KR20120035618A - 반사광 제거 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물체에 반사되어 카메라로 입사되는 적외선 광을 통과시키고 태양광을 차단시키는 필터링부에 의해, 여러 방향의 빛을 포함하는 태양광에 의해 물체에 발생되는 반사광들을 제거할 수 있는 반사광 제거 모듈에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 수용공간을 구비하며, 제 1 내지 제 3 개구를 갖는 몸체; 상기 수용공간내에서 상기 제 1 개구를 통하여 영상을 획득하는 카메라; 상기 수용공간내에서 상기 제 2 및 제 3 개구와 인접하게 설치되어, 상기 제 2 및 제 3 개구를 거쳐 상기 몸체 밖으로 적외선 광을 각각 제공하는 제 1 및 제 2 조명부; 및 상기 제 1 개구상에 설치되며, 상기 제 1 및 제 2 조명부로부터 제공되어 물체에 의해 반사되어 상기 카메라로 입사되는 상기 적외선 광을 통과시키고 상기 적외선 광을 제외한 태양광의 일부를 차단시키는 필터링부를 포함하되, 상기 카메라는 상기 필터링부에 의해 상기 물체에 맺히는 태양광에 의한 반사광이 제거된 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 모듈을 제공한다.

Description

반사광 제거 모듈{REFELEX PHOTO REMOVING MODULE}
본 발명은 반사광 제거 모듈에 관한 것으로, 특히 여러 방향에서 입사되는 태양광의 영향을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 반사광 제거 모듈에 관한 것이다.
운전자의 상태를 감시하는 시스템에 있어서 운전자의 졸음 상태를 검출하기 위해서는 운전자의 눈 정보가 매우 중요하다. 그러나, 운전자가 안경이나 선글라스를 착용하여 태양광이나 다른 조명에 의해 반경이나 선글라스의 표면에 반사광이 생기게 되면 운전자가 눈을 감았는지에 대한 여부를 확인하기가 어렵게 된다.
태양광에 의한 반사광이 안경이나 선글라스의 표면에 발생할 경우 눈 영역 전체가 하얗게(saturation)되어, 눈 위치 검출 및 눈의 개폐 여부를 측정할 수 없게 된다.
안경에 반사광이 맺히게 되는 이유는 태양광이 안경에 반사되어 카메라로 들어오기 때문이며, 반사광을 제거하기 위해서는 카메라에 들어오는 태양광을 막아야 한다.
일반적으로, 사진 촬영시 반사광을 제거하기 위해서 편광필터(Polarizing filter)를 카메라 앞에 장착하여 태양광의 여러 방향의 빛들 중 특정 한 방향의 빛만을 받아들임으로써 태양광 중 안경에 반사광을 유발하는 빛을 막음으로써 반사광을 제거하기도 한다.
그러나, 이 경우는 편광필터가 장착된 카메라를 회전시키면서 반사광이 제거되는 각도를 찾아야 하기 때문에 어느 한 순간의 사진에서는 가능하지만 시간과 장소에 따라 태양광의 방향이 변하는 동영상 기반에서는 불가능하다.
따라서, 여러 방향의 빛을 포함하는 태양광에 의한 반사광을 고정된 편광필터로 효과적으로 제거하기는 어렵고, 얼굴 회전 각도에 따라 제거되지 않는 반사광이 존재할 수밖에 없다.
또한 특정 방향의 빛만 통과시킴으로 전체 영상의 밝기가 어두워지는 단점도 발생한다. 또한 태양광이 있는 낮이나 태양광이 없는 밤에 얻은 영상의 차이에 의해서 각각 다른 알고리즘을 적용해야 하는 불편함이 있다.
본 발명의 목적은, 물체에 반사되어 카메라로 입사되는 적외선 광을 통과시키고 태양광을 차단시키는 필터링부에 의해, 여러 방향의 빛을 포함하는 태양광에 의해 물체에 발생되는 반사광들을 제거할 수 있는 반사광 제거 모듈을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반사광 제거 모듈은 수용공간을 구비하며, 제 1 내지 제 3 개구를 갖는 몸체; 상기 수용공간내에서 상기 제 1 개구를 통하여 영상을 획득하는 카메라; 상기 수용공간내에서 상기 제 2 및 제 3 개구와 인접하게 설치되어, 상기 제 2 및 제 3 개구를 거쳐 상기 몸체 밖으로 적외선 광을 각각 제공하는 제 1 및 제 2 조명부; 및 상기 제 1 개구상에 설치되며, 상기 제 1 및 제 2 조명부로부터 제공되어 물체에 의해 반사되어 상기 카메라로 입사되는 상기 적외선 광을 통과시키고 상기 적외선 광을 제외한 태양광의 일부를 차단시키는 필터링부를 포함하되, 상기 카메라는 상기 필터링부에 의해 상기 물체에 맺히는 태양광에 의한 반사광이 제거된 영상을 획득하는 것을 특징으로 한다.
