KR20220020471A - 조명 제어를 이용하는 이미지 생성 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미지 생성 장치에 있어서, 대상체를 지지하기 위한 지지부, 상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체에 광을 조사하는 조사부, 상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체로부터 되돌아오는 광을 수광하는 수광부 및 상기 조사부를 제어하기 위한 조명 조사 신호와 상기 수광부를 제어하기 위한 수광 영역 구동 신호를 생성하는 제어부를 포함하고, 상기 조사부는 상기 대상체의 제1 영역에 광을 조사하기 위한 제1 조사부 및 상기 대상체의 제2 영역에 광을 조사하기 위한 제2 조사부를 포함하고, 상기 수광부는 제1 수광 영역과 제2 수광 영역을 포함하며, 상기 제1 수광 영역과 상기 제2 수광 영역은 복수의 픽셀들을 포함하되, 상기 수광부 상의 서로 다른 위치에 배치되고, 상기 조명 조사 신호는 상기 제1 조사부를 제어하기 위한 제1 조명 조사 신호와 상기 제2 조사부를 제어하기 위한 제2 조명 조사 신호를 포함하고, 상기 수광 영역 구동 신호는 상기 제1 수광 영역을 구동하기 위한 제1 수광 영역 구동 신호 및 상기 제2 수광 영역을 구동하기 위한 제2 수광 영역 구동 신호를 포함하고, 상기 제어부는 상기 조사부의 구동에 의한 상기 수광부에서의 광 포화 현상이 방지되도록, 상기 제1 조명 조사 신호와 상기 제1 수광 영역 구동 신호를 연동하여 생성하고, 상기 제2 조명 조사 신호와 상기 제2 수광 영역 구동 신호를 연동하여 생성하는 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

Description

조명 제어를 이용하는 이미지 생성 장치 {IMAGE GENERATING DEVICE USING LIGHT CONTROL}
본 발명의 실시예들은 조명 제어를 이용하는 이미지 생성 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 이미지 생성 장치가 대상체의 이미지를 획득함에 있어 센서가 작동하는 시간에 맞추어 복수의 조명 장치의 작동을 조절하여, 광 포화 영역이 발생하지 않은 대상체의 이미지를 획득하도록 조명 제어를 이용하는 이미지 생성 장치에 관한 것이다.
대상체에 대한 이미지를 획득할 때에는 CMOS 및 CCD 센서 등 이미지 센서를 이용하여 대상체로부터 되돌아오는 광을 수광하고 이를 이미지화 한다. 최근에는 주로 CMOS 센서를 이용하여 대상체에 대한 이미지를 획득하는 점에서 CMOS 센서의 이미지 획득 방식인 롤링 셔터 방식이 채택되어 사용되고 있는 추세이다.
한편, 여권, 주민등록증 또는 지문 등 개인 정보를 식별할 수 있는 수단에 대한 이미지를 획득하는 이미지 생성 장치를 생산하는 업체의 경우 고가의 CCD 센서 대신 CMOS 이미지 센서를 이용하여 대상체에 대한 이미지를 획득하고 있으며, 개인 정보가 식별되는 영역에서 발생하는 광 포화 현상을 회피하기 위해 영역 별로 다른 파장을 갖는 광을 사용하거나, 여러 개의 대상체의 이미지를 획득한 후 합성하는 기술 등을 개발하고 있다.
다만, 상기와 같이 이미지를 획득하기 위해서는 여러 파장을 갖는 광을 사용하거나, 여러 번의 이미지 획득 후 추가적으로 합성하는 절차가 필요한 바, 대상체의 이미지 중 광 포화 영역이 없도록 한 번에 이미지를 획득하는 절차 및 장치가 필요한 실정이다.
본 발명의 일 과제는, 광 포화 영역이 발생하지 않도록 하여, 획득되는 대상체의 이미지에서 광 강도 값이 실질적으로 일정하도록 조명 제어를 이용하는 이미지 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 과제는, 획득하는 대상체의 이미지에서 광 강도 값이 실질적으로 일정하도록 대상체의 이미지를 후처리하는 조명 제어를 이용하는 이미지 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미지 생성 장치에 있어서, 대상체를 지지하기 위한 지지부, 상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체에 광을 조사하는 조사부, 상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체로부터 되돌아오는 광을 수광하는 수광부 및 상기 조사부를 제어하기 위한 조명 조사 신호와 상기 수광부를 제어하기 위한 수광 영역 구동 신호를 생성하는 제어부를 포함하고, 상기 조사부는 상기 대상체의 제1 영역에 광을 조사하기 위한 제1 조사부 및 상기 대상체의 제2 영역에 광을 조사하기 위한 제2 조사부를 포함하고, 상기 수광부는 제1 수광 영역과 제2 수광 영역을 포함하며, 상기 제1 수광 영역과 상기 제2 수광 영역은 복수의 픽셀들을 포함하되, 상기 수광부 상의 서로 다른 위치에 배치되고, 상기 조명 조사 신호는 상기 제1 조사부를 제어하기 위한 제1 조명 조사 신호와 상기 제2 조사부를 제어하기 위한 제2 조명 조사 신호를 포함하고, 상기 수광 영역 구동 신호는 상기 제1 수광 영역을 구동하기 위한 제1 수광 영역 구동 신호 및 상기 제2 수광 영역을 구동하기 위한 제2 수광 영역 구동 신호를 포함하고, 상기 제어부는 상기 조사부의 구동에 의한 상기 수광부에서의 광 포화 현상이 방지되도록, 상기 제1 조명 조사 신호와 상기 제1 수광 영역 구동 신호를 연동하여 생성하고, 상기 제2 조명 조사 신호와 상기 제2 수광 영역 구동 신호를 연동하여 생성하는 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이미지 생성 방법에 있어서, 지지부가 대상체를 지지하는 단계, 조사부가 상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체에 광을 조사하는 단계, 수광부가 상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체로부터 되돌아오는 광을 수광하는 단계 및 제어부가 상기 조사부를 제어하기 위한 조명 조사 신호와 상기 수광부를 제어하기 위한 수광 영역 구동 신호를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 조사부는 상기 대상체의 제1 영역에 광을 조사하기 위한 제1 조사부 및 상기 대상체의 제2 영역에 광을 조사하기 위한 제2 조사부를 포함하고, 상기 수광부는 제1 수광 영역과 제2 수광 영역을 포함하며, 상기 제1 수광 영역과 상기 제2 수광 영역은 복수의 픽셀들을 포함하되, 상기 수광부 상의 서로 다른 위치에 배치되고, 상기 조명 조사 신호는 상기 제1 조사부를 제어하기 위한 제1 조명 조사 신호와 상기 제2 조사부를 제어하기 위한 제2 조명 조사 신호를 포함하고, 상기 수광 영역 구동 신호는 상기 제1 수광 영역을 구동하기 위한 제1 수광 영역 구동 신호 및 상기 제2 수광 영역을 구동하기 위한 제2 수광 영역 구동 신호를 포함하고, 상기 제어부는 상기 조사부의 구동에 의한 상기 수광부에서의 광 포화 현상이 방지되도록, 상기 제1 조명 조사 신호와 상기 제1 수광 영역 구동 신호를 연동하여 생성하고, 상기 제2 조명 조사 신호와 상기 제2 수광 영역 구동 신호를 연동하여 생성하는 이미지 생성 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 조명 제어를 이용하는 이미지 생성 장치에 의해 광 포화 영역이 발생되지 않은 대상체의 이미지가 획득될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 조명 제어를 이용하는 이미지 생성 장치에 의해 이미지의 모든 영역에서 실질적으로 광 강도 값이 일정한 대상체의 이미지가 획득될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 이미지 스캐닝 장치 구성을 모식도로 나타낸 것이다.
도 2(a)는 일 실시예에 따라 제어부(100)가 생성하는 v-sync 신호를 나타낸 것이고, 도 2(b)는 일 실시예에 따라 제어부(100)가 생성하는 h-sync 신호를 나타낸 것이다.
