WO2022108338A1 - 이미지 복원 신호의 위상 보정 방법 및 시스템 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method and system for compensating a phase of an image restoration signal, and more particularly, to an image correction method and system used by an image generating apparatus to correct a phase of a signal to be restored when generating an image.
- the image generating apparatus is for acquiring an image of the object by irradiating light to the object, and is widely used in various fields such as lidar, optical microscope, endoscope, and endoscope.
- the image generating apparatus can acquire an image of the object in real time, so that continuous image acquisition of the object is possible. Accordingly, not only a still image but also an image of the object that changes in real time can be acquired. .
- the positions of the light-irradiated pattern and the actual light information obtained by the image generating apparatus are different, so that distortion may occur in the image generated in real time. have.
- a calculation for correcting the phase of the signal for the image generating apparatus to restore information about the light returned from the object in real time may have to be done.
- An object of the present application is to provide a method and a system for reconstructing an image using a tendency, and correcting a phase of a reconstructed signal for reconstructing an image.
- Another object of the present application is to provide a method and system for selecting a frequency of a signal for reconstructing an image in order to take a high-resolution image.
- Another object of the present application is to provide a method and system for correcting an image by converting a region of a signal for reconstructing an image.
- a method of correcting a phase of a reconstructed signal to increase resolution of an image obtained by an image generating apparatus obtaining an initial phase correction value of an initial reconstructed signal, the initial phase correction Obtaining a first phase correction value based on a first gradient-based minimum value search technique from the value, and a difference value of a predetermined difference between optical information obtained from at least one pixel of an image obtained based on the corrected reconstructed signal if the value is less than or equal to the value, obtaining a second phase correction value based on the first phase correction value, wherein the image is acquired based on the restored signal and the optical information, and the second phase correction value is the
- the phase of the restored signal is obtained from the first phase correction value based on a second slope-based minimum value search technique, and the first slope-based minimum value search technique has a different unit for searching the phase from the second slope-based minimum value search technique
- a calibration method may be provided.
- a first signal having a first frequency component and a first phase component in a first axis direction and a second signal having a first phase component in a first axis direction A control unit for generating a second signal having two frequency components and a second phase component, a light irradiator for irradiating light to the object using the first signal and the second signal, and light returning from the object a light receiving unit configured to obtain a light receiving signal, wherein the control unit obtains a first data set based on the first signal, the second signal and the light receiving signal, wherein the first signal and the second signal are in a first region (domain), the control unit obtains a third signal and a fourth signal corresponding to a second region, the control unit obtains a second data set based on the third signal and the fourth signal, The first data set and the second data set are different from each other, the control unit obtains an adjustment value of the first data set
- a control unit for generating a first signal and a second signal, and the first signal and the second signal using the and a light irradiator for irradiating light to the object and a light receiving unit for obtaining a light receiving signal based on the light returning from the object, wherein the control unit applies the first signal, the second signal, and the light receiving signal to the object generates an image for the object, and the controller selects a first mode and a second mode for obtaining an image of the object, and when the selected mode is the first mode, the controller selects a frequency component of the first signal adjusting to a first frequency, adjusting a frequency component of the second signal to a second frequency, and when the selected mode is the second mode, the control unit adjusts a frequency component of the first signal to a third frequency, , adjusting the frequency component of the second signal to a fourth frequency, wherein the difference between the first frequency and the third frequency that is
- a clear image can be obtained in real time by correcting the image using the tendency.
- a high-resolution image may be obtained by adjusting the frequency of a signal for reconstructing an image.
- the image can be corrected at a high speed by converting the region of the signal for restoring the image and correcting the phase of the restored signal.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an image generating apparatus according to an embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a pattern to which light is irradiated and a pattern for image restoration according to an exemplary embodiment.
- FIG. 3A is a schematic diagram illustrating a part of an image generating apparatus including a driving unit 130 and a fiber 310 according to an exemplary embodiment
- FIG. 3B is a driving unit 130 and a fiber 310 .
- FIG. 4 is a block diagram illustrating a method in which an image generating apparatus acquires data for reconstructing an image, according to an exemplary embodiment.
- FIG. 5 is a table schematically illustrating optical information obtained in response to time information, according to an embodiment.
- FIG. 6 is a table schematically showing light information corresponding to coordinate information, according to an embodiment.
- FIG. 7 is a schematic diagram illustrating light information obtained for each pixel of an image to reconstruct an image, according to an exemplary embodiment.
- FIG. 8 is a block diagram illustrating a method in which one frame for acquiring an image is acquired, according to an embodiment.
- FIG. 9 is a diagram illustrating that a shape of a pattern is changed as a frequency of a signal generating a pattern is changed, according to an exemplary embodiment.
- FIG. 10 is a diagram illustrating that one frame is obtained as a pattern is repeated, according to an embodiment.
- 11 is a diagram illustrating that a plurality of frames are acquired while a pattern is repeated once, according to an embodiment.
- FIG. 12 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to set a frequency to generate a uniform pattern, according to an embodiment.
- FIG. 13 is a diagram illustrating a shape in which a pattern progresses at an arbitrary point in time prior to one cycle in which the pattern is repeated, according to an exemplary embodiment.
- FIG. 14 is a graph illustrating a relationship between a depth and a first axis disjoint frequency according to an exemplary embodiment.
- 15 is a block diagram illustrating a method for obtaining, by an image generating apparatus, data in which a phase of a reconstructed signal is corrected, according to an exemplary embodiment.
- 16 is a diagram illustrating an image of an object reconstructed based on a reconstructed signal having a phase delay and an image of an original object, according to an exemplary embodiment.
- 17 is a table schematically illustrating coordinate information and optical information corresponding to coordinate information based on a phase-delayed reconstruction signal according to an embodiment.
- FIG. 18 is a schematic diagram illustrating an MC phenomenon when a fiber 310 is driven, according to an embodiment.
- 19 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to correct a phase, according to an embodiment.
- 20 is a diagram illustrating an image obtained according to a region of a reconstructed signal, according to an exemplary embodiment.
- 21 is a diagram illustrating an image of a phase region in which a phase delay of a restored signal does not occur and an image in which a phase delay of a restored signal occurs using coordinate information obtained in the phase region, according to an embodiment.
- FIG. 22 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain an initial phase correction value of a reconstructed signal based on the symmetry of phase domain coordinate information, according to an embodiment.
- 23 is a table schematically illustrating optical information acquired in coordinate information acquired in a phase domain of a reconstructed signal in response to time information, according to an embodiment.
- 24 is a graph illustrating summing light information for each coordinate information based on coordinate information obtained in a phase domain, according to an embodiment.
- 25 is a block diagram illustrating a procedure for obtaining an approximate phase correction value of an initial phase correction value, according to an embodiment.
- 26 is a diagram illustrating an image obtained when the MC phenomenon does not occur and an image obtained when the MC phenomenon does not occur using coordinate information obtained in the phase domain, according to an embodiment.
- 27 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain a detailed phase correction value, according to an embodiment.
- FIG. 28 is a schematic diagram illustrating a plurality of pieces of light information acquired for one piece of pixel information, according to an embodiment.
- 29 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain a detailed phase correction value by comparing a minimum value between optical information acquired in pixel information while adjusting a phase of a restored signal, according to an exemplary embodiment; .
- FIG. 30 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain a detailed phase correction value while additionally adjusting a phase of a restored signal, according to an embodiment.
- 31 is a diagram illustrating that the shape of a pattern generated as a phase of a driving signal or a restoration signal is changed is repeated, according to an exemplary embodiment
- FIG. 32 is a diagram illustrating that FF is repeated according to a phase of a first-axis signal and a phase of a second-axis signal of a driving signal or a restoration signal, according to an exemplary embodiment.
- 33 is a diagram illustrating a density of light information acquired for each pixel information in an entire pixel range, according to an exemplary embodiment.
- 34 is a diagram illustrating coordinate information or light information acquired in pixel information of a partial region of an acquired image, according to an embodiment.
- 35 is a schematic diagram illustrating a method of correcting a phase based on coordinate information or light information obtained in a partial pixel area, according to an exemplary embodiment.
- 36 is a schematic diagram illustrating intersecting a pattern appearing according to a driving signal or a restoration signal, according to an embodiment.
- 37 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to correct the phase of a restored signal by using optical information obtained from coordinate information of a position where a driving signal or a pattern indicated by the restored signal intersects, according to an embodiment; to be.
- 38 is a schematic diagram illustrating intersection points obtained in different patterns according to an embodiment.
- 39 is a graph illustrating a difference value between optical information obtained from at least one or more pieces of pixel information that appears as a phase of a reconstructed signal changes, according to an exemplary embodiment.
- 40 is a diagram illustrating a difference value between optical information obtained from at least one or more pixel information according to the phase of the restored signal when the controller 110 changes the phase of the restored signal to a phase indicating a specific FF, according to an embodiment; It is a graph.
- 41 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain a final phase correction value of a reconstructed signal using a tendency, according to an embodiment.
- FIG. 42 is a graph illustrating a difference value between optical information obtained from at least one or more pieces of pixel information that appears as a phase of a restored signal is changed in a partial phase region of the restored signal, according to an embodiment.
- 43 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain a final phase correction value of a reconstructed signal using a slope-based minimum value search technique, according to an embodiment.
- obtaining an initial phase correction value of an initial reconstructed signal Obtaining a first phase correction value based on a 1 slope-based minimum value search technique, and when a difference value of optical information obtained from at least one pixel of an image obtained based on the corrected reconstructed signal is less than or equal to a predetermined difference value , obtaining a second phase correction value based on the first phase correction value, wherein the image is obtained based on the restored signal and the optical information, and the second phase correction value is the first phase Obtained based on a second slope-based minimum value search technique from the correction value, the first slope-based minimum value search technique is the second slope-based minimum value search technique and the phase searching unit is different from each other, the phase correction method of the restored signal can be provided.
- the method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium.
- the computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
- the program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software.
- Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks.
- - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
- Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
- the hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
- obtaining an initial phase correction value of an initial reconstructed signal Obtaining a first phase correction value based on a 1 slope-based minimum value search technique, and when a difference value of optical information obtained from at least one pixel of an image obtained based on the corrected reconstructed signal is less than or equal to a predetermined difference value , obtaining a second phase correction value based on the first phase correction value, wherein the image is obtained based on the restored signal and the optical information, and the second phase correction value is the first phase Obtained based on a second slope-based minimum value search technique from the correction value, the first slope-based minimum value search technique is the second slope-based minimum value search technique and the phase searching unit is different from each other, the phase correction method of the restored signal can be provided.
- a method of compensating the phase of the restored signal may be provided, wherein the restored signal has a higher filling ratio than when the restored signal is corrected with the first intermediate phase correction value.
- the filling ratio is a ratio of pixels from which optical information is obtained based on the restored signal for restoring the image among all the pixels of the image obtained by the image generating device, the phase correction method of the restored signal may be provided. .
- the first phase correction value is different from the initial phase correction value by an integer multiple of a predetermined phase difference
- the phase correction method of the restored signal may be provided.
- the phase correction method of the restored signal may be provided.
- the first gradient-based minimum value search method and the second gradient-based minimum value search method include at least one of a Nelder-Mead method, a Momentum method, an Adagrad method, an Adam method, a Steepest gradient method, or a gradient descent method.
- a method of correcting the phase of the restored signal may be provided.
- a difference value between the phase of the reconstructed signal and the optical information obtained from at least one pixel of the image based on the reconstructed signal is the minimum.
- a method of correcting the phase of the restored signal may be provided.
- the difference value of the optical information may be a dispersion of the optical information obtained in at least one pixel of the image, the phase correction method of the reconstructed signal may be provided.
- the difference value of the optical information may be a standard deviation of the optical information obtained in at least one pixel of the image, the phase correction method of the reconstructed signal may be provided.
- a unit for searching the phase of the first slope-based minimum value search technique is larger than a unit for searching the phase of the second slope-based minimum value search technique, and a method of correcting the phase of the restored signal may be provided.
- the initial phase correction value and the first phase correction value of the restored signal are within a trend phase range in the entire phase range of the restored signal, the phase correction method of the restored signal may be provided.
- the tendency phase range is the difference between the optical information as the difference values of the optical information obtained for at least one pixel of the image near the second phase correction value of the restored signal are closer to the second phase correction value.
- a method of correcting the phase of the reconstructed signal in a range in which the values become smaller may be provided.
- a computer-readable recording medium in which a program for executing a phase correction method of a restored signal is recorded.
- a controller for correcting the phase of the restored signal, a light irradiator for irradiating light to an object, and a light irradiator for irradiating light to an object and returning from the object and a light receiving unit for receiving incoming light information, wherein the control unit obtains an initial phase correction value of an initial restored signal, and the control unit performs a first phase correction based on a first slope-based minimum value search technique from the initial phase correction value.
- the first gradient-based minimum value search technique may be provided with an image generating apparatus in which a unit for searching a phase is different from that of the second gradient-based minimum value search technique.
- an image generating apparatus for acquiring an image of an object, a first signal having a first frequency component and a first phase component in a first axial direction and a second frequency component and a second signal having a first phase component in a second axial direction
- a control unit for generating a second signal having two phase components, a light irradiator for irradiating light to the object using the first signal and the second signal, and a light receiving signal based on the light returning from the object a light receiving unit, wherein the control unit obtains a first data set based on the first signal, the second signal and the light receiving signal, wherein the first signal and the second signal correspond to a first domain
- the control unit obtains a third signal and a fourth signal corresponding to the second region, the control unit obtains a second data set based on the third signal and the fourth signal, and the first data set and the second data set are different from each other, the control unit obtains an adjustment value of the first data set based on the second data set, and the control unit
- the image generating apparatus may be provided, wherein the adjustment value is obtained based on the symmetry of the second data set.
- the image generating apparatus may be provided, wherein the symmetry is obtained based on a difference value between a light reception signal obtained at a pixel position of at least one second area obtained based on the third signal and the fourth signal. .
- the image generating apparatus may be provided, wherein the difference value is obtained based on a difference value of a sum of at least one or more light reception signals.
- the difference value is obtained based on an integral value of at least one light receiving signal obtained in the second area image according to the phase delay components of the third signal and the fourth signal in the second area,
- a generating device may be provided.
- the difference value is obtained based on a fixed phase delay component of at least one of a phase delay component of the third signal or a phase delay component of the fourth signal in the second region.
- the fixed phase delay component is plural, and a fixed phase delay component representing a smallest difference value among difference values obtained based on the fixed phase delay component is the adjustment value. have.
- the fixed phase delay component of the third signal is a first phase adjustment value
- the fixed phase delay component of the fourth signal is a second phase adjustment value
- the adjustment value is the first phase adjustment value and the second phase adjustment value.
- an image generating apparatus wherein the third data set is obtained on the basis that the first signal is adjusted to the first phase adjustment value and the second signal is adjusted to the second phase adjustment value.
- a third phase adjustment value is obtained based on the first phase adjustment value
- a fourth phase adjustment value is obtained based on the second phase adjustment value
- the second phase adjustment value is obtained. and the three data sets are obtained on the basis of which the first signal is adjusted to the third phase adjustment value and the second signal is adjusted to the fourth phase adjustment value.
- the image generating apparatus may be provided, wherein the first region corresponds to a sine function region, and the second region corresponds to a region in which the first region is transformed by homeomorphic transformation.
- an image generating apparatus may be provided in which the second region corresponds to a region obtained by performing phase isomorphic transformation of the first region into a phase region.
- the image generating apparatus may be provided, wherein the image obtained by the image generating apparatus is obtained in the first area.
- the image generating apparatus may be provided, in which a position in the second region appearing based on the third signal and the fourth signal is repeated based on a predetermined period.
