WO2022108338A1 - 이미지 복원 신호의 위상 보정 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 촬영되는 이미지의 해상도를 높이기 위한 복원 신호의 위상을 보정하는 방법으로, 초기 복원 신호의 초기 위상 보정 값을 획득하고, 상기 초기 위상 보정 값으로부터 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 기초로 제1 위상 보정 값을 획득하며, 상기 제1 위상 보정 값으로부터 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 이용하여 제2 위상 보정 값을 획득하되, 상기 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법은 상기 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법과 위상을 탐색하는 단위가 서로 상이한 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

Description

이미지 복원 신호의 위상 보정 방법 및 시스템

본 발명은 이미지 복원 신호의 위상 보정 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이미지 생성 장치가 이미지를 생성할 때 복원하는 신호의 위상을 보정하기 위해 이용하는 이미지 보정 방법 및 시스템에 관한 것이다.

이미지 생성 장치는 대상체에 광을 조사하여 대상체의 이미지를 획득하기 위한 것으로, 라이다, 광학 현미경, 내시경 및 내시 현미경 등 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있다.

특히, 이미지 생성 장치는 실시간으로 대상체에 대한 이미지를 획득할 수 있어, 대상체에 대한 연속적인 이미지 획득이 가능하며, 이에 따라 정지되어 있는 이미지 뿐만이 아닌 실시간으로 변화되는 대상체에 대한 영상 역시 획득할 수 있다. 그러나, 이미지 생성 장치 중 패턴을 이용하여 대상체에 광을 조사하는 경우, 광이 조사된 패턴과 실제 이미지 생성 장치가 획득하는 광에 대한 정보의 위치가 상이하여 실시간으로 생성되는 이미지에 왜곡이 일어날 수 있다.

이에 따라, 실시간으로 이미지 생성 장치가 획득하는 광에 대한 정보의 정확한 위치를 획득하기 위하여, 이미지 생성 장치가 대상체로부터 되돌아오는 광에 대한 정보를 복원하기 위한 신호의 위상이 실시간으로 보정되기 위한 계산이 수행되어야 할 수 있다.

본 출원의 일 과제는, 경향성을 이용하여 이미지를 복원하는 방법, 이미지를 복원하기 위한 복원 신호의 위상을 보정하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 출원의 다른 일 과제는, 고해상도의 이미지를 촬영하기 위해 이미지를 복원하는 신호의 주파수를 선택하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 출원의 다른 일 과제는, 이미지를 복원하는 신호의 영역을 변환하여 이미지를 보정하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 이미지 생성 장치에서 획득되는 이미지의 해상도를 높이기 위하여, 복원 신호의 위상을 보정하는 방법에 있어서, 초기 복원 신호의 초기 위상 보정 값을 획득하는 단계, 상기 초기 위상 보정 값으로부터 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 기초로 제1 위상 보정 값을 획득하는 단계 및 상기 보정된 복원 신호를 기초로 획득되는 이미지의 적어도 하나의 픽셀에 획득되는 광 정보의 차이 값이 미리 정해진 차이 값 이하인 경우, 상기 제1 위상 보정 값을 기초로 제2 위상 보정 값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 이미지는 상기 복원 신호 및 상기 광 정보를 기초로 획득되고, 상기 제2 위상 보정 값은 상기 제1 위상 보정 값으로부터 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 기초로 획득되고, 상기 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법은 상기 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법과 위상을 탐색하는 단위가 서로 상이한, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 대상체의 이미지를 획득하기 위한 이미지 생성 장치에 있어서, 제1축 방향으로 제1 주파수 성분 및 제1 위상 성분을 갖는 제1 신호 및 제2 축 방향으로 제2 주파수 성분 및 제2 위상 성분을 갖는 제2 신호를 생성하기 위한 제어부, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 이용하여 상기 대상체에 광을 조사하는 광 조사부 및 상기 대상체로부터 되돌아오는 광에 기초하여 수광 신호를 획득하는 수광부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 수광 신호를 기초로 제1 데이터 세트를 획득하고, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호는 제1 영역(domain)에 대응되고, 상기 제어부는 제2 영역에 대응되는 제3 신호 및 제4 신호를 획득하고, 상기 제어부는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호에 기초하여 제2 데이터 세트를 획득하고, 상기 제1 데이트 세트와 상기 제2 데이터 세트는 서로 상이하고, 상기 제어부는 상기 제2 데이터 세트에 기초하여 상기 제1 데이터 세트의 조정 값을 획득하고, 상기 제어부는 상기 조정 값에 기초하여 상기 제1 데이터 세트를 조정한 제3 데이터 세트를 획득하고, 상기 제어부는 상기 제3 데이터 세트를 이용하여 상기 대상체에 대한 이미지를 생성하는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 대상체의 이미지를 획득하기 위한 이미지 생성 장치에 있어서, 제1 신호 및 제2 신호를 생성하기 위한 제어부, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 이용하여 상기 대상체에 광을 조사하는 광 조사부 및 상기 대상체로부터 되돌아오는 광에 기초하여 수광 신호를 획득하는 수광부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 수광 신호를 기초로 상기 대상체에 대한 이미지를 생성하고, 상기 제어부는 대상체에 대한 이미지를 획득하기 위한 제1 모드 및 제2 모드를 선택하고, 상기 선택된 모드가 상기 제1 모드인 경우, 상기 제어부는 상기 제1 신호의 주파수 성분을 제1 주파수로 조정하고, 상기 제2 신호의 주파수 성분을 제2 주파수로 조정하며, 상기 선택된 모드가 상기 제2 모드인 경우, 상기 제어부는 상기 제1 신호의 주파수 성분을 제3 주파수로 조정하고, 상기 제2 신호의 주파수 성분을 제4 주파수로 조정하되, 상기 제1 신호의 주파수인 상기 제1 주파수와 상기 제3 주파수의 차이 또는 상기 제2 신호의 주파수인 상기 제2 주파수와 상기 제4 주파수의 차이 중 적어도 하나 이상이 소정 주파수 이상 차이나는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

본 출원의 실시예에 따르면, 경향성을 이용하여 이미지를 보정함으로써 실시간으로 선명한 이미지를 획득할 수 있다.

또한, 본 출원의 실시예에 따르면, 이미지를 복원하는 신호의 주파수가 조정됨으로써 고해상도의 이미지를 획득할 수 있다.

또한, 본 출원의 실시예에 따르면, 이미지를 복원하는 신호의 영역을 변환하여 복원 신호의 위상을 보정함으로써 빠른 속도로 이미지를 보정할 수 있다.

도1은 일 실시예에 따른 이미지 생성 장치의 구성을 나타낸 모식도이다.

도2는 일 실시예에 따른 광이 조사되는 패턴 및 이미지 복원을 위한 패턴을 도시한 도면이다.

도3의 (a)는 일 실시예에 따른 구동부(130)와 파이버(310)를 포함하는 이미지 생성 장치의 일부를 나타낸 모식도이며, 도3의 (b)는 구동부(130)와 파이버(310)를 전면에서 바라본 단면도이다.

도4는 일 실시예에 따른, 이미지 생성 장치가 이미지를 복원하기 위한 데이터를 획득하는 방법을 나타낸 블록도이다.

도5는 일 실시예에 따라, 시간 정보에 대응하여 획득되는 광 정보를 모식적으로 나타낸 표이다.

도6은 일 실시예에 따라, 좌표 정보에 대응하는 광 정보를 모식적으로 나타낸 표이다.

도7은 일 실시예에 따른, 이미지를 복원하기 위해 이미지의 각 픽셀에 획득되는 광 정보를 나타낸 모식도이다.

도8은 일 실시예에 따른, 이미지가 획득되기 위한 하나의 프레임이 획득되는 방법을 나타낸 블록도이다.

도9는 일 실시예에 따라, 패턴을 생성하는 신호의 주파수가 변화함에 따라 패턴의 형상이 달라지는 것을 나타낸 도면이다.

도10은 일 실시예에 따른, 패턴이 반복되는 것에 따라 1프레임이 획득되는 것을 나타낸 도면이다.

도11은 일 실시예에 따른, 패턴이 한 번 반복되는 동안 복수의 프레임이 획득되는 것을 나타내는 도면이다.

도12는 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 균일한 패턴을 생성하기 위해 주파수를 설정하는 방법을 나타낸 블록도이다.

도13은 일 실시예에 따른, 패턴이 반복되는 1주기가 되기 이전의 임의의 시점에 패턴이 진행되는 형상을 나타낸 도면이다.

도14는 일 실시예에 따른 제1축 서로소 주파수에 대한 깊이와의 관계를 나타낸 그래프이다.

도15는 일 실시예에 따른, 이미지 생성 장치가 복원 신호의 위상이 보정된 데이터를 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도16은 일 실시예에 따른, 위상 지연이 발생된 복원 신호를 기초로 복원한 대상체의 이미지와 원래의 대상체에 대한 이미지를 나타낸 도면이다.

도17은 일 실시예에 따른, 위상이 지연된 복원 신호를 기초로 좌표 정보 및 좌표 정보에 대응하는 광 정보를 모식적으로 나타낸 표이다.

도18은 일 실시예에 따른, 파이버(310)가 구동되는 경우 MC 현상이 나타나는 것을 나타낸 모식도이다.

도19는 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 위상을 보정하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도20은 일 실시예에 따른, 복원 신호의 영역에 따라 획득되는 이미지를 나타낸 도면이다.

도21은 일 실시예에 따른, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보를 이용하여 복원 신호의 위상 지연이 발생하지 않은 위상 영역의 이미지와 복원 신호의 위상 지연이 발생한 이미지를 나타낸 도면이다.

도22는 일 실시예에 따른, 위상 영역 좌표 정보의 대칭성을 기초로 제어부(110)가 복원 신호의 초기 위상 보정 값을 획득하는 방법을 나타낸 블록도이다.

도23은 일 실시예에 따라, 시간 정보에 대응하여 복원 신호의 위상 영역에서 획득된 좌표 정보에 획득되는 광 정보를 모식적으로 나타낸 표이다.

도24는 일 실시예에 따라, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보를 기초로 각 좌표 정보 별 광 정보를 합한 것을 나타내는 그래프이다.

도25는 일 실시예에 따른, 초기 위상 보정 값의 근사 위상 보정 값을 획득하는 순서를 나타낸 블록도이다.

도26은 일 실시예에 따라, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보를 이용하여 MC 현상이 발생하지 않은 경우에 획득되는 이미지와 MC 현상이 발생하는 경우 획득되는 이미지를 나타낸 도면이다.

도27은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도28은 일 실시예에 따른, 하나의 픽셀 정보에 획득되는 복수의 광 정보를 나타낸 모식도이다.

도29는 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정해가며 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 최소 값을 비교하며 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도30은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 추가적으로 복원 신호의 위상을 조정해가며 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도31은 일 실시예에 따른, 구동 신호 또는 복원 신호의 위상이 변화됨에 따라 생성되는 패턴의 형상이 반복되는 것을 나타낸 도면이다.

도32는 일 실시예에 따른, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 신호의 위상과 제2축 신호의 위상에 따라 FF가 반복되는 것을 나타낸 도면이다.

도33은 일 실시예에 따른, 전체 픽셀 범위에서 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 밀도를 나타낸 도면이다.

도34는 일 실시예에 따른, 획득되는 이미지의 일부 영역의 픽셀 정보에 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보를 나타낸 도면이다.

도35는 일 실시예에 따른, 일부 픽셀 영역에 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보를 기초로 위상을 보정하는 방법을 나타낸 모식도이다.

도36은 일 실시예에 따른, 구동 신호 또는 복원 신호에 따라 나타나는 패턴이 교차되는 것을 나타낸 모식도이다.

도37은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴이 교차되는 위치의 좌표 정보에 획득되는 광 정보를 이용하여 복원 신호의 위상을 보정하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도38은 일 실시예에 따른, 서로 다른 패턴에서 획득되는 교차 지점들을 나타낸 모식도이다.

도39는 일 실시예에 따른, 복원 신호의 위상이 변화됨에 따라 나타나는 적어도 하나 이상의 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 나타낸 그래프이다.

도40은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 특정한 FF를 나타내는 위상으로 변경시키는 경우 복원 신호의 위상에 따른 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 나타낸 그래프이다.

도41은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 경향성을 이용하여 복원 신호의 최종 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도42는 일 실시예에 따른, 복원 신호의 일부 위상 영역에서 복원 신호의 위상이 변화됨에 따라 나타나는 적어도 하나 이상의 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 나타낸 그래프이다.

도43은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 이용하여 복원 신호의 최종 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

일 실시예에 따른, 이미지 생성 장치에서 획득되는 이미지의 해상도를 높이기 위하여, 복원 신호의 위상을 보정하는 방법에 있어서, 초기 복원 신호의 초기 위상 보정 값을 획득하는 단계, 상기 초기 위상 보정 값으로부터 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 기초로 제1 위상 보정 값을 획득하는 단계 및 상기 보정된 복원 신호를 기초로 획득되는 이미지의 적어도 하나의 픽셀에 획득되는 광 정보의 차이 값이 미리 정해진 차이 값 이하인 경우, 상기 제1 위상 보정 값을 기초로 제2 위상 보정 값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 이미지는 상기 복원 신호 및 상기 광 정보를 기초로 획득되고, 상기 제2 위상 보정 값은 상기 제1 위상 보정 값으로부터 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 기초로 획득되고, 상기 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법은 상기 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법과 위상을 탐색하는 단위가 서로 상이한, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

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.

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.

일 실시예에 따른, 이미지 생성 장치에서 획득되는 이미지의 해상도를 높이기 위하여, 복원 신호의 위상을 보정하는 방법에 있어서, 초기 복원 신호의 초기 위상 보정 값을 획득하는 단계, 상기 초기 위상 보정 값으로부터 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 기초로 제1 위상 보정 값을 획득하는 단계 및 상기 보정된 복원 신호를 기초로 획득되는 이미지의 적어도 하나의 픽셀에 획득되는 광 정보의 차이 값이 미리 정해진 차이 값 이하인 경우, 상기 제1 위상 보정 값을 기초로 제2 위상 보정 값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 이미지는 상기 복원 신호 및 상기 광 정보를 기초로 획득되고, 상기 제2 위상 보정 값은 상기 제1 위상 보정 값으로부터 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 기초로 획득되고, 상기 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법은 상기 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법과 위상을 탐색하는 단위가 서로 상이한, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 위상 보정 값은 상기 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 기초로 탐색된 제1 중간 위상 보정 값으로부터 소정의 범위 이내에 있고, 상기 복원 신호가 상기 제1 위상 보정 값으로 보정되는 경우, 상기 복원 신호가 상기 제1 중간 위상 보정 값으로 보정되는 경우보다 높은 채움 비율을 갖는, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 채움 비율은 상기 이미지 생성 장치에서 획득되는 상기 이미지의 전체 픽셀 중 이미지를 복원시키기 위한 복원 신호에 기초하여 광 정보가 획득되는 픽셀의 비율인, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 위상 보정 값은 상기 초기 위상 보정 값과 미리 정해진 위상 차이의 정수배만큼 차이나는, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 미리 정해진 위상 차이는, 상기 복원 신호의 주파수 성분에 기초하여 획득되는, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법 및 상기 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법은 Nelder-Mead method, Momentum method, Adagrad method, Adam method, Steepest gradient method 또는 Gradient descent method중 적어도 하나의 방법을 포함하는, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법 및 상기 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법은, 상기 복원 신호의 위상 및 상기 복원 신호를 기초로 상기 이미지의 적어도 하나의 픽셀에 획득되는 광 정보의 차이 값이 최소가 되도록 하는, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 광 정보의 차이 값은 상기 이미지의 적어도 하나의 픽셀에 획득되는 광 정보의 분산인, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 광 정보의 차이 값은 상기 이미지의 적어도 하나의 픽셀에 획득되는 광 정보의 표준 편차인, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법의 위상을 탐색하는 단위는 상기 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법의 위상을 탐색하는 단위보다 더 큰, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 복원 신호의 상기 초기 위상 보정 값 및 상기 제1 위상 보정 값은 상기 복원 신호의 전체 위상 범위에서 경향성 위상 범위 내에 있는, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 경향성 위상 범위는 상기 복원 신호의 상기 제2 위상 보정 값 인근에서의 상기 이미지의 적어도 하나의 픽셀에 획득되는 광 정보의 차이 값들이 상기 제2 위상 보정 값에 근접할수록 상기 광 정보의 차이 값들이 작아지는 범위인, 복원 신호의 위상 보정 방법이 제공될 수 있다.

또한, 복원 신호의 위상 보정 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 복원 신호의 위상을 보정하여, 획득되는 이미지의 해상도를 높이는 이미지 생성 장치에 있어서, 상기 복원 신호의 위상을 보정하는 제어부, 대상체에 광을 조사하는 광 조사부 및 상기 대상체로부터 되돌아오는 광 정보를 수광하기 위한 수광부를 포함하고, 상기 제어부는 초기 복원 신호의 초기 위상 보정 값을 획득하고, 상기 제어부는 상기 초기 위상 보정 값으로부터 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 기초로 제1 위상 보정 값을 획득하고, 상기 제어부는 상기 보정된 복원 신호를 기초로 획득되는 이미지의 적어도 하나의 픽셀에 획득되는 광 정보의 차이 값이 미리 정해진 차이 값 이하인 경우, 상기 제1 위상 보정 값을 기초로 제2 위상 보정 값을 획득하고, 상기 이미지는 상기 복원 신호 및 상기 광 정보를 기초로 획득되고, 상기 제2 위상 보정 값은 상기 제1 위상 보정 값으로부터 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 기초로 획득되고, 상기 제1 기울기 기반 최소값 탐색 기법은 상기 제2 기울기 기반 최소값 탐색 기법과 위상을 탐색하는 단위가 서로 상이한, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

일 실시예에 따른, 대상체의 이미지를 획득하기 위한 이미지 생성 장치에 있어서, 제1축 방향으로 제1 주파수 성분 및 제1 위상 성분을 갖는 제1 신호 및 제2 축 방향으로 제2 주파수 성분 및 제2 위상 성분을 갖는 제2 신호를 생성하기 위한 제어부, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 이용하여 상기 대상체에 광을 조사하는 광 조사부 및 상기 대상체로부터 되돌아오는 광에 기초하여 수광 신호를 획득하는 수광부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 수광 신호를 기초로 제1 데이터 세트를 획득하고, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호는 제1 영역(domain)에 대응되고, 상기 제어부는 제2 영역에 대응되는 제3 신호 및 제4 신호를 획득하고, 상기 제어부는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호에 기초하여 제2 데이터 세트를 획득하고, 상기 제1 데이트 세트와 상기 제2 데이터 세트는 서로 상이하고, 상기 제어부는 상기 제2 데이터 세트에 기초하여 상기 제1 데이터 세트의 조정 값을 획득하고, 상기 제어부는 상기 조정 값에 기초하여 상기 제1 데이터 세트를 조정한 제3 데이터 세트를 획득하고, 상기 제어부는 상기 제3 데이터 세트를 이용하여 상기 대상체에 대한 이미지를 생성하는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 조정 값은 상기 제2 데이터 세트의 대칭성에 기초하여 획득되는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 대칭성은 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 기초로 획득되는 적어도 하나의 제2 영역 픽셀 위치에 획득되는 수광 신호 사이의 차이 값을 기초로 획득되는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 차이 값은 적어도 하나 이상의 수광 신호의 합의 차이 값을 기초로 획득되는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 차이 값은 상기 제2 영역에서의 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호의 위상 지연 성분에 따른 상기 제2 영역 이미지에 획득된 적어도 하나 이상의 수광 신호의 적분 값을 기초로 획득되는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 차이 값은 상기 제2 영역에서의 상기 제3 신호의 위상 지연 성분 또는 상기 제4 신호의 위상 지연 성분 중 적어도 하나의 고정된 위상 지연 성분에 기초하여 획득되는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 고정된 위상 지연 성분은 복수 개이고, 상기 고정된 위상 지연 성분에 기초하여 획득된 차이 값들 중 최소가 되는 차이 값을 나타내는 고정된 위상 지연 성분이 상기 조정 값인, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제3 신호의 상기 고정된 위상 지연 정분이 제1 위상 조정 값이고, 상기 제4 신호의 상기 고정된 위상 지연 성분이 제2 위상 조정 값이고, 상기 조정 값은 상기 제1 위상 조정 값 및 상기 제2 위상 조정 값을 포함하는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제3 데이터 세트는 상기 제1 신호가 상기 제1 위상 조정 값으로 조정되고, 상기 제2 신호가 상기 제2 위상 조정 값으로 조정되는 것을 기초로 획득되는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제2 영역에서 상기 제1 위상 조정 값을 기초로 제3 위상 조정 값이 획득되고, 상기 제2 영역에서 상기 제2 위상 조정 값을 기초로 제4 위상 조정 값이 획득되며, 상기 제3 데이터 세트는 상기 제1 신호가 상기 제3 위상 조정 값으로 조정되고, 상기 제2 신호가 상기 제4 위상 조정 값으로 조정되는 것을 기초로 획득되는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 영역은 사인 함수 영역에 대응되고, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역이 위상 동형 변환(homeomorphic transformation)에 의하여 변환된 영역에 대응되는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제2 영역은, 상기 제1 영역을 위상 영역으로 위상 동형 변환한 영역에 대응되는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 이미지 생성 장치가 획득하는 상기 이미지는 상기 제1 영역에서 획득되는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호에 기초하여 나타나는 상기 제2 영역 내의 위치는 미리 정해진 주기를 기초로 반복되는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제1축 방향으로 제1 주파수 성분 및 제1 위상 성분을 갖는 제1 신호 및 제2 축 방향으로 제2 주파수 성분 및 제2 위상 성분을 갖는 제2 신호를 생성하기 위한 제어부, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 이용하여 상기 대상체에 광을 조사하는 광 조사부 및 상기 대상체로부터 되돌아오는 광에 기초하여 수광 신호를 획득하는 수광부를 포함하는 이미지 생성 장치에서 대상체의 이미지를 획득하기 위한 방법에 있어서, 상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 수광 신호를 기초로 제1 데이터 세트를 획득하는 단계, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호는 제1 영역(domain)에 대응되고, 제2 영역에 대응되는 제3 신호 및 제4 신호를 획득하는 단계, 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호에 기초하여 제2 데이터 세트를 획득하는 단계, 상기 제1 데이트 세트와 상기 제2 데이터 세트는 서로 상이하고, 상기 제2 데이터 세트에 기초하여 상기 제1 데이터 세트의 조정 값을 획득하는 단계, 상기 조정 값에 기초하여 상기 제1 데이터 세트를 조정한 제3 데이터 세트를 획득하는 단계 및 상기 제어부는 상기 제3 데이터 세트를 이용하여 상기 대상체에 대한 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 이미지 생성 방법이 제공될 수 있다.

또한, 이미지 생성 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공될 수 있다.

