KR20220107854A - 영상 획득 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20220107854A
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한화테크윈 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 초점 조절을 위한 제1 파장의 광을 감소시키는 필터를 포함하는 영상 획득 장치의 영상 획득 방법은, 촬영 영역의 밝기를 확인하는 단계; 하나 이상의 필터 중 상기 밝기에 대응되는 필터를 선택하는 단계로써, 상기 하나 이상의 필터는 상기 제1 파장의 광을 감소시키는 제2 필터를 포함하고; 상기 제1 파장의 광이 조사되는 상기 촬영 영역으로부터 획득된 광에 기초하여 초점을 조절하는 단계; 및 상기 촬영 영역으로부터 상기 밝기에 대응되는 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 영상을 획득하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

영상 획득 방법 및 장치{Method and apparatus for acquiring an image}
본 발명은 초점 조절을 위한 제1 파장의 광을 감소시키는 필터를 포함하는 영상 획득 장치 및 영상 획득 방법에 관한 것이다.
초점 조절에 사용되는 광은 사용자의 육안에 관찰 될 경우 사용자에게 불쾌감을 주기 때문에, 일반적으로 파장이 가시광선의 파장 영역을 벗어나는 광이 사용된다.
그러나 이와 같은 초점 조절을 위한 광은, 물론 사람의 육안에는 관찰되지는 않으나 그 파장이 영상 획득 장치 등의 영상 센서가 수용할 수 있는 광의 파장 범위 내에 속하기에 획득되는 영상에는 영향을 미칠 수 있다.
특히 일반적으로 사용되는 적외선 필터의 사용이 배제되는 저조도 환경에서는 초점 조절을 위한 광이 영상에 미치는 영향이 더욱 증가하며, 따라서 영상 획득 장치가 의도된 영상을 획득하지 못하는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초점 조절을 위한 광이 영상에 미치는 영향을 최소화 하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초점 조절을 위한 제1 파장의 광을 감소시키는 필터를 포함하는 영상 획득 장치의 영상 획득 방법은, 촬영 영역의 밝기를 확인하는 단계; 하나 이상의 필터 중 상기 밝기에 대응되는 필터를 선택하는 단계로써, 상기 하나 이상의 필터는 상기 제1 파장의 광을 감소시키는 제2 필터를 포함하고; 상기 제1 파장의 광이 조사되는 상기 촬영 영역으로부터 획득된 광에 기초하여 초점을 조절하는 단계; 및 상기 촬영 영역으로부터 상기 밝기에 대응되는 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 영상을 획득하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 필터를 선택하는 단계는 상기 촬영 영역의 밝기가 소정의 제1 임계 밝기 이상인 경우, 제2 파장의 이상의 광을 감소시키는 제1 필터를 상기 밝기에 대응되는 필터로 선택하는 단계; 상기 촬영 영역의 밝기가 상기 제1 임계 밝기 미만 이고 제2 임계 밝기 이상인 경우, 상기 제2 필터를 상기 밝기에 대응되는 필터로 선택하는 단계; 및 상기 촬영 영역의 밝기가 상기 제2 임계 밝기 미만인 경우, 모든 파장의 광을 통과시키는 제3 필터를 상기 밝기에 대응되는 필터로 선택하는 단계;를 포함할 수 있다. 이때 상기 제2 파장 이상의 파장 범위는 상기 제1 파장을 포함할 수 있다.