도 3은 일 실시예에 따른 센서부(140)의 전체 픽셀을 나타낸 도면이다.
도 4(a) 및 (b)와 도 5(a) 및 (b)는 각각 일 실시예에 따른 이미지 스캐닝 장치를 상면에서 바라본 모식도를 나타낸 것이다.
도 6 내지 도 8은 일 실시예에 따라, 대상체(O)의 이미지 및 광 포화 현상이 일어난 경우 획득되는 대상체(O)의 이미지를 나타낸 도면이다.
도 9은 일 실시예에 따라, 제어부(100)가 조명부(120)를 순차적으로 제어하는 방법(S1000)을 나타낸 블록도이다.
도 10은 일 실시예에 따라, 센서부(140)에 입력되는 h-sync 신호와 조명부(120)에 입력되는 신호의 상관관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따라, 센서부(140)가 h-sync 신호 입력에 따라 대상체(O)의 이미지를 획득할 때 조명부(120)의 작동을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따라, 센서부(140)에 입력되는 h-sync 신호와 조명부(120)에 입력되는 신호의 상관관계에서, h-sync 신호는 입력되나, 스위칭 시점(ST) 부근에서 조명부(120)에 입력되는 신호가 없는 것을 나타내는 도면이다.
도 13의 (a)는 일 실시예에 따라, 시간에 따른 제1 조명 장치(122)가 조사하는 광의 세기를 나타낸 도면이고, 도 13의 (b)는 일 실시예에 따라, 제1 조명 장치(122)만을 작동시켰을 때 센서부(140)의 각 위치에서 획득되는 광의 세기를 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15는 일 실시예에 따라, 조명부(120)에서 조사하는 광의 세기를 점진적으로 조절하여 센서부(140)에서 획득하는 대상체(O)의 이미지가 일정한 광 세기를 갖도록 하는 것을 나타낸 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 센서부(140)에서 획득되는 대상체(O)의 이미지의 광 세기를 제어부(100)가 조절하는 것을 나타낸 블록도이다.
도 17은 일 실시예에 따라, 제어부(100)가 조명부(120)를 스위칭하지 않고 스캔한 이미지의 유효 영역만을 획득하여 하나의 이미지를 획득하는 것을 나타낸 도면이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 또한, 구성요소(element) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
1. 이미지 스캐닝 장치 일반
1.1 개요
도 1은 일 실시예에 따른 이미지 스캐닝 장치 구성을 모식도로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 이미지 스캐닝 장치는 제어부(100), 조명부(120) 및 센서부(140)를 포함할 수 있다.
또한, 도면에는 미도시되어 있으나, 이미지 스캐닝 장치는 대상체를 지지할 수 있는 지지부를 포함할 수 있다. 여기서, 지지부는 빛이 투과할 수 있도록 투명한 재질을 포함할 수 있다. 이때 투명한 재질은 유리나 렌즈와 같이 광이 굴절되는 성질을 나타내는 광학체를 포함하는 물질일 수 있다.
또한, 제어부(100), 조명부(120) 및 센서부(140)는 이미지 스캐닝 장치에서 특정한 기능을 담당하는 기능부로, 제어부(100)는 센서부(140)와 같이 대상체를 촬영하도록 구성될 수 있으며, 제어부(100)가 독립하여 기능을 수행할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(100)는 조명부(120)와 같이 대상체에 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 제어부(100)는 독립된 구성일 수 있으며, 제어부(100)는 조명부(120) 또는 센서부(140)와 혼합되어 구성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제어부(100), 조명부(120) 또는 센서부(140)는 특정한 기능을 수행하는 기능부인 것으로 설명한다.
제어부(100)는 센서부(140)에서 빛을 감지하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(100)는 조명부(120)가 광을 조사하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 여기서 제어부(100)가 생성하는 신호는 클럭(clock) 신호일 수 있다. 조명부(120) 또는 센서부(140)가 구동을 하기 위하여, 클럭 신호의 입력이 시작되는 때에 조명부(120) 또는 센서부(140)가 구동을 할 수 있으며, 또는 클럭 신호의 입력이 종료되는 때에 조명부(120) 또는 센서부(140)가 구동을 할 수 있다.
조명부(120)는 대상체(O)에 광을 조사할 수 있다. 여기서, 조사되는 광은 대상체(O)를 직접적으로 향하여 조사될 수 있으며, 이에 제한되지 않고 거울면이나 렌즈 면을 통하여 대상체(O)로 조명을 조사할 수 있다. 또한, 조명부(120)는 대상체(O)가 지지되고 있는 지지부 상으로 조명을 조사할 수 있다.
조명부(120)는 사용하는 광의 종류로 IR(Infra-Red, 적외선), RGB 신호를 포함하는 가시광선 및 UV(Ultra Violet, 자외선)의 파장을 갖는 광을 포함하여 대상체(O)에 광을 조사할 수 있다.
센서부(140)는 대상체(O)에서 되돌아오는 광을 감지하거나 수집할 수 있다. 다시 말해, 센서부(140)는 이미지의 생성에 이용되는 각 픽셀 별로 광 강도 값을 감지하거나 수집할 수 있다. 즉, 센서부(140)는 수광부 또는 집광부 등 광을 감지하거나 수집할 수 있는 기능을 갖도록 표현될 수 있다. 예를 들어 센서부(140)는 픽셀 별로 광 강도 값을 획득하기 위한 CMOS 센서 또는 CCD 센서일 수 있다.
센서부(140)는 대상체(O)로부터 되돌아오는 광을 획득하기 위한 방식으로, 글로벌 셔터 방식 또는 롤링 셔터 방식을 이용할 수 있다. 여기서, 글로벌 셔터 방식은 센서부(140)의 광 강도 값 획득 영역에서 모든 광 강도 값이 한 번에 획득되는 방식을 의미한다. 또한, 롤링 셔터 방식은 센서부(140)에 존재하는 광 강도 값 획득 영역에서 광 강도 값을 획득하되, 광 강도 값 획득 영역 별로 소정의 시간 차이를 갖고 광 강도 값이 획득되는 방식을 의미한다.
구체적으로, 롤링 셔터 방식은 이미지 센서가 복수의 광 강도 값 획득 영역을 갖는 라인이 복수 개 존재할 수 있다. 이때, 이미지를 생성하기 위한 신호가 센서부(140)에 입력됨에 따라, 센서부(140)는 복수의 라인 중 첫 번째 라인부터 마지막 라인까지 순차적으로 대상체(O)로부터 되돌아 온 광의 광 강도 값을 획득할 수 있다. 이하의 관련된 부분에서 구체적으로 설명한다.
또한, 이때 대상체(O)로부터 되돌아오는 광 강도 값은 센서부(140)의 일부 영역에 획득될 수 있으며, 이때 일부 영역은 하나의 라인이나 복수의 라인을 포함할 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 일부 영역도 라인인 것으로 표현한다.
센서부(140)에서 획득하는 광 강도 값은 흑백 신호, YUV 신호, 적외선 신호, 자외선 신호 및 가시광선 신호와 관련된 RGB 신호를 포함하는 광 신호의 세기를 의미할 수 있다.
또한, 센서부(140)에서 획득하는 광 강도 값은 대상체의 이미지를 생성하는데 이용될 수 있다. 이하에서는, 센서부가 대상체로부터 되돌아오는 광 강도 값을 획득하거나 대상체의 이미지를 획득 할 수 있는 것으로 설명한다. 이는, 센서부가 광 강도 값을 획득하는 것과 이미지를 획득하는 것은 서로 다른 기능을 의미하는 것이 아님을 의미하며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 광 강도 값을 획득하는 것과 이미지를 획득하는 것이 혼용되어 설명될 수 있다.
