KR102400992B1 - 깊이 정보 추출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치는 소정 패턴의 IR(InfraRed) 광을 주기적으로 투사하는 투사부, 영상을 촬영하는 카메라부, 그리고 상기 카메라부에 의하여 촬영된 영상을 이용하여 깊이 정보 추출 및 RGB 영상 정보 추출을 수행하는 신호 처리부를 포함하며, 상기 신호 처리부는 제1 시간 영역동안 수신한 영상을 이용하여 깊이 정보를 추출하고, 제2 시간 영역동안 수신한 영상을 이용하여 RGB 영상 정보를 추출한다.

Description

깊이 정보 추출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR EXTRACTING DEPTH MAP}
본 발명은 깊이 정보 추출 장치 및 방법에 관한 것이다.
촬영 장치를 이용하여 3차원 영상을 획득하는 기술이 발전하고 있다. 3차원 영상을 획득하기 위하여 깊이 정보(Depth Map)가 필요하다. 깊이 정보는 공간 상의 거리를 나타내는 정보이며, 2차원 영상의 한 지점에 대하여 다른 지점의 원근 정보를 나타낸다.
깊이 정보를 획득하는 방법으로는, 스테레오 카메라(stereo camera)를 이용하는 방식, TOF(Time of Flight) 방식 및 구조광 방식 등이 있다.
스테레오 카메라를 이용하는 방식에 따르면, 두 카메라 간의 시차를 이용하여 깊이 정보를 획득할 수 있다. TOF 방식에 따르면, 비행 시간, 즉 빛을 쏘아서 반사되어 오는 시간을 측정함으로써 깊이 정보를 획득할 수 있다. 구조광 방식에 따르면, IR(InfraRed) 구조광을 카메라에 투사하며, 객체로부터 반사된 광을 해석하여 깊이 정보를 획득할 수 있다.
한편, TV를 응용하는 기술이 발전함에 따라, 깊이 정보 추출 기능 및 영상 통화 기능을 포함하는 모듈이 TV에 내장되거나, TV와 연결될 수 있다. 이러한 모듈은 IR 구조광을 투사하는 프로젝터(projector), IR 구조광을 검출하는 IR 카메라 및 RGB 카메라를 포함할 수 있다.
이와 같이, 깊이 정보 추출 기능 및 영상 통화 기능을 포함하는 모듈이 IR 카메라와 RGB 카메라를 모두 포함할 경우, 제조 비용이 높아질뿐만 아니라 사이즈도 커져 TV에 내장시키기 어려운 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 깊이 정보 추출 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치는 소정 패턴의 800nm 이상의 IR(InfraRed) 광을 주기적으로 투사하는 투사부, 영상을 촬영하는 카메라부, 상기 카메라부에 의하여 촬영된 영상을 이용하여 깊이 정보 추출을 수행하는 신호 처리부, 그리고 상기 투사부, 상기 카메라부 및 상기 신호 처리부를 포함하는 제어부를 포함하며, 상기 신호 처리부는 상기 투사부가 상기 IR 광을 투사하는 구간에 대응하는 제1 시간 영역 동안 수신한 영상 내 IR 광의 패턴을 상기 소정 패턴과 비교하여 깊이 정보를 추출하고, 상기 제어부는 상기 신호 처리부에 의한 깊이 정보 추출 결과에 따라 상기 IR 광을 투사하는 주기를 제어하며, 상기 신호처리부에 의하여 추출된 깊이 정보의 깊이 분해능이 소정 수준 이하이거나, 상기 신호처리부에 의하여 깊이 정보를 추출한 결과, 객체와 상기 카메라부 간 거리가 소정 수준 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 투사부가 더 짧은 주기로 상기 IR 광을 투사하도록 제어한다.
상기 제1 시간 영역 동안 수신한 영상은 상기 IR 광의 패턴 및 RGB 영상을 포함할 수 있다.
상기 신호 처리부는 상기 투사부가 상기 IR 광을 투사하지 않는 구간에 대응하는 제2 시간 영역 동안 수신한 영상을 이용하여 RGB 영상 정보를 추출할 수 있다.