상기 초점을 조절하는 단계는 상기 필터를 선택하는 단계에서 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터 중 어느 하나의 필터가 상기 밝기에 대응되는 필터로 선택된 경우, 상기 제1 파장의 광을 제1 모드에 따라 상기 촬영 영역에 조사하는 단계; 및 상기 필터를 선택하는 단계에서 상기 제3 필터가 상기 밝기에 대응되는 필터로 선택된 경우, 상기 제1 파장의 광을 제2 모드에 따라 상기 촬영 영역에 조사하는 단계;를 포함할 수 있다. 이때 상기 제1 모드는 상기 제1 파장의 광을 상기 촬영 영역에 연속적으로 조사하는 모드이고, 상기 제2 모드는 적어도 일부 시구간에서 상기 촬영 영역에 대해서 상기 제1 파장의 광의 조사를 중단하는 모드일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초점 조절을 위한 제1 파장의 광을 감소시키는 필터를 포함하는 영상 획득 장치는, 촬영 영역에 제1 파장의 광을 조사하는 광원; 상기 촬영 영역으로부터 입사되는 광을 전기적 신호로 변환하는 영상 센서; 상기 입사되는 광과 상기 영상 센서 사이에 배치되는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터군; 및 상기 촬영 영역의 밝기에 따라 상기 필터군에 포함되는 하나 이상의 필터 중 어느 하나를 필터로 선택하고, 상기 촬영 영역에 상기 제1 파장의 광의 조사에 따라 획득된 광에 기초하여 초점을 조절하고, 상기 선택된 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 이미지를 획득하는 프로세서;를 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면 초점 조절을 위한 광이 영상에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 저조도 환경에서도 초점 조절을 위한 광이 영상에 미치는 영향을 최소화 함과 동시에, 정확한 초점 조절 및 선명한 영상의 획득이 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 필터군(150)에 포함되는 필터들(151, 152, 153, 154)의 특성을 도시한 예시이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드(131) 및 제2 모드(132)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)에 의해 수행되는 영상 획득 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 형태는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치(100)는 획득된 광에서 초점 조절을 위한 제1 파장의 광을 감소시키는 필터를 구비하고, 촬영 영역(200)의 밝기가 소정의 조건을 만족하는 경우 해당 필터를 사용하여 초점 조절을 위한 광이 영상에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 프로세서(110), ISP(120), 광원(130), 렌즈군(140), 필터군(150), 영상 센서(160) 및 모터 드라이버(170)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 촬영 영역(200)의 밝기에 기초하여 렌즈군(140)과 영상 센서(160) 사이에 배치되는 필터군(150)을 제어할 수 있다. 가령 프로세서(110)는 촬영 영역(200)의 밝기가 제1 임계 밝기 미만 이고 제2 임계 밝기 이상인 경우, 광원(130)에 의해 조사되는 광의 파장인 제1 파장의 광을 감소시키는 필터가 렌즈군(140)과 영상 센서(160) 사이에 배치되도록 할 수 있다. 다만 이는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 본 발명에서 '프로세서(Processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(Microprocessor), 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU), 프로세서 코어(Processor Core), 멀티프로세서(Multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 프로세서(110)는 단일 프로세서로 구성될 수도 있고, 프로세서(110)에 의해 수행되는 기능의 단위로 구분되는 복수개의 프로세서로 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ISP(120)와 영상 센서(160)는 광(또는 광학적 신호)을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 가령 영상 센서(160)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal-Oxide- Semiconductor)로 구성되어, 렌즈군(140) 및/또는 필터군(150)을 통과한 광을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 또한 ISP(120)는 영상 센서(160)가 획득한 영상(또는 가공되지 않은 RAW 영상)을 소정의 방식으로 처리할 수 있다. 예를 들어 ISP(120)는 영상 센서(160)가 획득한 영상을 소정의 방식으로 압축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, ISP(120)와 영상 센서(160)는 도 1에 도시된 바와 같이 독립적으로 구성될 수도 있고, 하나의 구성요소로 통합되어 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈군(140)과 모터 드라이버(170)는 프로세서(110)의 제어에 따라 영상 획득 장치(100)와 관련된 다양한 파라미터의 조절을 위한 동작을 수행할 수 있다.