센서부(140)에 존재하는 광 강도 값 획득 영역은 복수의 픽셀일 수 있으며, 3D 이미지 센서의 경우 복수의 복셀을 포함할 수 있다. 이하에서는 센서부(140)에 존재하는 광 강도 값 획득 영역은 픽셀인 것으로 설명한다.
이하에서는 도면을 참조하여, 이미지 스캐닝 장치의 각 기능 부에 대하여 상세하게 설명한다.
1.2 제어부(100)의 신호 생성
제어부(100)는 센서부(140)에서 빛을 감지하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(100)는 조명부(120)가 구동되기 위한 신호를 생성할 수 있다.
도 2(a)는 일 실시예에 따라 제어부(100)가 생성하는 v-sync 신호를 나타낸 것이고, 도 2(b)는 일 실시예에 따라 제어부(100)가 생성하는 h-sync 신호를 나타낸 것이다.
도 2(a)를 참조하면, 제어부(100)가 센서부(140)에 입력하는 신호를 나타낼 수 있다. 여기서, 제어부(100)가 센서부(140)에 입력하는 신호는 롤링 셔터 방식으로 광 강도 값을 획득하기 위하여 사용될 수 있다.
도 2(a)에 따른 신호는 제어부(100)가 광 강도 값 획득을 시작 또는 종료하기 위해 센서부(140)에 입력하는 신호일 수 있다. 광 강도 값 획득을 시작 또는 종료하기 위한 신호는 v-sync를 포함하는 신호일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 센서부(140)에서 광 강도 값 획득을 시작 또는 종료하기 위한 신호가 v-sync 신호인 것으로 설명한다.
여기서 v-sync 신호는 센서부(140)가 광 강도 값을 획득하는 것을 시작하거나 종료할 수 있는 신호일 수 있다. 즉, v-sync 신호인 시작 신호가 센서부(140)에 입력되는 경우, 센서부(140)는 광 강도 값의 획득을 시작할 수 있으며, 종료 신호가 센서부(140)에 입력되는 경우, 센서부(140)는 광 강도 값의 획득을 종료할 수 있다.
도 2(b)에 따른 신호는 제어부(100)가 센서부(140)의 라인 별로 광 강도 값 획득을 시작하기 위해 센서부(140)에 입력하는 신호일 수 있다. 센서부(140)의 라인 별로 광 강도 값 획득을 시작하기 위한 신호는 h-sync를 포함하는 신호일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 센서부(140)의 라인 별로 광 강도 값 획득을 시작하기 위한 신호는 h-sync 신호인 것으로 설명한다.
여기서, 라인 별로 광 강도 값 획득을 시작하기 위한 신호는 수광 영역 구동 신호, 라인 스캔 신호 또는 영역 광 수신 신호 등으로 표현될 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 센서부(140) 상에서 광 강도 값의 획득을 시작하기 위한 신호의 의미를 가지는 표현은 모두 사용될 수 있다.
이때, 센서부(140)는 제1 라인(320)부터 제n 라인(340)의 라인을 포함할 수 있다. 또한, h-sync 신호는 센서부(140)의 라인 별로 스캔을 진행하기 위해, 제1 라인 스캔 시작 신호부터 제n 라인 스캔 시작 신호를 포함할 수 있다.
여기서 v-sync 신호 중 시작 신호가 센서부(140)에 입력되는 경우, h-sync 신호 중 제1 라인 스캔 시작 신호부터 제n 라인 스캔 시작 신호가 센서부(140)에 입력될 수 있다. h-sync 신호 중 제n 라인 스캔 시작 신호가 센서부(140)에 입력된 이후, v-sync 신호 중 종료 신호가 센서부(140)에 입력될 수 있다. 보다 구체적인 내용은 이하 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 센서부(140)의 전체 픽셀을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면 복수의 픽셀이 제공될 수 있다. 복수의 픽셀에는 각각 광 강도 값이 획득될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어부(100)가 발생시키는 v-sync 신호 중 시작 신호가 센서부(140)에 입력되는 경우, 센서부(140)는 광 강도 값의 획득을 시작할 수 있다. v-sync 신호 중 시작 신호가 센서부(140)에 입력된 이후, 제어부(100)는 센서부(140)에 h-sync 신호를 입력할 수 있다. 예를 들어, h-sync 신호가 센서부(140)에 입력되는 경우, 센서부(140)에 위치하는 각각의 라인의 픽셀들에서 광 강도 값이 획득될 수 있다.
보다 구체적으로, h-sync 신호 중 제1 라인 스캔 시작 신호가 센서부(140)에 입력되는 경우, 센서부(140)는 제1 라인(320)의 픽셀들에서 광 강도 값이 획득될 수 있다. 제1 라인 스캔 시작 신호가 센서부(140)에 입력된 이후, 순차적으로 제2 라인 스캔 시작 신호부터 제n 라인 스캔 시작 신호가 센서부(140)에 입력될 수 있다. 순차적으로 센서부(140)에 라인 스캔 시작 신호가 입력되는 경우, 센서부(140)는 제1 라인(320)부터 제n 라인(340)까지 각각의 라인의 픽셀들에서 광 강도 값이 획득될 수 있다.
이때, h-sync 신호 중 제n 라인 스캔 시작 신호가 센서부(140)에 입력되어, 센서부(140)의 제n 라인(340)의 픽셀들이 광 강도 값이 획득된 경우, 제어부(100)는 v-sync 신호 중 종료 신호를 센서부(140)에 입력할 수 있다. v-sync 중 종료 신호가 센서부(140)에 입력되면, 센서부(140)는 대상체(O)로부터 되돌아오는 광에 대한 광 강도 값 획득이 종료될 수 있다.
즉, 다시 말해 v-sync 신호 중 시작 신호가 센서부(140)에 입력되는 경우, 센서부(140)의 각각의 라인 별 픽셀들에는 h-sync 신호가 입력됨에 따라, 대상체(O)로부터 되돌아오는 광의 광 강도 값이 획득될 수 있고, 모든 라인에서 광 강도 값의 획득이 종료되는 경우, v-sync 신호 중 종료 신호가 센서부(140)에 입력되어, 센서부(140)는 각 라인 별로 광 강도 값의 획득이 종료될 수 있다.
센서부(140)가 대상체(O)로부터 되돌아오는 광을 이용하여 획득하는 이미지의 해상도는 1280x720, 1920x1080 및 2180x1770를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 센서부(140)가 가질 수 있는 픽셀 수에 기초하여 다양한 해상도를 갖는 이미지가 획득될 수 있다.
1.3 조명부(120)의 광 조사
도 4(a) 및 (b)와 도 5(a) 및 (b)는 각각 일 실시예에 따른 이미지 스캐닝 장치를 상면에서 바라본 모식도를 나타낸 것이다.
도 4(a) 및 (b)를 참조하면, 이미지 스캐닝 장치는 하나의 센서부(140)와 복수의 조명부(120)를 포함할 수 있다.
대상체(O)에 광을 조사하기 위하여 조명부(120)는 복수의 조명 장치를 포함할 수 있다.
여기서, 센서부(140)는 대상체(O)로부터 되돌아오는 광을 대칭적으로 획득하기 위하여, 이미지 스캔 장치의 중앙 또는 대상체(O)의 중앙에 오도록 배치될 수 있다.
도 4(a)를 참조하여, 일 실시예에 따르면, 이미지 스캐닝 장치의 조명부(120)는 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)를 포함할 수 있다. 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)는 센서부(140)를 중심으로 서로 대칭되는 위치에 존재할 수 있다. 즉, 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)는 센서부(140)를 중심으로 대상체(O)의 상반되는 측면에 광을 조사할 수 있다.
다시 말해, 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)의 위치는 센서부(140)의 위치에 기초하여 결정될 수 있다.
