KR20140091948A - 거리 검출 장치, 및 이를 구비하는 영상처리장치 - Google Patents

거리 검출 장치, 및 이를 구비하는 영상처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 거리 검출 장치, 및 이를 구비하는 영상처리장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 거리 검출 장치는, 출력광을 출력하는 광원부와, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 순차적으로 수행하여, 출력광을 외부 영역에 출력하는 스캐너와, 출력광에 대응하여 외부로부터 수신되는 수신광을 전기 신호로 변환하는 검출부와, 광원부와 스캐너 사이, 및 검출부와 스캐너 사이에 배치되며, 출력광 및 수신광 중, 제1 방향 편광은 투과시키고, 제2 방향 편광은 반사시키는, 편광 분리부와, 편광 분리부에서 발생하는 내부 산란광을 흡수하는 흡수부재를 포함한다. 이에 의해, 외부 대상물에 대한 거리를 간편하게 검출할 수 있게 된다.

Description

거리 검출 장치, 및 이를 구비하는 영상처리장치{Distance detecting device and Image processing apparatus including the same}
본 발명은 거리 검출 장치, 및 이를 구비하는 영상처리장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 외부 대상물에 대한 거리를 간편하게 검출할 수 있는 거리 검출 장치, 및 이를 구비하는 영상처리장치에 관한 것이다.
외부 대상물에 대한 거리를 측정하고자 하는 요구가 증대되고 있다. 특히, 영상 시청시, 2D 영상 외에, 3D 영상, 즉 입체 영상을 시청하고자 하는 요구가 증대되고 있으며, 3D 영상의 깊이 검출을 위해, 외부 대상물에 대한 거리를 검출할 수 있다. 이와 같이, 외부 대상물에 대한 거리 검출 방법으로, 다양한 방안이 시도되고 있다.
본 발명의 목적은, 외부 대상물에 대한 거리를 간편하게 검출할 수 있는 거리 검출 장치, 및 이를 구비하는 영상처리장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 거리 검출 장치는, 출력광을 출력하는 광원부와, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 순차적으로 수행하여, 출력광을 외부 영역에 출력하는 스캐너와, 출력광에 대응하여 외부로부터 수신되는 수신광을 전기 신호로 변환하는 검출부와, 광원부와 스캐너 사이, 및 검출부와 스캐너 사이에 배치되며, 출력광 및 수신광 중, 제1 방향 편광은 투과시키고, 제2 방향 편광은 반사시키는, 편광 분리부와, 편광 분리부에서 발생하는 내부 산란광을 흡수하는 흡수부재를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 영상처리장치는, 디스플레이와, 출력광을 출력하는 광원부와, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 순차적으로 수행하여, 출력광을 외부 영역에 출력하는 스캐너와, 출력광에 대응하여 외부로부터 수신되는 수신광을 전기 신호로 변환하는 검출부와, 광원부와 스캐너 사이, 및 검출부와 스캐너 사이에 배치되며, 출력광 및 수신광 중, 제1 방향 편광은 투과시키고, 제2 방향 편광은 반사시키는, 편광 분리부와, 편광 분리부에서 발생하는 내부 산란광을 흡수하는 흡수부재를 포함하는 거리 검출부와, 거리 검출부에서 검출된 거리 정보를 이용하여, 디스플레이에 3D 영상을 표시하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 거리 검출 장치 또는 거리 검출 장치를 구비하는 영상처리장치는, 광원부로부터의 출력광을, 스캐너를 토해 순차 스캐닝하여 외부 영역에 출력하고, 출력광에 대응하는 수신광을 검출부를 통해 검출하며, 출력광 및 수신광 중, 일부는 투과시키고, 다른 일부는 반사시키는 편광 분리부에서 발생하는 내부 산란광을 흡수하는 흡수부재를 사용한다. 이에 따라, 내부 산란광을 제거하면서, 외부 대상물에 대한 거리를 간편하게 검출할 수 있게 된다.
특히, 내부 산란광에 의한 잡음이, 외부 대상물에서 산란되어 수신되는 수신광 보다 상당히 작아지므로, 측정 가능 거리를 확장시킬 수 있으며, 거리 해상도를 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 광원으로 레이저 다이오드를 사용함으로써, 측정 가능 거리를 확장시킬 수 있으며, 거리 해상도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 거리 검출 장치를 포함하는 영상처리장치에서 거리 검출을 위한 광을 투사하는 것을 도시한다.
도 2a는 도 1의 거리 검출 장치의 광 투사시의 스캐닝 방법을 예시하는 도면이다.
도 2b는 도 1의 거리 검출 장치에서 획득 가능한 거리 정보를 예시한 도면이다.
도 3은 도 1의 거리 검출 장치의 내부 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 검출 장치의 내부 구조도이다.
도 5a 내지 도 5b는 도 3의 거리 검출 장치의 거리 검출 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 거리 검출 장치 내의 내부 산란광을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 거리 검출 장치 내의 흡수 부재의 다양한 예이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 거리 검출 장치의 내부 구조도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리 검출 장치의 내부 구조도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 검출 장치의 내부 구조도이다.
도 11은 도 1의 이동 단말기의 내부 블록도이다.
도 12는 도 11의 제어부의 내부 블록도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 기술되는 영상처리장치는, 거리 검출 장치가 장착 가능한 장치로서, 이동 단말기, TV, 셋탑 박스, 미디어 플레이어, 게임 기기, 감시용 카메라 등을 포함하며, 에어컨, 냉장고, 세탁기, 조리기기, 로봇 청소기 등의 가전기기를 포함하는 것도 가능하며, 자전거, 자동차 등의 차량 등을 포함할 수도 있다.
한편, 이동 단말기에는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 디지털 카메라, 네비게이션, 타블렛 컴퓨터(tablet computer), 이북(e-book) 단말기 등이 포함된다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 거리 검출 장치를 포함하는 영상처리장치에서 거리 검출을 위한 광을 투사하는 것을 도시한다.
도면을 참조하면, 도 1의 영상처리장치는, 이동 단말기(100)를 예시한다. 상술한 바와 같이, 거리 검출 장치(200)는, 이동 단말기, TV, 셋탑 박스, 미디어 플레이어, 게임 기기, 가전기기, 차량 등의 영상처리장치에 구비가능하며, 이하에서는 이동 단말기(100)를 중심으로 기술한다.
이동 단말기(100)는, 영상 촬영을 위한, 카메라(122)를 포함할 수 있다. 한편, 이동 단말기(100)는, 3D 영상 촬영을 위해, 거리 검출 장치(200)를 포함할 수 있다.