가령 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈군(140) 및/또는 모터 드라이버(170)는 프로세서(110)의 제어에 따라 초점을 조절하기 위해 적어도 하나의 렌즈의 위치를 조절할 수 있다. 이때 렌즈군(140)은 적어도 하나 이상의 렌즈(또는 단일 렌즈)를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈군(140) 및/또는 모터 드라이버(170)는 프로세서(110)의 제어에 따라 조리개의 개방 정도를 조절할 수도 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈군(140) 및/또는 모터 드라이버(170)는 프로세서(110)의 제어에 따라 줌을 조절할 수도 있다. 다만 상술한 파라미터들은 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터군(150)은 상술한 렌즈군(140)과 영상 센서(160) 사이에 배치되어, 입사되는 광의 파장 구성을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 필터군(150)은 하나 이상의 필터를 포함하며, 프로세서(110)의 제어에 따라 선택된 필터를 렌즈군(140)과 영상 센서(160) 사이에 위치시킬 수 있다. 가령 필터군(150)은 제2 파장 이상의 광을 감소시키는 제1 필터, 제1 파장의 광을 감소시키는 제2 필터 및 모든 파장의 광을 통과시키는 제3 필터를 포함하며, 프로세서(110)의 제어에 따라 상술한 3개의 필터 중 어느 하나를 렌즈군(140)과 영상 센서(160) 사이에 위치시킬 수 있다. 이때 제1 파장은 제2 파장보다 큰 파장일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광원(130)은 영상 획득 장치(100)가 촬영 영역(200)에 대한 초점을 조절하기 위한 제1 파장의 광을 조사할 수 있다. 이때 제1 파장은 예를 들어 650nm, 905nm 및 1550nm 중 어느 하나에 해당할 수 있다. 다만 이는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광원(130)은 상술한 필터군(150)에서 사용되는 필터에 따라 광을 조사하는 모드가 변경될 수 있다. 가령 프로세서(110)에 의해 상술한 제1 필터 및 상기 제2 필터 중 어느 하나의 필터가 선택된 경우, 광원(130)은 제1 파장의 광을 제1 모드에 따라 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 제1 모드는 제1 파장의 광을 촬영 영역(200)에 연속적으로 조사하는 모드일 수 있다.
한편 프로세서(110)에 의해 제3 필터가 선택된 경우, 광원(130)은 제1 파장의 광을 제2 모드에 따라 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 제2 모드는 영상 획득을 하는 과정 중 적어도 일부 시구간에서 촬영 영역(200)에 대해서 제1 파장의 광의 조사를 중단하는 모드일 수 있다. 다만 이는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 프로세서(110)의 동작을 중심으로 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치(100)를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 촬영 영역(200)의 밝기를 확인할 수 있다. 가령 프로세서(110)는 영상 센서(160)가 실시간으로 획득하는 영상에 기반하여 촬영 영역(200)의 밝기를 확인할 수 있다.
본 발명의 선택적 실시예에서, 프로세서(110)는 영상 획득 장치(100)에 구비되는 별도의 밝기 센서(미도시)를 이용하여 촬영 영역(200)의 밝기를 확인할 수도 있다.
본 발명에서 '촬영 영역'은 영상 획득의 대상이 되는 영역을 의미할 수 있다. 가령 촬영 영역은 영상 획득의 대상이 되는 객체를 포함하는 공간을 의미할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 필터군(150)에서 촬영 영역(200)의 밝기에 대응되는 필터를 선택할 수 있다.
도 2는 필터군(150)에 포함되는 필터들(151, 152, 153, 154)의 특성을 도시한 예시이다.
도 2에서 'LB'는 영상 획득에 있어서 사용되는 최저 파장을 의미할 수 있다. 가령 LB는 400nm에 해당할 수 있다. 또한 'UB'는 영상 획득에 있어서 사용되는 최고 파장을 의미할 수 있다. 가령 UB는 1100nm에 해당할 수 있다. 다만 이와 같은 수치는 예시적인것으로, 사실상 가시광선에 해당하는 파장 범위를 나타내기 위한 수치라면 본원의 LB 및 UB에 해당할 수 있다.
