KR20160000988A - 영상 획득 장치 및 영상 획득 방법 - Google Patents

Abstract

영상 획득 장치가 개시된다. 영상 획득 장치는 광원, 스캐너, 제 1 빔 가르개 및 수광부를 포함한다. 상기 광원은 레이저 펄스를 발생한다. 상기 스캐너는 상기 레이저 펄스를 제 1 방향으로 조사한다. 상기 제 1 빔 가르개는 상기 제 1 방향으로 조사된 레이저 펄스를 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 분리하여 조사하도록 구성된다. 상기 수광부는 반사된 빛을 감지한다. 따라서, 상대적으로 좁은 발산각을 갖는 광원으로도 넓은 범위에 빛을 조사할 수 있다.

Description

영상 획득 장치 및 영상 획득 방법 {APPARATUS FOR OBTAINING IMAGE AND METHOD FOR OBTAINING IMAGE}

본 발명은 영상 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상 획득 장치 및 영상 획득 방법에 관한 것이다.

일반적으로 영상 획득 장치는 크게 Passive 장치와 Active 장치로 나뉠 수 있다. Passive 영상 획득 장치는 송신 광원 없이 물체에서 반사 혹은 물체 자체에서 발생하는 광을 수신하여 이를 수광 광학계로 집광 후 검출기 또는 검출기 어레이에서 영상을 획득하도록 한다. Active 영상 획득 장치의 경우 송신부에서 일정 대역의 파장을 송신하여 물체에서 이 송신광원을 반사한 신호를 수신부에서 검출하여 이를 영상 신호로 획득하여 이미지화 한다.

이와 같은 영상 획득장치의 경우 보다 넓은 시야각을 확보하기 위한 노력들이 이루어지고 있다. Passive 방식의 영상 획득 장치의 경우 보다 넓은 시야각의 이미지를 얻기 위해서는 검출기 어레이 수를 늘리거나 검출기의 수광 면적을 넓히는 노력이 필요하다. 반면 Active 방식의 영상 획득 장치의 경우 수광부의 광 시야각 검출뿐만 아니라 송신 광원 부분에서 광각으로 광을 전송해주어야 한다.

이러한 예로서 3차원의 영상을 획득할 수 있는 레이저 레이더(Laser Radar)를 들수 있다. 3차원 영상을 획득하기 위한 레이저 레이더는 펄스 또는 주파수 변조 광원, 송신 광학계, 수신 광학계, 광 검출기 모듈 및 신호처리부를 포함하여 구성될 수 있다. 광원에서 출력된 펄스는 측정의 대상이 되는 물체까지 스캔 가능한 평행 빔으로 송신되거나 또는 일정한 발산각을 갖고 송신된다. 일정한 발산각을 갖고 송신된 레이저는 넓은 영역으로 송광 되어 물체에서 반사된다. 반사된 신호는 수신 광학계에서 집광되어, 광 검출기 어레이에서 전기 신호로 변환한 후 영상 획득을 위해 신호 처리를 한다. 즉, 송신된 펄스 광원에서 일정한 발산각으로 송신된 한 펄스의 반사된 신호를 광 검출기 어레이의 각 픽셀에서 펄스 이동 시간을 측정하여 3차원 영상을 획득한다.

이때, 측정 가능한 영역은 측정 거리, 수신 광학계와 광 검출기 어레이의 크기에 의해 결정될 수 있다. 넓은 영역을 측정하기 위해서는 넓은 크기의 광 검출기 어레이와 적절한 수신 광학계를 필요로 한다. 이때, 광 검출기 어레이의 크기는 전체 측정 영역, 한 픽셀의 크기는 공간 분해능을 결정한다. 넓은 크기의 광 검출기 어레이인 경우에도 180도 이상을 측정하는 것은 가능하다. 이 경우 측정 영역은 광 검출기에 의해서 제약을 받는다.