도 4(b)를 참조하여, 다른 실시예에 따르면, 이미지 스캐닝 장치는 센서부(140)를 중심으로 대칭되는 복수의 조명 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4(b)를 참조하면, 조명부(120)는 제1 조명 장치(122) 내지 제4 조명 장치(128)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 조명 장치(122)와 제3 조명 장치(126) 및 제2 조명 장치(124)와 제4 조명 장치(128)는 서로 대상체(O)의 동일한 측면에 광을 조사할 수 있다. 여기서, 제1 조명 장치(122)와 제3 조명 장치(126)는 대상체(O)의 일 측면에 광을 조사할 수 있고 제2 조명 장치(124)와 제4 조명 장치(128)는 대상체(O)의 타 측면에 광을 조사할 수 있으므로, 제1 조명 장치(122)와 제3 조명 장치(126) 및 제2 조명 장치(124)와 제4 조명 장치(128)를 각각 하나의 조명부(120)로 볼 수 있다. 다시 말해, 센서부(140)를 중심으로 대상체(O)에 광을 조사하는 영역이 일치하는 경우, 복수의 조명 장치를 하나의 조명부(120)로 볼 수 있다.
도 5(a)를 참조하여, 다른 실시예에 따르면, 조명부(120)는 대상체(O)의 복수의 영역에 광을 조사할 수 있도록 복수의 조명 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5(a)를 참조하면 센서부(140)를 중심으로 조명 장치가 대상체(O)에 광을 조사하기 위해 좌우 대칭인 형상으로 배치될 수 있다. 다만, 도 5(a)에 나타난 조명 장치의 개수에 제한되지 않고, 센서부(140)를 기준으로 좌우 대칭이 되도록 복수의 조명 장치가 이미지 스캔 장치 내부에 배치될 수 있다.
도 5(b)를 참조하여, 다른 실시예에 따르면, 조명부(120)는 이미지 스캐닝 장치 내에서 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 이동 가능한 조명부(120)는 제어부(100)가 센서부(140)에 입력하는 신호에 맞도록 이동하며 대상체(O)에 광을 조사할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 조명부(120)는 두 개의 조명 장치를 포함하고, 두 개의 조명 장치는 센서부(140)를 중심으로 대칭되는 영역에 광을 조사하는 것으로 설명한다.
2. 광 포화 이미지 회피
2.1 조명부(120) 제어
센서부(140)가 획득하는 대상체(O)의 이미지 내에서 발생할 수 있는 광 포화 현상을 회피하기 위하여, 제어부(100)는 조명부(120)가 대상체(O)에 순차적으로 광을 조사하도록 조명부(120)에 조명 제어 신호를 입력할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 일 실시예에 따라, 대상체(O)의 이미지 및 광 포화 현상이 일어난 경우 획득되는 대상체(O)의 이미지를 나타낸 도면이다.
구체적으로, 도 6은 획득하고자 하는 대상체(O)의 이미지를 나타낸 도면이고, 도 7은 제1 조명 장치(122)가 대상체(O)에 광을 조사하는 경우, 센서부(140)가 획득하는 대상체(O)의 이미지를 나타낸 도면이며, 도 8은 제2 조명장치가 대상체(O)에 광을 조사하는 경우, 센서부(140)가 획득하는 대상체(O)의 이미지를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 조명부(120)가 조명을 대상체(O)에 조사할 때 획득하고자 하는 대상체(O)의 이미지에는 광 포화 영역이 발생할 수 있다.
예를 들어, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 조명 장치(122)가 대상체(O)에 광을 조사하는 경우, 센서부(140)는 대상체(O)의 이미지 중 일부 영역이 광 포화 영역인 상태로 이미지를 획득할 수 있다. 다시 말해, 제1 조명 장치(122)는 센서부(140)가 획득하는 대상체(O)의 이미지 중 일부 영역에 광 포화 영역을 발생시킬 수 있다.
또한, 도 6 및 도 8을 참조하면, 제2 조명 장치(124)가 대상체(O)에 광을 조사하는 경우, 센서부(140)는 대상체(O)의 이미지 중 일부 영역이 광 포화 영역인 상태로 이미지를 획득할 수 있다. 다시 말해, 제2 조명 장치(124)는 센서부(140)가 획득하는 대상체(O)의 이미지 중 일부 영역에 광 포화 영역을 발생시킬 수 있다.
이때, 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)는 대상체(O)에 광을 조사하는 영역이 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)가 각각 대상체(O)에 광을 조사하는 경우, 센서부(140)에서 획득하는 대상체(O)의 이미지는 서로 다른 광 포화 영역을 가질 수 있다. 다시 말해, 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)는 센서부(140)가 획득하는 대상체(O)의 이미지 중 서로 다른 영역에 광 포화 영역을 발생시킬 수 있다.
여기서, 광 포화 현상은 센서부(140)의 각 픽셀에 의해 획득되는 광 강도 값이 센서부(140)의 픽셀이 획득할 수 있는 최대 광 강도 값에 비하여 더 큰 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 센서부(140)의 픽셀이 획득할 수 있는 광 강도 값은 센서부(140)로 사용되는 이미지 센서의 종류에 의해 달라질 수 있다. 예를 들어, 센서부(140)의 픽셀이 획득할 수 있는 최대 광 강도 값이 5이고 대상체(O)로부터 되돌아 오는 광의 광 강도 값이 10인 경우, 센서부(140)의 픽셀은 대상체(O)로부터 되돌아오는 광의 강도 값을 제대로 획득할 수 없게 되어, 이미지 생성 장치가 생성하는 이미지의 일부 영역은 광 포화 영역을 가질 수 있다.
또한 광 포화 영역이 존재하지 않는 대상체(O)의 영역은 제어부(100)가 대상체(O)에 대한 이미지를 왜곡이 없이 획득할 수 있는 영역일 수 있다(이하 유효 영역). 여기서 제어부(100)가 대상체(O)에 대한 이미지를 왜곡이 없이 획득하는 것은, 제어부(100)가 대상체(O)의 이미지를 광 포화 영역이 없이 대상체(O)의 이미지를 획득하여 출력할 수 있는 것을 의미할 수 있다.
즉, 제어부(100)가 대상체(O)의 식별 가능한 이미지를 획득하기 위하여, 광 포화 영역이 아닌 유효 영역에서의 대상체(O)의 이미지를 획득하여야 제어부(100)는 왜곡이 없는 대상체(O)의 이미지를 획득할 수 있다.
도 9은 일 실시예에 따라, 제어부(100)가 조명부(120)를 순차적으로 제어하는 방법(S1000)을 나타낸 블록도이다.
도 9을 참조하면, 제어부(100)가 조명부(120)를 순차적으로 제어하는 방법(S1000)은, 제1 조명 장치(122)에 작동 신호를 입력하는 단계(S1200), 센서부(140)가 광 강도 값을 획득하는 단계(S1400), 제1 조명 장치(122) 작동 종료 신호를 입력한 후 제2 조명 장치(124) 작동 신호를 입력하는 단계(S1600) 및 센서부(140)가 광 강도 값을 획득하는 단계(S1800)를 포함할 수 있다.
제1 조명 장치(122)에 작동 신호를 입력하는 단계(S1200)는 제어부(100)가 조명부(120)에 작동 신호를 입력하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 조명부(120)는 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)를 포함할 수 있고, 제어부(100)는 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124) 중 제1 조명 장치(122)에 먼저 작동 신호를 입력할 수 있다.
여기서 작동 신호는 조명부(120)가 대상체(O)에 광을 조사하도록 제어부(100)가 입력하는 신호를 의미한다.
또한, 조명부(120)는 대상체(O)에 광을 조사하기 위해 제어부(100)로부터 한 번 작동 신호를 입력 받을 수 있다. 이때, 조명부(120)가 대상체(O)에 대하여 광의 조사를 종료하기 위하여, 제어부(100)는 조명부(120)에 작동 종료 신호를 입력할 수 있다.