일 실시예에 따른, 대상체의 이미지를 획득하기 위한 이미지 생성 장치에 있어서, 제1 신호 및 제2 신호를 생성하기 위한 제어부, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 이용하여 상기 대상체에 광을 조사하는 광 조사부 및 상기 대상체로부터 되돌아오는 광에 기초하여 수광 신호를 획득하는 수광부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 수광 신호를 기초로 상기 대상체에 대한 이미지를 생성하고, 상기 제어부는 대상체에 대한 이미지를 획득하기 위한 제1 모드 및 제2 모드를 선택하고, 상기 선택된 모드가 상기 제1 모드인 경우, 상기 제어부는 상기 제1 신호의 주파수 성분을 제1 주파수로 조정하고, 상기 제2 신호의 주파수 성분을 제2 주파수로 조정하며, 상기 선택된 모드가 상기 제2 모드인 경우, 상기 제어부는 상기 제1 신호의 주파수 성분을 제3 주파수로 조정하고, 상기 제2 신호의 주파수 성분을 제4 주파수로 조정하되, 상기 제1 신호의 주파수인 상기 제1 주파수와 상기 제3 주파수의 차이 또는 상기 제2 신호의 주파수인 상기 제2 주파수와 상기 제4 주파수의 차이 중 적어도 하나 이상이 소정 주파수 이상 차이나는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드가 선택될 수 있는 모드 선택부를 더 포함하는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 모드는 고속 스캔 모드이고, 상기 제2 모드는 고화질 스캔 모드인, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 고속 스캔 모드는 상기 제1 주파수로 조정된 제1 신호와 상기 제2 주파수로 조정된 제2 신호를 기초로 나타나는 제1 스캐닝 패턴이 반복되는 주기에 기초하여 하나의 이미지를 획득하고, 상기 고화질 스캔 모드는 상기 제3 주파수로 조정된 제1 신호와 상기 제4 주파수로 조정된 제2 신호를 기초로 나타나는 제2 스캐닝 패턴이 반복되는 주기 이전에 적어도 하나의 이미지를 획득하는, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 신호의 주파수 성분이 상기 제1 주파수에서 상기 제3 주파수로 상기 소정 주파수 이상 변하는 경우 또는 상기 제2 신호의 주파수 성분이 상기 제2 주파수에서 상기 제4 주파수로 상기 소정 주파수 이상 변하는 경우, 상기 변화된 제1 신호 및 상기 변화된 제2 신호를 기초로 나타나는 스캐닝 패턴이 상기 소정 주파수로 변화되기 전의 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 기초로 나타나는 스캐닝 패턴과 상이한, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 스캐닝 패턴은 상기 제1 신호를 제1 축에 인가하고, 상기 제2 신호를 상기 제1 축과 수직하는 제2축에 인가하는 경우 획득되는 패턴인, 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제1 신호 및 제2 신호를 생성하기 위한 제어부, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 이용하여 상기 대상체에 광을 조사하는 광 조사부 및 상기 대상체로부터 되돌아오는 광에 기초하여 수광 신호를 획득하는 수광부를 포함하는 이미지 생성 장치의 이미지 획득 방법에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 수광 신호를 기초로 상기 대상체에 대한 이미지를 생성하는 단계, 대한 이미지를 획득하기 위한 제1 모드 및 제2 모드를 선택하는 단계, 상기 선택된 모드가 상기 제1 모드인 경우, 상기 제1 신호의 주파수 성분을 제1 주파수로 조정하고, 상기 제2 신호의 주파수 성분을 제2 주파수로 조정하는 단계 및 상기 선택된 모드가 상기 제2 모드인 경우, 상기 제1 신호의 주파수 성분을 제3 주파수로 조정하고, 상기 제2 신호의 주파수 성분을 제4 주파수로 조정하는 단계, 상기 제1 신호의 주파수인 상기 제1 주파수와 상기 제3 주파수의 차이 또는 상기 제2 신호의 주파수인 상기 제2 주파수와 상기 제4 주파수의 차이 중 적어도 하나 이상이 소정 주파수 이상 차이나는, 이미지 획득 방법이 제공될 수 있다.

또한, 이미지 획득 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공될 수 있다.

1. 이미지 생성 장치 일반

1.1. 이미지 생성 장치

이하에서는, 대상체의 이미지를 획득하기 위하여 사용될 수 있는 이미지 생성 장치에 대하여 설명한다. 여기서, 이미지 생성 장치는 획득되거나 제공되는 이미지가 대상체에 대한 반사 이미지, 형광 이미지 또는 투과 이미지 중 적어도 하나인 광학 장치일 수 있다.

도1은 일 실시예에 따른 이미지 생성 장치의 구성을 나타낸 모식도이다.

도1을 참조하면, 일 실시예에 따른 이미지 생성 장치는 제어부(110), 광 발생부(120), 구동부(130), 수광부(140) 및 표시부(160)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 이미지 생성 장치에는 라이더, 레이저 스캐너 또는 공초점 현미경 등 광을 이용하여 이미지를 생성하는 장치가 포함될 수 있다.

제어부(110)는 이미지를 생성 및 보정하기 위하여 필요한 소프트웨어, 프로그램 또는 알고리즘 등의 구동을 수행할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 전기적 신호를 입력 받고, 전기적 신호를 출력할 수 있다.

예를 들어, 제어부(110)는 후술될 데이터 획득 방식을 기초로 이미지를 생성하는 소프트웨어 또는 프로그램을 구동하거나, 이미지를 생성하는 알고리즘을 구동할 수 있다.

다만, 상술한 예시에 제어부(110)의 용도가 제한되는 것은 아니며, 제어부(110)는 통상의 컴퓨팅 장치가 수행할 수 있는 소프트웨어, 프로그램 또는 알고리즘을 구동할 수 있다.

광 발생부(120)는 적외선, 자외선 및 가시광선을 포함하는 다양한 파장대의 광을 발생시킬 수 있다. 광 발생부(120)로부터 발생된 광은 대상체에 조사될 수 있다.

예를 들어, 광 발생부(120)가 발생시키는 광은 형광 염료를 발광시키기 위한 405nm, 488nm 또는 785nm 대역의 파장을 갖는 광일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 세포의 자가 형광(autofluorescence)을 발생시키기 위한 파장대를 갖는 광 등 대상체에 존재하는 자가 형광 생체 물질 등을 포함하는 형광 물질을 발광시키기 위한 파장대의 광일 수 있다.

또한, 광 발생부(120)가 발생시킨 광은 증폭되지 않은 광이거나 유도 방출에 의해 증폭된 광(Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation; 이하 레이저)일 수 있다.

구동부(130)는 광 발생부(120)에 의해 발생된 광이 대상체로 조사될 때의 경로가 달라지도록 광 이동 경로 상의 구성을 구동할 수 있다. 다시 말해, 구동부(130)는 제어부(110)로부터 전기 에너지 또는 전기 신호를 입력 받아, 광 이동 경로 상의 구성을 구동할 수 있다. 여기서, 광 이동 경로 상의 구성은 광의 이동 통로가 되는 파이버(310) 또는 광 발생부(120)에서 발생한 광이 반사되는 MEMS Mirror를 포함하는 구성일 수 있다.

예를 들어, 구동부(130)는 전기 모터, 자기모터, 압전 소자(piezoelectric element) 또는 열전 소자(thermoelectric element)를 포함하는 구동 소자일 수 있다. 다만 상술한 예시에 제한되지 않고, 구동부(130)는 전기력 또는 자기력을 인가하였을 때 운동 에너지를 발생시킬 수 있는 소자를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 구동부(130)는 광 이동 경로 상의 구성을 적어도 하나 이상의 방향으로 구동할 수 있다. 즉, 구동부(130)는 전기 신호를 입력 받아, 적어도 하나 이상의 축 방향으로 광 이동 경로 상의 구성에 힘을 인가할 수 있다.

예를 들어, 대상체에 광을 조사하는 공간 상에서 하나의 축이 결정되는 경우, 구동부(130)는 하나의 축 방향과 앞선 축과 수직 방향에 해당하는 축 방향으로 힘을 인가할 수 있다. 다시 말해, 구동부(130)는 광 이동 경로 상의 구성을 하나의 축 방향과 앞선 축과 수직하는 방향에 해당하는 축 방향으로 구동할 수 있다.

수광부(140)는 대상체로부터 되돌아온 광의 광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 제어부(110)로 전달할 수 있다. 다시 말해, 수광부(140)는 대상체로부터 되돌아온 광의 정보를 전기 신호의 형태로 획득할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 수광부(140)가 대상체로부터 되돌아온 광의 정보를 전기 신호의 형태로 획득하여 제어부(110)로 전달하는 것을 "제어부(110)가 광 정보를 획득"하는 것으로 표현하나, 이는 제어부(110)가 직접적으로 광 정보를 획득하는 것은 아니며, 앞서 언급한 것과 같이 수광부(140)에 획득된 광 정보가 제어부(110)로 전달되는 것을 의미할 수 있다. 마찬가지로, "수광부(140)가 광 정보를 획득"하는 것 역시 수광부(140)가 광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것을 의미할 수 있다.

또한, 이하에서 설명하는 광 정보는 흑백 RGB, CMYK 등 광의 색상을 표현하는 단위의 광의 세기, 광의 위치 정보, 광이 획득된 시간과 관련된 시간 정보 등을 포함할 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 표현하는 광 정보는 광의 세기를 의미할 수 있다.

여기서, 수광부(140)에는 광 정보를 획득하기 위한 촬상 소자, 수광 소자, 촬영 장치, 광 수신기, 광 검출기 또는 수광 장치 등이 포함될 수 있다. 예를 들어, 수광부(140)는 CCD, CMOS, PMT(광 전자 증폭 관) 또는 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 다만, 수광부(140)는 위의 예시에 제한되지 않고, 광 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 소자는 수광부(140)에 포함될 수 있다.

표시부(160)는 제어부(110)에서 생성한 이미지를 식별 가능한 형태로 표시할 수 있다. 다시 말해, 표시부(160)는 제어부(110)에서 생성한 이미지를 전달받아 사용자가 식별하도록 표시할 수 있다.

예를 들어, 표시부(160)에는 CRT, LCD, LED 또는 LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 등을 포함하는 화상 표시 소자가 포함될 수 있다. 다만, 표시부(160)는 위의 예시에 제한되지 않고, 전기적 신호를 입력 받아 이미지를 표시할 수 있는 장치는 표시부(160)에 포함될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 이미지 생성 장치는 표시부(160)를 포함하지 않도록 제공될 수 있다. 즉, 도1을 참조하면 이미지 생성 장치에 표시부(160)가 포함되어 있는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고 제어부(110), 광 발생부(120), 구동부(130) 및 수광부(140)만을 포함한 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

도2는 일 실시예에 따른 광이 조사되는 패턴 및 이미지 복원을 위한 패턴을 도시한 도면이다. 다시 말해, 제어부(110)가 구동부(130)에 입력하는 전기 신호 또는 제어부(110)가 이미지를 복원하기 위해 사용하는 복원 신호는 특정한 패턴을 나타낼 수 있다.

도2 (a)는 스파이럴 패턴을 나타내고, 도2(b)는 래스터 패턴을 나타내며, 도2(c)는 리사주 패턴을 나타낸다.

일 실시예에 따르면, 이미지 생성 장치는 대상체에 광을 조사할 때, 조사되는 광의 경로가 특정한 패턴을 따르도록 대상체에 광을 조사할 수 있다. 다시 말해, 대상체에 조사되는 광이 조사되는 경로를 특정 시간 동안 중첩하는 경우, 광이 지나가는 경로는 특정한 패턴을 나타낼 수 있다. 여기서, 중첩되는 특정 시간은 패턴이 완성되는 시간을 의미할 수 있다.

도2를 참조하면, 대상체에 조사되는 광은 구동부(130)에 입력하는 전기 신호에 따라 서로 다른 패턴으로 대상체에 조사될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 대상체에 광이 조사되는 것을 대상체를 스캔하는 것 또는 대상체에 광을 스캔하는 것 등으로 표현할 수 있다.

예를 들어 도2(a)를 참조하면, 구동부(130)에 입력하는 전기 신호의 진폭을 변화시키는 경우, 대상체에 조사되는 광의 경로는 스파이럴 패턴을 나타낼 수 있다.

또한, 예를 들어 도2(b)를 참조하면, 구동부(130)에 입력하는 전기 신호가 구동부(130) 또는 광의 이동 경로 상의 구성을 하나의 축 방향으로 구동 시키는 제1 구동 신호와, 앞선 축 방향에 수직하는 방향으로 구동부(130) 또는 광의 이동 경로 상의 구성을 구동 시키는 제2 구동 신호를 포함할 때, 제1 구동 신호의 주파수와 제2 구동 신호의 주파수가 정수배만큼 차이나는 경우, 대상체에 조사되는 광의 경로는 래스터 패턴을 나타낼 수 있다.

또한, 예를 들어 도2(c)를 참조하면, 구동부(130)에 입력하는 전기 신호가 구동부(130) 또는 광의 이동 경로 상의 구성을 하나의 축 방향으로 구동 시키는 제1 구동 신호와, 앞선 축 방향에 수직하는 방향으로 구동부(130) 또는 광의 이동 경로 상의 구성을 구동 시키는 제2 구동 신호를 포함할 때, 제1 구동 신호의 주파수와 제2 구동 신호의 주파수가 서로 상이한 경우, 대상체에 조사되는 광의 경로는 리사주 패턴을 나타낼 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 이미지 생성 장치는 수광부(140)를 통해 제어부(110)가 광 정보를 획득하는 경우, 획득된 광 정보를 이용하여 이미지를 복원하기 위한 복원 신호가 특정한 패턴을 나타낼 수 있다. 여기서, 복원 신호가 특정한 패턴을 나타내는 것은 실제로 복원 신호를 기초로 복원되는 이미지에서 해당 패턴이 표현되는 것을 의미할 수 있으며, 또는 실제로 이미지 상에는 표시되지 않으나, 앞서 언급된 특정 패턴을 형성하기 위한 신호가 복원 신호인 것을 의미할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 구동부(130)를 구동하기 위한 구동 신호와 이미지를 복원하기 위한 복원 신호가 나타내는 패턴은 서로 동일할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)가 구동부(130)에 입력하는 신호와 제어부(110)가 이미지를 복원하기 위하여 사용하는 신호가 서로 동일할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 위상 지연이 발생한 경우, 구동부(130)를 구동하기 위한 구동 신호와 이미지를 복원하기 위한 복원 신호가 나타내는 패턴이 서로 상이할 수 있다.

예를 들어, 대상체에 실제로 조사되는 광의 경로는 구동 신호가 나타내는 패턴과 서로 상이할 수 있고, 이에 따라 복원 신호는 대상체에 실제로 조사되는 광의 경로를 반영하기 위한 패턴을 나타내는 신호일 수 있다. 다시 말해, 복원 신호는 대상체에 실제로 조사되는 패턴과 동일 또는 유사한 패턴을 생성하기 위해 보정된 신호일 수 있다. 복원 신호의 보정과 관련해서는 이하의 관련된 부분에서 상세히 설명한다.

이하에서는, 이미지 생성 장치가 사용하는 패턴은 리사주 패턴인 것으로 설명하나, 위의 실시예들에서 설명한 것과 같이, 이미지 생성 장치가 사용하는 패턴으로 다양한 패턴이 사용될 수 있다.

1.1.1. 파이버(310)를 이용한 이미지 생성 장치 일반

일 실시예에 따르면, 이미지 생성 장치의 광 발생 부에서 발생한 광이 이동하는 경로가 광 파이버(310)(이하, 파이버(310))인 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다. 다시 말해, 앞서 언급한 광 이동 경로 상의 구성이 파이버(310)인 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

도3(a)는 일 실시예에 따른 구동부(130)와 파이버(310)를 포함하는 이미지 생성 장치의 일부를 나타낸 모식도이며, 도3(b)는 구동부(130)와 파이버(310)를 전면에서 바라본 단면도이다.

도3(a)를 참조하면, 파이버(310)의 적어도 일부는 구동부(130)의 적어도 일부에 수용될 수 있다. 다시 말해, 파이버(310)의 적어도 일부는 구동부(130)와 결합될 수 있다.

이에 따라, 구동부(130)가 제어부(110)로부터 전기 신호를 입력 받아 구동하는 경우, 파이버(310)는 대상체의 일정한 면적에 대하여 광이 조사되는 경로가 특정한 패턴을 나타내게 구동될 수 있다.

구체적인 예를 들면, 광 발생부(120)로부터 발생한 광이 대상체로 조사되는 경우, 구동부(130)는 리사주 패턴을 생성할 수 있는 전기 신호를 입력 받아, 파이버(310)가 대상체를 가리키는 경로가 리사주 패턴이 되도록 구동할 수 있다.

도3(a)에는 미도시되어 있으나, 파이버(310)에는 추가적인 부착물이 부착될 수 있다. 예를 들어, 추가적인 부착물은 파이버(310)가 구동되는 진폭을 키우기 위한 질량체이거나, 파이버(310) 상에 부착되어 파이버(310)의 공진 주파수를 적어도 하나의 방향 이상으로 분리시키기 위한 구조물일 수 있다.

도3(b)를 참조하면, 일 실시예에 따른 구동부(130)의 구성과 파이버(310)가 제공될 수 있다.

예를 들어, 도3(b)를 참조하면, 구동부(130)는 제1축 구동 소자와 제2축 구동 소자 및 절연 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 제1축 구동 소자 및 제2축 구동 소자는 각각 절연띠(132)로 분리되어 있을 수 있으며, 각각의 구동 소자들은 적어도 하나 이상의 구동 소자의 세트로 구성될 수 있다. 다시 말해, 제1축 구동 소자는 구동부(130) 또는 파이버(310)가 제1축 방향으로 구동되기 위하여 적어도 하나 이상의 구동 소자를 포함할 수 있으며, 제2축 구동 소자는 구동부(130) 또는 파이버(310)가 제2축 방향으로 구동되기 위하여 적어도 하나 이상의 구동 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 제1축 및 제2축은 대상체를 스캔하는 경우 대상체가 스캔되는 평면 상에서 정해진 한 축과 정해진 한 축에 수직하는 축일 수 있다. 즉, 대상체가 스캔되는 평면 상에서 제1축은 x축을 의미할 수 있고, 제2축은 y축을 의미할 수 있으며, 그 역으로 제1축이 y축, 제2축이 x축을 의미할 수 있다.

1.1.2. 파이버(310)를 이용하지 않는 이미지 생성 장치 일반

일 실시예에 따르면, 광 발생부(120)에서 발생된 광이 이동되는 광 경로 상의 구성이 파이버(310)가 아닌 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다. 다시 말해, 광이 대상체에 조사되는 경우, 대상체에 특정한 패턴으로 광을 조사하는 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

예를 들어, 광 발생부(120)에서 발생된 광이 이동되는 광 경로 상의 구성이 거울인 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다. 구체적으로, 광 발생부(120)에서 발생된 광이 공기 또는 진공 등을 포함하는 광을 전달할 수 있는 매질을 통해 거울에 입사하게 되면, 거울은 해당 광을 반사시켜 대상체로 광을 조사할 수 있다. 여기서, 광을 반사시킬 수 있는 거울은 MEMS Mirror를 포함한 광을 조사할 수 있는 물질로 이루어진 구성을 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 광 발생부(120)에서 발생된 광이 이동되는 광 경로 상의 구성은 수광부(140)인 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

예를 들어, 광이 대상체에 조사되어, 대상체로부터 광이 되돌아오는 경우, 수광부(140)는 구동부(130)에 의해 구동될 수 있다. 구체적으로, 수광부(140)는 광 정보가 획득되는 픽셀의 경로가 특정한 패턴이 되도록 구동될 수 있다.

1.2. 이미지 생성 장치의 데이터 획득 방법

이하에서는, 이미지 생성 장치의 수광부(140)를 통해 획득한 광 정보를 포함하는 데이터의 획득 방법에 대하여 설명한다.

도4는 일 실시예에 따른, 이미지 생성 장치가 이미지를 복원하기 위한 데이터를 획득하는 방법을 나타낸 블록도이다.

도4를 참조하면, 이미지 생성 장치가 이미지를 복원하기 위한 데이터를 획득하는 방법은 광 정보 획득 및 시간 정보를 획득하는 단계(S1000), 시간 정보를 기초로 좌표 정보를 획득하는 단계(S1200), 좌표 정보에 광 정보를 대입하는 단계(S1400) 및 이미지를 획득하는 단계(S1600)를 포함할 수 있다.

도5는 일 실시예에 따라, 시간 정보에 대응하여 획득되는 광 정보를 모식적으로 나타낸 표이다.

다만, 도 5, 6, 17 및 23을 포함하여, 이하에서 나타난 데이터 획득 방법 및 데이터 저장 방법에 관한 표는 설명의 편의를 위하여 모식적으로 작성된 표이며, 실질적으로 데이터가 표와 같이 획득될 수도 있으나, 실제 데이터가 저장되거나 획득되는 방식이 직접적으로 표의 형식으로 저장되는 것을 의미하는 것은 아니다.

도4 및 도5를 참조하면, 광 정보 획득 및 시간 정보를 획득하는 단계(S1000)는 수광부(140)를 통해 제어부(110)가 광 정보를 획득할 때, 광 정보가 획득되는 시점의 시간 정보가 같이 획득되는 것을 포함할 수 있다.

또는, 도4및 도5를 참조하면, 광 정보 획득 및 시간 정보를 획득하는 단계(S1000)는 수광부(140)가 광 정보를 획득하는 것과 관계없이, 제어부(110)가 미리 정해진 시간 간격을 기초로 시간 정보를 획득하고, 또한 미리 정해진 시간 간격을 기초로 광 정보를 획득하고, 획득된 시간 정보와 광 정보를 대응시키는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 획득되는 시간 정보는 획득되는 광 정보의 개수에 비례하여 획득될 수 있다. 즉, 제어부(110)는 수광부(140)로부터 n개의 광 정보가 획득되는 경우, n개의 시간 정보를 획득할 수 있다. 여기서, n은 적어도 1 이상의 정수일 수 있다.

예를 들어, 도5를 참조할 때, 제어부(110)가 획득하는 광 정보가 순차적으로 i1, i2 및 i3이고, 각각의 광 정보가 획득된 시간이 t1, t2 및 t3일 때, 제어부(110)는 t1시점에 i1이 획득되고, t2 시점에 i2가 획득되고, t3 시점에 i3가 획득된 것으로 데이터를 획득 또는 저장할 수 있다.

도6은 일 실시예에 따라, 좌표 정보에 대응하는 광 정보를 모식적으로 나타낸 표이다.

도4 및 도6을 참조하면, 시간 정보를 기초로 좌표 정보를 획득하는 단계(S1200)는 앞서 획득된 시간 정보를 이용하여 좌표 정보를 도출하는 것을 포함할 수 있다. 다시 말해, 좌표 정보는 시간 정보와 좌표 정보 사이에 미리 정해진 관계에 의해 획득될 수 있다. 여기서 미리 정해진 관계는 좌표 정보 또는 이미지를 복원하기 위한 복원 신호일 수 있다.

[수식 1]

수식 1은 일 실시예에 따라 시간 정보를 좌표 정보로 변환시키기 위해 사용될 수 있는 복원 신호 및 대상체에 광을 조사하는 패턴을 결정하기 위한 구동 신호를 나타낸 수식이다.

수식 1을 참조하면, 수식 1의 x는 제1축 좌표 정보를 나타내고,

는 제1축 진폭으로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축으로의 진폭을 나타내고,

는 제1축 주파수로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축으로의 주파수를 나타내고, t는 시간 정보를 나타내고,

는 제1축 위상으로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축으로의 위상을 나타낸다. 또한, 수식 1의 y는 제2축 좌표 정보를 나타내고,

는 제2축 진폭으로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제2축으로의 진폭을 나타내고,

는 제2축 주파수로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제2축으로의 주파수를 나타내고, t는 시간 정보를 나타내고,

는 제2축 위상으로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제2축으로의 위상을 나타낸다.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여 제1축 좌표 정보를 나타내는 신호는 제1축 신호, 제2축 좌표 정보를 나타내는 신호는 제2신호인 것으로 혼용하여 설명할 수 있다.

또한, 여기서 위상의 단위는 시간, 주파수 영역 또는 라디안일 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 위상을 표현할 수 있는 단위인 경우 모두 위상의 단위가 될 수 있다.

도6 및 수식 1을 참조하면, 제어부(110)가 획득하는 좌표 정보는 직교 좌표계에서의 좌표 정보를 의미할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 제어부(110)가 획득할 수 있는 좌표 정보는 극 좌표계에서의 좌표 정보, 3-dimensional 좌표 정보, 4-dimensional 좌표 정보, 구면 좌표계에서의 좌표 정보, 원기둥 좌표계에서의 좌표 정보 및 Torus 좌표계에서의 좌표 정보 등을 포함할 수 있다. 다만, 좌표 정보에서 사용되는 좌표계는 하나의 도메인에서의 좌표계를 의미하는 것은 아니며, 좌표계를 구성하는 변수가 상이한 도메인에 존재하는 경우에도 동일한 좌표계가 사용될 수 있다. 예를 들어, 시간과 세기를 각각 변수로 하는 경우와 주파수와 세기를 각각 변수로 하는 경우 모두 직교 좌표계가 사용될 수 있다.

예를 들어, 도5, 도6 및 수식 1을 참조하면, 제1축 좌표 정보와 제2축 좌표 정보를 포함하는 좌표 정보는 제어부(110)에 획득된 시간 정보로부터 획득될 수 있다.

구체적인 예를 들면, 시간 정보가 t1일 때, 획득된 광 정보가 i1인 경우, 시간 정보를 좌표 정보로 변환시켜줄 수 있는 복원 신호에 t1을 대입하는 경우 제어부(110)는 제1축 좌표 정보인 x1과 제2축 좌표 정보인 y1을 획득할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)에 획득된 시간 정보가 t1인 경우, 제어부(110)는 시간 정보 t1으로부터 2차원 평면 상에서 하나의 지점을 나타낼 수 있는 좌표 정보인 x1, y1을 획득할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(110)에 획득된 시간 정보가 t2 및 t3인 경우, 제어부(110)는 시간 정보 t2에 대응하는 x2, y2 좌표 정보 및 시간 정보 t3에 대응하는 x3, y3 좌표 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 제어부(110)에 획득되는 시간 정보가 n개인 경우, 제어부(110)는 시간 정보에 대응하여 n개의 제1축 좌표 정보 및 제2축 좌표 정보(각각, x, y)를 획득할 수 있다.

