KR20200072963A - Camera apparatus - Google Patents

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KR20200072963A KR1020180161123A KR20180161123A KR20200072963A KR 20200072963 A KR20200072963 A KR 20200072963A KR 1020180161123 A KR1020180161123 A KR 1020180161123A KR 20180161123 A KR20180161123 A KR 20180161123A KR 20200072963 A KR20200072963 A KR 20200072963A
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, disclosed is a camera device which comprises: a light output unit outputting output light along a first light path or a second light path; a light reception unit receiving input light in which the output light is reflected to a subject to generate an electric signal; and a light adjustment unit changing the light path of the output light to the first light path or the second light path in accordance with a control signal. The output light outputted along the first light path is formed as a first pattern and the output light outputted through the second light path is formed as a second pattern.

Description

카메라 장치{CAMERA APPARATUS}Camera device {CAMERA APPARATUS}

실시 예는 카메라 장치에 관한 것이다.The embodiment relates to a camera device.

3 차원 콘텐츠는 게임, 문화뿐만 아니라 교육, 제조, 자율주행 등 많은 분야에서 적용되고 있으며, 3차원 콘텐츠를 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 방법으로, IR(Infrared) 구조광을 객체에 투사하는 방식, 스테레오 카메라를 이용하는 방식, TOF(Time of Flight) 방식 등이 이용되고 있다. 3D content is applied not only in games and culture, but also in many fields such as education, manufacturing, and autonomous driving, and depth map is required to acquire 3D content. Depth information is information indicating a distance in space and represents perspective information of another point with respect to one point of a 2D image. As a method of acquiring depth information, a method of projecting an IR (Infrared) structural light onto an object, a method using a stereo camera, and a time of flight (TOF) method are used.

이러한 TOF 방식이나 구조광 방식의 경우 적외선 파장 영역의 빛을 이용하고 있는데, 최근에는 적외선 파장 영역의 특징을 이용하여 생체 인증에 이용하고자 하는 시도가 있다. 예를 들어, 손가락 등에 퍼진 정맥의 모양은 태아 때부터 일생 동안 변하지 않고, 사람마다 다르다고 알려져 있다. 이에 따라, 적외선 광원이 탑재된 카메라 장치를 이용하여 정맥 패턴을 식별할 수 있다. 이를 위하여, 손가락을 촬영한 후, 손가락의 색과 형상을 기반으로 배경을 제거하여 각 손가락을 검출할 수 있으며, 검출된 각 손가락의 색 정보로부터 각 손가락의 정맥 패턴을 추출할 수 있다. 즉, 손가락의 평균 색깔, 손가락에 분포된 정맥의 색깔, 및 손가락에 있는 주름의 색깔은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 손가락에 분포된 정맥의 색깔은 손가락의 평균 색깔에 비하여 적색이 약할 수 있으며, 손가락에 있는 주름의 색깔은 손가락의 평균 색깔에 비하여 어두울 수 있다. 이러한 특징을 이용하여 픽셀 별로 정맥에 근사한 값을 계산할 수 있으며, 계산한 결과를 이용하여 정맥 패턴을 추출할 수 있다. 그리고, 추출된 각 손가락의 정맥 패턴과 미리 등록된 데이터를 대비하여 개인을 식별할 수 있다. In the case of the TOF method or the structured light method, light in the infrared wavelength region is used. Recently, attempts have been made to use for biometric authentication by using the characteristics of the infrared wavelength region. For example, it is known that the shape of a vein spread on a finger or the like does not change from the fetus to life, and varies from person to person. Accordingly, a vein pattern can be identified using a camera device equipped with an infrared light source. To this end, after photographing a finger, each finger may be detected by removing a background based on the color and shape of the finger, and a vein pattern of each finger may be extracted from the detected color information of each finger. That is, the average color of a finger, the color of a vein distributed on a finger, and the color of wrinkles on a finger may be different from each other. For example, the color of the vein distributed on the finger may be weaker in red than the average color of the finger, and the color of wrinkles on the finger may be darker than the average color of the finger. By using these features, it is possible to calculate a value approximate to a vein for each pixel, and to extract a vein pattern using the calculated result. In addition, an individual may be identified by comparing the vein pattern of each extracted finger with the pre-registered data.

다만, 적외선 이미지를 생성하기 위한 광원의 패턴과 구조광을 출력하는 프로젝터의 광원 패턴이 서로 상이한바 서로 다른 광원 모듈을 탑재해야 하므로 카메라 장치의 부피가 증가한다는 문제가 발생한다. However, since the pattern of the light source for generating the infrared image and the light source pattern of the projector outputting structured light are different from each other, a problem arises that the volume of the camera device increases because different light source modules must be mounted.

또한, 지정맥 등을 인식하기 위한 적외선 이미지의 경우 카메라 장치에 손가락 등을 근접시켜 촬영하는데 구조광 프로젝터과 동일한 강도의 빛을 조사하는 경우 광포화 현상이 발생하여 이미지를 획득하지 못하는 문제가 발생한다. In addition, in the case of an infrared image for recognizing a finger vein, a finger or the like is photographed close to a camera device. When irradiating light having the same intensity as a structured light projector, a problem occurs that a light saturation occurs and an image cannot be obtained.

실시 예는 적외선 이미지 촬영을 위한 광원과 구조광 프로젝터가 하나의 모듈로 결합된 카메라 장치를 제공하기 위한 것이다. An embodiment is to provide a camera device in which a light source for infrared image shooting and a structured light projector are combined into one module.

실시 예는 빛의 세기를 조절하여 적외선 이미지 촬영시 광포화 현상을 방지할 수 있는 카메라 장치를 제공하기 위한 것이다. An embodiment is to provide a camera device capable of preventing light saturation when taking an infrared image by adjusting light intensity.

실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited to this, and it will be said that the object or effect that can be grasped from the solution means or the embodiment of the problem described below is also included.

본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치는 제1 광경로 또는 제2 광경로에 따라 출력광을 출력하는 광출력부, 상기 출력광이 피사체에 반사된 입력광을 수신하여 전기 신호를 생성하는 광수신부, 그리고 제어 신호에 따라 상기 출력광의 광경로를 상기 제1 광경로 또는 상기 제2 광경로로 변경하는 광조정부를 포함하되, 상기 제1 광경로에 따라 출력되는 출력광은 제1 패턴으로 형성되고, 상기 제2 광경로를 통해 출력되는 출력광은 제2 패턴으로 형성된다. A camera device according to an embodiment of the present invention includes an optical output unit that outputs output light according to a first optical path or a second optical path, and an optical receiver that receives an input light whose output light is reflected by a subject and generates an electrical signal. And a light adjusting unit for changing the optical path of the output light to the first optical path or the second optical path according to a control signal, wherein the output light output according to the first optical path is formed in a first pattern. , The output light output through the second optical path is formed in a second pattern.