한편, 외부 대상물(40)의 영상을 획득하는 카메라(122)와, 외부 대상물(40)에 대한 거리 정보를 획득하는 거리 검출 장치(200)가, 3D 카메라(121) 내에 구비될 수 있다. 3D 카메라(121)는 하나의 모듈로서, 내부에 카메라(122)와 거리 검출 장치(200)를 포함할 수 있다.
또는, 카메라(122)와 거리 검출 장치(200)가 별도의 모듈로서, 이동 단말기(100) 내에 구비되는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 거리 검출 장치(200)는, 광원부에서 출력되는 출력광을, 외부 대상물(40)에 출력하고, 외부 대상물(40)에서 산란 또는 반사되는 수신광을 수신하고, 출력광과 수신광의 차이를 이용하여, 거리를 검출하는 것으로 한다. 특히, 출력광 및 수신광 중, 일부는 투과시키고, 다른 일부는 반사시키는 편광 분리부(도 4의 282)에서 발생하는 내부 산란광을 흡수하는 흡수부재를 사용한다. 이에 따라, 내부 산란광을 제거하면서, 외부 대상물(40)에 대한 거리를 간편하게 검출할 수 있게 된다. 이에 따라, 내부 산란광에 의한 잡음이, 외부 대상물(40)에서 산란되어 수신되는 수신광 보다 상당히 작아지므로, 측정 가능 거리를 확장시킬 수 있으며, 거리 해상도를 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 거리 검출 장치(200)는, 외부의 출력광을 출력할 때에, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 순차적으로 수행 가능한, 2D 스캐너를 사용함으로써, 복수의 스캐너가 필요 없게 되며, 따라서 거리 검출 장치(200)를 소형화할 수 있게 된다. 또한, 제조비용도 저감할 수 있게 된다. 한편, 스캐너 등에 대한 설명은 도 2a를 참조하여 설명한다.
도 2a는 도 1의 거리 검출 장치의 광 투사시의 스캐닝 방법을 예시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 거리 검출 장치(200)는, 광원부(210), 광 반사부(214), 스캐너(240)를 포함할 수 있다.
도면에서는, 거리 검출 장치(200)에서 출력되는 광원부(210)의 개수가 1개이나, 복수개를 사용하는 것도 가능하다. 즉, 도면에서는 단일 파장의 출력광을 예시하나, 복수 파장의 출력광을 외부로 출력하는 것도 가능하다.
광원부(210)는, 적외선 파장의 광일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 가시광선 파장의 광 등 다양한 예가 가능하다. 이하에서는 적외선 파장의 광을 중심으로 기술한다.
한편, 광원부(210)는, 외부 대상물(40)에, 광 투사를 위해, 광의 시준성이 중요하며, 이를 위해, 레이저 다이오드를 사용할 수 있다. 광원부(210)로 레이저 다이오드를 사용하는 경우, 측정 가능 거리를 확장시킬 수 있으며, 거리 해상도가 향상될 수 있다. 한편, 광원부(210로, 레이저 다이오드 외에, 다양한 예가 가능하다. 이하에서는 레이저 다이오드를 중심으로 기술한다.
광원부(210)에서 출력되는 출력광은, 광 반사부(214)에서 반사되어, 스캐너(240)로 입사될 수 있다.
한편, 스캐너(240)는, 광원부(210)으로부터의 출력광을, 입력받아, 외부로 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을, 순차적으로, 그리고 반복적으로 수행할 수 있다.
도면과 같이, 스캐너(240)는, 스캐닝 가능한 영역을 중심으로, 외부 대상물(40)에 대해, 좌에서 우로 수평 스캐닝을 수행하고, 상에서 하로 수직 스캐닝을 수행하며, 다시 우에서 좌로 수평 스캐닝을 수행하고, 다시 상에서 하로 수직 스캐닝을 수행할 수 있다. 그리고, 이와 같은 스캐닝 동작을, 외부 대상물(40)의 전체에 대해, 반복하여 수행한다.
한편, 외부 대상물(40)에 대해, 출력되는 출력광은, 외부 대상물(40)에서 산란 또는 반사되어, 다시 거리 검출 장치(200)에 입사될 수 있다. 예를 들어, 스캐너(240)는, 출력광에 대응하는 수신광을 수신할 수 있다.
거리 검출 장치(200)는, 출력광과, 수신광을 비교하고, 그 차이를 이용하여, 거리를 검출할 수 있다. 거리 검출 기법에 대해서는, 도 5a 이하를 참조하여 후술한다.
한편, 거리 검출 장치(200)에서, 산출되는 거리 정보는, 도 2b와 같이, 휘도 영상(65)으로서 표현될 수 있다. 외부 대상물의 다양한 거리 값(distance value)은, 대응하는 휘도 레벨로서 표시 가능하다. 거리가 가까운 경우, 휘도 레벨이 클 수(밝기가 밝을 수) 있으며, 깊이가 먼 경우 휘도 레벨이 작을 수(밝기가 어두울 수) 있다.
도 3은 도 1의 거리 검출 장치의 내부 블록도이다.
도면을 참조하면, 거리 검출 장치(200)는, 광원부(210), 스캐너(240), 광원 구동부(260), 스캐너 구동부(245), 프로세서(270), 메모리(272), 검출부(280)를 포함할 수 있다.
광원부(210)는, 소정 파장의 출력광을 출력할 수 있다.
광원 구동부(260)는, 프로세서(270)의 제어 신호에 따라, 광원부(210)를 구동할 수 있다. 예를 들어, 거리 검출 장치(200)의 동작시, 광원 구동부(260)는, 펄스 신호를 광원부(210)에 출력할 수 있다. 한편, 펄스 크기 변조(PAM) 또는 펄스폭 변조(PWM) 방식에 의한 펄스 신호가, 광원부(210)에 인가될 수 있으며, 이에 따라, 광원부(210)에서 출력되는 광의 세기가 결정될 수 있다.
스캐너(240)는, 상술한 바와 같이, 광원부(210)으로부터의 출력광을, 입력받아, 외부로 제1 방향 스캐닝(수평 스캐닝) 및 제2 방향 스캐닝(수직 스캐닝)을, 순차적으로, 그리고 반복적으로 수행할 수 있다.
스캐너 구동부(245)는, 스캐너(240)의 수평 스캐닝 및 수직 스캐닝을 제어할 수 있다. 예를 들어, 외부 대상물(40)에 대한 스캐닝 영역에 대해, 수평 스캐닝 및 수직 스캐닝이 수행되도록 제어할 수 있다.