- a control unit for generating a first signal having a first frequency component and a first phase component in a first axial direction and a second signal having a second frequency component and a second phase component in a second axial direction ,
- Obtaining an image of an object in an image generating apparatus comprising: a light irradiator for irradiating light to the object by using the first signal and the second signal; and a light receiver for obtaining a light reception signal based on the light returned from the object
- the method comprising: obtaining a first data set based on the first signal, the second signal, and the light-receiving signal, wherein the first signal and the second signal correspond to a first domain; , obtaining a third signal and a fourth signal corresponding to the second region, obtaining a second data set based on the third signal and the fourth signal, the first data set and the second data sets are different from each other, and obtaining an adjustment value of the first data set based on the second data set
- a computer-readable recording medium in which a program for executing the image generating method is recorded.
- a controller for generating a first signal and a second signal, and irradiating light to the object using the first signal and the second signal and a light receiving unit for obtaining a light receiving signal based on the light returning from the object, wherein the control unit generates an image of the object based on the first signal, the second signal, and the light receiving signal, , the controller selects a first mode and a second mode for acquiring an image of an object, and when the selected mode is the first mode, the controller adjusts a frequency component of the first signal to a first frequency and adjusts a frequency component of the second signal to a second frequency, and when the selected mode is the second mode, the controller adjusts the frequency component of the first signal to a third frequency, and the second signal adjusts a frequency component of to a fourth frequency, wherein at least a difference between the first frequency and the third frequency that is the frequency of the first signal or the difference between the second frequency and the fourth frequency that is the
- the image generating apparatus may be provided, further comprising a mode selector from which the first mode or the second mode can be selected.
- the first mode may be a high-speed scan mode
- the second mode may be a high-definition scan mode
- the high-speed scan mode acquires one image based on a period in which a first scanning pattern that appears based on the first signal adjusted to the first frequency and the second signal adjusted to the second frequency is repeated
- the high-definition scan mode acquires at least one image before a period in which a second scanning pattern appearing based on the first signal adjusted to the third frequency and the second signal adjusted to the fourth frequency is repeated.
- a device may be provided.
- the image generating apparatus when the frequency component of the first signal changes from the first frequency to the third frequency by more than the predetermined frequency, or the frequency component of the second signal changes from the second frequency to the fourth frequency by the predetermined frequency or more case, a scanning pattern appearing based on the changed first signal and the changed second signal is different from a scanning pattern appearing based on the first signal and the second signal before being changed to the predetermined frequency, the image generating apparatus is provided can be
- the scanning pattern may be a pattern obtained when the first signal is applied to a first axis and the second signal is applied to a second axis perpendicular to the first axis, the image generating apparatus may be provided. .
- a control unit for generating a first signal and a second signal based on a control unit for generating a first signal and a second signal, a light irradiator for irradiating light to the object using the first signal and the second signal, and light returning from the object
- an image generating apparatus including a light receiving unit for obtaining a light receiving signal, the control unit generating an image of the object based on the first signal, the second signal, and the light receiving signal; selecting a first mode and a second mode for obtaining adjusting to a second frequency and when the selected mode is the second mode, adjusting a frequency component of the first signal to a third frequency and adjusting a frequency component of the second signal to a fourth frequency; At least one of the difference between the first frequency and the third frequency that is the frequency of the first signal or the difference between the second frequency and the fourth frequency that is the frequency of the second signal is different by a predetermined frequency or more
- a method may be provided.
- a computer-readable recording medium in which a program for executing the image acquisition method is recorded.
- the image generating device may be an optical device in which the acquired or provided image is at least one of a reflection image, a fluorescence image, and a transmission image of the object.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an image generating apparatus according to an embodiment.
- an image generating apparatus may include a controller 110 , a light generator 120 , a driver 130 , a light receiver 140 , and a display 160 .
- the image generating device may include a device for generating an image using light, such as a lidar, a laser scanner, or a confocal microscope.
- the controller 110 may run software, a program, or an algorithm necessary for generating and correcting an image. In other words, the controller 110 may receive an electrical signal and output the electrical signal.
- the controller 110 may drive software or a program for generating an image or an algorithm for generating an image based on a data acquisition method to be described later.
- control unit 110 may drive software, a program, or an algorithm that can be performed by a typical computing device.
- the light generator 120 may generate light in various wavelength bands including infrared rays, ultraviolet rays, and visible rays.
- the light generated from the light generator 120 may be irradiated to the object.
- the light generated by the light generator 120 may be light having a wavelength of 405 nm, 488 nm, or 785 nm for emitting a fluorescent dye, but is not limited thereto.
- Light having a wavelength band may be light in a wavelength band for emitting a fluorescent material including an autofluorescent biomaterial present in an object.
- the light generated by the light generator 120 may be unamplified light or light amplified by stimulated emission (Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation; hereinafter laser).
- the driving unit 130 may drive a configuration on the light movement path so that the path when the light generated by the light generating unit 120 is irradiated to an object is changed.
- the driving unit 130 may receive electrical energy or an electrical signal from the control unit 110 to drive a configuration on the light movement path.
- the configuration on the light movement path may include a fiber 310 serving as a light movement path or a MEMS mirror through which light generated by the light generator 120 is reflected.
- the driving unit 130 may be a driving element including an electric motor, a magnetic motor, a piezoelectric element, or a thermoelectric element. However, it is not limited to the above-described example, and the driving unit 130 may include an element capable of generating kinetic energy when an electric or magnetic force is applied.
- the driving unit 130 may drive the components on the light movement path in at least one direction. That is, the driving unit 130 may receive an electrical signal and apply a force to the components on the optical movement path in at least one or more axial directions.
- the driving unit 130 may apply a force in one axial direction and an axial direction corresponding to a direction perpendicular to the preceding axis.
- the driving unit 130 may drive the configuration on the light movement path in one axial direction and an axial direction corresponding to a direction perpendicular to the preceding axis.
- the light receiving unit 140 may convert light energy of light returned from the object into electrical energy and transmit it to the control unit 110 .
- the light receiving unit 140 may obtain information on the light returned from the object in the form of an electric signal.
- the light receiving unit 140 acquires the information of the light returned from the object in the form of an electrical signal and transmits it to the control unit 110 It is expressed as "the control unit 110 acquires the light information", This may mean that the controller 110 does not directly acquire the optical information, and as mentioned above, the optical information acquired by the light receiver 140 is transmitted to the controller 110 .
- “the light receiving unit 140 acquires light information” may also mean that the light receiving unit 140 converts light energy into electrical energy.
- the light information to be described below may include intensity of light in units representing the color of light, such as black and white RGB and CMYK, light position information, time information related to the time the light is acquired, and the like.
- intensity of light in units representing the color of light such as black and white RGB and CMYK
- light position information such as black and white RGB and CMYK
- time information related to the time the light is acquired such as time the light is acquired, and the like.
- light information expressed below may mean light intensity.
- the light receiving unit 140 may include an imaging device, a light receiving device, a photographing device, an optical receiver, a light detector, or a light receiving device for acquiring optical information.
- the light receiving unit 140 may include a CCD, CMOS, PMT (photoelectric amplification tube), or a photodiode.
- the light receiving unit 140 is not limited to the above example, and an element capable of converting light energy into electrical energy may be included in the light receiving unit 140 .
- the display unit 160 may display the image generated by the control unit 110 in an identifiable form. In other words, the display unit 160 may receive the image generated by the control unit 110 and display it for the user to identify.
- the display unit 160 may include an image display device including a CRT, LCD, LED, or liquid crystal on silicon (LCoS).
- the display unit 160 is not limited to the above example, and a device capable of receiving an electrical signal and displaying an image may be included in the display unit 160 .
- the image generating apparatus may be provided so as not to include the display unit 160 . That is, referring to FIG. 1 , although it is illustrated that the display unit 160 is included in the image generating apparatus, the present invention is not limited thereto.
- An image generating device may be provided.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a pattern to which light is irradiated and a pattern for image restoration according to an exemplary embodiment.
- an electrical signal input by the controller 110 to the driving unit 130 or a restoration signal used by the controller 110 to restore an image may represent a specific pattern.
- Fig. 2 (a) shows a spiral pattern
- Fig. 2 (b) shows a raster pattern
- Fig. 2 (c) shows a Lissajous pattern.
- the image generating apparatus may radiate light to the object so that a path of the emitted light follows a specific pattern.
- the path through which the light irradiated to the object is irradiated overlaps for a specific time
- the path through which the light passes may represent a specific pattern.
- the overlapping specific time may mean a time when the pattern is completed.
- light irradiated to the object may be irradiated to the object in different patterns according to an electrical signal input to the driving unit 130 .
- irradiation of light to an object may be expressed as scanning the object or scanning light on the object.
- the path of light irradiated to the object may represent a spiral pattern.
- an electric signal input to the driving unit 130 includes a first driving signal for driving the driving unit 130 or a configuration on a movement path of light in one axial direction, and the preceding axis
- a second driving signal for driving the driving unit 130 or a component on the movement path of light in a direction perpendicular to the direction is included, when the frequency of the first driving signal and the frequency of the second driving signal differ by an integer multiple,
- the path of the irradiated light may represent a raster pattern.
- an electric signal input to the driving unit 130 includes a first driving signal for driving the driving unit 130 or a configuration on a movement path of light in one axial direction, and the preceding axis.
- a second driving signal for driving the driving unit 130 or a component on the movement path of light in a direction perpendicular to the direction is included, when the frequency of the first driving signal and the frequency of the second driving signal are different from each other, the object is irradiated
- the path of light may exhibit a Lissajous pattern.
- a restoration signal for restoring an image using the acquired optical information may indicate a specific pattern.
- the reconstructed signal indicates a specific pattern, it may mean that the pattern is actually expressed in an image reconstructed based on the reconstructed signal, or is not actually displayed on the image, but the signal for forming the above-mentioned specific pattern is It may mean that it is a restoration signal.
- the pattern indicated by the driving signal for driving the driving unit 130 and the restoration signal for restoring the image may be the same.
- the signal input by the controller 110 to the driver 130 and the signal used by the controller 110 to restore the image may be the same.
- a pattern indicated by a driving signal for driving the driving unit 130 and a restoration signal for restoring an image may be different from each other.
- the path of light actually irradiated to the object may be different from the pattern indicated by the driving signal, and accordingly, the restoration signal may be a signal indicating a pattern for reflecting the path of light actually irradiated to the object.
- the restored signal may be a signal corrected to generate a pattern identical to or similar to a pattern actually irradiated to the object. The correction of the reconstructed signal will be described in detail in a related part below.
- the pattern used by the image generating apparatus is a Lissajous pattern, but as described in the above embodiments, various patterns may be used as the pattern used by the image generating apparatus.
- an image generating apparatus may be provided in which a path through which light generated by the light generating unit of the image generating apparatus travels is an optical fiber 310 (hereinafter, referred to as a fiber 310 ).
- the image generating apparatus in which the configuration on the optical movement path described above is the fiber 310 may be provided.
- FIG. 3(a) is a schematic diagram illustrating a part of an image generating apparatus including a driving unit 130 and a fiber 310 according to an embodiment
- FIG. 3(b) is a front view of the driving unit 130 and the fiber 310 It is a cross-sectional view from
- At least a portion of the fiber 310 may be accommodated in at least a portion of the driving unit 130 .
- at least a portion of the fiber 310 may be coupled to the driving unit 130 .
- the driving unit 130 when the driving unit 130 receives an electrical signal from the control unit 110 to drive the fiber 310 , the fiber 310 may be driven so that a path through which light is irradiated with respect to a predetermined area of the object exhibits a specific pattern.
- the driver 130 when the light generated from the light generator 120 is irradiated to the object, the driver 130 receives an electrical signal capable of generating a Lissajous pattern, and the path through which the fiber 310 points to the object is It can be driven to become a Lissajous pattern.
- an additional attachment may be attached to the fiber 310 .
- the additional attachment may be a mass for increasing the amplitude at which the fiber 310 is driven, or a structure attached to the fiber 310 to separate the resonant frequency of the fiber 310 in at least one direction or more. .
- the configuration of the driving unit 130 and the fiber 310 may be provided.
- the driving unit 130 may include a first axis driving element, a second axis driving element, and an insulating element.
- the first axis driving element and the second axis driving element may be separated from each other by an insulating band 132 , and each driving element may be composed of a set of at least one or more driving elements.
- the first axis driving element may include at least one driving element so that the driving unit 130 or the fiber 310 is driven in the first axis direction
- the second axis driving element is the driving unit 130 or the fiber
- the 310 may include at least one driving element to be driven in the second axis direction.
- the first axis and the second axis may be a predetermined axis on a plane on which the object is scanned and an axis perpendicular to the predetermined axis. That is, on a plane in which the object is scanned, the first axis may mean the x-axis, the second axis may mean the y-axis, and conversely, the first axis may mean the y-axis and the second axis may mean the x-axis.
- an image generating apparatus may be provided in which the configuration of the optical path through which the light generated by the light generating unit 120 moves is not the fiber 310 .
- an image generating apparatus for irradiating light in a specific pattern to the object may be provided.
- an image generating apparatus in which the configuration on the optical path through which the light generated by the light generating unit 120 moves is a mirror may be provided.
- the mirror when the light generated by the light generator 120 is incident on the mirror through a medium capable of transmitting light including air or vacuum, the mirror reflects the light to irradiate the light to the object.
- the mirror capable of reflecting light may include a configuration made of a material capable of irradiating light including a MEMS Mirror.
- an image generating device that is the light receiving unit 140 may be provided as a configuration on a light path through which the light generated by the light generating unit 120 moves.
- the light receiving unit 140 may be driven by the driving unit 130 . Specifically, the light receiving unit 140 may be driven so that a path of a pixel from which light information is obtained becomes a specific pattern.
- FIG. 4 is a block diagram illustrating a method for an image generating apparatus to obtain data for reconstructing an image, according to an exemplary embodiment.
- the method for the image generating apparatus to obtain data for reconstructing an image includes obtaining optical information and obtaining time information (S1000), obtaining coordinate information based on the time information (S1200), It may include substituting the optical information into the coordinate information (S1400) and acquiring an image (S1600).
- FIG. 5 is a table schematically illustrating optical information obtained in response to time information, according to an embodiment.
- FIGS. 5, 6, 17 and 23 are schematically prepared tables for convenience of explanation, and data may be obtained in reality as in the table.
- the manner in which the actual data is stored or obtained does not mean that the data is directly stored in the form of a table.
- the step of acquiring optical information and acquiring time information is when the control unit 110 acquires optical information through the light receiving unit 140 , time information at which the optical information is acquired may include being obtained together.
- the step of acquiring optical information and acquiring time information is performed by the control unit 110 based on a predetermined time interval regardless of whether the light receiving unit 140 acquires the optical information. It may include obtaining the time information with the data, obtaining the light information based on a predetermined time interval, and matching the obtained time information with the light information.
- the acquired time information may be acquired in proportion to the number of acquired optical information. That is, when n pieces of light information are obtained from the light receiving unit 140 , the controller 110 may obtain n pieces of time information.
- n may be an integer of at least 1 or more.
- the controller 110 when the light information obtained by the controller 110 is sequentially i1, i2, and i3, and when the respective light information is obtained at t1, t2 and t3, the controller 110 ) indicates that i1 is obtained at time t1, i2 is obtained at time t2, and i3 is obtained at time t3, and data may be acquired or stored.
- FIG. 6 is a table schematically showing light information corresponding to coordinate information, according to an embodiment.
- the step of obtaining coordinate information based on the time information may include deriving the coordinate information using the previously obtained time information.
- the coordinate information may be obtained by a predetermined relationship between the time information and the coordinate information.
- the predetermined relationship may be a reconstruction signal for reconstructing coordinate information or an image.
- Equation 1 is an equation representing a restoration signal that can be used to convert time information into coordinate information and a driving signal for determining a pattern for irradiating light to an object according to an embodiment.
- Equation 1 x in Equation 1 represents the first axis coordinate information, is the first axis amplitude, and represents the amplitude of the driving signal or the restored signal along the first axis, is the first axis frequency, represents the frequency along the first axis of the driving signal or the restoration signal, t represents time information, is the first axis phase, and represents the phase of the driving signal or the restoration signal along the first axis.