상기 카메라부는 RGB 카메라일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치의 깊이 정보 추출 방법은 소정 패턴의 800nm 이상의 IR(InfraRed) 광을 주기적으로 투사하는 단계, 영상을 촬영하는 단계, 상기 IR 광을 투사하는 구간에 대응하는 제1 시간 영역 동안 촬영된 영상 내 IR 광의 패턴을 상기 소정 패턴과 비교하여 깊이 정보를 추출하는 단계, 그리고 상기 깊이 정보를 추출하는 단계에 의하여 추출된 깊이 정보를 이용하여 상기 IR 광을 투사하는 주기를 조절하는 단계를 포함하고, 상기 조절하는 단계에서는, 상기 깊이 정보를 추출하는 단계에 의하여 추출된 깊이 정보의 깊이 분해능이 소정 수준 이하인 경우 또는 상기 깊이 정보를 추출하는 단계에 의하여 깊이 정보를 추출한 결과 객체와 카메라부 간 거리가 소정 수준 이상인 경우, 상기 IR 광이 더 짧은 주기로 투사되도록 제어된다.
상기 제1 시간 영역 동안 촬영된 영상은 상기 IR 광의 패턴 및 RGB 영상을 포함할 수 있다.
상기 IR 광을 투사하지 않는 구간에 대응하는 제2 시간 영역 동안 수신한 영상을 이용하여 RGB 영상 정보를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 카메라를 이용하여 깊이 정보 추출 및 영상 통화 기능을 모두 수행하므로, 장치의 제조 비용 및 사이즈를 줄일 수 있다.
도 1은 깊이 정보 추출 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 RGB 카메라의 파장 대역 별 Quantum Efficiency를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치의 깊이 정보 추출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치의 투사부가 주기적으로 IR 광을 투사하는 패턴을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치의 RGB 카메라가 촬영하는 영상을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 깊이 정보 추출 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 깊이 정보 추출 장치(100)는 투사부(110), IR 카메라(120), RGB 카메라(130), 신호 처리부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
투사부(110)는 미리 정해진 패턴의 IR 광을 촬영하고자 하는 객체(object)에 투사한다.
IR 카메라(120)는 투사부(110)로부터 투사된 후 객체로부터 반사된 광을 촬영한다. 그리고, RGB 카메라(130)는 RGB 영상을 촬영한다.
신호 처리부(140)는 IR 카메라(120)에 의하여 촬영된 영상을 이용하여 깊이 정보를 추출하며, RGB 카메라(130)로부터 촬영된 영상을 이용하여 RGB 영상 정보를 추출한다. 제어부(150)는 깊이 정보 추출 장치(100)를 전반적으로 제어한다.
이와 같이, 깊이 정보 추출 장치(100)가 IR 카메라(120)와 RGB 카메라(130)를 별도로 포함하면, 깊이 정보 추출 장치(100)의 제조 비용이 높아질뿐만 아니라 사이즈도 커져 TV에 내장시키기 어려운 문제가 있다.
한편, 도 2에서 나타낸 바와 같이, 일반적인 RGB 카메라는 400 내지 700nm의 가시광선 대역에서의 Quantum Efficiency가 30% 이상이나, 800 내지 850 nm의 IR 대역에서의 Quantum Efficiency도 20% 이상임을 알 수 있다. 이와 같이, 일반적인 RGB 카메라는 주로 가시광선의 파장 대역을 감지하지만, 근적외선의 파장 대역도 감지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 한 실시예에 따르면, RGB 카메라를 이용하여 깊이 정보 추출 기능도 수행하고자 한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 깊이 정보 추출 장치(300)는 투사부(310), RGB 카메라(320), 신호 처리부(330) 및 제어부(340)를 포함한다.
투사부(310)는 소정 패턴의 광을 주기적으로 투사한다. 여기서, 소정 패턴의 광은 파장 대역이 800nm이상인 적외선 광일 수 있다. 이를 위하여, 투사부(310)는 적외선을 투사하는 적어도 하나의 레이저 다이오드(Laser Diode, LD) 또는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 포함할 수 있다. 투사부(310)는, 예를 들면 레이저 프로젝터(Laser Projector)일 수 있다.
RGB 카메라(320)는 영상을 촬영한다. RGB 카메라(320)는 기본적으로 RGB 영상을 촬영하나, 투사부(310)가 투사한 후 물체에 의하여 반사된 IR 광도 감지할 수 있다. RGB 카메라(320)가 RGB 영상만을 촬영하는 시간 영역과 RGB 영상과 함께 IR 광도 감지하는 시간 영역은 투사부(310)가 IR 패턴을 투사하는 주기에 따를 수 있다. 즉, RGB 카메라(320)가 RGB 영상과 함께 IR 광도 감지하는 시간 영역은 투사부(310)가 IR 패턴을 투사하는 시간 영역에 대응할 수 있다. 예를 들어, RGB 카메라(320)가 1280*1024의 해상도로 60fps의 출력을 내보내는 경우, 1280*1024의 해상도의 30fps는 RGB 영상용으로 사용되고, 1280*1024의 해상도의 나머지 30fps RGB 영상과 IR 광 감지용으로 사용될 수 있다.
