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KR101333161B1 - Apparatus of processing image based on confocal and method thereof - Google Patents

Apparatus of processing image based on confocal and method thereof Download PDF

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Publication number
KR101333161B1
KR101333161B1 KR1020120015568A KR20120015568A KR101333161B1 KR 101333161 B1 KR101333161 B1 KR 101333161B1 KR 1020120015568 A KR1020120015568 A KR 1020120015568A KR 20120015568 A KR20120015568 A KR 20120015568A KR 101333161 B1 KR101333161 B1 KR 101333161B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
measurement object
image processing
moving
lens
light
Prior art date
Application number
KR1020120015568A
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Korean (ko)
Other versions
KR20130094147A (en
Inventor
이연태
고국원
심재환
Original Assignee
이연태
주식회사 고영로보틱스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이연태, 주식회사 고영로보틱스 filed Critical 이연태
Priority to KR1020120015568A priority Critical patent/KR101333161B1/en
Publication of KR20130094147A publication Critical patent/KR20130094147A/en
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
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Abstract

본 발명은 공초점을 이용한 영상 처리 장치 및 이를 이용한 영상 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공초점을 이용한 영상처리장치에 있어서, 적어도 두 개 이상의 광원부로부터 광을 동일한 방향으로 전달받는 렌즈, 각 광원부로부터 각각 조사되어 렌즈를 통해 굴절된 후 서로 다른 위치에 초점평면을 갖는 특성을 갖는 광, 렌즈를 통해 굴절된 광이 조사되는 측정대상물, 측정대상물의 영상을 렌즈를 통해 획득하는 영상획득부, 측정대상물의 위치를 이동시키는 측정대상물 이동부, 측정대상물 이동부에 의해 측정대상물이 이동될 경우, 측정대상물이 각 초점평면에 도달하는지를 검출하는 영상 처리 제어부, 영상 처리 제어부의 검출 결과에 따라 측정대상물 이동부의 이동 속도를 제어하는 측정대상물 이동제어부를 포함하여 이루어지고, 각각의 광원부에서 조사된 광은 렌즈에 각각 다른 입사각으로 조사되어 서로 다른 위치에 초점평면을 형성하며, 각 초점평면 사이에 측정대상물이 위치될 경우, 측정대상물 이동제어부가 측정대상물 이동부를 제어하여 각 초점평면 사이에 위치되지 않았을 때와 다른 이동속도로 제어하고, 영상획득부는 측정대상물이 상기 각 초점평면 사이에 위치되어 이동속도가 제어된 상태에서 영상을 획득한다.The present invention relates to an image processing apparatus using a confocal and an image processing method using the same, and more particularly, in an image processing apparatus using a confocal, a lens for receiving light from at least two light sources in the same direction, each An image acquiring unit which acquires an image of the object to be irradiated by the light irradiated from the light source unit and is refracted through the lens and has a focus plane at different positions, the light refracted through the lens, and an image of the object to be measured; A measurement object moving unit for moving the position of the measurement object; an image processing control unit for detecting whether the measurement object reaches each focal plane when the measurement object is moved by the measurement object moving unit; and a measurement object according to the detection result of the image processing control unit It comprises a measurement object movement control unit for controlling the moving speed of the moving unit, each The light irradiated from each light source unit is irradiated to the lens at different angles of incidence to form a focal plane at different positions, and when a measurement object is positioned between the focal planes, the measurement object movement control unit controls the measurement object moving unit. The image acquisition unit acquires an image in a state in which the measurement object is positioned between the respective focal planes so that the moving speed is controlled.

Description

공초점을 이용한 영상 처리 장치 및 이를 이용한 영상 처리 방법{Apparatus of processing image based on confocal and method thereof}Image processing apparatus using confocal and image processing method using the same {Apparatus of processing image based on confocal and method

본 발명은 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입사각이 다른 광을 이용하여 영상을 처리하는 공초점을 이용한 영상 처리 장치 및 이를 이용한 영상 처리 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an image processing apparatus and a method, and more particularly, to an image processing apparatus using a confocal for processing an image using light having a different incident angle and an image processing method using the same.

일반적으로, 최근에 디지탈 카메라의 보급 확대와 더불어 카메라의 고성능화에 대한 소비자의 욕구가 증가하고 있으며, 고성능화의 대표적인 예로서, 카메라 모듈의 고 해상도와 자동 초점 기능을 갖는 카메라 모듈을 들 수 있다.In general, with the expansion of digital cameras in recent years, the consumer's desire for high performance of the camera is increasing, and a representative example of the high performance is a camera module having a high resolution and autofocus function of the camera module.

예를 들면, 줌 렌즈와 초점 렌즈를 함께 갖는 내부 줌 형태(inner zoom type)의 초소형 카메라 모듈이 있다.For example, there is a miniature camera module of an inner zoom type having a zoom lens and a focus lens together.

이러한 초점 조절이 가능한 기술 중 하나는 공초점(confocal)이다.One such focusing technique is confocal.

공초점은 레이저에서 나오는 광 중에서 초점과 일치하지 않은 광은 제거하고, 초점과 일치하는 광을 통과시킴으로써 초점을 조절할 수 있는 기술이다. 이러한 공초점 기술을 이용한 영상 처리 장치가 공초점 영상 처리 장치이다.Confocal is a technique in which the focus can be adjusted by removing light out of focus from the laser and passing the light out of focus. An image processing apparatus using such a confocal technique is a confocal image processing apparatus.

공초점 영상 처리 장치는 레이저를 광원으로하며, 레이저에서 나오는 광 중에서 초점과 일치하는 광만을 통과시키며, 초점과 일치하는 광에 상응하는 광신호를 이용하여 영상을 생성하는 장치이다.The confocal image processing apparatus is a device that generates an image by using a laser as a light source, passing only light that matches the focus among light emitted from the laser, and using an optical signal corresponding to the light that matches the focus.

한국공개특허 제10-2004-0036079호는 비디오 카메라에서의 개선된 자동 초점 조정 방법에 관한 것으로, 초점 렌즈를 기준으로 일정방향으로 소정 스텝을 이동시켜 초점 치를 검출하고, 검출한 초점 치의 감소 여부에 따라 이전 영상 데이터를 이용하여 초점을 조정할 수 있는 방법을 제공한다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-0036079 relates to an improved method of adjusting auto focus in a video camera, and to detect a focus value by moving a predetermined step in a predetermined direction with respect to a focus lens, and to determine whether or not the detected focus value is decreased. Accordingly, the present invention provides a method of adjusting focus using previous image data.

한국공개특허 제10-2003-0023889호는 가변 초점 렌즈 어레이를 이용한 3차원 디스플레이 표시장치에 관한 것으로, 가변 초점 렌즈 어레이와 표시소자의 간격이 고정되고 가변 초점 렌즈 어레이의 초점을 가변시킬 때 기초 영상들과 동기 시켜 3차원 디스플레이를 표시할 수 있는 장치를 제공한다.Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2003-0023889 relates to a three-dimensional display display apparatus using a variable focus lens array, wherein a basic image is obtained when the distance between the variable focus lens array and the display element is fixed and the focus of the variable focus lens array is changed. The present invention provides a device capable of displaying a three-dimensional display in synchronization with the devices.

이러한 기술들은 공초점을 이용해 측정하기 위해서는 측정하고자 하는 측정대상물을 초점영역까지 이동시켜야 한다.These techniques require the object to be measured to be moved to the focus area in order to measure using confocal.

