KR101712545B1 - Apparatus and method for de-focusing of infrared detector - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적외선 검출기의 디포커스 장치 및 디포커스 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모든 픽셀들에서 균일한 감응도를 갖도록 적외선 검출기의 초점을 조절하기 위한 적외선 검출기의 디포커스 장치 및 디포커스 방법 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 적외선 검출기의 디포커스 장치는 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 포함하고, 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이의 간격에 따라 배율을 조절하는 렌즈부; 상기 렌즈부의 배율에 따른 포커스 설정 위치 및 디포커스 설정 위치가 각각 저장되는 메모리부; 상기 렌즈부의 배율에 따른 실제 포커스 위치를 각각 결정하여, 상기 포커스 설정 위치와 상기 실제 포커스 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값들을 각각 산출하는 오차 측정부; 상기 디포커스 설정 위치 및 상기 포커스 오프셋 값들로부터 디포커스 보정 위치를 결정하는 제어부; 및 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 상기 디포커스 보정 위치로 각각 이동시키기 위한 구동부;를 포함한다.The present invention relates to a defocus device and a defocus method of an infrared ray detector, and more particularly, to a defocus device and a defocus method of an infrared ray detector for adjusting the focus of an infrared ray detector so as to have a uniform sensitivity in all pixels .
The defocus device of an infrared detector according to an embodiment of the present invention includes a lens unit including a first lens unit and a second lens unit and adjusting a magnification according to an interval between the first lens unit and the second lens unit; A memory unit for storing a focus setting position and a defocus setting position according to the magnification of the lens unit, respectively; An error measuring unit for respectively calculating an actual focus position according to a magnification of the lens unit and calculating focus offset values corresponding to a difference between the focus setting position and the actual focus position; A control unit for determining a defocus correction position from the defocus setting position and the focus offset values; And a driving unit for moving the first lens group and the second lens group to the defocus correction position, respectively.
Description
본 발명은 적외선 검출기의 디포커스 장치 및 디포커스 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모든 픽셀들에서 균일한 감응도를 갖도록 적외선 검출기의 초점을 조절하기 위한 적외선 검출기의 디포커스 장치 및 디포커스 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defocusing apparatus and a defocusing method for an infrared ray detector, and more particularly to a defocusing apparatus and a defocusing method of an infrared ray detector for adjusting a focus of an infrared ray detector will be.
빛이 없는 야간에서 표적과 배경이 방출하는 고유한 복사 에너지의 차이를 감지하는 열 영상 장비의 핵심 부품은 적외선 검출기이다.A key component of thermal imagers that detect the difference between the radiant energy emitted by the target and the background in the absence of light is the infrared detector.
적외선 검출기의 작동 원리는, 물체에서 발산하는 적외선 영역의 파장대(장파 영역은 8~12㎛, 중파 영역은 3~5㎛의 파장을 갖는다)의 적외선을 검출하여 이를 전기적인 신호로 바꾸어준다. 상기와 같이 적외선 검출기를 통해 변환된 전기적 신호는 모니터로 디스플레이되어, 물체의 온도 분포에 따라 일정한 영상으로서 나타나게 된다. 적외선 검출기는 파장 대역 및 냉각 방식에 따라 다양하게 구별된다.The operating principle of the infrared detector is to detect the infrared rays of the infrared region of the infrared ray emitted from the object (the long wave region has a wavelength of 8 to 12 μm and the middle wave region has a wavelength of 3 to 5 μm). The electric signal converted through the infrared ray detector is displayed on the monitor and displayed as a constant image according to the temperature distribution of the object. Infrared detectors are variously classified according to the wavelength band and the cooling method.
적외선 검출기의 경우 행과 열 단위로 처리하는 특성상 수평 및 수직 방향으로 고정 패턴 노이즈(FPN: Fixed Pattern Noise)가 발생하게 되는데, 이러한 고정 패턴 노이즈를 억제하기 위하여 불균일을 제거하여 영상을 균일하게 하는 불균일 보정(NUC: Non Uniformity Correction) 처리가 비냉각 적외선 검출기에서 반드시 필요하게 된다.In the case of an infrared detector, fixed pattern noise (FPN) is generated in the horizontal and vertical directions due to the processing in row and column units. In order to suppress such fixed pattern noise, Non-uniformity correction (NUC) processing is indispensable for uncooled infrared detectors.