도4 및 도6을 참조하면, 좌표 정보에 광 정보를 대입하는 단계(S1400)는 앞선 단계에서 제어부(110)가 복원 신호를 기초로 시간 정보를 통해 획득한 좌표 정보에 획득된 광 정보를 대입하는 것이 포함될 수 있다.

다만, 도4를 참조하면, 시간 정보를 기초로 좌표 정보를 획득하는 단계(S1200)와 좌표 정보에 광 정보를 대입하는 단계(S1400)는 서로 분리되어 있는 단계로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않고 좌표 정보를 획득할 때 광 정보가 동시에 대입될 수 있다. 다시 말해, 이미 획득된 시간 정보와 광 정보에 대한 데이터에서, 제어부(110)는 시간 정보만 좌표 정보로 변경할 수 있다. 이에 따라, 광 정보는 획득된 좌표 정보에 실제로 대입되는 것이 아닌, 시간 정보가 좌표 정보로 변화됨에 따라 좌표 정보에 광 정보가 대응될 수 있다. 이하에서는 좌표 정보 또는 시간 정보에 광 정보가 대응되는 것을 시간 정보 또는 좌표 정보에 광 정보를 대입하는 것으로 표현한다.

도7은 일 실시예에 따른, 이미지를 복원하기 위해 이미지의 각 픽셀에 획득되는 광 정보를 나타낸 모식도이다.

다만, 이하에서 도7을 포함하여, 이미지가 복원되는 경우의 픽셀 모식도 및 복원된 이미지의 경우, 설명의 편의를 위하여 사용된 것일 뿐, 실제로 이미지가 제공되는 것은 아닌 광 정보 및 좌표 정보만 획득된 상태를 의미할 수 있다.

도4 및 도7을 참조하면, 이미지를 획득하는 단계(S1600)는 앞서 획득된 좌표 정보 및 광 정보를 기초로 이미지를 복원하는 것을 포함한다.

여기서, 앞서 획득된 좌표 정보는 복원되는 이미지의 픽셀 정보와 대응될 수 있다. 다시 말해, 좌표 정보는 픽셀 정보와 동일하거나 픽셀 정보가 좌표 정보로부터 도출될 수 있다. 이때, 픽셀 정보는 이미지 내에서 픽셀의 좌표 정보를 포함하는 위치 정보를 의미할 수 있다.

또한, 이하에서 설명하는 픽셀은 이미지에서 광 정보를 표현하기 위한 단위일 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)가 획득하는 이미지는 광 정보를 나타내기 위한 복수의 픽셀을 포함할 수 있다. 여기서, 획득되는 이미지의 크기와 미리 정해진 복수의 픽셀 개수에 기초하여 단위 픽셀의 크기가 결정될 수 있다. 마찬가지로, 획득되는 이미지의 크기와 픽셀의 크기를 기초로 단위 픽셀의 개수가 결정될 수 있다.

또한, 획득되는 이미지는 다양한 해상도를 가질 수 있다. 예를 들어, 획득되는 이미지는 256*256, 512*512, 1024*1024, SVGA(800*600), XGA(1024*768), WXGA(1280*800), FHD(1920*1080), WUXGA(1920*1200), QHD(2560*1440) 또는 UHD(4K)(3840*2160), UHD(8K)(7680*4320) 등을 포함하는 다양한 해상도를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않고 이미지를 표시하기 위한 복수의 픽셀을 가지는 경우, 제어부(110)가 획득하는 이미지의 해상도에 포함될 수 있다. 이상에서 언급된 해상도는 실제 픽셀의 개수를 의미할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 ppi(part per inch) 에 기초한 픽셀의 개수를 의미할 수도 있다.

예를 들어, 도7을 참조하면, 획득되는 이미지는 제1 축으로 n개의 픽셀을 포함할 수 있고, 제2축으로 m개의 픽셀을 포함할 수 있다. 이때, 앞서 획득된 좌표 정보에 대응되는 픽셀 정보에 광 정보가 대입될 수 있다. 이에 따라, 제어부(110)는 복수의 픽셀에 광 정보가 대입되는 경우, 대상체에 대한 이미지를 획득할 수 있다.

이때, 좌표 정보를 복원하기 위한 복원 신호의 위상 등이 실제로 대상체에 광이 조사된 패턴을 이루는 신호와 서로 상이한 경우, 획득되는 이미지가 왜곡되어 제공될 수 있다. 이에 따라, 복원 신호의 위상 보정이 필요할 수 있으며, 이하의 관련된 부분에서 복원 신호의 위상 보정에 대하여 상세하게 설명한다.

1. 스캐닝 패턴을 이용한 이미지 생성

이하에서는, 스캐닝 패턴을 이용하여 이미지를 생성하는 방법에 대하여 설명한다. 여기서 획득되는 이미지는 단일한 순간에 대한 이미지일 수 있으며, 또는 대상체에 대한 연속적인 영상에서 하나의 프레임을 획득하는 것을 이미지를 획득하는 것으로 표현할 수 있다.

다시 말해, 대상체에 대하여 연속으로 이미지를 획득하는 경우, 제어부(110)는 대상체에 대한 영상을 획득할 수 있다.

도8은 일 실시예에 따른, 이미지가 획득되기 위한 하나의 프레임이 획득되는 방법을 나타낸 블록도이다.

도8을 참조하면, 하나의 프레임이 획득되는 방법은 미리 정해진 시간 후 1 프레임을 획득하는 단계(S2000) 및 이미지를 획득하는 단계(S2200)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 미리 정해진 시간 후 1 프레임을 획득하는 단계(S2000)는 제어부(110)가 미리 설정된 시간마다 하나의 프레임을 획득하는 것을 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 미리 정해진 시간 후 1 프레임을 획득하는 단계(S2000)는 스캐닝 패턴이 미리 정해진 시간 이후 반복되는 것에 기초하여, 제어부(110)는 스캐닝 패턴이 반복되는 단위 시간마다 하나의 프레임을 획득하는 것을 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 미리 정해진 시간 후 1 프레임을 획득하는 단계(S2000)는 스캐닝 패턴이 반복되는 시간 이전에 제어부(110)가 하나의 프레임을 획득하는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 스캐닝 패턴은 대상체에 광을 조사하는 패턴일 수 있으며, 또는 이미지를 복원하기 위한 복원 신호의 패턴을 의미할 수 있다.

또한 여기서 제어부(110)가 1프레임을 획득하는 것은, 미리 정해진 시간마다 시간 정보, 좌표 정보 및 광 정보를 획득하는 것을 의미할 수 있다. 또는 제어부(110)가 1프레임을 획득하는 것은 획득한 시간 정보, 좌표 정보 및 광 정보에 기초하여 이미지를 획득하는 것을 의미할 수 있다. 또는 제어부(110)가 1프레임을 획득하는 것은 이미지를 획득하기 위한 시간 정보, 좌표 정보 및 광 정보를 기초로 이미지를 생성하기 위한 데이터를 1프레임을 위한 데이터로 지정하는 것을 의미할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 추가적으로 제어부(110)는 1프레임이 획득된 이후, 각 픽셀 정보에 획득되는 좌표 정보 또는 좌표 정보에 대응하는 광 정보를 이용하여 이미지를 획득할 수 있다.

다시 말해, 제어부(110)는 한 번 1프레임이 획득된 이후, 1프레임마다 전체 픽셀 정보를 새로운 좌표 정보 또는 좌표 정보에 대응하는 광 정보를 대입하는 것이 아닌, 해당 픽셀 정보에 좌표 정보 또는 좌표 정보에 대응되는 광 정보가 획득될 때 마다 해당 픽셀 정보에 광 정보를 대입할 수 있다. 즉, 각각의 픽셀 정보는 1프레임이 획득되는지 여부와 관계없이, 하나의 픽셀마다 광 정보의 업데이트가 가능할 수 있다.

여기서, 광 정보가 업데이트 되는 것은 해당 픽셀 정보에 대입되어 있던 광 정보의 값이 새롭게 획득되는 광 정보로 바뀌어 대입되는 것을 의미할 수 있다.

이하의 관련된 부분에서 제어부(110)가 하나의 프레임을 획득하기 위한 조건에 대하여 상세하게 설명한다.

이미지를 획득하는 단계(S2200)는 도4의 이미지를 획득하는 단계(S1600)과 동일한 단계일 수 있다. 다시 말해, 이미지를 획득하는 단계(S2200)는 제어부(110)가 대상체의 이미지를 획득하여 제공하는 단계일 수 있다.

1.1. 이미지 생성을 위한 주파수 선택 방법

이하에서는, 광 정보가 대입되지 않는 좌표 정보 또는 픽셀 정보를 최소화하기 위하여 제어부(110)가 복원 신호 또는 구동 신호의 주파수를 선택하기 위한 방법을 설명한다.

도9는 일 실시예에 따라, 패턴을 생성하는 신호의 주파수가 변화함에 따라 패턴의 형상이 달라지는 것을 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 제1축 주파수와 제2축 주파수가 선택되는 것 및 제1축 위상과 제2축 위상의 차이에 따라, 제어부(110)는 서로 다른 패턴 모양을 획득할 수 있다. 다시 말해, 제1축 주파수와 제2축 주파수가 선택되는 것 및 제1축 위상 및 제2축 위상의 차이에 의해, 특정 면적이 채워지는 채움 비율(Fill Factor; 이하 FF)이 달라질 수 있다. 여기서, FF는 백분위 퍼센트로 표현되거나 0에서 1 사이의 값을 갖도록 표현될 수 있다.

수식 1을 다시 참조하면, 제1축 주파수와 제2축 주파수는 각각 복원 신호 또는 구동 신호의

및

를 의미할 수 있다.

여기서, FF는 대상체를 스캔하는 면적 중 실제로 광이 조사되는 면적의 비율을 의미할 수 있다.

또는, FF는 획득되는 이미지의 전체 픽셀 개수 중 복원 신호에 의하여 좌표 정보 또는 픽셀 정보가 획득된 픽셀 개수의 비율을 의미할 수 있다. 다시 말해, FF는 획득되는 이미지의 전체 픽셀 개수 중 실제로 광 정보가 획득된 픽셀 개수의 비율을 의미할 수 있다.

이에 따라, 획득되는 이미지가 복원될 때, FF가 높은 경우 제어부(110)는 실질적으로 해상도가 높은 이미지를 획득할 수 있다. 여기서 의미하는 실질적으로 해상도가 높은 이미지는 실질적으로 해상도가 낮은 이미지와 비교하여 더 많은 픽셀에 광 정보가 획득된 것을 의미할 수 있다. 다시 말해, 실직적으로 해상도가 높은 이미지는 더 좋은 화질을 갖는 이미지를 의미할 수 있다.

구체적인 예를 들면, 도9를 참조할 때, 도9(a)는 제1축 주파수가 4hz이고, 제2축 주파수가 6hz인 경우를 나타낸 도면이고, 도9(b)는 제1축 주파수가 7hz이고, 제2축 주파수가 8hz인 것을 나타낸 도면이고, 도9(c)는 제1축 주파수가 16hz이고 제2축 주파수가 19hz인 것을 나타낸 도면이다.

여기서, 도9를 참조하면, FF는 제1축 주파수와 제2축 주파수가 비슷한 대역에 존재하는 경우, 제1축 주파수와 제2축 주파수의 최대 공약수(Great Common Divisor; 이하 GCD)가 작아질수록 커질 수 있다.

구체적인 예를 들어, 도9(a) 및 도9(b)를 참조하면, 도9(a)의 제1축 주파수와 제2축 주파수의 GCD는 2이나, 도9(b)의 제1축 주파수와 제2축 주파수의 GCD는 1이므로, 이에 따라 도9(b)의 패턴이 도9(a)의 패턴보다 FF가 클 수 있다.

또한, 도9를 참조하면, FF는 제1축 주파수 또는 제2축 주파수를 높게 설정하는 경우 커질 수 있다.

구체적인 예를 들어, 도9(b) 및 도9(c)를 참조하면, 도9(b)와 도9(c)의 제1축 주파수 및 제2축 주파수의 GCD는 1이나, 도9(c)의 제1축 주파수와 제2축 주파수의 대역이 도9(b)의 제1축 주파수 및 제2축 주파수의 대역보다 높게 설정되었으므로, 도9(c)의 패턴이 도9(b)의 패턴보다 FF가 클 수 있다.

여기서, 구동 신호 또는 복원 신호로 설정되는 제1축 주파수 및 제2축 주파수는 이미지 생성 장치의 파이버(310)가 공진 구동되기 위하여, 파이버(310)의 공진 주파수에 기초하여 설정될 수 있다.

1.2. 불균일 진행 패턴 및 균일 진행 패턴을 이용한 프레임 획득 방법

이하에서 설명하는 불균일 진행 패턴과 균일 진행 패턴은 각각 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 나타나는 패턴의 형상일 수 있다.

여기서, 불균일 진행 패턴은 패턴이 진행되는 도중 구동 신호 또는 복원 신호에 기초하여 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보가 전체 픽셀 정보 중 일부 픽셀 정보에 편중하여 획득되는 패턴을 의미할 수 있다.

또한, 균일 진행 패턴은 패턴이 진행되는 도중 구동 신호 또는 복원 신호에 기초하여 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보가 전체 픽셀 정보에 걸쳐 획득되는 패턴을 의미할 수 있다.

도10은 일 실시예에 따른, 패턴이 반복되는 것에 따라 1프레임이 획득되는 것을 나타낸 도면이다.

도10에서, 패턴이 생성되는 영역은 구동 신호에 따른 대상체에서의 영역일 수 있다.

또는 도10에서, 패턴이 생성되는 영역은 복원 신호에 따른 획득되는 이미지의 적어도 일부 이상의 픽셀 영역일 수 있다.

도10을 참조하면, 이미지를 획득하기 위한 1프레임을 획득하는 미리 정해진 시간은 구동 신호 또는 복원 신호의 패턴이 한 번 반복되는 시간일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴은 시작 위치 및 시작 위치에서 패턴이 진행하는 방향과 종료 위치 및 종료 위치에서 패턴이 진행하는 방향이 서로 동일할 수 있다. 다시 말해, 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴은 일정한 시간 간격마다 반복될 수 있다. 이하에서는, 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴이 반복되는 시간을 1주기인 것으로 표현할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴은 패턴이 발생하기 시작하여 광이 조사되는 대상체의 영역 또는 획득되는 이미지 전체 픽셀의 영역에서 최대 FF를 가질 수 있는 위치에 도달한 이후 다시 패턴이 처음으로 발생되는 위치로 돌아갈 수 있다. 다시 말해, 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 발생되는 패턴은 시작 지점에서 최대 FF를 가지는 지점까지 진행한 이후 다시 시작 지점으로 진행할 수 있다.

이때, 제어부(110)는 패턴이 한 번 반복되는 시간마다 1 프레임을 획득할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 패턴이 한 번 반복되는 미리 정해진 시간, 즉 미리 정해진 단위 시간마다 1프레임을 획득할 수 있다.

여기서, 1 프레임이 획득되기 위하여, 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 나타나는 패턴은 균일 진행 패턴 또는 불균일 진행 패턴이 모두 가능할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 1프레임이 획득될 때 마다, 이미지의 복원을 위한 복원 신호의 위상 보정을 수행할 수 있다.

1.3. 균일 진행 패턴을 이용한 프레임 획득 방법

이하에서는, 균일 진행 패턴을 이용한 1 프레임을 획득하기 위한 방법에 대하여 설명한다.

도11은 일 실시예에 따른, 패턴이 한 번 반복되는 동안 복수의 프레임이 획득되는 것을 나타내는 도면이다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)가 복수의 프레임을 획득하기 위하여, 제어부(110)는 이미지가 획득되는 초기부터 패턴이 반복되는 1주기 동안 복수의 프레임을 획득할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제어부(110)가 복수의 프레임을 획득하기 위하여, 제어부(110)는 초기에 이미지를 획득하기 위하여 1주기 동안 하나의 프레임을 획득한 후 다음 패턴이 반복되는 1주기 동안 복수의 프레임을 획득할 수 있다.

도 11을 참조하면, 구동 신호 또는 복원 신호에 따라 생성되는 패턴이 반복되는 1주기 동안 복수의 프레임이 획득될 수 있다. 다시 말해, 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 발생되는 패턴이 반복되기 이전에, 제어부(110)는 이미지 획득을 위한 하나의 프레임을 획득할 수 있다.

예를 들어, 제어부(110)는 패턴이 반복되는 1주기 동안 5 프레임을 획득할 수 있다. 여기서, 하나의 프레임이 획득되기 위한 시간은 패턴이 반복되는 1주기의 시간을 균등하게 5개의 시간 단위로 구분한 시간 단위일 수 있다.

여기서, 패턴이 반복되기 이전에 하나의 프레임을 획득하는 경우, 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 발생되는 패턴은 하나의 반복 주기 이전에 균일하게 대상체를 스캔하거나 또는 균일하게 픽셀의 좌표 정보가 획득되어야 할 수 있다. 즉, 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 발생되는 패턴이 반복되는 주기보다 짧은 시간 동안 스캔되는 대상체의 전체 영역에 걸쳐 스캔을 수행하거나, 획득되는 전체 픽셀 영역에 걸쳐 좌표 정보를 획득하여야 하는 것을 의미할 수 있다.

앞서 언급된 실시예들에서, 제어부(110)는 1프레임이 획득될 때 마다, 이미지의 복원을 위한 복원 신호의 위상 보정을 수행할 수 있다.

도12는 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 균일한 패턴을 생성하기 위해 주파수를 설정하는 방법을 나타낸 블록도이다.

도12를 참조하면, 제어부(110)가 균일한 패턴을 생성하기 위해 주파수를 설정하는 방법은 초기 주파수를 설정하는 단계(S3000), 초기 주파수와 GCD가 동일한 초기 주파수의 인근 주파수에서 주파수 후보를 선택하는 단계(S3200) 및 주파수 후보 중 균일한 패턴을 가지는 주파수를 선택하는 단계(S3400)를 포함할 수 있다.

초기 주파수를 설정하는 단계(S3000)에서는 제어부(110)가 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 주파수 및 제2축 주파수를 설정하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 앞서 언급한 것과 같이, 제어부(110)는 초기 주파수를 설정하기 위하여, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 주파수 및 제2축 주파수를 파이버(310)의 공진 구동 주파수에 기초하여 설정할 수 있다. 다시 말해, 구동 신호의 제1축과 복원 신호의 제2축은 서로 동일한 방향을 가질 수 있으며, 마찬가지로 파이버(310)의 제1축 및 제2축은 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 및 제2축과 같은 방향을 가질 수 있다.

예를 들어, 파이버(310)의 제1축으로의 공진 주파수가 1100hz인 경우, 제어부(110)는 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 주파수를 1100hz와 유사한 주파수로 설정할 수 있다. 또한, 파이버(310)의 메카니컬 커플링(mechanical coupling; 이하 MC) 현상이 발생되는 것을 최소화하기 위하여, 제어부(110)는 구동 신호 또는 복원 신호의 제2축 주파수를 제1축 주파수인 1100hz로부터 소정의 주파수 대역만큼 떨어진 1300hz로 설정할 수 있다. 다만, 설정되는 제1축 주파수와 제2축 주파수가 위의 예시에 제한되는 것은 아니며, 앞서 언급한 것과 같이 파이버(310)를 공진 구동 시키기 위한 공진 주파수에 기초하여 결정될 수 있다.

여기서, MC 현상은 구동 신호의 제1축 주파수와 제2축 주파수의 대역이 충분히 분리되어 있지 아니하여, 파이버(310)가 제1축으로 구동되는 경우, 제2축으로도 구동되는 현상을 의미할 수 있다.

초기 주파수와 GCD가 동일한 초기 주파수의 인근 주파수에서 주파수 후보를 선택하는 단계(S32000)는 제어부(110)가 초기에 설정한 제1축 주파수 및 제2축 주파수와 동일 또는 유사한 FF를 갖는 주파수 후보를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 초기 주파수를 변경하여 초기 주파수와 차이가 크지 않은 범위 내에서 FF가 동일 또는 유사한 복수의 주파수 후보군을 획득할 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 설정하는 초기 주파수의 인근 주파수는 선택된 초기 주파수인 제1축 주파수와 제2축 주파수로부터 소정의 대역을 갖는 주파수일 수 있다. 예를 들어 인근 주파수는 초기 주파수로부터 10hz 이내의 주파수를 의미할 수 있다. 다만, 앞서 언급한 예시에 제한되는 것은 아니며, 인근 주파수는 초기 주파수와 FF가 크게 차이 나지 않는 범위 내에서 선택될 수 있다. 또한, 인근 주파수는 초기 주파수에서 변화되었을 때, MC 현상이 일어나지 않는 범위 내에서 선택된 주파수일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, FF가 크게 차이 나는 범위 내에서도 인근 주파수가 선택될 수 있다.

초기 주파수로부터 선택된 인근 주파수 후보는 복수일 수 있다. 다시 말해, 복수의 제1축 주파수 후보와 복수의 제2축 주파수 후보가 선택될 수 있다. 여기서, 주파수 후보가 선택되는 것은 제어부(110)가 복수의 주파수들을 계산하거나 데이터의 형식으로 저장하는 것을 의미할 수 있다.

주파수 후보 중 균일한 패턴을 갖는 주파수를 선택하는 단계(S3400)는 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 생성되는 패턴이 광이 조사되는 대상체의 영역 또는 이미지가 획득되기 위한 전체 픽셀 영역에서 균일하도록 제어부(110)가 구동 신호 또는 복원 신호의 주파수를 선택하는 것을 포함할 수 있다.

도13은 일 실시예에 따른, 패턴이 반복되는 1주기가 되기 이전의 임의의 시점에 패턴이 진행되는 형상을 나타낸 도면이다.

구체적으로, 도13(a)는 상대적으로 균일하지 않게 진행되는 패턴을 나타낸 도면이고, 도13(b)는 상대적으로 균일하게 진행되는 패턴을 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 패턴이 균일하게 진행하는지 여부는 패턴의 진행 중에 패턴이 지나가지 않는 공간의 크기가 작은 경우 패턴이 균일하게 진행하는 것을 의미할 수 있다.

예를 들어, 도13(a) 및 도13(b)를 참조하면, 도13(a)는 패턴이 진행되는 경로가 대상체의 일부 영역 또는 획득되는 이미지의 일부 픽셀 영역에 집중되어, 패턴이 지나지 않는 제일 큰 공간의 크기가 커, 도13(a)는 상대적으로 균일하지 못한 패턴을 가지는 것을 의미할 수 있다. 그러나, 도13(b)는 패턴이 진행되는 경로가 대상체의 전체 영역 또는 획득되는 이미지의 전체 픽셀 영역에 걸쳐 있어, 패턴이 지나지 않는 제일 큰 공간의 크기가 작아, 도13(b)는 상대적으로 균일한 패턴을 가지는 것을 의미할 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 패턴이 지나지 않는 공간은 홀(hole)인 것으로 표현하며, 홀의 크기는 깊이(depth)인 것으로 표현한다. 여기서, 깊이는 홀의 면적을 의미할 수도 있고, 제1축 또는 제2축으로 홀이 가지는 길이를 의미할 수도 있다. 이때, 깊이를 나타내는 단위는 길이를 나타내는 단위인 미터법에 기초하여 나타낼 수 있거나 또는 깊이에 해당되는 픽셀의 개수를 기초로 나타낼 수 있다. 또는, 홀의 크기인 깊이는 홀의 중심으로부터 해당 홀이 가질 수 있는 꼭지점까지의 거리 중 가장 작은 값일 수 있다. 즉, 홀이 사각형과 유사한 형태를 가지는 경우, 깊이는 홀의 중심으로부터 각 꼭지점까지의 거리 중 가장 짧은 거리를 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 홀의 크기인 깊이는 제1축 서로소 주파수 또는 제2 축 서로소 주파수에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 제1 축 서로소 주파수는, 제1 축 주파수를 제1 축 주파수와 제2 축 주파수의 최대 공약수로 나눈 값을 의미할 수 있고, 마찬가지로 제2 축 서로소 주파수는 제2 축 주파수를 제1 축 주파수와 제2축 주파수의 최대 공약수로 나눈 값을 의미할 수 있다.

도14는 일 실시예에 따른 제1축 서로소 주파수에 대한 깊이와의 관계를 나타낸 그래프이다.