- Equation 1 represents the second axis coordinate information, is the second axis amplitude, and represents the amplitude of the driving signal or the restored signal along the second axis, is the second axis frequency, indicating the frequency of the driving signal or the restoration signal on the second axis, t indicates time information, is the second axis phase, and represents the phase of the driving signal or the restoration signal along the second axis.
- a signal representing the first axis coordinate information may be described as a first axis signal
- a signal representing the second axis coordinate information may be described as a second signal
- the unit of the phase may be time, frequency domain, or radian, but is not limited thereto, and any unit capable of expressing a phase may be a unit of a phase.
- coordinate information obtained by the controller 110 may mean coordinate information in a Cartesian coordinate system.
- coordinate information obtainable by the controller 110 includes coordinate information in a polar coordinate system, 3-dimensional coordinate information, 4-dimensional coordinate information, coordinate information in a spherical coordinate system, and coordinates in a cylindrical coordinate system.
- Information and coordinate information in the Torus coordinate system may be included.
- the coordinate system used in the coordinate information does not mean a coordinate system in one domain, and even when variables constituting the coordinate system exist in different domains, the same coordinate system may be used.
- a Cartesian coordinate system may be used both when time and intensity are used as variables and when frequency and intensity are used as variables respectively.
- coordinate information including first-axis coordinate information and second-axis coordinate information may be acquired from time information acquired by the controller 110 .
- the control unit 110 controls the first axis coordinate information. It is possible to obtain x1 and y1, which is the second axis coordinate information. In other words, when the time information obtained by the control unit 110 is t1, the control unit 110 may obtain coordinate information x1 and y1 that can represent one point on a two-dimensional plane from the time information t1.
- the control unit 110 may obtain x2, y2 coordinate information corresponding to the time information t2, and x3, y3 coordinate information corresponding to the time information t3. have.
- the control unit 110 may obtain n pieces of first-axis coordinate information and second-axis coordinate information (x, y, respectively) corresponding to the time information. have.
- the controller 110 substitutes the acquired optical information into the coordinate information acquired through time information based on the restored signal in the previous step. may include doing
- the step of obtaining coordinate information based on time information ( S1200 ) and the step of substituting optical information into the coordinate information ( S1400 ) are illustrated as separate steps, but is not limited thereto.
- the optical information may be substituted at the same time.
- the controller 110 may change only the time information to the coordinate information. Accordingly, the optical information is not actually substituted into the obtained coordinate information, but the optical information may correspond to the coordinate information as the time information is changed to the coordinate information.
- the correspondence of optical information to coordinate information or time information is expressed as substituting optical information to time information or coordinate information.
- FIG. 7 is a schematic diagram illustrating light information obtained for each pixel of an image to reconstruct an image, according to an exemplary embodiment.
- the step of obtaining the image (S1600) includes reconstructing the image based on the previously obtained coordinate information and light information.
- the previously obtained coordinate information may correspond to pixel information of the reconstructed image.
- the coordinate information may be the same as the pixel information, or the pixel information may be derived from the coordinate information.
- the pixel information may mean position information including coordinate information of a pixel in the image.
- a pixel described below may be a unit for expressing light information in an image.
- the image acquired by the controller 110 may include a plurality of pixels for representing light information.
- the size of the unit pixel may be determined based on the size of the acquired image and the predetermined number of pixels.
- the number of unit pixels may be determined based on the size of an image and the size of pixels.
- the obtained image may have various resolutions.
- the acquired image is 256*256, 512*512, 1024*1024, SVGA(800*600), XGA(1024*768), WXGA(1280*800), FHD(1920*1080), WUXGA( 1920*1200), QHD(2560*1440) or UHD(4K)(3840*2160), UHD(8K)(7680*4320), etc.
- it may be included in the resolution of the image obtained by the controller 110 .
- the above-mentioned resolution may mean the actual number of pixels, but is not limited thereto and may mean the number of pixels based on parts per inch (ppi).
- an acquired image may include n pixels as a first axis and m pixels as a second axis.
- the optical information may be substituted into the pixel information corresponding to the previously obtained coordinate information. Accordingly, when light information is substituted for a plurality of pixels, the controller 110 may acquire an image of the object.
- the phase of the restored signal for restoring the coordinate information when the phase of the restored signal for restoring the coordinate information is different from the signal forming the pattern in which the light is actually irradiated to the object, the obtained image may be distorted and provided. Accordingly, the phase correction of the restored signal may be required, and the phase correction of the restored signal will be described in detail in a related part below.
- the image acquired here may be an image for a single moment, or acquiring one frame from successive images of an object may be expressed as acquiring an image.
- the controller 110 may acquire an image of the object.
- FIG. 8 is a block diagram illustrating a method in which one frame for acquiring an image is acquired, according to an embodiment.
- the method of acquiring one frame may include acquiring one frame after a predetermined time ( S2000 ) and acquiring an image ( S2200 ).
- acquiring one frame after a predetermined time ( S2000 ) may include obtaining, by the controller 110 , one frame at a preset time.
- the controller 110 selects one frame for each unit time in which the scanning pattern is repeated. It may include acquiring
- obtaining one frame after a predetermined time may include obtaining, by the controller 110 , one frame before a time at which the scanning pattern is repeated.
- the scanning pattern may be a pattern for irradiating light to the object, or may mean a pattern of a restoration signal for restoring an image.
- control unit 110 when the control unit 110 acquires one frame, it may mean acquiring time information, coordinate information, and light information every predetermined time. Alternatively, the controller 110 acquiring one frame may mean acquiring an image based on the acquired time information, coordinate information, and light information. Alternatively, when the controller 110 acquires one frame, it may mean designating data for generating an image as data for one frame based on time information, coordinate information, and light information for acquiring the image.
- the controller 110 may additionally acquire an image by using coordinate information acquired for each pixel information or optical information corresponding to the coordinate information.
- the controller 110 does not substitute new coordinate information or optical information corresponding to coordinate information for all pixel information for each frame, but coordinate information or coordinate information to the corresponding pixel information. Whenever optical information corresponding to , is obtained, the optical information may be substituted for the corresponding pixel information. That is, each pixel information may be updated for each pixel regardless of whether one frame is obtained.
- the update of the optical information may mean that the value of the optical information substituted for the corresponding pixel information is replaced with the newly acquired optical information.
- a condition for the controller 110 to acquire one frame will be described in detail in the related part below.
- the step of acquiring the image ( S2200 ) may be the same as the step of acquiring the image ( S1600 ) of FIG. 4 .
- the step of obtaining the image ( S2200 ) may be a step of the controller 110 obtaining and providing an image of the object.
- control unit 110 to select a frequency of a restoration signal or a driving signal in order to minimize coordinate information or pixel information to which optical information is not substituted will be described.
- FIG. 9 is a diagram illustrating that a shape of a pattern is changed as a frequency of a signal generating a pattern is changed, according to an exemplary embodiment.
- the controller 110 may obtain different pattern shapes.
- a fill factor hereinafter referred to as FF
- FF may be expressed as a percentile percent or may be expressed to have a value between 0 and 1.
- the first axis frequency and the second axis frequency are each of the restored signal or the driving signal. and can mean
- FF may mean a ratio of an area to which light is actually irradiated among an area for scanning an object.
- FF may mean a ratio of the number of pixels for which coordinate information or pixel information is obtained by the restoration signal among the total number of pixels of the obtained image.
- FF may mean a ratio of the number of pixels from which light information is actually acquired among the total number of pixels of an acquired image.
- the controller 110 may acquire an image having a substantially high resolution.
- An image having a substantially higher resolution as referred to herein may mean that light information is acquired in more pixels than an image having a substantially lower resolution.
- an image having a substantially higher resolution may mean an image having a higher image quality.
- FIG. 9 (a) is a view showing a case where the first axis frequency is 4 hz and the second axis frequency is 6 hz
- FIG. 9 (b) is the first axis frequency 7hz
- the second axis frequency is 8hz
- Fig. 9(c) is a view showing that the first axis frequency is 16hz and the second axis frequency is 19hz.
- the Great Common Divisor (GCD) of the first axis frequency and the second axis frequency becomes smaller. may be larger.
- the GCD of the first axis frequency and the second axis frequency of FIG. 9(a) is 2, but the first axis frequency of FIG. 9(b) is Since the GCD of the frequency and the second axis frequency is 1, accordingly, the pattern of FIG. 9(b) may have a larger FF than the pattern of FIG. 9(a).
- FF may be increased when the first axis frequency or the second axis frequency is set to be high.
- the GCD of the first axis frequency and the second axis frequency in FIGS. 9(b) and 9(c) is 1, but FIG. 9( Since the bands of the 1st axis frequency and the 2nd axis frequency of c) are set higher than the bands of the 1st axis frequency and the 2nd axis frequency of FIG. 9(b), the pattern of FIG. FF may be larger than the pattern of
- the first axis frequency and the second axis frequency set as the driving signal or the restoration signal may be set based on the resonance frequency of the fiber 310 so that the fiber 310 of the image generating apparatus is resonance driven.
- the non-uniform progression pattern and the uniform progression pattern may be a shape of a pattern indicated by a driving signal or a restoration signal, respectively.
- the non-uniform progress pattern may refer to a pattern in which coordinate information or optical information acquired based on a driving signal or a restoration signal while the pattern is in progress is obtained by biasing some pixel information among all pixel information.
- the uniform progress pattern may refer to a pattern in which coordinate information or optical information acquired based on a driving signal or a restoration signal while the pattern is in progress is acquired over all pixel information.
- FIG. 10 is a diagram illustrating that one frame is obtained as a pattern is repeated, according to an embodiment.
- a region in which a pattern is generated may be a region in an object according to a driving signal.
- the region in which the pattern is generated may be a pixel region of at least a portion of an image obtained according to the restoration signal.
- a predetermined time for acquiring one frame for acquiring an image may be a time during which a pattern of a driving signal or a restoration signal is repeated once.
- the pattern indicated by the driving signal or the restoration signal may have the same direction in which the pattern proceeds at the start position and the start position and the direction in which the pattern proceeds at the end position and the end position.
- the pattern indicated by the driving signal or the restoration signal may be repeated at regular time intervals.
- the repetition time of the pattern indicated by the driving signal or the restoration signal may be expressed as one cycle.
- the pattern indicated by the driving signal or the restoration signal starts to be generated and reaches a position that can have the maximum FF in the area of the object irradiated with light or the area of all pixels of the image to be acquired, and then the pattern is resumed You can return to the position where this first occurred.
- the pattern generated by the driving signal or the restoration signal may proceed from the starting point to the point having the maximum FF and then proceed to the starting point again.
- the controller 110 may acquire one frame for each time the pattern is repeated once.
- the control unit 110 may acquire one frame for each predetermined time that the pattern is repeated once, that is, for each predetermined unit time.
- the pattern indicated by the driving signal or the restoration signal may be either a uniform progression pattern or a non-uniform progression pattern.
- the controller 110 may perform phase correction of the restored signal for image restoration.
- 11 is a diagram illustrating that a plurality of frames are acquired while a pattern is repeated once, according to an embodiment.
- the controller 110 may acquire a plurality of frames during one cycle in which a pattern is repeated from an initial stage in which an image is acquired.
- the controller 110 in order for the controller 110 to acquire a plurality of frames, the controller 110 initially acquires one frame for one period in order to acquire an image, and then acquires a plurality of frames for one period in which the next pattern is repeated. frames can be obtained.
- a plurality of frames may be acquired during one period in which a pattern generated according to a driving signal or a restoration signal is repeated.
- the controller 110 may acquire one frame for image acquisition.
- the controller 110 may acquire 5 frames during one period in which the pattern is repeated.
- the time for obtaining one frame may be a time unit obtained by dividing the time of one cycle in which the pattern is repeated equally into five time units.
- the pattern generated by the driving signal or the restoration signal requires uniformly scanning the object or uniformly acquiring pixel coordinate information before one repetition period. can That is, it may mean that the scan must be performed over the entire area of the object being scanned for a time shorter than the period in which the pattern generated by the driving signal or the restoration signal is repeated, or coordinate information must be obtained over the entire acquired pixel area. have.
- the controller 110 may perform phase correction of the restored signal for image restoration.
- FIG. 12 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to set a frequency to generate a uniform pattern, according to an embodiment.
- the method for the controller 110 to set the frequency to generate a uniform pattern includes the step of setting the initial frequency ( S3000 ), and selecting a frequency candidate from a frequency near the initial frequency in which the initial frequency and the GCD are the same. and selecting a frequency having a uniform pattern from among frequency candidates (S3400).
- control unit 110 may include setting the first axis frequency and the second axis frequency of the driving signal or the restoration signal.
- the controller 110 sets the initial frequency based on the first-axis frequency and the second-axis frequency of the driving signal or the restoration signal based on the resonance driving frequency of the fiber 310 .
- the first axis of the driving signal and the second axis of the restored signal may have the same direction
- the first and second axes of the fiber 310 are the first and second axes of the driving signal or the restored signal. can have the same direction as
- the controller 110 may set the first axis frequency of the driving signal or the restoration signal to a frequency similar to 1100 hz.
- the control unit 110 sets the second axis frequency of the driving signal or the restoration signal from the first axis frequency of 1100hz to a predetermined value. It can be set to 1300hz, which is separated by the frequency band of .
- the first axis frequency and the second axis frequency to be set are not limited to the above example, and may be determined based on the resonance frequency for resonant driving the fiber 310 as described above.
- the MC phenomenon refers to a phenomenon in which the bands of the first axis frequency and the second axis frequency of the driving signal are not sufficiently separated, so that when the fiber 310 is driven in the first axis, it is also driven in the second axis. can do.
- the control unit 110 selects a frequency candidate having the same or similar FF as the first axis frequency and the second axis frequency. This may include choosing In other words, the controller 110 may change the initial frequency to obtain a plurality of frequency candidate groups having the same or similar FF within a range where the difference from the initial frequency is not large.
- the frequency adjacent to the initial frequency set by the controller 110 may be a frequency having a predetermined band from the first axis frequency and the second axis frequency, which are the selected initial frequencies.
- the neighboring frequency may mean a frequency within 10 Hz from the initial frequency.
- the neighboring frequency may be selected within a range in which the initial frequency and FF are not significantly different.
- the neighboring frequency may be a frequency selected within a range in which the MC phenomenon does not occur when the frequency is changed from the initial frequency.
- the present invention is not limited thereto, and a neighboring frequency may be selected even within a range in which the FF is significantly different.
- the neighboring frequency candidates selected from the initial frequency may be plural.
- a plurality of first-axis frequency candidates and a plurality of second-axis frequency candidates may be selected.
- the selection of a frequency candidate may mean that the controller 110 calculates a plurality of frequencies or stores them in the form of data.
- the control unit 110 In the step of selecting a frequency having a uniform pattern from among the frequency candidates ( S3400 ), the control unit 110 so that the pattern generated by the driving signal or the restoration signal is uniform in the area of the object irradiated with light or the entire pixel area for obtaining an image. ) may include selecting the frequency of the driving signal or the restoration signal.
- FIG. 13 is a diagram illustrating a shape in which a pattern progresses at an arbitrary point in time prior to one cycle in which the pattern is repeated, according to an exemplary embodiment.
- FIG. 13(a) is a diagram illustrating a relatively non-uniformly progressing pattern
- FIG. 13(b) is a diagram illustrating a relatively uniformly progressing pattern.
- whether the pattern progresses uniformly may mean that the pattern progresses uniformly when the size of a space through which the pattern does not pass during the pattern progress is small.
- FIG. 13(a) shows that the path along which the pattern proceeds is concentrated on a partial area of the object or some pixel area of the acquired image, and the pattern passes Since the size of the largest space is large, FIG. 13(a) may mean that the pattern has a relatively non-uniform pattern.
- the path through which the pattern proceeds spans the entire area of the object or the entire pixel area of the image to be acquired, so the size of the largest space through which the pattern does not pass is small, and FIG. 13(b) is relatively It may mean having a uniform pattern.