이러한 불균일 보정 처리는 모든 픽셀들에서 균일한 감응도로 계산되는 불균일 보정 테이블을 이용하여 이루어진다. 여기서, 모든 픽셀들에서 균일한 감응도로 계산되는 불균일 보정 테이블을 작성하기 위하여는 균일한 온도를 가지는 균일 면을 촬영하여 균일 면의 출력 데이터를 획득하여야 한다.This nonuniformity correction processing is performed by using a nonuniform correction table which is calculated with a uniform sensitivity in all the pixels. Here, in order to create a non-uniformity correction table that is calculated with a uniform sensitivity in all pixels, it is necessary to capture a uniform surface having a uniform temperature to obtain output data of a uniform surface.
종래에는, 이러한 균일 면을 형성하기 위하여 별도의 디포커스 광학계를 열 영상 카메라의 렌즈부에 추가하거나 렌즈를 개폐하는 셔터의 내부 면을 균일 면으로 사용하였다. 그러나, 별도의 디포커스 광학계를 렌즈부에 추가하거나 렌즈를 개폐하는 셔터를 사용하는 경우 별도의 추가 장비에 의한 열 영상 카메라의 공간 제약 및 비용 증가의 문제가 발생한다. 또한, 열 영상 카메라의 렌즈부를 디포커스하여 균일 면을 형성하는 경우에도 실제의 포커스 위치는 육안으로 판별이 가능한 반면에, 실제의 디포커스 위치는 육안으로 구별이 불가능하기 때문에 정확한 디포커스 위치를 설정하는 것이 어려운 문제점이 있었다.Conventionally, in order to form such a uniform surface, a separate defocus optical system is added to the lens portion of the thermal imaging camera or the inner surface of the shutter for opening and closing the lens is used as a uniform surface. However, when a separate defocus optical system is added to the lens unit or a shutter for opening and closing the lens is used, there arises a problem of space limitation and cost increase of the thermal imaging camera by additional additional equipment. In addition, even when the lens portion of the thermal imaging camera is defocused to form a uniform surface, the actual focus position can be determined visually, whereas the actual defocus position can not be distinguished by the naked eye, There is a problem that it is difficult to do.
본 발명은 적외선 검출기의 불균일성을 보정하기 위하여 적외선 검출기의 렌즈부를 효율적인 디포커스 위치로 정렬할 수 있는 적외선 검출기의 디포커스 장치 및 디포커스 방법을 제공한다.The present invention provides a defocusing apparatus and a defocusing method of an infrared ray detector capable of aligning a lens unit of an infrared ray detector to an efficient defocus position in order to correct non-uniformity of an infrared ray detector.
본 발명의 실시 예에 따른 적외선 검출기의 디포커스 장치는 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 포함하고, 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이의 간격에 따라 배율을 조절하는 렌즈부; 상기 렌즈부의 배율에 따른 포커스 설정 위치 및 디포커스 설정 위치가 각각 저장되는 메모리부; 상기 렌즈부의 배율에 따른 실제 포커스 위치를 각각 결정하여, 상기 포커스 설정 위치와 상기 실제 포커스 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값들을 각각 산출하는 오차 측정부; 상기 디포커스 설정 위치 및 상기 포커스 오프셋 값들로부터 디포커스 보정 위치를 결정하는 제어부; 및 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 상기 디포커스 보정 위치로 각각 이동시키기 위한 구동부;를 포함한다.The defocus device of an infrared detector according to an embodiment of the present invention includes a lens unit including a first lens unit and a second lens unit and adjusting a magnification according to an interval between the first lens unit and the second lens unit; A memory unit for storing a focus setting position and a defocus setting position according to the magnification of the lens unit, respectively; An error measuring unit for respectively calculating an actual focus position according to a magnification of the lens unit and calculating focus offset values corresponding to a difference between the focus setting position and the actual focus position; A control unit for determining a defocus correction position from the defocus setting position and the focus offset values; And a driving unit for moving the first lens group and the second lens group to the defocus correction position, respectively.