그러나 대부분의 초점영역의 폭은 매우 작기 때문에 초점영역까지 측정대상물을 이동시키기 위해서는 많은 시간 즉, 불필요한 시간을 소비하는 문제점이 있다.
However, since the width of most of the focusing areas is very small, there is a problem of spending a lot of time, that is, unnecessary time to move the measurement object to the focusing area.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 입사각이 다른 광을 이용하여 각각의 초점평면을 형성하고, 측정대상물이 초점평면에 도달하는지를 검출하며, 이 검출 결과에 따라 측정대상물의 이동속도를 제어하여 초점영역에서만 공초점에 의한 영상처리를 수행하므로서 전체 공초점 영상처리 시간을 최소화시킬 수 있는 공초점을 이용한 영상 처리 장치 및 이를 이용한 영상 처리 방법을 제공하는 것이 목적이다.
Accordingly, the present invention has been devised to solve the above problems, to form the respective focal plane by using light with different incidence angles, to detect whether the measurement object reaches the focal plane, and according to the detection result It is an object of the present invention to provide an image processing apparatus using a confocal and an image processing method using the same that can minimize the total confocal image processing time by performing the image processing by the confocal only in the focus region by controlling the moving speed of the.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 공초점을 이용한 영상처리장치에 있어서, 적어도 두 개 이상의 광원부로부터 광을 동일한 방향으로 전달받는 렌즈, 상기 각 광원부로부터 각각 조사되어 상기 렌즈를 통해 굴절된 후 서로 다른 위치에 초점평면을 갖는 특성을 갖는 광, 상기 렌즈를 통해 굴절된 광이 조사되는 측정대상물, 상기 측정대상물의 영상을 상기 렌즈를 통해 획득하는 영상획득부, 상기 측정대상물의 위치를 이동시키는 측정대상물 이동부, 상기 측정대상물 이동부에 의해 상기 측정대상물이 이동될 경우, 상기 측정대상물이 상기 각 초점평면에 도달하는지를 검출하는 영상 처리 제어부, 상기 영상 처리 제어부의 검출 결과에 따라 상기 측정대상물 이동부의 이동 속도를 제어하는 측정대상물 이동제어부를 포함하여 이루어지고, 상기 각각의 광원부에서 조사된 광은 상기 렌즈에 각각 다른 입사각으로 조사되어 서로 다른 위치에 초점평면을 형성하며, 상기 각 초점평면 사이에 상기 측정대상물이 위치될 경우, 상기 측정대상물 이동제어부가 측정대상물 이동부를 제어하여 상기 각 초점평면 사이에 위치되지 않았을 때와 다른 이동속도로 제어하고, 상기 영상획득부는 측정대상물이 상기 각 초점평면 사이에 위치되어 이동속도가 제어된 상태에서 영상을 획득한다.The present invention for achieving the above object, in the image processing apparatus using a confocal, a lens that receives the light from the at least two light source unit in the same direction, respectively irradiated from each of the light source unit and refracted through the lens and then different A light having a characteristic having a focal plane at a position, a measurement object to which light refracted through the lens is irradiated, an image acquisition unit obtaining an image of the measurement object through the lens, and a measurement object to move the position of the measurement object When the measurement object is moved by the moving unit and the measurement object moving unit, an image processing control unit for detecting whether the measurement object reaches the respective focal planes, and the moving of the measurement object moving unit according to the detection result of the image processing control unit. It comprises a measurement object movement control unit for controlling the speed, respectively The light irradiated from the light source unit is irradiated to the lens at different angles of incidence to form focal planes at different positions. When the measurement object is positioned between the focal planes, the measurement object moving control unit controls the measurement object moving unit. The image acquisition unit acquires an image in a state in which the measurement object is positioned between the respective focal planes and the moving speed is controlled.

바람직하게, 상기 측정대상물 이동제어부는, 상기 측정대상물을 이동시키면서, 상기 영상 처리 제어부의 검출 결과 첫 번째 초점 평면이 존재하는 위치에 도달하면, 상기 측정대상물의 이동속도를 감소시키고, 일정 감속된 상태로 측정대상물을 이동시킨다.Preferably, when the measurement object movement control unit reaches the position where the first focal plane exists as a result of the detection of the image processing control unit while moving the measurement object, the moving speed of the measurement object is reduced, and a constant decelerated state Move the measurement object to

그리고 상기 측정대상물 이동제어부는, 상기 측정대상물을 이동시키면서, 상기 영상 처리 제어부의 검출 결과 마지막 초점 평면이 존재하는 위치에 도달하면, 상기 측정대상물의 이동속도를 증가시키고, 일정 증속된 상태로 측정대상물을 이동시킨다.When the measurement object movement control unit reaches the position where the last focal plane exists as a result of the detection of the image processing control unit while moving the measurement object, the measurement object movement speed is increased, and the measurement object is increased in a constant speed. Move it.

또한, 상기 두 개 이상의 광원부가 상기 렌즈로 광을 조사하도록 빔 스플리터가 구비되되, 상기 각 광원부는 각각 다른 위치에 구비되고, 상기 빔 스플리터는 각 광원부에 각각 대응되도록 구비된다.In addition, a beam splitter is provided so that the two or more light source units irradiate light to the lens, wherein each light source unit is provided at a different position, and the beam splitter is provided to correspond to each light source unit.

그리고 상기 두 개 이상의 광원부가 상기 렌즈로 광을 조사하도록 빔 스플리터가 구비되되, 상기 빔 스플리터는 하나가 구비되고, 상기 하나의 빔 스플리터로 광을 조사하도록 각 광원부를 구비한다.A beam splitter is provided so that the two or more light source units irradiate light to the lens, and one beam splitter is provided, and each light source unit is provided to irradiate light to the one beam splitter.

또한, 공초점을 이용한 영상 처리 장치에서 수행되는 영상 처리 방법에 있어서, 적어도 두 개 이상의 광원부에서 렌즈로 광을 조사하되, 각각의 광원부에서 조사된 광이 렌즈에 각각 다른 입사각으로 조사되도록 각 광원부를 위치시키는 단계, 상기 렌즈가 각각의 광원부로부터 광을 동일한 방향으로 전달받는 단계, 상기 렌즈를 통해 굴절된 두 개 이상의 광이 측정대상물에 조사되되, 상기 렌즈에 각각 다른 입사각으로 조사된 각각의 광이 서로 다른 위치에 초점평면을 형성하는 단계, 측정대상물 이동부가 상기 측정대상물의 위치를 이동시키는 단계, 영상 처리부 제어부는 이동되는 측정대상물이 상기 초점평면에 도달하는지 검출하는 단계, 및 측정대상물 이동제어부는 상기 검출 결과에 따라 상기 측정대상물 이동부의 이동 속도를 제어하는 단계를 포함한다.In addition, in an image processing method performed by an image processing apparatus using confocal, each light source unit irradiates light from at least two light source units to the lens, and the light emitted from each light source unit is irradiated to the lens at different angles of incidence. Positioning, the lens receives light from each light source in the same direction, two or more lights refracted through the lens is irradiated to the measurement object, each light irradiated to the lens at a different angle of incidence Forming a focal plane at different positions, moving the measurement object by moving the position of the measurement object, the image processing unit controller detecting whether the moving measurement object reaches the focal plane, and the measurement object movement control unit Controlling the moving speed of the measurement object moving unit according to the detection result It includes.