도14의 x축인

는 제1축 서로소 주파수를 의미하고, y축은 홀의 크기인 깊이를 의미한다. 또한, 그래프 내에서의 실선은 해당 주파수에서의 최대 FF를 의미하고, 점선은 해당 주파수의 최소 FF를 의미한다.

도14를 참조하면, 제1축 서로소 주파수가 커질수록 깊이는 더 작아질 수 있다. 다시 말해, 제1축 주파수와 제2축 주파수로부터 유사한 대역에 있는 주파수의 경우, GCD가 작아질수록 깊이는 더 작아질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 패턴이 진행되는 도중의 가장 큰 홀의 깊이는 제1축 주파수와 제2축 주파수의 비율이 간단한 정수비에 가까울수록 커질 수 있다. 여기서, 간단한 정수비는 제1축 주파수에 대비하여 제2축 주파수가 커지는 것을 의미할 수 있다. 또는, 간단한 정수비는 제1축 주파수와 제2축 주파수의 GCD가 1일 때, 제1축 주파수에 대비하여 제2축 주파수가 커지는 것을 의미할 수 있다. 다시 말해, 간단한 정수비에 가까워지는 것은 제1축 주파수에 대한 제2축 주파수의 비율이 작아지는 것을 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 패턴이 반복되는 1 주기 당 복수의 프레임을 획득하기 위하여, 초기에 선택된 제1주파수 및 제2 주파수와 GCD가 동일한 인근 주파수 후보 중 레벨이 높고 가장 큰 홀의 깊이가 작은 제1 주파수 및 제2 주파수가 제공될 수 있다.

1.4. 이미지 생성 장치의 모드 변경

일 실시예에 따르면, 이미지를 생성하기 위한 복수의 모드를 가지는 이미지 생성 장치가 제공될 수 있다.

예를 들어, 대상체에 대한 이미지 및 영상을 획득하여 제공하기 위하여, 이미지 생성 장치는 고화질 모드를 제공할 수 있다. 여기서, 고화질 모드가 제공되기 위하여, 앞서 설명된 제어부(110)가 패턴이 반복되는 주기마다 하나의 프레임을 획득하는 방법이 사용될 수 있다.

또는 예를 들어, 대상체에 대한 이미지 및 영상을 획득하여 제공하기 위하여, 이미지 생성 장치는 고속 모드를 제공할 수 있다. 여기서, 고속 모드가 제공되기 위하여, 앞서 설명된 제어부(110)가 패턴이 반복되는 주기마다 복수의 프레임을 획득하는 방법이 사용될 수 있다. 다시 말해, 고속 모드는 프레임 레이트가 향상된 이미지 또는 영상을 제공할 수 있다. 여기서 프레임 레이트는 1초당 이미지 생성 장치가 획득하여 제공하는 프레임의 수를 의미할 수 있다. 또는 고속 모드는 움직임에 의해 발생하는 모션 아티팩트가 감소된 이미지 또는 영상을 제공할 수 있다.

또는 예를 들어, 이미지 생성 장치는 대상체에 대한 확대 및 축소 모드를 제공할 수 있다. 여기서, 대상체에 대한 확대 또는 축소 모드가 제공되기 위하여 제어부(110)는 구동부(130)에 입력하는 구동 신호의 전압을 변경하거나 구동 신호의 진폭을 변경할 수 있다. 즉, 구동 신호의 전압 또는 진폭을 크게 하는 경우, 파이버(310)가 구동되는 범위가 늘어나게 되어 대상체에 대한 축소된 이미지를 제공할 수 있다. 또는 구동 신호의 전압 또는 진폭을 작게 하는 경우, 파이버(310)가 구동되는 범위가 줄어들게 되어 대상체에 대한 확대된 이미지를 제공할 수 있다.

또한, 복수의 모드에는 앞서 언급한 예시 외에도 머신러닝 또는 신경망 등을 포함하는 인공지능을 이용한 고화질 제공 모드 등이 더 포함될 수 있다.

1. 이미지 보정

이하에서는, 좌표 정보 또는 픽셀 정보를 복원하기 위한 복원 신호의 위상이 실제로 대상체에 광이 조사되는 패턴을 이루는 신호의 위상과 상이하여 획득되는 이미지가 왜곡되는 경우, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 보정하는 방법에 대하여 설명한다.

여기서, 복원 신호의 위상을 보정하는 것은 제어부(110)가 복원 신호에 위상 보정 값을 반영하고, 위상 보정 값이 반영된 복원 신호를 기초로 제어부(110)가 좌표 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다.

1.1. 이미지 보정 방법 일반

도15는 일 실시예에 따른, 이미지 생성 장치가 복원 신호의 위상이 보정된 데이터를 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도15를 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상이 보정된 이미지를 획득하는 방법은 광 정보 획득 및 시간 정보를 획득하는 단계(S1000), 시간 정보를 기초로 좌표 정보를 획득하는 단계(S1200), 좌표 정보에 광 정보를 대입하는 단계(S1400), 위상 보정 값을 획득하여 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S1500) 및 이미지를 획득하는 단계(S1600)를 포함할 수 있다.

앞선 도4 및 도15를 참조하면, 위상이 보정된 데이터를 획득하는 방법은 앞선 도4의 이미지 생성 장치가 이미지를 복원하기 위한 데이터를 획득하는 방법에서, 위상 보정 값을 획득하여 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S1500)가 포함될 수 있다.

위상 보정 값을 획득하여 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S1500)는 제어부(110)가 획득하는 이미지가 왜곡되는 것을 감소시키기 위해, 딥러닝 또는 신경망 학습을 이용한 인공지능을 이용하거나, 위상 보정 알고리즘 등을 이용하여 복원 신호의 위상을 보정하고, 이에 따라 복원 신호를 기초로 획득된 좌표 정보 또는 픽셀 정보가 보정되는 것을 포함한다.

도16은 일 실시예에 따른, 위상 지연이 발생된 복원 신호를 기초로 복원한 대상체의 이미지와 원래의 대상체에 대한 이미지를 나타낸 도면이다.

구체적으로 도16(a)는 위상 지연이 발생한 복원 신호를 기초로 대상체에 대한 이미지를 획득한 것을 나타낸 도면이고, 도16(b)는 위상 지연이 발생하지 않은 복원 신호를 기초로 대상체에 대한 이미지를 획득한 것을 나타낸 도면이다.

여기서, 복원 신호의 위상이 지연된 것은, 구동 신호를 기초로 광이 대상체에 조사될 때 생기는 패턴을 이루는 제1축 신호 및 제2축 신호와 복원 신호의 제1축 신호 및 제2축 신호의 위상이 서로 상이한 것을 의미할 수 있다. 즉, 복원 신호의 위상 지연이 발생하지 않은 것은, 대상체에 광이 조사되는 패턴과, 복원 신호에 기초한 패턴이 서로 동일 또는 유사한 것을 의미할 수 있다.

다시 말해, 복원 신호의 위상이 지연되는 것은, 복원 신호를 기초로 좌표 정보 또는 픽셀 정보를 획득하는 경우, 위상이 지연되지 않은 복원 신호를 기초로 획득된 좌표 정보 또는 픽셀 정보에 광 정보가 획득되는 것에 비하여 다른 좌표 정보 또는 픽셀 정보에 획득되는 것을 의미할 수 있다.

도17은 일 실시예에 따른, 위상이 지연된 복원 신호를 기초로 좌표 정보 및 좌표 정보에 대응하는 광 정보를 모식적으로 나타낸 표이다.

예를 들어, 도6 및 도17을 참조하면, 도6이 위상이 지연되지 않은 복원 신호를 기초로 좌표 정보를 획득하고 그에 대응되는 광 정보를 나타낸 경우, 도17은 위상이 지연된 복원 신호를 기초로 좌표 정보가 획득되고, 그에 대응되는 광 정보를 나타낸 것을 의미할 수 있다. 여기서, 제1축 좌표 정보 중 하나인 x1과 제2축 좌표 정보 중 하나인 y1 좌표에 획득되는 광 정보는, 위상이 지연되지 않은 복원 신호를 기초로 하는 경우 광 정보 중 하나인 i1이 획득될 수 있으나, 위상이 지연된 경우 i2가 획득될 수 있다. 즉, 복원 신호의 위상이 지연된 경우, 복원 신호의 위상이 지연되지 않은 경우와 비교하여 같은 좌표를 가리키는 좌표 정보에 다른 광 정보가 획득될 수 있다.

위와 같이, 소정의 이유로 복원 신호는 위상이 지연됨에 따라, 이미지를 복원하기 위한 광 정보는 원래 광 정보가 획득되어야 하는 좌표에 획득되지 못하고, 다른 좌표에 획득될 수 있다.

여기서, 복원 신호의 위상은 실제 구동 신호와 파이버(310)가 구동되는 신호가 서로 상이하여 발생할 수 있다. 또는, 복원 신호의 위상은 실제 사용자가 이미지 생성 장치를 동작함에 있어 움직임이 발생하여 지연이 발생할 수 있다. 또는, 복원 신호의 위상은 대상체로부터 되돌아오는 광이 수광부(140)에 획득되기 까지의 시간 차이로 인해 지연이 발생할 수 있다. 또는, 복원 신호의 위상은 구동 신호에 의해 구동부(130)가 구동하는 경우, 실제로 구동부(130)가 구동 신호에 따라 구동하지 않음으로 인하여 지연이 발생할 수 있다. 위와 같은 예시 외에도, 구동부(130), 파이버(310) 및 수광부(140)에서 기인하는 물리적인 특성으로 인해 복원 신호의 위상이 지연될 수 있다.

또한, 복원 신호의 위상이 지연되는 경우 외에도 이미지 왜곡이 발생될 수 있다.

도18은 일 실시예에 따른, 파이버(310)가 구동되는 경우 MC 현상이 나타나는 것을 나타낸 모식도이다.

여기서, 도18에 도시된 타원은 파이버(310)의 단부의 움직임을 나타낸 것일 수 있고, 또는 대상체에 광이 조사되는 광이 지나가는 궤적을 나타낸 것일 수 있다.

구체적으로, 도18(a)는 일 실시예에 따라, 구동부(130)가 파이버(310)를 제1축으로만 구동하는 경우, 파이버(310)의 단부 또는 대상체에서의 광의 궤적을 나타낸 것일 수 있다. 또한, 도18(b)는 일 실시예에 따라, 구동부(130)가 파이버(310)를 제2축으로만 구동하는 경우, 파이버(310)의 단부 또는 대상체에서의 광의 궤적을 나타낸 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 구동부(130)가 파이버(310)를 한 축으로만 구동하는 경우에도 파이버(310)는 다른 축으로 구동될 수 있다. 여기서, 구동부(130)가 한 축으로 파이버(310)를 구동 시키는 경우, 파이버(310)가 다른 축으로 구동되는 것은 MC현상이 일어난 것을 의미할 수 있다.

예를 들어, 도18(a) 및 도18(b)를 참조하면, 구동부(130)가 파이버(310)를 구동하고자 하는 축은 R만큼의 범위로 구동하는 축일 수 있으나, 실제로는 구동부(130)가 의도하지 않았던 r만큼의 범위로 구동하는 축 방향으로 구동이 발생할 수 있다. 다시 말해, 구동부(130)는 파이버(310)를 제1축 또는 제2축으로 R범위 만큼 구동 시키고자 힘 또는 신호를 인가할 수 있으나, 파이버(310)는 제2축 또는 제1축으로 r범위 만큼 추가적으로 구동될 수 있다.

이는, 구동부(130)가 파이버(310)를 구동 시키는 축과 파이버(310)가 공진 구동되는 축이 서로 달라서 MC 현상이 발생하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 파이버(310)의 제1축과 제2축으로의 주파수 분리가 충분히 일어나지 않은 경우 MC현상이 발생하는 것을 의미할 수 있다.

MC 현상이 발생하는 경우, 복원 신호는 제1축 신호 및 제2축 신호 외에도, 제1축 MC 신호 및 제2축 MC 신호를 추가적으로 획득하여 좌표 정보를 획득할 수 있다. 다시 말해, 복원 신호는 대상체에 실제로 광이 조사되는 패턴을 이루는 신호로 복원되기 위하여, 제1축 신호 및 제2축 신호의 위상 지연 값을 획득하는 것 이외에도 추가적인 제1축 MC 신호 및 제2축 MC 신호를 획득하여야 할 수 있다.

여기서, 제1축 MC 신호는 제2축 신호의 주파수와 동일할 수 있으며, 마찬가지로 제2축 MC 신호는 제1축 신호의 주파수와 동일할 수 있다. 이는 예를 들어, MC 현상이 발생되는 경우, 구동부(130)가 입력하는 구동 신호가 제1축 신호임에도 파이버(310)는 제1축 및 제2축으로 구동되기 때문이다.

또한, 제어부(110)는 복원 신호의 초기 신호로부터 제1축 신호 및 제2축 신호의 위상 지연을 보정하는 것 외에도, 제1축 MC 신호 및 제2축 MC 신호의 초기 신호를 설정하고, 제1축 MC 신호와 제2축 MC 신호의 위상 지연을 보정할 수 있다. 이는, 제어부(110)가 초기에 설정한 제1축 MC 신호와 제2축 MC 신호를 기초로 광이 실제로 대상체에 조사되는 패턴과 상이한 것을 보정하여 이미지를 획득할 수 있기 때문이다.

이에 따라, 위상이 지연되는 것과는 별개로, MC 현상이 발생함에 따라 이미지의 왜곡이 발생될 수 있으며, 제어부(110)는 복원 신호의 지연되는 위상을 보정하거나, 복원 신호를 기초로 MC 현상이 발생되는 것을 보정할 수 있다.

도19는 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 위상을 보정하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도19를 참조하면, 제어부(110)가 위상을 보정하기 위한 방법은 제어부(110)가 초기 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4000) 및 상세 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4200)를 포함할 수 있다.

여기서, 위상 보정 값은 복원 신호의 지연된 위상을 보정하기 위한 값을 의미할 수 있다. 다시 말해, 위상 보정 값은 복원 신호의 위상을 보정하기 위하여 복원 신호의 위상에 가감되는 값일 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 위상을 보정하기 위한 방법은 앞선 도15의 위상 보정 값을 획득하여 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S1500)에 포함되는 단계이거나 동일한 단계일 수 있다.

초기 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4000)는 제어부(110)가 복원 신호의 지연된 위상을 보정하기 위해, 복원 신호의 전체 위상 범위에서 대략적으로 복원 신호의 지연된 위상의 인근인 위상을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 여기서, 초기 위상 보정 값이 위치하는 복원 신호의 지연된 위상의 인근 위상은 초기 위상 보정 방법에 따라 인근의 범위가 상이할 수 있다.

이하의 관련된 부분에서 제어부(110)가 초기 위상 보정 값을 획득하는 것에 대하여 상세히 설명한다.

상세 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4200)는 제어부(110)가 복원 신호의 지연된 위상을 보정하기 위해, 초기 위상 보정 값에서 실제 복원 신호의 지연된 위상 값을 획득하기 위해 복원 신호의 위상을 변경하며 좌표 정보를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 여기서 상세 위상 보정 값은 실제 복원 신호의 위상 지연 값과 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다.

이때, 상세 위상 보정 값과 실제 복원 신호의 위상 지연 값이 실질적으로 동일한 것은, 상세 위상 보정 값이 실제 복원 신호의 위상 지연 값으로부터 오차 범위 내에 있는 것을 의미할 수 있다. 여기서, 오차 범위는 이미지 생성 장치가 획득하는 이미지의 품질에 의하여 결정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 이미지 생성 장치가 제공하는 이미지의 품질이 고품질인 경우, 오차 범위는 작게 설정될 수 있다. 다시 말해, 상세 위상 보정 값을 획득하기 위해 제어부(110)가 탐색하는 탐색 위상 단위가 작게 설정될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 이미지 생성 장치가 제공하는 이미지의 품질이 저품질인 경우, 오차 범위는 크게 설정될 수 있다. 다시 말해, 상세 위상 보정 값을 획득하기 위해 제어부(110)가 탐색하는 탐색 위상 단위가 크게 설정될 수 있다.

앞서 언급한 실시예들 외에도, 제어부(110)는 상세 위상 보정 값을 획득하기 위해 고정된 탐색 위상 단위에 기초하여 상세 위상 보정 값을 탐색할 수 있다.

앞서 언급된 제어부(110)가 위상 보정 값을 탐색하는 것은, 이하에서 설명될 위상 보정 값을 획득하는 단계를 의미할 수 있다.

1.2. 초기 위상 보정 값 획득

이하에서는, 제어부(110)가 초기 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법에 대하여 설명한다.

다만, 초기 위상 보정이라고 하여, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 초기에만 보정하는 것은 아니며, 제어부(110)는 초기 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법으로 상세 위상 보정 값까지 획득할 수 있다.

1.2.1. 초기 위상 보정 방법의 종류

일 실시예에 따르면, 이미지 생성 장치의 사용자가 복원 신호의 위상을 직접 변경하며 초기 위상 보정 값을 탐색할 수 있다.

예를 들어, 이미지 생성 장치에 복원 신호의 제1축 신호와 제2축 신호의 위상을 조절할 수 있는 위상 조절부가 포함된 경우, 사용자는 위상 조절부를 이용하여 복원 신호의 위상을 조절할 수 있다. 여기서, 제어부(110)는 사용자가 위상 조절부를 이용하여 조절한 복원 신호의 위상을 기초로 좌표 정보 또는 픽셀 정보를 생성할 수 있고, 표시부(160)는 좌표 정보 또는 픽셀 정보 및 광 정보에 기초하여 이미지를 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 위상 조절부를 이용하여 복원 신호의 위상을 조절해 가며 대상체에 대한 이미지를 획득할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제어부(110)가 초기 위상 보정을 수행하기 위하여 임의 탐색(random search) 방식이 사용될 수 있다.

예를 들어, 임의 탐색 방식은 복원 신호의 위상을 복수의 임의의 위상 값으로 설정하여 각 위상 별로 복원 신호의 지연된 위상과 유사한 위상을 초기 위상 보정 값으로 선택하는 방법을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제어부(110)는 선택된 초기 위상 보정 값을 기초로 상세 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제어부(110)가 초기 위상 보정을 수행하기 위하여 완전 탐색(exhaustive search, brute-force search)방법이 사용될 수 있다.

예를 들어, 완전 탐색 방법은 제어부(110)가 복원 신호의 전체 위상 범위에서 각 위상으로 복원 신호의 위상을 설정하고, 각 위상 별로 복원 신호의 지연된 위상과 유사한 위상을 초기 위상 보정 값으로 선택하는 방법을 포함할 수 있다.

또한, 다른 실시예에 따르면, 제어부(110)는 초기 위상 보정을 수행하기 위하여 복원 신호의 형식인 사인(sine) 함수 영역에서 좌표 정보 등을 획득하는 것이 아닌, 위상 영역(phase domain)에서 좌표 정보를 획득하여 초기 위상 보정을 수행할 수 있다.

이하의 관련된 부분에서 제어부(110)가 위상 영역에서 복원 신호의 위상 보정 값을 획득하는 방법을 상세히 설명한다.

위에서 언급한 실시예 외에도, 초기 위상 보정 값을 획득하기 위하여 제어부(110)는 복원 신호의 위상 값 변화에 따른 경향성을 이용하는 볼록성 방법(convexity method), 머신러닝 또는 신경망 학습 등을 포함하는 인공지능을 이용한 최저 값 탐색 방법 또는 통상적인 최저값을 탐색하기 위한 알고리즘 등에 기초하여 초기 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

1.2.2. Orbifold Method

이하에서는, 일 실시예에 따라, 제어부(110)가 초기 위상 보정을 수행하기 위하여 복원 신호의 형식인 사인(sine) 함수 영역에서 좌표 정보 등을 획득하는 것이 아닌, 위상 영역(phase domain)에서 좌표 정보를 획득하여 초기 위상 보정을 수행하는 것에 대하여 설명한다.

여기서, 영역(domain)은 제어부(110)가 좌표 정보를 획득하기 위하여 사용하는 복원 신호의 차원을 의미할 수 있다. 다시 말해, 영역은 제어부(110)가 좌표 정보를 획득하기 위해 복원 신호를 배열하는 공간을 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 orbifold method에 기초하여 좌표 정보를 위상 영역에서 획득하고, 복원 신호의 위상 보정을 수행할 수 있다. 여기서, orbifold method는 위상 보정을 복원 신호의 사인 함수 영역이 아닌 다른 영역에서 수행하는 것을 의미할 수 있다.

예를 들어, 복원 신호가 삼각 함수를 포함하는 사인 함수를 기초로 시간 정보를 좌표 정보로 변환시키는 경우, 획득되는 좌표 정보는 사인 함수 영역에서 획득되는 것을 의미할 수 있으며, 복원 신호는 사인 함수 영역인 것을 의미할 수 있다.

이하에서 복원 신호의 보정 위상 값이 획득되는 영역에 대해 설명한다.

1.2.2.1. 보정 위상 값이 획득되는 영역

일 실시예에 따르면, 복원 신호의 영역은 사인 함수 영역일 수 있다.

예를 들어, 다시 수식 1을 참조하면, 복원 신호가 삼각 함수를 포함하는 사인 함수를 기초로 시간 정보를 좌표 정보로 변환시키는 경우, 획득되는 좌표 정보는 사인 함수 영역에서 획득되는 것을 의미할 수 있으며, 복원 신호의 영역이 사인 함수 영역인 것을 의미할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 복원 신호의 영역은 위상 영역일 수 있다.

[수식 2]

수식 2는 일 실시예에 따라, 시간 정보를 좌표 정보로 변환시키기 위해 사용될 수 있는 위상 영역에서의 복원 신호를 나타낸 수식이다.

수식 2를 참조하면, x'는 위상 영역에서 변환된 제1축 위상 영역 좌표 정보를 나타내고,

는 제1축 진폭으로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축으로의 진폭을 나타내고,

는 제1축 주파수로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축으로의 주파수를 나타내고, t는 시간 정보를 나타내고,

는 제1축 위상으로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축으로의 위상을 나타내며, 제1 축으로의 위상 지연 성분을 의미할 수 있다. 또한, y'는 위상 영역에서 변환된 제2축 위상 영역 좌표 정보를 나타내고,

는 제2축 진폭으로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제2축으로의 진폭을 나타내고,

는 제2축 주파수로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제2축으로의 주파수를 나타내고, t는 시간 정보를 나타내고,

는 제2축 위상으로, 구동 신호 또는 복원 신호의 제2축으로의 위상을 나타내며, 제2 축으로의 위상 지연 성분을 의미할 수 있다. 또한, mod는 modulus 연산자인 나머지 연산자를 의미할 수 있으며, T는 미리 정해진 주기를 의미할 수 있다. 즉, (mod T) 는 미리 정해진 주기마다 위상 영역 좌표 정보가 반복되는 것을 의미할 수 있다. 수식 2 및 다시 수식 1을 참조하면, 사인 함수 영역의 복원 신호에서 사인 함수의 변수로 사용되는 주파수, 시간 정보 및 위상을 기초로 위상 영역의 복원 신호가 획득될 수 있다. 다시 말해, 위상 영역의 복원 신호는 시간 정보에 대하여 사인 함수의 형식이 아닌, 1차 함수의 형식을 가질 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 수식 2의 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 제2축 위상 영역 좌표 정보는 획득되는 시간 정보가 증가됨에 따라, 일정한 주기마다 반복될 수 있다. 다시 말해, 수식 2를 참조하면, 미리 정해진 주기인 T에 따라, 시간 정보가 증가된 수준이 미리 정해진 주기를 넘어가는 경우, 시간 정보는 다시 초기 값으로 반복될 수 있다. 예를 들면, 미리 정해진 주기 T가 2π인 경우, 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 제2축 위상 영역 좌표 정보는 기본적인 사인 함수의 1 주기인 2π마다 초기 값으로 반복될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 미리 정해진 주기 T는 2π 또는 4π 등 다양한 주기로 지정될 수 있다. 앞서 언급한 실시예들 외에도, 예를 들어, 복원 신호의 영역은 푸리에 영역, 라플라스 영역 및 z-변환 영역 등을 포함한 다양한 영역에서 획득될 수 있다. 여기서, 복원 신호의 푸리에 영역, 라플라스 영역 및 z-변환 영역은 사인 함수 영역의 복원 함수에서 각각 푸리에 변환, 라플라스 변환 및 z-변환을 수행한 영역일 수 있다.

도20은 일 실시예에 따른, 복원 신호의 영역에 따라 획득되는 이미지를 나타낸 도면이다.