또는, 조명부(120)는 대상체(O)에 광을 조사하기 위해 제어부(100)로부터 지속적으로 작동 신호를 입력 받을 수 있다. 이때, 조명부(120)가 대상체(O)에 대하여 광의 조사를 종료하기 위하여, 제어부(100)는 조명부(120)에 작동 신호를 입력하는 것을 중지할 수 있다. 이하에서는 제어부(100)가 조명부(120)에 작동 신호의 입력을 중지하는 것도 작동 종료 신호를 입력하는 것으로 한다.
제1 조명 장치(122)가 제어부(100)로부터 작동 신호를 입력받으면, 제1 조명 장치(122)는 대상체(O)에 광을 조사할 수 있다. 이때, 광이 조사된 대상체(O)의 영역은 영역별로 다른 광 강도 값을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 대상체(O)로부터 되돌아오는 광은 영역별로 서로 다른 광 강도 값을 가질 수 있다.
센서부(140)가 광 강도 값을 획득하는 단계(S1400)는 센서부(140)가 대상체(O)로부터 되돌아 오는 광의 광 강도 값을 획득하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 대상체(O)로부터 되돌아 오는 광의 광 강도 값은 센서부(140)의 영역별로 다를 수 있다.
제1 조명 장치(122)에 작동 종료 신호를 입력한 후 제2 조명 장치(124)에 작동 신호를 입력하는 단계(S1600)는 제어부(100)가 제1 조명 장치(122)가 대상체(O)에 더 이상 광을 조사하지 않도록 하는 신호를 입력하고, 신호가 입력됨에 따라, 제1 조명 장치(122)가 대상체(O)에 광의 조사를 종료하고, 제2 조명 장치(124)가 대상체(O)에 광을 조사하도록 제어부(100)가 제2 조명 장치(124)에 신호를 입력하는 단계를 포함할 수 있다. 이하에서는 제어부(100)가 제1 조명 장치(122)에 작동 종료 신호를 입력한 후 제2 조명 장치(124)에 작동 신호를 입력하는 것과 같이, 조명부(120)에 존재하는 복수의 조명 장치 중 일부의 조명 장치에 작동 종료 신호를 입력하고, 다른 조명 장치에 작동 신호를 입력하는 것을 조명부(120)를 스위칭(switching)하는 것으로 표현한다.
여기서 조명부는 센서부가 광 강도 값을 획득하는 단계(S1400)가 종료된 후 스위칭이 일어날 수 있으나, 이에 제한되지 않고 센서부가 광 강도 값을 획득하는 도중에 조명부(120)의 스위칭이 일어날 수 있다. 즉, 조명부의 스위칭 전후로 광 강도 값을 획득하는 단계는 조명부가 스위칭 되는 시점을 전후로 연속된 단계일 수 있다. 다시 말해, 센서부(140)가 연속적으로 광 강도 값을 획득하는 시점 중 한 시점에 조명부(120)가 스위칭 될 수 있다.
이하의 관련된 부분에서 스위칭 하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
센서부(140)가 광 강도 값을 획득하는 단계(S1800)는 상술한 센서부(140)가 대상체(O)로부터 되돌아오는 광의 광 강도 값을 획득하는 단계가 적용될 수 있다.
추가적으로 도 9에는 미도시 되어 있으나, 센서부(140)가 광 강도 값을 획득하는 단계 이후에 제어부(100)가 조명부(120)에 제2 조명 장치(124) 작동 종료 신호를 입력하는 단계를 포함할 수 있다.
2.2 제어부(100)의 조명부(120) 스위칭
앞서 언급한 것과 같이, 제어부(100)는 조명부(120)를 순차적으로 스위칭할 수 있다.
즉, 제어부(100)는 조명부(120)를 스위칭할 때, 조명부(120)를 스위칭할 시점을 맞추어 조명부(120)를 스위칭할 수 있다.
여기서, 스위칭할 시점은 제어부(100)가 센서부(140)에 입력하는 h-sync 또는 v-sync 신호에 기초하여 결정될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따라, 센서부(140)에 입력되는 h-sync 신호와 조명부(120)에 입력되는 신호의 상관관계를 나타내는 도면이다.
도 10에서 각각의 그래프의 가로 축은 시간을 나타내며, 세로 축은 전압, 전류 등을 포함하는 신호 입력 여부를 식별할 수 있는 수치를 나타낸다.
도 10에서 h-sync 신호 그래프의 신호 각각은 제1 라인 스캔 시작 신호부터 제n 라인 스캔 시작 신호를 나타낸다.
도 10에서 제1 조명 장치(122) 입력 신호 및 제2 조명 장치(124) 입력 신호는 조명 장치에 입력되는 조명 장치 작동 신호를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 제어부(100)는 서로 다른 시점에 조명부(120)의 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)를 작동시킬 수 있다. 여기서, 제어부(100)는 센서부(140)에 입력하는 신호들을 기초로 제1 조명 장치(122)에서 제2 조명 장치(124)로 작동 신호를 스위칭하는 시점을 결정할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따라, 센서부(140)가 h-sync 신호 입력에 따라 대상체(O)의 이미지를 획득할 때 조명부(120)의 작동을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따라, 센서부(140)에 입력되는 h-sync 신호와 조명부(120)에 입력되는 신호의 상관관계에서, h-sync 신호는 입력되나, 스위칭 시점(ST) 부근에서 조명부(120)에 입력되는 신호는 없는 것을 나타내는 도면이다.
일 실시예에 따르면, 제어부(100)가 조명 장치 작동 신호를 스위칭하는 스위칭 시점(ST)은 조명 장치의 개수에 의해 결정될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 조명부(120)에 포함된 조명 장치의 개수가 2개인 경우, 스위칭 시점(ST)은 조명 장치의 개수보다 더 적은 한 번의 시점일 수 있다. 다시 말해, 센서부(140)가 대상체(O)의 이미지를 획득할 때, 광 포화 영역이 없는 대상체(O)의 유효 영역에서만 대상체(O)의 이미지를 획득하기 위해, 제어부(100)가 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)를 스위칭하는 시점은 제1 조명 장치(122)가 광 포화 영역을 나타내기 시작하는 시점일 수 있다.
예를 들어, 앞서 언급된 도 7을 참조하면, 조명부(120) 중 제1 조명 장치(122)가 대상체(O)에 광을 조사하는 경우, 광 포화 영역은 대상체(O)의 하단 영역(LR)에 위치할 수 있다. 여기서, 하단 영역(LR)은 편의상 도면을 기준으로 아래 영역에 위치하는 것을 의미하며, 또한 이와 반대로 상단 영역(UR)은 편의상 도면을 기준으로 위쪽 영역에 위치하는 것을 의미한다.
이에 따라, 제1 조명 장치(122)가 대상체(O)에 광을 조사하는 경우, 제어부(100)는 대상체(O)의 이미지를 획득하기 위하여 대상체(O)의 상단 영역(UR)의 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 제2 조명 장치(124)가 대상체(O)에 광을 조사하는 경우, 제어부(100)는 대상체(O)의 이미지를 획득하기 위하여 대상체(O)의 하단 영역(LR)의 이미지를 획득할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 10을 참조하면, 제어부(100)가 대상체(O)의 상단 영역(UR)의 이미지를 획득하기 위해, 제어부(100)는 센서부(140)에 입력하는 신호인 h-sync 신호를 이용할 수 있다. 앞서 언급한 것에 따르면, h-sync 신호는 센서부(140)가 라인 별로 대상체(O)의 이미지를 획득할 수 있도록 라인 스캔 시작 신호를 포함할 수 있다. 여기서, h-sync 신호 중 복수의 라인 스캔 시작 신호들이 입력되는 것에 기초하여 조명부(120) 작동 신호를 입력할 수 있다.
이는, h-sync 신호가 대상체(O)의 중반부를 스캔하는 라인 스캔 시작 신호를 입력할 때 조명 장치 작동 신호를 스위칭할 수 있는 것을 의미할 수 있다.