그리고 상기 초점평면을 형성하는 단계는, 상기 두 개 이상의 광원부가 상기 렌즈로 광을 조사하도록 빔 스플리터가 구비되되, 상기 각 광원부는 각각 다른 위치에 구비되고, 상기 빔 스플리터는 각 광원부에 각각 대응되도록 구비되어 광을 조사한다.In the forming of the focal plane, a beam splitter may be provided such that the two or more light source units irradiate light to the lens, and each light source unit may be provided at a different position, and the beam splitter may correspond to each light source unit. It is provided to irradiate light.

또한, 상기 초점평면을 형성하는 단계는, 상기 두 개 이상의 광원부가 상기 렌즈로 광을 조사하도록 빔 스플리터가 구비되되, 상기 빔 스플리터는 하나가 구비되고, 상기 하나의 빔 스플리터로 광을 조사하도록 각 광원부가 구비되어 광을 조사한다.In the forming of the focal plane, a beam splitter may be provided such that the at least two light source units irradiate light to the lens, and the beam splitter is provided with one beam splitter. A light source unit is provided to irradiate light.

그리고 상기 측정대상물 이동부의 이동 속도를 제어하는 단계는, 상기 측정대상물을 이동시키면서, 상기 영상 처리 제어부의 검출 결과 첫 번째 초점 평면이 존재하는 위치에 도달하면, 상기 측정대상물의 이동속도를 감소시키고, 일정 감속된 상태로 측정대상물을 이동시킨다.The controlling of the moving speed of the measuring object moving unit may include: moving the measuring object and reducing the moving speed of the measuring object when the first focal plane is present as a result of the detection of the image processing controller; Move the measuring object to a decelerated state.

또한, 상기 측정대상물 이동부의 이동 속도를 제어하는 단계는, 상기 측정대상물을 이동시키면서, 상기 영상 처리 제어부의 검출 결과 마지막 초점 평면이 존재하는 위치에 도달하면, 상기 측정대상물의 이동속도를 증가시키고, 일정 증속된 상태로 측정대상물을 이동시킨다.The controlling of the moving speed of the measuring object moving unit may include: moving the measuring object and increasing the moving speed of the measuring object when the final focus plane reaches a position where a final focus plane exists as a result of the detection of the image processing controller; Move the object to be measured at a constant speed.

그리고 상기 영상 처리 제어부의 검출 결과, 상기 측정대상물이 첫 번째 초점평면 위치로부터 마지막 초점평면 위치까지의 사이 구간에 위치될 경우, 영상획득부에 의해 획득한 영상 데이터를 통해 공초점에 의한 영상을 처리하는 단계를 더 포함한다.
When the measurement object is located in the interval between the first focal plane position and the last focal plane position as a result of the detection by the image processing controller, the image is processed by confocal through the image data acquired by the image acquisition unit. It further comprises the step.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 공초점을 이용한 영상 처리 장치 및 이를 이용한 영상 처리 방법에 의하면, 입사각이 다른 적어도 두 개 이상의 광을 이용하여 서로 다른 위치에 초점평면을 형성 및 검출할 수 있고, 검출 결과에 따라 광이 조사되는 측정대상물의 이동 속도를 제어할 수 있으며, 초점영역에서만 공초점에 의한 영상처리를 수행하므로서 전체 공초점 영상처리 시간을 최소화시킬 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.
As described above, according to the image processing apparatus using the confocal and the image processing method using the same according to the present invention, it is possible to form and detect a focal plane at different positions by using at least two or more lights having different incident angles, According to the detection result, it is possible to control the moving speed of the object to which light is irradiated, and it is a very useful and effective invention that can minimize the total confocal image processing time by performing image processing by confocal only in the focus area.

도 1은 일반적인 공초점(confocal)을 이용한 영상 처리 장치의 구성을 설명하는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 공초점을 이용한 영상 처리 장치를 설명하는 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 적어도 두 개 이상의 광원부에서 광을 조사하는 다른 실시 예를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 공초점을 이용한 영상 처리 방법을 설명하는 순서도이며,
도 5는 본 발명에 따른 공초점을 이용한 영상 처리 장치의 실행 과정을 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 영상획득부를 예시하는 도면이며,
도 7은 본 발명에 따른 영상획득부의 소정 다이오드의 초점 평면을 설명하는 그래프들이다.
1 is a diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus using a general confocal.
2 is a view for explaining an image processing apparatus using confocal according to the present invention,
3 is a view showing another embodiment of irradiating light from at least two light source units according to the present invention,
4 is a flowchart illustrating an image processing method using confocals according to the present invention.
5 is a diagram illustrating an execution process of an image processing apparatus using confocal according to the present invention;
6 is a diagram illustrating an image acquisition unit according to the present invention.
7 are graphs illustrating a focal plane of a predetermined diode of an image acquisition unit according to the present invention.

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

또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.It should be noted that the present invention is not limited to the scope of the present invention but is only illustrative and various modifications are possible within the scope of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 공초점을 이용한 영상 처리 장치를 설명하는 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 적어도 두 개 이상의 광원부에서 광을 조사하는 다른 실시 예를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 공초점을 이용한 영상 처리 방법을 설명하는 순서도이며, 도 5는 본 발명에 따른 공초점을 이용한 영상 처리 장치의 실행 과정을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 영상획득부를 예시하는 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 영상획득부의 소정 다이오드의 초점 평면을 설명하는 그래프들이다.2 is a view illustrating an image processing apparatus using a confocal according to the present invention, FIG. 3 is a view showing another embodiment of irradiating light from at least two light source units according to the present invention, and FIG. 5 is a flowchart illustrating an image processing method using a confocal according to the present invention, FIG. 5 is a view illustrating an execution process of an image processing apparatus using a confocal according to the present invention, and FIG. 6 illustrates an image acquisition unit according to the present invention. 7 is a graph illustrating a focal plane of a predetermined diode of an image acquisition unit according to the present invention.

도 1에서 도시한 바와 같이, 공초점을 이용한 영상 처리 장치(100)는 광원부(110), 빔 스플리터(120), 렌즈(130), 측정대상물(140), 측정대상물 이동부(150), 영상획득부(160), 영상 처리 제어부(170) 및 측정대상물 이동제어부(180)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the image processing apparatus 100 using confocal includes a light source unit 110, a beam splitter 120, a lens 130, a measurement object 140, a measurement object moving unit 150, and an image. The acquirer 160, the image processing controller 170, and the measurement object movement controller 180 are included.

광원부(110)는 측정대상물(140)에 조사되는 광을 제공한다. 이러한 광은 여러 개의 파장이 합쳐진 레이저 빔이다. 광원부(110)에서 제공된 광은 빔 스플리터(120)로 전달된다.The light source unit 110 provides the light irradiated to the measurement object 140. This light is a laser beam with multiple wavelengths combined. Light provided from the light source unit 110 is transmitted to the beam splitter 120.

빔 스플리터(120)는 광원부(110)로부터 전달된 광을 평행빔으로 변환하여 렌즈(130)로 전달하고, 렌즈(130)는 광을 굴절하여 초점평면을 이루며 이러한 광은 측정대상물(140)로 전달한다.The beam splitter 120 converts the light transmitted from the light source unit 110 into a parallel beam and transmits the light to the lens 130. The lens 130 refracts the light to form a focal plane, and the light is transferred to the measurement object 140. To pass.

다시 말해, 광은 렌즈(130)에 의해 굴절되어 렌즈로부터 각각 다른 위치에 초점평면을 형성하면서 이들 광들은 측정대상물(140)에 조사된다. 이런 과정을 통해 측정대상물(140)로 조사된 광은 반사되어 빔 스플리터(120)를 통해 영상 획득부(160)로 전달된다.In other words, while the light is refracted by the lens 130 to form a focal plane at different positions from the lens, these lights are irradiated onto the measurement object 140. The light irradiated to the measurement object 140 through this process is reflected and transmitted to the image acquisition unit 160 through the beam splitter 120.

