영역에 대응하는 대응 픽셀을 포함하는 관심영역 픽셀로부터 획득될 수 있다.At this time, in step S12, the optical image may be obtained from a region of interest pixel including a corresponding pixel corresponding to a detection region among all pixels of the image sensor.

또한, 관심영역 픽셀은 검출 영역을 포함하도록 기정의된 관심 영역에 대응하는 픽셀일 수 있다.Also, the pixel of interest may be a pixel corresponding to a region of interest predefined to include a detection region.

또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 본원의 일 실시예에 따른 광학현상 촬영 방법은 명령 및 데이터 처리 시스템(C&DHS)과 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 통신을 수행하는 단계는, 명령 및 데이터 처리 시스템으로부터 데이터(임무데이터) 요청이 이루어진 경우, 데이터 요청에 응답하여 단계S12에 의해 획득되어 기저장된 광학 이미지를 명령 및 데이터 처리 시스템으로 전송할 수 있다.Further, although not shown in the drawings, the optical phenomenon imaging method according to an embodiment of the present application may include performing communication with a command and data processing system (C & DHS). At this time, in the step of performing communication, when a data (mission data) request is made from the command and data processing system, in response to the data request, the pre-stored optical image obtained by step S12 may be transmitted to the command and data processing system. .

상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S12는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S11 to S12 may be further divided into additional steps, or combined into fewer steps, according to embodiments herein. In addition, some steps may be omitted as necessary, and the order between the steps may be changed.

본원의 일 실시 예에 따른 광학현상 촬영 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The optical phenomena photographing method according to an embodiment of the present application may be implemented in the form of program instructions that can be performed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

또한, 전술한 광학현상 촬영 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the above-described optical imaging method may be implemented in the form of a computer program or application executed by a computer stored in a recording medium.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art to which the present application pertains will understand that it is possible to easily modify to other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims, which will be described later, rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present application.

100: 광학현상 촬영 장치
110: 다중채널 광센서
120: 이미지센서
130: 제어부100: optical phenomenon imaging device
110: multi-channel optical sensor
120: image sensor
130: control unit

Claims

In the optical imaging method,
(a) A multi-channel optical sensor having a plurality of channels corresponding to each of a plurality of sub-regions in the target region to detect optical phenomena corresponding to TLE generated in the target region is a channel identified as a channel in which the optical phenomenon is detected Generating channel information relating to;
(b) estimating the expected TLE position on the image sensor based on the channel information regarding the identified channel; And
(c) After estimating the location of the TLE, an image sensor provided to enable obtaining an image of the target region is based on the channel information and the estimated location of the TLE, a detection region corresponding to the identified channel. And controlling to obtain an optical image comprising:
In step (c), the image sensor,
Based on the corresponding pixel information predefined to correspond one-to-one to each of the plurality of channels, from a region of interest pixel including a corresponding pixel corresponding to the detected region corresponding to the estimated TLE position among all pixels of the image sensor. Controlled to acquire the optical image,
The multi-channel optical sensor identifies the channel in which the optical phenomenon is detected for each of the plurality of channels, and based on the TLE position on the estimated image sensor, the optical image corresponding to the pixel of interest including the estimated TLE position By acquiring, it is possible to continuously acquire the optical image by a preset number of times during the duration of the TLE,
In step (a), the multi-channel optical sensor detects an optical phenomenon corresponding to the TLE of a channel in which the light intensity among the plurality of channels satisfies a threshold condition in consideration of the intensity of light input to the plurality of channels. Identified as a channel, wherein the threshold condition is a condition in which an energy intensity change rate corresponding to a change amount of light intensity in a preset time range exceeds a preset threshold value,
In each of the measured values of the intensity of light considered when calculating the energy intensity change rate, data obtained by averaging values measured at least twice or more is used.

According to claim 1,
The region of interest pixel is a pixel corresponding to a region of interest defined to include the detection region.

delete

According to claim 1,
Step (a) is,
The current output method of the multi-channel optical sensor is digitized by integrating it through an analog-to-digital converter, and based on the digitized current output, a channel in which the optical phenomenon is detected is identified.

According to claim 1,
(d) further comprising communicating with the command and data processing system,
In step (d), when a data request is made from the command and data processing system, in response to the data request, the pre-stored optical image obtained by step (c) is transmitted to the command and data processing system. Phosphorus, optical phenomena.

In the optical phenomenon imaging device,
Has a plurality of channels corresponding to each of a plurality of sub-regions in the target region to detect the optical phenomenon corresponding to the TLE generated in the target region, and generates channel information for the channel identified as the channel where the optical phenomenon is detected Multi-channel optical sensor;
An image sensor provided to acquire an image of the target area;
A position discrimination unit for estimating the expected TLE position on the image sensor based on channel information on the identified channel; And
After estimating the position of the TLE, the image sensor controls the image sensor to acquire an optical image including a detection area corresponding to the identified channel based on the channel information and the estimated position of the TLE It includes a control unit,
The image sensor includes a corresponding pixel corresponding to the detection area corresponding to the estimated position of the TLE among all the pixels of the image sensor, based on the corresponding pixel information defined to correspond one-to-one to each of the plurality of channels. Controlled by the controller to obtain the optical image from the pixel of interest, the multi-channel optical sensor identifies the channel where the optical phenomenon is detected for each of the plurality of channels based on the estimated TLE position on the image sensor , By acquiring the optical image corresponding to the pixel of interest region including the estimated position of the TLE, it is possible to continuously acquire the optical image by a preset number of times during the duration of the TLE,
The multi-channel optical sensor, in consideration of the intensity of light input to the plurality of channels, identifies a channel in which the light intensity among the plurality of channels satisfies a threshold condition as a channel in which an optical phenomenon corresponding to the TLE is detected, The threshold condition is a condition in which an energy intensity change rate corresponding to a change amount of light intensity in a preset time range exceeds a preset threshold value,
An optical phenomena imaging apparatus in which data obtained by averaging values measured at least two or more times is used as each of the measured values of the intensity of light considered when calculating the energy intensity change rate.

The method of claim 6,
The region of interest pixel is a pixel corresponding to a region of interest predefined to include the detection region.

delete

The method of claim 6,
Further comprising an analog-to-digital conversion unit for integrating and digitizing the current output of the multi-channel optical sensor,
The multi-channel optical sensor is to identify the channel on which the optical phenomenon is detected based on the current output digitized by the analog-to-digital converter, an optical phenomenon imaging apparatus.

The method of claim 6,
Further comprising a communication unit for performing communication with the command and data processing system,
The controller, when a data request is made from the command and data processing system, transmits an optical image previously acquired and stored through the image sensor to the command and data processing system through the communication unit in response to the data request. , Optical phenomena imaging device.

A computer-readable recording medium recording a program for executing a method of any one of claims 1, 2, 4 and 5 on a computer.