한편, 스캐너 구동부(270)는, 수평 스캐닝에 대한 피드백 신호 및 수직 스캐닝에 대한 피드백 신호를 생성하여, 이를 프로세서(270)로 전달할 수 있다. 프로세서(270)는, 이러한 피드백 신호에 기초하여, 스캐너(240)의 스캐닝 동작시 오차가 발생하지 않도록, 스캐너 구동부(270)를 제어할 수 있다.
검출부(280)는, 외부 대상물(40)에서 수신되는 수신광을 전기 신호로 변환한다. 이를 위해, 검출부(280)는, 광 신호를 전기신호로 변환하는 포토 다이오드(Photodiode)를 포함할 수 있다. 특히, 검출부(280)는, 고 광전 효율의 포토 다이오드로 외부 대상물(40)로부터 산란된 미약한 수신광을 전압으로 변환해주는 Avalanche Photodiode를 포함할 수 있다.
프로세서(270)는, 광원 구동부(260), 스캐너 구동부(270)의 동작을 제어한다.
한편, 프로세서(270)는, 검출부(280)로부터, 전기 신호를 수신하고, 이를 기반으로, 외부 대상물(40)에 대한 거리 정보를 산출할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(270)는, 출력광에 대한 전기 신호와 수신광에 대한 전기 신호의 차이를 이용하여, 거리 정보를 산출할 수 있다. 특히, 외부 대상물(40)에 대해, 순차적으로 2D 스캐닝을 수행하므로, 외부 대상물(40)의 일정 영역 별로, 순차적으로, 해당 영역의 거리 정보를 산출할 수 있다.
메모리(272)는, 거리 검출 장치(200)의 각종 동작 제어를 위한 데이터를 저장할 수 있다. 특히, 출력광에 대한 전기 신호를 저장할 수 있으며, 이후, 프로세서(270)에서의 거리 산출시, 저장된 전기 신호를 프로세서(270)로 출력할 수 있다.
또한, 메모리(272)는, 외부 대상물(40)에 대한 거리 정보 산출시, 외부 대상물(40)의 각 영역별 거리 정보를 저장할 수 있으며, 최종적으로, 외부 대상물(40) 전체에 대한 거리 정보를 저장할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 검출 장치의 내부 구조도이다.
도면을 참조하면, 거리 검출 장치는, 광원부(210), 집광부(212), 광반사부(214), 스캐너(240), 편광 변환부(250), 제2 광반사부(255), 제3 광반사부(256), 검출부(280), 및 편광 분리부(282)를 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 3에 대한 설명에서 기술한 유닛(광원부(210), 스캐너(240), 검출부(280))을 제외한, 나머지 유닛을 중심으로 기술한다.
집광부(212)는, 광원부(210)에서 출력되는 출력광을 시준한다(collimate). 이를 위해, 집광부(212)는, 각각 해당하는 파장의 광을 시준하기 위한 Collimate Lens를 구비할 수 있다.
다음, 집광부(212)를 통과한 출력광은, 편광 분리부(282)를 통과한다.
편광 분리부(282)는, 파장이 동일한 출력광과 수신광의 편광이 다른 경우, 각 편광 방향에 따라, 그 진행 방향을 분리한다. 예를 들어, 출력광이 P 편광 상태의 출력광인 경우 투과시키고, 반사광이 S 편광 상태의 수신광인 경우 반사시켜, 검출부(280)로 수신광을 전송한다. 이러한 편광 분리부는, Polarizer Beam Splitter라 할 수 있다.
광반사부(214)는, 편광 분리부(282)를 통과한 출력광을 스캐너(240) 방향으로 반사시키며, 스캐너(240)를 통해 수신되는 수신광을 편광 분리부(282) 방향으로 반사시킨다. 광반사부(214)는, 출력광의 파장만 반사시키는 것이 아닌, 다양한 파장의 광을 반사시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 광반사부(214)는, Total Mirror를 구비할 수 있다.
편광 변환부(250)는, 출력광의 편광 방향을 변환하고, 수신광의 편광 방향을 변환할 수 있다.
예를 들어 편광 변환부(250)는, 위상차를 주어 편광 방향을 제어하며, 선 편광을 원편광으로 변환하거나, 원편광을 선 편광으로 변환할 수 있다.
구체적으로, 편광 변환부(250)는, P 편광인 출력광을 원 편광의 출력광으로 변환한다. 이에 따라, 스캐너(240)는, 원편광의 출력광을 외부로 출력하고, 외부로부터 원편광의 수신광을 수신할 수 있다. 한편, 편광 변환부(250)는, 스캐너(240)를 통해 수신되는 원 편광의 수신광을, S 편광인 수신광으로 변환할 수 있다. 이에 따라, 편광 변환부(250)는, Quarter Wavelength Plate(QWP)라 명명될 수 있다.
다른 예로, 편광 변환부(250)는, P 편광의 출력광을 별도 변환 없이 그대로 출력하고, 스캐너(240)로부터 수신되는 P 편광의 수신광을 S 편광인 수신광으로 변환할 수도 있다.
제2 광반사부(255)는, 편광 변환부(250)를 통과한 출력광을 스캐너(240) 방향으로 반사시키며, 스캐너(240)를 통해 수신되는 수신광을 편광 변환부(250) 방향으로 반사시킨다. 광반사부(255)는, 출력광의 파장만 반사시키는 것이 아닌, 다양한 파장의 광을 반사시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 제2 광반사부(255)는, Total Mirror를 구비할 수 있다.
제3 광반사부(256)는, 제2 광반사부(255)를 통과한 출력광을 스캐너(240) 방향으로 반사시키며, 스캐너(240)를 통해 수신되는 수신광을 제2 광반사부(255) 방향으로 반사시킨다. 제3 광반사부(256)는, 출력광의 파장만 반사시키는 것이 아닌, 다양한 파장의 광을 반사시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 제3 광반사부(256)는, Total Mirror를 구비할 수 있다.
한편, 도 4의 거리 검출 장치는, 출력광의 광 경로와, 수신되는 수신광의 광 경로가 일부 중첩된다. 이와 같이, 광 출력과 광 수신의 광 경로가 일부중첩되는 구조의 거리 검출 장치는, coaxial Optical System 이라 명명될 수 있다. 이러한 구조의 거리 검출 장치는, 사이즈를 소형화할 수 있으며, 외광에 강하며, 높은 신호 대 잡음비를 가질 수 있게 된다.
한편, 출력광의 광 경로와, 수신되는 수신광의 광 경로가 완전히 이격되는 것도 가능하다. 이와 같이, 광 출력과 광 수신의 광 경로가 서로 완전히 이격되는 구조의 거리 검출 장치는, Separated Optical System 이라 명명될 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 도 3의 거리 검출 장치의 거리 검출 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
거리 검출 장치의 프로세서(270)는, 출력광에 대한 전기 신호와 수신광에 대한 전기 신호의, 위상차, 시간차, 펄스 카운팅 등에 의해, 거리 정보를 산출할 수 있다.