측정대상물(140)은 촬상 화상 데이터를 생성할 측정대상물를 나타내며, 이러한 측정대상물(140)은 측정대상물 이동부(150)에 의해서 이동될 수 있다.The measurement object 140 indicates a measurement object for generating the captured image data, and the measurement object 140 may be moved by the measurement object moving unit 150.

일 실시 예에서, 측정대상물 이동부(150)는 영상 처리 제어부(170)의 명령에 따라 측정대상물(140)을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 측정대상물 이동부(150)는 평균 30 msec의 속도로 측정대상물을 이동시킬 수 있다.In one embodiment, the measurement object moving unit 150 may move the measurement object 140 according to a command of the image processing controller 170. For example, the measurement object moving unit 150 may move the measurement object at a speed of 30 msec on average.

이러한 측정대상물 이동부(150)의 이동 속도는 매우 느리기 때문에 공초점을 활용하여 측정하기 위한 초점영역에 도달하는데 많은 시간이 필요하다.Since the moving speed of the measurement object moving unit 150 is very slow, it takes a lot of time to reach the focus area for measuring by using the confocal.

영상획득부(160)는 영상 처리 제어부(170)와 연결되고, 영상 처리 제어부(170)의 명령에 의해 촬상의 시작, 종료, 촬상 화상 데이터를 전송한다.The image acquisition unit 160 is connected to the image processing control unit 170, and starts, ends, and transmits captured image data based on the command of the image processing control unit 170.

그리고 영상 처리 제어부(170)는 영상획득부(160)와 측정대상물 이동제어부(180)와 연결된다.The image processing controller 170 is connected to the image acquisition unit 160 and the measurement object movement control unit 180.

이러한 영상 처리 제어부(170)는 공초점을 위한 영상 처리 장치(100)를 제어하는 장치로서, 영상획득부(160)로부터 촬상 화상 데이터를 전달받아 모니터(미 도시됨)를 통해 표시하거나 측정대상물 이동제어부(180)로 측정대상물 이동부(150)의 이동에 대한 명령을 전송한다.The image processing controller 170 is an apparatus for controlling the image processing apparatus 100 for confocal. The image processing controller 170 receives the captured image data from the image acquisition unit 160 to display or display a moving object through a monitor (not shown). The control unit 180 transmits a command for the movement of the measurement object moving unit 150.

측정대상물 이동제어부(180)는 영상 처리 제어부(170)와 연결되고, 영상 처리 제어부(170)의 명령에 따라 측정대상물 이동부(150)에 구동 명령을 전달한다. 측정대상물 이동제어부(180)는 측정대상물 이동부(150)를 구동하여 측정대상물(140)의 위치를 제어하여 측정대상물(140)을 초점영역에 도달시킬 수 있다. 하지만, 측정대상물(140)의 이동은 매우 느리기 때문에, 초점조절을 위해 긴 시간이 요구된다.The measurement object movement controller 180 is connected to the image processing controller 170 and transmits a driving command to the measurement object movement unit 150 according to the command of the image processing controller 170. The measurement object movement control unit 180 may drive the measurement object moving unit 150 to control the position of the measurement object 140 to reach the measurement object 140 in the focal region. However, since the movement of the measurement object 140 is very slow, a long time is required for focusing.

즉, 불필요한 시간이 소요되는 것으로, 이러한 불필요한 소요시간을 감소시킬 필요성이 있다.
That is, since unnecessary time is required, there is a need to reduce such unnecessary time.

이를 해소하기 위해 공초점을 이용한 영상 처리 장치(200)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 광원부(210)와 빔 스플리터(220), 렌즈(230), 측정대상물(240), 측정대상물 이동부(250), 영상획득부(260), 영상 처리 제어부(270) 및 측정대상물 이동제어부(280)로 구성된다.In order to solve this problem, the image processing apparatus 200 using the confocal system, as shown in FIG. 2, the light source unit 210, the beam splitter 220, the lens 230, the measurement target 240, and the measurement target moving unit ( 250, an image acquisition unit 260, an image processing control unit 270, and a measurement object movement control unit 280.

먼저, 광원부(210)는 적어도 두 개 이상구비되고, 적어도 두 개 이상의 광원부(210)는 측정대상물(240)에 조사되는 광을 제공한다.First, at least two light source units 210 are provided, and at least two light source units 210 provide light irradiated to the measurement object 240.

이러한 두 개 이상의 광원부(210)는 렌즈(230)를 통해 굴절된 후 서로 다른 위치에 초점평면을 갖는 특성을 갖는다.The two or more light source units 210 have a characteristic of having a focal plane at different positions after being refracted through the lens 230.

그리고 빔 스플리터(220)는 적어도 하나의 빔 스플리터(220)를 포함한다. 적어도 하나의 빔 스플리터(220)는 적어도 두개 이상의 광원부(210)로부터 전달된 광을 평행빔으로 변환하여 측정대상물(240)로 전달한다.The beam splitter 220 includes at least one beam splitter 220. The at least one beam splitter 220 converts the light transmitted from the at least two light source units 210 into a parallel beam and transmits the light to the measurement object 240.

이러한 광은 렌즈(230)에 의해 각각 다른 위치에 초점평면을 형성하면서 측정대상물(240)에 조사된다.Such light is irradiated onto the measurement object 240 by forming a focal plane at different positions by the lens 230.

다시 말해, 다른 입사각으로 조사되는 각 광원부(210)의 광이 서로 다른 위치에 초점평면을 형성하고, 이러한 광들은 측정대상물(240)에 조사된다. In other words, the light of each light source 210 irradiated at different incident angles forms a focal plane at different positions, and the light is irradiated onto the measurement object 240.

이러한 입사각이 다른 광에 의한 각 초점평면이 각각 다른 위치에 형성되면서, 측정대상물(240)이 일정위치에 위치한다고 했을 때 이들 초점평면은 측정대상물로부터 소정 거리만큼 이격되어 형성될 수 있다.
When the focal planes due to the light having different incidence angles are formed at different positions, the focal planes may be spaced apart from the measurement object by a predetermined distance when the measurement object 240 is positioned at a predetermined position.

여기서, 일 실시 예의 광원부(210)와 빔 스플리터(220)를 살펴보면, 도 2에서 도시한 바와 같이, 광원부(210)는 두 개로 구성되며, 각 광원부는 211과 213으로 표시한다.Here, referring to the light source unit 210 and the beam splitter 220 according to an embodiment, as shown in FIG. 2, the light source unit 210 is composed of two, and each light source unit is indicated by 211 and 213.

이러한 각 광원부(211, 213)는 각각 다른 위치에 구비되고, 빔 스플리터(220)는 각 광원부에 각각 대응되도록 구비된다.Each of the light source parts 211 and 213 are provided at different positions, and the beam splitter 220 is provided to correspond to each light source part.

다시 말해, 어느 하나의 광원부(211)의 광을 렌즈(230)로 조사하기 위한 어느 하나의 빔 스플리터(220)가 구비되고, 다른 하나의 광원부(213)의 광을 렌즈(230)로 조사하기 위한 다른 하나의 빔 스플리터(220)가 구비된다.In other words, any one beam splitter 220 is provided to irradiate light from one light source unit 211 to the lens 230, and irradiate light from the other light source unit 213 to the lens 230. Another beam splitter 220 is provided for.