또한 제1 파장(WL1)은 제2 파장(WL2)보다 클 수 있다. 바꾸어 말하면, 제2 파장(WL2) 이상의 파장 범위는 제1 파장(WL1)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터군(150)은 제2 파장(WL2) 이상의 광을 감소시키는 제1 필터(151)를 포함할 수 있다. 이때 제2 파장(WL2)은 예를 들어 650nm에 해당할 수 있다. 이와 같은 제1 필터(151)는 입사되는 광에서 적외선 성분을 제거하는데 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 필터군(150)은 제1 파장(WL1)의 광을 감소시키는 제2 필터(152, 153)를 포함할 수 있다. 이때 제1 파장(WL1)은 전술한 바와 같이 광원(130)에서 초점 조절을 위해 조사되는 광의 파장으로써, 예를 들어 905nm에 해당할 수 있다. 이와 같은 제2 필터(152, 153)는 입사되는 광에서 초점 조절을 위한 광의 성분을 제거하는데 사용될 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에서, 제2 필터(152)는 제1 파장(WL1)을 중심으로 소정의 폭(W)만큼의 파장들을 제거하는 형태로 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에서, 제2 필터(153)는 제1 파장(WL1) 이상의 파장을 제거하는 형태로 구성될 수도 있다.
이와 같이 본 발명에서 '제1 파장(WL1)의 광을 제거'하는 것은 해당 파장 만을 제거하는것(예를 들어 제2 필터(152)와 같이) 뿐만 아니라, 해당 파장의 광을 포함하는 파장의 범위를 제거하는 것(예를 들어 제2 필터(153)와 같이)을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터군(150)은 모든 파장의 광을 통과시키는 제3 필터(154)를 포함할 수 있다. 이와 같은 제3 필터(154)는 극저조도 환경에 있어서 최대한 밝은 영상을 획득하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 촬영 영역(200)의 밝기가 소정의 제1 임계 밝기 이상인 경우 상술한 필터 중 제1 필터를 밝기에 대응되는 필터로 선택할 수 있다. 이때 제1 임계 밝기는 제2 임계 밝기보다 클 수 있다.
또한 프로세서(110)는 촬영 영역(200)의 밝기가 제1 임계 밝기 미만, 제2 임계 밝기 이상인 경우, 제2 필터를 밝기에 대응되는 필터로 선택할 수 있다.
또한 프로세서(110)는 촬영 영역(200)의 밝기가 제2 임계 밝기 미만인 경우, 제3 필터를 밝기에 대응되는 필터로 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광이 조사되는 촬영 영역(200)으로부터 획득된 광에 기초하여 초점을 조절할 수 있다.
이때 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 상술한 과정에 따라 결정된 필터의 종류(또는 촬영 영역(200)의 밝기)에 따라 제1 파장(WL1)의 광을 조사하는 모드를 결정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드(131) 및 제2 모드(132)를 설명하기 위한 도면이다.
가령 상술한 과정에 따라 제1 필터 및 제2 필터 중 어느 하나의 필터가 선택된 경우(또는 촬영 영역(200)의 밝기가 제1 임계 밝기 이상인 경우 또는 촬영 영역(200)의 밝기가 제1 임계 밝기 미만이고 제2 임계 밝기 이상인 경우), 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광을 제1 모드(131)에 따라 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 제1 모드(131)는 영상을 획득하는 과정 동안 제1 파장의 광을 촬영 영역(200)에 연속적으로 조사하는 모드일 수 있다.
한편 상술한 과정에 따라 제3 필터가 선택된 경우(또는 촬영 영역(200)의 밝기가 제2 임계 밝기 미만인 경우), 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광을 제2 모드(132)에 따라 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 제2 모드(132)는 영상 획득을 하는 과정 중 적어도 일부 시구간에서 촬영 영역(200)에 대해서 제1 파장(WL1)의 광의 조사를 중단하는 모드일 수 있다.