신호 처리부(330)는 RGB 카메라(320)에 의하여 촬영된 영상을 이용하여 깊이 정보 추출 및 RGB 영상 정보를 추출한다. 신호 처리부(330)는 RGB 카메라(320)에 의하여 촬영된 영상이 RGB 영상만을 포함하는 경우, 이로부터 RGB 영상 정보를 추출할 수 있다. 그리고, RGB 카메라(320)에 의하여 촬영된 영상이 RGB 영상과 함께 IR 광도 포함하는 경우, 이로부터 깊이 정보를 추출할 수 있다.
제어부(340)는 투사부(310), RGB 카메라(320) 및 신호 처리부(330)를 전반적으로 제어한다. 특히, 제어부(340)는 투사부(310)가 IR 광을 투사하는 주기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(330)에 의하여 추출된 깊이 정보의 깊이 분해능(Depth resolution)이 소정 수준 이하인 경우, 제어부(340)는 투사부(310)가 더욱 짧은 주기로 IR 광을 투사하도록 제어할 수 있다. 신호 처리부(330)에 의하여 깊이 정보를 추출한 결과, 객체와 RGB 카메라(120) 간의 평균 거리 또는 객체 내의 특정 영역과 RGB 카메라(120) 간의 거리가 소정 수준 이상인 경우, 투사부(310)가 더욱 짧은 주기로 IR 광을 투사하도록 제어할 수도 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치(300)가 깊이 정보를 추출 하는 방법을 아래에서 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치의 깊이 정보 추출 방법을 나타내는 순서도이며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치의 투사부가 주기적으로 IR 광을 투사하는 패턴을 나타내고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 깊이 정보 추출 장치의 RGB 카메라가 촬영하는 영상을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 깊이 정보 추출 장치(300)의 투사부(310)는 소정 패턴의 IR 광을 주기적으로 투사한다(S400). 여기서, 소정 패턴의 광은 파장 대역이 800nm이상인 적외선 광일 수 있다. 소정 패턴은 구조광(structured light)의 패턴을 의미할 수 있다. 도 5와 같이, 투사부(310)는 소정 패턴의 IR 광을 "On"구간에서만 투사하고, "Off"구간에서는 투사하지 않는 것으로 설정될 수 있다.
RGB 카메라(120)는 영상을 촬영한다(S410). RGB 카메라(120)는 기본적으로 RGB 영상을 촬영하지만, 근적외선 파장 대역의 IR 광도 감지할 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이, RGB 카메라(320)는 투사부(310)가 "Off"인 구간 동안에는 RGB 영상만을 촬영하지만, 투사부(310)가 "On"인 구간 동안에는 RGB 영상과 함께 IR 광의 패턴도 촬영할 수 있다.
신호 처리부(330)는 투사부(310)가 "On"인 구간 동안 촬영된 영상을 이용하여(S420), 깊이 정보를 추출한다(S430). RGB 카메라(320)에 의하여 촬영된 영상 중 IR 광은 객체로부터 반사된 광이다. 이는 투사부(310)에 의하여 투사된 광의 패턴과 차이가 있다. 신호 처리부(330)는 투사부(310)가 투사한 IR 광의 패턴과 RGB 카메라(320)가 촬영한 IR 광의 패턴을 비교하여, 깊이 정보를 추출할 수 있다. 깊이 정보는 다양한 깊이 정보 추출 알고리즘에 의하여 추출될 수 있다. 신호 처리부(330)가 깊이 정보 추출 장치(300)의 내부에 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 신호 처리부(330)는 깊이 정보 추출 장치(300)의 외부에 위치할 수도 있다. 즉, 외부의 신호 처리부(330)는 촬영부(320) 로부터 유선 또는 무선으로 정보를 전달 받아, 깊이 정보를 추출할 수도 있다.
그리고, 신호 처리부(320)는 투사부(310)가 "Off"인구간 동안 촬영된 영상을 이용하여 RGB 영상 정보를 추출한다(S440).