이에 따라, 각 해당 빔 스플리터(220)에 의해 각각의 광원부(211, 213)에서 광이 상호 다른 입사각을 갖고 렌즈(230)에 조사되고, 조사된 각 광은 서로 다른 위치에 초점평면을 형성할 수 있는 것이다.
Accordingly, the light is irradiated onto the lens 230 by the respective beam splitters 220 at the light source units 211 and 213 having different incidence angles, and the irradiated light forms the focal plane at different positions. It can be.

한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 광원부(210)는 두 개로 구성되어 211과 213으로 표시되며, 하나의 빔 스플리터(220)가 구비된다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the light source unit 210 includes two light sources 210, denoted by 211 and 213, and includes one beam splitter 220.

이 두개의 광원부(211, 213)는 하나의 빔 스플리터(220)로 광을 조사하도록 구비되는 것으로, 각각 다른 위치에 구비되거나 또는 동심원상에 구비되어 각각 광을 조사할 수 있다.The two light sources 211 and 213 are provided to irradiate light with one beam splitter 220, and each of the two light sources 211 and 213 may be provided at different positions or concentric circles to irradiate light.

이에 따라, 각 해당 빔 스플리터(220)에 의해 각각의 광원부(211, 213)에서 광이 상호 다른 입사각을 갖고 렌즈(230)에 조사되고, 조사된 각 광은 서로 다른 위치에 초점평면을 형성할 수 있는 것이다.
Accordingly, the light is irradiated onto the lens 230 by the respective beam splitters 220 at the light source units 211 and 213 having different incidence angles, and the irradiated light forms the focal plane at different positions. It can be.

여기서 초점평면이란, 렌즈를 통과한 광은 렌즈로부터 일정거리 떨어진 위치에 초점을 형성하게 되는데 이 초점을 포함하여 렌즈의 길이방향과 평행한 방향으로 그어진 선들이 모여서 이른 면을 초점평면이라 한다.Here, the focal plane means that the light passing through the lens forms a focal point at a distance away from the lens. The focal plane includes a focal plane drawn in a direction parallel to the longitudinal direction of the lens, including the focal point.

측정대상물(240)은 촬상 화상 데이터를 생성할 측정대상물를 나타내며, 이러한 측정대상물(240)는 측정대상물 이동부(250)에 의해 이동된다.The measurement object 240 indicates a measurement object for generating the captured image data, and the measurement object 240 is moved by the measurement object moving unit 250.

그리고 영상획득부(260)는 영상 처리 제어부(270)와 연결되어 영상 처리 제어부(270)의 명령에 의해 광을 전기 신호로 변환하여 영상 처리 제어부(270)로 전달한다.The image acquisition unit 260 is connected to the image processing control unit 270 to convert the light into an electric signal by a command of the image processing control unit 270 and transmits the light to the image processing control unit 270.

영상 처리 제어부(270)는 영상획득부(260) 및 측정대상물 이동제어부(280)와 연결되며, 공초점 영상 처리 장치(100)를 제어하는 장치로서, 영상획득부(260)로부터 촬상 화상 데이터를 전달받아 모니터(미도시됨)를 통해 표시하거나 측정대상물 이동제어부(280)로 측정대상물 이동부(250)의 이동에 대한 명령을 전송한다.The image processing controller 270 is connected to the image acquisition unit 260 and the measurement object movement control unit 280 and controls the confocal image processing apparatus 100. The image processing control unit 270 receives captured image data from the image acquisition unit 260. Receives the display to display through a monitor (not shown) or transmits a command for the movement of the measurement object moving unit 250 to the measurement object movement control unit 280.

이러한 영상 처리 제어부(270)는 측정대상물 이동부(250)에 의해 측정대상물(240)이 이동될 경우, 측정대상물(240)이 각 초점평면에 도달하는지를 검출하게 된다.When the measurement object 240 is moved by the measurement object moving unit 250, the image processing controller 270 detects whether the measurement object 240 reaches each focal plane.

여기서, 영상 처리 제어부(270)가 측정대상물(240)이 각 초점평면에 도달하는지를 검출하는 방법은 초점평면에서 해당 광이 형성할 수 있는 가장 작은 점(스폿)을 이룰 때를 확인하여 해당 초점평면의 위치를 검출한다.In this case, the image processing controller 270 detects whether the measurement target 240 reaches each focal plane by checking when the focal plane achieves the smallest point (spot) that light can form. Detect the position of.

그리고 측정대상물 이동제어부(280)는 영상 처리 제어부(270)의 명령에 따라 측정대상물 이동부(250)를 제어하여 측정대상물(240)의 이동속도를 제어하게 된다.In addition, the measurement object movement control unit 280 controls the measurement object moving unit 250 according to the command of the image processing controller 270 to control the moving speed of the measurement object 240.

다시 말해, 측정대상물 이동제어부(280)는 영상 처리 제어부(270)의 검출 결과에 따라 측정대상물 이동부(250)의 이동속도를 제어하는 것으로, 영상 처리 제어부(270)에서 측정대상물(240)이 각 초점평면에 도달 여부를 검출하여, 검출될 경우, 측정대상물 이동제어부(280)로 신호를 전송하게 된다.In other words, the measurement object movement control unit 280 controls the moving speed of the measurement object moving unit 250 according to the detection result of the image processing control unit 270, and the measurement object 240 is controlled by the image processing control unit 270. It is detected whether each focal plane has been reached, and if detected, transmits a signal to the measurement object movement control unit 280.

신호를 받은 측정대상물 이동제어부(280)는 측정대상물 이동부(250)의 이동속도를 제어하되, 각 초점평면 사이에 위치되지 않았을 때와 다른 이동속도로 제어한다.The measurement object movement control unit 280 that receives the signal controls the movement speed of the measurement object movement unit 250, but at a different movement speed than when it is not located between each focal plane.

일 실시 예로, 측정대상물 이동부(250)에 의해 측정대상물(240)이 이동되어 어느 하나의 초점평면이 검출될 경우, 측정대상물 이동제어부(280)는 측정대상물 이동부(250)를 제어하여 측정대상물(240)의 이동속도를 감소시키고, 일정 감속된 상태로 측정대상물(240)을 이동시키게 된다.As an example, when the measurement object 240 is moved by the measurement object moving unit 250 to detect any focal plane, the measurement object moving controller 280 controls the measurement object moving unit 250 to measure the measurement object moving unit 250. The moving speed of the object 240 is reduced, and the measurement object 240 is moved in a predetermined decelerated state.

여기서, 어느 하나의 초점평면은 첫 번째 초점평면을 말하는 것으로, 영상 처리를 위해 이동되는 측정대상물(240)에 첨으로 검출되는 것을 말한다.Here, one of the focal planes refers to the first focal plane, which is detected by the peak of the measurement object 240 that is moved for image processing.

그리고 일정 감속된 상태로 이동되는 측정대상물(240)에 마지막 초점평면이 존재하는 위치에 도달하여 검출되면, 측정대상물 이동제어부(280)는 측정대상물 이동부(250)를 제어하여 측정대상물(240)의 이동속도를 증가시키고, 일정 증속된 상태로 측정대상물(240)을 이동시키게 된다.When the detection target 240 reaches a position where the last focal plane exists in the measurement target 240 moved in a decelerated state, the measurement target movement control unit 280 controls the measurement target moving unit 250 to measure the measurement target 240. Increase the moving speed of, and moves the measurement object 240 in a constant speeded state.