전술한 바와 같이 제3 필터는 모든 파장의 광을 통과시키는 필터에 해당하기에, 극저조도 환경에서 영상을 획득하는데 적합한 필터일 수 있다. 그러나 제3 필터의 특성 상 초점 조절을 위한 광 또한 통과시키기에, 영상 센서(160)가 획득하는 영상이 초점 조절을 위한 광의 영향을 받을 수 있다. 따라서 프로세서(110)는 예를 들어 초점 조절 단계에서만 제한적으로 제1 파장(WL1)의 광을 사용하여 획득 되는 영상에 초점 조절을 위한 광의 영향을 배제시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 상술한 광원 조절 방법 하에서, 다양한 공지의 방법을 이용하여 초점을 조절할 수 있다. 가령 프로세서(110)는 영상의 콘트라스트를 이용하여 초점을 조절할 수도 있고, 영상의 엣지 성분을 이용하여 초점을 조절할 수도 있다. 다만 이는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 촬영 영역(200)으로부터 상술한 과정에 따라 선택된 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 영상을 획득할 수 있다. 가령 상술한 과정에 따라 제1 필터가 선택된 경우(즉 촬영 영역(200)의 밝기가 소정의 제1 임계 밝기 이상인 경우 또는 광량이 충분한 경우), 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광을 연속적으로 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광이 조사되는 촬영 영역(200)으로부터 획득된 광(또는 촬영 영역(200)으로부터 입사되는 광)을 이용하여 초점을 조절할 수 있다. 또한 프로세서(110)는 제1 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 영상을 획득할 수 있다. 바꾸어 말하면 프로세서(110)는 제2 파장(WL2) 이상의 파장이 제거된 광(물론 제1 파장(WL1)의 광도 제거된 광)을 이용하여 영상을 획득할 수 있다.
한편 상술한 과정에 따라 제2 필터가 선택된 경우(즉 촬영 영역(200)의 밝기가 소정의 제1 임계 밝기 미만이고, 소정의 제2 임계 밝기 이상인 경우 또는 광량이 부족한 경우), 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광을 연속적으로 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광이 조사되는 촬영 영역(200)으로부터 획득된 광(또는 촬영 영역(200)으로부터 입사되는 광)을 이용하여 초점을 조절할 수 있다. 또한 프로세서(110)는 제2 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 영상을 획득할 수 있다. 바꾸어 말하면 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)이 감소된 광(또는 제1 파장(WL1) 이상의 파장이 감소된 광)을 이용하여 영상을 획득할 수 있다.
한편 상술한 과정에 따라 제3 필터가 선택된 경우(즉 촬영 영역(200)의 밝기가 소정의 제2 임계 밝기 미만인 경우 또는 광량이 극히 부족한 경우), 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광을 일부 시구간(예를 들어 초점을 조절하는 구간)에서만 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광이 조사되는 촬영 영역(200)으로부터 획득된 광(또는 촬영 영역(200)으로부터 입사되는 광)을 이용하여 초점을 조절할 수 있다. 또한 프로세서(110)는 제3 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 영상을 획득할 수 있다. 바꾸어 말하면 프로세서(110)는 모든 파장을 포함하는 광을 이용하여 영상을 획득할 수 있다.
이로써 본 발명은 다양한 밝기 환경에서 초점 조절의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)에 의해 수행되는 영상 획득 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 촬영 영역(200)의 밝기를 확인할 수 있다.(S410) 가령 프로세서(110)는 영상 센서(160)가 실시간으로 획득하는 영상에 기반하여 촬영 영역(200)의 밝기를 확인할 수 있다.
본 발명의 선택적 실시예에서, 프로세서(110)는 영상 획득 장치(100)에 구비되는 별도의 밝기 센서(미도시)를 이용하여 촬영 영역(200)의 밝기를 확인할 수도 있다.
본 발명에서 '촬영 영역'은 영상 획득의 대상이 되는 영역을 의미할 수 있다. 가령 촬영 영역은 영상 획득의 대상이 되는 객체를 포함하는 공간을 의미할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 필터군(150)에서 촬영 영역(200)의 밝기에 대응되는 필터를 선택할 수 있다.(S420)
도 2는 필터군(150)에 포함되는 필터들(151, 152, 153, 154)의 특성을 도시한 예시이다.