구체적으로, 도20(a)는 사인 함수 영역에서 복원 신호가 대상체에 대한 이미지를 획득한 것을 나타낸 도면이고, 도20(b)는 위상 영역에서 복원 신호가 대상체에 대한 이미지를 획득한 것을 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 도20을 참조할 때, 제어부(110)는 사인 함수 영역에서 획득된 좌표 정보를 이용한 이미지 및 위상 영역에서 획득된 좌표 정보를 이용한 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 이미지가 획득되는 것은 복원 신호를 이용하여 좌표 정보를 획득하고, 각각의 좌표 정보들에 광 정보를 대입시킨 단계를 의미할 수 있다.

여기서, 위상 영역에서 획득되는 좌표 정보의 개수는 사인 함수 영역에서 획득되는 좌표 정보의 개수보다 많을 수 있다.

예를 들어, 다시 수식 1 및 수식 2를 참조하면, 수식 1 및 수식 2는 각각 복원 신호의 사인 함수 영역을 나타내고, 수식 2는 복원 함수의 위상 영역을 나타낸다. 이때, 수식 2를 참조하면, 제1축 위상 영역 좌표 정보는 시간 정보에 대한 1차 함수로서, 하나의 시간 정보에 대한 하나의 좌표 정보가 획득될 수 있으나, 수식 1을 참조하면 제1축 좌표 정보는 시간 정보에 대한 사인 함수로서, 둘 이상의 시간 정보에 대하여 하나의 좌표 정보가 획득될 수 있다.

이에 따라, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보를 이용하여 제어부(110)가 획득하는 이미지는 사인 함수 영역에서 획득된 좌표 정보를 이용하여 제어부(110)가 획득하는 이미지가 위 아래 및 왼쪽 오른쪽이 대칭된 형태로 제공될 수 있다.

또한, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보는 사인 함수 영역에서 획득된 좌표 정보와 비교하여 더 많을 수 있다. 구체적인 예를 들면, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보의 개수는 사인 함수 영역에서 획득된 좌표 정보의 개수보다 4배 이상 많을 수 있다.

또한, 위상 영역에서 획득되는 좌표 정보는 사인 영역에서 획득되는 좌표 정보와 비교하여 상하좌우 대칭 형태를 가지고 있으므로, 위상 영역에서 획득되는 좌표 정보를 기초로 획득되는 픽셀 정보의 개수가 사인 영역에서 획득되는 좌표 정보를 기초로 획득되는 픽셀 정보의 개수보다 더 많을 수 있다.

구체적인 예를 들어, 사인 함수 영역에서 획득되는 픽셀 정보가 제1축 및 제2축으로 각각 512*512의 개수를 가질 때, 위상 영역에서 획득되는 픽셀 정보가 제1축 및 제2축으로 획득되는 개수는 1024*1024일 수 있다.

다만, 위에서 언급한 예시에 제한되지 않고, 위상 영역에서 획득된 픽셀 정보는 다양한 픽셀의 개수를 가질 수 있다. 구체적으로, 픽셀의 개수는 512*512, 2048*2048 및 4096*4096 등일 수 있으며, 또는 사용자가 임의적으로 픽셀 정보의 개수를 설정할 수 있다.

1.2.2.2. Orbifold method를 이용한 위상 보정 방법

이하에서는, 일 실시예에 따라, 제어부(110)가 orbifold method를 이용하여 복원 신호의 위상을 보정하는 방법에 대하여 설명한다.

도21은 일 실시예에 따른, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보를 이용하여 복원 신호의 위상 지연이 발생하지 않은 위상 영역의 이미지와 복원 신호의 위상 지연이 발생한 이미지를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 도21을 참조할 때, 복원 신호에 위상 지연이 발생하지 않은 경우, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보를 이용하여 획득된 위상 영역에서의 이미지는 위상 영역에서 획득되는 이미지의 중점을 기준으로 대칭일 수 있다.

다시 말해, 복원 신호에 위상 지연이 발생한 경우, 위상 영역에서 획득된 이미지는 획득되는 이미지의 중점을 기준으로 대칭을 이루지 않을 수 있다.

이에 따라, 위상 영역에서 획득되는 좌표 정보를 이용하여, 위상 영역에서 획득되는 이미지가 대칭을 이루는 위상을 탐색하는 경우, 제어부(110)는 복원 신호의 위상 지연 값을 획득할 수 있다. 다시 말해, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보를 기초로 획득하는 이미지는 위상 영역 좌표 정보의 제1축 및 제2축의 중점을 기준으로 대칭을 이루나, 위상 지연이 발생한 복원 신호의 경우에는, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보를 기초로 획득한 이미지가 위상 영역 좌표 정보의 제1축 및 제2축의 중점으로부터 벗어난 위치에서 대칭을 이루고, 이에 따라, 중점으로부터 벗어난 위치에서 대칭이 되는 위상을 탐색하는 경우, 제어부(110)는 복원 신호의 위상 지연 값을 획득할 수 있다.

도22는 일 실시예에 따른, 위상 영역 좌표 정보의 대칭성을 기초로 제어부(110)가 복원 신호의 초기 위상 보정 값을 획득하는 방법을 나타낸 블록도이다.

도22를 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호의 초기 위상 보정 값을 획득하는 방법은, 제어부(110)가 위상 영역 좌표 정보에 광 정보를 대입하는 단계(S4020), 제어부(110)가 위상 영역 좌표 정보에서의 대칭을 판단하는 단계(S4040) 및 제어부(110)가 초기 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4060)를 포함할 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 복원 신호의 초기 위상 보정 값을 획득하는 방법은 앞서 언급한 제어부(110)가 초기 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4000)와 동일한 단계이거나 포함되는 단계일 수 있다.

도23은 일 실시예에 따라, 시간 정보에 대응하여 복원 신호의 위상 영역에서 획득된 좌표 정보에 획득되는 광 정보를 모식적으로 나타낸 표이다.

일 실시예에 따라, 도22 및 도23을 참조하면, 제어부(110)가 위상 영역 좌표 정보에 광 정보를 대입하는 단계(S4020)는 제어부(110)가 복원 신호의 위상 영역에서 시간 정보에 대응하여 좌표 정보를 획득하고, 획득된 좌표 정보에 대응하는 광 정보도 획득하는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 위상 영역에서 좌표 정보를 획득하는 것은, 앞서 언급한 것과 마찬가지로, 수광부(140)가 광 정보를 획득하는 것과 관계없이, 제어부(110)가 미리 정해진 시간 간격을 기초로 시간 정보를 획득하고, 획득된 시간 정보를 기초로 좌표 정보를 획득하는 것을 의미할 수 있다.

예를 들어, 다시 수식 2를 참조하면, 제어부(110)는 시간 정보를 기초로 위상 영역에서 변환된 제1축 위상 영역 좌표 정보 및 제2축 위상 영역 좌표 정보를 획득할 수 있다. 이에 따라, 제어부(110)는 시간 정보에 대응되는 광 정보를 위상 영역에서 획득된 좌표 정보에 대응되도록 할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 위상 영역에서 획득되는 좌표 정보에 광 정보가 대응되도록 데이터를 획득할 수 있다.

도24는 일 실시예에 따라, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보를 기초로 각 좌표 정보 별 광 정보를 합한 것을 나타내는 그래프이다.

구체적으로, 도24(a)의 가로축은 제1축 위상 영역 좌표 정보를 나타내고, 세로축은 광 정보의 합을 나타낸다. 또한, 도24(b)의 가로축은 제2축 위상 영역 좌표 정보를 나타내고, 세로축은 광 정보의 합을 나타낸다. 다만, 이에 제한되지 않고 세로축은 광 정보의 곱이나 위상 영역 좌표 정보에 따른 광 정보의 적분 값일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 세로축이 나타내는 것은 광 정보의 합인 것으로 설명한다.

여기서, 일 실시예에 따르면, 광 정보의 합은 각 위상 영역 좌표 정보에서 획득되는 적어도 하나 이상의 광 정보의 합을 의미할 수 있다.

예를 들어, 하나의 제1축 위상 영역 좌표 정보가 고정되는 경우, 고정된 제1축 좌표 정보와 고정되지 않은 복수의 제2축 위상 영역 좌표 정보들이 가리키는 좌표 위치에 복수의 광 정보들이 대응될 수 있고, 앞선 광 정보들 중 적어도 하나 이상의 광 정보를 합할 수 있다. 다시 말해, 2차원 직교 좌표계에서, x축이 고정되고 전체 y축 범위 중 적어도 하나 이상의 y축 좌표의 값을 이용하여 합산할 수 있다. 마찬가지로, 제2축 위상 영역 좌표 정보가 고정되는 경우, 앞서 언급한 것과 마찬가지의 방법으로 광 정보의 합산이 가능할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 광 정보의 합은 각 위상 영역 좌표 정보에서 획득되는 적어도 하나 이상의 광 정보가 합산된 후 평균을 나타내는 것을 의미할 수 있다.

도22 및 도24를 참조하면, 제어부(110)가 위상 영역 좌표 정보에서의 대칭을 판단하는 단계(S4040)는 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 제2축 위상 영역 좌표 정보 상에서 제어부(110)가 특정한 위상 영역 좌표 정보에서 대칭성을 판단하는 방법을 포함할 수 있다.

여기서, 대칭성은 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 특정한 제2축 위상 영역 좌표 정보를 기초로 동일한 거리 - 동일한 좌표 정보 거리 - 만큼 떨어진 좌표 정보에서 획득되는 광 정보 또는 광 정보의 합이 동일 또는 유사한 것을 의미할 수 있다.

또한, 대칭성을 판단하는 것은, 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 제2축 위상 영역 좌표 정보의 제일 처음 값과 제일 마지막 값은 서로 연속되는 상황에서 판단되는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1축 위상 영역 좌표 정보 중 제일 처음 값인 x'1과 제일 마지막 값인 x'n은 서로 연속되는 값으로, x'1으로부터 동일한 거리에 있는 값은 x'1의 다음 값인 x'2와 x'n일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 위상 영역 좌표 정보에서의 대칭성을 판단하기 위하여, 제어부(110)는 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보 및 제2축 위상 영역 좌표 정보를 기준으로 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 제2축 위상 영역 좌표 정보로부터 동일한 거리만큼 떨어진 좌표 정보에서의 광 정보의 합 사이의 차이를 기초로 판단할 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 광 정보의 합 사이의 차이를 기초로 구하는 것은, 제어부(110)가 획득한 복수의 위상 영역 좌표 정보들에서의 광 정보의 합들의 차이 값들을 모두 더한 값일 수 있다.

예를 들어, 도23을 참조할 때, 제1축 위상 영역 좌표 정보인 x'1, x'2, x'3, x'4 및 x'5가 위상 영역에서의 좌표 정보 상에서 순차적인 경우, x'3를 기준으로 x'1 좌표 정보에 획득된 광 정보의 합과 x'5 좌표 정보에 획득된 광 정보의 합의 차이와 x'2 좌표 정보에 획득된 광 정보의 합과 x'4 좌표 정보에 획득된 광 정보의 합을 구할 수 있다. 이에 따라, 만일 x'3 좌표 정보를 기준으로 대칭을 이루는 경우, x'3 좌표 정보를 기준으로 x'1및 x'5 좌표 정보의 광 정보의 합의 차이 값과 x'2 및 x'4 좌표 정보의 광 정보의 합의 차이 값은 다른 위상 영역 좌표 정보를 기준으로 할 때 보다 작을 수 있다.

마찬가지로, 제2축 위상 영역 좌표 정보의 대칭성 판단도 위에 언급한 제1축 위상 영역 좌표 정보에서 대칭을 판단하는 방법이 사용될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제어부(110)는 위상 영역 좌표 정보에서의 대칭성을 판단하기 위하여, 제어부(110)는 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 제2축 위상 영역 좌표 정보를 기준으로 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 제2축 위상 영역 좌표 정보로부터 동일한 거리만큼 떨어진 좌표 정보까지의 광 정보의 합을 적분할 수 있다.

또한 다른 실시예에 따르면, 제어부(110)는 위상 영역 좌표 정보에서의 대칭성을 판단하기 위하여, 제어부(110)는 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 제2축 위상 영역 좌표 정보를 기준으로 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 제2축 위상 영역 좌표 정보로부터 동일한 거리만큼 떨어진 좌표 정보에서의 광 정보의 합 사이의 곱(multiplication)을 기초로 판단할 수 있다.

위에서 언급한 실시예들에서, 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 특정한 제2축 위상 영역 좌표 정보는 대칭성을 판단하기 위하여 미리 정해진 좌표 정보일 수 있다. 다시 말해, 대칭성을 판단하기 위한 기준이 되는 좌표 정보가 미리 정해질 수 있으며, 이에 따라 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 제2축 위상 영역 좌표 정보 상의 각각의 좌표 정보들에서 모두 대칭성을 판단할 수 있다. 즉, 대칭성을 판단하기 위한 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 제2축 위상 영역 좌표 정보는 적어도 하나 이상의 좌표 정보일 수 있다.

도22를 참조하면, 제어부(110)가 초기 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4060)는 앞서 제어부(110)가 판단한 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 특정한 제2축 위상 영역 좌표 정보에서 판단한 대칭성을 기초로 초기 위상 보정 값을 획득하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 복수의 좌표 정보에서 각각 대칭성을 판단하여, 가장 대칭이 되는 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보 또는 특정한 제2축 위상 영역 좌표 정보를 획득하고, 획득된 좌표 정보들에 대응되는 위상을 복원 신호의 초기 위상 보정 값으로 획득할 수 있다.

예를 들어, 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보를 기준으로 동일한 거리에 있는 좌표 정보들에서 획득된 광 정보의 합의 차이 값을 모두 더한 값이 가장 작은 경우, 제어부(110)는 앞선 특정한 제1축 위상 영역 좌표 정보에 대응되는 위상을 복원 신호의 초기 위상 보정 값으로 획득할 수 있다.

도25는 일 실시예에 따른, 초기 위상 보정 값의 근사 위상 보정 값을 획득하는 순서를 나타낸 블록도이다.

도 22 및 도25를 참조하면, 제어부(110)가 초기 위상 보정 값의 근사 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4100)는 제어부(110)가 초기 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4060) 이후에 제어부(110)에서 수행될 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)가 초기 위상 보정 값의 근사 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4100)는 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4200) 이전에 제어부(110)에서 수행될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)가 초기 위상 보정 값의 근사 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4100)는 제어부(110)가 초기 위상 보정 값과 초기 위상 보정 값에 대응하는 위상 영역 좌표 정보에서의 대칭성에 기초하여 상세 위상 보정 값에 가까운 근사 위상 영역 좌표 정보 및 근사 위상 영역 좌표 정보에 대응하는 위상 값을 획득하는 것을 포함할 수 있다.

예를 들어, 도23 및 도 25를 참조하면, 제어부(110)가 획득한 초기 위상 보정 값과 대응되는 제1축 위상 영역 좌표 정보가 x'2인 경우, 제1축 근사 위상 보정 값에 대응하는 근사 제1축 위상 영역 좌표 정보는 x'1, x'2 및 x'3의 좌표 정보 및 각 좌표 정보에서 획득된 광 정보의 합을 기초로 좌우 대칭인 함수로 근사하여, 광 정보의 합의 값이 0또는 0에 가까운 제1축 위상 영역 좌표 정보를 획득할 수 있다.

여기서, 예를 들어, 근사 시키기 위한 좌우 대칭인 함수는

와 같이 x 값이 b인 지점에서 좌우 대칭인 함수를 의미할 수 있다. 즉, x'1, x'2 및 x'3와 각각의 좌표 정보에 대응하는 광 정보의 합을 위 수식의 각각 x및 y에 대입하는 경우, 좌우 대칭을 이루는 근사 제1축 위상 영역 좌표 정보인b가 획득될 수 있다. 이에 다라, 근사 제1축 위상 영역 좌표 정보에 대응되는 근사 위상 보정 값이 제어부(110)에 획득될 수 있다.

또한, 근사 제2축 위상 영역 좌표 정보 및 제2축 근사 위상 보정 값도 마찬가지로 위에서 근사 제1축 위상 영역 좌표 정보 및 제1축 근사 위상 보정 값을 획득하는 방법과 같이 획득될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)가 초기 위상 보정 값의 근사 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4100)에서 획득된 근사 위상 보정 값이 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4200)에서 사용될 수 있다.

1.2.2.3. Orbifold method를 이용한 Mechanical coupling 보정 방법

도26은 일 실시예에 따라, 위상 영역에서 획득된 좌표 정보를 이용하여 MC 현상이 발생하지 않은 경우에 획득되는 이미지와 MC 현상이 발생하는 경우 획득되는 이미지를 나타낸 도면이다.

구체적으로 도26을 참조하면, 도26(a)는 위상 지연 및 MC 현상이 발생하지 않은 경우 획득되는 위상 영역 좌표 정보를 기초로 획득되는 이미지를 나타낸 도면이고, 도26(b)는 위상 지연은 발생하지 않았으나, MC 현상이 발생한 경우 획득되는 위상 영역 좌표 정보를 기초로 획득되는 이미지를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 위상 영역 좌표 정보를 기초로, 제어부(110)는 MC 현상 발생 여부를 획득할 수 있고, 제어부(110)는 MC 현상이 발생된 경우, 위상 영역 좌표 정보에 대응되는 광 정보들을 기초로 MC 현상의 보정이 가능하다.

다시 말해, 제어부(110)는 위상 영역 좌표 정보에 획득된 광 정보를 기초로 제1축 MC 신호 및 제2축 MC 신호를 획득할 수 있다.

예를 들어, 제어부(110)가 위상 영역 좌표 정보를 기초로 제1축 MC 신호 및 제2축 MC 신호의 위상을 획득하는 경우, 제어부(110)는 복원 신호로 제1축 신호 및 제2축 신호에 추가적으로 제1축 MC 신호 및 제2축 MC 신호를 고려하여 이미지를 복원할 수 있다.

여기서, 제어부(110)는 제1축 MC 신호 및 제2축 MC 신호를 획득하기 위해, 제1축 신호, 제2축 신호, 제1축 MC 신호 및 제2축 MC 신호의 위상을 변수로 하는 회전 행렬을 기초로 연산을 수행할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 연산의 수행 결과로 제1축 신호, 제2축 신호, 제1축 MC 신호 및 제2축 MC 신호의 위상을 획득할 수 있다.

1.3. 위상의 상세 보정 값 획득

이하에서, 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법에 대하여 설명한다.

다만, 상세 위상 보정이라고 하여, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 초기 위상 보정 값을 획득한 후에만 상세 위상 보정 값을 획득하는 것은 아니며, 제어부(110)는 초기 위상 보정 값을 획득하지 않고 상세 위상 보정 값을 획득하는 방법을 수행하거나, 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법을 이용하여 초기 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

1.3.1. 위상의 상세 보정 방법 일반

도27은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

구체적으로, 도27을 참조하면, 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법은 제어부(110)가 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 단계(S4220) 및 제어부(110)가 획득하는 광 정보 사이의 차이 값이 최소화되도록 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S4240)를 포함할 수 있다.

여기서 도19 및 도27을 참조하면, 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법은 앞선 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4200)에 포함되거나 동일한 단계일 수 있다.

도28은 일 실시예에 따른, 하나의 픽셀 정보에 획득되는 복수의 광 정보를 나타낸 모식도이다. 획득되는 복수의 광 정보는 제1 광 정보 세트와 제2 광 정보 세트를 포함할 수 있다.

여기서, 제1광 정보 세트와 제2 광 정보 세트는 서로 다른 시간대에 획득된 광 정보들일 수 있다. 또한, 제1 광 정보 세트와 제2 광 정보 세트는 각각 적어도 하나 이상의 광 정보를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1 광 정보 세트는 연속된 시간 정보에 대응되는 광 정보들일 수 있으며, 제2 광 정보 세트는 제1 광 정보 세트가 획득되는 연속된 시간 정보로부터 일정 시간이 지난 후 후의 연속된 시간 정보에 대응되는 광 정보들일 수 있다.

구체적인 예를 들어, 제1 광 정보 세트 및 제2 광 정보 세트 각각 3개의 광 정보를 포함하는 경우, 제1 광 정보 세트에 대응되는 광 정보는 1마이크로 초, 1.1 마이크로 초 및 1.2 마이크로 초에 대응하여 획득되는 광 정보일 수 있고, 제2광 정보 세트에 대응되는 광 정보는 5 마이크로 초, 5.1 마이크로 초 및 5.2 마이크로 초에 대응하여 획득되는 광 정보일 수 있다. 여기서, 시간 정보는 0.1 마이크로 초 단위로 획득될 수 있으며, 이에 따라 광 정보 역시 0.1 마이크로 초 단위로 획득될 수 있다. 다만, 제1광 정보 세트와 제2 광 정보 세트가 획득되는 시간 정보는 위의 예시에 제한되지 않으며, 시간 정보가 획득되는 단위 시간 및 구동 신호 또는 복원 신호에 따라 생성되는 패턴이 한 번 완성되는데 소요되는 시간 등에 의하여 달라질 수 있다.

다시 말해, 제1 광 정보 세트와 제2 광 정보 세트가 획득되는 시간 정보가 상이한 것은, 제1 광 정보 세트와 제2 광 정보 세트가 획득되는 픽셀 정보에서 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 발생되는 패턴이 교차하는 것을 의미할 수 있다.

도27 및 도28을 참조하면, 제어부(110)가 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 단계(S4220)는 제어부(110)가 픽셀 정보에 획득되는 좌표 정보에 대응되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 픽셀 정보는 단일한 픽셀이 전체 픽셀 중 위치하는 위치 정보를 의미할 수 있으며, 픽셀 정보에는 복수의 좌표 정보가 포함될 수 있다.

다시 말해, 복수의 좌표 정보는 하나의 픽셀 정보를 나타낼 수 있다.

예를 들어, 제1 광 정보 세트는 복수의 좌표 정보에 대응하는 복수의 광 정보로 구성될 수 있으며, 제1 광 정보 세트를 구성하는 복수의 좌표 정보가 가리키는 위치는 하나의 픽셀 정보 내의 위치를 가리킬 수 있다. 다시 말해, 세부적으로는 복수의 좌표 정보가 서로 상이한 위치를 나타낼 수 있어도, 하나의 픽셀 정보는 복수의 좌표 정보가 나타내는 상이한 위치를 포함할 수 있다.

이는, 하나의 픽셀 정보 내에 복수의 광 정보가 획득될 수 있는 것을 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 복수의 광 정보의 차이 값은 복수의 광 정보 사이의 차이, 평균, 분산 및 표준 편차를 포함하는 것을 의미할 수 있다.

예를 들어, 제1광 정보 세트를 구성하는 광 정보들을 합산한 값과 제2 광 정보 세트를 구성하는 광 정보들을 합산한 값의 차이가 복수의 광 정보의 차이 값을 의미할 수 있다.

다른 예를 들어, 제1 광 정보 세트와 제2 광 정보 세트를 구성하는 광 정보들 중 적어도 일부의 평균 광 정보 값이 복수의 광 정보의 차이 값을 의미할 수 있다.

또한 다른 예를 들어, 제1 광 정보 세트와 제2 광 정보 세트를 구성하는 광 정보들 중 적어도 일부의 평균 광 정보 값으로부터 복수의 광 정보들의 분산이 광 정보의 차이 값을 의미할 수 있다.

또한 다른 예를 들어, 제1 광 정보 세트와 제2 광 정보 세트를 구성하는 광 정보들 중 적어도 일부의 평균 광 정보 값으로부터 복수의 광 정보들의 표준 편차가 광 정보의 차이 값을 의미할 수 있다.

다만, 위의 예시에 제한되지 않고, 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 것은 픽셀 정보에 획득되는 복수의 광 정보가 균일한 것을 나타내는 것을 의미할 수 있다. 여기서, 복수의 광 정보가 균일한 것은 획득되는 복수의 광 정보가 동일 또는 유사한 광 정보를 가지는지 여부를 의미할 수 있다.

여기서, 복원 신호의 위상 지연이 발생하지 않은 경우 픽셀 정보에 획득되는 복수의 광 정보들은 모두 동일한 값일 수 있다. 즉, 복수의 광 정보 사이의 차이 값은 0또는 0에 가까운 값일 수 있다.

그러나, 복원 신호의 위상 지연이 발생한 경우, 픽셀 정보에 획득되는 복수의 광 정보들 사이의 차이 값이 발생될 수 있다. 즉, 복원 신호의 위상 지연된 값이 클수록 픽셀 정보에 획득되는 복수의 광 정보들 사이의 차이 값은 더 커질 수 있다.