이때, 영상획득부(260)는 측정대상물(240)이 첫 번째 초점평면과 마지막 초점평면 사이에 위치되어 이동속도가 제어된 상태에서 영상을 획득하게 된다.In this case, the image acquisition unit 260 acquires an image in a state in which the measurement object 240 is positioned between the first focal plane and the last focal plane to control the moving speed.

이러한 영상획득부(260)에서 생성된 촬상 화상 데이터의 각 픽셀의 값을 비교하여 초점과 일치하는지 판단할 수 있다.The value of each pixel of the captured image data generated by the image acquisition unit 260 may be compared to determine whether or not the focus is matched.

예를 들어, 영상 처리 제어부(270)는 복수의 픽셀들 중 이웃한 픽셀의 픽셀값을 비교하여, 유사하면, 초점과 일치하는지 판단할 수 있다. 이것은 도 6 및 도 7에서 설명한다.
For example, the image processing controller 270 may compare pixel values of neighboring pixels among the plurality of pixels and determine whether they match the focus if they are similar. This is illustrated in FIGS. 6 and 7.

이러한 공초점을 이용한 영상 처리 장치(200)를 이용한 공초점을 이용한 영상 처리 방법은 각 광원부를 위치시키는 단계와 광을 동일한 방향으로 전달받는 단계, 서로 다른 위치에 초점평면을 형성하는 단계, 측정대상물의 위치를 이동시키는 단계, 초점평면에 도달하는지 검출하는 단계 및 측정대상물 이동부의 이동 속도를 제어하는 단계로 구성된다.The image processing method using the confocal image using the confocal image processing apparatus 200 using the confocal method includes positioning each light source unit, receiving light in the same direction, forming a focal plane at different positions, and measuring an object. Moving the position of, detecting whether the focal plane is reached, and controlling the moving speed of the object to be measured.

그리고 영상 처리 제어부의 검출 결과, 측정대상물이 첫 번째 초점평면 위치로부터 마지막 초점평면 위치까지의 사이 구간에 위치될 경우, 영상획득부에 의해 획득한 영상 데이터를 통해 공초점에 의한 영상을 처리하는 단계를 더 포함한다.And when the measurement object is located in the interval between the first focal plane position and the last focal plane position, as a result of the detection by the image processing controller, processing the image by confocal through the image data acquired by the image acquisition unit. It further includes.

먼저, 각 광원부를 위치시키는 단계를 살펴보면, 적어도 두 개 이상의 광원부(210)에서 렌즈(230)로 광을 조사하되, 각각의 광원부(210)에서 조사된 광이 렌즈(230)에 각각 다른 입사각으로 조사되도록 각 광원부(210)를 위치시키게 된다.First, referring to the step of positioning each light source unit, at least two or more light source unit 210 irradiates light to the lens 230, the light irradiated from each light source unit 210 at a different angle of incidence to the lens 230 Each light source unit 210 is positioned to be irradiated.

그리고 광을 동일한 방향으로 전달받는 단계는 렌즈(230)가 각각의 광원부(210)로부터 광을 동일한 방향으로 전달받아 굴절시키게 된다.In the step of receiving light in the same direction, the lens 230 receives light from each light source unit 210 in the same direction and refracts the light.

서로 다른 위치에 초점평면을 형성하는 단계는 렌즈(230)를 통해 굴절된 두 개 이상의 광이 측정대상물(240)에 조사되되, 렌즈(230)에 각각 다른 입사각으로 조사된 각각의 광이 서로 다른 위치에 초점평면을 형성하게 된다.The forming of the focal plane at different positions includes two or more lights refracted through the lens 230 irradiated to the measurement object 240, and each of the lights irradiated at different angles of incidence on the lens 230 is different from each other. It will form a focal plane at the location.

여기서, 각 초점평면 사이 구간은 공초점을 위한 초점공간부가 위치된다.Here, the interval between the respective focal planes is located in the focal space for the confocal point.

그리고 측정대상물의 위치를 이동시키는 단계는 측정대상물 이동부(250)가 측정대상물(240)의 위치를 이동시키는 것이고, 초점평면에 도달하는지 검출하는 단계는 영상 처리부 제어부(270)에 의해 이동되는 측정대상물(240)이 초점평면에 도달하는지를 검출하게 된다.And the step of moving the position of the measurement object is the measurement object moving unit 250 to move the position of the measurement object 240, the step of detecting whether the focus plane is reached is measured by the image processor control unit 270 It is detected whether the object 240 reaches the focal plane.

측정대상물 이동부의 이동 속도를 제어하는 단계는 영상 처리부 제어부(270)에 의한 측정대상물(240)이 초점평면에 도달하는지를 검출 결과에 따라 측정대상물 이동제어부(280)가 측정대상물 이동부(250)를 제어하여 이동 속도를 제어하게 된다.In the controlling of the moving speed of the measuring object moving unit, the measuring object moving controller 280 may operate the measuring object moving unit 250 according to a detection result of whether the measuring object 240 reaches the focal plane by the image processor controller 270. Control to control the speed of movement.

이에 따라, 측정대상물(240)이 첫 번째 초점평면과 마지막 초점평면 사이에 위치될 경우, 이동속도를 감속시키고, 감소된 상태로 측정대상물(240)을 이동시키며, 영상획득부(260)에 의해 획득한 영상 데이터를 통해 공초점에 의한 영상을 처리하게 된다.
Accordingly, when the measurement object 240 is located between the first and the last focus plane, the moving speed is reduced, the measurement object 240 is moved in a reduced state, and the image acquisition unit 260 is used. The confocal image is processed through the acquired image data.

이를 더 자세히 살펴보면, 도 4 내지 도 5에서, 광원부(210)는 측정대상물(240)에 조사되는 광(510, 520, 530)을 제공한다(단계 510). 빔 스플리터(220)는 광원으로부터 광(510, 520, 530)을 전달받아 평행빔으로 변환한다(단계 520). 렌즈(230)는 빔 스플리터(220)로부터 변환된 광(510, 520, 530)을 전달받는다(단계 520). 전달된 광(510, 520, 530)은 광의 파장에 따라 굴절된 후 서로 다른 위치에 초점 평면(511, 521, 531)을 갖는다.4 to 5, the light source unit 210 provides light 510, 520, and 530 irradiated to the measurement object 240 (step 510). The beam splitter 220 receives the light 510, 520, 530 from the light source and converts the light into a parallel beam (step 520). The lens 230 receives the converted light 510, 520, 530 from the beam splitter 220 (step 520). The transmitted light 510, 520, 530 has a focal plane 511, 521, 531 at different locations after being refracted according to the wavelength of the light.