상기 필터링부는 협대역 통과 필터(Narrow Band Pass Filter)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 및 제 2 조명부는 상기 적외선 광을 발광하는 LED를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 및 제 2 조명부에는 상기 제 1 및 제 2 조명부로부터 발생된 열을 방열시키는 방열판을 각각 구비한 것이 바람직하다.
상기 몸체의 바닥면에는 차량의 거동시 흔들림을 방지하기 위한 완충부재가 설치된 것이 바람직하다.
상기 제 2 및 제 3 개구 상에는 상기 제 1 및 제 2 조명부로부터 제공된 상기 적외선 광을 통과시키는 적외선 대역 통과 필터링부가 각각 설치된 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 물체에 반사되어 카메라로 입사되는 적외선 광을 통과시키고 태양광을 차단시키는 필터링부에 의해, 여러 방향의 빛을 포함하는 태양광에 의해 물체에 발생되는 반사광들을 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 적외선 광을 제공하는 제 1 및 제 2 조명부에 의해 태양광이나 기타 다른 대역 광의 영향을 최소화시키고, 적외선 광의 영향을 극대화시킴에 따라 낮과 밤에 얻은 영상의 차이를 최소화할 수 있는 효과도 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 제 1 및 제 2 조명부에 각각 설치된 방열판에 의해, 조명부에서 발생된 열에 의한 기계적 손상을 막을 수 있는 효과도 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 몸체의 바닥면에 완충부재가 설치됨에 따라 운전 중 흔들림에 의한 영향을 줄일 수 있는 효과도 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면 제 2 및 제 3 개구에 적외선 대역 통과 필터링부가 설치됨에 따라, 반사광 제거 모듈에 필요한 적외선 광을 통과시키기 때문에 운전자의 얼굴에 광이 조사되더라도 운전자의 눈부심을 방지할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반사광 제거 모듈의 전면을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 반사광 제거 모듈의 내부 구성을 도시한 도면.
도 3은 태양광에 의해 발생된 반사광의 제거 효과를 설명하기 위한 도면.
도 4는 낮과 밤의 영상을 비교한 도면.
도 5는 제 2 및 제 3 개구에 설치된 적외선 대역 통과 필터링부의 파장별 전송을 보여주는 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반사광 제거모듈의 전면을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 반사광 제거 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면 반사광 제거 모듈(1)은 운전자 감시 시스템에서 필요로 하는 운전자의 시선 방향 유추 및 졸음 여부 판단에 사용되는 운전자의 눈 정보를 획득하기 위한 전처리 단계에서, 운전자의 안경이나 선글라스에 맺히는 태양광에 의한 반사광을 제거할 수 있다.
이러한 반사광 제거 모듈(1)은 제 1 내지 제 3 개구(11, 12, 13)를 갖는 몸체(10)를 포함한다. 몸체(10)는 제 1 내지 제 3 개구(11, 12, 13)가 물체를 향하도록 예컨대 차량내에 설치될 수 있다. 여기서 물체는 운전자가 착용한 안경 또는 선글라스일 수 있다. 몸체(10)는 수용공간을 구비하며, 그 수용공간이 개폐가능하도록 상부 몸체와 하부 몸체로 구성될 수 있다. 몸체(10)의 바닥면에는 완충부재(50)가 설치될 수 있다. 완충부재(50)는 차량의 거동시 몸체(10)의 흔들림을 방지할 수 있다.
도 2를 참조하면 몸체(10)의 수용공간 내에는 제 1 개구(11)와 마주보게 카메라(20)가 설치되고, 제 2 및 제 3 개구(12, 13)와 각각 마주보도록 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)가 설치된다. 카메라(20), 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)는 몸체(10)에 착탈가능하게 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 카메라(20)를 사이에 두고 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)가 설치되는 것으로 도시하고 있지만, 카메라(20), 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)의 설치 위치는 변경가능하다.