3차원 영상을 측정하는 다른 방법으로는 펄스 광원과 광 검출기를 하나의 쌍으로 하여 이를 세로의 어레이 형태로 배치된 모듈로 구성하여 상기 모듈 전체를 모터를 이용하여 회전시키는 것이다. 이때, 한 축으로는 전 방향을 측정할 수 있으나 다른 축으로는 센서 쌍의 수에 의해 결정된다. 상술한 방식의 경우, 전 방향 조사를 위해서는 상기 어레이 형태로 배치된 모듈 전체를 모터를 이용하여 회전하여야 한다. 수동 이미지 센서에 적용할 수 있는 2D 검출기 어레이를 사용하는 경우 분해능을 유지하면서 보다 넓은 영상을 확보하기 위해선 광 검출기 어레이의 크기(픽셀 수)를 증가시켜야 한다는 제약이 따른다. 따라서 시스템을 회전하지 않고 시야각을 넓히기 위해서는 기존과 다른 방식을 필요로 한다.

본 발명의 일 실시예는 시스템을 회전하지 않고 시야각을 넓히면서 높은 분해능을 유지할 수 있는 영상 획득 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치는 광원, 스캐너, 제 1 빔 가르개(beam splitter) 및 수광부를 포함한다. 상기 광원은 레이저 펄스를 발생한다. 상기 스캐너는 상기 레이저 펄스를 제 1 방향으로 조사한다. 상기 제 1 빔 가르개는 상기 제 1 방향으로 조사된 레이저 펄스를 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 분리하여 조사하도록 구성된다. 상기 수광부는 반사된 빛을 감지한다.

일 실시예에서, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 90도의 각을 이룰 수 있다.

일 실시예에서, 상기 수광부는 제 1 광감지부 및 제 2 광감지부를 포함할 수 있다. 상기 제 1 광감지부는 상기 제 1 방향으로부터 반사된 빛을 감지할 수 있다. 상기 제 2 광감지부는 상기 제 2 방향으로부터 반사된 빛을 감지할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 영상 획득 장치는 제 2 빔 가르개 제 3 빔 가르개를 더 포함할수 있다. 상기 제 2 빔 가르개는 상기 제 1 방향으로 조사되는 레이저 펄스를 상기 제 1 방향 및 제 3 방향으로 분리하여 조사하도록 구성될 수 있다. 상기 제 3 빔 가르개는 상기 제 2 방향으로 조사되는 레이저 펄스를 상기 제 2 방향 및 제 4 방향으로 분리하여 조사하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 수광부는 제 1 광 감지부 내지 제 4 광감지부를 포함할 수 있다. 상기 제 1 광감지부는 상기 제 1 방향으로부터 반사된 빛을 감지할 수 있다. 상기 제 2 광 감지부는 상기 제 2 방향으로부터 반사된 빛을 감지할 수 있다. 상기 제 3 광감지부는 상기 제 3 방향으로부터 반사된 빛을 감지할 수 있다. 상기 제 4 광감지부는 상기 제 4 방향으로부터 반사된 빛을 감지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 획득 장치는 제 1 및 제 2 광원, 제 1 스캐너, 제 2 스캐너, 제 1 빔 가르개, 제 2 빔 가르개 및 수광부를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 광원은 레이저 펄스를 발생시킨다. 상기 제 1 스캐너는 상기 제 1 광원으로부터 생성된 레이저 펄스를 제 1 방향으로 조사한다. 상기 제 2 스캐너는 상기 제 2 광원으로부터 생성된 레이저 펄스를 상기 제 1 방향과 45도의 방향을 이루는 제 2 방향으로 조사한다. 상기 제 1 빔 가르개는 상기 제 1 방향으로 조사되는 빛을 제 1 및 제 3 방향으로 분리한다. 상기 제 2 빔 가르개는 상기 제 2 방향으로 조사되는 빛을 제 2 및 제 4 방향으로 분리한다. 상기 수광부는 반사된 빛을 수신한다.