측정대상물(240)에서 반사된 광(510, 520, 530)은 렌즈(230)를 통하여 영상 획득부(260)로 전달된다(단계 530). 영상 획득부(260)는 렌즈(230)를 통하여 도달하는 광(510, 520, 530)을 전기 신호로 바꾸어서 영상 처리 제어부(270)로 전달하고, 영상 처리 제어부(270)는 광(510, 520, 530)의 적어도 하나의 초점 평면(511, 521, 531)이 존재하는지 여부를 검출한다(단계 540). 측정대상물 이동제어부(280)는, 만약 그렇다면(단계 550), 측정대상물 이동부(280)가 이동하는 속도를 감소시킬 수 있다(단계 550). 일 실시예에서, 영상 처리 제어부(270)는 측정대상물(240)을 이동시키면서, 첫 번째 초점 평면(511)이 존재하는 위치에 도달하면, 측정대상물(240)의 이동속도를 감소시킬 수 있다. 다른 일 실시예에서, 영상 처리 제어부(270)는 측정대상물(240)을 이동시키면서, 마지막 초점 평면(531)이 존재하는 위치에 도달하면, 측정대상물의(240)의 이동속도를 감소시킨다. 측정대상물 이동제어부(280)는, 그렇지 않다면(단계 550), 측정대상물 이동부(280)가 이동하는 속도를 증가시킬 수 있다(단계 560). The light 510, 520, 530 reflected from the measurement object 240 is transmitted to the image acquisition unit 260 through the lens 230 (step 530). The image acquisition unit 260 converts the light 510, 520, 530 arriving through the lens 230 into an electrical signal and transmits the signal to the image processing control unit 270, and the image processing control unit 270 transmits the light 510, 520. 530 detects whether at least one focal plane 511, 521, 531 exists (step 540). The measurement object movement controller 280 may reduce the speed at which the measurement object movement unit 280 moves, if so (step 550). According to an embodiment, the image processing controller 270 may move the measurement object 240 and reduce the moving speed of the measurement object 240 when the first focal plane 511 is reached. In another embodiment, the image processing controller 270 moves the measurement object 240 and decreases the moving speed of the measurement object 240 when the final focal plane 531 arrives at the position. If not, the measurement object movement controller 280 may increase the speed at which the measurement object movement unit 280 moves (step 560).

일 실시예에서, 영상 처리 제어부(270)는 초점 평면(511, 521, 531)이 존재하는지 여부를 검출하기 위해 측정대상물 이동부(280)를 상하로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 영상 처리 제어부(270)는 측정대상물(240)을 이동하면서 첫 번째 초점 평면(521)을 검출하였다면, 두 번째 초점 평면(521)을 검출하기 위해 측정대상물 이동부(280)를 상하로 이동시킬 수 있다.
In one embodiment, the image processing controller 270 may move the measurement object moving unit 280 up and down to detect whether the focal planes 511, 521, and 531 exist. For example, if the image processing controller 270 detects the first focal plane 521 while moving the measurement object 240, the image processing controller 270 moves the measurement object moving part 280 up and down to detect the second focal plane 521. Can be moved to

그리고 도 6 및 도 7에서, 영상획득부(260)는 광전 변화 소자로서, 광을 광신호로 변환하여 촬상 화상 데이터를 생성한다.6 and 7, the image acquisition unit 260 is a photoelectric change element, which converts light into an optical signal to generate captured image data.

일 실시 예로, 영상획득부(260)는 CCD(Charge Coupled Device)로 구현될 수 있다. 이러한 영상획득부(260)은 복수의 광 다이오드들(N * N)로 구성되며, 복수의 광 다이오드 들은 광을 각각 수광한 다음, 해당 광다이오드의 전자량에 따라 밝기를 결정하여 촬상 화상 데이터를 생성한다.In one embodiment, the image acquisition unit 260 may be implemented as a charge coupled device (CCD). The image acquisition unit 260 is composed of a plurality of photo diodes (N * N), the plurality of photo diodes respectively receive the light, and then determine the brightness according to the amount of electrons of the photodiode to capture the captured image data Create

영상획득부(260)는 촬상 화상 데이터를 영상 처리 제어부(270)로 전달하고, 영상 처리 제어부(270)는 이러한 촬상 화상 데이터를 이용하여 초점이 일치하는지 판단할 수 있다.The image acquisition unit 260 may transfer the captured image data to the image processing controller 270, and the image processing controller 270 may determine whether the focus is matched using the captured image data.

일 실시 예에서, 영상 처리 제어부(270)는 촬상 화상 데이터를 구성하는 복수의 픽셀들 중 이웃하는 픽셀들 간의 픽셀값을 비교하고, 만일 그렇다면, 초점이 일치한다고 판단할 수 있다.According to an embodiment, the image processing controller 270 may compare pixel values between neighboring pixels among the plurality of pixels constituting the captured image data, and if so, determine that the focal point is matched.

영상 처리 제어부(270)는 만일 그렇지 않다면, 초점이 일치하지 않는다고 판단할 수 있다. 복수의 픽셀들의 각 초점 위치(710, 720)는 도 7에 있는 그래프와 같다.
If not, the image processing controller 270 may determine that the focus does not match. Each focal position 710, 720 of the plurality of pixels is as shown in the graph in FIG. 7.

110, 210 : 광원부 120, 220 : 빔 스플리터
130, 230 : 렌즈 140, 240 : 측정대상물
150, 250 : 측정대상물 이동부 160, 260 : 영상 획득부
170, 270 : 영상 처리 제어부 180, 280 : 측정대상물 이동제어부
110, 210: light source 120, 220: beam splitter
130, 230: lens 140, 240: measurement object
150, 250: measuring object moving unit 160, 260: image acquisition unit
170, 270: image processing control unit 180, 280: measuring object movement control unit

Claims (11)