도27을 참조하면, 제어부(110)가 광 정보 사이의 차이 값이 최소화되도록 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S4240)는 복원 신호의 위상을 변경시키며 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 최소화되는지 여부를 제어부(110)가 판단하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 이미지 생성 장치의 사용자는 수동으로 복원 신호의 위상을 변경시켜가며 제어부(110)가 획득하는 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되도록 조절할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제어부(110)는 복원 신호의 위상을 변경시킬 수 있는 최소 단위로 변경시켜가며 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되도록 복원 신호의 위상을 변경할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 제어부(110)는 복원 신호의 위상을 임의로 변경시켜가며 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되도록 복원 신호의 위상을 변경할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 제어부(110)는 복원 신호의 위상을 미리 정해진 위상 조정 단위로 변경시켜가며 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되도록 복원 신호의 위상을 변경할 수 있다.

앞서 언급한 실시예들에서, 제어부(110)는 위상을 조정할 때 마다 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 제어부(110)는 미리 적어도 하나 이상의 복원 신호의 위상 값을 기초로 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득할 수도 있다.

도29는 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정해가며 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 최소 값을 비교하며 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도29를 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정해가며 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 최소 값을 비교하며 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법은 제어부(110)가 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 단계(S4220), 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 단계(S4242), 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정한 이후 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 차이 값을 획득하는 단계(S4244), 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전과 복원 신호의 위상을 조정한 이후의 광 정보 사이의 차이 값을 비교하는 단계(S4246) 및 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전의 차이 값이 획득된 때의 복원 신호의 위상 값으로 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S4248)를 포함할 수 있다.

도29를 참조하면, 제어부(110)가 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 단계(S4220)는 앞선 도 27의 제어부(110)가 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 단계(S4220)와 서로 동일한 단계일 수 있다.

도29를 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 단계(S4242)는 제어부(110)가 앞서 언급한 실시예들에 기초하여 복원 신호의 위상을 조정하는 방법을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 경우, 제어부(110)는 미리 정해진 위상 조정 단위에 기초하여 복원 신호의 위상을 조정할 수 있다.

이하의 관련된 부분에서 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 위한 미리 정해진 위상 조정 단위에 대하여 상세하게 설명한다.

다른 실시예에 따르면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 경우, 제어부(110)는 복원 신호의 위상을 임의로 조정할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 경우, 제어부(110)는 복원 신호의 위상을 조정할 수 있는 최소 위상 단위에 기초하여 복원 신호의 위상을 조정할 수 있다.

도29를 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정한 이후 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 차이 값을 획득하는 단계(S4244)는 앞선 제어부(110)가 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 단계(S4220)에서 제어부(110)가 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 방법을 포함할 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정한 경우, 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보들은 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전의 광 정보들과 상이할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정한 경우, 복원 신호를 기초로 획득되는 좌표 정보는 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전의 좌표 정보와 상이할 수 있고, 이에 따라 픽셀 정보에 포함되는 좌표 정보에 대응되는 광 정보들은 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 전후로 달라질 수 있다.

도29를 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전과 복원 신호의 위상을 조정한 이후의 광 정보 사이의 차이 값을 비교하는 단계(S4246)는 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 전후로 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값을 획득하고, 복원 신호의 위상을 조정하기 전에 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값과 복원 신호의 위상을 조정한 이후의 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값을 비교하는 것을 포함한다.

이때, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 전에 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값과 복원 신호의 위상을 조정한 이후의 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값을 비교하는 것은, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 단계 직전에 획득되는 광 정보의 차이 값과, 복원 신호의 위상을 조정하는 단계 직후에 획득되는 광 정보의 차이 값을 비교하는 것일 수 있다.

예를 들어, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 단계가 적어도 한 번 이상 존재하는 경우, 제어부(110)가 비교하는 광 정보의 차이 값은 마지막 위상 조정 이전의 위상 조정 이후이자 마지막 위상 조정이 되기 이전에 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값과 마지막 위상 조정이 된 이후에 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값을 비교하는 것을 의미할 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 전에 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값은 위상 조정 전 광 정보 차이 값으로 표현할 수 있고, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정한 이후에 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값은 위상 조정 후 광 정보 차이 값으로 표현할 수 있다.

여기서, 위상 조정 전 광 정보 차이 값이 위상 조정 후 광 정보 차이 값보다 더 큰 경우, 제어부(110)는 다시 복원 신호의 위상을 조정할 수 있다. 다시 말해, 위상 조정 전 광 정보 차이 값이 위상 조정 후 광 정보 차이 값보다 더 큰 경우, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 단계(S4242)가 다시 수행될 수 있다.

여기서, 위상 조정 전 광 정보 차이 값이 위상 조정 후 광 정보 차이 값보다 더 작은 경우, 제어부(110)가 복원 신호를 마지막으로 위상 조정하기 이전에 조정된 위상을 기초로 제어부(110)는 복원 신호의 위상을 복원할 수 있다. 다시 말해, 위상 조정 전 광 정보 차이 값이 위상 조정 후 광 정보 차이 값보다 더 작은 경우, 제어부(110)는 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전의 차이 값이 획득된 때의 복원 신호의 위상 값으로 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S4248)가 수행될 수 있다.

도29를 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전의 차이 값이 획득된 때의 복원 신호의 위상 값으로 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S4248)는 제어부(110)가 마지막으로 복원 신호의 위상을 조정하기 직전에 조정된 복원 신호의 위상을 기초로 복원 신호의 위상을 보정하는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 마지막으로 복원 신호의 위상을 조정하기 직전에 조정된 복원 신호의 위상은, 위상 조정 이전 광 정보 차이 값이 획득되는 것의 기초가 된 복원 신호의 위상 값을 의미할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)가 마지막으로 복원 신호의 위상을 조정하기 직전에 조정된 복원 신호의 위상은 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전의 차이 값이 획득된 때의 복원 신호의 위상 값으로 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S4248)가 수행되기 전에 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정한 단계가 포함되어 있을 경우, 최종적으로 복원 신호의 위상을 조정하기 이전의 복원 신호의 위상을 기초로 획득될 수 있다.

여기서, 복원 신호의 위상을 보정하는 것은 앞서 언급한 것처럼, 복원 신호의 위상 보정 값을 기초로 제어부(110)가 좌표 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다.

이때, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 보정하기 위해 사용되는 위상 값이 상세 위상 보정 값일 수 있다.

도30은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 추가적으로 복원 신호의 위상을 조정해가며 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도30을 참조하면, 제어부(110)가 추가적으로 복원 신호의 위상을 조정해가며 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법은 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 단계(S5000), 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정한 이후 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 차이 값을 획득하는 단계(S5200) 및 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전과 복원 신호의 위상을 조정한 이후의 광 정보 사이의 차이 값을 비교하는 단계(S5400)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 미리 정해진 위상 조정 단위로 복원 신호의 위상을 조정한 이후, 최소가 되는 광 정보의 차이 값에 대응되는 복원 신호의 위상을 획득하고, 이후 미리 정해진 위상 조정 단위보다 더 작은 단위로 복원 신호의 위상을 조정하여 최소가 되는 광 정보의 차이 값을 획득하고, 최소가 되는 광 정보의 차이 값에 대응되는 복원 신호의 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

예를 들어, 도29 및 도30을 참조하면, 제어부(110)가 추가적으로 복원 신호의 위상을 조정해가며 상세 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법은 도29에서의 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전과 복원 신호의 위상을 조정한 이후의 광 정보 사이의 차이 값을 비교하는 단계(S4246)와 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전의 차이 값이 획득된 때의 복원 신호의 위상 값으로 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S4248) 사이에 제어부(110)에서 수행될 수 있다.

도30을 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 단계(S5000)는 제어부(110)가 앞선 미리 정해진 위상 조정 단위보다 작은 위상 조정 단위를 기초로 복원 신호의 위상을 조정하는 것을 포함할 수 있다.

예를 들어, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 단계(S4242)에서 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 제1 위상 조정 단위만큼 조정하는 경우, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 단계(S5000)에서 제어부(110)는 제1 위상 조정 단위보다 더 작은 제2 위상 조정 단위에 기초하여 제어부(110)는 복원 신호의 위상을 조정할 수 있다.

구체적인 예를 들면, 제1 위상 조정 단위가 0.1초인 경우, 제2 위상 조정 단위는 제1 위상 조정 단위보다 작은 0.05초로 설정될 수 있으며, 제어부(110)는 제1 위상 조정 단위를 기초로 복원 신호의 위상을 조정하여 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 차이 값이 최소가 되는 복원 신호의 위상을 획득한 이후, 제어부(110)는 제2 위상 조정 단위를 기초로 복원 신호의 위상을 조정하여 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 차이 값이 최소가 되는 복원 신호의 위상을 획득할 수 있다.

도29 및 도30을 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정한 이후 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 차이 값을 획득하는 단계(S5200) 및 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전과 복원 신호의 위상을 조정한 이후의 광 정보 사이의 차이 값을 비교하는 단계(S5400)는 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정한 이후 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 차이 값을 획득하는 단계(S4244) 및 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전과 복원 신호의 위상을 조정한 이후의 광 정보 사이의 차이 값을 비교하는 단계(S4246)와 동일하거나 유사한 단계일 수 있다.

다시 말해, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정한 이후 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 차이 값을 획득하는 단계(S5200) 및 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 이전과 복원 신호의 위상을 조정한 이후의 광 정보 사이의 차이 값을 비교하는 단계(S5400)는 앞서 언급된 단계에서 사용된 방법과 동일한 방법으로 제어부(110)에서 수행될 수 있다.

1.3.2. 미리 정해진 위상 조정 단위

이하에서는, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 위하여, 위상을 조정하기 위한 단위인 미리 정해진 위상 조정 단위에 대하여 설명한다.

여기서, 미리 정해진 위상 조정 단위는 딥(dip)으로 표현될 수 있다.

도31은 일 실시예에 따른, 구동 신호 또는 복원 신호의 위상이 변화됨에 따라 생성되는 패턴의 형상이 반복되는 것을 나타낸 도면이다.

구체적으로, 도31(a)와 도31(c)는 서로 동일한 패턴의 형상을 나타내나, 미리 정해진 위상 조정 단위만큼 구동 신호 또는 복원 신호의 위상이 차이나는 패턴일 수 있다. 도31(b)는 도31(a) 또는 도31(c)와 상이한 패턴의 형상을 나타내며, 도31(a) 또는 도31(c)의 기초가 되는 구동 신호 또는 복원 신호의 위상으로부터 미리 정해진 위상 조정 단위의 절반만큼 차이나는 패턴일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 신호의 위상 또는 제2축 신호의 위상이 미리 정해진 위상 조정 단위만큼 조정 또는 변화될 때마다 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴의 형상은 반복될 수 있다. 다시 말해, 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴이 반복되는 경우, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 신호의 위상 또는 제2축 신호의 위상은 미리 정해진 위상 조정 단위만큼 차이가 날 수 있다.

예를 들어, 도31을 참조하면, 도31(a)의 기초가 되는 구동 신호 또는 복원 신호로부터 구동 신호 또는 복원 신호의 위상이 조정되는 경우, 패턴이 나타내는 형상은 도31(b)를 거쳐 다시 도31(c)의 패턴을 나타낼 수 있다. 여기서, 도31(a)와 도31(c)의 패턴은 서로 동일한 형상일 수 있으며, 이때 도31(a)의 기초가 되는 구동 신호 또는 복원 신호의 위상과 도31(c)의 기초가 되는 구동 신호 또는 복원 신호의 위상은 서로 미리 정해진 위상 조정 단위인 딥만큼 차이가 날 수 있다.

도32는 일 실시예에 따른, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 신호의 위상과 제2축 신호의 위상에 따라 FF가 반복되는 것을 나타낸 도면이다.

도32의 x축은 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 신호의 위상을 나타내고, y축은 구동 신호 또는 복원 신호의 제2축 신호의 위상을 나타낸다.

또한, 도32에서 나타내는 색상이 서로 동일한 것은 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 나타나는 패턴이 서로 동일 또는 유사한 FF를 가지는 것을 나타낸다. 여기서, 도32에서 나타내는 색상은 밝기가 밝아질수록, 즉 검은색에서 흰색으로 갈수록 FF가 높아지는 것을 나타낼 수 있다.

이때 도32를 참조하면, 도32에서 나타내는 색상은 FF 이외에도, 이미지의 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값을 의미할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 구동 신호 또는 복원 신호의 위상이 미리 정해진 위상 조정 단위만큼 조정 또는 변화될 때마다 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 FF가 반복될 수 있다. 다시 말해, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 신호 또는 제2축 신호가 딥만큼 변화될 때마다, 구동 신호 또는 복원 신호의 FF는 동일할 수 있다.

구체적으로, 도32를 참조하면, 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 신호의 위상 또는 제2축 신호의 위상이 변화됨에 따라 FF는 반복적으로 변할 수 있고, 이때, FF가 반복되는 제1축 신호의 위상 또는 제2축 신호의 위상의 간격은 미리 정해진 위상 조정 단위인 딥일 수 있다.

[수식 3]

수식 3을 참조하면, dip은 미리 정해진 위상 조정 단위를 나타내고, GCD는 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 주파수와 제2축 주파수의 최대 공약수를 나타내며,

는 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 주파수를 나타내고,

는 구동 신호 또는 복원 신호의 제2축 주파수를 나타낸다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 위한 미리 정해진 위상 조정 단위는 복원 신호의 제1축 주파수와 제2축 주파수를 기초로 획득될 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 복원 신호의 제1축 주파수와 제2축 주파수를 기초로 복원 신호의 위상을 조정하기 위한 미리 정해진 위상 조정 단위를 획득할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하기 위한 미리 정해진 위상 조정 단위는 복원 신호의 제1축 서로소 주파수와 제2축 서로소 주파수를 기초로 획득될 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 복원 신호의 제1축 서로소 주파수와 제2축 서로소 주파수를 기초로 복원 신호의 위상을 조정하기 위한 미리 정해진 위상 조정 단위를 획득할 수 있다.

1.3.3. BPSA

이하에서는, BPSA 방법을 이용하여 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 것에 대하여 설명한다.

여기서, BPSA는 Boundary Phase Search Algorithm의 약자로, 일부 픽셀 정보들만을 이용하여 제어부(110)가 복원 신호의 상세 위상 보정 값을 획득하는 방법을 의미할 수 있고, 특히 이미지의 경계 근처의 픽셀 정보들에 대응되는 광 정보들을 이용하여 제어부(110)가 복원 신호의 상세 위상 보정 값을 획득하는 방법을 의미할 수 있다.

이때, 이미지의 경계 근처는 제어부(110)가 획득하는 이미지의 위, 아래 및 좌, 우로 픽셀 정보가 획득되는 이미지의 끝 부분들로부터 이미지의 내부로 향하도록 미리 정해진 픽셀 개수만큼의 영역을 의미할 수 있다. 다시 말해, 이미지의 경계 근처는 획득되는 이미지의 전체 픽셀 영역에서 가장자리를 의미할 수 있다. 여기서, 미리 정해진 픽셀 개수는 임의로 설정된 값으로, 제어부(110)의 연산량 등을 고려하여 변할 수 있다.

즉, 제어부(110)가 BPSA 방법을 이용하는 경우, 전체 픽셀 정보가 아닌 일부 픽셀 정보에 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보를 이용하여 광 정보의 최소 값을 계산할 수 있으므로, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 보정하기 위해 소요되는 시간이 줄어들 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)가 BPSA 방법을 이용하는 경우, 제어부(110)의 연산량이 줄어들 수 있다. 즉, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 보정하는 속도가 높아질 수 있다.

여기서, 픽셀 정보에 좌표 정보가 획득되는 것은, 좌표 정보가 나타내는 전체 픽셀 상에서의 위치가 특정 픽셀 정보가 나타내는 위치에 포함되는 것을 의미할 수 있으며, 마찬가지로 광 정보가 획득되는 것은 광 정보에 대응되는 좌표 정보가 나타내는 전체 픽셀 상에서의 위치가 특정 픽셀 정보가 나타내는 위치에 포함되는 것을 의미할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 좌표 정보가 나타내는 위치 또는 광 정보에 대응되는 좌표 정보가 나타내는 위치가 픽셀 정보가 나타내는 위치에 포함되는 것을 좌표 정보 또는 광 정보가 획득되는 것으로 표현한다.

도33은 일 실시예에 따른, 전체 픽셀 범위에서 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 밀도를 나타낸 도면이다.

도33을 참조하면, 가로 축과 세로 축의 막대 그래프는 각각 해당 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 또는 좌표 정보의 수 또는 광 정보 또는 좌표 정보의 밀도를 나타내는 그래프이다. 구체적으로, 가로 축과 세로 축에 나타난 막대 그래프는, 한 축 전체에서 획득되는 픽셀 정보에 포함되는 좌표 정보 또는 광 정보의 수 또는 밀도를 나타낼 수 있다.

도33을 참조하면, 획득되는 이미지의 전체 픽셀 범위에서 색상이 더 어두운 픽셀 정보는 좌표 정보 또는 광 정보가 색상이 밝은 픽셀 정보에 비하여 더 많이 획득되는 픽셀 정보일 수 있다. 다시 말해, 색상이 더 어두운 픽셀 정보에 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보의 밀도가 색상이 밝은 픽셀 정보에 비하여 더 높을 수 있다.

여기서, 도33을 참조하면, 색상이 더 어두운 것은 흰 색에서 검은 색으로 갈수록 색상이 어두워지는 것을 의미할 수 있다.

도34는 일 실시예에 따른, 획득되는 이미지의 일부 영역의 픽셀 정보에 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보를 나타낸 도면이다.

구체적인 예를 들어, 도34를 참조하면, 도34(a)는 전체 픽셀 영역에서 좌표 정보 또는 광 정보가 획득되는 수가 적거나 밀도가 작은 중앙 영역 근처에서 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보를 나타낸 도면이고, 도34(b)는 전체 픽셀 영역에서 좌표 정보 또는 광 정보가 획득되는 수가 많거나 또는 밀도가 높은 경계 영역 근처에서 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보를 나타낸 도면이다.

도34를 참조하면, 특정 픽셀 영역이 다른 픽셀 영역보다 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보의 수가 더 많거나 그 밀도가 더 높을 수 있다.

예를 들어, 구동 신호 또는 복원 신호가 리사주 패턴을 나타내는 경우, 픽셀 정보들이 포함된 픽셀 영역에 포함되는 좌표 정보 또는 광 정보는 전체 픽셀 영역에서, 중앙 영역보다 가장자리 영역에서 획득되는 수가 많거나, 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보의 밀도가 더 높을 수 있다.

여기서, 예를 들면, 획득되는 전체 좌표 정보 또는 전체 광 정보의 개수 중 가장자리 픽셀 영역에서 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보의 수가 적어도 50%이상일 수 있다.

도35는 일 실시예에 따른, 일부 픽셀 영역에 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보를 기초로 위상을 보정하는 방법을 나타낸 모식도이다.

도35를 참조하면, 일부 픽셀 영역에 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보를 기초로 위상을 보정하는 방법은, 제어부(110)가 전체 픽셀 정보 중 일부 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 단계(S6000) 및 제어부(110)가 광 정보 사이의 차이 값이 최소화되도록 위상을 보정하는 단계(S6200)이 포함될 수 있다.

여기서, 일부 픽셀 영역에 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보를 기초로 위상을 보정하는 방법은 앞선 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4200)에 포함될 수 있다.

도35를 참조하면, 제어부(110)가 전체 픽셀 정보 중 일부 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 단계(S6000)는 제어부(110)가 획득되는 모든 좌표 정보 대응되는 모든 광 정보를 이용하는 것이 아닌, 획득되는 좌표 정보 중 일부 좌표 정보에 대응되는 광 정보를 이용하여 차이 값을 획득하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 가장자리 픽셀 영역에 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보를 이용하여 차이 값을 획득할 수 있다. 여기서, 가장자리 픽셀 영역은 앞서 설명한 바와 같이, 이미지의 경계 근처의 픽셀 정보들을 의미할 수 있다.

구체적으로, 가장자리 픽셀 영역에 획득되는 좌표 정보는 획득되는 전체 픽셀 영역의 가장자리에서 적어도 한 층 이상의 픽셀 정보에 획득되는 좌표 정보를 의미할 수 있다.

여기서, 한 층의 픽셀 정보는 제1축 또는 제2축 중 선택된 어느 하나의 방향으로 위치하는 전체 픽셀 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1축으로 픽셀 정보가 256개가 존재하는 경우, 한 층의 픽셀 정보는 256개의 픽셀 정보를 의미할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제어부(110)는 가장자리 픽셀 영역에 획득되는 좌표 정보에 대응하는 광 정보들 중 적어도 하나 이상의 광 정보를 이용하여 차이 값을 획득할 수 있다. 다시 말해, 가장자리 픽셀 영역 중 하나의 픽셀 정보에 대응되는 광 정보들이 존재하는 경우, 제어부(110)는 해당 광 정보들의 전체가 아닌 일부를 이용하여 차이 값을 획득할 수 있다.

이하의 관련된 부분에서, 좌표 정보에 대응하는 광 정보들 중 적어도 하나 이상의 광 정보를 이용하여 차이 값을 제어부(110)가 획득하는 것에 대하여 상세하게 설명한다.

도35를 참조하면, 제어부(110)가 광 정보 사이의 차이 값이 최소화되도록 위상을 보정하는 단계(S6200)는 제어부(110)가 광 정보 사이의 차이 값이 최소화되도록 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S4240)와 동일한 단계이거나, 포함되는 단계일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 전체 픽셀 정보 중 일부 픽셀 정보에 획득되는 좌표 정보 또는 광 정보를 이용하여 광 정보 사이의 차이 값을 획득할 수 있다.

이에 따라, 제어부(110)는 획득된 광 정보 사이의 차이 값이 최소화가 되도록, 앞선 제어부(110)가 광 정보 사이의 차이 값이 최소화되도록 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S4240)와 같이 복원 신호의 위상을 변경시키며 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 최소화되는지 여부를 판단할 수 있다.

1.3.4. GPSA

이하에서는 GPSA 방법을 이용하여 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 것에 대하여 설명한다.

여기서, GPSA는 Global Phase Search Algorithm의 약자로, 일부 픽셀 정보들에 획득되는 좌표 정보에 대응하는 광 정보들 중 적어도 하나 이상의 광 정보를 이용하여 제어부(110)가 복원 신호의 상세 위상 보정 값을 획득하는 방법을 의미할 수 있다. 특히, 이용되는 광 정보들은 대응되는 좌표 정보가 동일 또는 유사한 위치를 나타내는 광 정보들일 수 있다.

제어부(110)가 GPSA 방법을 이용하는 것은 제어부(110)가 BPSA 방법을 이용하는 것과 마찬가지로, 전체 픽셀 정보에 획득되는 전체 광 정보 중 일부 광 정보를 이용하므로, 제어부(110)의 연산량이 줄어들 수 있으며, 이에 따라 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 보정하는 속도가 높아질 수 있다.

도36은 일 실시예에 따른, 구동 신호 또는 복원 신호에 따라 나타나는 패턴이 교차되는 것을 나타낸 모식도이다.

구체적인 예를 들어, 도36을 참조하면, 도36(a)는 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 나타나는 패턴이 교차 픽셀 영역에서 패턴이 교차되는 것을 나타낸 도면이고, 도36(b)는 교차 픽셀 영역에서 패턴이 교차되는 지점의 위치가 동일하거나 유사한 좌표 정보에 획득되는 제1 교차 광 정보 및 제2 교차 광 정보를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)가 획득하는 광 정보 사이의 차이 값은, 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 나타나는 패턴이 교차되는 위치와 동일하거나 유사한 좌표 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값일 수 있다.

여기서, 패턴이 교차되는 위치는, 서로 다른 시점에 같은 좌표 정보를 나타내는 경우 패턴이 교차되는 것을 의미할 수 있으며, 또한 패턴이 생성되는 영역의 모서리와 패턴이 만나는 지점도 패턴이 교차되는 지점인 것을 의미할 수 있다.

예를 들어, 앞선 도5, 도6 및 도36을 참조하면, 제어부(110)가 획득하는 광 정보 사이의 차이 값은 제1 교차 광 정보와 제2 교차 광 정보의 차이 값일 수 있다.

여기서, 제1 교차 광 정보와 제2 교차 광 정보가 대응하여 획득되는 시간 정보는 다르나, 제1교차 광 정보와 제2 교차 광 정보가 대응되는 좌표 정보가 나타내는 위치는 서로 동일하거나 유사할 수 있다.