상기 광출력부는, 복수의 발광 소자가 어레이되며, 적외선 영역의 출력광을 생성하는 광원, 그리고 상기 렌즈가 집광한 출력광의 위상 및 진폭을 변조하는 회절광학소자를 포함할 수 있다. The light output unit may include a plurality of light emitting elements arranged, a light source that generates output light in the infrared region, and a diffraction optical element that modulates the phase and amplitude of the output light collected by the lens.

상기 광원은, 상기 광조정부가 상기 출력광의 광경로를 상기 제1 광경로로 변경하면, 상기 복수의 발광 소자 중 일부가 개별 동작하여 상기 출력광을 생성하거나, 복수의 발광 소자 중 기 설정된 영역에 배치된 발광 소자가 동작하여 상기 출력광을 생성할 수 있다. In the light source, when the light adjustment unit changes the optical path of the output light to the first optical path, some of the plurality of light emitting elements operate individually to generate the output light, or to a predetermined area among the plurality of light emitting elements. The arranged light emitting device may operate to generate the output light.

상기 광원은, 상기 출력광의 노출 시간을 변경하거나 출력광의 파워 펄스의 듀티비(duty rate)를 변경하여 상기 출력광의 강도를 조절할 수 있다. The light source may adjust the intensity of the output light by changing the exposure time of the output light or by changing the duty rate of the power pulse of the output light.

상기 복수의 발광 소자는, 다중 수직 공진 표면광 레이저(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, Vcsel) 소자일 수 있다. The plurality of light emitting devices may be multiple vertical resonance surface light laser (Vcsel) devices.

상기 제1 패턴은 면광원 패턴을 포함하고, 상기 제2 패턴은 점광원 패턴을 포함할 수 있다. The first pattern may include a surface light source pattern, and the second pattern may include a point light source pattern.

상기 광조정부는, 제1 액체 및 상기 제1 액체와 굴절률이 상이한 제2 액체를 포함하며, 제어 신호에 따라 상기 제1 액체와 상기 제2 액체가 이루는 계면이 변하는 액체 렌즈를 포함할 수 있다. The light adjusting unit may include a first liquid and a second liquid having a different refractive index from the first liquid, and may include a liquid lens whose interface between the first liquid and the second liquid changes according to a control signal.

상기 광조정부는, 상기 제1 액체와 상기 제2 액체가 이루는 계면의 곡률에 따라 상기 출력광의 산란 정도를 변경할 수 있다. The light adjusting unit may change the degree of scattering of the output light according to the curvature of the interface between the first liquid and the second liquid.

상기 광조정부는, 상기 광원과 회절 광학 소자 사이에 배치될 수 있다ㅏ. The light adjustment unit may be disposed between the light source and the diffraction optical element.

상기 광조정부는, 상기 회절 광학 소자 상단에 배치될 수 있다. The light adjustment unit may be disposed on the diffraction optical element.

실시 예에 따르면, 구조광 출력을 위한 프로젝터와 IR LED 광원을 하나의 모듈로 결합할 수 있다. According to an embodiment, a projector for outputting structured light and an IR LED light source may be combined into one module.

서로 다른 종류의 출력단을 하나의 모듈로 결함함으로써 모듈의 부피를 줄일 수 있다. It is possible to reduce the volume of the module by defective output terminals of different types.

광원의 광도를 조절함으로써 광포화 현상을 방지할 수 있다. By adjusting the light intensity of the light source, light saturation can be prevented.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above, and will be more easily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광출력부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 장치의 일부의 단면도이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 장치의 일부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 장치에 포함되는 액체 렌즈의 한 예이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 장치에 포함되는 액체 렌즈의 다른 예이다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 광조정부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광조정부의 광 굴절 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 출력광의 패턴 변경을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a configuration diagram of a camera device according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an optical output unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a part of a camera device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a part of a camera device according to another embodiment of the present invention.
5 is an example of a liquid lens included in a camera device according to an embodiment of the present invention.
6 is another example of a liquid lens included in a camera device according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a light adjustment unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining the light refraction mechanism of the light adjustment unit according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a pattern change of the output light according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical spirit of the present invention is not limited to some embodiments described, but may be implemented in various different forms, and within the technical spirit scope of the present invention, one or more of its components between embodiments may be selectively selected. It can be used by bonding and substitution.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, the terms used in the embodiments of the present invention (including technical and scientific terms), unless specifically defined and described, can be generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. It can be interpreted as meaning, and commonly used terms, such as predefined terms, may interpret the meaning in consideration of the contextual meaning of the related technology.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In the present specification, a singular form may also include a plural form unless specifically stated in the phrase, and is combined with A, B, and C when described as "at least one (or more than one) of A and B, C". It can contain one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.In addition, in describing the components of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only for distinguishing the component from other components, and the term is not limited to the nature, order, or order of the component.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being'connected','coupled' or'connected' to another component, the component is not only directly connected to, coupled to, or connected to the other component, but also to the component It may also include the case of'connected','coupled' or'connected' due to another component between the other components.

또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.Further, when described as being formed or disposed in the "top (top) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) is one as well as when the two components are in direct contact with each other It also includes a case in which another component described above is formed or disposed between two components. In addition, when expressed as "up (up) or down (down)", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one component.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of a camera device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치(10)는 광출력부(100), 광수신부(200) 및 광조정부(300)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the camera device 10 according to an embodiment of the present invention includes an optical output unit 100, an optical receiving unit 200, and an optical adjusting unit 300.

광출력부(100)는 제1 광경로 또는 제2 광경로에 따라 출력광을 출력한다. The optical output unit 100 outputs output light according to the first optical path or the second optical path.

구체적으로, 광출력부(100)는 전력을 인가받아 출력광을 생성하여 출력한다. 이때, 광출력부(100)는 출력광을 제1 광경로에 따라 출력하거나 제2 광경로에 따라 출력할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에 따르면, 광출력부(100)는 제1 광경로 및 제2 광경로 이외에 다른 광경로에 따라 출력광을 출력할 수도 있다. Specifically, the light output unit 100 receives power and generates output light. At this time, the optical output unit 100 may output the output light according to the first optical path or the second optical path. In addition, according to an embodiment of the present invention, the optical output unit 100 may output output light according to other optical paths in addition to the first optical path and the second optical path.