카메라(20)는 제 1 개구(11)를 통하여 영상을 획득한다. 카메라(20)는 적외선 카메라일 수 있다. 몸체(10) 상에는 제 1 개구(11)를 통과하여 카메라(20)로 입사되도록 제 1 통로(112)가 설치되고, 브래킷(21)과 다수의 볼트(22)를 이용하여 몸체(10)의 수용공간에 카메라(20)를 고정시킬 수 있다.
또한 카메라(20)에는 통신라인(L)이 설치되어, 카메라(20)로부터 획득된 영상을 통신라인(L)을 거쳐 예컨대 운전자 감시 시스템에 전송할 수 있다.
제 1 및 제 2 조명부(30, 40)는 제 2 및 제 3 개구(12, 13)를 거쳐 몸체(10) 밖으로 적외선 광을 각각 제공한다. 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)는 적외선 광을 발광하는 LED일 수 있다. 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)에서 제공된 적외선 광을 몸체(10) 밖으로 방출되도록 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)에서 제 2 및 제 3 개구(12, 13)까지 이어진 각각의 제 2 및 제 3 통로(31, 41)가 설치된다.
제 1 및 제 2 조명부(30, 40)에는 방열판(32, 42)이 각각 부착될 수 있다. 이러한 방열판(32, 42)은 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)로부터 발생된 열을 방열시킬 수 있다. 나아가, 카메라(20)에서 발생된 열을 방열시키는 방열판(미도시)이 카메라(20) 주변에 설치될 수 있다.
제 1 개구(11)에는 적외선 카메라(20)에 입사되는 특정 파장, 예컨대 적외선 광을 통과시키고 적외선 광을 제외한 대역의 태양광을 차단시키는 필터링부(111)가 설치된다. 필터링부(111)는 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)로부터 물체를 향하여 제공된 적외선 광이 물체에 의해 반사되어 카메라로 입사되는 것을 허용하지만, 적외선 광을 제외한 대역의 태양광이 카메라로 입사되는 것을 허용하지 않는다. 즉, 필터링부(111)는 적외선 광을 통과시키고, 적외선 광을 제외한 대역의 태양광을 차단시키는 역할을 한다. 이러한 필터링부(111)는 특정 파장의 적외선 광과 그 파장 근방의 매우 좁은 대역만을 통과시키는 협대역 통과 필터(Narrow Band Pass Filter)일 수 있다. 협대역 통과 필터를 통과시키는 파장 대역은 대략 847~857nm의 대역이고, 그이외 대역도 소량 통과시킬 수 있다.
이와 같은 필터링부(111)에 의해, 카메라(20)는 물체에 맺히는 태양광에 의한 반사광이 제거된 영상을 획득할 수 있다. 즉, 필터링부(111)에 의해 카메라(20)로 입사되는 태양광 및 기타 불필요한 광들의 영향을 최소화시키고, 적외선 광의 영향을 극대화시켜 여러 방향에서 입사되는 태양광의 영향을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한 필터링부(111)에 의해 카메라(20)로 입사되는 태양광의 일부를 차단시키고 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)로부터 운전자를 향하여 적외선 광을 조명하기 때문에, 태양광이 있는 낮과 태양광이 없는 밤의 영상 차이를 최소화할 수 있다. 도 4의 (a) 및 (b)는 반사광 제거 모듈(1)이 적용되지 않은 상태에서 카메라로부터 낮과 밤에 획득된 영상을 도시하고 있고, 도 4의 (c) 및 (d)는 반사광 제거 모듈(1)이 적용된 상태에서 카메라로부터 낮과 밤에 획득된 영상을 도시하고 있다. 도 4에서도 보듯이, 낮과 밤의 영상 차이가 크지 않다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 낮시간과 밤시간의 획득 영상이 유사하기 때문에 낮과 밤에 얻은 영상 차이에 의해 각각 다른 알고리즘을 적용해야 하는 불편함을 해소할 수 있다.
한편, 필터링부(111)를 지지하는 지지부재(미도시)가 설치될 수 있다. 지지부재는 필터링부(111)를 몸체(10)의 전면에 고정시킬 수 있으며, 지지부재는 예컨대 링 형상일 수 있다. 후술하는 적외선 대역 통과 필터링부(121, 131)도 마찬가지로 지지부재에 의해 몸체(10)의 전면에 고정시킬 수 있다.