구체적으로, 도 11을 참조하면, 제1 조명 장치(122) 또는 제2 조명 장치(124)에 의해 대상체(O)의 이미지에서 광 포화 영역을 나타내는 영역의 비율이 대상체(O)의 상단 또는 대상체(O)의 하단 중 하나로, 50%의 비율을 나타내는 경우, 스위칭 시점(ST)은 h-sync 신호에 포함된 복수 개의 라인 스캔 시작 신호 중 대상체(O)의 중간 영역을 스캔하는 라인 스캔 시작 신호가 센서부(140)에 입력되는 시점일 수 있다. 즉, h-sync 신호가 제1 라인 스캔 시작 신호부터 제n 라인 스캔 시작 신호를 포함하는 경우, 대상체(O)의 중간 영역을 스캔하는 라인 스캔 시작 신호인 제n/2 라인 스캔 시작 신호(n이 짝수인 경우) 또는 제(n+1)/2 또는 (n-1)/2 라인 스캔 시작 신호(n이 홀수인 경우)가 센서부(140)에 입력되는 시점이 조명 장치 작동 신호의 스위칭 시점(ST)일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 조명부(120)에 포함된 조명 장치의 개수가 3 이상의 복수개인 경우, 스위칭 시점(ST)은 2 이상이 존재할 수 있다. 보다 구체적으로, 조명부(120)에 포함된 복수의 조명 장치가 대상체(O)에 광을 조사하는 경우, 센서부(140)에서 획득하는 대상체(O)의 이미지에 존재하는 광 포화 영역은 서로 다른 복수의 영역을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 스위칭 시점(ST)은 조명부(120)에 포함된 각각의 조명 장치들이 광 포화 영역을 발생시키는 시점일 수 있다. 다시 말해, 3개의 조명 장치가 존재하는 경우, 스위칭 시점(ST)은 h-sync 신호 중 제n/3 라인 스캔 시작 신호(n/3이 정수가 아닌 경우 가장 가까운 정수일 수 있음)가 입력되는 시점과 제2*n/3 라인 스캔 시작 신호(2*n/3이 정수가 아닌 경우 가장 가까운 정수일 수 있음)이 입력되는 시점일 수 있다. 즉, 복수 개의 조명 장치가 존재하는 경우 h-sync 신호에 포함된 복수의 라인 스캔 시작 신호를 조명 장치가 존재하는 복수 개로 나눈 시간 구간 마다 스위칭 시점(ST)이 존재할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 도 12를 참조할 때, 조명 장치에 의한 광 포화 영역이 나타나지 않은 경우에도, 제어부(100)는 조명부(120)의 조명 장치에 조명 장치 작동 신호를 스위칭할 수 있다. 이는, 제어부(100)가 조명부(120)에 조명 장치 작동 신호를 입력하는 경우 실제로 조명부(120)가 작동하는 시간은 제어부(100)가 조명 장치 작동 신호를 입력하는 시점보다 더 이후의 시점일 수 있으므로, 조명 장치 작동 신호의 스위칭 시점(ST)은 조명 장치 작동 신호를 입력한 이후 조명 장치의 실제 작동 시점을 고려하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 조명부(120)가 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)를 포함하는 경우, 제어부(100)가 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124) 모두에 조명 장치 작동 신호를 입력하지 않은 상태로 제어부(100)는 센서부(140)에 h-sync 신호를 입력할 수 있다. 다시 말해, 제1 조명 장치(122) 작동 종료 신호를 입력한 이후 바로 제2 조명 장치(124) 작동 신호를 입력하는 것이 아닌, 소정의 시간이 지난 후에 제2 조명 장치(124) 작동 신호를 입력할 수 있다.
이에 따라, 센서부(140)에 h-sync 신호가 입력되는 도중에 제어부(100)는 조명부(120)에 어떠한 조명 장치 작동 신호도 입력하지 않을 수 있다. 다시 말해, 센서부(140)가 h-sync 신호에 기초하여 센서부(140)의 라인 별로 대상체(O)에 대한 스캔을 진행할 때, 조명부(120)는 제어부(100)로부터 어떠한 신호도 입력 받지 못하는 시점이 존재할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제어부(100)는 스위칭 시점(ST)에 제1 조명 장치(122) 작동 종료 신호를 조명부(120)에 입력하고 제2 조명 장치(124) 작동 신호를 조명부(120)에 입력하는 것으로 한다.
2.2 조명부(120) 강도 제어
도 13의 (a)는 일 실시예에 따라, 시간에 따른 제1 조명 장치(122)가 조사하는 광의 세기를 나타낸 도면이고, 도 13의 (b)는 일 실시예에 따라, 제1 조명 장치(122)만을 작동시켰을 때 센서부(140)의 각 위치에서 획득되는 광의 세기를 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15는 일 실시예에 따라, 조명부(120)에서 조사하는 광의 세기를 점진적으로 조절하여 센서부(140)에서 획득하는 대상체(O)의 이미지가 일정한 광 세기를 갖도록 하는 것을 나타낸 도면이다.
구체적으로, 도 14 (a)는 일 실시예에 따라 제1 조명 장치(122)가 조사하는 광의 세기가 스위칭 시점(ST)까지 선형으로 점진적으로 감소하는 것을 나타낸 그래프이고, 도 14 (b)는 제1 조명 장치(122)가 조사하는 광의 세기가 선형으로 점진적으로 감소할 때 센서부(140)에 획득되는 광 세기를 나타낸 그래프이다.
또한, 도 15 (a)는 일 실시예에 따라 제1 조명 장치(122)가 조사하는 광의 세기가 스위칭 시점(ST)까지 지수적(exponentially)으로 감소하는 것을 나타낸 그래프이고, 도 15 (b)는 제1 조명 장치(122)가 조사하는 광의 세기가 지수적으로 감소할 때 센서부(140)에 획득되는 광 세기를 나타낸 그래프이다.
도 13 내지 도 15의 (a)의 가로축은 시간을 나타내고, 세로 축은 조명부(120)가 대상체(O)에 조사하는 광의 세기를 나타내며, 도 13 내지 도 15의 (b)는 센서부(140)가 획득하는 대상체(O)의 이미지의 각 영역 별로 획득되는 광의 세기를 나타낸 것이다.
일 실시예에 따르면, 도 13(b)를 참조할 때, 제1 조명 장치(122)만 대상체(O)에 광을 조사하는 경우, 센서부(140)가 획득하는 대상체(O)의 이미지는 중단부(MR)에서 하단부(LR)에 걸쳐 광 포화 영역을 나타낼 수 있다. 이는, 앞서 언급한 것에 따르면, 센서부(140)가 획득할 수 있는 획득 광의 세기는 미리 정해져 있으므로, 대상체(O)로부터 되돌아오는 광의 세기가 미리 정해진 수준 이상으로 큰 경우 일정한 광 세기를 나타낼 수 있기 때문이다.
또한, 앞서 언급된 도 7 및 도 13을 참조하면, 제1 조명 장치(122)만을 작동시킨다고 하여도, 센서부(140)가 획득하는 대상체(O)의 이미지는 상단부(UR)에서 중단부(MR)로 갈수록 획득되는 광의 세기가 증가할 수 있다.
제1 조명 장치(122)만 대상체(O)에 광을 조사한 경우와 마찬가지로, 제2 조명 장치(124)만 대상체(O)에 광을 조사한 경우에도 센서부(140)에서 획득하는 대상체(O)의 이미지는 상단부(UR)에서 중단부(MR)에 걸쳐 광 포화 영역을 나타낼 수 있으며, 하단부(LR)에서 중단부(MR)로 갈수록 획득되는 광의 세기가 증가할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 획득되는 광의 세기를 일정하게 하기 위해 제어부(100)는 조명부(120)가 대상체(O)에 광을 조사할 때, 광의 세기를 조절하여 대상체(O)에 광을 조사할 수 있다.