- a space through which the pattern does not pass is expressed as a hole, and the size of the hole is expressed as a depth.
- the depth may mean the area of the hole or the length of the hole along the first axis or the second axis.
- the unit indicating the depth may be expressed based on the metric system, which is the unit indicating the length, or may be expressed based on the number of pixels corresponding to the depth.
- the depth, which is the size of the hole may be the smallest value among the distances from the center of the hole to the vertices of the hole. That is, when the hole has a shape similar to a quadrangle, the depth may mean the shortest distance from the center of the hole to each vertex.
- the depth which is the size of the hole, may be determined by the first axial disproportionate frequency or the second axial disproportionate frequency.
- the first axial disproportionate frequency may mean a value obtained by dividing the first axial frequency by the greatest common divisor of the first axial frequency and the second axial frequency. It may mean a value obtained by dividing the 1st axis frequency and the 2nd axis frequency by the greatest common divisor.
- FIG. 14 is a graph illustrating a relationship between a depth and a first axis disjoint frequency according to an exemplary embodiment.
- the x-axis of Fig. 14 The first axis denotes a disjoint frequency, and the y-axis denotes the depth, which is the size of the hole.
- the solid line in the graph means the maximum FF at the corresponding frequency
- the dotted line means the minimum FF of the corresponding frequency.
- the depth may become smaller.
- the depth may be smaller as the GCD becomes smaller.
- the depth of the largest hole during the pattern process may increase as the ratio of the first axis frequency to the second axis frequency approaches a simple integer ratio.
- a simple integer ratio may mean that the second axis frequency is increased compared to the first axis frequency.
- a simple integer ratio may mean that when the GCD of the first axis frequency and the second axis frequency is 1, the second axis frequency is increased compared to the first axis frequency.
- approaching the simple integer ratio may mean that the ratio of the second axis frequency to the first axis frequency becomes smaller.
- a first frequency with a high level and a small depth of a largest hole among nearby frequency candidates having the same GCD as the first and second frequencies initially selected A frequency and a second frequency may be provided.
- an image generating apparatus having a plurality of modes for generating an image may be provided.
- the image generating apparatus may provide a high-definition mode.
- a method in which the control unit 110 described above acquires one frame for each period in which the pattern is repeated may be used.
- the image generating apparatus may provide a high-speed mode.
- a method in which the above-described controller 110 acquires a plurality of frames at each period in which the pattern is repeated may be used.
- the high-speed mode may provide an image or video having an improved frame rate.
- the frame rate may mean the number of frames obtained and provided by the image generating apparatus per second.
- the high-speed mode may provide an image or video in which motion artifacts caused by movement are reduced.
- the image generating apparatus may provide enlargement and reduction modes for the object.
- the controller 110 may change the voltage of the driving signal input to the driving unit 130 or change the amplitude of the driving signal. That is, when the voltage or amplitude of the driving signal is increased, the range in which the fiber 310 is driven is increased, so that a reduced image of the object can be provided. Alternatively, when the voltage or amplitude of the driving signal is reduced, the range in which the fiber 310 is driven is reduced to provide an enlarged image of the object.
- the plurality of modes may further include a high-definition providing mode using artificial intelligence including machine learning or neural networks in addition to the above-mentioned examples.
- the controller 110 controls the phase of the restored signal A method of correcting .
- correcting the phase of the restored signal may include the controller 110 reflecting the phase correction value in the restored signal, and the controller 110 acquiring coordinate information based on the restored signal to which the phase correction value is reflected. .
- 15 is a block diagram illustrating a method for obtaining, by an image generating apparatus, data in which a phase of a reconstructed signal is corrected, according to an exemplary embodiment.
- the method for the controller 110 to obtain an image in which the phase of the reconstructed signal is corrected includes obtaining optical information and obtaining time information (S1000), obtaining coordinate information based on the time information (S1000). S1200), substituting optical information into the coordinate information (S1400), obtaining a phase correction value to correct the phase of the restored signal (S1500), and obtaining an image (S1600).
- the image generating apparatus of FIG. 4 obtains data for reconstructing an image, by obtaining a phase correction value to obtain the phase of the reconstructed signal
- a step of correcting (S1500) may be included.
- the controller 110 uses artificial intelligence using deep learning or neural network learning to reduce distortion of the acquired image, or a phase correction algorithm Compensating the phase of the restored signal using a method such as correction of the coordinate information or pixel information obtained based on the restored signal accordingly.
- 16 is a diagram illustrating an image of an object reconstructed based on a reconstructed signal having a phase delay and an image of an original object, according to an exemplary embodiment.
- FIG. 16 (a) is a diagram illustrating that an image of an object is acquired based on a restored signal in which a phase delay occurs
- FIG. 16 (b) is an image of an object based on a restored signal in which a phase delay does not occur. It is a diagram showing that obtained.
- the delayed phase of the restored signal is the phase of the first axis signal and the second axis signal and the first axis signal and the second axis signal forming a pattern generated when light is irradiated to the object based on the driving signal.
- the fact that the phase delay of the restored signal does not occur may mean that the pattern in which light is irradiated to the object and the pattern based on the restored signal are the same or similar to each other.
- 17 is a table schematically illustrating coordinate information and optical information corresponding to coordinate information based on a phase-delayed reconstruction signal according to an embodiment.
- FIG. 17 is based on a reconstructed signal with a delayed phase
- This may mean that coordinate information is obtained and corresponding optical information is displayed.
- the optical information acquired at the x1 one of the first coordinate information and the y1 coordinate, which is one of the second coordinate information, is based on the reconstructed signal whose phase is not delayed, i1, one of the optical information, is obtained.
- i2 when the phase is delayed, i2 may be obtained. That is, when the phase of the reconstructed signal is delayed, different optical information may be obtained in the coordinate information indicating the same coordinates as compared to the case where the phase of the reconstructed signal is not delayed.
- the light information for reconstructing an image may not be obtained at the coordinates at which the original light information should be obtained, but may be obtained at other coordinates.
- the phase of the restored signal may occur because the actual driving signal and the signal through which the fiber 310 is driven are different from each other.
- the phase of the reconstructed signal may be delayed due to motion occurring when an actual user operates the image generating apparatus.
- the phase of the restored signal may be delayed due to a time difference until the light returning from the object is acquired by the light receiving unit 140 .
- the phase of the restoration signal may be delayed because the driving unit 130 does not actually drive according to the driving signal.
- the phase of the restored signal may be delayed due to physical characteristics caused by the driver 130 , the fiber 310 , and the light receiver 140 .
- image distortion may occur in addition to the case where the phase of the restored signal is delayed.
- FIG. 18 is a schematic diagram illustrating an MC phenomenon when a fiber 310 is driven, according to an embodiment.
- the ellipse shown in FIG. 18 may indicate the movement of the end of the fiber 310 or may indicate the trajectory of the light irradiated onto the object.
- FIG. 18(a) illustrates the trajectory of light at the end of the fiber 310 or the object when the driving unit 130 drives the fiber 310 only along the first axis, according to an embodiment. have. Also, according to an exemplary embodiment, FIG. 18(b) may show a trajectory of light at an end of the fiber 310 or an object when the driving unit 130 drives the fiber 310 only along the second axis. .
- the fiber 310 may be driven in the other axis.
- driving the fiber 310 in the other axis may mean that the MC phenomenon has occurred.
- the axis on which the driving unit 130 intends to drive the fiber 310 may be an axis driven in the range R, but in reality, the driving unit 130 Actuation may occur in the axial direction, which is driven by an unintended range of r.
- the driving unit 130 may apply a force or signal to drive the fiber 310 in the first axis or the second axis by the R range, but the fiber 310 may apply r in the second axis or the first axis. It can be driven additionally as much as the range.
- the axis on which the driving unit 130 drives the fiber 310 and the axis on which the fiber 310 is resonance driven are different from each other, and thus the MC phenomenon occurs.
- the frequency separation between the first axis and the second axis of the fiber 310 does not sufficiently occur, it may mean that the MC phenomenon occurs.
- the restored signal may acquire coordinate information by additionally acquiring a first axis MC signal and a second axis MC signal in addition to the first axis signal and the second axis signal.
- the additional first axis MC signal and the second axis signal It may be necessary to acquire the MC signal.
- the first axis MC signal may be the same as the frequency of the second axis signal, and similarly, the second axis MC signal may be the same as the frequency of the first axis signal. This is because, for example, when the MC phenomenon occurs, the fiber 310 is driven by the first axis and the second axis even though the driving signal input from the driving unit 130 is the first axis signal.
- control unit 110 sets the initial signal of the first axis MC signal and the second axis MC signal, in addition to correcting the phase delay of the first axis signal and the second axis signal from the initial signal of the restored signal,
- the phase delay of the uniaxial MC signal and the second axial MC signal may be corrected. This is because, based on the first axis MC signal and the second axis MC signal initially set by the controller 110 , the image can be obtained by correcting a difference from a pattern in which light is actually irradiated to the object.
- control unit 110 corrects the delayed phase of the restored signal or generates an MC phenomenon based on the restored signal. can be corrected.
- 19 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to correct a phase, according to an embodiment.
- the method for the control unit 110 to correct the phase may include the control unit 110 obtaining an initial phase correction value (S4000) and obtaining a detailed phase correction value (S4200). have.
- the phase correction value may mean a value for correcting the delayed phase of the restored signal.
- the phase correction value may be a value added to or subtracted from the phase of the restored signal in order to correct the phase of the restored signal.
- the method for the controller 110 to correct the phase may be a step included in or the same step as the step ( S1500 ) of correcting the phase of the restored signal by obtaining the phase correction value of FIG. 15 .
- the step of obtaining the initial phase correction value (S4000) includes obtaining, by the controller 110, a phase that is approximately close to the delayed phase of the restored signal in the entire phase range of the restored signal in order to correct the delayed phase of the restored signal. can do.
- the neighboring phase of the delayed phase of the restored signal in which the initial phase correction value is located may have a different neighboring range according to the initial phase correction method.
- control unit 110 obtaining the initial phase correction value will be described in detail.
- the control unit 110 changes the phase of the restored signal to correct the delayed phase of the restored signal, to obtain a delayed phase value of the actual restored signal from the initial phase correction value, It may include generating coordinate information.
- the detailed phase correction value may be the same as or substantially the same as the phase delay value of the actual restored signal.
- the fact that the detailed phase correction value and the phase delay value of the actual restored signal are substantially the same may mean that the detailed phase correction value is within an error range from the phase delay value of the actual restored signal.
- the error range may be determined by the quality of the image acquired by the image generating apparatus.
- the error range when the quality of the image provided by the image generating apparatus is high, the error range may be set small.
- the search phase unit searched by the controller 110 to obtain the detailed phase correction value may be set small.
- the error range when the quality of the image provided by the image generating apparatus is low, the error range may be set to be large.
- the search phase unit searched by the controller 110 to obtain the detailed phase correction value may be set to be large.
- the controller 110 may search for a detailed phase correction value based on a fixed search phase unit to obtain a detailed phase correction value.
- Searching for the phase correction value by the aforementioned controller 110 may mean acquiring a phase correction value, which will be described below.
- the initial phase correction does not mean that the controller 110 corrects only the initial phase of the restored signal, and the controller 110 may acquire a detailed phase correction value as a method for acquiring the initial phase correction value.
- the user of the image generating apparatus may search for an initial phase correction value while directly changing the phase of the reconstructed signal.
- the user may adjust the phase of the restored signal by using the phase adjuster.
- the control unit 110 may generate coordinate information or pixel information based on the phase of the restored signal adjusted by the user using the phase control unit
- the display unit 160 may generate coordinate information or pixel information and light information based on the coordinate information or pixel information and light information. Images can be displayed. Accordingly, the user may acquire an image of the object while adjusting the phase of the reconstructed signal using the phase adjuster.
- a random search method may be used for the controller 110 to perform initial phase correction.
- the random search method may include a method of selecting a phase similar to the delayed phase of the restored signal as an initial phase correction value for each phase by setting the phase of the restored signal to a plurality of arbitrary phase values. Accordingly, the controller 110 may obtain a detailed phase correction value based on the selected initial phase correction value.
- an exhaustive search brute-force search method may be used.
- the controller 110 sets the phase of the restored signal to each phase in the entire phase range of the restored signal, and selects a phase similar to the delayed phase of the restored signal for each phase as the initial phase correction value. methods may be included.
- the controller 110 does not acquire coordinate information in a sine function domain, which is a form of a restored signal, in order to perform initial phase correction, but coordinate information in a phase domain. may be obtained to perform initial phase correction.
- the controller 110 uses a convexity method using a tendency according to a change in the phase value of the restored signal, artificial intelligence including machine learning or neural network learning.
- the initial phase correction value may be obtained based on the used lowest value search method or a typical algorithm for searching the lowest value.
- the controller 110 does not acquire coordinate information in a sine function domain, which is a form of a restored signal, in order to perform initial phase correction, but coordinates in a phase domain. A description will be given of obtaining information and performing initial phase correction.
- the domain may mean the dimension of the reconstructed signal used by the controller 110 to obtain coordinate information.
- the area may mean a space in which the control unit 110 arranges the restoration signal in order to obtain coordinate information.
- the controller 110 may obtain coordinate information in the phase domain based on the orbifold method and perform phase correction of the restored signal.
- the orbifold method may mean performing phase correction in a region other than the sine function region of the restored signal.
- the obtained coordinate information may mean that it is obtained in a sine function area
- the reconstructed signal is a sine function area
- the region of the reconstructed signal may be a sine function region.
- the obtained coordinate information may mean that it is obtained in the sine function area, , may mean that the region of the restored signal is a sine function region.
- the region of the restored signal may be a phase region.
- Equation 2 is an equation representing a restored signal in the phase domain that can be used to convert time information into coordinate information, according to an embodiment.
- y' represents the second axis phase domain coordinate information transformed in the phase domain, is the second axis amplitude, and represents the amplitude of the driving signal or the restored signal along the second axis, is the second axis frequency, indicating the frequency of the driving signal or the restoration signal on the second axis, t indicates time information, is the second axis phase, indicating the phase of the driving signal or the restoration signal along the second axis, and may mean a phase delay component along the second axis.
- mod may mean a remainder operator that is a modulus operator
- T may mean a predetermined period. That is, (mod T) may mean that the phase domain coordinate information is repeated every predetermined period.
- the restored signal in the phase domain may be obtained based on frequency, time information, and phase used as variables of the sine function in the reconstructed signal in the sine function domain.
- the reconstructed signal in the phase domain may have a form of a first-order function, not a form of a sine function, with respect to time information.
- the first-axis phase region coordinate information or the second-axis phase region coordinate information of Equation 2 may be repeated at regular intervals as the acquired time information increases.
- the time information when the level at which the time information is increased according to the predetermined period T exceeds the predetermined period, the time information may be repeated back to the initial value.
- the predetermined period T is 2 ⁇
- the first-axis phase domain coordinate information or the second-axis phase domain coordinate information may be repeated as an initial value every 2 ⁇ , which is one period of the basic sine function.
- the predetermined period T may be designated as various periods such as 2 ⁇ or 4 ⁇ .
- the region of the reconstructed signal may be obtained in various regions including a Fourier domain, a Laplace domain, and a z-transform domain.
- the Fourier domain, Laplace domain, and z-transform domain of the reconstructed signal may be areas in which Fourier transform, Laplace transform, and z-transform are performed in the reconstructed function of the sine function domain, respectively.
- 20 is a diagram illustrating an image obtained according to a region of a reconstructed signal, according to an exemplary embodiment.
- FIG. 20 (a) is a diagram illustrating that the restored signal acquires an image of the object in the sine function domain
- FIG. 20 (b) is a diagram illustrating that the restored signal acquires an image of the object in the phase domain to be.
- the controller 110 may acquire an image using coordinate information acquired in the sine function domain and an image using coordinate information acquired in the phase domain.