제 2 및 제 3 개구(12, 13)에는 적외선 대역 통과 필터링부(121, 131)가 각각 설치될 수 있다. 적외선 대역 통과 필터링부(121, 131)는 예컨대 830nm 이상의 파장 빛을 통과시킬 수 있다.
도 5의 그래프에서 보듯이, 830nm에서 투과율이 가장 좋으며, 적외선 대역의 파장을 통과시키고 400-700nm의 가시광선 대역의 광은 차단함을 확인할 수 있다.
이러한 적외선 대역 통과 필터링부(121, 131)는 사람의 눈에 보이는 광인 가시광선 영역을 차단하여 운전자의 눈부심을 없애는 동시에 반사광 제거 모듈(1)에 필요한 850nm 부근의 파장을 몸체(10) 밖으로 통과시킬 수 있다. 적외선 대역 통과 필터링부(121, 131)는 적외선 대역을 통과시키는 필터(IR Band Pass Filter)일 수 있다.
여기서, 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)의 전방인 제 2 및 제 3 개구(12, 13)에는 가격적인 측면을 고려하거나, 파장의 밝기를 고려하여 상술된 협대역 통과 필터가 아닌 적외선 대역 통과 필터가 설치되는 것이 바람직하다.
카메라(20), 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)는 전원공급부(미도시)에 전기적으로 연결되어, 전원을 공급받을 수 있다.
도 3은 태양광에 의해 발생된 반사광의 제거 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 (a)는 필터링부(111)와 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)가 없을 경우에 카메라로부터 획득한 영상을 도시하고 있고, 도 3의 (b)는 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)만 사용한 경우에 카메라로부터 획득한 영상을 도시하고 있으며, 도 3의 (c)는 필터링부(111)와 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)를 사용한 경우에 카메라로부터 획득된 영상을 도시하고 있다. 도 3에 도시된 영상을 통해 필터링부(111)와 제 1 및 제 2 조명부(30, 40)를 함께 사용한 경우에 태양광의 영향을 줄여서, 카메라로부터 태양광에 의한 반사광이 제거된 영상을 획득할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 영상을 수신하는 운전자 감시 시스템은 수신된 영상에 기초하여 운전자의 시선을 정확하게 파악할 수 있어, 운전자의 시선 방향이나 졸음 여부를 파악할 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
1 : 반사광 제거 모듈 10 : 몸체
11, 12, 13 : 제 1 내지 제 3 개구
111 : 필터링부 121, 131 : 적외선 대역 통과 필터링부
20 : 카메라 30 : 제 1 조명부
40 : 제 2 조명부

Claims (6)

  1. 수용공간을 구비하며, 제 1 내지 제 3 개구를 갖는 몸체;
    상기 수용공간내에서 상기 제 1 개구를 통하여 영상을 획득하는 카메라;
    상기 수용공간내에서 상기 제 2 및 제 3 개구와 인접하게 설치되어, 상기 제 2 및 제 3 개구를 거쳐 상기 몸체 밖으로 적외선 광을 각각 제공하는 제 1 및 제 2 조명부; 및
    상기 제 1 개구상에 설치되며, 상기 제 1 및 제 2 조명부로부터 제공되어 물체에 의해 반사되어 상기 카메라로 입사되는 상기 적외선 광을 통과시키고 상기 적외선 광을 제외한 태양광의 일부를 차단시키는 필터링부를 포함하되,
    상기 카메라는 상기 필터링부에 의해 상기 물체에 맺히는 태양광에 의한 반사광이 제거된 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 필터링부는 협대역 통과 필터(Narrow Band Pass Filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 조명부는 상기 적외선 광을 발광하는 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 조명부에는 상기 제 1 및 제 2 조명부로부터 발생된 열을 방열시키는 방열판을 각각 구비한 것을 특징으로 하는 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체의 바닥면에는 차량의 거동시 흔들림을 방지하기 위한 완충부재가 설치된 것을 특징으로 하는 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 개구 상에는 상기 제 1 및 제 2 조명부로부터 제공된 상기 적외선 광을 통과시키는 적외선 대역 통과 필터링부가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 모듈.
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KR20190105508A (ko) * 2018-03-05 2019-09-17 식아게 카메라

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