KR20140135543A - 카메라의 성능 평가 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라의 성능 평가 장치에 관한 것으로, 반사경을 이용해 매우 작은 크기의 영상 패턴 시트로부터 거의 무한대의 영상 패턴을 얻을 수 있어 카메라의 해상도 평가 등의 성능 평가를 원활이 수행할 수 있도록 한 것이다.

Description

카메라의 성능 평가 장치{Apparatus for evaluating capability of a camera}

본 발명은 카메라 성능 평가 기술에 관련한 것으로, 특히 카메라의 성능 평가 장치에 관한 것이다.

국내공개특허 제10-2004-0041246호(2004. 05. 17)에서 제시한 고속 직렬 통신 규격이 채용된 디지털 카메라의 해상도평가 장치에 기재된 바와 같은 카메라 성능 평가는 카메라에 의해 촬영된 영상을 PC 등의 카메라 성능 평가 장치가 수신하고, 이를 분석함에 의해 수행된다.

카메라들 중에서 광각 카메라(약 100도 이상의 촬영각을 가진 카메라)는 일반적으로 영상 왜곡이 생기며, 해상력 평가 등의 카메라 성능 평가시, 상대적으로 매우 큰 사이즈의 영상 패턴 시트(image pattern sheet)가 필요하다.

광각 카메라는 보안용 카메라, 차량용 후방 카메라, 차량용 블랙박스 카메라 등에 주로 많이 사용되고 있으며, 지금까지는 주로 VGA급 카메라가 많았다. 최근 메가(Mega)급 카메라가 개발되어 양산되기 시작했으나, 카메라 양산시 포커싱(Focusing)을 위한 해상력 평가가 매우 어려운 실정이다.

VGA급 카메라의 경우 이미지 센서의 픽셀(Pixel) 크기가 메가급 카메라의 픽셀 크기보다 상대적으로 크며, 카메라의 초점 심도가 커서 해상력 평가시 영상 패턴 시트와 카메라 사이의 거리가 약 10cm ~ 20cm 정도면 되기 때문에 촬영각이 약 135도 정도인 카메라의 경우 영상 패턴 시트의 크기는 약 30cm ~ 40cm 정도면 충분하였다.

그러나, 메가급 카메라의 경우에는 영상 패턴 시트와 카메라 사이의 거리가 약 80cm ~ 150cm 정도까지 적용해야 하는 경우가 많아서 영상 패턴 시트의 크기가 약 4m ~ 5m 정도가 될 수 있다. 이러한 대형의 영상 패턴 시트를 사용해야 하는 경우 양산을 위한 클린룸(Clean Room)의 공간을 많이 차지할 뿐만 아니라, 영상 패턴 시트를 위한 광원의 크기가 커 가격도 매우 고가가 될 수 밖에 없다.

더욱이, 차량에 사용되는 촬영각이 약 180도인 카메라의 경우에는 영상 패턴 시트가 더욱 커지므로, 초대형의 영상 패턴 시트를 제작 및 적용할 수 없어 해상력 평가가 전체 영역에 대해 이루어지지 못하고, 중심부 일부만 이루어지는 문제가 발생할 수도 있다.

따라서, 본 발명자는 대형의 영상 패턴 시트가 필요없이 매우 작은 크기의 영상 패턴 시트를 이용해 거의 무한대의 영상 패턴을 얻을 수 있어, 카메라의 해상도 평가 등의 성능 평가를 원활이 수행할 수 있는 기술에 대한 연구를 하게 되었다.