- the acquisition of the image may mean a step of acquiring coordinate information using a reconstructed signal and substituting optical information for each coordinate information.
- the number of coordinate information acquired in the phase domain may be greater than the number of coordinate information acquired in the sine function domain.
- Equation 1 and Equation 2 respectively indicate the sine function region of the restored signal, and Equation 2 indicates the phase region of the restoration function.
- the first-axis phase region coordinate information is a linear function for time information, and one piece of coordinate information for one piece of time information may be obtained.
- the first-axis coordinate information Information is a sine function for time information, and one piece of coordinate information may be obtained for two or more pieces of time information.
- the image obtained by the control unit 110 using the coordinate information obtained in the phase domain is an image obtained by the control unit 110 using the coordinate information obtained in the sine function domain, in which the upper, lower, left and right sides are symmetrical. may be provided in the form.
- the coordinate information obtained in the phase domain may be more than the coordinate information obtained in the sine function domain.
- the number of coordinate information acquired in the phase domain may be four times or more than the number of coordinate information acquired in the sine function domain.
- the number of pixel information obtained based on the coordinate information obtained in the phase region is obtained in the sine region. It may be more than the number of pixel information obtained based on the coordinate information.
- pixel information obtained in the sine function domain has a number of 512 * 512 in the first axis and the second axis, respectively
- pixel information obtained in the phase domain is obtained in the first axis and second axis
- the number may be 1024*1024.
- the exemplary embodiment is not limited thereto, and the pixel information obtained in the phase region may have various numbers of pixels. Specifically, the number of pixels may be 512*512, 2048*2048, 4096*4096, or the like, or the user may arbitrarily set the number of pixel information.
- control unit 110 to correct the phase of the restored signal using the orbifold method according to an embodiment.
- 21 is a diagram illustrating an image of a phase region in which a phase delay of a restored signal does not occur and an image in which a phase delay of a restored signal occurs using coordinate information obtained in the phase region, according to an embodiment.
- the image in the phase domain obtained using coordinate information obtained in the phase domain is the midpoint of the image acquired in the phase domain. may be symmetric with respect to .
- the image acquired in the phase region may not be symmetric with respect to the midpoint of the acquired image.
- the controller 110 may obtain a phase delay value of the reconstructed signal.
- an image obtained based on the coordinate information obtained in the phase domain is symmetrical with respect to the midpoint of the first and second axes of the phase domain coordinate information, but in the case of a restored signal with a phase delay, in the phase domain
- the control unit (110) may obtain a phase delay value of the restored signal.
- FIG. 22 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain an initial phase correction value of a reconstructed signal based on the symmetry of phase domain coordinate information, according to an embodiment.
- the controller 110 substitutes the optical information into the phase domain coordinate information ( S4020 ), and the controller 110 performs the phase It may include a step of determining the symmetry in the region coordinate information (S4040) and a step of the controller 110 obtaining an initial phase correction value (S4060).
- the method in which the controller 110 obtains the initial phase correction value of the restored signal may be the same step as or included in the above-mentioned step S4000 in which the controller 110 acquires the initial phase correction value.
- 23 is a table schematically illustrating optical information acquired in coordinate information acquired in a phase domain of a reconstructed signal in response to time information, according to an embodiment.
- the controller 110 in the step of the controller 110 substituting the optical information into the phase domain coordinate information ( S4020 ), corresponds to the time information in the phase domain of the restored signal. to obtain coordinate information, and may include obtaining optical information corresponding to the obtained coordinate information.
- control unit 110 determines the time based on a predetermined time interval. It may mean acquiring information and acquiring coordinate information based on the acquired time information.
- the controller 110 may obtain first-axis phase domain coordinate information and second-axis phase domain coordinate information transformed in the phase domain based on time information. Accordingly, the controller 110 may make the optical information corresponding to the time information correspond to the coordinate information obtained in the phase domain. In other words, the controller 110 may acquire data so that the optical information corresponds to the coordinate information obtained in the phase domain.
- 24 is a graph illustrating summing light information for each coordinate information based on coordinate information obtained in a phase domain, according to an embodiment.
- the horizontal axis indicates the first-axis phase region coordinate information
- the vertical axis indicates the sum of the optical information
- the horizontal axis indicates the second-axis phase region coordinate information
- the vertical axis indicates the sum of the optical information.
- the present invention is not limited thereto, and the vertical axis may be a product of optical information or an integral value of optical information according to phase domain coordinate information.
- the vertical axis represents the sum of optical information.
- the sum of light information may mean the sum of at least one or more pieces of light information obtained from each phase domain coordinate information.
- a plurality of pieces of light information may correspond to coordinate positions indicated by the fixed first-axis coordinate information and a plurality of non-fixed second-axis phase region coordinate information. and at least one or more pieces of optical information among the above optical information may be combined.
- the x-axis is fixed and the summation may be performed using values of at least one or more y-axis coordinates among the entire y-axis range.
- the second-axis phase region coordinate information is fixed, the sum of the optical information may be possible in the same manner as described above.
- the sum of light information may mean representing an average after at least one piece of light information obtained from each phase domain coordinate information is summed.
- the step of the controller 110 determining the symmetry in the phase domain coordinate information is performed by the controller 110 on the first axis phase domain coordinate information or the second axis phase domain coordinate information. It may include a method of determining symmetry in specific phase domain coordinate information.
- the symmetry indicates that the sum of the optical information or the optical information obtained from the coordinate information separated by the same distance - the same coordinate information distance - based on the specific first-axis phase region coordinate information or the specific second-axis phase region coordinate information is the same or similar can mean that
- determining the symmetry may mean that the first value and the last value of the first axis phase region coordinate information or the second axis phase region coordinate information are determined in a situation in which they are continuous.
- the first value x'1 and the last value x'n are consecutive values, and a value at the same distance from x'1 is x', which is the next value of x'1. 2 and x'n.
- the control unit 110 controls the specific first axis based on the first axis phase domain coordinate information and the second axis phase domain coordinate information. It may be determined based on the difference between the sum of the optical information in the coordinate information separated by the same distance from the axial phase region coordinate information or the second axis phase region coordinate information.
- what the controller 110 calculates based on the difference between the sums of the optical information may be a value obtained by adding all the difference values of the sums of the optical information in the plurality of phase domain coordinate information acquired by the controller 110 .
- the difference value of the sum of the optical information of the x'1 and x'5 coordinate information based on the x'3 coordinate information and the x'2 and x'4 coordinates may be smaller than that based on other phase domain coordinate information.
- the method of determining the symmetry of the second-axis phase domain coordinate information in the above-mentioned first-axis phase domain coordinate information may be used.
- the control unit 110 controls the first specific first axis phase domain coordinate information or the second axis phase domain coordinate information as a reference.
- the sum of the optical information from the axial phase region coordinate information or the second axis phase region coordinate information to the coordinate information separated by the same distance may be integrated.
- the control unit 110 controls a specific first axis phase domain coordinate information or a specific second axis phase domain coordinate information based on the second axis phase domain coordinate information. It may be determined based on the multiplication between the sum of the optical information in the coordinate information separated by the same distance from the uniaxial phase region coordinate information or the second axis phase region coordinate information.
- the specific first-axis phase domain coordinate information or the specific second-axis phase domain coordinate information may be coordinate information predetermined for determining symmetry.
- coordinate information serving as a reference for determining symmetry may be predetermined, and accordingly, it is possible to determine symmetry from each of the coordinate information on the first axis phase region coordinate information or the second axis phase region coordinate information.
- the first-axis phase region coordinate information or the second-axis phase region coordinate information for determining symmetry may be at least one piece of coordinate information.
- the step ( S4060 ) of the controller 110 acquiring the initial phase correction value is the symmetry determined from the specific first-axis phase region coordinate information or the specific second-axis phase region coordinate information determined by the controller 110 previously ( S4060 ). It may include obtaining an initial phase correction value based on .
- control unit 110 determines the symmetry in each of the plurality of coordinate information, obtains the most symmetrical first-axis phase region coordinate information or specific second-axis phase region coordinate information, and obtains the obtained coordinates A phase corresponding to the information may be obtained as an initial phase correction value of the reconstructed signal.
- the controller 110 controls the specific first axis A phase corresponding to the phase domain coordinate information may be obtained as an initial phase correction value of the reconstructed signal.
- 25 is a block diagram illustrating a procedure for obtaining an approximate phase correction value of an initial phase correction value, according to an embodiment.
- the step of the controller 110 obtaining an approximate phase correction value of the initial phase correction value is performed after the controller 110 acquiring the initial phase correction value ( S4060 ). (110).
- the step (S4100) of the controller 110 acquiring the approximate phase correction value of the initial phase correction value is to be performed by the controller 110 before the step (S4200) of the controller 110 acquiring the detailed phase correction value.
- the controller 110 selects the initial phase correction value and the phase domain coordinate information corresponding to the initial phase correction value. and obtaining approximate phase domain coordinate information close to the detailed phase correction value and a phase value corresponding to the approximate phase domain coordinate information based on the symmetry of .
- the first-axis phase region coordinate information corresponding to the initial phase correction value obtained by the controller 110 is x′2, it corresponds to the first-axis approximate phase correction value.
- the approximate first-axis phase region coordinate information to First-axis phase region coordinate information having a value of 0 or close to 0 may be acquired.
- the left-right symmetric function to approximate is It can mean a function that is symmetrical at the point where the x value is b as shown in Fig. That is, when the sum of x'1, x'2, and x'3 and the light information corresponding to each coordinate information is substituted for x and y in the above equations, the approximate first-axis phase region coordinate information forming left-right symmetry In b can be obtained. Accordingly, an approximate phase correction value corresponding to the approximate first-axis phase region coordinate information may be obtained from the controller 110 .
- the approximate second-axis phase region coordinate information and the second-axis approximate phase correction value may be obtained in the same manner as in the above method of obtaining the approximate first-axis phase region coordinate information and the first-axis approximate phase correction value.
- the approximate phase correction value obtained in the step (S4100) of the controller 110 acquiring the approximate phase correction value of the initial phase correction value is the approximate phase correction value obtained in the step (S4200) of the controller 110 acquiring the detailed phase correction value ) can be used in
- 26 is a diagram illustrating an image obtained when the MC phenomenon does not occur and an image obtained when the MC phenomenon does not occur using coordinate information obtained in the phase domain, according to an embodiment.
- Fig. 26 (a) is a view showing an image obtained based on the phase domain coordinate information obtained when the phase delay and MC phenomenon do not occur
- Fig. 26 (b) is the phase delay It is a diagram showing an image obtained based on the phase domain coordinate information obtained when the MC phenomenon does not occur, but is obtained.
- the control unit 110 may obtain whether an MC phenomenon has occurred, and when the MC phenomenon has occurred, the control unit 110 includes optical information corresponding to the phase domain coordinate information. Based on these factors, it is possible to correct the MC phenomenon.
- the controller 110 may acquire the first axis MC signal and the second axis MC signal based on the optical information obtained in the phase domain coordinate information.
- the controller 110 uses the restored signal as the first-axis signal and the second-axis signal.
- the image may be reconstructed in consideration of the first axis MC signal and the second axis MC signal.
- the controller 110 uses the phases of the first axis signal, the second axis signal, the first axis MC signal, and the second axis MC signal as variables to obtain the first axis MC signal and the second axis MC signal. Operations can be performed based on the rotation matrix. In addition, the controller 110 may acquire the phases of the first axis signal, the second axis signal, the first axis MC signal, and the second axis MC signal as a result of the operation.
- the detailed phase correction does not mean that the controller 110 acquires the detailed phase correction value only after acquiring the initial phase correction value for the phase of the restored signal, and the controller 110 does not acquire the initial phase correction value
- An initial phase correction value may be obtained by performing a method of obtaining a detailed phase correction value or using a method for obtaining a detailed phase correction value.
- 27 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain a detailed phase correction value, according to an embodiment.
- the method for the control unit 110 to obtain the detailed phase correction value includes the steps of the control unit 110 obtaining a difference value between the optical information obtained for each pixel information ( S4220 ) and the control unit Correcting the phase of the restored signal so that the difference value between the optical information obtained by 110 is minimized ( S4240 ) may be included.
- the method for the controller 110 to obtain the detailed phase correction value may be included in or the same step as the step ( S4200 ) of the previous controller 110 acquiring the detailed phase correction value. .
- the obtained plurality of optical information may include a first optical information set and a second optical information set.
- first optical information set and the second optical information set may be optical information acquired at different times.
- each of the first optical information set and the second optical information set may include at least one or more optical information.
- the first optical information set may be optical information corresponding to continuous time information
- the second optical information set is a continuous set of optical information after a predetermined time has elapsed from the continuous time information obtained by the first optical information set. It may be optical information corresponding to time information.
- the optical information corresponding to the first optical information set corresponds to 1 microsecond, 1.1 microseconds, and 1.2 microseconds.
- the optical information corresponding to the second optical information set may be optical information acquired corresponding to 5 microseconds, 5.1 microseconds, and 5.2 microseconds.
- time information may be acquired in units of 0.1 microseconds, and accordingly, optical information may also be acquired in units of 0.1 microseconds.
- the time information at which the first optical information set and the second optical information set are acquired is not limited to the above example, and a pattern generated according to a unit time at which time information is acquired and a driving signal or a restoration signal is completed once. It may vary depending on the time required.
- the difference in time information at which the first optical information set and the second optical information set are acquired is a pattern generated by a driving signal or a restoration signal in pixel information for which the first optical information set and the second optical information set are acquired. This can mean intersecting.
- the control unit 110 receives the light corresponding to the coordinate information obtained for the pixel information. and obtaining a difference value between the information.
- the pixel information may mean location information on which a single pixel is located among all pixels, and the pixel information may include a plurality of coordinate information.
- a plurality of pieces of coordinate information may represent one pixel information.
- the first light information set may be composed of a plurality of pieces of light information corresponding to a plurality of pieces of coordinate information, and a position indicated by a plurality of pieces of coordinate information constituting the first light information set indicates a position within one pixel information.
- a plurality of pieces of coordinate information may indicate different positions
- one piece of pixel information may include different positions indicated by a plurality of pieces of coordinate information.
- the difference value of the plurality of pieces of light information may mean including a difference, average, variance, and standard deviation between the pieces of light information.
- a difference between a value obtained by adding light information constituting the first light information set and a value obtained by adding light information constituting the second light information set may mean a difference value between a plurality of pieces of light information.
- an average optical information value of at least some of the optical information constituting the first optical information set and the second optical information set may mean a difference value between the plurality of optical information.
- dispersion of a plurality of optical information from an average optical information value of at least some of the optical information constituting the first optical information set and the second optical information set may mean a difference value of optical information.
- the standard deviation of the plurality of optical information from the average optical information value of at least some of the optical information constituting the first optical information set and the second optical information set may mean a difference value of optical information.
- obtaining a difference value between light information may mean indicating that a plurality of pieces of light information obtained for pixel information are uniform.
- that the plurality of pieces of optical information is uniform may mean whether the plurality of pieces of acquired optical information have the same or similar optical information.
- a plurality of pieces of light information obtained for pixel information may all have the same value. That is, the difference value between the plurality of pieces of light information may be 0 or a value close to 0.
- a difference value between a plurality of pieces of optical information obtained in pixel information may be generated. That is, as the phase-delayed value of the reconstructed signal increases, the difference value between the plurality of pieces of optical information obtained in the pixel information may increase.
- the control unit 110 may include determining whether this is minimized.
- the user of the image generating apparatus may manually change the phase of the reconstructed signal and adjust the difference value between the optical information acquired by the controller 110 to be minimized.
- the controller 110 may change the phase of the restored signal so that the difference between the optical information obtained in the pixel information is minimized while changing the phase of the restored signal in a minimum unit capable of changing. .
- the controller 110 may change the phase of the restored signal so that a difference value between optical information obtained from pixel information is minimized while arbitrarily changing the phase of the restored signal.