구체적인 예를 들어, 앞선 도5 및 도6을 참조하면, t1에 대응하여 획득되는 i1이 제1 교차 광 정보일 수 있고, t2에 대응하여 획득되는 t2가 제2 교차 광 정보일 수 있다. 여기서, t1에 대응되는 좌표 정보는 x1및 y1일 수 있으며, t2에 대응되는 좌표 정보는 x2 및 y2일 수 있다. 이때, x1 및 y1이 나타내는 좌표 정보의 위치와 x2 및 y2가 나타내는 좌표 정보의 위치는 서로 동일하거나 유사할 수 있다. 즉, i1과 i2가 대응하여 획득되는 시간 정보는 서로 상이하나, i1과 i2에 대응되는 좌표 정보가 나타내는 위치는 서로 동일하거나 유사할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴이 교차되는 지점의 좌표 정보에 대응되는 광 정보만을 이용하여 복원 신호의 위상을 보정할 수 있다.

이하에서, 제어부(110)가 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴이 교차되는 지점의 좌표 정보에 대응되는 광 정보만을 이용하여 복원 신호의 위상을 보정하는 방법에 대하여 설명한다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 좌표 정보가 나타내는 위치가 서로 동일하거나 유사한 것을 좌표 정보가 동일한 것으로 표현할 수 있다. 또한, 제어부(110)가 좌표 정보를 획득하는 것은 좌표 정보가 나타내는 위치 역시 획득하는 것을 의미할 수 있다.

도37은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴이 교차되는 위치의 좌표 정보에 획득되는 광 정보를 이용하여 복원 신호의 위상을 보정하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도37을 참조하면, 제어부(110)가 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴이 교차되는 위치의 좌표 정보에 획득되는 광 정보를 이용하여 복원 신호의 위상을 보정하기 위한 방법은 제어부(110)가 위상을 보정하기 전의 복원 신호를 기초로 패턴이 교차하는 좌표 정보에 대한 오프셋을 획득하는 단계(S7000), 제어부(110)가 획득된 오프셋에서 각 좌표 정보에 획득되는 광 정보의 차이가 최소가 되도록 하는 제1 위상 보정 값 및 최소 오프셋을 획득하는 단계(S7200), 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 변경해 가며, 최소 오프셋의 좌표 정보를 기초로 광 정보의 차이가 최소가 되는 제2 위상 보정 값을 획득하는 단계(S7400) 및 제어부(110)가 제1 위상 보정 값과 제2 위상 보정 값을 기초로 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S7600)를 포함할 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴이 교차되는 위치의 좌표 정보에 획득되는 광 정보를 이용하여 복원 신호의 위상을 보정하기 위한 방법은 앞선 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4200)에 포함될 수 있다.

[수식 4]

수식 4은 일 실시예에 따라, 시간 정보를 좌표 정보로 변환시키기 위해 사용될 수 있는 복원 신호 및 대상체에 광을 조사하는 패턴을 결정하기 위한 구동 신호를 나타낸 수식이다.

수식 4은 앞선 수식 1의 초기 시간, 즉 t=0일 때를 나타낸 수식이다. 여기서,

와 제1 주파수를 기초로

가 획득될 수 있다. 보다 구체적으로,

는 구동 신호 또는 복원 신호가 t=0일 때의 제1축 구동 신호 또는 제1축 복원 신호의 위상을 나타낼 수 있다. 또한, 여기서 c는 패턴의 모양이 결정되기 위한 요소일 수 있다.

와 제2 주파수를 기초로

가 획득될 수 있다. 즉, 제1축 구동 신호 또는 제1축 복원 신호의 위상은 제2축 구동 신호 또는 제2축 복원 신호의 위상과 c만큼 차이가 날 수 있다. 또한, 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 나타나는 패턴이 시작하는 위치는

및 c에 의해서 결정될 수 있다. 다시 말해, 패턴이 시작하는 위치는 t=0 일 때 수식 4에 기초하여 나타나는 좌표 정보일 수 있다.

이때,

와

는 제1 축 구동 신호 또는 제1 축 복원 신호의 위상을 의미할 수 있고,

와

는 제2축 구동 신호 또는 제2축 복원 신호의 위상을 의미할 수 있다. 즉,

와

는 각각 제1 주파수와 제2 주파수가 고정되어 있는 경우 실질적으로

및

에 비례하는 구동 신호 또는 복원 신호의 위상을 의미할 수 있다,

도37 및 도7을 참조하면, 제어부(110)가 위상을 보정하기 전의 복원 신호를 기초로 패턴이 교차하는 좌표 정보에 대한 오프셋을 획득하는 단계(S7000)는 제어부(110)가 위상을 보정하기 전의 복원 신호를 기초로, 좌표 정보가 동일 또는 유사한 시간 정보 또는 좌표 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 오프셋은 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴이 교차하는 복수의 교차 지점들에 대응하는 복수의 좌표 정보들을 의미할 수 있다. 또는, 오프셋은 구동 신호 또는 복원 신호가 나타내는 패턴이 교차되는 적어도 하나의 교차 지점들에 대응하는 적어도 하나 이상의 시간 정보들을 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)가 패턴이 교차하는 좌표 정보에 대한 오프셋을 획득하는 것은 구동 신호 또는 복원 신호에 의하여 나타나는 패턴이 교차되는 복수의 교차 지점이 존재하고, 이때 복수의 교차 지점에 대응되는 복수의 좌표 정보들을 획득하는 것일 수 있다.

예를 들어, 앞선 도5 및 도6을 참조하면, 제어부(110)는 시간 정보인 t1 내지 t4에 각각 대응되는 광 정보인 i1 내지 i4를 획득할 수 있다. 여기서, 시간 정보인 t1 내지 t4는 각각 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 좌표 정보인 x1 내지 x4와 대응될 수 있고, 또한 t1 내지 t4는 각각 구동 신호 또는 복원 신호의 제2축 좌표 정보인 y1 내지 y4와 대응될 수 있다. 즉, 제어부(110)에 획득되는 광 정보인 i1 내지 i4는 각각 순차적으로 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 좌표 정보인 x1 내지 x4 및 구동 신호 또는 복원 신호의 제2축 좌표 정보인 y1 내지 y4와 대응될 수 있다.

여기서 예를 들면, 시간 정보 t1에 대응되는 좌표 정보 x1 및 y1이 가리키는 위치와 시간 정보 t3에 대응되는 좌표 정보 x3 및 y3가 가리키는 위치는 서로 동일하거나 유사할 수 있다. 마찬가지로, 시간 정보 t2에 대응되는 좌표 정보 x2 및 y2가 가리키는 위치와 시간 정보 t4에 대응되는 좌표 정보 x4 및 y4가 가리키는 위치 역시 서로 동일하거나 유사할 수 있다.

이때, 제어부(110)가 획득하는 오프셋들은 시간 정보를 기준으로, (t1, t3) 및 (t2, t4)일 수 있다. 또는, 제어부(110)가 획득하는 오프셋들은 좌표 정보를 기준으로, (x1, y1)과 (x3, y3) 및 (x2, y2)와 (x4, y4)일 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)가 획득하는 오프셋들은 적어도 두 개의 시간 정보가 나타내는 좌표 정보가 서로 동일하거나 유사한 경우, 앞선 적어도 두 개의 시간 정보가 하나의 오프셋을 구성할 수 있으며, 패턴이 교차되는 복수의 지점들에 대하여 각각 대응되는 시간 정보를 기초로 구성된 복수의 오프셋일 수 있다. 또한, 제어부(110)가 획득하는 오프셋들은 패턴이 교차하는 지점의 적어도 두 개의 좌표 정보가 하나의 오프셋을 구성할 수 있으며, 패턴이 교차되는 복수의 지점들에 대한 적어도 두 개의 좌표 정보가 복수로 획득되는 오프셋일 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제어부(110)가 적어도 하나 이상의 오프셋을 획득하는 것을 제어부(110)가 오프셋을 획득하는 것으로 설명한다.

또한, 일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 위상이 보정되기 전의 복원 신호를 기초로 오프셋을 획득할 수 있다. 여기서, 위상이 보정되기 전의 복원 신호는 복원 신호에 위상과 관련된 요소가 없는 것을 의미할 수 있다.

예를 들어, 앞선 수식 1및 4을 참조하면, 제어부(110)가 오프셋을 획득하는 복원 신호는

및 c가 0인 신호일 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)가 오프셋을 획득하는 복원 신호는

및

가 0인 신호일 수 있다.

즉, 제어부(110)는 시간 정보를 변경시키며, 복원 신호가 나타내는 패턴이 교차하는 지점의 좌표 정보 또는 복원 신호가 나타내는 패턴이 교차하는 지점의 좌표 정보에 대응하는 시간 정보를 획득할 수 있다.

결론적으로, 제어부(110)는 위상이 0인 복원 신호를 기초로 오프셋을 획득할 수 있다.

도38은 일 실시예에 따른, 서로 다른 패턴에서 획득되는 교차 지점들을 나타낸 모식도이다.

구체적으로 앞선 수식1, 수식 4 및 도38을 참조하면, 도38(a) 및 도38(b)는 패턴의 모양이 결정되기 위한 요소인 c를 제외하고 나머지는 동일한 구동 신호 또는 복원 신호에 의해 나타난 패턴들일 수 있다. 다시 말해, 도38(a)와 도38(b)는 서로 제1축 신호 및 제2축 신호가 주파수 및 진폭은 동일한 신호에 기초하여 나타나는 패턴일 수 있으나, 제1축 신호와 제2축 신호의 위상이 c만큼 차이가 날 때, 서로 다른 c의 값을 갖는 패턴들일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 패턴을 나타내는 구동 신호 또는 복원 신호의 제1축 신호 및 제2축 신호의 위상 차이가 변경되어도, 패턴이 진행되는 방향으로 교차가 발생되는 지점들에 도달하는 시간 간격이 동일할 수 있다.

예를 들어, 앞선 수식1, 수식 4 및 도38을 참조하면, 도38(a)에서 패턴이 진행하는 방향이 제1 교차 지점에서 제2 교차 지점으로 진행하는 경우, 제1 교차 지점의 좌표 정보에 대응되는 시간 정보와 제2 교차 지점의 좌표 정보에 대응되는 시간 정보의 시간 간격은 도38(b)에서 패턴이 진행하는 방향이 제3 교차 지점에서 제4 교차 지점으로 진행하는 경우, 제3 교차 지점의 좌표 정보에 대응되는 시간 정보와 제4 교차 지점의 좌표 정보에 대응되는 시간 정보의 시간 간격은 서로 동일할 수 있다.

즉, 제1축 신호와 제2축 신호의 위상 차이가 서로 다른 두 패턴을 나타내는 구동 신호 또는 복원 신호에서 각각 획득되는 오프셋들에 대응되는 시간 정보는 동일한 시간 간격만큼 차이가 날 수 있다. 다시 말해, 구동 신호와 복원 신호의 제1축 신호와 제2축 신호의 위상이 서로 차이가 난다고 하여도, 획득되는 오프셋들에 대응되는 시간 정보 및 오프셋들이 획득되는 시간 정보의 시간 간격은 서로 동일할 수 있다.

도37 및 도38을 참조하면, 제어부(110)가 획득된 오프셋에서 각 좌표 정보에 획득되는 광 정보의 차이가 최소가 되도록 하는 제1 위상 보정 값 및 최소 오프셋을 획득하는 단계(S7200)는 제어부(110)가 획득된 오프셋에 대응하는 시간 정보를 여러 시간 간격으로 변경시켜가며 오프셋들에서의 광 정보의 차이 값이 최소가 되는 시간 정보 획득하고, 그에 대응되는 최소 오프셋을 획득하는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 앞선 수식 1 및 수식 4을 참조하면, 제어부(110)가 오프셋의 시간 정보를 변경시키는 것은 구동 신호 또는 복원 신호의

를 변경시켜가며 변경된 오프셋을 획득하는 것을 의미할 수 있다.

또한, 앞선 수식 1 및 수식 4을 참조하면, 광 정보의 차이가 최소가 되도록 하는 제1 위상 보정 값은 제어부(110)가

를 변경시키는 경우, 변경된 오프셋에 대응하는 좌표 정보의 광 정보의 차이가 최소가 되는

일 수 있다. 이때, 구동 신호 또는 복원 신호의

가 제1 위상 보정 값인 경우, 제어부(110)가 획득하는 오프셋이 최소 오프셋일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 복원 신호의

를 변경시켜가며 제1 위상 보정 값 및 최소 오프셋을 획득할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제어부(110)는 복원 신호의

를 복수의 값으로 변경시킨 복수의 오프셋들 중 광 정보의 차이가 최소가 되는 제1 위상 보정 값 및 그에 대응되는 최소 오프셋을 획득할 수 있다.

이때, 앞선 실시예들에서 제어부(110)가

를 변경시키는 단위 또는 제어부(110)가 획득하는 복수의

사이의 간격은 미리 정해질 수 있다. 즉, 제어부(110)는 미리 정해진 간격으로

를 변경시켜가며 광 정보의 차이가 최소가 되는 제1 위상 보정 값 및 그에 대응하는 최소 오프셋을 획득할 수 있으며, 또한 미리 정해진 간격으로 복수의

를 획득하고, 그에 대응되는 복수의 오프셋들 중 광 정보의 차이가 최소인

를 제1 위상 보정 값으로 획득하고, 제1 위상 보정 값에 대응하는 최소 오프셋을 획득할 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 획득하는 복수의

사이의 간격은 연속적으로 변경되는

사이의 차이를 의미할 수 있다. 예를 들어, 복수의

에 포함되는

,

및

가 연속적인 경우, 복수의

사이의 간격은

과

의 차이를 의미할 수 있다.

여기서, 복수의 오프셋들은 제어부(110)가 룩업테이블(Lookup table; LUT)의 형태로 획득할 수 있다. 즉, 제어부(110)는 복수의 오프셋들을 출력하는 경우, 복수의 오프셋들에 대응되는 시간 정보 또는 좌표 정보를 한 번에 출력할 수 있다.

여기서, 예를 들어, 제어부(110)가

를 변경시키는 단위 또는 제어부(110)가 획득하는 복수의

사이의 미리 정해진 간격은 딥일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 제어부(110)가

를 변경시키는 단위 또는 제어부(110)가 획득하는 복수의

사이의 미리 정해진 간격은 제어부(110)가 위상을 변경시킬 수 있는 최소 단위일 수 있다. 여기서 제어부(110)가 위상을 변경시킬 수 있는 최소 단위는 구동 신호 또는 복원 신호에 기초하여 획득되는 좌표 정보가 실질적으로 변경되기 위한 단위일 수 있다.

도37을 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 변경해 가며, 최소 오프셋의 좌표 정보를 기초로 광 정보의 차이가 최소가 되는 제2 위상 보정 값을 획득하는 단계(S7400)는 제어부(110)가 복원 신호의 제1축 신호와 제2축 신호의 위상 차이를 변경시켜가며 획득된 최소 오프셋에 대응되는 좌표 정보들에서의 광 정보의 차이가 최소가 되는 위상 차이를 획득하는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 앞선 수식 1 및 수식 4을 참조하면, 복원 신호의 제1축 신호와 제2축 신호의 위상 차이는 c일 수 있다.

이때, 앞선 도38을 참조하면, 복원 신호의 제1축 신호와 제2축 신호의 위상 차이가 상이한 경우, 복원 신호에 따라 나타나는 패턴의 형상도 상이할 수 있다. 이에 따라, 획득된 최소 오프셋에 대응되는 좌표 정보들에서의 광 정보의 차이도 복원 신호의 제1축 신호와 제2축 신호의 위상의 차이가 변경되는 것에 따라 달라질 수 있다.

다시 말해, 제어부(110)가 복원 신호의 제1축 신호와 제2축 신호의 위상 차이를 변경시키는 경우, 최소 오프셋에 대응되는 시간 정보와 해당 복원 신호를 기초로 획득되는 좌표 정보에서의 광 정보의 차이가 최소가 되는 위상 차이 값을 획득할 수 있다. 즉, 제2 위상 보정 값은 최소 오프셋에 대응되는 시간 정보와 해당 복원 신호를 기초로 획득되는 좌표 정보에서의 광 정보의 차이가 최소가 되는 위상 차이 값을 의미할 수 있다. 또한, 여기서 제2 위상 보정 값은 최소 오프셋에 대응되는 시간 정보와 해당 복원 신호를 기초로 획득되는 좌표 정보에서의 광 정보의 차이가 최소가 되는 c를 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 복원 신호의 c를 변경시켜가며 제2 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 제어부(110)는 복원 신호의 c를 복수의 값으로 변경시킨 복원 신호들과 최소 오프셋에 대응되는 시간 정보를 기초로 획득되는 복수의 좌표 정보들을 기초로 광 정보의 차이가 최소가 되는 제2 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

이때, 앞선 실시예들에서 제어부(110)가 c를 변경시키는 단위 또는 제어부(110)가 변경시키는 복수의 c 사이의 간격은 미리 정해질 수 있다.

여기서 예를 들면, 미리 정해지는 복수의 c의 간격 또는 c를 변경시키는 단위는 앞서 설명한 딥일 수 있다. 여기서 미리 정해지는 복수의 c의 간격은 연속적으로 변경되는 c 사이의 차이를 의미할 수 있다. 예를 들어, 복수의 c에 포함되는 c1, c2 및 c3가 연속적인 경우, 복수의 c 사이의 간격은 c1과 c2의 차이를 의미할 수 있다.

또는, 다른 예를 들면, 미리 정해지는 복수의 c의 간격 또는 c를 변경시키는 단위는 제어부(110)가 1초 동안 획득하는 이미지의 수에 기초할 수 있다. 구체적으로, 제어부(110)가 1초 동안 획득하는 이미지의 수는 샘플링 레이트일 수 있고, 미리 정해지는 복수의 c의 간격 또는 c를 변경시키는 단위는 샘플링 레이트의 역수일 수 있다.

또는, 다른 예를 들면, 미리 정해지는 복수의 c의 간격 또는 c를 변경시키는 단위는 제어부(110)가 위상을 변경시킬 수 있는 최소 단위일 수 있다. 여기서 제어부(110)가 위상을 변경시킬 수 있는 최소 단위는 구동 신호 또는 복원 신호에 기초하여 획득되는 좌표 정보가 실질적으로 변경되기 위한 단위일 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 복원 신호의 c를 복수의 값으로 변경시킨 복원 신호들과 최소 오프셋에 대응되는 시간 정보를 기초로 획득되는 복수의 좌표 정보들 및 복수의 좌표 정보들에 대응되는 광 정보 들은 제어부(110)가 룩업테이블의 형태로 획득할 수 있다. 즉, 제어부(110)는 제어부(110)가 복원 신호의 c를 복수의 값으로 변경시킨 복원 신호들과 최소 오프셋에 대응되는 시간 정보를 기초로 획득되는 복수의 좌표 정보들을 출력하는 경우, 제어부(110)가 복원 신호의 c를 복수의 값으로 변경시킨 복원 신호들과 최소 오프셋에 대응되는 시간 정보를 기초로 획득되는 복수의 좌표 정보들에 대응되는 좌표 정보를 한 번에 출력할 수 있다.

도37을 참조하면, 제어부(110)가 제1 위상 보정 값과 제2 위상 보정 값을 기초로 복원 신호의 위상을 보정하는 단계(S7600)는 제어부(110)가 복원 신호의 제1축 신호와 제2축 신호의 위상을 제1 위상 보정 값과 제2 위상 보정 값으로 설정하는 것을 포함할 수 있다.

구체적으로, 앞선 수식 1 및 수식 4을 참조하면, 제어부(110)는 제1축 신호의 위상인

또는

를 제1 위상 보정 값으로 설정할 수 있고, 제2축 신호의 위상인

또는

를 제1 위상 보정 값과 제2 위상 보정 값의 합으로 설정할 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 보정하는 것은, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 특정한 위상으로 설정하는 것을 의미할 수 있다.

1.3.5. SRSA

이하에서는 SRSA 방법을 이용하여 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 조정하는 것에 대하여 설명한다.

여기서, SRSA는 Sequential Region Phase Search Algorithm의 약자로, 복원 신호의 위상이 최종 위상 보정 값에 가까워질수록 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값이 작아지는 경향성에 기초하여 제어부(110)가 복원 신호의 상세 위상 보정 값을 획득하는 방법을 의미할 수 있다.

여기서, 최종 위상 보정 값은 지연된 복원 신호의 위상일 수 있다. 또는, 최종 위상 보정 값은 제어부(110)가 상세 위상 보정 방법을 통해 획득한 복원 신호의 위상일 수 있다.

또한, 여기서 경향성은 복원 신호의 위상이 최종 위상 보정 값에 가까워질수록 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값이 위상의 변화와 비례하여 작아지는 기울기가 존재하는 것을 의미할 수 있다. 또는 경향성은 복원 신호의 위상이 최종 위상 보정 값에 가까워질수록 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값이 위상의 변화와 비례하여 작아지는 기울기를 가지는 볼록성(convexity)를 의미할 수 있다. 즉, 이에 따라 복원 신호의 위상이 최종 위상 보정 값에 가까워질수록 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값이 최종 위상 보정 값 주위의 영역에서 볼록성을 나타낼 수 있다.

도39는 일 실시예에 따른, 복원 신호의 위상이 변화됨에 따라 나타나는 적어도 하나 이상의 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 나타낸 그래프이다.

여기서, 도39의 x축은 복원 신호의 제1축 신호의 위상 또는 제2축 신호의 위상을 나타내고, y 축은 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값, 그 중 특히 광 정보 사이의 분산을 나타낸다. 이때, 복원 신호의 1축 신호의 위상 또는 제2축 신호의 위상이 가지는 음의 부호는 제1축 신호 또는 제2축 신호가 반복이 되는 위상 범위에서 범위의 마지막 값을 기준 값으로 사용한 것을 의미할 수 있다.

구체적으로, 도39를 참조하면, 도39(a)는 복원 신호의 제1축 신호 또는 제2축 신호의 전체 위상 범위에서 획득되는 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보들의 차이 값을 나타낸 도면이고, 도39(b)는 도39(a)의 제1 경향성 범위 이내인, 복원 신호의 제1축 신호 또는 제2축 신호의 일부 위상 영역에서 획득되는 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보들의 차이 값을 나타낸 도면이다.

여기서, 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보들의 차이 값은, 일 예로, 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보들의 차이 값을 모두 합한 것일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보들의 차이 값은 앞서 언급한 차이 값이 될 수 있다.

여기서, 전체 위상 범위는 복원 신호의 위상 범위가 라디안 범위에서 0 부터 2π인 것을 의미할 수 있다. 여기서, 라디안 범위는 시간에 따른 범위로 변경될 수 있다. 라디안 범위가 시간에 따른 범위로 변경되는 것은 복원 신호의 제1축 신호의 주파수 또는 제2축 신호의 주파수에 의하여 변경될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 복원 신호의 제1축 신호 또는 제2축 신호의 위상에 따라 각 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값은 위상 변화에 따른 경향성을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 도39를 참조하면, 복원 신호의 전체 위상 범위 중 제1 경향성 범위 이외의 범위에서는 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보들 사이의 차이 값은 위상이 변화되는 것에 따른 경향성을 나타내지 않을 수 있다.

그러나, 복원 신호의 전체 위상 범위 중 제1 경향성 범위 내에서는 특정 위상으로 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보들 사이의 차이 값이 위상의 변화에 따라 경향성을 나타낼 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 최초 위상 보정 방법을 이용하여 제1 경향성 범위에 속하는 복원 신호의 위상을 획득할 수 있다.

즉, 제어부(110)가 최초 위상 보정 방법을 이용하여 획득하는 복원 신호의 최초 위상 보정 값은 제1 경향성 범위 이내에 있는 위상일 수 있다.

도40은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 특정한 FF를 나타내는 위상으로 변경시키는 경우 복원 신호의 위상에 따른 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 나타낸 그래프이다.

여기서, 도40의 x축은 복원 신호의 제1축 신호의 위상 또는 제2축 신호의 위상을 나타내고, y 축은 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값, 그 중 특히 광 정보 사이의 분산을 나타낸다.

도40을 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 특정한 FF를 나타내는 위상으로만 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 획득하는 경우, 복원 신호의 위상에 따른 차이 값은 봉우리(peak)를 나타내지 않고, 위상의 변화에 따른 일정한 경향성을 나타낼 수 있다.

여기서 복원 신호의 위상에 따른 차이 값이 봉우리(peak)를 나타내는 것은 복원 신호의 위상에 따른 FF가 달라지는 것에 따라 나타날 수 있다.