국내공개특허 제10-2004-0041246호(2004. 05. 17)

본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 반사경을 이용해 매우 작은 크기의 영상 패턴 시트로부터 거의 무한대의 영상 패턴을 얻을 수 있어 카메라의 해상도 평가 등의 성능 평가를 원활이 수행할 수 있는 카메라의 성능 평가 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 카메라의 성능 평가 장치가 가상의 육면의 어느 한 면 중앙 부위에 설치되는 카메라와; 상기 카메라가 설치된 면의 이면에 설치되는 카메라 영상 평가를 위한 영상 패턴 시트와; 상기 카메라 및 영상 패턴 시트가 설치되지 않은 면들 중 적어도 하나의 면에 설치되는 다수의 반사경들을; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 카메라의 성능 평가 장치가 상기 카메라에 의해 촬영되는 영상 패턴 시트 영상 패턴을 분석해 카메라의 성능을 평가하는 제어장치를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 영상 패턴 시트가 카메라와의 거리가 조정 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 카메라의 렌즈가 상기 영상 패턴 시트와 수평한 방향을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라의 성능 평가 장치.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 카메라의 렌즈가 상기 영상 패턴 시트와 수평하지 않고, 상기 다수의 반사경들 중 어느 하나의 반사경을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 각 반사경이 상기 영상 패턴 시트와 직각을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 각 반사경이 상기 영상 패턴 시트와 예각 또는 둔각을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 반사경을 이용해 매우 작은 크기의 영상 패턴 시트로부터 거의 무한대의 영상 패턴을 얻을 수 있어 카메라의 해상도 평가 등의 성능 평가를 원활이 수행할 수 있으므로, 대형의 영상 패턴 시트가 필요하지 않아 카메라의 성능 평가 장치 제작 비용을 매우 낮출 수 있고, 카메라의 성능 평가 장치 설치 공간도 매우 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치를 일 실시예를 도시한 기구도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치의 제1실시예의 구성을 도시한 간략도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치의 제2실시예의 구성을 도시한 간략도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치의 제3실시예의 구성을 도시한 간략도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치의 제4실시예의 구성을 도시한 간략도이다.
도 6 은 영상 패턴 시트의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7 은 반사경에 의해 거의 무한대로 확장된 이상적인 영상 패턴의 일 예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치를 일 실시예를 도시한 기구도이다. 도 1 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치(100)는 카메라(110)와, 영상 패턴 시트(120)와, 다수의 반사경(130)들을 포함하여 이루어진다.

상기 카메라(110)는 가상의 육면의 어느 한 면 중앙 부위에 설치된다.

상기 영상 패턴 시트(120)는 카메라 영상 평가를 위한 영상 패턴 이미지가 표현된 시트로, 상기 카메라(110)가 설치된 면의 이면에 설치된다.

상기 다수의 반사경(130)은 상기 카메라(110) 및 영상 패턴 시트(120)가 설치되지 않은 면들 중 적어도 하나의 면에 설치되어, 다수의 반사경들의 상호 작용에 의해 상기 영상 패턴 시트에 표현된 영상 패턴을 미러링(mirroring)하여 거의 무한대의 영상 패턴이 표현되도록 한다.

즉, 본 발명은 영상 패턴 시트(120)에 표현된 카메라 영상 평가를 위한 영상 패턴 이미지는 적어도 하나의 반사경의 작용에 의해 각 반사경에 거의 무한대로 미러링되어 표시되고, 이 반사경들에 의해 거의 무한대로 표현되는 영상 패턴을 카메라(110)를 통해 촬영함으로써 카메라의 해상도 평가 등의 성능 평가를 위한 영상 패턴을 얻을 수 있다.

도 6 은 영상 패턴 시트의 일 예를 도시한 도면이다. 도 7 은 반사경에 의해 거의 무한대로 확장된 이상적인 영상 패턴의 일 예를 도시한 도면이다. 도 6 에 도시한 작은 크기의 영상 패턴 시트에 표현된 영상 패턴이 반사경에 의해 도 7 에 도시한 바와 같이 거의 무한대로 확장되었음을 볼 수 있다. 도 7 의 (a)는 좌,우 2개의 반사경을 사용한 경우이고, 도 7 의 (b)는 전,후,좌,우 4개의 반사경을 사용한 경우이다.