도 2에서 'LB'는 영상 획득에 있어서 사용되는 최저 파장을 의미할 수 있다. 가령 LB는 400nm에 해당할 수 있다. 또한 'UB'는 영상 획득에 있어서 사용되는 최고 파장을 의미할 수 있다. 가령 UB는 1100nm에 해당할 수 있다. 다만 이와 같은 수치는 예시적인것으로, 사실상 가시광선에 해당하는 파장 범위를 나타내기 위한 수치라면 본원의 LB 및 UB에 해당할 수 있다.
또한 제1 파장(WL1)은 제2 파장(WL2)보다 클 수 있다. 바꾸어 말하면, 제2 파장(WL2) 이상의 파장 범위는 제1 파장(WL1)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터군(150)은 제2 파장(WL2) 이상의 광을 감소시키는 제1 필터(151)를 포함할 수 있다. 이때 제2 파장(WL2)은 예를 들어 650nm에 해당할 수 있다. 이와 같은 제1 필터(151)는 입사되는 광에서 적외선 성분을 제거하는데 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 필터군(150)은 제1 파장(WL1)의 광을 감소시키는 제2 필터(152, 153)를 포함할 수 있다. 이때 제1 파장(WL1)은 전술한 바와 같이 광원(130)에서 초점 조절을 위해 조사되는 광의 파장으로써, 예를 들어 905nm에 해당할 수 있다. 이와 같은 제2 필터(152, 153)는 입사되는 광에서 초점 조절을 위한 광의 성분을 제거하는데 사용될 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에서, 제2 필터(152)는 제1 파장(WL1)을 중심으로 소정의 폭(W)만큼의 파장들을 제거하는 형태로 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에서, 제2 필터(153)는 제1 파장(WL1) 이상의 파장을 제거하는 형태로 구성될 수도 있다.
이와 같이 본 발명에서 '제1 파장(WL1)의 광을 제거'하는 것은 해당 파장 만을 제거하는것(예를 들어 제2 필터(152)와 같이) 뿐만 아니라, 해당 파장의 광을 포함하는 파장의 범위를 제거하는 것(예를 들어 제2 필터(153)와 같이)을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터군(150)은 모든 파장의 광을 통과시키는 제3 필터(154)를 포함할 수 있다. 이와 같은 제3 필터(154)는 극저조도 환경에 있어서 최대한 밝은 영상을 획득하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 촬영 영역(200)의 밝기가 소정의 제1 임계 밝기 이상인 경우 상술한 필터 중 제1 필터를 밝기에 대응되는 필터로 선택할 수 있다. 이때 제1 임계 밝기는 제2 임계 밝기보다 클 수 있다.
또한 프로세서(110)는 촬영 영역(200)의 밝기가 제1 임계 밝기 미만, 제2 임계 밝기 이상인 경우, 제2 필터를 밝기에 대응되는 필터로 선택할 수 있다.
또한 프로세서(110)는 촬영 영역(200)의 밝기가 제2 임계 밝기 미만인 경우, 제3 필터를 밝기에 대응되는 필터로 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광이 조사되는 촬영 영역(200)으로부터 획득된 광에 기초하여 초점을 조절할 수 있다. (S430)
이때 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 상술한 과정에 따라 결정된 필터의 종류(또는 촬영 영역(200)의 밝기)에 따라 제1 파장(WL1)의 광을 조사하는 모드를 결정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모드(131) 및 제2 모드(132)를 설명하기 위한 도면이다.
가령 상술한 과정에 따라 제1 필터 및 제2 필터 중 어느 하나의 필터가 선택된 경우(또는 촬영 영역(200)의 밝기가 제1 임계 밝기 이상인 경우 또는 촬영 영역(200)의 밝기가 제1 임계 밝기 미만이고 제2 임계 밝기 이상인 경우), 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광을 제1 모드(131)에 따라 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 제1 모드(131)는 영상을 획득하는 과정 동안 제1 파장의 광을 촬영 영역(200)에 연속적으로 조사하는 모드일 수 있다.