도 5a는 시간차 방법에 의한 거리 산출 방법을 예시한다. 여기서, Tx는 출력광의 펄스 신호, Rx는 수신광의 펄스 신호를 나타낸다. 도면을 보면, 출력광의 펄스 신호와 수신광의 펄스 신호의 펄스의 시간 차이(Δt)에 따라, 거리 정보 레벨을 산출할 수 있다. 예를 들어, 시간 차이가 클수록, 외부 대상물(40)이 멀리 있는 것이므로, 거리 정보 레벨이 크도록 설정할 수 있으며, 이에 따라, 휘도 레벨이 작도록, 설정할 수 있다. 또한, 시간 차이가 작을수록, 외부 대상물(40)이 가깝게 있는 것이므로, 거리 정보 레벨이 작도록 설정할 수 있으며, 이에 따라, 휘도 레벨이 크도록 설정할 수 있다.
한편, 펄스 카운팅 방식은, 도 5a와 유사하며, 다만, 출력광에 대응하는 반복 펄스와, 수신광에 대응하는 반복 펄스 사이의 차이에 의한, 펄스 개수(펄스 카운팅)를 이용하는 것으로, 펄스 개수가 많을수록, 외부 대상물(40)이 멀리 있는 것이므로, 거리 정보 레벨이 크도록 설정할 수 있으며, 펄스 개수가 작을수록, 외부 대상물(40)이 가깝게 있는 것이므로, 거리 정보 레벨이 작도록 설정할 수 있다.
도 5b는 위상차 방법에 의한 거리 산출 방법을 예시한다. 여기서, Tx는 출력광의 위상 신호, Rx는 수신광의 위상 신호를 나타낸다. 도면을 보면, 출력광의 위상 신호와 수신광의 위상 신호의 위상 차이(Φ)에 따라, 거리 정보 레벨을 산출할 수 있다. 예를 들어, 위상 차이가 클수록, 외부 대상물(40)이 멀리 있는 것이므로, 거리 정보 레벨이 크도록 설정할 수 있으며, 위상 차이가 작을수록, 외부 대상물(40)이 가깝게 있는 것이므로, 거리 정보 레벨이 작도록 설정할 수 있다.
이러한, 거리 레벨 설정은, 상술한 바와 같이, 외부 대상물(40)을 수평 스캐닝 및 수직 스캐닝하면서, 외부 대상물(40) 내의 각 영역 별로 수행된다. 즉, 외부 대상물(40)의 각 영역 별로, 거리 정보 레벨의 검출이 가능하다.
도 6a 내지 도 6c는 거리 검출 장치 내의 내부 산란광을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
먼저, 도 6a는, 거리 검출 장치 내의 광원부(210), 집광부(212), 및 편광 분리부(282), 구조물(600)을 예시한다.
집광부(212)는, 광원부(210)에서 출력되는 출력광을 시준한다(collimate). 이를 위해, 집광부(212)는, 각각 해당하는 파장의 광을 시준하기 위한 Collimate Lens를 구비할 수 있다.
편광 분리부(282)는, 파장이 동일한 출력광과 수신광의 편광이 다른 경우, 각 편광 방향에 따라, 그 진행 방향을 분리한다. 예를 들어, 출력광이 P 편광 상태의 출력광인 경우 투과시키고, 반사광이 S 편광 상태의 수신광인 경우 반사시켜, 검출부(280)로 수신광을 전송한다. 이러한 편광 분리부는, Polarizer Beam Splitter라 할 수 있다.
한편, 편광 분리부(282) 주변에는 다른 광 부품의 기구물(600)이 배치될 수 있다. 도면에서는, 기구물(600)이 편광 분리부(282)의 우측에 배치되는 것을 예시한다. 즉, 검출부(280) 방향과 반대 방향에 기구물(600)이 배치될 수 있다.
다음, 도 6b는 편광 분리부(282)이 광 투과와 광 반사를 예시한다. 즉, 광원부(210)에서 출력되는 출력광(L1)을 투과하고, 외부로부터 수신되는 수신광(L2)는 반사시켜, 검출부(280)로 수신광을 전송할 수 있다. 특히, 편광 분리부(282)는, P 편광의 빔(beam)은 투과하고 S 편광의 빔(beam)은 반사시킬 수 있다.
다음, 도 6c는 편광 분리부(282)에서 내부 산란광이 발생하는 것을 예시한다.
편광 분리부(282)는, P 편광의 빔(beam)은 투과하고 S 편광의 빔(beam)은 반사시킬 수 있다. 반사된 S 편광의 빔(L2) 중에서 편광 분리부(282)를 투과한 후 기구물(600)에서 반사되어 수신되는 노이즈 1(LN1)과 편광 분리부(282) 내부 면에서 재 반사되어 수신되는 노이즈 2(LN2)가 있다. 또한, 편광 분리부(282) 면을 지날 때 P 편광 상태로 투과된 빔(La,Lb,Lc) 중에서 편광 분리부(282) 내부 면에서 재 반사되어 편광 분리부(282) 면에서 반사되어 수신되는 노이즈 1(LN1)이 있다. 이외에도 편광 분리부(282) 내부 면에서 다중 반사되어 수신되는 노이즈 3(LN3) 등이 있다. 이러한 노이즈들은, 편광 분리부(282) 내의 내부 산란광에 기인한 것들이다.
한편, 편광 분리부(282) 면을 지날 때 P 편광 상태로 투과된 빔 중 외부 대상물(40)에서 산란(Backscattering)된 빔이 편광 분리부(282) 면에서 반사되어, 미약한 신호(signal)로 수신된다.
이때, 외부 대상물(40)에서산란(Backscattering)된 미약한 신호(signal)와, 내부 산란광에 의한 노이즈(Noise)의 비가 신호 대 잡음비(SNR)이 된다. 이때, SNR이 최소한 1 이상이 유지되는 거리가 측정 가능한 거리가 될 수 있다. 목표로 하는 측정거리 내에서 SNR이 1 이상을 유지하기 위해서는 내부 산란 광에 의한 노이즈들을 저감시켜야 한다. 이하에서는, 거리 검출 장치 내의 내부 산란 광에 의한 노이즈들을 저감하기 위한, 흡수 부재에 대해 기술한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 거리 검출 장치 내의 흡수 부재의 다양한 예이다.
먼저, 도 7a는, 편광 분리부(282)에 부착되는 블랙 페인팅(710)을 예시한다.