제1 광경로에 따라 출력되는 출력광은 제1 패턴으로 형성될 수 있다. 따라서, 이 경우, 제1 패턴을 띄는 출력광이 피사체에 입사될 수 있다. 제2 광경로에 따라 출력되는 출력광은 제2 패턴으로 형성될 수 있다. 따라서, 이 경우, 제2 패턴을 띄는 출력광이 피사체에 입사될 수 있다. 제1 패턴은 점광원 패턴일 수 있고, 제2 패턴은 면광원 패턴일 수 있다. The output light output along the first optical path may be formed in a first pattern. Therefore, in this case, output light having a first pattern may be incident on the subject. The output light output along the second optical path may be formed in a second pattern. Therefore, in this case, output light having a second pattern may be incident on the subject. The first pattern may be a point light source pattern, and the second pattern may be a surface light source pattern.

광출력부(100)에 대한 상세한 구성은 아래에서 도면을 통해 자세히 살펴보도록 한다. The detailed configuration of the light output unit 100 will be described in detail through the drawings below.

광수신부(200)는 출력광이 피사체에 반사된 입력광을 수신하여 전기 신호를 생성한다. The light receiving unit 200 receives the input light whose output light is reflected by the subject and generates an electrical signal.

광수신부(200)는 입력광을 전기 신호로 변환하기 위하여 입력광을 집광하는 수단 및 집광된 입력광을 전기 신호로 변환하는 수단을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 광수신부(200)는 일정한 패턴에 따라 입력광의 광경로를 변경할 수 있다. 따라서, 일정한 패턴에 따라 광경로가 변경된 입력광을 통해 생성된 전기 신호 각각에 대응하는 복수의 이미지가 생성될 수 있다. 복수의 이미지는 수퍼 레졸루션 기법(super resolution method)을 통해 고해상의 이미지로 변환될 수 있다. 광수신부(200)에 대한 구성은 아래에서 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. The light receiving unit 200 may include means for condensing the input light to convert the input light into an electrical signal and means for converting the condensed input light into an electrical signal. According to an embodiment of the present invention, the light receiving unit 200 may change the optical path of the input light according to a certain pattern. Accordingly, a plurality of images may be generated corresponding to each of the electrical signals generated through the input light whose optical path is changed according to a certain pattern. A plurality of images may be converted into a high resolution image through a super resolution method. The configuration of the light receiving unit 200 will be described in detail with reference to the drawings below.

광조정부(300)는 제어 신호에 따라 출력광의 광경로를 제1 광경로 또는 제2 광경로로 변경한다. 구체적으로, 광조정부(300)는 광출력부(100)가 출력광의 생성 시점과 출력광의 피사체 입사 시점 사이에 출력광의 광경로를 제1 광경로 또는 제2 광경로로 변환한다. The light adjusting unit 300 changes the optical path of the output light to the first optical path or the second optical path according to the control signal. Specifically, the light adjustment unit 300 converts the optical path of the output light to the first optical path or the second optical path between the time when the output light is generated and the object incident time of the output light.

광조정부(300)는 액체 렌즈와 같이 입력된 빛의 광경로를 변경할 수 있는 수단을 포함할 수 있다. The light adjusting unit 300 may include a means for changing the optical path of the input light, such as a liquid lens.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광출력부의 구성도이다. 2 is a block diagram of an optical output unit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면 광출력부(100)는 광원(110) 및 회절광학소자(120)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the light output unit 100 includes a light source 110 and a diffraction optical element 120.

광원(110)은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조일 수 있으며, 복수의 발광 소자가 적외선 영역의 출력광을 생성할 수 있다. The light source 110 may have a structure in which a plurality of light emitting elements are arrayed, and the plurality of light emitting elements may generate output light in the infrared region.

구체적으로, 광원(110)이 생성하는 빛은 파장이 770 내지 3000nm인 적외선(Infra Red, IR) 일 수 있으며, 파장이 380 내지 770 nm인 가시광선 일 수도 있다. 광원(110)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 이용할 수 있으며, 복수의 발광 다이오드가 일정한 패턴에 따라 배열된 형태를 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 광원(110)은 유기 발광 다이오드(Organic light emitting diode, OLED)나 레이저 다이오드(Laser diode, LD)를 포함할 수도 있다. 또는, 광원(110)은 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)일 수도 있다. VCSEL은 전기 신호를 광 신호로 바꾸어 주는 레이저 다이오드 중 하나이며, 약 800 내지 1000nm인 파장, 예를 들어 약 850nm 또는 약 940nm 파장을 사용할 수 있다.Specifically, the light generated by the light source 110 may be infrared (IR) having a wavelength of 770 to 3000 nm, or visible light having a wavelength of 380 to 770 nm. The light source 110 may use a light emitting diode (LED), and may have a form in which a plurality of light emitting diodes are arranged according to a certain pattern. In addition, the light source 110 may include an organic light emitting diode (OLED) or a laser diode (LD). Alternatively, the light source 110 may be a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser). VCSEL is one of laser diodes that converts electrical signals into optical signals, and may use wavelengths of about 800 to 1000 nm, for example, about 850 nm or about 940 nm.

한편, 광원(110)은 어레이된 복수의 발광 소자를 일정 조건에 따라 다르게 구동할 수 있다. 구체적으로, 광원(110)은 광조정부(300)가 출력광의 광경로를 제1 광경로로 변경하면, 복수의 발광 소자 중 일부가 개별 동작하여 출력광을 생성하거나, 복수의 발광 소자 중 기 설정된 영역에 배치된 발광 소자가 동작하여 출력광을 생성할 수 있다. 즉, 어레이된 복수의 발광 소자 전체가 구동되지 않고, 일부 발광 소자만을 동작시키거나 기 설정된 특정 영역의 발광 소자만을 동작시킬 수 있다. Meanwhile, the light source 110 may drive a plurality of arrayed light emitting elements differently according to a predetermined condition. Specifically, in the light source 110, when the light adjustment unit 300 changes the optical path of the output light to the first optical path, some of the plurality of light emitting elements operate individually to generate output light, or a predetermined one of the plurality of light emitting elements is set. The light emitting device disposed in the region may operate to generate output light. That is, the entire array of the plurality of light emitting elements is not driven, and only some of the light emitting elements may be operated, or only the light emitting elements of a predetermined area may be operated.