- the controller 110 may change the phase of the restored signal so that a difference value between optical information obtained from pixel information is minimized while changing the phase of the restored signal in a predetermined phase adjustment unit. .
- the controller 110 may obtain a difference value between the optical information obtained in the pixel information whenever the phase is adjusted, but the present invention is not limited thereto and the controller 110 restores at least one in advance.
- a difference value between the optical information obtained in the pixel information may be obtained based on the phase value of the signal.
- 29 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain a detailed phase correction value by comparing a minimum value between optical information acquired in pixel information while adjusting a phase of a restored signal, according to an exemplary embodiment; .
- the control unit 110 compares the minimum values between the optical information obtained in pixel information while adjusting the phase of the restored signal and obtains the detailed phase correction value, the control unit 110 controls each pixel. After obtaining a difference value between the optical information obtained in the information (S4220), the controller 110 adjusts the phase of the restored signal (S4242), the controller 110 adjusts the phase of the restored signal, each Comparing the difference value between the optical information before and after adjusting the phase of the restored signal before the control unit 110 adjusts the phase of the restored signal (S4244) It may include step S4246 and a step of correcting the phase of the restored signal by the controller 110 to the phase value of the restored signal when the difference value before adjusting the phase of the restored signal is obtained (S4248).
- the control unit 110 of FIG. 27 obtains the light information obtained for each pixel information. It may be the same step as the step ( S4220 ) of obtaining a difference value between them.
- the step ( S4242 ) of the controller 110 adjusting the phase of the restored signal may include a method in which the controller 110 adjusts the phase of the restored signal based on the aforementioned embodiments. .
- the controller 110 when the controller 110 adjusts the phase of the restored signal, the controller 110 may adjust the phase of the restored signal based on a predetermined phase adjustment unit.
- a predetermined phase adjustment unit for the control unit 110 to adjust the phase of the restored signal will be described in detail in a related part below.
- the controller 110 when the controller 110 adjusts the phase of the restored signal, the controller 110 may arbitrarily adjust the phase of the restored signal.
- the controller 110 when the controller 110 adjusts the phase of the restored signal, the controller 110 may adjust the phase of the restored signal based on the minimum phase unit capable of adjusting the phase of the restored signal.
- the step of obtaining the optical information difference value obtained for each pixel information is that the controller 110 obtains each pixel information.
- the method may include a method in which the controller 110 acquires a difference value between the optical information acquired for each pixel information.
- the optical information obtained for each pixel information may be different from the optical information before the controller 110 adjusts the phase of the restored signal.
- the coordinate information obtained based on the restored signal may be different from the coordinate information before the controller 110 adjusts the phase of the restored signal, Accordingly, the optical information corresponding to the coordinate information included in the pixel information may be changed before and after the controller 110 adjusts the phase of the reconstructed signal.
- the controller 110 controls the restored signal. Obtaining the difference value of the optical information obtained from the pixel information before and after adjusting the phase of and comparing a difference value of the obtained light information to the pixel information.
- control unit 110 compares the difference value of the optical information obtained from the pixel information before adjusting the phase of the reconstructed signal with the difference value of the light information obtained from the pixel information after adjusting the phase of the reconstructed signal. That is, the controller 110 may compare the difference value of the optical information obtained immediately before the step of adjusting the phase of the restored signal with the difference value of the optical information obtained immediately after the step of adjusting the phase of the restored signal.
- the difference value of the optical information compared by the controller 110 is after the phase adjustment before the last phase adjustment and the last phase This may mean comparing the difference value of the light information obtained from the pixel information before the adjustment with the difference value of the light information obtained from the pixel information after the last phase adjustment.
- the difference value of the optical information obtained from the pixel information before the controller 110 adjusts the phase of the restored signal may be expressed as the optical information difference value before the phase adjustment, and the controller 110 After the phase of the restored signal is adjusted, the difference value of the optical information obtained from the pixel information may be expressed as the optical information difference value after the phase adjustment.
- the controller 110 may adjust the phase of the restored signal again.
- the controller 110 adjusts the phase of the restored signal ( S4242 ) may be performed again.
- the controller 110 controls the restored signal based on the phase adjusted before the controller 110 finally adjusts the phase of the restored signal. can restore the status of In other words, when the optical information difference value before the phase adjustment is smaller than the optical information difference value after the phase adjustment, the controller 110 restores the difference value before the controller 110 adjusts the phase of the restored signal when the difference value is obtained Correcting the phase of the restored signal with the phase value of the signal ( S4248 ) may be performed.
- the step of correcting the phase of the restored signal with the phase value of the restored signal when the difference value before the controller 110 adjusts the phase of the restored signal is obtained is performed by the controller 110 Finally, it may include correcting the phase of the restored signal based on the phase of the restored signal adjusted just before adjusting the phase of the restored signal.
- the phase of the restored signal adjusted just before the controller 110 finally adjusts the phase of the restored signal may mean the phase value of the restored signal that is the basis for obtaining the optical information difference value before the phase adjustment. .
- the phase of the restored signal adjusted just before the controller 110 last adjusts the phase of the restored signal is the difference between the restored signal when the difference value before the controller 110 adjusts the phase of the restored signal is obtained.
- the step of adjusting the phase of the restored signal by the controller 110 is included before the step of correcting the phase of the restored signal with the phase value ( S4248 ) is included, the restored signal before finally adjusting the phase of the restored signal can be obtained based on the phase of .
- correcting the phase of the restored signal may include obtaining the coordinate information by the controller 110 based on the phase correction value of the restored signal.
- the phase value used by the controller 110 to correct the phase of the restored signal may be the detailed phase correction value.
- FIG. 30 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain a detailed phase correction value while additionally adjusting a phase of a restored signal, according to an embodiment.
- the method for the controller 110 to obtain a detailed phase correction value while additionally adjusting the phase of the restored signal includes the steps of the controller 110 adjusting the phase of the restored signal ( S5000 ), the controller 110 . ) after adjusting the phase of the restored signal, obtaining the optical information difference value obtained for each pixel information ( S5200 ) and before the controller 110 adjusts the phase of the restored signal and adjusting the phase of the restored signal Comparing the difference values between the subsequent light information (S5400) may be included.
- the controller 110 adjusts the phase of the restored signal in a predetermined phase adjustment unit, and then acquires the phase of the restored signal corresponding to the minimum difference value of the optical information, and then adjusts the predetermined phase
- a minimum difference value of optical information may be obtained, and a phase correction value of the reconstructed signal corresponding to a minimum optical information difference value may be obtained.
- the method for the controller 110 to obtain a detailed phase correction value while additionally adjusting the phase of the restored signal is performed by the controller 110 in FIG. Comparing the difference value between the optical information before adjusting the phase and after adjusting the phase of the restored signal (S4246) and restoration when the difference value before the controller 110 adjusts the phase of the restored signal is obtained It may be performed by the controller 110 between the steps of correcting the phase of the restored signal with the phase value of the signal ( S4248 ).
- the step (S5000) of the controller 110 adjusting the phase of the restored signal is that the controller 110 adjusts the phase of the restored signal based on a smaller phase adjustment unit than the previous predetermined phase adjustment unit.
- the controller 110 when the controller 110 adjusts the phase of the restored signal by the first phase adjustment unit in step S4242 of the controller 110 adjusting the phase of the restored signal, the controller 110 controls the phase of the restored signal In the step of adjusting ( S5000 ), the controller 110 may adjust the phase of the restored signal based on a second phase adjustment unit smaller than the first phase adjustment unit.
- the second phase adjustment unit may be set to 0.05 seconds which is smaller than the first phase adjustment unit, and the controller 110 controls the restored signal based on the first phase adjustment unit. After obtaining the phase of the restored signal in which the optical information difference value obtained from the pixel information is minimized by adjusting the phase of It is possible to obtain a phase of the reconstructed signal in which the optical information difference value obtained from the two is minimized.
- obtaining a difference value of optical information obtained for each pixel information ( S5200 ) and before the controller 110 adjusts the phase of the restored signal and restored Comparing the difference value between the optical information after adjusting the phase of the signal ( S5400 ) may be performed by the controller 110 in the same manner as the method used in the aforementioned step.
- a predetermined phase adjustment unit which is a unit for adjusting the phase
- the predetermined phase adjustment unit may be expressed as a dip.
- 31 is a diagram illustrating that the shape of a pattern generated as a phase of a driving signal or a restoration signal is changed is repeated, according to an exemplary embodiment
- FIGS. 31A and 31C show the same pattern shape, but may be a pattern in which the phase of the driving signal or the restoration signal is different by a predetermined phase adjustment unit.
- Fig. 31(b) shows the shape of a pattern different from that of Fig. 31(a) or Fig. 31(c), which is predetermined from the phase of the driving signal or the restoration signal that is the basis of Fig. 31(a) or Fig. 31(c).
- the pattern may be different by half of the phase adjustment unit.
- the shape of the pattern indicated by the driving signal or the restoration signal is repeated can be In other words, when the pattern indicated by the driving signal or the restoration signal is repeated, the phase of the first axis signal or the phase of the second axis signal of the driving signal or the restoration signal may differ by a predetermined phase adjustment unit.
- FIG. 31 when the phase of the driving signal or the restoration signal is adjusted from the driving signal or the restoration signal, which is the basis of FIG.
- the pattern in Fig. 31(c) can be shown.
- the patterns of FIGS. 31(a) and 31(c) may have the same shape as each other, and in this case, the phase of the driving signal or the restoration signal that is the basis of FIG. 31(a) and the phase of FIG. 31(c)
- the phases of the driving signal or the restoration signal may be different from each other by a dip, which is a predetermined phase adjustment unit.
- FIG. 32 is a diagram illustrating that FF is repeated according to a phase of a first-axis signal and a phase of a second-axis signal of a driving signal or a restoration signal, according to an embodiment.
- the x-axis represents the phase of the first-axis signal of the driving signal or the restored signal
- the y-axis represents the phase of the second-axis signal of the driving signal or the restored signal.
- the fact that the colors shown in FIG. 32 are identical to each other indicates that the patterns represented by the driving signal or the restoration signal have the same or similar FFs.
- the color shown in FIG. 32 may indicate that the FF increases as the brightness increases, that is, from black to white.
- the color shown in FIG. 32 may mean a difference value of light information obtained for each pixel information of an image in addition to FF.
- the FF indicated by the driving signal or the restoration signal may be repeated.
- the FF of the driving signal or the restoration signal may be the same.
- FF may be repeatedly changed, and in this case, the first axis signal in which FF is repeated
- a phase of or an interval between the phases of the second axis signal may be a dip, which is a predetermined phase adjustment unit.
- dip represents a predetermined phase adjustment unit
- GCD represents the greatest common divisor of the first-axis frequency and the second-axis frequency of the driving signal or the restored signal
- GCD represents the greatest common divisor of the first-axis frequency and the second-axis frequency of the driving signal or the restored signal
- the first axis frequency of the driving signal or the restoration signal denotes the second-axis frequency of the driving signal or the restoration signal.
- a predetermined phase adjustment unit for the controller 110 to adjust the phase of the restored signal may be obtained based on the first axis frequency and the second axis frequency of the restored signal.
- the controller 110 may obtain a predetermined phase adjustment unit for adjusting the phase of the restored signal based on the first axis frequency and the second axis frequency of the restored signal.
- the predetermined phase adjustment unit for the controller 110 to adjust the phase of the restored signal may be obtained based on the first axis disjoint frequency and the second axis disproportionate frequency of the restored signal.
- the control unit 110 may obtain a predetermined phase adjustment unit for adjusting the phase of the restored signal based on the first axis disjoint frequency and the second axis disjoint frequency of the restored signal.
- control unit 110 adjusts the phase of the restored signal using the BPSA method will be described.
- BPSA is an abbreviation of Boundary Phase Search Algorithm, and may refer to a method in which the controller 110 obtains a detailed phase correction value of a reconstructed signal using only some pixel information.
- pixel information near the boundary of an image This may refer to a method in which the controller 110 obtains a detailed phase correction value of the restored signal by using the optical information corresponding to .
- the vicinity of the boundary of the image means an area as many as a predetermined number of pixels from the ends of the image in which pixel information is obtained to the top, bottom, left, and right of the image acquired by the controller 110 toward the inside of the image.
- the vicinity of the boundary of the image may mean an edge in the entire pixel area of the acquired image.
- the predetermined number of pixels is an arbitrarily set value and may be changed in consideration of the amount of computation of the controller 110 .
- the controller 110 controls the restoration signal.
- the time required for correcting the phase may be reduced.
- the control unit 110 uses the BPSA method, the amount of calculation of the control unit 110 may be reduced. That is, the speed at which the controller 110 corrects the phase of the restored signal may be increased.
- the acquisition of coordinate information in the pixel information may mean that the position on all pixels indicated by the coordinate information is included in the position indicated by the specific pixel information.
- obtaining the optical information is a coordinate corresponding to the optical information. It may mean that the position on all pixels indicated by the information is included in the position indicated by the specific pixel information.
- the position indicated by the coordinate information or the position indicated by the coordinate information corresponding to the light information is included in the position indicated by the pixel information as the coordinate information or the light information is obtained.
- 33 is a diagram illustrating a density of light information acquired for each pixel information in an entire pixel range, according to an exemplary embodiment.
- the bar graphs on the horizontal axis and the vertical axis are graphs representing the number of light information or coordinate information acquired for corresponding pixel information or the density of the light information or coordinate information, respectively.
- the bar graphs displayed on the horizontal axis and the vertical axis may indicate the number or density of coordinate information or light information included in pixel information obtained on an entire axis.
- pixel information having a darker color in the entire pixel range of an acquired image may be pixel information in which coordinate information or light information is acquired more than pixel information having a bright color.
- the density of coordinate information or light information obtained for pixel information having a darker color may be higher than that of pixel information having a lighter color.
- a darker color may mean that the color becomes darker from white to black.
- 34 is a diagram illustrating coordinate information or light information acquired in pixel information of a partial region of an acquired image, according to an embodiment.
- Fig. 34 (a) is a diagram showing coordinate information or light information obtained near a central area in which the number or density of coordinate information or light information is small in the entire pixel area
- Fig. 34(b) is a diagram showing coordinate information or light information obtained near a boundary area in which a large number or density of coordinate information or light information is obtained in the entire pixel area.
- the number of coordinate information or light information obtained in a specific pixel region may be greater or the density thereof may be higher than that of other pixel regions.
- the driving signal or the restoration signal represents a Lissajous pattern
- coordinate information or light information included in a pixel region including pixel information is acquired in a greater number of areas than in the center region in the entire pixel region, or The density of the obtained coordinate information or light information may be higher.
- the number of coordinate information or light information obtained from the edge pixel region among the total number of coordinate information or total light information obtained may be at least 50% or more.
- 35 is a schematic diagram illustrating a method of correcting a phase based on coordinate information or light information obtained in a partial pixel area, according to an exemplary embodiment.
- the controller 110 obtains a difference value between light information obtained in some pixel information among all pixel information.
- the step (S6000) and the step (S6200) of the controller 110 correcting the phase so that the difference value between the optical information is minimized may be included.
- the method of correcting the phase based on the coordinate information or the light information obtained in the partial pixel area may be included in the step ( S4200 ) of the controller 110 obtaining the detailed phase correction value.
- the step of the controller 110 acquiring a difference value between the optical information acquired for some pixel information among all the pixel information is the control unit 110 acquiring all coordinate information acquired and all optical information corresponding to the information. It may include obtaining a difference value by using light information corresponding to some coordinate information among the obtained coordinate information instead of using .
- the controller 110 may obtain a difference value using coordinate information or light information obtained in the edge pixel region.
- the edge pixel area may refer to pixel information near the boundary of the image, as described above.
- the coordinate information obtained in the edge pixel area may refer to coordinate information obtained in the pixel information of at least one layer or more at the edge of the entire acquired pixel area.
- the pixel information of one layer may mean information of all pixels positioned in any one direction selected from the first axis and the second axis.
- pixel information of one layer may mean 256 pieces of pixel information.