상기 제어부는, 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 배율에 따른 포커스 오프셋 값들 중 하나의 값을 선택하고, 상기 선택된 포커스 오프셋 값을 상기 메모리부에 저장된 디포커스 설정 위치에 더하여 디포커스 보정 위치를 결정할 수 있다.Wherein the control unit selects one of the focus offset values according to magnifications of the first lens group and the second lens group and adds the selected focus offset value to the defocus setting position stored in the memory unit, The position can be determined.
상기 제어부는, 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 배율에 따른 민감도를 비교하여 각 렌즈군 별로 포커스 오프셋 값을 선택할 수 있다.The controller may compare the sensitivities according to magnifications of the first lens group and the second lens group to select a focus offset value for each lens group.
상기 오차 측정부는, 상기 렌즈부의 온도 변화에 따른 온도 보정 위치를 결정하여, 상기 실제 포커스 위치와 상기 온도 보정 위치의 차이 값에 해당하는 온도 오프셋 값을 산출하고, 상기 제어부는, 상기 온도 오프셋 값을 더 반영하여 디포커스 보정 위치를 결정할 수 있다.Wherein the error measuring unit determines a temperature correction position corresponding to a temperature change of the lens unit and calculates a temperature offset value corresponding to a difference between the actual focus position and the temperature correction position, It is possible to determine the defocus correction position.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 검출기의 디포커스 방법은 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 포함하는 렌즈부의 배율에 따른 포커스 설정 위치 및 디포커스 설정 위치를 각각 저장하는 과정; 상기 렌즈부의 배율에 따른 실제 포커스 위치를 각각 결정하는 과정; 상기 실제 포커스 위치와 상기 포커스 설정 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값들을 각각 산출하는 과정; 상기 디포커스 설정 위치 및 상기 포커스 오프셋 값들로부터 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정; 및 상기 디포커스 보정 위치로 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 각각 이동시키는 과정을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a defocus method for an infrared ray detector, comprising: storing a focus setting position and a defocus setting position according to a magnification of a lens unit including a first lens group and a second lens group; Determining an actual focus position according to a magnification of the lens unit; Calculating focus offset values corresponding to a difference between the actual focus position and the focus setting position; Determining a defocus correction position from the defocus setting position and the focus offset values; And moving the first lens group and the second lens group to the defocus correction position, respectively.
상기 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정은, 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 배율에 따른 민감도를 비교하는 과정; 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 포커스 오프셋 값들 중 민감도가 가장 높은 배율의 포커스 오프셋 값을 선택하는 과정; 및 상기 선택된 포커스 오프셋 값을 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 디포커스 설정 위치에 더하여 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정을 포함할 수 있다.Wherein the step of determining the defocus correction position comprises the steps of: comparing sensitivity of each of the first lens group and the second lens group according to a magnification; Selecting a focus offset value having the highest sensitivity among the focus offset values of the first lens group and the second lens group; And determining a defocus correction position by adding the selected focus offset value to a defocus setting position of each of the first lens group and the second lens group.
상기 포커스 오프셋 값들을 산출하는 과정은 일정 온도가 유지되는 상태에서 수행될 수 있다.The process of calculating the focus offset values may be performed while maintaining a constant temperature.
상기 렌즈부의 온도 변화에 따른 온도 보정 위치를 결정하는 과정; 및 상기 실제 포커스 위치와 온도 보정 위치의 차이 값에 해당하는 온도 오프셋 값을 산출하는 과정;을 더 포함하고, 상기 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정은, 상기 산출된 온도 오프셋 값을 더 반영하여 디포커스 보정 위치로 결정할 수 있다.Determining a temperature correction position according to a temperature change of the lens unit; And calculating a temperature offset value corresponding to a difference between the actual focus position and the temperature correction position, wherein the step of determining the defocus correction position further comprises: The focus correction position can be determined.