일 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 광원은 서로 다른 시간에 펄스를 발생할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제 1 스캐너 및 제 2 스캐너는 지면에 대해 수직 방향으로 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 영상 획득 방법은 광원에서 빛을 생성하는 단계, 상기 생성된 빛을 제 1 방향으로 조사하는 단계, 빔 가르개를 이용하여, 상기 제 1 방향으로 조사된 빛을 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 분리하는 단계 및 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 조사된 빛으로부터 반사된 빛을 감지하여 전기 신호로 변환하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 제 1 방향으로 조사된 빛을 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 분리하는 단계는, 상기 빔 가르개의 반사면을 상기 제 1 방향과 45도 각도가 되도록 조절하여 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향이 90도 각도를 이루도록 하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 영상 획득 방법은, 상기 변환된 전기 신호를 처리하여 영상 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 시스템을 회전하지 않고 시야각을 넓히면서 높은 분해능을 유지할 수 있는 영상 획득 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 일반적인 광 검출기 어레이 사용시의 광원 발산을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 스캐너를 이용하여 광원을 조사하는 경우 빔의 스캔 조사 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치에서, 입사하는 광원의 각도가 변화하는 경우 빔 가르개를 통과한 빛의 조사 형상을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 네 방향에 빔을 조사할 수 있는 영상 획득 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 영상 획득 장치를 간략히 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 영상 획득 장치를 지면에 대해 수직으로 두 개를 배치하여 전 방향을 조사할 수 있도록 구성한 경우를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 1은 일반적인 광 검출기 어레이 사용시의 광원에서 발산하는 빛을 설명하기 위한 도면이다.

이미지 시스템에서 사용되는 광원은 이미지 시스템의 사용형태에 따라 조사 방식이 다르게 된다. 한번의 조사로 이미지를 얻는 경우 도 1과 같이 나타낼 수 있다. 도 1을 참조하면, 광원(100)에서 발산각(θ)의 범위로 빛(110)이 조사되게 된다. 조사된 빛(110)은 조사된 영역 내의 대상 물체에서 반사되어 수광부에서 검출된다. 도 1에 도시되지는 않았으나, 일 실시예에서, 수광부는 광원(100)과 일체로 구비될 수 있다. 수광부에서 검출된 빛은 전기 신호로 변환되어 신호 처리 과정을 거쳐 영상 데이터가 생성될 수 있다. 도 1의 광원은 발산각(θ)의 제약으로 인해 넓은 영역을 조사하지 못한다.

도 2는 스캐너를 이용하여 광원을 조사하는 경우 빔의 스캔 조사 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 광원(200)으로부터 생성된 빛이 스캐너(210)를 통해 복수의 평행빔(221)으로 변환되어 조사된다. 도 2의 경우 또한 복수의 평행빔(221)이 발산각(θ)의 범위 내에서 조사 되나, 스캐너의 구동 각도의 제약으로 인해 넓은 영역을 조사하지 못한다. 이와 같이, 도 1 및 도 2의 경우, 발산각 또는 스캐너의 구동 각도 제약으로 인해 넓은 영역 또는 전 영역을 조사하지 못한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치는 광원(300), 스캐너(310) 및 빔 가르개(beam splitter; 350)를 포함한다. 실시예에 따라, 영상 획득 장치는 광학 렌즈(330)를 더 포함할 수 있다.

광원(300)은 레이저 펄스를 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치는 정지 영상을 얻기 위하여 레이저 펄스를 생성하고, 펄스에 의해 생성된 빔의 반사광을 수광부를 통해 수신할 수 있다. 다른 실시예에서, 광원은 펄스 형태가 아닌 연속광 형태의 빛을 생성할 수도 있다.

스캐너(310)는 광원(300)으로부터 생성된 레이저 펄스를 특정 방향으로 조사할 수 있다. 스캐너(310)에서 조사되는 빛은 일정 발산각의 범위 내에서 조사될 수 있다. 상기 발산각의 한계를 극복하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치는 빔 가르개(350)를 포함하여, 빛의 조사 범위를 넓히도록 할 수 있다.