제1 광경로에 따라 출력된 출력광은 면광원 패턴을 형성할 수 있으며, 면광원 패턴은 적외선 이미지를 획득하는데 이용될 수 있다. 이러한 적외선 이미지는 예를 들어 안면 윤곽 인식이나 정맥 패턴 측정 등에 사용될 수 있는데, 3차원 모델링 등에 사용되는 점광원 패턴에 비해 좁은 면적에 출력광을 입사시켜도 목적 달성이 가능할 수 있다. 따라서, 복수의 발광 소자 전부를 구동시킬 경우 불필요한 전력 소모가 발생할 수 있으며, 높은 광도로 인해 안면 인식시 사람의 눈에 악영향을 미칠 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예와 같이 면광원 패턴의 출력광 출력시 일부 발광 소자만 동작시키거나 일정 영역의 발광 소자만 동작시키게 되면 상기의 문제점을 해결할 수 있다. The output light output according to the first optical path may form a surface light source pattern, and the surface light source pattern may be used to acquire an infrared image. Such an infrared image may be used, for example, for facial contour recognition or vein pattern measurement, but may achieve its purpose even when output light is incident on a small area compared to a point light source pattern used for 3D modeling. Accordingly, when driving all of the plurality of light emitting elements, unnecessary power consumption may occur, and due to high luminance, face recognition may adversely affect the human eye. However, when outputting the output light of the surface light source pattern as in the embodiment of the present invention, if only some of the light emitting elements are operated or only the light emitting elements of a certain area are operated, the above problem can be solved.

또한, 광원(110)은 출력광의 노출 시간을 변경하거나 출력광의 파워 펄스의 듀티비(duty rate)를 변경하여 출력광의 강도를 조절할 수 있다. 손바닥 또는 손가락의 정맥을 측정하는 경우와 같이 피사체가 카메라 장치(10)에 가까이 위치하는 경우, 광포화가 발생하여 적외선 이미지를 획득할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 이때, 피사체를 카메라 장치(10)에서 먼 곳에 위치시키게 되면 이러한 광포화 현상을 발생을 막을 수 있으나, 적외선 이미지의 해상도가 낮아지는 문제가 발생한다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 광원(110)은 출력광의 노출 시간이나 파워 펄스 듀티비를 변경함으로써 출력광의 강도를 조절하므로, 상기의 광포화 현상을 방지할 수 있는 장점을 가진다. Further, the light source 110 may adjust the intensity of the output light by changing the exposure time of the output light or by changing the duty rate of the power pulse of the output light. When the subject is located close to the camera device 10, such as when measuring a vein of a palm or a finger, light saturation may occur, and a problem that an infrared image cannot be obtained may occur. At this time, when the subject is located far away from the camera device 10, such light saturation may be prevented from occurring, but the resolution of the infrared image is lowered. However, the light source 110 according to an embodiment of the present invention controls the intensity of the output light by changing the exposure time or the power pulse duty ratio of the output light, and thus has the advantage of preventing the above-mentioned photosaturation phenomenon.

회절광학소자(120)는 렌즈가 집광한 출력광의 위상 및 진폭을 변조할 수 있다. The diffractive optical element 120 may modulate the phase and amplitude of the output light collected by the lens.

회절광학소자(diffractive optical element, DOE, 120)는 마이크로, 나노 스케일(micro scale, nano scale)의 요철구조로 이루어진 소자일 수 있다. 회절광학소자(120)는 요철 형태의 표면 구조에 입력되는 출력광의 위상과 진폭을 변조함으로써 기 설정된 형태의 파면을 갖는 출력광으로 변환한다. 회절광학소자(120)에 의해 파면이 변조된 출력광은 파동 회절의 법칙에 따라 공간 또는 매질 상을 진행할 수 있다. The diffractive optical element (DOE, 120) may be a device made of a concavo-convex structure of a micro, nano scale. The diffractive optical element 120 modulates the phase and amplitude of the output light input to the uneven surface structure to convert it into output light having a preset wavefront. The output light whose wavefront is modulated by the diffraction optical element 120 may proceed in a spatial or medium phase according to the law of wave diffraction.

아래에서는 도 3 및 도 4을 통해 본 발명의 실시예에 따른 광수신부에 대해 상세히 살펴보도록 한다. Hereinafter, a light receiving unit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 장치의 일부의 단면도이다. 도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 장치의 일부의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a part of a camera device according to an embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view of a part of a camera device according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치(10)의 광수신부(200)는 IR 필터(220), 렌즈 모듈(210) 및 이미지 센서(230)를 포함할 수 있다. 광수신부(200)는 인쇄회로기판상에 배치된 이미지 센서 상당에 IR 필터(220)가 배치되고, IR 필터(220) 상단에 렌즈 모듈(210)이 배치될 수 있다. The light receiving unit 200 of the camera device 10 according to an embodiment of the present invention may include an IR filter 220, a lens module 210 and an image sensor 230. The light receiving unit 200 may be provided with an IR filter 220 corresponding to an image sensor disposed on a printed circuit board, and a lens module 210 may be disposed on the top of the IR filter 220.

도 3 및 도 4를 참조하면, 렌즈 모듈(210)는 IR(InfraRed) 필터(220), IR 필터(220) 상에 배치되는 복수 매의 고체 렌즈(214) 및 복수 매의 고체 렌즈(214) 상에 배치되거나, 복수 매의 고체 렌즈(214) 사이에 배치되는 액체 렌즈(212)를 포함한다. 3 and 4, the lens module 210 includes an IR (InfraRed) filter 220, a plurality of solid lenses 214 disposed on the IR filter 220, and a plurality of solid lenses 214. And a liquid lens 212 disposed on the image or between the plurality of solid lenses 214.

일 실시예에 따르면, 도 3의 (a) 및 도 4의 (a)에 도시된 것처럼, 액체 렌즈(212)는 복수 매의 고체 렌즈(214) 상에 배치될 수 있다. 이와 같이, 액체 렌즈(212)가 복수 매의 고체 렌즈(214) 상에 배치되는 방식을 애드온 방식이라 할 수 있다. 이때, 액체 렌즈(212)는 복수 매로 구성될 수도 있다. According to an embodiment, as illustrated in FIGS. 3A and 4A, the liquid lens 212 may be disposed on a plurality of solid lenses 214. As described above, the method in which the liquid lens 212 is disposed on the plurality of solid lenses 214 may be referred to as an add-on method. At this time, the liquid lens 212 may be composed of a plurality of sheets.