상기 온도 보정 위치를 결정하는 과정 및 온도 오프셋 값을 산출하는 과정은, 상기 렌즈부의 온도를 일정 온도 간격으로 변화시켜 반복하여 이루어지고, 상기 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정은, 상기 일정 온도 간격의 온도 오프셋 값들 중 상기 렌즈부의 현재 온도에 해당하는 온도 오프셋 값을 반영하여 디포커스 보정 위치로 결정할 수 있다.Wherein the step of determining the temperature correction position and the step of calculating a temperature offset value are repeated by varying the temperature of the lens unit at a constant temperature interval and the step of determining the defocus correction position comprises: It is possible to determine the defocus correction position by reflecting the temperature offset value corresponding to the current temperature of the lens unit among the temperature offset values.
본 발명의 실시 예에 따른 적외선 검출기의 디포커스 장치 및 디포커스 방법에 의하면, 실제 포커스 위치와 포커스 설정 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값을 디포커스 설정 위치에 적용하여, 광학적 오차 및 기구적 오차를 반영한 정확한 디포커스 보정 위치를 결정할 수 있다.According to the defocus device and the defocus method of the infrared ray detector according to the embodiment of the present invention, the focus offset value corresponding to the difference between the actual focus position and the focus setting position is applied to the defocus setting position, An accurate defocus correction position reflecting the error can be determined.
또한, 렌즈의 형상 및 간격에 따른 광학적 오차 및 기구적 오차뿐만 아니라, 주변 온도의 변화로 인하여 렌즈가 수축 또는 팽창하여 발생하는 온도 변화에 따른 초점 변화까지도 디포커스 보정 위치에 반영함으로써, 적외선 검출기의 모든 픽셀들에서 균일한 감응도를 갖도록 디포커스할 수 있다.Further, not only the optical error and the mechanical error according to the shape and the interval of the lens but also the focus change according to the temperature change caused by the contraction or expansion of the lens due to the change of the ambient temperature are reflected in the defocus correction position, It can be defocused to have a uniform sensitivity in all the pixels.
뿐만 아니라, 정확한 디포커스 보정 위치에 의하여 불균일 보정 테이블을 작성하고, 상기 불균일 보정 테이블에 의하여 열 영상 카메라의 불균일성을 보다 정확하게 보정할 수 있게 되어, 노이즈 없는 안정적인 열 영상을 제공할 수 있게 된다.In addition, the non-uniformity correction table can be created by correct defocus correction position, and the non-uniformity of the thermal imaging camera can be more accurately corrected by the non-uniformity correction table, thereby providing a stable thermal image without noise.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 검출기의 디포커스 장치를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 저배율에서 제1 렌즈군과 제2 렌즈군의 포커스 오프셋 값을 예시적으로 나타내는 도면.
도 3은 고배율에서 제1 렌즈군과 제2 렌즈군의 포커스 오프셋 값을 예시적으로 나타내는 도면.
도 4는 제1 렌즈군과 제2 렌즈군의 디포커스 보정 위치가 결정되는 모습을 예시적으로 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 검출기의 디포커스 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view showing a defocusing apparatus of an infrared ray detector according to an embodiment of the present invention; Fig.
Fig. 2 is a view exemplarily showing focus offset values of the first lens group and the second lens group at a low magnification. Fig.
3 is a view exemplarily showing focus offset values of the first lens group and the second lens group at a high magnification.