이에 따라, 본 발명은 반사경을 이용해 매우 작은 크기의 영상 패턴 시트로부터 거의 무한대의 영상 패턴을 얻을 수 있을 수 있으므로, 대형의 영상 패턴 시트가 필요하지 않아 카메라의 성능 평가 장치 제작 비용을 매우 낮출 수 있고, 카메라의 성능 평가 장치 설치 공간도 매우 줄일 수 있게 된다.

도 1 을 참조해 보면, 카메라의 성능 평가 장치(100)가 육각 프레임 구조로 구현되고, 카메라(110)가 육각 프레임 중 하부면에 형성된 하부 프레임(210)에 설치되어 있음을 볼 수 있다.

한편, 육각 프레임 중 하부면에 형성된 상부 프레임(220)에 영상 패턴 시트(120)가 설치되고, 육각 프레임의 전면 프레임(230), 후면 프레임(240), 좌면 프레임(250) 및 우면 프레임(260)에 각각 반사경(130)이 설치되어 있음을 볼 수 있다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치(100)가 제어장치(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어장치(140)는 상기 카메라(110)에 의해 촬영되는 영상 패턴 시트(120) 영상 패턴을 분석해 카메라(110)의 성능을 평가한다. 예컨대, 상기 제어장치(140)가 프로세서, 메모리 및 통신 인터페이스를 포함하는 PC로 구현될 수 있다.

영상 패턴을 이용해 카메라의 성능을 평가하는 알고리즘은 이 출원전에 이미 다양하게 공지되어 시행되는 통상의 기술이며, 본 발명은 카메라의 성능 평가를 위한 영상 패턴을 획득하는 점에 기술적 특이성이 있는 것이므로, 영상 패턴을 이용한 카메라 성능 평가와 관련한 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 영상 패턴 시트(120)가 카메라(110)와의 거리가 조정 가능하도록 설치되도록 구현될 수 있다. 예컨대, 도 1 에 도시한 바와 같이 영상 패턴 시트(120)를 고정하는 상부 프레임(220)을 이동시켜 고정하는 조정부재(270)를 통해 영상 패턴 시트(120)와 카메라(110)간의 거리를 조정할 수 있도록 구현될 수 있다. 예컨대, 조정부재(270)는 모터를 이용하는 방식, 나사 특성을 이용하는 방식 등 기구적으로 다양하게 구현 가능하다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 도 2 에 도시한 바와 같이 상기 카메라(110)의 렌즈(도면 도시 생략)가 상기 영상 패턴 시트(120)와 수평한 방향을 이루도록 설치되도록 구현될 수 있다. 도 2 는 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치의 제1실시예의 구성을 도시한 간략도이다.

이 실시예에 의해 획득되는 카메라에 의해 촬영되는 영상의 중심 부분은 영상 패턴 시트(120)에 표현된 실제 영상 패턴을 촬영한 영상이고, 중심 부분 이외의 외곽 부분은 반사경에 의해 거의 무한으로 미러링되는 가상 영상 패턴을 촬영한 영상이다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 도 3 에 도시한 바와 같이 상기 카메라(110)의 렌즈(도면 도시 생략)가 상기 영상 패턴 시트(120)와 수평하지 않고, 상기 다수의 반사경(130)들 중 어느 하나의 반사경을 향하도록 설치되도록 구현될 수 있다. 도 3 은 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치의 제2실시예의 구성을 도시한 간략도이다.

이 실시예에 의해 획득되는 카메라에 의해 촬영되는 영상의 중심 부분 및 외곽 부분 모두는 반사경에 의해 거의 무한으로 미러링되는 가상 영상 패턴을 촬영한 영상이다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 도 4 에 도시한 바와 같이 상기 각 반사경(130)이 상기 영상 패턴 시트(120)와 직각을 이루도록 설치될 수 있다. 도 4 는 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치의 제3실시예의 구성을 도시한 간략도이다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 도 5 에 도시한 바와 같이 상기 각 반사경(130)이 상기 영상 패턴 시트(120)와 예각 또는 둔각을 이루도록 설치될 수 있다. 도 5 는 본 발명에 따른 카메라의 성능 평가 장치의 제4실시예의 구성을 도시한 간략도이다.