한편 상술한 과정에 따라 제3 필터가 선택된 경우(또는 촬영 영역(200)의 밝기가 제2 임계 밝기 미만인 경우), 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광을 제2 모드(132)에 따라 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 제2 모드(132)는 영상 획득을 하는 과정 중 적어도 일부 시구간에서 촬영 영역(200)에 대해서 제1 파장(WL1)의 광의 조사를 중단하는 모드일 수 있다.
전술한 바와 같이 제3 필터는 모든 파장의 광을 통과시키는 필터에 해당하기에, 극저조도 환경에서 영상을 획득하는데 적합한 필터일 수 있다. 그러나 제3 필터의 특성 상 초점 조절을 위한 광 또한 통과시키기에, 영상 센서(160)가 획득하는 영상이 초점 조절을 위한 광의 영향을 받을 수 있다. 따라서 프로세서(110)는 예를 들어 초점 조절 단계에서만 제한적으로 제1 파장(WL1)의 광을 사용하여 획득 되는 영상에 초점 조절을 위한 광의 영향을 배제시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 상술한 광원 조절 방법 하에서, 다양한 공지의 방법을 이용하여 초점을 조절할 수 있다. 가령 프로세서(110)는 영상의 콘트라스트를 이용하여 초점을 조절할 수도 있고, 영상의 엣지 성분을 이용하여 초점을 조절할 수도 있다. 다만 이는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 촬영 영역(200)으로부터 상술한 과정에 따라 선택된 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 영상을 획득할 수 있다.(S440) 가령 상술한 과정에 따라 제1 필터가 선택된 경우(즉 촬영 영역(200)의 밝기가 소정의 제1 임계 밝기 이상인 경우 또는 광량이 충분한 경우), 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광을 연속적으로 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광이 조사되는 촬영 영역(200)으로부터 획득된 광(또는 촬영 영역(200)으로부터 입사되는 광)을 이용하여 초점을 조절할 수 있다. 또한 프로세서(110)는 제1 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 영상을 획득할 수 있다. 바꾸어 말하면 프로세서(110)는 제2 파장(WL2) 이상의 파장이 제거된 광(물론 제1 파장(WL1)의 광도 제거된 광)을 이용하여 영상을 획득할 수 있다.
한편 상술한 과정에 따라 제2 필터가 선택된 경우(즉 촬영 영역(200)의 밝기가 소정의 제1 임계 밝기 미만이고, 소정의 제2 임계 밝기 이상인 경우 또는 광량이 부족한 경우), 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광을 연속적으로 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광이 조사되는 촬영 영역(200)으로부터 획득된 광(또는 촬영 영역(200)으로부터 입사되는 광)을 이용하여 초점을 조절할 수 있다. 또한 프로세서(110)는 제2 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 영상을 획득할 수 있다. 바꾸어 말하면 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)이 감소된 광(또는 제1 파장(WL1) 이상의 파장이 감소된 광)을 이용하여 영상을 획득할 수 있다.
한편 상술한 과정에 따라 제3 필터가 선택된 경우(즉 촬영 영역(200)의 밝기가 소정의 제2 임계 밝기 미만인 경우 또는 광량이 극히 부족한 경우), 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광을 일부 시구간(예를 들어 초점을 조절하는 구간)에서만 촬영 영역(200)에 조사할 수 있다. 이때 프로세서(110)는 제1 파장(WL1)의 광이 조사되는 촬영 영역(200)으로부터 획득된 광(또는 촬영 영역(200)으로부터 입사되는 광)을 이용하여 초점을 조절할 수 있다. 또한 프로세서(110)는 제3 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 영상을 획득할 수 있다. 바꾸어 말하면 프로세서(110)는 모든 파장을 포함하는 광을 이용하여 영상을 획득할 수 있다.