공초점을 이용한 영상처리장치에 있어서,
적어도 두 개 이상의 광원부로부터 광을 동일한 방향으로 전달받는 렌즈;
상기 각 광원부로부터 각각 조사되어 상기 렌즈를 통해 굴절된 후 서로 다른 위치에 초점평면을 갖는 특성을 갖는 광;
상기 렌즈를 통해 굴절된 광이 조사되는 측정대상물;
상기 측정대상물의 영상을 상기 렌즈를 통해 획득하는 영상획득부;
상기 측정대상물의 위치를 이동시키는 측정대상물 이동부;
상기 측정대상물 이동부에 의해 상기 측정대상물이 이동될 경우, 상기 측정대상물이 상기 각 초점평면에 도달하는지를 검출하는 영상 처리 제어부;
상기 영상 처리 제어부의 검출 결과에 따라 상기 측정대상물 이동부의 이동 속도를 제어하는 측정대상물 이동제어부를 포함하여 이루어지고,
상기 각각의 광원부에서 조사된 광은 상기 렌즈에 각각 다른 입사각으로 조사되어 서로 다른 위치에 초점평면을 형성하며,
상기 각 초점평면 사이에 상기 측정대상물이 위치될 경우, 상기 측정대상물 이동제어부가 측정대상물 이동부를 제어하여 상기 각 초점평면 사이에 위치되지 않았을 때와 다른 이동속도로 제어하고,
상기 영상획득부는 측정대상물이 상기 각 초점평면 사이에 위치되어 이동속도가 제어된 상태에서 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 공초점 영상 처리 장치.
In the image processing apparatus using confocal,
A lens that receives light from at least two light sources in the same direction;
Light having characteristics of having a focal plane at different positions after being irradiated from each light source unit and refracted through the lens;
A measurement object to which light refracted through the lens is irradiated;
An image acquisition unit which acquires an image of the measurement object through the lens;
A measurement object moving unit which moves a position of the measurement object;
An image processing controller configured to detect whether the measurement object reaches the respective focal planes when the measurement object is moved by the measurement object moving unit;
It includes a measurement object movement control unit for controlling the moving speed of the measurement object moving unit according to the detection result of the image processing control unit,
The light irradiated from each light source unit is irradiated to the lens at different incidence angles to form a focal plane at different positions,
When the measurement object is located between each of the focal planes, the measurement object movement control unit controls the measurement object moving unit to control at a different moving speed than when it is not located between the respective focal planes,
And the image acquisition unit acquires an image in a state in which a measurement object is positioned between the focal planes and the moving speed is controlled.
제1항에 있어서, 상기 측정대상물 이동제어부는,
상기 측정대상물을 이동시키면서 상기 영상 처리 제어부의 검출 결과, 렌즈로부터 가장 가까운 초점 위치에 해당하는 첫 번째 초점 평면이 존재하는 위치에 도달하면, 상기 측정대상물의 이동속도를 감소시키고, 일정 감속된 상태로 측정대상물을 이동시키는 것을 특징으로 하는 공초점 영상 처리 장치.
The method of claim 1, wherein the measurement object movement control unit,
As a result of the detection by the image processing controller while moving the measurement object, when the first focal plane corresponding to the focal position closest to the lens is reached, the moving speed of the measurement object is decreased, and the speed is reduced. A confocal image processing apparatus comprising moving a measurement object.
제1항에 있어서, 상기 측정대상물 이동제어부는,
상기 측정대상물을 이동시키면서 상기 영상 처리 제어부의 검출 결과, 렌즈로부터 가장 멀리 떨어진 초점 위치에 해당하는 마지막 초점 평면이 존재하는 위치에 도달하면, 상기 측정대상물의 이동속도를 증가시키고, 일정 증속된 상태로 측정대상물을 이동시키는 것을 특징으로 하는 공초점 영상 처리 장치.
The method of claim 1, wherein the measurement object movement control unit,
As a result of the detection of the image processing controller while moving the measurement object, when the final focal plane corresponding to the focal position farthest from the lens is reached, the moving speed of the measurement object is increased, and the speed is increased. A confocal image processing apparatus comprising moving a measurement object.
제1항에 있어서,
상기 두 개 이상의 광원부가 상기 렌즈로 광을 조사하도록 빔 스플리터가 구비되되,
상기 각 광원부는 각각 다른 위치에 구비되고, 상기 빔 스플리터는 각 광원부에 각각 대응되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 공초점 영상 처리 장치.
The method of claim 1,
A beam splitter is provided so that the two or more light source units irradiate light to the lens.
Each light source unit is provided at a different position, and the beam splitter is provided to correspond to each light source unit.
제1항에 있어서,
상기 두 개 이상의 광원부가 상기 렌즈로 광을 조사하도록 빔 스플리터가 구비되되,
상기 빔 스플리터는 하나가 구비되고, 상기 하나의 빔 스플리터로 광을 조사하도록 각 광원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 공초점 영상 처리 장치.
The method of claim 1,
A beam splitter is provided so that the two or more light source units irradiate light to the lens.
The beam splitter is provided with one, and the confocal image processing apparatus, characterized in that each light source unit for irradiating light to the one beam splitter.
공초점을 이용한 영상 처리 장치에서 수행되는 영상 처리 방법에 있어서,
적어도 두 개 이상의 광원부에서 렌즈로 광을 조사하되, 각각의 광원부에서 조사된 광이 렌즈에 각각 다른 입사각으로 조사되도록 각 광원부를 위치시키는 단계;
상기 렌즈가 각각의 광원부로부터 광을 동일한 방향으로 전달받는 단계;
상기 렌즈를 통해 굴절된 두 개 이상의 광이 측정대상물에 조사되되, 상기 렌즈에 각각 다른 입사각으로 조사된 각각의 광이 서로 다른 위치에 초점평면을 형성하는 단계;
측정대상물 이동부가 상기 측정대상물의 위치를 이동시키는 단계;
영상 처리부 제어부는 이동되는 측정대상물이 상기 초점평면에 도달하는지 검출하는 단계; 및
측정대상물 이동제어부는 상기 검출 결과에 따라 상기 측정대상물 이동부의 이동 속도를 제어하는 단계를 포함하는 공초점 영상 처리 방법.
In the image processing method performed in the image processing apparatus using confocal,
Irradiating light from the at least two light source units to the lens, wherein each light source unit is positioned such that light emitted from each light source unit is irradiated to the lens at different incident angles;
The lens receiving light from each light source unit in the same direction;
Irradiating two or more lights refracted through the lens to a measurement object, wherein each of the lights irradiated at different angles of incidence on the lens forms a focal plane at different positions;
Moving a measurement object moving unit to a position of the measurement object;
The image processing unit controller detects whether the moving measurement object reaches the focal plane; And
And a measurement object moving control unit controlling a moving speed of the measurement object moving unit according to the detection result.
제6항에 있어서, 상기 초점평면을 형성하는 단계는,
상기 두 개 이상의 광원부가 상기 렌즈로 광을 조사하도록 빔 스플리터가 구비되되, 상기 각 광원부는 각각 다른 위치에 구비되고, 상기 빔 스플리터는 각 광원부에 각각 대응되도록 구비되어 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 공초점 영상 처리 방법.
The method of claim 6, wherein the forming of the focal plane comprises:
Beam splitters are provided such that the two or more light source units irradiate light to the lens, wherein each light source unit is provided at a different position, and the beam splitters are provided to correspond to each light source unit to irradiate light. Confocal Image Processing Method.
제6항에 있어서, 상기 초점평면을 형성하는 단계는,
상기 두 개 이상의 광원부가 상기 렌즈로 광을 조사하도록 빔 스플리터가 구비되되, 상기 빔 스플리터는 하나가 구비되고, 상기 하나의 빔 스플리터로 광을 조사하도록 각 광원부가 구비되어 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 공초점 영상 처리 방법.
The method of claim 6, wherein the forming of the focal plane comprises:
A beam splitter is provided so that the two or more light source units irradiate light to the lens, and one beam splitter is provided, and each light source unit is provided to irradiate light with the one beam splitter. Confocal image processing method.
제6항에 있어서, 상기 측정대상물 이동부의 이동 속도를 제어하는 단계는,
상기 측정대상물을 이동시키면서 상기 영상 처리 제어부의 검출 결과, 렌즈로부터 가장 가까운 초점 위치에 해당하는 첫 번째 초점 평면이 존재하는 위치에 도달하면, 상기 측정대상물의 이동속도를 감소시키고, 일정 감속된 상태로 측정대상물을 이동시키는 것을 특징으로 하는 공초점 영상 처리 방법.
The method of claim 6, wherein the controlling of the moving speed of the measurement object moving unit comprises:
As a result of the detection by the image processing controller while moving the measurement object, when the first focal plane corresponding to the focal position closest to the lens is reached, the moving speed of the measurement object is decreased, and the speed is reduced. A confocal image processing method comprising moving a measurement object.
제6항에 있어서, 상기 측정대상물 이동부의 이동 속도를 제어하는 단계는,
상기 측정대상물을 이동시키면서 상기 영상 처리 제어부의 검출 결과, 렌즈로부터 가장 멀리 떨어진 초점 위치에 해당하는 마지막 초점 평면이 존재하는 위치에 도달하면, 상기 측정대상물의 이동속도를 증가시키고, 일정 증속된 상태로 측정대상물을 이동시키는 것을 특징으로 하는 공초점 영상 처리 방법.
The method of claim 6, wherein the controlling of the moving speed of the measurement object moving unit comprises:
As a result of the detection of the image processing controller while moving the measurement object, when the final focal plane corresponding to the focal position farthest from the lens is reached, the moving speed of the measurement object is increased, and the speed is increased. A confocal image processing method comprising moving a measurement object.
제6항에 있어서,
상기 영상 처리 제어부의 검출 결과, 상기 측정대상물이 첫 번째 초점평면 위치로부터 마지막 초점평면 위치까지의 사이 구간에 위치될 경우, 영상획득부에 의해 획득한 영상 데이터를 통해 공초점에 의한 영상을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공초점 영상 처리 방법.
The method according to claim 6,
When the measurement object is located in the interval between the first focal plane position and the last focal plane position as a result of the detection by the image processing controller, the image is processed by confocal through the image data acquired by the image acquisition unit. Confocal image processing method further comprising the step.
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