즉, 편광 분리부(282)와 기구물(600) 사이, 구체적으로, 편광 분리부(282)의 우측면을 그라인딩(Grinding)과 블랙 페인팅(710)을 함으로써 편광 분리부(282) 면을 투과되어 나가는 빔을 흡수시켜서 노이즈 1, 2(LN1,LN2) 등을 저감시킬 수 있다.
다음, 도 7b는, 편광 분리부(282)와 광원부(210) 사이, 구체적으로 편광 분리부(282)와 집광부(212) 사이에 배치되는 편광부재(720)를 예시한다. 편광 부재(720)는, Polarizer일 수 있다.
즉, 편광 분리부(282) 면을 지나기 전에 Polarizer(720)를 지나게 함으로써 편광 컨트라스트(Contrast)를 향상시킴으로써, S 편광된 빔이 반사됨으로써 생기는 노이즈 1, 2(LN1,LN2) 등을 저감시킬 수 있다.
다음, 도 7c는, 편광 분리부(282)와 기구물(600) 사이에, 배치되는 감광 필터(730)을 예시한다. 감광 필터(730)는, Absorptive ND Filter일 수 있다.
즉, 감광 필터(730)를 사용함으로써, 편광 분리부(282)로부터 기구물(600) 방향으로 가는 빔의 세기를 저감시킬 수 있다. 결국, 노이즈를 저감할 수 있게 된다.
다음, 도 7d는, 기구물(600)의 표면에 형성되는 블랙 코팅(740)을 예시한다. 블랙 코팅(740)은, Black Optical Coating일 수 있다.
즉, 블랙 코팅(740)을 사용함으로써, 흡수를 통한 기구물(600)로부터의 반사광량을 저감시켜, 결국, 노이즈를 저감할 수 있게 된다.
다음, 도 7e는, 기구물(600)에 부착되는 다중 반사 경로 부재(750)를 예시한다.
구체적으로, 기구물(600)의 경사면을 다중 반사 경로 부재(750)를 부착시켜, 다중반사를 발생시킨다. 이에 따라, 기구물(600)로부터의 반사광량을 저감시켜, 결국, 노이즈를 저감할 수 있게 된다.
한편, 도 7a 내지 도 7e의 방법 중 적어도 두개의 방법을 혼용하여, 노이즈를 최소화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 거리 검출 장치의 내부 구조도이다.
도 8은, 거리 검출 장치의 개략 내부 구조도를 예시하며, 특히, 내부 산란광을 저감하기 위한 도 7a 내지 도 7e의 방법 중 도 7b의 방법을 채용한, 거리 검출 장치의 개략 내부 구조도를 예시한다.
도 8의 거리 검출 장치는, 광원부(210)와, 편광 분리부(282)와, 편광 변환부(250)가, 광 경로상 일렬로 배치될 수 있다. 그리고, 광원부(210)가 제1 방향 편광의 출력광을 출력할 수 있다. 즉, P 편광이 출력광을 출력할 수 있다.
광원부(210)가 레이저 다이오드(LD)인 경우, LD의 편광비가 100:1 수준이므로, 편광 컨트라스트(Contrast)를 높이기 위해, 도 7b의 편광 부재(720)를 사용한다. 즉, LD의 출력광이 Polarizerer(720)를 지나, 편광 분리부(282)에서 P 편광 투과된다. 그리고, P 편광의 출력광을 편광 변환부(250)(QWP)에서 원 편광으로 변환하고, 스캐너(240)에서이 스캐닝에 의해 외부 대상물(40)을 스캔한다.
외부 대상물(40)에서 산란(Backscattering)되어 수신된 원 편광 상태의 수신광은 편광 변환부(250)(QWP)를 지난 후 S 편광 상태가 된다. 편광 분리부(282)가 S 편광 상태의 수신광을 반사시키므로, 검출부(280)에는 외부 대상물(40)에서 산란된 수신광이 수신된다.
검출부(280)는, 편광 분리부(282)에서 반사되어, 집광부(213)에서 집광된 수신광을 전기 신호로 변환한다. 그리고, 프로세서(270)는, 검출부(280)로부터의 전기 신호에 기초하여, 외부 대상물(40)에 대한 거리를 연산한다.
도 8의 구조에 의하면, 편광 분리부(282)를 거치기 전에 편광 부재(720)로 편광 컨트라스트(Contrast)를 높일 수 있다. 물론, 100%의 선 편광이 될 수는 없으나, 편광 컨트라스트(Contrast)가 향상되므로, 출력광인 P 편광 성분이 증가하여, 내부 잡음에도 불구하고, SNR이 향상될 수 있다.
한편, 내부 산란 광에 의한 잡음을 저감을 위해, 도 8의 편광 부재(720) 외에, 도 7a의 편광 분리부(282)에 부착되는 블랙 페인팅(710), 도 7c의 편광 분리부(282)와 기구물(600) 사이에 배치되는 감광 필터(730), 도 7d의 기구물(600)의 표면에 형성되는 블랙 코팅(740), 도 7e의 기구물(600)에 부착되는 다중 반사 경로 부재(750) 중 적어도 하나가 더 사용될 수 있다.
한편, 도면에서는, 스캐너(240)가 외부 대상물(40)에서 산란(Backscattering)된 수신광을 수신하는 것으로 예시하나, 이와 달리, 별도의 수신부가 외부 대상물(40)에서 산란(Backscattering)된 수신광을 수신하는 것도 가능하다. 이러한 경우, 출력광과 수신광이 분리되므로, 거리 검출 장치는, Separated Optical System 이라 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리 검출 장치의 내부 구조도이다.
도 9의 거리 검출 장치는, 도 8의 거리 검출 장치와 유사하나, 광원부가 한개가 아닌 두개인 것에 그 차이가 있다.
도 9의 거리 검출 장치는, 제1 광원부(210), 제1 집광부(212), 광반사부(214), 제2 광원부(215), 제2 집광부(217), 광파장분리부(219), 스캐너(240), 편광 변환부(250), 제2 광반사부(255), 제3 광반사부(256), 제1 검출부(280), 및 제1 편광 분리부(282), 제2 검출부(285), 제2 편광 분리부(287)를 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 8과의 차이를 중심으로 기술한다.
제1 집광부(212)와 제2 집광부(217)는, 각각 제1 광원부(210)과 제2 광원부(215)에서 출력되는 출력광을 시준한다(collimate). 이를 위해, 제1 집광부(212)와 제2 집광부(217)는, 각각 해당하는 파장의 광을 시준하기 위한 Collimate Lens를 구비할 수 있다.