예를 들어, 도 14를 참조하면, 조명부(120)는 스위칭 시점(ST)까지 대상체(O)에 조사하는 광의 세기를 선형적으로 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 센서부(140)에서 획득하는 대상체(O)의 이미지는 이미지의 상단부(UR)에서 중단부(MR)까지 일정한 광 세기를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 센서부(140)가 h-sync 신호 입력에 따라 상단부(UR)부터 하단부(LR)로 라인 스캔을 진행하는 경우, 조명부(120)는 광 포화 영역을 회피하기 위해 라인 스캔 시작 신호 입력 시간에 맞추어 광의 세기를 선형적으로 감소시킬 수 있다.
위와 마찬가지로, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 스위칭 시점(ST) 이후에 제2 조명 장치(124)는 대상체(O)에 조사하는 광의 세기를 선형적으로 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 센서부(140)에서 획득하는 대상체(O)의 이미지는 이미지의 중단부(MR)에서 하단부(LR)까지 일정한 광 세기를 나타낼 수 있다.
다른 예를 들어 도 15를 참조하면, 조명부(120)는 스위칭 시점(ST)까지 대상체(O)에 조사하는 광의 세기를 지수적으로 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 센서부(140)에서 획득하는 대상체(O)의 이미지는 이미지의 상단부(UR)에서 중단부(MR)까지 일정한 광 세기를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 센서부(140)가 h-sync 신호 입력에 따라 상단부(UR)부터 하단부(LR)로 라인 스캔을 진행하는 경우, 조명부(120)는 광 포화 영역을 회피하기 위해 라인 스캔 시작 신호 입력 시간에 맞추어 광의 세기를 지수적으로 감소시킬 수 있다.
위와 마찬가지로, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 스위칭 시점(ST) 이후에 제2 조명 장치(124)는 대상체(O)에 조사하는 광의 세기를 지수적으로 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 센서부(140)에서 획득하는 대상체(O)의 이미지는 이미지의 중단부(MR)에서 하단부(LR)까지 일정한 광 세기를 나타낼 수 있다.
여기서, 조명부(120)가 대상체(O)에 조사하는 광의 세기를 지수적으로 증가시키거나 감소시킬 때, 지수적으로 증가시키거나 감소시키는 것은 지수 함수에 따라 증가시키거나 감소시키는 것을 포함하고, 또는 조명부(120)가 일정한 광 세기로 대상체(O)에 광을 조사할 때 센서부(140)에서 획득되는 각 영역에서의 광 세기를 역으로 하여 증가시키거나 감소시키는 것을 포함한다. 즉, 지수적인 것의 의미는 단순한 지수 함수만을 의미하는 것이 아닌, 증가되거나 감소되는 형태가 선형이 아닌 형태로 증가되거나 감소되는 것을 의미할 수 있다.
위의 예시들에서는 조명부(120)가 대상체(O)에 조사하는 광의 세기가 점진적으로 변화하는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고, 조명부(120)가 광의 세기를 점진적으로 변화시키도록 제어부(100)가 조명부(120)에 입력하는 신호를 점진적으로 제어하는 것 역시 가능하다.
2.3 제어부(100)의 획득 광 세기 제어
조명부(120)가 대상체(O)에 조사하는 광의 세기를 조절하여 대상체(O)에 대한 이미지를 획득하는 것뿐만 아니라, 제어부(100)는 센서부(140)에서 획득된 대상체(O)로부터 되돌아 온 광 세기를 조절하는 것 또한 가능할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 센서부(140)에서 획득되는 대상체(O)의 이미지의 광 세기를 제어부(100)가 조절하는 것을 나타낸 블록도이다.
도 16을 참조하면, 센서부(140)에서 획득되는 대상체(O)의 이미지의 광 세기를 제어부(100)가 조절하는 것은 센서부(140)가 대상체(O)로부터 되돌아오는 광 세기를 획득하는 단계, 제어부(100)가 획득된 광 세기를 조절하는 단계 및 제어부(100)가 대상체(O)의 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 16을 참조하면, 센서부(140)가 대상체(O)로부터 되돌아오는 광 세기를 획득하는 단계는 앞서 언급한 것과 같이, 제어부(100)가 센서부(140)에 h-sync 신호를 입력하고 이에 따라 센서부(140)가 대상체(O)로부터 되돌아 오는 광 세기를 센서부(140)의 라인 별로 획득하는 단계를 포함한다.
도 16을 참조하면, 제어부(100)가 센서부(140)로부터 획득된 광 세기를 조절하는 단계는 제어부(100)에 획득되는 광 세기를 높이거나 낮추는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(100)는 획득되는 대상체(O)의 이미지 전체 영역에서 실질적으로 균일한 광 세기를 나타낼 수 있도록, 센서부(140)로부터 획득한 광 세기를 전체 영역에서 일정하게 조절하거나 또는 영역 별로 다르게 조절할 수 있다.
예를 들어, 제1 조명 장치(122)와 제2 조명 장치(124)가 일정한 세기의 광을 대상체(O)에 조사하였을 때, 센서부(140)가 획득하는 대상체(O)의 광 세기가 센서부(140)의 중단부(MR)로 갈수록 광 세기 값이 커질 수 있기 때문에, 제어부(100)는 센서부(140)의 중반부에 획득되는 광 세기를 낮추도록 조절할 수 있다.
여기서 제어부(100)가 센서부(140)의 중반부에 광 세기를 낮추도록 조절하는 것은, 앞서 언급한 조명부(120) 제어와 유사하게, 점진적으로 조절할 수 있다. 구체적으로, 제어부(100)는 센서부(140)로부터 획득한 광 세기를 센서부(140)의 상단부(UR)에 대응되는 영역부터 중단부(MR)에 대응되는 영역까지 광 세기를 변화시킬 수 있다. 이때 제어부(100)가 광 세기를 변화시키는 정도는 센서부(140)의 상단부(UR)에 대응되는 영역부터 중단부(MR)에 대응되는 영역까지 선형적 또는 지수적으로 증가될 수 있다. 또한 제어부(100)는 센서부(140)로부터 획득한 광 세기를 센서부(140)의 하단부(LR)에 대응되는 영역부터 중단부(MR)에 대응되는 영역까지 광 세기를 변화시킬 수 있다. 이때 제어부(100)가 광 세기를 변화시키는 정도는 센서부(140)의 하단부(LR)에 대응되는 영역부터 중단부(MR)에 대응되는 영역까지 선형적 또는 지수적으로 증가될 수 있다.
여기서, 제어부(100)가 광 세기를 변화시키는 정도가 선형적 또는 지수적인 것은 앞서 언급한 바와 같다.
다른 예를 들면, 제어부(100)는 센서부(140)로부터 획득된 광 세기를 높이도록 조절할 수 있다. 이는 제어부(100)가 센서부(140)로부터 획득한 광 세기에 따라 이미지를 생성하는 경우 충분한 식별이 불가능할 수 있기 때문이다.
이에 따라, 제어부(100)는 센서부(140)로부터 획득되는 광 세기를 전체적으로 높이도록 조절하거나, 광 세기를 영역 별로 서로 다르게 높이도록 조절할 수 있다. 여기서, 영역 별로 서로 다르게 조절하는 것은 위에서 언급한 것과 같이, 영역 별로 선형적 또는 지수적으로 광 세기를 높이도록 조절할 수 있다.
다른 예를 들면, 제어부(100)는 센서부(140)로부터 획득된 광 세기를 일부 영역에서는 높이도록 조절하고, 다른 영역에서는 낮추도록 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(100)는 센서부(140)의 상단부(UR)와 하단부(LR)에 대응하는 영역의 광 세기를 높이도록 조절할 수 있으며, 센서부(140)의 중단부(MR)에 대응하는 영역의 광 세기를 낮추도록 조절할 수 있다.