다른 실시예에 따르면, 도 3의 (b) 및 도 4의 (b)에 도시된 것처럼, 액체 렌즈(212)는 복수 매의 고체 렌즈(214) 사이에 배치될 수 있다. 이와 같이, 액체 렌즈(212)가 복수 매의 고체 렌즈(214) 사이에 배치되는 방식을 애드인 방식이라 할 수 있다. 애드온 방식인 경우, 액체 렌즈(212)는 렌즈 모듈(210) 외부의 셰이퍼(미도시) 등에 의하여 지지되고, 틸팅될 수 있다. 이때, 액체 렌즈(212)는 복수 매로 구성될 수도 있다. According to another embodiment, as illustrated in FIGS. 3B and 4B, the liquid lens 212 may be disposed between a plurality of solid lenses 214. As described above, the method in which the liquid lens 212 is disposed between the plurality of solid lenses 214 may be referred to as an add-in method. In the case of the add-on method, the liquid lens 212 may be supported and tilted by a shaper (not shown) or the like outside the lens module 210. At this time, the liquid lens 212 may be composed of a plurality of sheets.

다른 실시예에 따르면, 복수 매의 액체 렌즈(212) 중 일부 액체 렌즈(212)는 복수 매의 고체 렌즈(214) 상에 배치되고, 나머지 액체 렌즈(212)는 복수 매의 고체 렌즈(214) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 애드온 방식과 애드인 방식이 결합된 형태로 액체 렌즈(212)가 배치될 수도 있다. According to another embodiment, some liquid lenses 212 among the plurality of liquid lenses 212 are disposed on the plurality of solid lenses 214, and the remaining liquid lenses 212 are the plurality of solid lenses 214. Can be placed between. That is, the liquid lens 212 may be arranged in a form in which an add-on method and an add-in method are combined.

복수의 고체 렌즈(214) 및 액체 렌즈(212)는 중심축을 기준으로 정렬하여 광학계를 형성할 수 있다. 여기서, 중심축은 광학계의 광축(Optical axis)과 동일할 수 있으며, 본 명세서에서 Z 축이라 지칭할 수 있다.The plurality of solid lenses 214 and the liquid lenses 212 may be aligned with respect to a central axis to form an optical system. Here, the central axis may be the same as the optical axis of the optical system, and may be referred to herein as a Z axis.

렌즈 모듈(210)은 렌즈 배럴(216)을 더 포함할 수 있으며, 렌즈 배럴(216)의 내부에는 렌즈의 적어도 일부를 수용할 수 있는 공간이 마련될 수 있다. 렌즈 배럴(216)은 하나 또는 복수의 렌즈와 회전 결합될 수 있으나, 이는 예시적인 것이며, 접착제(예를 들어, 에폭시(epoxy) 등의 접착용 수지)를 이용한 방식 등 다른 방식으로 결합될 수 있다.The lens module 210 may further include a lens barrel 216, and a space for accommodating at least a portion of the lens may be provided inside the lens barrel 216. The lens barrel 216 may be rotationally combined with one or a plurality of lenses, but this is exemplary, and may be combined in other ways, such as a method using an adhesive (for example, an adhesive resin such as epoxy). .

렌즈 홀더(미도시)는 렌즈 배럴(216)과 결합되어 렌즈 배럴(216)을 지지하고, 이미지 센서(230)가 탑재된 인쇄회로기판(미도시)에 결합될 수 있다. 렌즈 홀더(미도시)에 의하여 렌즈 배럴(216) 하부에 IR 필터(220) 가 부착될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 렌즈 홀더의 내주면에는 나선형 패턴이 형성될 수 있고, 이와 마찬가지로 외주면에 나선형 패턴이 형성된 렌즈 배럴(216)과 회전 결합할 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것이며, 렌즈 홀더와 렌즈 배럴(216)은 접착제를 통해 결합되거나, 렌즈 홀더와 렌즈 배럴(216)이 일체형으로 형성될 수도 있다.The lens holder (not shown) is coupled to the lens barrel 216 to support the lens barrel 216, and may be coupled to a printed circuit board (not shown) on which the image sensor 230 is mounted. A space in which the IR filter 220 can be attached may be formed under the lens barrel 216 by a lens holder (not shown). A spiral pattern may be formed on the inner circumferential surface of the lens holder, and likewise, the lens barrel 216 may be rotationally coupled with a spiral pattern on the outer circumferential surface. However, this is exemplary, and the lens holder and lens barrel 216 may be combined through an adhesive, or the lens holder and lens barrel 216 may be integrally formed.

다만, 이러한 예시는 일 실시예에 불과하며, 렌즈 모듈(210)의 렌즈 배럴 및 렌즈 홀더는 카메라 장치(10)로 입사되는 입력광 신호를 집광하여 이미지 센서부(230)에 전달할 수 있는 다양한 구조로 구성될 수 있다.However, this example is only an example, and the lens barrel and lens holder of the lens module 210 collect various input light signals incident on the camera device 10 and transmit them to the image sensor unit 230. It can be composed of.

본 발명의 실시예에 따르면, IR 필터(220) 또는 이미지 센서(230)의 이동을 제어하는 제1 구동부(미도시), 그리고 액체 렌즈(126)의 곡률을 제어하는 제2 구동부(미도시) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 구동부는 IR 필터(220) 또는 이미지 센서(230)와 직접 또는 간접으로 연결되는 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있으며, 액추에이터는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems), VCM(Voice Coil Motor) 및 압전 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 제2 구동부는 액체 렌즈와 직접 또는 간접으로 연결되며, 액체 렌즈에 전압을 직접 인가하거나, 액체 렌즈(212)에 인가되는 전압을 제어함으로써 액체 렌즈(212)의 곡률을 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first driving unit (not shown) for controlling the movement of the IR filter 220 or the image sensor 230, and the second driving unit (not shown) for controlling the curvature of the liquid lens 126 It may further include at least one of. Here, the first driving unit may include an actuator that is directly or indirectly connected to the IR filter 220 or the image sensor 230, and the actuator is a microelectromechanical systems (MEMS), voice coil motor (VCM). And a piezoelectric element. In addition, the second driving unit is directly or indirectly connected to the liquid lens, and the curvature of the liquid lens 212 may be controlled by directly applying a voltage to the liquid lens or by controlling a voltage applied to the liquid lens 212.