다음, 제1 집광부(212)를 통과한 제1 출력광은, 제1 편광부재(720a)를 거쳐 제1 편광 분리부(282)를 통과하고, 제2 집광부(217)를 통과한 제2 출력광은, 제2 편광부재(720b)를 거쳐 제2 편광 분리부(282)를 통과한다.
광반사부(214)는, 제1 편광 분리부(282)를 통과한 제1 출력광을 스캐너(240) 방향으로 반사시키며, 스캐너(240)를 통해 수신되는 제1 수신광을 제1 편광 분리부(282) 방향으로 반사시킨다. 광반사부(214)는, 제1 출력광의 파장만 반사시키는 것이 아닌, 다양한 파장의 광을 반사시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 광반사부(214)는, Total Mirror를 구비할 수 있다.
광파장 분리부(219)는, 광 파장 별로, 반사 또는 투과가 가능한 것으로서, 예를 들어, Dichroic Mirror로 구현될 수 있다. 구체적으로, 광파장 분리부(219)는, 제1 파장의 광은 투과 시키고, 제2 파장의 광은 반사시킬 수 있다.
이에 따라, 광파장 분리부(219)는, 제1 출력광을 투과시켜, 스캐너(240) 방향으로 전달할 수 있으며, 제2 출력광을 반사시켜, 스캐너(240) 방향으로 전달할 수 있다.
또한, 광파장 분리부(219)는, 제1 수신광을 투과시켜, 광반사부(214) 방향으로 전달할 수 있으며, 제2 수신광을 반사시켜, 제2 편광 분리부(287) 방향으로 전달할 수 있다.
편광 변환부(250)는, 출력광의 편광 방향을 변환하고, 수신광의 편광 방향을 변환할 수 있다.
예를 들어 편광 변환부(250)는, 위상차를 주어 편광 방향을 제어하며, 선 편광을 원편광으로 변환하거나, 원편광을 선 편광으로 변환할 수 있다.
제2 광반사부(255)는, 편광 변환부(250)를 통과한 제1 및 제2 출력광을 스캐너(240) 방향으로 반사시키며, 스캐너(240)를 통해 수신되는 제1 및 제2 수신광을 편광 변환부(250) 방향으로 반사시킨다. 광반사부(255)는, 제1 및 제2 출력광의 파장만 반사시키는 것이 아닌, 다양한 파장의 광을 반사시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 제2 광반사부(255)는, Total Mirror를 구비할 수 있다.
제3 광반사부(256)는, 제2 광반사부(255)를 통과한 제1 및 제2 출력광을 스캐너(240) 방향으로 반사시키며, 스캐너(240)를 통해 수신되는 제1 및 제2 수신광을 제2 광반사부(255) 방향으로 반사시킨다. 제3 광반사부(256)는, 제1 및 제2 출력광의 파장만 반사시키는 것이 아닌, 다양한 파장의 광을 반사시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 제3 광반사부(256)는, Total Mirror를 구비할 수 있다.
제1 검출부(280)는, 제1 편광 분리부(282)에서 반사된 제1 수신광을 전기 신호로 변환하며, 제2 검출부(282)는, 제2 편광 분리부(282)에서 반사된 제2 수신광을 전기 신호로 변환한다. 그리고, 프로세서(270)는, 제1 검출부(280)와 제2 검출부(282)로부터의 전기 신호에 기초하여, 외부 대상물(40)에 대한 거리를 연산한다.
한편, 내부 산란 광에 의한 잡음을 저감을 위해, 도 9의 편광 부재(720a,720b) 외에, 도 7a의 편광 분리부(282)에 부착되는 블랙 페인팅(710), 도 7c의 편광 분리부(282)와 기구물(600) 사이에 배치되는 감광 필터(730), 도 7d의 기구물(600)의 표면에 형성되는 블랙 코팅(740), 도 7e의 기구물(600)에 부착되는 다중 반사 경로 부재(750) 중 적어도 하나가 더 사용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 검출 장치의 내부 구조도이다.
도 8과 비교하면, 도 10의 거리 검출 장치의 내부 구조는, 광원부(210)와 검출부(280)의 배치가 다른 것에 그 차이가 있다.
즉, 도 10의 거리 검출 장치는, 검출부(280)와, 편광 분리부(282)와, 편광 변환부(250)가, 광 경로상 일렬로 배치된다. 그리고, 광원부(210)가 제2 방향 편광, 즉 S 편광의 출력광을 출력하는 출력한다.
즉, 편광 분리부(282는, S 편광의 출력광을 반사시켜, 스캐너(240) 방향으로 전달하고, P 편광의 수신광을 투과시킨다. 투과된 수신광은, 집광부(213)를 거쳐, 검출부(280)로 전달된다.
한편, 도 8과 유사하게, 편광 컨트라스트(Contrast)를 높이기 위해, 집광부(212)와 편광 분리부(282) 사이에, 도 7b의 편광 부재(720)를 사용한다.
도 10의 구조에 의하면, 편광 분리부(282)를 거치기 전에 편광 부재(720)로 편광 컨트라스트(Contrast)를 높일 수 있다. 물론, 100%의 선 편광이 될 수는 없으나, 편광 컨트라스트(Contrast)가 향상되므로, 출력광인 S 편광 성분이 증가하여, 내부 잡음에도 불구하고, SNR이 향상될 수 있다.
한편, 내부 산란 광에 의한 잡음을 저감을 위해, 도 10의 편광 부재(720) 외에, 도 7a의 편광 분리부(282)에 부착되는 블랙 페인팅(710), 도 7c의 편광 분리부(282)와 기구물(600) 사이에 배치되는 감광 필터(730), 도 7d의 기구물(600)의 표면에 형성되는 블랙 코팅(740), 도 7e의 기구물(600)에 부착되는 다중 반사 경로 부재(750) 중 적어도 하나가 더 사용될 수 있다.
한편, 도면에서는, 스캐너(240)가 외부 대상물(40)에서 산란(Backscattering)된 수신광을 수신하는 것으로 예시하나, 이와 달리, 별도의 수신부가 외부 대상물(40)에서 산란(Backscattering)된 수신광을 수신하는 것도 가능하다. 이러한 경우, 출력광과 수신광이 분리되므로, 거리 검출 장치는, Separated Optical System 이라 할 수 있다.
도 11은 도 1의 이동 단말기의 내부 블록도이다.
도 11을 참조하면, 이동 단말기(100)는, 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180), 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
무선 통신부(110)는, 방송수신 모듈(111), 이동통신 모듈(113), 무선 인터넷 모듈(115), NFC 모듈(117), 및 GPS 모듈(119) 등을 포함할 수 있다.
방송수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송관리 서버로부터 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 이때, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널 등을 포함할 수 있다.
방송수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(113)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(115)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈(115)은 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다.