- the controller 110 may obtain a difference value by using at least one piece of light information among light information corresponding to coordinate information obtained in the edge pixel region.
- the controller 110 may obtain a difference value by using a part of the corresponding light information instead of all of the light information.
- control unit 110 obtaining the difference value by using at least one or more pieces of light information among the light information corresponding to the coordinate information will be described in detail.
- the step of correcting the phase so that the difference value between the optical information is minimized by the controller 110 includes the controller 110 correcting the phase of the restored signal so that the difference value between the optical information is minimized. It may be the same step as step S4240 or a step included therein.
- the controller 110 may obtain a difference value between the optical information by using coordinate information or optical information obtained from partial pixel information among all pixel information.
- the controller 110 restores the restored signal as in the step (S4240) of correcting the phase of the restored signal so that the difference value between the obtained optical information is minimized, and the previous controller 110 is the difference value between the optical information is minimized.
- the controller 110 restores the restored signal as in the step (S4240) of correcting the phase of the restored signal so that the difference value between the obtained optical information is minimized, and the previous controller 110 is the difference value between the optical information is minimized.
- it may be determined whether a difference value between the optical information obtained in the pixel information is minimized.
- control unit 110 adjusts the phase of the restored signal using the GPSA method will be described.
- GPSA is an abbreviation of Global Phase Search Algorithm
- the control unit 110 obtains a detailed phase correction value of the restored signal by using at least one piece of optical information among optical information corresponding to coordinate information acquired for some pixel information. It can mean how In particular, the used light information may be light information indicating the same or similar position of the corresponding coordinate information.
- control unit 110 uses the GPSA method, similar to the control unit 110 using the BPSA method, since some of the total optical information obtained for the entire pixel information is used, the amount of calculation of the control unit 110 can be reduced, Accordingly, the speed at which the controller 110 corrects the phase of the restored signal may be increased.
- 36 is a schematic diagram illustrating intersecting a pattern appearing according to a driving signal or a restoration signal, according to an embodiment.
- FIG. 36 (a) is a diagram illustrating that a pattern represented by a driving signal or a restoration signal intersects the pattern in an intersecting pixel region
- FIG. 36 (b) is a diagram in the intersecting pixel region. It is a diagram illustrating first intersecting light information and second intersecting light information obtained by coordinate information having the same or similar positions of points where patterns intersect.
- the difference value between the optical information acquired by the controller 110 may be a difference value between optical information acquired in the same or similar coordinate information as a position where a pattern indicated by a driving signal or a restoration signal intersects. have.
- the position where the pattern intersects may mean that the pattern intersects when the same coordinate information is indicated at different points in time can mean
- the difference value between the light information obtained by the controller 110 may be a difference value between the first intersecting light information and the second intersecting light information.
- the time information obtained by corresponding the first intersecting light information and the second intersecting light information is different, the positions indicated by the coordinate information corresponding to the first intersecting light information and the second intersecting light information may be the same or similar. .
- i1 obtained in response to t1 may be first intersecting light information
- t2 obtained in correspondence to t2 may be second intersecting light information
- coordinate information corresponding to t1 may be x1 and y1
- coordinate information corresponding to t2 may be x2 and y2.
- the positions of the coordinate information indicated by x1 and y1 and the positions of the coordinate information indicated by x2 and y2 may be the same or similar to each other. That is, although time information obtained by corresponding to i1 and i2 is different from each other, positions indicated by coordinate information corresponding to i1 and i2 may be the same or similar to each other.
- the controller 110 may correct the phase of the restored signal using only optical information corresponding to coordinate information of a point where the driving signal or the pattern indicated by the restored signal intersects.
- controller 110 corrects the phase of the restored signal using only optical information corresponding to coordinate information of a point where the driving signal or the pattern indicated by the restored signal intersects will be described.
- the position indicated by the coordinate information may be expressed as the same or similar to the position indicated by the coordinate information. Also, when the control unit 110 acquires the coordinate information, it may mean that the position indicated by the coordinate information is also acquired.
- 37 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to correct the phase of a restored signal by using optical information obtained from coordinate information of a position where a driving signal or a pattern indicated by the restored signal intersects, according to an embodiment; to be.
- the controller 110 performs the phase A step of obtaining an offset for the coordinate information where the pattern intersects based on the restored signal before correcting (S7000), the control unit 110 so that the difference between the optical information obtained for each coordinate information in the obtained offset is minimized Obtaining a first phase correction value and a minimum offset ( S7200 ), the controller 110 changes the phase of the restored signal, and a second phase correction value in which the difference in optical information is minimized based on the coordinate information of the minimum offset It may include obtaining (S7400) and the control unit 110 correcting the phase of the restored signal based on the first phase correction value and the second phase correction value (S7600).
- the previous controller 110 determines the detailed phase correction value. may be included in the step of obtaining ( S4200 ).
- Equation 4 is an equation representing a restoration signal that can be used to convert time information into coordinate information and a driving signal for determining a pattern for irradiating light to an object, according to an embodiment.
- Wow may mean the phase of the first axis driving signal or the first axis restoration signal
- Wow may mean the phase of the second-axis driving signal or the second-axis restoration signal. in other words, Wow is substantially when the first frequency and the second frequency are fixed, respectively. and may mean a phase of a driving signal or a restoration signal proportional to
- the step (S7000) of the controller 110 obtaining an offset for the coordinate information at which the pattern intersects based on the restored signal before correcting the phase (S7000) is performed by the controller 110 to correct the phase.
- the coordinate information may include the step of obtaining the same or similar time information or coordinate information.
- the offset may mean a plurality of pieces of coordinate information corresponding to a plurality of intersection points where a pattern indicated by the driving signal or the restoration signal intersects.
- the offset may mean at least one or more pieces of time information corresponding to at least one intersection point at which a pattern indicated by the driving signal or the restoration signal intersects.
- control unit 110 when the control unit 110 obtains the offset for the coordinate information where the pattern intersects, there are a plurality of intersection points where the pattern indicated by the driving signal or the restoration signal intersects, and at this time, at the plurality of intersection points It may be to acquire a plurality of corresponding coordinate information.
- the control unit 110 may obtain optical information i1 to i4 corresponding to time information t1 to t4, respectively.
- the time information t1 to t4 may correspond to x1 to x4, which is first-axis coordinate information of the driving signal or the restored signal, respectively
- t1 to t4 are y1, which is the second-axis coordinate information of the driving signal or the restored signal, respectively. to y4 may correspond.
- the optical information i1 to i4 obtained by the controller 110 sequentially includes x1 to x4, which is the first axis coordinate information of the driving signal or the restored signal, and y1 to y4, which is the second axis coordinate information of the driving signal or the restored signal, respectively.
- x1 to x4 which is the first axis coordinate information of the driving signal or the restored signal
- y1 to y4 which is the second axis coordinate information of the driving signal or the restored signal, respectively.
- the positions indicated by the coordinate information x1 and y1 corresponding to the time information t1 and the positions indicated by the coordinate information x3 and y3 corresponding to the time information t3 may be the same or similar to each other.
- the positions indicated by the coordinate information x2 and y2 corresponding to the time information t2 and the positions indicated by the coordinate information x4 and y4 corresponding to the time information t4 may be the same or similar to each other.
- the offsets obtained by the controller 110 may be (t1, t3) and (t2, t4) based on the time information.
- the offsets obtained by the controller 110 may be (x1, y1) and (x3, y3) and (x2, y2) and (x4, y4) based on the coordinate information.
- the offsets obtained by the controller 110 may constitute one offset by the at least two pieces of time information, and a plurality of intersecting patterns It may be a plurality of offsets configured based on time information respectively corresponding to the points.
- At least two coordinate information of a point where the pattern intersects may constitute one offset, and at least two pieces of coordinate information for a plurality of points where the pattern intersects are plural. It may be an offset obtained.
- the controller 110 acquires at least one offset as the controller 110 acquires the offset.
- the controller 110 may obtain an offset based on the restored signal before the phase is corrected.
- the restored signal before the phase is corrected may mean that there is no phase-related element in the restored signal.
- the restored signal for which the control unit 110 obtains the offset is and c is 0.
- the restored signal for which the control unit 110 obtains the offset is and may be a signal equal to 0.
- the controller 110 may change the time information and obtain time information corresponding to coordinate information of a point where the pattern indicated by the restored signal intersects or coordinate information of a point where the pattern indicated by the restored signal intersects.
- the controller 110 may obtain an offset based on the restored signal having a phase of zero.
- 38 is a schematic diagram illustrating intersection points obtained in different patterns according to an embodiment.
- FIGS. 38 (a) and 38 (b) except for c, which is an element for determining the shape of a pattern, the rest are the same driving signal or restoration signal. It may be the patterns that have appeared.
- FIGS. 38(a) and 38(b) may be a pattern in which the first-axis signal and the second-axis signal appear based on signals having the same frequency and amplitude, but the first-axis signal and the second-axis signal When the phases of are different by c, there may be patterns having different values of c.
- the time interval for reaching the points at which the intersection occurs in the direction in which the pattern progresses is the same can do.
- the time information corresponding to the offsets respectively obtained from the driving signal or the restoration signal representing two patterns having different phase differences between the first axis signal and the second axis signal may be different by the same time interval.
- the time interval between the time information corresponding to the obtained offsets and the time information at which the offsets are obtained is the same can do.
- the step (S7200) of the controller 110 obtaining a first phase correction value and a minimum offset such that the difference between the optical information obtained in each coordinate information from the obtained offset is minimized is the control unit (110) changing the time information corresponding to the obtained offset at various time intervals, obtaining time information in which the difference value of the optical information at the offsets is the minimum, and obtaining the minimum offset corresponding thereto have.
- control unit 110 changing the time information of the offset is that of the driving signal or the restoration signal. It may mean acquiring a changed offset while changing .
- the control unit 110 determines the first phase correction value to minimize the difference in optical information.
- the difference between the optical information of the coordinate information corresponding to the changed offset is minimized can be At this time, the driving signal or the restoration signal When is the first phase correction value, the offset obtained by the controller 110 may be the minimum offset.
- control unit 110 controls the The first phase correction value and the minimum offset may be obtained by changing .
- control unit 110 of the restored signal A first phase correction value at which a difference in optical information is minimized and a corresponding minimum offset may be obtained among a plurality of offsets obtained by changing ⁇ to a plurality of values.
- the control unit 110 A unit or a plurality of units obtained by the control unit 110 to change The interval between them may be predetermined. That is, the control unit 110 at a predetermined interval It is possible to obtain a first phase correction value at which the difference in optical information is minimized and a corresponding minimum offset by changing is obtained, and the difference in optical information among a plurality of offsets corresponding thereto is may be obtained as the first phase correction value, and a minimum offset corresponding to the first phase correction value may be obtained.
- a plurality of the controller 110 obtains The interval between is continuously changed It could mean the difference between For example, multiple included in , and If is continuous, plural the spacing between class may mean the difference between
- the plurality of offsets may be obtained by the controller 110 in the form of a lookup table (LUT). That is, when outputting a plurality of offsets, the controller 110 may output time information or coordinate information corresponding to the plurality of offsets at once.
- LUT lookup table
- control unit 110 A unit or a plurality of units obtained by the control unit 110 to change The predetermined interval between may be dips.
- control unit 110 A unit or a plurality of units obtained by the control unit 110 to change The predetermined interval therebetween may be a minimum unit in which the controller 110 can change the phase.
- the minimum unit in which the controller 110 can change the phase may be a unit in which coordinate information obtained based on the driving signal or the restoration signal is substantially changed.
- the control unit 110 changes the phase of the restored signal, and based on the coordinate information of the minimum offset, obtaining a second phase correction value at which the difference in optical information is minimized (S7400) is performed by the control unit ( 110) changing the phase difference between the first axis signal and the second axis signal of the restored signal and obtaining a phase difference in which the difference in optical information in the coordinate information corresponding to the obtained minimum offset is minimized can
- the phase difference between the first axis signal and the second axis signal of the restored signal may be c.
- the shape of the pattern displayed according to the restored signal may also be different. Accordingly, the difference in the optical information in the coordinate information corresponding to the obtained minimum offset may also vary according to the change in the phase difference between the first-axis signal and the second-axis signal of the reconstructed signal.
- the second phase correction value may mean a phase difference value at which the difference between the time information corresponding to the minimum offset and the optical information in the coordinate information obtained based on the reconstructed signal is the minimum.
- the second phase correction value may mean c at which the difference between the time information corresponding to the minimum offset and the optical information in the coordinate information obtained based on the corresponding restored signal is the minimum.
- the controller 110 may acquire the second phase correction value while changing c of the restored signal.
- control unit 110 determines the difference between the optical information based on the restored signals obtained by changing the c of the restored signal to a plurality of values and the plurality of coordinate information obtained based on time information corresponding to the minimum offset.
- the minimum second phase correction value may be obtained.
- a unit for changing c by the controller 110 or an interval between a plurality of cs changed by the controller 110 may be predetermined.
- a predetermined interval of a plurality of c or a unit for changing c may be the aforementioned dip.
- the predetermined intervals of a plurality of c may mean a difference between continuously changed c's.
- an interval between the plurality of cs may mean a difference between c1 and c2.
- a predetermined interval of a plurality of c or a unit for changing c may be based on the number of images acquired by the controller 110 in one second.
- the number of images acquired by the controller 110 for 1 second may be a sampling rate
- a predetermined interval of a plurality of c or a unit for changing c may be an inverse of the sampling rate.
- a predetermined interval of a plurality of c or a unit for changing c may be a minimum unit in which the controller 110 can change a phase.
- the minimum unit in which the controller 110 can change the phase may be a unit in which coordinate information obtained based on a driving signal or a restoration signal is substantially changed.
- the data may be obtained by the control unit 110 in the form of a lookup table. That is, when the controller 110 outputs a plurality of coordinate information obtained on the basis of the restored signals obtained by changing the c of the restored signal to a plurality of values and time information corresponding to the minimum offset, the controller ( 110) may output the coordinate information corresponding to the plurality of coordinate information obtained based on the restored signals obtained by changing the c of the restored signal to a plurality of values and the time information corresponding to the minimum offset at a time.
- the step of the controller 110 correcting the phase of the restored signal based on the first phase correction value and the second phase correction value is performed by the controller 110 with the first axis signal of the restored signal and the second phase correction value. It may include setting the phase of the second axis signal to the first phase correction value and the second phase correction value.
- the control unit 110 controls the phase of the first axis signal. or can be set as the first phase correction value, and the phase of the second axis signal or may be set as the sum of the first phase correction value and the second phase correction value.
- controller 110 when the controller 110 corrects the phase of the restored signal, it may mean that the controller 110 sets the phase of the restored signal to a specific phase.
- control unit 110 adjusts the phase of the restored signal using the SRSA method will be described.
- SRSA is an abbreviation of Sequential Region Phase Search Algorithm.
- the difference value of the optical information obtained from at least one or more pixel information tends to decrease. may mean a method of obtaining a detailed phase correction value of the restored signal.
- the final phase correction value may be the phase of the delayed reconstructed signal.
- the final phase correction value may be the phase of the restored signal obtained by the controller 110 through the detailed phase correction method.
- the tendency may mean that as the phase of the reconstructed signal approaches the final phase correction value, there is a slope in which a difference value of optical information obtained from at least one or more pixel information becomes smaller in proportion to a change in phase.
- the tendency may mean convexity having a slope in which a difference value of optical information obtained from at least one or more pixel information becomes smaller in proportion to a change in phase as the phase of the reconstructed signal approaches the final phase correction value. . That is, as the phase of the reconstructed signal approaches the final phase correction value, a difference value of optical information obtained from at least one or more pixel information may exhibit convexity in a region around the final phase correction value.
- 39 is a graph illustrating a difference value between optical information obtained from at least one or more pieces of pixel information that appears as a phase of a reconstructed signal changes, according to an exemplary embodiment.