광학 렌즈(330)는 스캐너(310)로부터 나오는 빛을 굴절시켜 발산각을 넓히도록 한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴본 바와 같이, 단순히 광학 렌즈를 통해 빛의 조사 범위에 대한 발산각을 넓히는 것은 한계가 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치는 빔 가르개(beam splitter)를 채용하여 조사 범위를 넓히도록 한다.

광원에서 나온 빔은 발산각을 넓히기 위한 광학렌즈를 거쳐 빔 가르개(350)에서 두 방향으로 나뉘게 된다. 도 3의 실시예에서는, 빔 가르개(350)에 입사하는 빛이 빔 가르개(350)의 반사면과 45도 각도로 입사하는 경우가 도시되어 있다. 이 경우, 반사면을 통과하는 빛(370)은 원래의 방향, 즉 제 1 방향으로 진행하고, 반사면에 반사된 빛(390)은 제 1 방향과 수직인 제 2 방향으로 진행하게 된다. 따라서, 광원에서 나온 빛은 빔 스플리터(350)를 통해, 두 배의 조사 범위를 갖게 된다. 실시예에 따라, 빔 가르개에 입사하는 빛은 반사면과 45도의 각도를 이루지 않을 수 있다. 상기 실시예에 대해서는 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.

도 3에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치는 반사된 빛을 수신하는 수광부를 포함할 수 있다. 도 3의 실시예에서, 상기 수광부는, 빔 가르개(350)의 반사면을 통과한 빛(370)이 대상 물체에 반사되어 돌아오는 빛을 감지하기 위한 제 1 광감지부와, 빔 가르개(350)의 반사면에서 반사된 빛(390)이 대상 물체에 반사되어 돌아오는 빛을 감지하기 위한 제 2 광감지부를 포함할 수 있다. 또한, 수광부는 상기 제 1 광감지부 및 제 2 광감지부로부터 감지된 전기 신호를 처리하여 영상으로 생성할 수 있다. 상기 생성된 영상은, 빔 가르개(350)의 반사면을 통과한 빛(370)이 조사하는 영역을 나타내는 영상 및 빔 가르개(350)의 반사면에서 반사된 빛(390)이 조사하는 영역을 나타내는 영상을 모두 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치에 의하면, 단일 스캐너의 조사각에 한계가 있는 경우더라도 빔 가르개를 이용하여 보다 넓은 영역의 영상을 획득할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치에서, 입사하는 광원의 각도가 변화하는 경우 빔 가르개를 통과한 빛의 조사 형상을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상 획득 장치에서, 빔 가르개(400)로 입사하는 빛은 반사면과 45도 각도를 이루지 않을 수 있다. 도 4에는 입사하는 빛(화살표 참조)이 빔 가르개(400)의 반사면과 45도보다 큰 입사각으로 진행하는 경우가 도시되어 있다. 이 경우, 반사면을 통과하는 빛(410)은 반사면에서의 굴절에 의해 진행 방향이 변경되며, 반사면에서 반사되는 빛(430)은 45도보다 큰 입사각으로 인해, 반사면을 통과하는 빛(410)과 90도 보다 작은 각을 이루어 조사되게 된다. 도 3의 실시예와 비교하여 보면, 도 3의 실시예에서는 반사면을 통과한 빛(370)과 반사면에 반사된 빛(390) 사이에 사각 지대가 넓게 형성되는데 비해, 동일한 조건에서 도 4의 실시예에서는 반사면을 통과한 빛(410)과 반사면에 반사된 빛(430) 사이의 사각 지대가 상대적으로 적게 형성된다. 따라서, 스캐너를 통해 조사되는 빛의 조사각에 따라 빔 가르개의 각도를 조정할 수 있다. 예를 들어, 스캐너를 통해 조사되는 빛이 상대적으로 넓은 조사각을 갖는 경우, 빔 가르개의 반사면에 입사하는 빛의 입사각이 45도에 가깝도록 빔 가르개의 각도를 조정하여 조사 범위를 넓힐 수 있다. 한편, 스캐너를 통해 조사되는 빛이 상대적으로 좁은 조사각을 갖는 경우, 빔 가르개의 반사면에 입사하는 빛의 입사각이 45도보다 크도록 조정하여 반사면을 통과하는 빛과 반사면에 반사되는 빛 사이의 사각 지대를 최소화할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 네 방향에 빔을 조사할 수 있는 영상 획득 장치를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치는 광원(500), 스캐너(510), 제 1 빔 가르개(550), 제 2 빔 가르개(560) 및 제 3 빔 가르개(570)를 포함한다. 실시예에 따라, 영상 획득 장치는 광학 렌즈(530)를 더 포함할 수 있다. 광원(500), 스캐너(510) 및 광학 렌즈(530)의 구성 및 기능은 도 3을 참조하여 전술한 바 있으므로, 설명의 중복을 피하기 위해 생략하도록 한다.