NFC 모듈(117)은 근거리 자기장 통신을 수행할 수 있다. NFC 모듈(117)은, NFC 장치(미도시)와 소정 거리 이내로 접근하는 경우, 즉 태깅하는 경우, NFC 장치로부터의 소정 데이터를 수신할 수 있다.
GPS(Global Position System) 모듈(119)은 복수 개의 GPS 인공위성으로부터 위치 정보를 수신할 수 있다.
A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121), 거리 검출부(200), 마이크(123) 등이 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른, 거리 검출부(200)는, 도 4, 도 8, 도 9, 또는 도 10과 같은 초소형의 거리 검출 장치일 수 있다. 특히, 도 8, 도 9, 또는 도 10의, 내부 산란광을 저감하기 위한 거리 검출 장치일 수 있다. 한편, 거리 검출부는, 카메라(121)와 함께, 3D 카메라(122) 내에 구비될 수 있다.
한편, 산출된 거리 정보는, 제어부(180)에 전달되어, 멀티미디어 재생시에, 특히 3D 영상 표시시에 사용되거나, 외부로 전달될 수 있다.
사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 이를 위해, 사용자 입력부(130)는, 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전) 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 후술하는 디스플레이부(151)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다.
센싱부(140)는, 감지센서(141), 압력센서(143), 및 모션 센서(145) 등을 포함할 수 있다. 모션 센서(145)는 가속도 센서, 자이로 센서, 중력 센서 등을 이용하여 이동 단말기(100)의 움직임이나 위치 등을 감지할 수 있다. 특히, 자이로 센서는 각속도를 측정하는 센서로서, 기준 방향에 대해 돌아간 방향(각도)을 감지할 수 있다.
출력부(150)는 디스플레이부(151), 음향출력 모듈(153), 알람부(155), 및 햅틱 모듈(157), 등을 포함할 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다.
한편, 전술한 바와 같이, 디스플레이부(151)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다.
음향출력 모듈(153)은 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈(153)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람부(155)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 예를 들면, 진동 형태로 신호를 출력할 수 있다. .
햅틱 모듈(haptic module)(157)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(157)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동 효과가 있다.
메모리(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 수행한다. 인터페이스부(170)는 이러한 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다.
제어부(180)는 통상적으로 상기 각부의 동작을 제어하여 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 재생 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 재생 모듈(181)은 제어부(180) 내에 하드웨어로 구성될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 소프트웨어로 구성될 수도 있다. 한편, 멀티미디어 재생 등에 대한 제어부(180)의 동작에 대해서는, 도 12을 참조하여 상술한다.
전원 공급부(190)는, 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
이와 같은 구성의 이동 단말기(100)는 유무선 통신 시스템 및 위성 기반 통신 시스템을 포함하여, 프레임(frame) 또는 패킷(packet)을 통하여 데이터(data)를 전송할 수 있는 통신 시스템에서 동작 가능하도록 구성될 수 있다.
한편, 도 11에 도시된 이동 단말기(100)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 이동 단말기(100)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
도 12는 도 11의 제어부의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 의한 제어부(180)는, 멀티미디어 재생을 위해, 역다중화부(310), 영상 처리부(320), 프로세서(330), OSD 생성부(340), 믹서(345), 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)를 포함할 수 있다. 그 외 오디오 처리부(미도시), 데이터 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
역다중화부(310)는, 입력되는 스트림을 역다중화한다. 예를 들어, MPEG-2 TS가 입력되는 경우 이를 역다중화하여, 각각 영상, 음성 및 데이터 신호로 분리할 수 있다. 여기서, 역다중화부(310)에 입력되는 스트림 신호는, 방송 수신 모듈(111) 또는 무선 인터넷 모듈(115) 또는 인터페이스부(170)에서 출력되는 스트림 신호일 수 있다.
영상 처리부(320)는, 역다중화된 영상 신호의 영상 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해, 영상 처리부(320)는, 영상 디코더(225), 및 스케일러(235)를 구비할 수 있다.
영상 디코더(225)는, 역다중화된 영상신호를 복호화하며, 스케일러(235)는, 디스플레이부(151)에서 출력되는 출력 영상을 고려하여, 복호화된 영상신호의 해상도를, 스케일링(scaling)할 수 있다.
영상 디코더(225)는 다양한 규격의 디코더를 구비하는 것이 가능하다.
프로세서(330)는, 이동 단말기(100) 내 또는 제어부(180) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(330)는 방송 수신 모듈(111)을 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 이동 단말기(100)를 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 네트워크 인터페이스부(135) 또는 인터페이스부(170)와의 데이터 전송 제어를 수행할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 제어부(180) 내의 역다중화부(310), 영상 처리부(320), OSD 생성부(340) 등의 동작을 제어할 수 있다.
OSD 생성부(340)는, 사용자 입력에 따라 또는 자체적으로 OSD 신호를 생성한다. 예를 들어, 사용자 입력 신호에 기초하여, 디스플레이부(151)에 출력되는 영상 내에, 각종 정보를 그래픽(Graphic)이나 텍스트(Text)로 표시하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 생성되는 OSD 신호는, 이동 단말기(100)의 사용자 인터페이스 화면, 다양한 메뉴 화면, 위젯, 아이콘 등의 다양한 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 생성되는 OSD 신호는, 2D 오브젝트 또는 3D 오브젝트를 포함할 수 있다.
믹서(345)는, OSD 생성부(340)에서 생성된 OSD 신호와 영상 처리부(320)에서 영상 처리된 복호화된 영상 신호를 믹싱할 수 있다. 믹싱된 영상 신호는 프레임 레이트 변환부(350)에 제공된다.
프레임 레이트 변환부(Frame Rate Conveter, FRC)(350)는, 입력되는 영상의 프레임 레이트를 변환할 수 있다. 한편, 프레임 레이트 변환부(350)는, 별도의 프레임 레이트 변환 없이, 그대로 출력하는 것도 가능하다.
포맷터(Formatter)(360)는, 믹서(345)에서 믹싱된 신호, 즉 OSD 신호와 복호화된 영상 신호를 입력받아, 디스플레이부(151)에 적합하도록, 신호의 포맷을 변경하여 출력할 수 있다.
한편, 포맷터(Formatter)(360)는, 3D 영상 표시를 위해, 2D 영상 신호와 3D 영상 신호를 분리할 수 있다. 또한, 3D 영상 신호의 포맷을 변경하거나, 2D 영상 신호를 3D 영상 신호로 전환할 수도 있다.