제1 구동부 및 제2 구동부 중 하나에 의하여 입력광 신호의 광경로가 소정의 규칙에 따라 반복하여 쉬프트되고, 제1 구동부 및 제2 구동부 중 다른 하나에 의하여 입력광 신호의 광경로가 소정의 제어 정보에 따라 쉬프트될 수 있다. The optical path of the input optical signal is repeatedly shifted according to a predetermined rule by one of the first driving unit and the second driving unit, and the optical path of the input optical signal is controlled by the other of the first driving unit and the second driving unit. It can be shifted according to the information.

입력광 신호의 광경로가 소정의 규칙에 따라 반복하여 쉬프트되면, 쉬프트된 광경로를 이용하여 SR(super resolution) 기능을 수행할 수 있다. 그리고, 입력광 신호의 광경로가 소정의 제어 정보에 따라 쉬프트되면, 쉬프트된 광경로를 이용하여 OIS 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 소정의 제어 정보는 카메라 장치(10)의 움직임 정보, 자세 정보 등으로부터 추출된 OIS를 위한 제어 정보를 포함할 수 있다.When the optical path of the input optical signal is repeatedly shifted according to a predetermined rule, a super resolution (SR) function may be performed using the shifted optical path. In addition, when the optical path of the input optical signal is shifted according to predetermined control information, the OIS function may be performed using the shifted optical path. For example, the predetermined control information may include control information for OIS extracted from motion information, posture information, and the like of the camera device 10.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치(10)는 픽셀 쉬프트(pixel shift) 기술을 이용하여 SR 기법을 수행할 수 있다. As described above, the camera apparatus 10 according to the embodiment of the present invention may perform the SR technique using a pixel shift technique.

픽셀 쉬프트를 위하여, 제1 구동부는 IR 필터(220) 또는 이미지 센서(230)의 기울기를 이동시킬 수 있다. 즉, 제1 구동부는 IR 필터(220) 또는 이미지 센서(230)가 광축(Z축)에 대하여 수직하는 평면인 XY 평면에 대하여 소정의 기울기를 가지도록 틸팅(tilting)시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 구동부는 입력광 신호 중 적어도 하나의 광경로를 이미지 센서(230)의 서브 픽셀 단위로 변경할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 0 픽셀보다 크고 1 픽셀보다 작은 단위일 수 있다.For pixel shifting, the first driver may shift the tilt of the IR filter 220 or the image sensor 230. That is, the first driving unit may tilt the IR filter 220 or the image sensor 230 to have a predetermined inclination with respect to the XY plane, which is a plane perpendicular to the optical axis (Z-axis). Accordingly, the first driver may change at least one optical path of the input light signal in units of sub-pixels of the image sensor 230. Here, the sub-pixel may be a unit larger than 0 pixels and smaller than 1 pixel.

제1 구동부는 영상 프레임 별로 입력광 신호 중 적어도 하나의 광경로를 변경한다. 상기에서 설명한 바와 같이, 하나의 노출주기마다 1개의 영상 프레임이 생성될 수 있다. 따라서, 제1 구동부는 하나의 노출주기가 종료되면 출력광 신호 또는 입력광 신호 중 적어도 하나의 광경로를 변경한다. The first driver changes at least one optical path among input light signals for each image frame. As described above, one image frame may be generated for each exposure cycle. Therefore, the first driving unit changes the optical path of at least one of the output light signal or the input light signal when one exposure cycle ends.

제1 구동부는 이미지 센서(230)를 기준으로 서브픽셀 단위만큼 출력광 신호 또는 입력광 신호 중 적어도 하나의 광경로를 변경한다. 이때, 제1 구동부(150)는 현재 광경로를 기준으로 입력광 신호 중 적어도 하나의 광경로를 상, 하, 좌, 우 중 어느 하나의 방향으로 변경할 수 있다.The first driving unit changes the optical path of at least one of the output light signal or the input light signal by a sub-pixel unit based on the image sensor 230. At this time, the first driving unit 150 may change at least one optical path of the input light signal based on the current optical path in one of up, down, left, and right directions.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 장치에 포함되는 액체 렌즈의 한 예이다. 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 장치에 포함되는 액체 렌즈의 다른 예이다. 5 is an example of a liquid lens included in a camera device according to an embodiment of the present invention. 6 is another example of a liquid lens included in a camera device according to an embodiment of the present invention.

액체 렌즈(212)는 도 5에 도시된 멤브레인 방식의 액체 렌즈 또는 도 6에 도시된 액체 렌즈일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 인가되는 전압에 따라 그 형상이 달라지는 가변 렌즈를 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 액체 렌즈(212)는 챔버 내에 액체가 채워진 형태일 수 있으며, 액체에 인가되는 전압에 따라 두 액체간 계면의 형상이 볼록해지거나, 평평해지거나, 오목해질 수 있다. 다른 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 액체 렌즈(212)는 서로 다른 성질을 가지는 두 가지 종류의 액체(예, 전도성 액체 및 비전도성 액체)를 포함할 수 있으며, 두 가지 종류의 액체 사이에는 계면(1100)이 형성될 수 있고, 인가되는 전압에 따라 계면의 굴곡, 경사도 등이 변화될 수 있다.The liquid lens 212 may be a membrane type liquid lens illustrated in FIG. 5 or a liquid lens illustrated in FIG. 6, but is not limited thereto, and may mean a variable lens whose shape is changed according to an applied voltage. . For example, as shown in FIG. 5, the liquid lens 212 may be in a form filled with liquid in the chamber, and the shape of the interface between the two liquids may be convex or flattened depending on the voltage applied to the liquid, It can be concave. As another example, as illustrated in FIG. 6, the liquid lens 212 may include two types of liquids having different properties (eg, conductive liquid and non-conductive liquid), and between the two kinds of liquid. The interface 1100 may be formed, and bending, inclination, and the like of the interface may be changed according to the applied voltage.