도 16을 참조하면, 제어부(100)가 이미지를 생성하는 단계는 앞서 언급한 것과 같이 제어부(100)가 센서부(140)로부터 획득된 광 세기를 전체적 및/ 또는 영역 별로 조절한 광 세기를 이용하여 이미지를 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 도면에는 미도시되어 있으나, 제어부(100)는 생성된 이미지를 출력 장치를 이용하여 출력할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제어부(100)는 광 포화 영역이 존재하는 영역만을 감지한 후, 센서부(140)에 해당 영역만을 스캔하게 할 수 있다. 이에 따라, 제어부(100)는 광 포화 영역 없이 획득된 해당 영역을 이미지 생성단계에서 합성할 수 있다.
여기서, 제어부(100)가 광 포화 영역이 존재하는 영역을 감지하는 것은 센서부(140)가 획득한 광 세기의 RGB(Red, Green 및 Blue) 값이 모두 일정 수준 이상인 영역을 감지할 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따라, 제어부(100)가 조명부(120)를 스위칭하지 않고 스캔한 이미지의 유효 영역만을 획득하여 하나의 이미지를 획득하는 것을 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 제어부(100)는 획득되는 이미지 상의 광 포화 영역을 회피하기 위해, 제1 조명 장치(122)만을 작동시킨 후 스캔한 이미지의 유효 영역과 제2 조명 장치(124)만을 작동시킨 후 스캔한 이미지의 유효 영역만을 획득하여 합성할 수 있다.
예를 들어 도 17을 참조하면, 제어부(100)는 광 포화 영역이 나타나는 이미지의 유효 영역을 획득한 후, 유효 영역들을 합성하여 하나의 전체적인 이미지를 획득할 수 있다. 다시 말해, 제어부(100)는 서로 다른 조명 장치가 대상체(O)에 광을 조사하도록 하여, 센서부(140)를 이용하여 복수 회 스캔을 진행할 수 있다. 이에 따라, 제어부(100)는 각 스캔의 결과로 획득되는 이미지 중 유효 영역만을 획득하여 합성할 수 있다.
다른 예를 들면, 제어부(100)가 유효 영역을 획득하여 이미지를 합성할 때, 제어부(100)는 유효 영역의 광 세기를 조절할 수 있다. 여기서, 유효 영역의 광 세기를 조절하는 것은 전체적으로 광 세기를 조절하거나 영역 별로 서로 다른 변화량으로 광 세기를 조절할 수 있다. 유효 영역의 광 세기를 조절하는 것은 앞서 언급된 것과 같다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 제어부
120: 조명부
122: 제1 조명 장치
124: 제2 조명 장치
126: 제3 조명 장치
128: 제4 조명 장치
140: 센서부
320: 제1 라인
340: 제n 라인

Claims (13)

  1. 이미지 생성 장치에 있어서,
    대상체를 지지하기 위한 지지부;
    상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체에 광을 조사하는 조사부;
    상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체로부터 되돌아오는 광을 수광하는 수광부;및
    상기 조사부를 제어하기 위한 조명 조사 신호와 상기 수광부를 제어하기 위한 수광 영역 구동 신호를 생성하고, 수광 영역 구동 신호를 기초로 수광된 광을 기초로 이미지를 생성하는 제어부;를 포함하고,
    상기 조사부는 상기 대상체의 제1 영역에 광을 조사하기 위한 제1 조사부 및 상기 대상체의 제2 영역에 광을 조사하기 위한 제2 조사부를 포함하고,
    상기 수광부는 제1 수광 영역과 제2 수광 영역을 포함하며,
    상기 제1 수광 영역과 상기 제2 수광 영역은 복수의 픽셀들을 포함하되, 상기 수광부 상의 서로 다른 위치에 배치되고,
    상기 조명 조사 신호는 상기 제1 조사부를 제어하기 위한 제1 조명 조사 신호와 상기 제2 조사부를 제어하기 위한 제2 조명 조사 신호를 포함하고,
    상기 수광 영역 구동 신호는 상기 제1 수광 영역을 구동하기 위한 제1 수광 영역 구동 신호 및 상기 제2 수광 영역을 구동하기 위한 제2 수광 영역 구동 신호를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 조사부의 구동에 의한 상기 수광부에서의 광 포화 현상이 방지되도록, 상기 제1 조명 조사 신호와 상기 제1 수광 영역 구동 신호를 연동하여 생성하고, 상기 제2 조명 조사 신호와 상기 제2 수광 영역 구동 신호를 연동하여 생성하는
    이미지 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 조사부 및 상기 제2 조사부의 위치는 상기 이미지 생성 장치 내에서의 상기 수광부의 위치를 기초로 결정되는,
    이미지 생성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 조명 조사 신호는 상기 제1 조명 조사 신호가 상기 제1 조사부에 입력된 이후에 상기 제2 조사부에 입력되는,
    이미지 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수광 영역 구동 신호가 상기 수광부에 입력된 이후에 상기 조명 조사 신호가 상기 조사부에 입력되는,
    이미지 생성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조명 조사 신호가 상기 조사부에 입력된 이후에 상기 수광 영역 구동 신호가 상기 수광부에 입력되는,
    이미지 생성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 조사부는 상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체에 광을 조사함에 있어, 조사하는 광의 세기를 점진적으로 감소시키고,
    상기 제2 조사부는 상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체에 광을 조사함에 있어, 조사하는 광의 세기를 점진적으로 증가시키는
    이미지 생성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 조사부는 조사하는 광의 세기를 선형적으로 감소시키고,
    상기 제2 조사부는 조사하는 광의 세기를 선형적으로 증가시키는
    이미지 생성 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 조사부는 조사하는 광의 세기를 지수적으로(exponentially) 감소시키고,
    상기 제2 조사부는 조사하는 광의 세기를 지수적으로 증가시키는
    이미지 생성 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제2 조명 조사 신호는 상기 제1 조사부에 상기 제1 조명 조사 신호의 입력이 종료된 이후에 상기 제2 조사부에 입력되는
    이미지 생성 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 조사부에 상기 제1 조명 조사 신호의 입력이 종료되는 시점부터 상기 제2 조사부에 상기 제2 조명 조사 신호가 입력되는 시점까지 일정 시간 간격이 존재하는
    이미지 생성 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수광부로부터 획득된 광의 세기를 상기 수광부에서 획득되는 영역별로 점진적으로 증가시키거나 감소시키는
    이미지 생성 장치.
  12. 이미지 생성 방법에 있어서,
    지지부가 대상체를 지지하는 단계;
    조사부가 상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체에 광을 조사하는 단계;
    수광부가 상기 지지부 상에 배치된 상기 대상체로부터 되돌아오는 광을 수광하는 단계;및
    제어부가 상기 조사부를 제어하기 위한 조명 조사 신호와 상기 수광부를 제어하기 위한 수광 영역 구동 신호를 생성하는 단계;를 포함하고,
    상기 조사부는 상기 대상체의 제1 영역에 광을 조사하기 위한 제1 조사부 및 상기 대상체의 제2 영역에 광을 조사하기 위한 제2 조사부를 포함하고,
    상기 수광부는 제1 수광 영역과 제2 수광 영역을 포함하며,
    상기 제1 수광 영역과 상기 제2 수광 영역은 복수의 픽셀들을 포함하되, 상기 수광부 상의 서로 다른 위치에 배치되고,
    상기 조명 조사 신호는 상기 제1 조사부를 제어하기 위한 제1 조명 조사 신호와 상기 제2 조사부를 제어하기 위한 제2 조명 조사 신호를 포함하고,
    상기 수광 영역 구동 신호는 상기 제1 수광 영역을 구동하기 위한 제1 수광 영역 구동 신호 및 상기 제2 수광 영역을 구동하기 위한 제2 수광 영역 구동 신호를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 조사부의 구동에 의한 상기 수광부에서의 광 포화 현상이 방지되도록, 상기 제1 조명 조사 신호와 상기 제1 수광 영역 구동 신호를 연동하여 생성하고, 상기 제2 조명 조사 신호와 상기 제2 수광 영역 구동 신호를 연동하여 생성하는
    이미지 생성 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이미지 생성 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체.
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