광학 렌즈(530)를 통과한 빛은 제 1 빔 가르개(550)로 입사한다. 제 1 빔 가르개는 입사한 빛을 제 1 방향 및 제 2 방향으로 분리할 수 있다. 도 5에서, 제 1방향은 광학 렌즈(530)를 통과한 빛의 원래 방향으로서, 제 1 방향으로 분리된 빛은 제 2 빔 가르개(560)로 입사한다. 제 2 방향은 제 1 빔 가르개(550)의 반사면에서 반사된 방향으로서, 제 2 방향으로 분리된 빛은 제 3 빔 가르개(570)로 입사한다.

도 5의 영상 획득 장치가 도 3의 영상 획득 장치와 다른 점은, 추가적인 두 개의 빔 가르개를 더 채용하여 빛의 조사범위 및 획득 영상의 커버 범위를 넓혔다는 점이다. 제 1 빔 가르개(550)에 의해 두 방향으로 분리된 빛은 제 2 및 제 3 빔 가르개(560, 570)를 거치면서 다시 각각 두 방향으로 분리되어 전체 네 방향의 빛으로 조사된다.

즉, 제 2 빔 가르개(560)는 제 1 빔 가르개(550)의 반사면을 통과한 빛을 제 1 방향 및 제 3 방향으로 분리할 수 있다. 도 5에서, 제 1 방향은 광학 렌즈(530)를 통과한 빛의 방향으로서, 제 1 방향으로 분리된 빛은 제 1 빔 가르개(550) 및 제 2 빔 가르개(560)의 반사면을 모두 통과한 빛(581)이 된다. 제 3 방향은 제 2 빔 가르개(560)의 반사면에서 반사된 방향으로서, 제 3 방향으로 분리된 빛(583)은 제 1 방향으로 분리된 빛(581)과 약 90도의 각도를 이루게 된다.

제 3 빔 가르개(570)는 제 1 빔 가르개(550)의 반사면에서 반사된 빛을 제 2 방향 및 제 4 방향으로 분리할 수 있다. 도 5 에서, 제 2 방향은 제 1 빔 가르개(550)의 반사면에서 반사되어 제 3 빔 가르개(570)의 반사면을 통과한 빛(582)의 방향이다. 제 4 방향은 제 1 빔 가르개(550)의 반사면에서 반사되고 제 3 빔 가르개(570)의 반사면에서 반사된 빛(584)의 방향이다. 제 1 방향의 빛(581), 제 2 방향의 빛(582), 제 3 방향의 빛(583) 및 제 4 방향의 빛(584)는 서로 90도의 각도를 이루고 있으며, 단일 빔의 발산각(θ)의 총 네 배에 해당하는 영역에 조사될 수 있다. 도 5의 실시예에서는 각각의 발산각(θ)이 90도보다 작은 경우가 도시되어 있으며, 이 경우 빔 가르개를 최종적으로 통과한 빛들(581, 582, 583, 584) 사이에는 사각이 발생하게 된다. 만약 각각의 발산각(θ)이 90도 이상인 경우, 제 1 내지 제 3 빔 가르개를 통과한 빛은 360도의 전 방향에 조사될 수 있다. 기존 기술에 의하면, 전 방향으로 빛을 조사하기 위해서는, 단일 광원의 조사각이 90도인 경우 총 네 개의 동일한 광원이 필요하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 영상 획득 장치에 의하면, 하나의 광원 및 세 개의 빔 가르개를 이용하여 전 방향으로 빛을 조사할 수 있다.