이하에서는 도 7 및 도 8을 통해 광조정부에 대해 상세하게 살펴보도록 한다. Hereinafter, the light adjusting unit will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광조정부의 광 굴절 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining the light refraction mechanism of the light adjustment unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 광조정부는 출력광의 광경로를 변경하기 위한 렌즈로 구현될 수 있다. 일 실시예로 광조정부는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치의 광수신부에서 입력광의 광경로를 변경하기 위하여 배치된 액체 렌즈와 동일한 렌즈로 구현될 수 있다. 이때, 액체 렌즈는 상기에서 살펴본 바와 같이, 인가되는 전압에 따라 두 액체간 계면이 변형되거나 액체가 담긴 챔버를 밀봉한 멤브레인의 특정 위치에 힘을 가함으로써 멤브레인의 형상을 변형시킴으로써 출력광의 광경로를 변경할 수 있다. 다른 실시예로 광조정부는 일정 간격으로 이격된 두 개의 플레이트를 포함하는 구성으로 구현될 수 있으며, 두 개의 플레이트 중 적어도 하나의 플레이트의 기울기를 변화시킴으로써 출력광의 광경로를 변경할 수 있다. The light adjustment unit according to an embodiment of the present invention may be implemented as a lens for changing the optical path of the output light. In one embodiment, the light adjusting unit may be implemented with the same lens as the liquid lens disposed to change the optical path of the input light in the light receiving unit of the camera device according to the embodiment of the present invention. At this time, as described above, the liquid lens changes the shape of the membrane by changing the shape of the membrane by deforming the interface between the two liquids or applying a force to a specific location of the membrane sealing the chamber containing the liquid, depending on the applied voltage. Can be changed. In another embodiment, the light adjustment unit may be implemented with a configuration including two plates spaced at regular intervals, and the optical path of the output light may be changed by changing the inclination of at least one of the two plates.

일 실시예로 광조정부가 액체렌즈로 구현된 경우의 광 굴절 메커니즘을 살펴본다. 앞서 살펴본 바와 같이, 제2액체의 상부에는 제1액체가 위치하며, 두 액체는 서로 성질 및 굴절률이 상이하다. 이에 따라 두 액체는 계면을 형성할 수 있다. 계면은, 전극에 인가된 전압에 의해 캐비티의 내벽을 따라 이동할 수 있다. 그 결과, 제2 광학 부재는 도 7의 (a)에서와 같이 전극에 전압을 인가하지 않은 초기상태에서 마이너스(-) 디옵터를 가진다. 그리고, 도 7의 (b)에서와 같이, 전극에 전압이 인가됨에 따라 플러스(+) 디옵터를 가지게 될 수 있다. 즉, 계면은 초기상태에서 하부로 곡률진 형태이며, 제2 광학 부재는 도 7의 (a)에서와 같이 오목렌즈의 기능을 할 수 있다. 전극에 전압이 인가됨에 따라 계면은 점점 상부로 곡률지게 되어, 제2 광학 부재는 도 7의 (b)에서와 같이 볼록렌즈의 기능을 할 수 있다. 또, 초기상태에서 아래로 볼록한 계면의 곡률반경은 전극에 최대 전압을 인가한 상태에서의 위로 볼록한 계면의 곡률반경보다 클 수 있다.In one embodiment, a light refraction mechanism when a light adjustment unit is implemented with a liquid lens is described. As described above, the first liquid is located above the second liquid, and the two liquids have different properties and refractive indices. Accordingly, the two liquids can form an interface. The interface can move along the inner wall of the cavity by the voltage applied to the electrode. As a result, the second optical member has a negative (-) diopter in an initial state in which no voltage is applied to the electrode as shown in FIG. 7(a). In addition, as shown in FIG. 7B, a positive (+) diopter may be obtained as a voltage is applied to the electrode. That is, the interface has a curved shape from the initial state to the bottom, and the second optical member can function as a concave lens as shown in FIG. 7A. As the voltage is applied to the electrode, the interface gradually curvatures upwards, so that the second optical member may function as a convex lens as shown in FIG. 7B. In addition, the radius of curvature of the interface convex downward in the initial state may be greater than the radius of curvature of the interface convex upward in the state in which the maximum voltage is applied to the electrode.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 출력광의 패턴 변경을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a view for explaining a pattern change of the output light according to an embodiment of the present invention.

출력광이 제1 광경로에 따라 출력되는 경우, 출력광은 도 8의 (a)에서와 같은 면광원 패턴을 나타낼 수 있다. 출력광이 제1 광경로에 따라 출력되는 경우, 광조정부(300)는 출력광이 산란(diffuser)시켜 면광원 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 면광원 패턴은 집광된 복수의 점광원을 확산(산란)시킨 광원 패턴을 의미한다. When the output light is output according to the first optical path, the output light may represent a surface light source pattern as in FIG. 8(a). When the output light is output according to the first optical path, the light adjusting unit 300 may form a surface light source pattern by diffusing the output light. That is, the surface light source pattern means a light source pattern in which a plurality of condensed point light sources are diffused (scattered).

일 실시예에서, 광조정부(230)가 회절광학소자(220)와 광원(210) 사이에 배치된 경우, 광원(210)에서 출력된 빛, 즉 출력광은 광조정부(230)를 통과한 후 회절광학소자(220)를 통과하여 피사체에 조사되는 광경로인 제1 광경로에 따라 출력된다. 광원(210)에서 출력된 출력광은 광조정부(230)를 통과하며 산란되고, 산란된 출력광은 회절광학소자(220)를 통과하면서 면광원 패턴에 따라 피사체에 조사될 수 있다. In one embodiment, when the light adjustment unit 230 is disposed between the diffraction optical element 220 and the light source 210, after the light output from the light source 210, that is, the output light passes through the light adjustment unit 230 It is output according to the first optical path which is an optical path irradiated to the subject through the diffraction optical element 220. The output light output from the light source 210 is scattered while passing through the light adjustment unit 230, and the scattered output light may be irradiated to the subject according to the surface light source pattern while passing through the diffraction optical element 220.

다른 실시예에서, 광조정부(230)가 회절광학소자 상부에 배치되는 경우, 광원(210)에서 출력된 빛, 즉 출력광은 회절광학소자(220)를 통과한 후 광조정부(230)를 통과하여 피사체에 조사되는 광경로인 제1 광경로에 따라 출력된다. 광원(210)에서 출력된 출력광은 회절광학소자(220)를 통과하면서 일정한 패턴을 형성하게 되나, 일정한 패턴을 형성한 출력광은 광조정부(230)에 의해 산란됨으로 인해 면광원 패턴에 따라 피사체에 조사될 수 있다. In another embodiment, when the light adjustment unit 230 is disposed on the diffraction optical element, the light output from the light source 210, that is, the output light passes through the diffraction optical element 220 and then passes through the light adjustment unit 230 And output according to the first optical path which is the optical path irradiated to the subject. The output light output from the light source 210 forms a constant pattern while passing through the diffraction optical element 220, but the output light having a constant pattern is scattered by the light adjusting unit 230, thereby subjecting the subject according to the surface light source pattern. Can be investigated at.