4 is a view exemplarily showing a state in which defocus correction positions of the first lens group and the second lens group are determined;
5 is a flow chart schematically illustrating a defocusing method of an infrared detector according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 적외선 검출기의 디포커스 장치 및 이를 이용한 불균일 보정 방법은 적외선 검출기의 불균일성을 보정하기 위하여 균일한 온도를 가지는 균일 면을 형성하도록 적외선 검출기의 렌즈부를 정확한 디포커스 위치로 정렬할 수 있는 기술적 특징을 제시한다.The defocus device of the infrared ray detector according to the present invention and the non-uniformity correction method using the same are technically capable of aligning the lens portion of the infrared ray detector with a correct defocus position so as to form a uniform surface having a uniform temperature in order to correct the non-uniformity of the infrared ray detector. It presents features.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명의 설명에 앞서 적외선 검출기에서 열 영상을 획득하는 예를 간단히 설명한다.Prior to the description of the present invention, an example of obtaining a thermal image in an infrared detector will be briefly described.
적외선 검출기는 물체(피사체)의 적외선을 검출하여 이를 전기적인 신호로 바꾸어 주는데, 그 작동 원리는, 물체에서 발산하는 적외선 영역의 파장대(장파 영역은 8~12㎛, 중파 영역은 3~5㎛의 파장을 갖는다)의 적외선을 검출하여 이를 전기적인 신호로서 변환한 데이터(이하, '열 영상 데이터'라 함)를 프레임 단위로 획득한다.The infrared detector detects an infrared ray of an object (subject) and converts it into an electrical signal. The principle of operation of the infrared ray detector is a wavelength range of the infrared ray region (8 to 12 μm long wave range, (Hereinafter, referred to as " thermal image data ") is obtained on a frame-by-frame basis.
상기와 같이 적외선 검출기는 피사체의 적외선을 검출하여 전기적 신호 형태의 열 영상 데이터(thermal image data)를 획득하는데, 획득되는 열 영상 데이터는 소정의 비트량으로 디지털화되어 나타난다. 이때, 동일 타겟(target)의 피사체로부터 획득되는 열 영상 데이터는 일정한 값이 아니라 적외선 검출기의 온도에 따라 일정치 않은 값을 가지게 된다.As described above, the infrared ray detector detects infrared rays of a subject to obtain thermal image data in the form of an electrical signal, and the obtained thermal image data is digitized by a predetermined amount of bits. At this time, the thermal image data obtained from the subject of the same target does not have a constant value but has a constant value according to the temperature of the infrared ray detector.
적외선 검출기는 항온 유지가 불가능하기 때문에 외부 온도가 변함에 따라 적외선 검출기의 온도도 변화하게 되는데, 이로 인해 동일 타겟에 대한 열 영상의 출력값인 열 영상 데이터가 일정하게 나타나지 않게 된다. 열 영상의 출력값인 열 영상 데이터가 일정하게 나타나지 않고 온도에 따라 변화되는 값을 가지는 상태에서는 이를 이용하여 영상 처리 완료할 경우에 고정 패턴 노이즈(FPN: Fixed Pattern Noise)가 발생하게 된다.Since the infrared detector can not maintain the constant temperature, the temperature of the infrared detector changes as the external temperature changes. Therefore, the thermal image data, which is the output value of the thermal image for the same target, does not appear constantly. Fixed pattern noise (FPN: Fixed Pattern Noise) occurs when image processing is completed by using thermal image data, which is an output value of a thermal image, but has a value that varies with temperature without being constant.
이러한 고정 패턴 노이즈를 제거하기 위하여, 적외선 검출기는 모든 픽셀들에서 균일한 감응도로 계산되는 불균일 보정 테이블을 이용하여 비균일성을 보정하는 불균일 보정(NUC: Non Uniformity Correction) 과정을 거치게 된다. 여기서, 모든 픽셀들에서 균일한 감응도로 계산되는 불균일 보정 테이블을 작성하기 위하여는 균일한 온도를 가지는 균일 면을 촬영하여 균일 면의 출력 데이터를 획득하여야 한다.In order to remove such fixed pattern noise, the infrared detector is subjected to a nonuniformity correction (NUC) process for correcting non-uniformity using a non-uniformity correction table calculated with uniform sensitivity at all pixels. Here, in order to create a non-uniformity correction table that is calculated with a uniform sensitivity in all pixels, it is necessary to capture a uniform surface having a uniform temperature to obtain output data of a uniform surface.
