KR20190079596A

KR20190079596A - 적외선 광원 제어방법

Info

Publication number: KR20190079596A
Application number: KR1020190076188A
Authority: KR
Inventors: 임해근
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2019-07-05

Abstract

적외선(IR) 광원 제어방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 카메라 모듈이 획득한 깊이영상 내에서 오브젝트의 거리를 확인하고, 상기 오브젝트의 거리가 기준거리 이내인 경우, 적외선(IR) 광원이 제1출력이 되도록 제어하고, 상기 오브젝트의 거리가 기준거리를 벗어나는 경우, 상기 IR 광원이 제2출력이 되도록 제어할 수 있다.

Description

적외선 광원 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING IR SOURCE}

본 발명은 적외선 광원 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 3차원 영상처리에서는 정확한 깊이정보를 얻어내는 것이 중요하며, 움직임 검출에 대한 관심과 검토가 현재 활발하게 이루어지고 있는 것에 수반하여, 3차원 깊이정보를 정확하게 추출하는 기술 또한 각광받고 있다.

현재 움직임을 검출하여 온라인 게임에 반영하는 기기에서, 움직임 검출장치는 1~3m의 깊이정보를 검출할 수 있다. 그러나, 1~5m 정도의 깊이정보를 검출하기 위한 추가적인 기술개발이 필요하다.

보통 깊이정보를 검출하는 장치는 패턴을 포함하는 레이저 다이오드(Laser Diode; LD)를 사용하는데, 현재 일반적으로 사용되는 LD의 최대 출력은 160mW이다. 보다 멀리 있는 물체의 깊이정보를 인식하기 위해서는 LD의 출력을 높여야 하는데, 이 경우, 사용자의 눈의 안전을 보장할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 고정된 패턴의 빛을 LD가 고정적으로 방사하기 때문에 지속적으로 전력소모가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 적외선 광원으로부터 사용자의 눈을 보호하면서 실시간으로 깊이정보를 검출하는 적외선 광원 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 깊이정보를 확인하여 물체가 가까운 거리에 있는 경우에는 출력이 낮은 적외선 광원으로 스위칭하여 전력소모를 줄이는 적외선 광원 제어방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 제어방법은, 카메라 모듈이 획득한 깊이영상 내에서 오브젝트의 거리를 확인하는 단계; 상기 오브젝트의 거리가 기준거리 이내인 경우, 적외선(IR) 광원이 제1출력이 되도록 제어하는 단계; 및 상기 오브젝트의 거리가 기준거리를 벗어나는 경우, 상기 IR 광원이 제2출력이 되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 오브젝트의 거리를 확인하는 단계는, 기준거리에서의 오브젝트의 밝기에 대한 기준을 정하여, 오브젝트가 기준보다 밝은 경우에는 상기 오브젝트의 거리가 기준거리 이내인 것으로 확인하고, 오브젝트가 기준보다 어두운 경우에는 상기 오브젝트의 거리가 기준거리를 벗어나는 것으로 확인할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제1출력은, 상기 제2출력보다 고출력일 수 있다.

또한, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 제어방법은, 카메라 모듈이 획득한 깊이영상 내에서 오브젝트의 거리를 확인하는 단계; 상기 오브젝트와의 거리에 따라 IR 광원에 인가할 전원의 크기를 결정하는 단계; 및 결정된 크기의 전원을 상기 IR 광원에 인가하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 전원의 크기를 결정하는 단계는, 상기 오브젝트와의 거리에 따른 IR 광원에 인가할 전원의 크기를 룩업테이블(LUT)에서 결정할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 전원의 크기를 결정하는 단계는, 상기 오브젝트와의 거리에 따른 오브젝트의 밝기를 확인하여 IR 광원의 출력을 소정 크기만큼 증가 또는 감소하는 것일 수 있다.

IR 광원과 오브젝트와의 거리에 따라 IR 광원의 출력을 변경하여 전력소모를 줄이고, 사용자의 눈을 보호하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 적외선 광원 제어장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 IR 광원을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 IR 광원을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 IR 광원을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 적외선 광원 제어장치의 구성도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 검출장치는, 적외선(Infra Red; IR) 광원(10), 제어부(20), 저장부(30) 및 전원부(40)를 포함한다.

본 발명의 일실시예의 검출장치는, 예를 들어 3차원 TV나, 온라인 게임을 위한 움직임 검출장치에 제공될 수 있으며, 카메라 모듈(도시되지 않음)로부터 깊이정보를 획득하기 위한 영상을 수신할 수 있다. 즉, 제어부(20)는 카메라 모듈로부터 깊이정보를 획득하기 위한 영상을 수신한다.

IR 광원(10)은 예를 들어 레이저 다이오드(LD)나, 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)일 수 있으며, 제어부(20)의 제어에 따라 그 출력이 조절될 수 있다.