이때, 복원 신호의 위상에 따른 차이 값이 봉우리를 나타내는 경우, 제어부(110)는 복원 신호의 상세 위상 보정 값을 최종 위상 보정 값이 아닌 다른 값으로 획득할 수 있다. 여기서 제어부(110)가 복원 신호의 상세 위상 보정 값을 다른 위상 보정 값으로 획득하는 것은 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 국소 최소 값(local minimum)일 때 획득되는 것을 의미할 수 있다. 또한, 제어부(110)가 복원 신호의 상세 위상 보정 값을 획득하는 것은 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 전역 최소 값(global minimum) 일 때 획득되는 것을 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 도40을 참조할 때, 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 일정한 경향성을 가지는 경우, 제어부(110)는 경향성에 기초하여 복원 신호의 위상 보정을 수행할 수 있다.

이하에서는, 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 일정한 경향성을 가질 때, 제어부(110)가 경향성에 기초하여 복원 신호의 위상 보정을 수행하는 방법에 대하여 설명한다.

도41은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 경향성을 이용하여 복원 신호의 최종 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

도41을 참조하면, 제어부(110)가 경향성을 이용하여 복원 신호의 최종 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법은 제어부(110)가 최초 위상 보정 값 인근에서 FF가 가장 큰 복원 신호의 위상을 획득하는 단계(S8000), 제어부(110)가 FF가 가장 큰 복원 신호의 위상으로부터 경향성에 기초하여 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되는 중간 위상 보정 값을 획득하는 단계(S8200) 및 제어부(110)가 중간 위상 보정 값으로부터 경향성에 기초하여 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되는 최종 위상 보정 값을 획득하는 단계(S8400)가 포함될 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 경향성을 이용하여 복원 신호의 최종 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법은 앞선 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4200)에 포함될 수 있다.

도41을 참조하면, 제어부(110)가 최초 위상 보정 값 인근에서 FF가 가장 큰 복원 신호의 위상을 획득하는 단계(S8000)는 제어부(110)가 제1 경향성 범위 내의 위상인 최초 위상 보정 값을 기초로 상세 위상 보정을 수행하는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 최초 위상 보정 값 인근이 의미하는 것은 최초 위상 보정 값을 중심으로 딥에 기초한 범위를 설정하는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 제어부(110)는 최초 위상 보정 값을 중심으로 딥의 절반만큼의 위상 범위를 갖는 것이 최초 위상 보정 값의 인근을 의미할 수 있다.

또한 여기서, FF가 가장 큰 복원 신호의 위상을 획득하는 것은, 광 정보가 획득된 픽셀 정보의 밀도가 높은 것을 의미할 수 있다.

도41을 참조하면, 제어부(110)가 FF가 가장 큰 복원 신호의 위상으로부터 경향성에 기초하여 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되는 중간 위상 보정 값을 획득하는 단계(S8200)는 제어부(110)가 경향성에 기반한 최소 값 탐색 방법을 기초로 중간 위상 보정 값을 획득하는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 경향성에 기반한 최소 값 탐색 방법은 Nelder-Mead method, Momentum method, Adagrad method, Adam method, Steepest gradient method 또는 Gradient descent method 방법을 포함한 기울기 기반의 최소 값 탐색 알고리즘(Slope-based search algorithm)일 수 있다.

예를 들어, 경향성에 기반한 최소 위상 값 탐색 방법은 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 딥만큼 변경시켜가며, 딥만큼 변경된 위상에 대응되는 복원 신호를 기초로 획득되는 좌표 정보를 이용하여 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 이용하는 것을 의미할 수 있다.

또는, 경향성에 기반한 최소 값 탐색 방법은 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 딥의 정수배만큼 변경시켜가며, 딥의 정수배만큼 변경된 위상에 대응되는 복원 신호를 기초로 획득되는 좌표 정보를 이용하여 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 이용하는 것을 의미할 수 있다. 여기서 변경되는 단위인 딥의 정수배는 복원 신호의 위상이 변경될 때 마다 매번 다른 정수배일 수 있다.

또는, 경향성에 기반한 최소 값 탐색 방법은 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 딥이 아닌 미리 정해진 위상 보정 단위로 변경시켜가며 미리 정해진 위상 보정 단위만큼 변경된 위상에 대응되는 복원 신호를 기초로 획득되는 좌표 정보를 이용하여 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 이용하는 것을 의미할 수 있다.

이때, 제어부(110)는 경향성에 기반하여 변경되는 복원 신호의 위상을 이용하여 획득된 각 픽셀 정보들에 획득된 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되는 중간 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

도42는 일 실시예에 따른, 복원 신호의 일부 위상 영역에서 복원 신호의 위상이 변화됨에 따라 나타나는 적어도 하나 이상의 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값을 나타낸 그래프이다.

여기서, 도42의 x축은 복원 신호의 제1축 신호의 위상 또는 제2축 신호의 위상을 나타내고, y 축은 픽셀 정보들에 획득되는 광 정보의 차이 값, 그 중 특히 광 정보 사이의 분산을 나타낸다.

이때, 도42를 참조하면, 제2 경향성 범위에서도 복원 신호의 위상 변화에 따른 각 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값의 변화는 경향성이 나타날 수 있다.

또한, 도42를 참조하면, 도42의 x축 영역의 범위는 딥일 수 있다.

도41및 도42를 참조하면, 제어부(110)가 중간 위상 보정 값으로부터 경향성에 기초하여 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되는 최종 위상 보정 값을 획득하는 단계(S8400)는 제어부(110)가 획득된 복원 신호의 일부 위상 범위인 제2 경향성 범위에서 경향성을 기초로 최종 위상 보정 값을 획득하는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 제어부(110)가 획득한 중간 위상 보정 값은 제2 경향성 범위 이내에 있을 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제2 경향성 범위 내에서도 제어부(110)는 경향성에 기반하여 최종 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

이때, 제어부(110)는 변경되는 복원 신호의 위상에 기초하여 획득된 각 픽셀 정보들에 획득된 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되는 최종 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

여기서, 제어부(110)는 제2 경향성 범위 내에서 위상을 변경시키는 단위를 딥보다 작은 미리 정해진 단위로 설정할 수 있다.

이에 따라, 제어부(110)는 경향성에 기반한 최소 값을 탐색하기 위해 딥보다 작은 미리 정해진 단위로 변경시켜가며 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되는 최종 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

또는, 제어부(110)는 제2 경향성 범위 내에서 위상을 변경시키는 단위를 딥보다 작은 미리 정해진 단위의 정수배로 설정할 수 있다.

이에 따라, 제어부(110)는 경향성에 기반한 최소 값을 탐색하기 위해 딥보다 작은 미리 정해진 단위의 정수배로 변경시켜가며 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보 사이의 차이 값이 최소가 되는 최종 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

도43은 일 실시예에 따른, 제어부(110)가 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 이용하여 복원 신호의 최종 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.

여기서, 제어부(110)가 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 이용하여 복원 신호의 최종 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법은 앞선 제어부(110)가 상세 위상 보정 값을 획득하는 단계(S4200)에 포함될 수 있다.

도43을 참조하면, 제어부(110)가 기울기 기반 최소값 탐색 기법을 이용하여 복원 신호의 최종 위상 보정 값을 획득하기 위한 방법은 제어부(110)가 제1 기울기 기반 탐색 기법을 이용하여 제1 위상 보정 값을 탐색하는 단계(S9000), 제어부(110)가 복원 신호를 제1 위상 보정 값으로 보정하는 경우 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값을 미리 정해진 차이 값과 비교하거나, 제1 기울기 기반 탐색 기법에서 변경시키는 위상 단위의 변화 값을 미리 정해진 위상 변화 값과 비교하는 단계(S9200), 제어부(110)가 제2 기울기 기반 탐색 기법을 이용하여 제2 위상 보정 값을 탐색하는 단계(S9400) 및 제어부(110)가 복원 신호를 제2 위상 보정 값으로 보정하는 경우 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값을 미리 정해진 차이 값과 비교하거나, 제2 기울기 기반 탐색 기법에서 변경시키는 위상 단위의 변화 값을 미리 정해진 위상 변화 값과 비교하는 단계(S9600)를 포함할 수 있다.

도43을 참조하면, 제어부(110)가 제1 기울기 기반 탐색 기법을 이용하여 제1 위상 보정 값을 탐색하는 단계(S9000)는 제어부가 복원 신호의 위상 보정 값을 획득하기 위하여, 제1 기울기 기반 탐색 기법을 이용하는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 기울기 기반 탐색 기법은 앞서 설명한 경향성에 기반한 탐색 방법 또는 기울기 기반의 최소 값 탐색 알고리즘을 의미할 수 있다.

이때, 제1 기울기 기반 탐색 기법은 매번 탐색될 때 마다 복원 신호의 위상을 서로 다르게 변화시켜가며 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값이 최소가 되는 복원 신호의 위상 값을 탐색할 수 있다.

또한, 제1 위상 보정 값은 제1 기울기 기반 탐색 기법의 결과로 획득될 수 있으나, 제어부는 제1 기울기 기반 탐색 기법의 결과에 기초하여, 제1 위상 보정 값을 획득할 수 있다.

구체적으로, 제1 기울기 기반 탐색 기법의 결과에 의해 획득된 복원 신호의 위상 보정 값이 제1 중간 위상 보정 값일 수 있고, 이때 제1 위상 보정 값은 제1 중간 위상 보정 값의 인근 위상에서 최대 FF를 나타내는 위상 값일 수 있다.

도43을 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호를 제1 위상 보정 값으로 보정하는 경우 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값을 미리 정해진 차이 값과 비교하거나, 제1 기울기 기반 탐색 기법에서 변경시키는 위상 단위의 변화 값을 미리 정해진 위상 변화 값과 비교하는 단계(S9200)는 제어부(110)가 미리 정해진 차이 값 또는 미리 정해진 위상 변화 값을 기초로 제1 위상 보정 값을 추가적으로 보정하도록 하는 것을 포함할 수 있다.

구체적으로, 이전 단계에서 획득된 제1 위상 보정 값을 기초로 제어부가 복원 신호를 보정할 때, 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값이 미리 정해진 차이 값보다 큰 경우, 제어부는 이전 단계에서 획득된 제1 위상 보정 값을 기초로 제1 기울기 기반 탐색 기법을 이용하여 제1 위상 보정 값을 탐색하는 단계(S9000)를 다시 수행할 수 있다. 여기서 획득되는 제1 위상 보정 값은 이전에 획득된 제1 위상 보정 값과 상이할 수 있다.

마찬가지로, 이전 단계에서 획득된 제1 위상 보정 값을 기초로 제어부가 복원 신호를 보정할 때, 제1 기울기 기반 탐색 기법에서 제1 위상 보정 값을 획득하기 위해 변화시킨 위상의 변화 값이 미리 정해진 위상 변화 값보다 큰 경우 제어부는 이전 단계에서 획득된 제1 위상 보정 값을 기초로 제1 기울기 기반 탐색 기법을 이용하여 제1 위상 보정 값을 탐색하는 단계(S9000)를 다시 수행할 수 있다.

또한, 이전 단계에서 획득된 제1 위상 보정 값을 기초로 제어부가 복원 신호를 보정할 때, 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값이 미리 정해진 차이 값보다 작은 경우, 제어부는 이전 단계에서 획득된 제1 위상 보정 값을 기초로 제2 기울기 기반 탐색 기법을 이용하여 제2 위상 보정 값을 탐색하는 단계(S9400)를 수행할 수 있다.

마찬가지로, 이전 단계에서 획득된 제1 위상 보정 값을 기초로 제어부가 복원 신호를 보정할 때, 제1 기울기 기반 탐색 기법에서 제1 위상 보정 값을 획득하기 위해 변화시킨 위상의 변화 값이 미리 정해진 위상 변화 값보다 작은 경우 제어부는 이전 단계에서 획득된 제1 위상 보정 값을 기초로 제2 기울기 기반 탐색 기법을 이용하여 제2 위상 보정 값을 탐색하는 단계(S9400)를 수행할 수 있다.

여기서, 미리 정해진 위상 변화 값 또는 미리 정해진 차이 값은 제어부의 연산량을 고려하여 사용자가 임의로 설정하는 값일 수 있다.

도43을 참조하면, 제어부(110)가 제2 기울기 기반 탐색 기법을 이용하여 제2 위상 보정 값을 탐색하는 단계(S9400)는 제어부가 복원 신호의 위상 보정 값을 획득하기 위하여, 제2 기울기 기반 탐색 기법을 이용하는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 제2 기울기 기반 탐색 기법은 앞선 제1 기울기 기반 탐색 기법과 서로 동일한 방법을 이용할 수 있으나, 제1 기울기 기반 탐색 기법과 제2 기울기 기반 탐색 기법은 서로 다른 위상 변화 값을 기초로 최소 값을 탐색할 수 있다.

구체적인 예를 들면, 제1 기울기 기반 탐색 기법 및 제2 기울기 기반 탐색 기법은 특정한 위상 변화 값의 정수배가 되도록 복원 신호의 위상을 변경시켜가며 최소 값을 탐색할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 제1 기울기 기반 탐색 기법 및 제2 기울기 기반 탐색 기법은 특정한 위상 변화 값의 일정한 배수 - 여기서 배수는 정수, 유리수 및 무리수 등을 포함한 수의 배수를 의미할 수 있다. - 에 기초하여 최소 값을 탐색할 수 있다.

도43을 참조하면, 제어부(110)가 복원 신호를 제2 위상 보정 값으로 보정하는 경우 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값을 미리 정해진 차이 값과 비교하거나, 제2 기울기 기반 탐색 기법에서 변경시키는 위상 단위의 변화 값을 미리 정해진 위상 변화 값과 비교하는 단계(S9600)는 제어부(110)가 미리 정해진 차이 값 또는 미리 정해진 위상 변화 값을 기초로 제2 위상 보정 값을 추가적으로 보정하도록 하는 것을 포함할 수 있다.

구체적으로, 제어부(110)가 복원 신호를 제2 위상 보정 값으로 보정하는 경우 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값을 미리 정해진 차이 값과 비교하거나, 제2 기울기 기반 탐색 기법에서 변경시키는 위상 단위의 변화 값을 미리 정해진 위상 변화 값과 비교하는 단계(S9600)는 앞선 제어부(110)가 복원 신호를 제1 위상 보정 값으로 보정하는 경우 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값을 미리 정해진 차이 값과 비교하거나, 제1 기울기 기반 탐색 기법에서 변경시키는 위상 단위의 변화 값을 미리 정해진 위상 변화 값과 비교하는 단계(S9200)와 유사할 수 있다.

즉, 이전 단계에서 획득된 제2 위상 보정 값을 기초로 제어부가 복원 신호를 보정할 때, 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값이 미리 정해진 차이 값보다 큰 경우, 제어부는 이전 단계에서 획득된 제2 위상 보정 값을 기초로 제2 기울기 기반 탐색 기법을 이용하여 제2 위상 보정 값을 탐색하는 단계(S9400)를 다시 수행할 수 있다. 여기서 획득되는 제2 위상 보정 값은 이전에 획득된 제2 위상 보정 값과 상이할 수 있다.

마찬가지로, 이전 단계에서 획득된 제2 위상 보정 값을 기초로 제어부가 복원 신호를 보정할 때, 제2 기울기 기반 탐색 기법에서 제2 위상 보정 값을 획득하기 위해 변화시킨 위상의 변화 값이 미리 정해진 위상 변화 값보다 큰 경우 제어부는 이전 단계에서 획득된 제2 위상 보정 값을 기초로 제2 기울기 기반 탐색 기법을 이용하여 제2 위상 보정 값을 탐색하는 단계(S9400)를 다시 수행할 수 있다.

또한, 이전 단계에서 획득된 제2 위상 보정 값을 기초로 제어부가 복원 신호를 보정할 때, 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값이 미리 정해진 차이 값보다 작은 경우, 제어부는 이전 단계에서 획득된 제2 위상 보정 값을 복원 신호의 최종 위상 보정 값으로 설정할 수 있다.

마찬가지로, 이전 단계에서 획득된 제2 위상 보정 값을 기초로 제어부가 복원 신호를 보정할 때, 제2 기울기 기반 탐색 기법에서 제2 위상 보정 값을 획득하기 위해 변화시킨 위상의 변화 값이 미리 정해진 위상 변화 값보다 작은 경우 제어부는 이전 단계에서 획득된 제2 위상 보정 값을 복원 신호의 최종 위상 보정 값으로 설정할 수 있다.

마찬가지로, 미리 정해진 위상 변화 값 또는 미리 정해진 차이 값은 제어부의 연산량을 고려하여 사용자가 임의로 설정하는 값일 수 있으며, 제어부(110)가 복원 신호를 제2 위상 보정 값으로 보정하는 경우 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값을 미리 정해진 차이 값과 비교하거나, 제2 기울기 기반 탐색 기법에서 변경시키는 위상 단위의 변화 값을 미리 정해진 위상 변화 값과 비교하는 단계(S9600)에서의 미리 정해진 차이 값 또는 미리 정해진 위상 변화 값은 앞선 제어부(110)가 복원 신호를 제1 위상 보정 값으로 보정하는 경우 적어도 하나 이상의 픽셀 정보에 획득되는 광 정보의 차이 값을 미리 정해진 차이 값과 비교하거나, 제1 기울기 기반 탐색 기법에서 변경시키는 위상 단위의 변화 값을 미리 정해진 위상 변화 값과 비교하는 단계(S9200)에서의 미리 정해진 차이 값 또는 미리 정해진 위상 변화 값과 서로 상이할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 앞선 제어부(110)가 복원 신호의 위상을 보정하기 위한 위상 보정 값을 탐색하는 방법들은 서로 혼합되어 사용될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 제어부는 복원 신호의 제1축 신호 및 제2축 신호의 위상을 동시에 보정할 수 있다. 여기서, 제어부가 위상을 동시에 보정하는 것은, 제어부가 복원 신호의 제1축 신호의 위상 및 제2축 신호의 위상을 앞서 설명한 실시예들의 방법을 이용하여 보정하는 것을 의미할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 제어부는 복원 신호의 제1축 신호 및 제2축 신호의 위상을 순차적으로 보정할 수 있다. 다시 말해, 제어부는 복원 신호의 제1축 신호의 위상을 보정한 이후 제2축 신호의 위상을 보정하거나, 복원 신호의 제2축 신호의 위상을 보정한 이후 제1축 신호의 위상을 보정할 수 있다. 여기서 제어부가 위상을 동시에 보정하는 것은, 제어부가 복원 신호의 제1축 신호의 위상 및 제2축 신호의 위상을 앞서 설명한 실시예들의 방법을 이용하여 보정하는 것을 의미할 수 있다.

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.

Claims (15)

1. 대상체의 이미지를 획득하기 위한 이미지 생성 장치에 있어서,

   제1축 방향으로 제1 주파수 성분 및 제1 위상 성분을 갖는 제1 신호 및 제2 축 방향으로 제2 주파수 성분 및 제2 위상 성분을 갖는 제2 신호를 생성하기 위한 제어부;

   상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 이용하여 상기 대상체에 광을 조사하는 광 조사부; 및

   상기 대상체로부터 되돌아오는 광에 기초하여 수광 신호를 획득하는 수광부;를 포함하고,

   상기 제어부는 상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 수광 신호를 기초로 제1 데이터 세트를 획득하고,

   상기 제1 신호와 상기 제2 신호는 제1 영역(domain)에 대응되고,

   상기 제어부는 제2 영역에 대응되는 제3 신호 및 제4 신호를 획득하고,

   상기 제어부는 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호에 기초하여 제2 데이터 세트를 획득하고,

   상기 제1 데이터 세트와 상기 제2 데이터 세트는 서로 상이하고,

   상기 제어부는 상기 제2 데이터 세트에 기초하여 상기 제1 데이터 세트의 조정 값을 획득하고,

   상기 제어부는 상기 조정 값에 기초하여 상기 제1 데이터 세트를 조정한 제3 데이터 세트를 획득하고,

   상기 제어부는 상기 제3 데이터 세트를 이용하여 상기 대상체에 대한 이미지를 생성하는,

   이미지 생성 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 조정 값은 상기 제2 데이터 세트의 대칭성에 기초하여 획득되는,

   이미지 생성 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 대칭성은 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호를 기초로 획득되는 적어도 하나의 제2 영역 픽셀 위치에 획득되는 수광 신호 사이의 차이 값을 기초로 획득되는,

   이미지 생성 장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 차이 값은 적어도 하나 이상의 수광 신호의 합의 차이 값을 기초로 획득되는,

   이미지 생성 장치.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 차이 값은 상기 제2 영역에서의 상기 제3 신호 및 상기 제4 신호의 위상 지연 성분에 따른 상기 제2 영역 이미지에 획득된 적어도 하나 이상의 수광 신호의 적분 값을 기초로 획득되는,

   이미지 생성 장치.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 차이 값은 상기 제2 영역에서의 상기 제3 신호의 위상 지연 성분 또는 상기 제4 신호의 위상 지연 성분 중 적어도 하나의 고정된 위상 지연 성분에 기초하여 획득되는,

   이미지 생성 장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 고정된 위상 지연 성분은 복수 개이고,

   상기 고정된 위상 지연 성분에 기초하여 획득된 차이 값들 중 최소가 되는 차이 값을 나타내는 고정된 위상 지연 성분이 상기 조정 값인,

   이미지 생성 장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 제3 신호의 상기 고정된 위상 지연 성분이 제1 위상 조정 값이고,

   상기 제4 신호의 상기 고정된 위상 지연 성분이 제2 위상 조정 값이고,

   상기 조정 값은 상기 제1 위상 조정 값 및 상기 제2 위상 조정 값을 포함하는,

   이미지 생성 장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 제3 데이터 세트는 상기 제1 신호가 상기 제1 위상 조정 값으로 조정되고, 상기 제2 신호가 상기 제2 위상 조정 값으로 조정되는 것을 기초로 획득되는,

   이미지 생성 장치.
10. 청구항 8에 있어서,

    상기 제2 영역에서 상기 제1 위상 조정 값을 기초로 제3 위상 조정 값이 획득되고,

    상기 제2 영역에서 상기 제2 위상 조정 값을 기초로 제4 위상 조정 값이 획득되며,

    상기 제3 데이터 세트는 상기 제1 신호가 상기 제3 위상 조정 값으로 조정되고, 상기 제2 신호가 상기 제4 위상 조정 값으로 조정되는 것을 기초로 획득되는,

    이미지 생성 장치.
11. 청구항 1에 있어서,

    상기 제1 영역은 사인 함수 영역에 대응되고,

    상기 제2 영역은 상기 제1 영역이 위상 동형 변환(homeomorphic transformation)에 의하여 변환된 영역에 대응되는,

    이미지 생성 장치.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 제2 영역은, 상기 제1 영역을 위상 영역으로 위상 동형 변환한 영역에 대응되는,

    이미지 생성 장치.
13. 청구항 1에 있어서,

    상기 이미지 생성 장치가 획득하는 상기 이미지는 상기 제1 영역에서 획득되는,

    이미지 생성 장치.
14. 청구항 1에 있어서,

    상기 제3 신호 및 상기 제4 신호에 기초하여 나타나는 상기 제2 영역 내의 위치는 미리 정해진 주기를 기초로 반복되는,

    이미지 생성 장치.
15. 제1축 방향으로 제1 주파수 성분 및 제1 위상 성분을 갖는 제1 신호 및 제2 축 방향으로 제2 주파수 성분 및 제2 위상 성분을 갖는 제2 신호를 생성하기 위한 제어부, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 이용하여 상기 대상체에 광을 조사하는 광 조사부 및 상기 대상체로부터 되돌아오는 광에 기초하여 수광 신호를 획득하는 수광부를 포함하는 이미지 생성 장치에서 대상체의 이미지를 획득하기 위한 방법에 있어서,

    상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및 상기 수광 신호를 기초로 제1 데이터 세트를 획득하는 단계;

    상기 제1 신호와 상기 제2 신호는 제1 영역(domain)에 대응되고,

    제2 영역에 대응되는 제3 신호 및 제4 신호를 획득하는 단계;

    상기 제3 신호 및 상기 제4 신호에 기초하여 제2 데이터 세트를 획득하는 단계;

    상기 제1 데이터 세트와 상기 제2 데이터 세트는 서로 상이하고,

    상기 제2 데이터 세트에 기초하여 상기 제1 데이터 세트의 조정 값을 획득하는 단계;

    상기 조정 값에 기초하여 상기 제1 데이터 세트를 조정한 제3 데이터 세트를 획득하는 단계; 및

    상기 제어부는 상기 제3 데이터 세트를 이용하여 상기 대상체에 대한 이미지를 생성하는 단계;를 포함하는,

    이미지 생성 방법.

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