한편, 포맷터(360)는, 거리 검출부(200)에서 산출된 거리 정보를 이용하여, 3D 영상 표시시, 이를 활용할 수 있다. 구체적으로, 거리 정보 레벨의 크기가 클수록, 외부 대상물이 더 멀리 떨어져 있는 것이므로, 포맷터(360)는, 깊이 정보가 작도록 설정할 수 있다. 즉, 포맷터(360)는, 거리 정보 레벨에 반비례하도록 깊이 정보 레벨을 설정할 수 있다. 그리고, 깊이 정보를 이용하여, 2D 영상을 3D 영상으로 변환하고, 이를 출력할 수 있다.
결국, 포맷터(360)는, 외부 대상물이 멀어, 거리 정보 레벨이 큰 경우, 깊이 정보 레벨을 작게 설정하며, 이에 따라, 3D 영상 표시시, 함몰되어 표시되도록 할 수 있다. 한편, 포맷터(360)는, 외부 대상물이 가까워, 거리 정보 레벨이 작은 경우, 깊이 정보 레벨을 크게 설정하며, 이에 따라, 3D 영상 표시시, 돌출되어 표시되도록 할 수 있다.
한편, 제어부(180) 내의 오디오 처리부(미도시)는, 역다중화된 음성 신호의 음성 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해 오디오 처리부(미도시)는 다양한 디코더를 구비할 수 있다.
또한, 제어부(180) 내의 오디오 처리부(미도시)는, 베이스(Base), 트레블(Treble), 음량 조절 등을 처리할 수 있다.
한편, 도 12에서는 OSD 생성부(340)와 영상 처리부(320)으로부터의 신호를 믹서(345)에서 믹싱한 후, 포맷터(360)에서 3D 처리 등을 하는 것으로 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 믹서가 포맷터 뒤에 위치하는 것도 가능하다. 즉, 영상 처리부(320)의 출력을 포맷터(360)에서 3D 처리하고, OSD 생성부(340)는 OSD 생성과 함께 3D 처리를 수행한 후, 믹서(345)에서 각각의 처리된 3D 신호를 믹싱하는 것도 가능하다.
한편, 도 12에 도시된 제어부(180)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 제어부(180)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
특히, 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)는 제어부(180) 내에 마련되지 않고, 각각 별도로 구비될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 거리 검출 장치를 포함하는 영상처리장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (17)

  1. 출력광을 출력하는 광원부;
    제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 순차적으로 수행하여, 상기 출력광을 외부 영역에 출력하는 스캐너;
    상기 출력광에 대응하여 외부로부터 수신되는 수신광을 전기 신호로 변환하는 검출부;
    상기 광원부와 상기 스캐너 사이, 및 상기 검출부와 상기 스캐너 사이에 배치되며, 상기 출력광 및 상기 수신광 중, 제1 방향 편광은 투과시키고, 제2 방향 편광은 반사시키는, 편광 분리부;
    상기 편광 분리부에서 발생하는 내부 산란광을 흡수하는 흡수부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡수부재는,
    상기 편광 분리부에 부착되는 블랙 페인팅;
    상기 편광 분리부와 상기 광원 사이에 배치되는 편광부재;
    상기 편광 분리부와 기구물 사이에, 배치되는 감광 필터;
    상기 기구물의 표면에 형성되는 블랙 코팅; 또는
    상기 기구물에 부착되는 다중 반사 경로 부재; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광원부와, 상기 편광 분리부와, 상기 편광 변환부가, 광 경로상 일렬로 배치되며,
    상기 광원부가 상기 제1 방향 편광의 출력광을 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기구물과 상기 검출부 사이에, 상기 편광 분리부가 위치하는 것을 특징으로 하는 거리 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검출부와, 상기 편광 분리부와, 상기 편광 변환부가, 광 경로상 일렬로 배치되며,
    상기 광원부가 상기 제2 방향 편광의 출력광을 출력하는 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기구물과 상기 광원부 사이에, 상기 편광 분리부가 위치하는 것을 특징으로 하는 거리 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전기 신호에 기초하여, 외부 대상물에 대한 거리를 검출하는 프로세서;를 구비하는 것을 특징으로 하는 거리 검출 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 편광 분리부와 상기 스캐너 사이에 배치되어, 상기 출력광을 상기 스캐너 방향으로 전달하며, 상기 출력광과 편광 방향이 다르도록, 상기 수신광의 편광 방향을 변환하는 편광 변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 편광 변환부는,
    상기 출력광 중 상기 제1 방향 편광을 원 편광으로 변환하며, 상기 수신광 중 원 편광을 상기 제2 방향 편광으로 변환하는 것을 특징으로 하는 거리 검출 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 출력광에 대응하는, 상기 수신광을 외부로부터 수신하는 광 수신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 검출 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스캐너는,
    상기 출력광을 출력하며, 상기 수신광을 수신하는 것을 특징으로 하는 거리 검출 장치.
  12. 디스플레이;
    출력광을 출력하는 광원부와, 제1 방향 스캐닝 및 제2 방향 스캐닝을 순차적으로 수행하여, 상기 출력광을 외부 영역에 출력하는 스캐너와, 상기 출력광에 대응하여 외부로부터 수신되는 수신광을 전기 신호로 변환하는 검출부와, 상기 광원부와 상기 스캐너 사이, 및 상기 검출부와 상기 스캐너 사이에 배치되며, 상기 출력광 및 상기 수신광 중, 제1 방향 편광은 투과시키고, 제2 방향 편광은 반사시키는, 편광 분리부와, 상기 편광 분리부에서 발생하는 내부 산란광을 흡수하는 흡수부재를 포함하는 거리 검출부; 및
    상기 거리 검출부에서 검출된 거리 정보를 이용하여, 상기 디스플레이에 3D 영상을 표시하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 흡수부재는,
    상기 편광 분리부에 부착되는 블랙 페인팅;
    상기 편광 분리부와 상기 광원 사이에 배치되는 편광부재;
    상기 편광 분리부와 기구물 사이에, 배치되는 감광 필터;
    상기 기구물의 표면에 형성되는 블랙 코팅; 또는
    상기 기구물에 부착되는 다중 반사 경로 부재; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 광원부와, 상기 편광 분리부와, 상기 편광 변환부가, 광 경로상 일렬로 배치되며,
    상기 광원부가 상기 제1 방향 편광의 출력광을 출력하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기구물과 상기 검출부 사이에, 상기 편광 분리부가 위치하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 검출부와, 상기 편광 분리부와, 상기 편광 변환부가, 광 경로상 일렬로 배치되며,
    상기 광원부가 상기 제2 방향 편광의 출력광을 출력하는 출력하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기구물과 상기 광원부 사이에, 상기 편광 분리부가 위치하는 것을 특징으로 하는 영상처리장치.
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