도 5에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치는 반사된 빛을 수신하는 수광부를 포함할 수 있다. 도 5의 실시예에서, 상기 수광부는, 제 1 방향의 빛(581)이 대상 물체에 반사되어 돌아오는 빛을 감지하기 위한 제 1 광감지부, 제 2 방향의 빛(582)이 대상 물체에 반사되어 돌아오는 빛을 감지하기 위한 제 2 광감지부, 제 3 방향의 빛(583)이 대상 물체에 반사되어 돌아오는 빛을 감지하기 위한 제 3 광감지부 및 제 4 방향의 빛(581)이 대상 물체에 반사되어 돌아오는 빛을 감지하기 위한 제 4 광감지부를 포함할 수 있다. 또한, 수광부는 상기 제 1 내지 제 4 광감지부로부터 감지된 전기 신호를 처리하여 영상으로 생성할 수 있다. 상기 생성된 영상은, 빔 가르개(350)의 반사면을 통과한 빛(370)이 조사하는 영역을 나타내는 영상 및 빔 가르개(350)의 반사면에서 반사된 빛(390)이 조사하는 영역을 나타내는 영상을 모두 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치에 의하면, 단일 스캐너의 조사각에 한계가 있는 경우더라도 빔 가르개를 이용하여 보다 넓은 영역의 영상을 획득할 수 있다.

도 5의 실시예에 의하면, 전술한 바와 같이 각각의 발산각(θ)이 90도보다 작은 경우 빔 가르개를 최종적으로 통과한 빛들(581, 582, 583, 584) 사이에는 사각이 발생하게 된다. 도 6에는 도 5의 실시예에 따른 영상 획득 장치가 간략히 도시되어 있다.

도 6은 도 5의 영상 획득 장치를 간략히 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 도 5의 영상 획득 장치(600)를 통해 네 방향으로 조사되는 빛(681, 682, 683, 684)가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 영상 획득 장치(600)를 통해 조사되는 빛의 발산각이 90도 보다 작은 경우, 빛 사이에 사각이 발생하게 된다. 발생하는 사각을 보완하기 위하여 도 7과 같이 영상 획득 장치를 지면에 대해 수직으로 두 개를 배치할 수 있다.

도 7은 도 6의 영상 획득 장치를 지면에 대해 수직으로 두 개를 배치하여 전 방향을 조사할 수 있도록 구성한 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 영상 획득 장치가 45도 정도의 각도 차이를 두고 위아래로 배치되어 있다. 도 7은 영상 획득 장치를 지면 방향으로 본 평면도이며, 따라서 아래에 배치된 영상 획득 장치를 점선으로 도시하고, 위에 배치된 영상 획득 장치를 실선으로 도시하였다. 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 영상 획득 장치로부터 네 방향으로 조사되는 빛의 발산각이 90도보다 작은 경우, 두 개의 영상 획득 장치를 약 45도의 각도가 생기도록 배치하여 사각이 발생하는 것을 방지하고, 전 방향의 조사를 할 수 있다. 이 때, 상기 두 개의 영상 획득 장치는 시간차를 두고 운용될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 영상 획득 장치에 포함된 광원에서는 서로 다른 시간에 펄스를 발생시킬 수 있다. 위에서는 도 6의 영상 획득 장치가 두 개 운용되는 예를 설명하였으나, 도 6의 영상 획득 장치를 하나의 모듈로 구현하고, 두 개의 모듈이 도 7과 같이 배치된 하나의 영상 획득 장치를 구현할 수도 있다. 이 경우, 영상 획득 장치는 제 1 모듈 및 제 2 모듈을 포함할 수 있다. 상기 제 1 모듈은 제 1 광원, 제 1 스캐너를 포함하고, 세 개의 빔 가르개를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 모듈은 제 2 광원, 제 2 스캐너를 포함하고, 세 개의 빔 가르개를 포함할 수 있다. 상기 제 1 모듈 및 제 2 모듈 각각이 수광부를 포함할 수도 있고, 상기 제 1 모듈 및 제 2 모듈과는 독립적으로 구성되는 수광부가 영상 획득 장치에 포함될 수도 있다. 또한, 수광부에 의해 감지된 빛은 전기 신호로 변환되어 영상 데이터를 생성할 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100, 200, 300: 광원 210, 310: 스캐너
330: 광학 렌즈 350, 400: 빔 가르개
600: 영상 획득 장치