결론적으로, 출력광이 제1 광경로에 따라 출력되는 경우, 출력광은 광조정부(230)에 의해 산란됨으로써 도 8의 (a)에 도시된 것과 같은 면광원 패턴의 형태로 피사체에 조사된다. In conclusion, when the output light is output along the first optical path, the output light is scattered by the light adjusting unit 230 to be irradiated to the subject in the form of a surface light source pattern as shown in FIG. 8(a).

출력광이 제2 광경로에 따라 출력되는 경우, 출력광은 도 8의 (b)에서와 같은 점광원 패턴을 나타낼 수 있다. 점광원 패턴은 일정한 간격으로 점들이 배치되는 패턴으로서, 점들 사이의 일정 간격은 회절광학소자(120)의 패턴 형태에 따라 결정될 수 있다. 즉, 출력광이 제2 광경로에 따라 출력되는 경우에는, 출력광이 회절광학소자(220)를 통과하면서 생성되는 점광원 패턴에 따라 피사체에 빛이 조사된다. 결론적으로, 광조정부(230)가 회절광학소자(220)와 광원 사이에 배치되거나, 회절광학소자(220)의 상부에 배치되더라도, 광조정부(230)는 출력광이 산란되지 않도록 제어할 수 있다. When the output light is output according to the second optical path, the output light may represent a point light source pattern as in FIG. 8B. The point light source pattern is a pattern in which dots are disposed at regular intervals, and a predetermined interval between the dots may be determined according to the pattern shape of the diffractive optical element 120. That is, when the output light is output along the second optical path, the subject is irradiated with light according to the point light source pattern generated while the output light passes through the diffraction optical element 220. In conclusion, even if the light adjustment unit 230 is disposed between the diffraction optical element 220 and the light source or is disposed on the top of the diffraction optical element 220, the light adjustment unit 230 can control the output light from being scattered. .

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The embodiments have been mainly described above, but this is merely an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are not exemplified above without departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be implemented by modification. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

10 : 카메라 장치
100 : 광출력부
200 : 광수신부
300 : 광조정부10: camera device
100: light output unit
200: optical receiver
300: light adjustment unit

Claims (10)

제1 광경로 또는 제2 광경로에 따라 출력광을 출력하는 광출력부,
상기 출력광이 피사체에 반사된 입력광을 수신하여 전기 신호를 생성하는 광수신부, 그리고
제어 신호에 따라 상기 출력광의 광경로를 상기 제1 광경로 또는 상기 제2 광경로로 변경하는 광조정부를 포함하되,
상기 제1 광경로에 따라 출력되는 출력광은 제1 패턴으로 형성되고, 상기 제2 광경로를 통해 출력되는 출력광은 제2 패턴으로 형성되는 카메라 장치. An optical output unit outputting output light according to the first optical path or the second optical path,
A light receiving unit for receiving the input light reflected by the output light to generate an electrical signal, and
A light adjusting unit for changing the optical path of the output light to the first optical path or the second optical path according to a control signal,
The output light output according to the first optical path is formed in a first pattern, and the output light output through the second optical path is formed in a second pattern. 제1항에 있어서,
상기 광출력부는,
복수의 발광 소자가 어레이되며, 적외선 영역의 출력광을 생성하는 광원, 그리고
상기 렌즈가 집광한 출력광의 위상 및 진폭을 변조하는 회절광학소자를 포함하는 카메라 장치.According to claim 1,
The light output unit,
A plurality of light emitting elements are arrayed, a light source that generates output light in the infrared region, and
A camera device comprising a diffraction optical element that modulates the phase and amplitude of the output light collected by the lens. 제2항에 있어서,
상기 광원은,
상기 광조정부가 상기 출력광의 광경로를 상기 제1 광경로로 변경하면, 상기 복수의 발광 소자 중 일부가 개별 동작하여 상기 출력광을 생성하거나, 복수의 발광 소자 중 기 설정된 영역에 배치된 발광 소자가 동작하여 상기 출력광을 생성하는 카메라 장치. According to claim 2,
The light source,
When the light adjusting unit changes the optical path of the output light to the first optical path, some of the plurality of light emitting elements operate individually to generate the output light, or the light emitting elements disposed in a predetermined area among the plurality of light emitting elements A camera device that operates to generate the output light. 제2항에 있어서,
상기 출력광의 노출 시간을 변경하거나 출력광의 파워 펄스의 듀티비(duty rate)를 변경하여 상기 출력광의 강도가 조절되는 카메라 장치. According to claim 2,
A camera device in which the intensity of the output light is adjusted by changing an exposure time of the output light or by changing a duty rate of a power pulse of the output light. 제2항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자는,
다중 수직 공진 표면광 레이저(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, Vcsel) 소자인 카메라 장치. According to claim 2,
The plurality of light emitting elements,
A camera device that is a multiple vertical resonance surface light laser (Vcsel) element. 제1항에 있어서,
상기 제1 패턴은 면광원 패턴을 포함하고,
상기 제2 패턴은 점광원 패턴을 포함하는 카메라 장치. According to claim 1,
The first pattern includes a surface light source pattern,
The second pattern includes a point light source pattern. 제1항에 있어서,
상기 광조정부는,
제1 액체 및 상기 제1 액체와 굴절률이 상이한 제2 액체를 포함하며,
제어 신호에 따라 상기 제1 액체와 상기 제2 액체가 이루는 계면이 변하는 액체 렌즈를 포함하는 카메라 장치. According to claim 1,
The light adjustment unit,
A first liquid and a second liquid having a different refractive index from the first liquid,
A camera device including a liquid lens in which an interface between the first liquid and the second liquid changes according to a control signal. 제7항에 있어서,
상기 광조정부는,
상기 제1 액체와 상기 제2 액체가 이루는 계면의 곡률에 따라 상기 출력광의 산란 정도를 변경하는 카메라 장치. The method of claim 7,
The light adjustment unit,
A camera device that changes the degree of scattering of the output light according to the curvature of the interface formed by the first liquid and the second liquid. 제2항에 있어서,
상기 광조정부는,
상기 광원과 회절 광학 소자 사이에 배치되는 카메라 장치. According to claim 2,
The light adjustment unit,
A camera device disposed between the light source and the diffractive optical element. 제2항에 있어서,
상기 광조정부는,
상기 회절 광학 소자 상단에 배치되는 카메라 장치.According to claim 2,
The light adjustment unit,
A camera device disposed on the diffractive optical element.
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