각 반사경(130)이 영상 패턴 시트(120)와 직각을 이루느냐 또는 예각 또는 을 이루느냐 또는 예각 또는 둔각이 몇도인가 등에 따라 반사경(130)에 의해 거의 무한으로 미러링되는 가상 영상 패턴의 특성들이 달라질 것이다.

각 반사경(130)이 영상 패턴 시트(120)와 예각 또는 둔각을 이루도록 구현할 경우, 직각으로 구현한 경우보다 카메라에 의해 촬영되는 영상의 외곽 부분이 실제보다 가까이 또는 먼 거리에 있는 것처럼 조작할 수 있다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 반사경에 의해 반사될 때마다 100%의 전반사는 사실상에서는 불가능하므로, 일부 손실되는 광에 의해 광 밝기가 감소 될 수 있으므로, 상기 제어장치(140)가 상기 카메라(110)에 의해 촬영되는 영상 패턴 시트(120) 영상 패턴을 분석해 카메라의 성능을 평가시, 평가 가중치를 반영하여 카메라의 성능을 평가하도록 구현될 수 있다.

예컨대, 반사경에 의해 반사되는 광이 한번 반사될 때마다 4%씩 광 밝기가 감소한다면, n차 반사된 영상 패턴에 (1.04)ⁿ을 가중치로 반영하여 카메라의 성능을 평가하도록 구현될 수 있다.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 반사경에 반사되는 영상 패턴은 정상 영상과 반전영상이 교번하여 거의 무한으로 표현되므로, 영상 패턴 시트(120)에 표현되는 영상 패턴이 상,하,좌,우를 식별할 수 있는 고유한 마크 등의 특징점을 포함하도록 구현될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 반사경을 이용해 매우 작은 크기의 영상 패턴 시트로부터 거의 무한대의 영상 패턴을 얻을 수 있어 카메라의 해상도 평가 등의 성능 평가를 원활이 수행할 수 있으므로, 대형의 영상 패턴 시트가 필요하지 않아 카메라의 성능 평가 장치 제작 비용을 매우 낮출 수 있고, 카메라의 성능 평가 장치 설치 공간도 매우 줄일 수 있으므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.

본 발명은 카메라 성능 평가 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.

100 : 카메라의 성능 평가 장치
110 : 카메라
120 : 영상 패턴 시트
130 : 반사경
140 : 제어장치

Claims (7)

1. 가상의 육면의 어느 한 면 중앙 부위에 설치되는 카메라와;
   상기 카메라가 설치된 면의 이면에 설치되는 카메라 영상 평가를 위한 영상 패턴 시트와;
   상기 카메라 및 영상 패턴 시트가 설치되지 않은 면들 중 적어도 하나의 면에 설치되는 다수의 반사경들을;
   포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라의 성능 평가 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 카메라의 성능 평가 장치가:
   상기 카메라에 의해 촬영되는 영상 패턴 시트 영상 패턴을 분석해 카메라의 성능을 평가하는 제어장치를;
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라의 성능 평가 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 영상 패턴 시트가:
   카메라와의 거리가 조정 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라의 성능 평가 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 카메라가:
   카메라의 렌즈가 상기 영상 패턴 시트와 수평한 방향을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라의 성능 평가 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 카메라가:
   카메라의 렌즈가 상기 영상 패턴 시트와 수평하지 않고, 상기 다수의 반사경들 중 어느 하나의 반사경을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라의 성능 평가 장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 각 반사경이:
   상기 영상 패턴 시트와 직각을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라의 성능 평가 장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 각 반사경이:
   상기 영상 패턴 시트와 예각 또는 둔각을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라의 성능 평가 장치.

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