한편, 제어부(340)는 투사부(310)가 IR 광을 투사하는 주기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 단계 S430에서 신호 처리부(330)가 깊이 정보를 추출한 결과, 객체와의 거리가 임계값보다 큰 경우(S450), 투사부(310)가 IR 광을 투사하는 주기를 조정할 수 있다(S460). 즉, 객체와의 거리가 멀어질수록 깊이 정보를 추출하기 위하여 많은 양의 IR 광이 필요할 수 있다. 이에 따라, 제어부(340)는 IR 광을 투사하는 주기를 짧게 조정할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
300: 깊이 정보 추출 장치
310: 투사부
320: RGB 카메라
330: 신호 처리부
340: 제어부

Claims (7)

  1. 소정 패턴의 800nm 이상의 IR(InfraRed) 광을 제1 주기로 투사하는 투사부,
    영상을 촬영하는 카메라부,
    상기 카메라부에 의하여 촬영된 영상을 이용하여 깊이 정보 추출을 수행하는 신호 처리부, 그리고
    상기 투사부, 상기 카메라부 및 상기 신호 처리부를 포함하는 제어부를 포함하며,
    상기 신호 처리부는 상기 투사부가 상기 IR 광을 투사하는 구간에 대응하는 제1 시간 영역 동안 수신한 영상 내 IR 광의 패턴을 상기 소정 패턴과 비교하여 깊이 정보를 추출하고,
    상기 제어부는 상기 신호 처리부에 의한 깊이 정보 추출 결과에 따라 상기 IR 광을 투사하는 주기를 제어하며, 상기 신호처리부에 의하여 추출된 깊이 정보의 깊이 분해능이 소정 수준 이하이거나, 상기 신호처리부에 의하여 깊이 정보를 추출한 결과, 객체와 상기 카메라부 간 거리가 소정 수준 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 투사부가 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 상기 IR 광을 투사하도록 제어하는 깊이 정보 추출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시간 영역 동안 수신한 영상은 상기 IR 광의 패턴 및 RGB 영상을 포함하는 깊이 정보 추출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는 상기 투사부가 상기 IR 광을 투사하지 않는 구간에 대응하는 제2 시간 영역 동안 수신한 영상을 이용하여 RGB 영상 정보를 추출하는 깊이 정보 추출 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라부는 RGB 카메라인 깊이 정보 추출 장치.
  5. 깊이 정보 추출 장치의 깊이 정보 추출 방법에 있어서,
    소정 패턴의 800nm 이상의 IR(InfraRed) 광을 제1 주기로 투사하는 단계,
    영상을 촬영하는 단계,
    상기 IR 광을 투사하는 구간에 대응하는 제1 시간 영역 동안 촬영된 영상 내 IR 광의 패턴을 상기 소정 패턴과 비교하여 깊이 정보를 추출하는 단계, 그리고
    상기 깊이 정보를 추출하는 단계에 의하여 추출된 깊이 정보를 이용하여 상기 IR 광을 투사하는 주기를 조절하는 단계를 포함하고,
    상기 조절하는 단계에서는, 상기 깊이 정보를 추출하는 단계에 의하여 추출된 깊이 정보의 깊이 분해능이 소정 수준 이하인 경우 또는 상기 깊이 정보를 추출하는 단계에 의하여 깊이 정보를 추출한 결과 객체와 카메라부 간 거리가 소정 수준 이상인 경우, 상기 IR 광이 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 투사되도록 제어되는 깊이 정보 추출 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 시간 영역 동안 촬영된 영상은 상기 IR 광의 패턴 및 RGB 영상을 포함하는 깊이 정보 추출 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 IR 광을 투사하지 않는 구간에 대응하는 제2 시간 영역 동안 수신한 영상을 이용하여 RGB 영상 정보를 추출하는 단계를 더 포함하는 깊이 정보 추출 방법.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105829829B (zh) * 2013-12-27 2019-08-23 索尼公司 图像处理装置和图像处理方法
CN106550228B (zh) * 2015-09-16 2019-10-15 上海图檬信息科技有限公司 获取三维场景的深度图的设备
US10453185B2 (en) * 2015-11-12 2019-10-22 Aquifi, Inc. System and method for high dynamic range depth capture using multiple cameras
ES2849273T3 (es) * 2016-06-03 2021-08-17 Utku Buyuksahin Sistema y procedimiento de captura y generación de imágenes 3D
US10827163B2 (en) 2016-08-09 2020-11-03 Facebook Technologies, Llc Multiple emitter illumination source for depth information determination
EP3343246A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-04 Xenomatix NV System for characterizing surroundings of a vehicle
CN108696694B (zh) * 2017-03-31 2023-04-07 钰立微电子股份有限公司 有关深度信息/全景图像的图像装置及其相关图像系统
US10909650B2 (en) 2017-06-23 2021-02-02 Cloud 9 Perception, LP System and method for sensing and computing of perceptual data in industrial environments
KR102476404B1 (ko) 2017-07-18 2022-12-12 엘지이노텍 주식회사 ToF 모듈 및 그 ToF 모듈을 이용한 피사체 인식장치
CN108564613A (zh) * 2018-04-12 2018-09-21 维沃移动通信有限公司 一种深度数据获取方法及移动终端