종래에는, 이러한 균일 면을 형성하기 위하여 별도의 디포커스 광학계를 열 영상 카메라의 렌즈부에 추가하거나 렌즈를 개폐하는 셔터의 내부 면을 균일 면으로 사용하였다. 그러나, 별도의 디포커스 광학계를 렌즈부에 추가하거나 렌즈를 개폐하는 셔터를 사용하는 경우 별도의 추가 장비에 의한 열 영상 카메라의 공간 제약 및 비용 증가의 문제가 발생한다. 또한, 열 영상 카메라의 렌즈부를 디포커스하여 균일 면을 형성하는 경우에도 실제의 포커스 위치는 육안으로 판별이 가능한 반면에, 실제의 디포커스 위치는 육안으로 구별이 불가능하기 때문에 정확한 디포커스 위치를 설정하는 것이 어려운 문제점이 있었다.Conventionally, in order to form such a uniform surface, a separate defocus optical system is added to the lens portion of the thermal imaging camera or the inner surface of the shutter for opening and closing the lens is used as a uniform surface. However, when a separate defocus optical system is added to the lens unit or a shutter for opening and closing the lens is used, there arises a problem of space limitation and cost increase of the thermal imaging camera by additional additional equipment. In addition, even when the lens portion of the thermal imaging camera is defocused to form a uniform surface, the actual focus position can be determined visually, whereas the actual defocus position can not be distinguished by the naked eye, There is a problem that it is difficult to do.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 검출기의 디포커스 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다. 또한, 도 2는 저배율에서 제1 렌즈군과 제2 렌즈군의 포커스 오프셋 값을 나타내는 도면이고, 도 3은 고배율에서 제1 렌즈군과 제2 렌즈군의 포커스 오프셋 값을 나타내는 도면이다. 도 4는 제1 렌즈군과 제2 렌즈군의 디포커스 보정 위치가 결정되는 모습을 나타내는 도면이다.1 is a block diagram schematically showing a defocusing apparatus of an infrared ray detector according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a view showing focus offset values of the first lens group and the second lens group at a low magnification, and Fig. 3 is a diagram showing focus offset values of the first lens group and the second lens group at a high magnification. 4 is a view showing a state in which defocus correction positions of the first lens group and the second lens group are determined.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 검출기의 디포커스 장치는, 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2)을 포함하고, 상기 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2) 사이의 간격에 따라 배율을 조절하는 렌즈부(100); 상기 렌즈부(100)의 배율에 따른 포커스 설정 위치 및 디포커스 설정 위치가 각각 저장되는 메모리부(200); 상기 렌즈부(100)의 배율에 따른 실제 포커스 위치를 각각 결정하여, 상기 포커스 설정 위치와 상기 실제 포커스 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값들을 각각 산출하는 오차 측정부(300); 상기 디포커스 설정 위치 및 상기 포커스 오프셋 값들로부터 디포커스 보정 위치를 결정하는 제어부(400); 및 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 상기 디포커스 보정 위치로 각각 이동시키기 위한 구동부(500);를 포함한다.Referring to FIG. 1, a defocus device of an infrared ray detector according to an embodiment of the present invention includes a first lens group L1 and a second lens group L2, A
렌즈부(100)는 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2) 사이의 간격에 따라 배율을 조절한다. 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2)은 각각 다양한 형상을 가진 하나 이상의 렌즈들이 결합된 구조를 가질 수 있으며, 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2)은 동일한 광축 상에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 렌즈부(100)는 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2) 이외에 추가로 배치되는 렌즈군을 더 포함할 수도 있으며, 각 렌즈군 사이의 간격에 따라 배율을 조절하는 구성에 대하여는 공지된 다양한 기술을 적용할 수 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The