- the x-axis of FIG. 39 represents the phase of the first-axis signal or the second-axis signal of the reconstructed signal
- the y-axis represents the difference value of the optical information obtained from the pixel information, in particular, the dispersion between the optical information.
- the negative sign of the phase of the 1-axis signal or the phase of the second-axis signal of the restored signal means that the last value of the range in the phase range in which the first-axis signal or the second-axis signal is repeated is used as a reference value can do.
- FIG. 39 (a) is a diagram illustrating a difference value between optical information obtained for each pixel information obtained in the entire phase range of the first axis signal or the second axis signal of the restored signal
- FIG. 39(b) shows a difference value between optical information obtained for each pixel information obtained in a partial phase region of the first axis signal or the second axis signal of the restored signal, which is within the first tendency range of FIG. 39(a). the drawing shown.
- the difference value of the light information obtained for each pixel information may be, for example, the sum of the difference values of the light information obtained for each pixel information.
- the present invention is not limited thereto, and a difference value between light information obtained for each pixel information may be the aforementioned difference value.
- the entire phase range may mean that the phase range of the reconstructed signal is 0 to 2 ⁇ in the radian range.
- the range in radians may be changed to a range according to time.
- the change of the radian range to the range according to time may be changed according to the frequency of the first axis signal or the frequency of the second axis signal of the reconstructed signal.
- a difference value between optical information obtained from respective pieces of pixel information according to the phase of the first axis signal or the second axis signal of the reconstructed signal may indicate a tendency according to a phase change.
- the difference value between the optical information obtained for each pixel information may not indicate a tendency according to the phase change. have.
- a difference value between optical information acquired for each pixel information with a specific phase may exhibit a tendency according to a change in phase.
- the controller 110 may acquire the phase of the restored signal belonging to the first tendency range by using the initial phase correction method.
- the initial phase correction value of the restored signal obtained by the controller 110 using the initial phase correction method may be a phase within the first tendency range.
- 40 is a diagram illustrating a difference value between optical information obtained from at least one or more pixel information according to the phase of the restored signal when the controller 110 changes the phase of the restored signal to a phase indicating a specific FF, according to an embodiment; It is a graph.
- the x-axis of FIG. 40 represents the phase of the first-axis signal or the second-axis signal of the reconstructed signal
- the y-axis represents the difference value of the optical information obtained from the pixel information, in particular, the dispersion between the optical information.
- the controller 110 when the controller 110 obtains a difference value between optical information obtained for each pixel information only with a phase indicating a specific FF for the phase of the restored signal, the difference value according to the phase of the restored signal is a peak. It does not show a peak, and it can show a certain tendency according to the change of the phase.
- the peak of the difference value according to the phase of the restored signal may appear as the FF according to the phase of the restored signal changes.
- the controller 110 may obtain the detailed phase correction value of the restored signal as a value other than the final phase correction value.
- the control unit 110 obtains the detailed phase correction value of the restored signal as a different phase correction value, it may mean that the difference value between the optical information obtained for each pixel information is a local minimum. have.
- the controller 110 acquiring the detailed phase correction value of the restored signal may mean that the difference value between the optical information acquired for each pixel information is a global minimum.
- the controller 110 may perform phase correction of the restored signal based on the tendency. have.
- 41 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain a final phase correction value of a reconstructed signal using a tendency, according to an embodiment.
- the method for the controller 110 to obtain the final phase correction value of the restored signal using the tendency is that the controller 110 acquires the phase of the restored signal having the largest FF near the initial phase correction value.
- Step S8000 the control unit 110 obtaining an intermediate phase correction value in which the difference value between the optical information obtained in at least one or more pixel information is the minimum based on the tendency from the phase of the restored signal having the greatest FF ( S8200) and the control unit 110, based on the tendency from the intermediate phase correction value, obtaining a final phase correction value in which the difference value between the optical information obtained for at least one or more pixel information is minimized (S8400) may be included. .
- the method for the controller 110 to obtain the final phase correction value of the restored signal by using the tendency may be included in the step ( S4200 ) of the controller 110 obtaining the detailed phase correction value.
- the controller 110 selects the initial phase correction value that is a phase within the first tendency range. based on the detailed phase correction.
- the vicinity of the initial phase correction value may mean setting a range based on the dip centered on the initial phase correction value.
- having a phase range equal to half of the dip centered on the initial phase correction value may mean the vicinity of the initial phase correction value.
- obtaining the phase of the reconstructed signal having the largest FF may mean that the density of pixel information from which optical information is obtained is high.
- the step of obtaining, by the control unit 110, an intermediate phase correction value in which a difference value between optical information obtained from at least one or more pixel information is minimized based on a tendency from the phase of the restored signal having the greatest FF ( S8200 ) may include obtaining, by the controller 110 , an intermediate phase correction value based on a minimum value search method based on a tendency.
- the minimum value search method based on the tendency may be a slope-based search algorithm including the Nelder-Mead method, Momentum method, Adagrad method, Adam method, Steepest gradient method, or Gradient descent method. have.
- the control unit 110 changes the phase of the restored signal by the dip, and at least one using coordinate information obtained based on the restored signal corresponding to the phase changed by the dip. This may mean using a difference value between the acquired light information for the above pixel information.
- the controller 110 changes the phase of the restored signal by an integer multiple of the dip, and uses coordinate information obtained based on the restored signal corresponding to the phase changed by an integer multiple of the dip. It may mean using a difference value between light information obtained for one or more pixel information.
- an integer multiple of the dip which is a changed unit, may be a different integer multiple each time the phase of the reconstructed signal is changed.
- the minimum value search method based on the tendency is obtained based on the restored signal corresponding to the phase changed by the predetermined phase correction unit while the controller 110 changes the phase of the restored signal in a predetermined phase correction unit rather than a dip. It may mean using a difference value between light information obtained in at least one or more pixel information using coordinate information.
- the controller 110 may obtain an intermediate phase correction value that minimizes the difference between the acquired pixel information and the acquired optical information by using the phase of the restored signal that is changed based on the tendency.
- FIG. 42 is a graph illustrating a difference value between optical information obtained from at least one or more pieces of pixel information that appears as a phase of a restored signal is changed in a partial phase region of the restored signal, according to an embodiment.
- the x-axis of FIG. 42 represents the phase of the first-axis signal or the second-axis signal of the reconstructed signal
- the y-axis represents the difference value of the optical information obtained from the pixel information, in particular, the dispersion between the optical information.
- a change in the difference value between the optical information acquired for each pixel information according to the phase change of the reconstructed signal may have a tendency even in the second tendency range.
- the range of the x-axis region of FIG. 42 may be a dip.
- the step of obtaining, by the control unit 110, a final phase correction value in which a difference value between optical information obtained for at least one or more pixel information is minimized based on a tendency from the intermediate phase correction value may include obtaining, by the controller 110 , a final phase correction value based on a tendency in a second tendency range, which is a partial phase range of the obtained reconstructed signal.
- the intermediate phase correction value obtained by the controller 110 may be within the range of the second tendency.
- the controller 110 may obtain the final phase correction value based on the tendency.
- the controller 110 may obtain a final phase correction value in which a difference value between the acquired optical information and the acquired pixel information is minimized based on the changed phase of the reconstructed signal.
- the controller 110 may set the unit for changing the phase within the second tendency range to a predetermined unit smaller than the dip.
- control unit 110 changes in a predetermined unit smaller than the dip in order to search for the minimum value based on the tendency, and the final phase correction value at which the difference value between the optical information obtained in at least one or more pixel information becomes the minimum.
- the controller 110 may set the unit for changing the phase within the second tendency range as an integer multiple of a predetermined unit smaller than the dip.
- control unit 110 changes to an integer multiple of a predetermined unit smaller than the dip in order to search for the minimum value based on the tendency, and the final phase correction in which the difference value between the optical information obtained from at least one or more pixel information is minimized value can be obtained.
- 43 is a block diagram illustrating a method for the controller 110 to obtain a final phase correction value of a reconstructed signal using a slope-based minimum value search technique, according to an embodiment.
- the method for the controller 110 to obtain the final phase correction value of the restored signal using the slope-based minimum value search technique may be included in the step ( S4200 ) of the controller 110 obtaining the detailed phase correction value.
- the controller 110 performs the first phase correction using the first gradient-based search technique.
- the step of searching for a value (S9000) when the controller 110 corrects the restored signal with the first phase correction value, the difference value of the optical information obtained from at least one or more pixel information is compared with a predetermined difference value, or the first Comparing the change value of the phase unit changed in the gradient-based search method with a predetermined phase change value (S9200), the control unit 110 searching for a second phase correction value using the second gradient-based search method (S9200) S9400) and when the controller 110 corrects the reconstructed signal with the second phase correction value, a difference value of optical information obtained from at least one or more pixel information is compared with a predetermined difference value or changed in the second gradient-based search technique and comparing the change value in phase units with a predetermined phase change value ( S9600 ).
- the first gradient-based search method is performed. It may include using search techniques.
- the first gradient-based search technique may refer to the aforementioned tendency-based search method or the gradient-based minimum value search algorithm.
- the first gradient-based search technique changes the phase of the reconstructed signal differently each time it is searched and searches for the phase value of the reconstructed signal in which the difference value of the optical information obtained from at least one or more pixel information is the minimum. have.
- the first phase correction value may be obtained as a result of the first gradient-based search method, but the controller may obtain the first phase correction value based on the result of the first gradient-based search method.
- the phase correction value of the restored signal obtained by the result of the first slope-based search technique may be the first intermediate phase correction value, wherein the first phase correction value is the maximum FF in the phase adjacent to the first intermediate phase correction value.
- a difference value of optical information obtained from at least one or more pixel information is compared with a predetermined difference value, or a first gradient-based search is performed. Comparing the change value of the phase unit changed in the technique with the predetermined phase change value (S9200) is such that the controller 110 additionally corrects the first phase correction value based on the predetermined difference value or the predetermined phase change value.
- the controller when the controller corrects the reconstructed signal based on the first phase correction value obtained in the previous step, when the difference value of the optical information acquired for at least one or more pixel information is greater than the predetermined difference value, the controller Searching for the first phase correction value using the first slope-based search technique based on the first phase correction value obtained in step S9000 may be performed again.
- the first phase correction value obtained here may be different from the previously obtained first phase correction value.
- the controller may again perform the step of searching for the first phase correction value ( S9000 ) using the first slope-based search technique based on the first phase correction value obtained in the previous step.
- the controller when the controller corrects the restored signal based on the first phase correction value obtained in the previous step, when the difference value of the optical information obtained for at least one or more pixel information is smaller than the predetermined difference value, the controller performs the previous step Searching for a second phase correction value using a second slope-based search technique based on the first phase correction value obtained in step S9400 may be performed.
- the controller when the controller corrects the restored signal based on the first phase correction value obtained in the previous step, the change value of the phase changed to obtain the first phase correction value in the first slope-based search technique is a predetermined phase If the change value is smaller than the change value, the controller may perform an operation S9400 of searching for a second phase correction value using a second slope-based search technique based on the first phase correction value obtained in the previous step ( S9400 ).
- the predetermined phase change value or the predetermined difference value may be a value arbitrarily set by the user in consideration of the amount of computation of the controller.
- the second gradient-based It may include using a search technique.
- the second gradient-based search method may use the same method as the previous first gradient-based search method, but the first gradient-based search method and the second gradient-based search method calculate a minimum value based on different phase change values. can explore.
- the first gradient-based search method and the second gradient-based search method may search for a minimum value while changing the phase of the reconstructed signal to be an integer multiple of a specific phase change value.
- the present invention is not limited thereto, and the first gradient-based search method and the second gradient-based search method are a constant multiple of a specific phase change value, where the multiple may mean a multiple of a number including integers, rational numbers, and irrational numbers.
- the minimum value can be searched for based on -.
- the controller 110 when the controller 110 corrects the reconstructed signal with the second phase correction value, the difference value of optical information obtained from at least one or more pixel information is compared with a predetermined difference value, or a second gradient-based search is performed. Comparing the change value of the phase unit changed in the technique with the predetermined phase change value (S9600) is such that the controller 110 additionally corrects the second phase correction value based on the predetermined difference value or the predetermined phase change value. may include doing
- a difference value of optical information obtained from at least one or more pixel information is compared with a predetermined difference value or changed in the second gradient-based search technique.
- the step of comparing the change value in phase units to a predetermined phase change value S9600
- the controller 110 corrects the restored signal with the first phase correction value the difference in optical information obtained from at least one or more pixel information It may be similar to the step of comparing the value with a predetermined difference value or comparing the change value of the phase unit changed in the first gradient-based search method with a predetermined phase change value ( S9200 ).
- the controller when the controller corrects the reconstructed signal based on the second phase correction value obtained in the previous step, when the difference value of the optical information obtained for at least one or more pixel information is greater than the predetermined difference value, the controller performs the previous step Searching for a second phase correction value using a second slope-based search technique based on the second phase correction value obtained in step S9400 may be performed again.
- the second phase correction value obtained here may be different from the previously obtained second phase correction value.
- the controller may again perform the step of searching for the second phase correction value ( S9400 ) using the second slope-based search technique based on the second phase correction value obtained in the previous step.
- the controller when the controller corrects the restored signal based on the second phase correction value obtained in the previous step, when the difference value of the optical information obtained for at least one or more pixel information is smaller than the predetermined difference value, the controller performs the previous step
- the second phase correction value obtained in ? may be set as the final phase correction value of the restored signal.
- the controller when the controller corrects the restored signal based on the second phase correction value obtained in the previous step, the change value of the phase changed to obtain the second phase correction value in the second slope-based search technique is a predetermined phase When it is smaller than the change value, the controller may set the second phase correction value obtained in the previous step as the final phase correction value of the restored signal.
- the predetermined phase change value or the predetermined difference value may be a value arbitrarily set by the user in consideration of the amount of computation of the controller, and when the controller 110 corrects the restored signal with the second phase correction value, at least one or more pixel information A predetermined difference value in the step (S9600) of comparing the difference value of the optical information obtained in .
- the predetermined phase change value may be obtained by comparing a difference value of optical information obtained from at least one or more pixel information with a predetermined difference value when the controller 110 corrects the restored signal with a first phase correction value, or a first slope It may be different from the predetermined difference value or the predetermined phase change value in the step ( S9200 ) of comparing the change value of the phase unit to be changed in the base search technique with the predetermined phase change value.
- the methods in which the control unit 110 searches for a phase correction value for correcting the phase of the restored signal may be mixed and used.
- the controller may simultaneously correct the phases of the first-axis signal and the second-axis signal of the restored signal.
- the control unit may mean that the control unit corrects the phase of the first axis signal and the phase of the second axis signal of the restored signal using the method of the above-described embodiments.
- the controller may sequentially correct the phases of the first-axis signal and the second-axis signal of the restored signal.
- the control unit corrects the phase of the second axis signal after correcting the phase of the first axis signal of the restored signal, or corrects the phase of the first axis signal after correcting the phase of the second axis signal of the restored signal.
- the control unit may mean that the control unit corrects the phase of the first axis signal and the phase of the second axis signal of the restored signal using the method of the above-described embodiments.
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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
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 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.
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 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 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 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.
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)
- 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; 및상기 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.
- 청구항 1에 있어서,상기 조정 값은 상기 제2 데이터 세트의 대칭성에 기초하여 획득되는,이미지 생성 장치.
- 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.
- 청구항 3에 있어서,상기 차이 값은 적어도 하나 이상의 수광 신호의 합의 차이 값을 기초로 획득되는,이미지 생성 장치.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 청구항 11에 있어서,상기 제2 영역은, 상기 제1 영역을 위상 영역으로 위상 동형 변환한 영역에 대응되는,이미지 생성 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 이미지 생성 장치가 획득하는 상기 이미지는 상기 제1 영역에서 획득되는,이미지 생성 장치.
- 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.
- 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; 및상기 제어부는 상기 제3 데이터 세트를 이용하여 상기 대상체에 대한 이미지를 생성하는 단계;를 포함하는,이미지 생성 방법.
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