제어부(20)는 거리에 따라 영상의 밝기가 달라지는 현상을 이용하여, 영상의 밝기가 임계값보다 밝은 경우에는 기준거리보다 가까운 거리에 있는 오브젝트인 것으로 판단하여, IR 광원(10)의 출력을 증가하고, 임계값보다 어두운 경우에는 기준거리보다 먼 거리에 있는 오브젝트인 것으로 판단하여 IR 광원(10)의 출력을 감소한다.

즉, 본 발명의 일실시예의 제어부(20)는, 기준이 되는 거리(기준거리)를 설정하고, 이 위치에 맞는 IR 광원(10)의 출력을 결정한다. IR 광원(10)의 출력이 고정되어 있을 때 오브젝트의 위치가 가까운 위치로 변경되면 카메라 모듈(도시되지 않음)이 획득하는 영상에서는 밝게 나타나고, 반대로 오브젝트가 멀어지면 오브젝트는 어둡게 나타난다. 본 발명의 일실시예의 제어부(20)는 이러한 점을 이용하여 오브젝트의 위치를 판단하고, 이에 따라 전원부(40)가 IR 광원(10)에 인가하는 전원을 조절하도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(20)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 방식으로 3차원 깊이정보를 획득할 수도 있다. 3차원 깊이정보를 획득하는 방식은 예를 들어, TOF(Time of Flight) 센서를 이용하는 방식, 다채널 구조광의 변화정보를 이용하여 깊이정보를 획득하는 구조광을 이용하는 방식 및 스테레오 영상을 이용하는 방식 등이 있으며, 이는 이미 널리 알려진 바와 같으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제어부(20)는, IR 광원(10)과 오브젝트의 거리에 따라 전원부(40)가 IR 광원(10)에 인가하는 전원의 양을 룩업테이블(Look-Up Table; LUT)을 이용하여 결정할 수도 있고, 또는 오브젝트의 거리에 따라 단계적으로 IR 광원(10)의 출력을 증가 또는 감소하는 방식으로 결정할 수 있다. 또는 고출력 및 저출력을 정하고, 임계거리에 따라 고출력 또는 저출력을 출력하도록 하는 전원의 양을 결정할 수도 있다.

저장부(30)는 제어부(20)의 제어에 의해, 오브젝트의 거리에 따라 IR 광원(10)에 인가하는 전원의 양을 LUT 형식으로 저장할 수 있다.

전원부(40)는 제어부(20)의 제어에 따라, IR 광원(10)에 인가하는 전원의 세기를 조절하여 IR 광원(10)에 전원을 인가할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따라 IR 광원을 제어하는 방법을 다양한 실시예를 통해 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 IR 광원을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 제어방법은, 제어부(20)가 IR 광원(10)이 두가지 출력을 유지하도록 제어하는 방식이다.

즉, 제어부(20)는 카메라 모듈이 획득한 영상으로부터 깊이정보를 획득하고(S21), 영상 내의 오브젝트의 거리를 확인한다(S22). 제어부(20)가 오브젝트의 거리를 확인하는 방법은, 기준거리에서의 오브젝트 밝기에 대한 기준을 정하고, 기준거리보다 가까운 경우에는 오브젝트가 기준보다 밝게 나타나고, 기준거리보다 먼 경우에는 오브젝트가 기준보다 어둡게 나타나는 성질을 이용할 수 있다. 기준거리는 사용자의 사용패턴에 따라 지정할 수 있는데, 예를 들어 거실에 설치되는 TV에 제공되는 경우, 쇼파의 바로 앞쪽과 TV 사이의 거리를 기준거리로 정할 수 있다.

오브젝트의 거리가 기준거리 이내인 경우(S23), 제어부(20)는 저출력이 되도록 전원부(40)를 제어하여 IR 광원(10)이 저출력 IR을 출력하도록 제어하고(S24), 오브젝트의 거리가 기준거리 이내가 아닌 경우(S23), 제어부(20)는 고출력이 되도록 전원부(40)를 제어하여 IR 광원(10)이 고출력 IR을 출력하도록 제어할 수 있다(S25).

본 발명의 제1실시예에서는, 기준거리 이내에서는 IR 광원(10)이 저출력 IR을 출력하게 하고, 기준거리보다 먼 거리에서는 고출력 IR 을 출력하게 하여, 전력소모를 줄이고 사람의 눈을 보호할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 IR 광원을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 제어방법에서, 제어부(20)는 카메라 모듈이 획득한 영상으로부터 깊이정보를 획득하고(S31), 깊이영상에서 가장 가까운 오브젝트의 거리를 확인할 수 있다(S32).

오브젝트가 더 가까워진 경우(S33), 제어부(20)는 저장부(30)에 저장된 LUT에서 거리에 따라 IR 광원(10)에 인가할 전원의 크기를 결정할 수 있다(S34). 이후, 결정된 전원을 IR 광원(10)에 인가하여 IR 광원(10)의 출력이 감소하게 한다(S35).

만약 오브젝트가 더 가까워지지 않은 경우(S33), 즉, 오브젝트가 더 멀어진 경우에는, 제어부(20)는 저장부(30)에 저장된 LUT에서 거리에 따라 IR 광원(10)에 인가할 전원의 크기를 결정할 수 있다(S36). 이후, 결정된 전원을 IR 광원(10)에 인가하여 IR 광원(10)의 출력이 증가하게 한다(S37).