이로써 본 발명은 다양한 밝기 환경에서 초점 조절의 성능을 향상시킬 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 나아가, 매체는 네트워크 상에서 전송 가능한 형태로 구현되는 무형의 매체를 포함할 수 있으며, 예를 들어 소프트웨어 또는 애플리케이션 형태로 구현되어 네트워크를 통해 전송 및 유통이 가능한 형태의 매체일 수도 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 영상 획득 장치
120: ISP
130: 광원
140: 렌즈군
150: 필터군
160: 영상 센서
170: 모터 드라이버

Claims (5)

  1. 초점 조절을 위한 제1 파장의 광을 감소시키는 필터를 포함하는 영상 획득 장치의 영상 획득 방법에 있어서,
    촬영 영역의 밝기를 확인하는 단계;
    하나 이상의 필터 중 상기 밝기에 대응되는 필터를 선택하는 단계로써, 상기 하나 이상의 필터는 상기 제1 파장의 광을 감소시키는 제2 필터를 포함하고;
    상기 제1 파장의 광이 조사되는 상기 촬영 영역으로부터 획득된 광에 기초하여 초점을 조절하는 단계; 및
    상기 촬영 영역으로부터 상기 밝기에 대응되는 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 영상을 획득하는 단계;를 포함하는, 영상 획득 방법.
  2. 청구항 1에 있어서
    상기 필터를 선택하는 단계는
    상기 촬영 영역의 밝기가 소정의 제1 임계 밝기 이상인 경우, 제2 파장의 이상의 광을 감소시키는 제1 필터를 상기 밝기에 대응되는 필터로 선택하는 단계;
    상기 촬영 영역의 밝기가 상기 제1 임계 밝기 미만 이고 제2 임계 밝기 이상인 경우, 상기 제2 필터를 상기 밝기에 대응되는 필터로 선택하는 단계; 및
    상기 촬영 영역의 밝기가 상기 제2 임계 밝기 미만인 경우, 모든 파장의 광을 통과시키는 제3 필터를 상기 밝기에 대응되는 필터로 선택하는 단계;를 포함하고,
    상기 제2 파장 이상의 파장 범위는 상기 제1 파장을 포함하는, 영상 획득 방법.
  3. 청구항 2에 있어서
    상기 초점을 조절하는 단계는
    상기 필터를 선택하는 단계에서 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터 중 어느 하나의 필터가 상기 밝기에 대응되는 필터로 선택된 경우, 상기 제1 파장의 광을 제1 모드에 따라 상기 촬영 영역에 조사하는 단계; 및
    상기 필터를 선택하는 단계에서 상기 제3 필터가 상기 밝기에 대응되는 필터로 선택된 경우, 상기 제1 파장의 광을 제2 모드에 따라 상기 촬영 영역에 조사하는 단계;를 포함하는, 영상 획득 방법.
  4. 청구항 3에 있어서
    상기 제1 모드는
    상기 제1 파장의 광을 상기 촬영 영역에 연속적으로 조사하는 모드이고,
    상기 제2 모드는
    적어도 일부 시구간에서 상기 촬영 영역에 대해서 상기 제1 파장의 광의 조사를 중단하는 모드인, 영상 획득 방법.
  5. 초점 조절을 위한 제1 파장의 광을 감소시키는 필터를 포함하는 영상 획득 장치에 있어서,
    촬영 영역에 제1 파장의 광을 조사하는 광원;
    상기 촬영 영역으로부터 입사되는 광을 전기적 신호로 변환하는 영상 센서;
    상기 입사되는 광과 상기 영상 센서 사이에 배치되는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터군; 및
    상기 촬영 영역의 밝기에 따라 상기 필터군에 포함되는 하나 이상의 필터 중 어느 하나를 필터로 선택하고, 상기 촬영 영역에 상기 제1 파장의 광의 조사에 따라 획득된 광에 기초하여 초점을 조절하고, 상기 선택된 필터를 통하여 획득된 광을 이용하여 이미지를 획득하는 프로세서;를 포함하는, 영상 획득 장치.
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