메모리부(200)는 렌즈부(100)의 배율에 따른 포커스(focus) 설정 위치 및 디포커스(de-focus) 설정 위치가 각각 저장된다. 예를 들어, 렌즈부(100)가 망원단을 가지는 저배율의 위치로 정렬되거나, 광각단을 가지는 고배율의 위치로 정렬되는 경우, 메모리부(200)는 설계시에 제공되는 저배율에서의 제1 렌즈군(L1) 및 제2 렌즈군(L2) 각각의 포커스 설정 위치, 고배율에서의 제1 렌즈군(L1) 및 제2 렌즈군(L2) 각각의 포커스 설정 위치 및 디포커스를 위한 제1 렌즈군(L1) 및 제2 렌즈군(L2) 각각의 디포커스 설정 위치가 저장될 수 있다. 이러한 메모리부(200)는 데이터를 저장하는 비휘발성 저장 장치로서, 예컨대 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, SD 메모리 카드 등의 반도체 메모리 장치로 구현될 수 있다.The
오차 측정부(300)는 렌즈부(100)의 배율에 따른 실제 포커스 위치를 각각 결정하여, 메모리부(200)에 저장된 렌즈부(100)의 배율에 따른 포커스 설정 위치와 결정된 실제 포커스 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값들(Δ1_low, Δ1_high, Δ2_low, Δ2_high)을 각각 산출한다.The
도 2를 참조하여 저배율에서 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2)의 포커스 오프셋 값(Δ1_low, Δ2_low)을 산출하는 구성을 살펴보면, 저배율에서 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2)은 각각 설계시에 제공되는 제1 렌즈군(L1)의 포커스 설정 위치(점선으로 도시) 및 제2 렌즈군(L2)의 포커스 설정 위치(점선으로 도시)를 가진다.Referring to FIG. 2, the focus offset values? 1_low and? 2_low of the first lens group L1 and the second lens group L2 are calculated at a low magnification, The lens group L2 has a focus setting position (shown by a dotted line) of the first lens group L1 and a focus setting position (shown by a dotted line) of the second lens group L2 provided at the time of designing.
이러한 포커스 설정 위치는 각 렌즈군(L1, L2)의 제조 과정에서 제공되는 설계상의 위치로서, 각 렌즈군(L1, L2)의 형상에 의한 광학적 오차 또는 각 렌즈군(L1, L2)의 이동에 의한 기구적 오차를 반영하지 못한다. 따라서, 포커스 설정 위치는 각 렌즈군(L1, L2)의 실제 포커스 위치와는 차이가 발생한다.Such a focus setting position is a design position provided in the manufacturing process of each of the lens groups L1 and L2 and is an optical error due to the shape of each lens group L1 or L2 or a movement of each lens group L1 and L2 It does not reflect the mechanical error caused by Therefore, the focus setting position is different from the actual focus position of each lens group L1, L2.
오차 측정부(300)는 상기 각 렌즈군(L1, L2)의 저배율에서의 포커스 설정 위치로부터 제1 렌즈군(L1)의 실제 포커스 위치(실선으로 도시) 및 제2 렌즈군(L2)의 실제 포커스 위치(실선으로 도시)를 결정한다. 이러한 실제 포커스 위치는 육안으로 관측하여 각 렌즈군(L1, L2)의 위치를 이동시켜 결정할 수도 있으며, 윤곽선을 검출하여 검출된 윤곽선의 미분값 및 적분값을 산출하여 자동으로 결정할 수도 있다.The
위와 같이 저배율에서의 실제 포커스 위치가 결정되면, 오차 측정부(300)는 포커스 설정 위치와 실제 포커스 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값(Δ1_low, Δ2_low)을 산출한다. 즉, 오차 측정부(300)는 포커스 설정 위치와 실제 포커스 위치의 차이 값에 의하여 제1 렌즈군(L1)의 저배율에서의 포커스 오프셋 값(Δ1_low) 및 제2 렌즈군(L2)의 저배율에서의 포커스 오프셋 값(Δ2_low)를 각각 산출할 수 있게 된다.When the actual focus position at the low magnification is determined as described above, the
도 3을 참조하여 고배율에서 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2)의 포커스 오프셋 값(Δ1_high, Δ2_high)을 산출하는 구성을 살펴보면, 고배율에서 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2) 또한, 각각 설계시에 제공되는 제1 렌즈군(L1)의 포커스 설정 위치(점선으로 도시) 및 제2 렌즈군(L2)의 포커스 설정 위치(점선으로 도시)를 가진다.Referring to FIG. 3, the focus offset values (? 1_high,? 2_high) of the first lens group L1 and the second lens group L2 are calculated at a high magnification. The lens group L2 also has a focus setting position (indicated by a dotted line) of the first lens group L1 and a focus setting position (indicated by a dotted line) of the second lens group L2 provided at the time of designing.