US11609313B2 (en) * 2018-07-31 2023-03-21 Waymo Llc Hybrid time-of-flight and imager module
US11353588B2 (en) 2018-11-01 2022-06-07 Waymo Llc Time-of-flight sensor with structured light illuminator
CN110308458B (zh) * 2019-06-27 2021-03-23 Oppo广东移动通信有限公司 调节方法、调节装置、终端及计算机可读存储介质
CN116452485A (zh) * 2022-01-05 2023-07-18 通用汽车环球科技运作有限责任公司 基于图像相关联性的反射表面的检查

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010035168A (ja) 2008-07-25 2010-02-12 Samsung Electronics Co Ltd イメージング装置および方法
JP2010256291A (ja) 2009-04-28 2010-11-11 Toyota Motor Corp 距離画像撮影装置
WO2013027340A1 (ja) 2011-08-24 2013-02-28 パナソニック株式会社 撮像装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08242469A (ja) 1995-03-06 1996-09-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 撮像カメラ装置
JP2003324751A (ja) 2002-05-07 2003-11-14 Toshiba Corp 情報入力装置
JP2004212385A (ja) 2002-12-19 2004-07-29 Olympus Corp 撮影装置とその撮影装置の撮影方法及び制御方法
US8400494B2 (en) * 2005-10-11 2013-03-19 Primesense Ltd. Method and system for object reconstruction
US8456517B2 (en) * 2008-07-09 2013-06-04 Primesense Ltd. Integrated processor for 3D mapping
KR101502372B1 (ko) * 2008-11-26 2015-03-16 삼성전자주식회사 영상 획득 장치 및 방법
US8717417B2 (en) * 2009-04-16 2014-05-06 Primesense Ltd. Three-dimensional mapping and imaging
US8830227B2 (en) 2009-12-06 2014-09-09 Primesense Ltd. Depth-based gain control
KR101652393B1 (ko) * 2010-01-15 2016-08-31 삼성전자주식회사 3차원 영상 획득 장치 및 방법
TWI540312B (zh) * 2010-06-15 2016-07-01 原相科技股份有限公司 可提高測量精確度、省電及／或能提高移動偵測效率的時差測距系統及其方法
CN102298149B (zh) * 2010-06-25 2016-04-27 原相科技股份有限公司 提高精确度、移动侦测效率、省电的时差测距系统及方法
US8542348B2 (en) * 2010-11-03 2013-09-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Color sensor insensitive to distance variations
KR20120084216A (ko) 2011-01-19 2012-07-27 삼성전자주식회사 깊이 정보에 대한 픽셀 노이즈를 제거하는 3차원 이미지 신호 처리 방법 및 상기 방법을 수행하는 3차원 이미지 신호 프로세서
JP2012243097A (ja) * 2011-05-19 2012-12-10 Panasonic Corp 投影装置およびその方法、並びに投影装置を用いた形状認識装置およびその方法
KR20130027671A (ko) 2011-09-08 2013-03-18 한국전자통신연구원 깊이 정보 획득장치 및 이를 포함하는 3차원 정보 획득 시스템
US9264676B2 (en) * 2012-01-06 2016-02-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Broadband imager
WO2013121366A1 (en) * 2012-02-15 2013-08-22 Primesense Ltd. Scanning depth engine
WO2014122714A1 (ja) * 2013-02-07 2014-08-14 パナソニック株式会社 撮像装置及びその駆動方法
US9582075B2 (en) * 2013-07-19 2017-02-28 Nvidia Corporation Gaze-tracking eye illumination from display
US9310603B2 (en) * 2013-12-17 2016-04-12 Htc Corporation Image capture system with embedded active filtering, and image capturing method for the same
JP6264029B2 (ja) * 2013-12-26 2018-01-24 株式会社Ｊｖｃケンウッド 撮像装置、撮像装置の制御方法及び制御プログラム
US9615013B2 (en) * 2014-12-22 2017-04-04 Google Inc. Image sensor having multiple output ports

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010035168A (ja) 2008-07-25 2010-02-12 Samsung Electronics Co Ltd イメージング装置および方法
JP2010256291A (ja) 2009-04-28 2010-11-11 Toyota Motor Corp 距離画像撮影装置
WO2013027340A1 (ja) 2011-08-24 2013-02-28 パナソニック株式会社 撮像装置

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JP2017506740A (ja) 2017-03-09
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KR20150090778A (ko) 2015-08-06
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