Claims (10)

1. 레이저 펄스를 발생하는 광원;
   상기 레이저 펄스를 제 1 방향으로 조사하는 스캐너;
   상기 제 1 방향으로 조사된 레이저 펄스를 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 분리하여 조사하도록 구성되는 제 1 빔 가르개; 및
   반사된 빛을 감지하는 수광부를 포함하는,
   영상 획득 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 90도의 각을 이루는 것을 특징으로 하는,
   영상 획득 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 수광부는,
   상기 제 1 방향으로부터 반사된 빛을 감지하는 제 1 광감지부; 및
   상기 제 2 방향으로부터 반사된 빛을 감지하는 제 2 광감지부를 포함하는, 영상 획득 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 방향으로 조사되는 레이저 펄스를 상기 제 1 방향 및 제 3 방향으로 분리하여 조사하도록 구성되는 제 2 빔 가르개; 및
   상기 제 2 방향으로 조사되는 레이저 펄스를 상기 제 2 방향 및 제 4 방향으로 분리하여 조사하도록 구성되는 제 3 빔 가르개를 더 포함하고,
   상기 수광부는,
   상기 제 1 방향으로부터 반사된 빛을 감지하는 제 1 광감지부;
   상기 제 2 방향으로부터 반사된 빛을 감지하는 제 2 광감지부;
   상기 제 3 방향으로부터 반사된 빛을 감지하는 제 3 광감지부; 및
   상기 제 4 방향으로부터 반사된 빛을 감지하는 제 4 광감지부를 포함하는, 영상 획득 장치.
   
5. 레이저 펄스를 발생하는 제 1 및 제 2 광원;
   상기 제 1 광원으로부터 생성된 레이저 펄스를 제 1 방향으로 조사하는 제 1 스캐너;
   상기 제 2 광원으로부터 생성된 레이저 펄스를 상기 제 1 방향과 45도의 방향을 이루는 제 2 방향으로 조사하는 제 2 스캐너;
   상기 제 1 방향으로 조사되는 빛을 제 1 및 제 3 방향으로 분리하는 제 1 빔 가르개;
   상기 제 2 방향으로 조사되는 빛을 제 2 및 제 4 방향으로 분리하는 제 2 빔 가르개; 및
   반사된 빛을 수신하는 수광부를 포함하는, 영상 획득 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 광원은 서로 다른 시간에 펄스를 발생하는 것을 특징으로 하는, 영상 획득 장치.
   
7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 스캐너 및 제 2 스캐너는 지면에 대해 수직 방향으로 서로 다른 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 영상 획득 장치.
   
8. 광원에서 빛을 생성하는 단계;
   상기 생성된 빛을 제 1 방향으로 조사하는 단계;
   빔 가르개를 이용하여, 상기 제 1 방향으로 조사된 빛을 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 분리하는 단계; 및
   상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 조사된 빛으로부터 반사된 빛을 감지하여 전기 신호로 변환하는 단계를 포함하는, 영상 획득 방법.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제 1 방향으로 조사된 빛을 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 분리하는 단계에서는,
   상기 빔 가르개의 반사면을 상기 제 1 방향과 45도 각도가 되도록 조절하여 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향이 90도 각도를 이루도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 획득 방법.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 변환된 전기 신호를 처리하여 영상 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는, 영상 획득 방법.

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