도 3의 제2실시예에서는, 두가지 출력으로 결정되는 제1실시예와 달리, 오브젝트와의 거리에 따라 다양한 방식으로 IR 광원(10)의 출력을 결정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 IR 광원을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 오브젝트까지의 거리와, 오브젝트의 밝기에 따라, 적응적(adaptive)으로 IR 광원(10)의 출력을 제어하는 방법을 나타낸 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 제어방법은, 먼저 카메라 모듈이 획득한 영상으로부터 깊이정보를 획득하고(S41), 깊이영상에서 오브젝트의 거리의 변화를 검출한다(S42).

제어부(20)는 오브젝트의 거리에 대해 IR 광원의 출력이 높은 경우에는(S43), IR 광원의 출력을 1단계 감소하도록 전원부(40)를 제어한다(S44). 오브젝트의 거리에 대해 IR 광원의 출력이 높지 않은 경우에는, 오브젝트의 거리에 대해 IR 광원의 출력이 낮은지 판단하여(S45), IR 광원의 출력을 1단계 증가하도록 전원부(40)를 제어한다(S46).

즉, 본 발명의 일실시예의 제어부(20)는, 오브젝트의 거리에 따른 IR 광원(10)에 의한 밝기를 저장하고, 영상내에서 오브젝트의 밝기에 따라 IR 광원의 출력이 높은지 또는 낮은지를 판단할 수 있다.

본 발명의 제3실시예에서는, 제2실시예와 달리 LUT를 이용하여 IR 광원(10)의 출력을 찾는 방식이 아닌, 오브젝트와의 거리에 대한 IR 광원(10)의 출력을 적응적으로 변화하여 조절하는 것이다. 1단계의 출력의 증가 및 감소에 있어, 1단계의 범위는 설정에 의해 변경할 수 있는데, 1단계의 간격이 좁을수록 IR 광원(10)의 출력을 미세하게 조정할 수 있지만 시간이 오래 걸리는 점이 있으므로, 1단계의 간격은 사용자의 설정에 의해 변경할 수 있을 것이다.

이상과 같이, 본 발명의 일실시예의 IR 광원 제어방법에 의하면, 오브젝트와의 거리에 따라 IR 광원(10)의 출력을 변경하여 전력소모를 줄이고, 사용자의 눈을 보호할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10: IR 광원 20: 제어부
30: 저장부 40: 전원부

Claims

카메라 모듈이 획득한 깊이영상 내에서 오브젝트의 거리를 측정하는 단계; 및
측정한 상기 오브젝트의 거리에 기초하여 적외선(IR) 광원에서 출력되는 광의 세기를 조절하는 단계;를 포함하는 적외선 광원 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 광의 세기를 조절하는 단계는,
상기 오브젝트의 거리가 멀어질수록 광의 세기를 감소시키는 단계를 포함하는 적외선 광원 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 광의 세기를 조절하는 단계는,
상기 오브젝트와의 거리에 따라 상기 적외선 광원에 인가할 전원의 크기를 룩업테이블(LUT)에서 결정하는 적외선 광원 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 광의 세기를 조절하는 단계는,
상기 오브젝트의 거리가 미리 설정된 기준거리 이내인 경우 제1출력으로 상기 적외선 광원을 제어하고, 상기 오브젝트의 거리가 미리 설정된 기준거리를 초과하는 경우 상기 제1출력보다 출력이 낮은 제2출력으로 상기 적외선 광원 제어하는 적외선 광원 제어 방법.
제4항에 있어서,
상기 오브젝트의 거리가 미리 설정된 기준거리 이내인지 판단하는 단계는,
상기 기준거리에서 오브젝트의 밝기에 대한 기준인 밝기기준을 정하고,
오브젝트가 상기 밝기기준보다 밝은 경우에는 상기 오브젝트의 거리가 상기 기준거리 이내인 것으로 확인하고, 오브젝트가 상기 밝기기준보다 어두운 경우에는 상기 오브젝트의 거리가 상기 기준거리를 초과하는 것으로 판단하는 적외선 광원 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 광의 세기를 조절하는 단계는,
상기 오브젝트와의 거리에 따른 상기 오브젝트의 밝기를 확인한 후, 상기 오브젝트의 거리에 비해 상기 적외선 광원의 출력이 높다고 판단된 경우, 상기 적외선 광원의 출력을 1단계 감소시키는 적외선 광원 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 광의 세기를 조절하는 단계는,
상기 오브젝트와의 거리에 따른 상기 오브젝트의 밝기를 확인한 후, 상기 오브젝트의 거리에 비해 상기 적외선 광원의 출력이 낮다고 판단된 경우, 상기 적외선 광원의 출력을 1단계 증가시키는 적외선 광원 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 1단계의 범위는,
사용자의 설정에 따라 변경될 수 있는 적외선 광원 제어 방법.