오차 측정부(300)는 상기 각 렌즈군(L1, L2)의 고배율에서의 포커스 설정 위치로부터 제1 렌즈군(L1)의 실제 포커스 위치(실선으로 도시) 및 제2 렌즈군(L2)의 실제 포커스 위치(실선으로 도시)를 결정한다. 이러한 실제 포커스 위치는 육안으로 관측하여 각 렌즈군(L1, L2)의 위치를 이동시켜 결정할 수도 있으며, 윤곽선을 검출하여 검출된 윤곽선의 미분값 및 적분값을 산출하여 자동으로 결정할 수도 있음은 전술한 바와 같다.The
위와 같이 고배율에서의 실제 포커스 위치가 결정되면, 오차 측정부(300)는 포커스 설정 위치와 실제 포커스 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값(Δ1_high, Δ2_high)을 산출한다. 즉, 오차 측정부(300)는 포커스 설정 위치와 실제 포커스 위치의 차이 값에 의하여 제1 렌즈군(L1)의 고배율에서의 포커스 오프셋 값(Δ1_high) 및 제2 렌즈군(L2)의 고배율에서의 포커스 오프셋 값(Δ2_high)를 각각 산출할 수 있게 된다.When the actual focus position at the high magnification is determined as described above, the
제어부(400)는 메모리부(200)에 저장된 디포커스 설정 위치 및 상기 오차 측정부(300)에서 산출된 포커스 오프셋 값들로부터 디포커스 보정 위치를 결정한다. 디포커스 보정 위치는 설계시에 제공되는 디포커스 설정 위치를 각 렌즈군(L1, L2)의 형상에 의한 광학적 오차 또는 각 렌즈군(L1, L2)의 이동에 의한 기구적 오차를 반영하여 보정한 위치를 의미한다.The
디포커스 설계 위치에 각 렌즈군(L1, L2)의 광학적 오차 및 기구적 오차를 반영하기 위하여, 제어부(400)는 렌즈부(100)의 배율에 따른 포커스 오프셋 값들(Δ1_low, Δ1_high, Δ2_low, Δ2_high)을 각각 제1 렌즈군(L1)의 디포커스 설정 위치 및 제2 렌즈군(L2)의 디포커스 설정 위치에 더하여 디포커스 보정 위치를 결정할 수 있다. 즉, 제1 렌즈군(L1)의 디포커스 설정 위치에, 저배율에서의 제1 렌즈군(L1)의 포커스 오프셋 값(Δ1_low) 및 고배율에서의 제1 렌즈군(L1)의 포커스 오프셋 값(Δ1_high)을 더하여 제1 렌즈군(L1)의 디포커스 보정 위치를 결정하고, 제2 렌즈군(L2)의 디포커스 설정 위치에, 저배율에서의 제2 렌즈군(L2)의 포커스 오프셋 값(Δ2_low) 및 고배율에서의 제2 렌즈군(L2)의 포커스 오프셋 값(Δ2_high)을 더하여 제2 렌즈군(L2)의 디포커스 보정 위치를 결정할 수 있다.In order to reflect the optical errors and mechanical errors of the lens groups L1 and L2 at the defocus design position, the
또한, 제어부(400)는 적외선 검출기의 구동 속도를 향상시키기 위하여 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2) 각각의 배율에 따른 포커스 오프셋 값들 중 하나의 값을 선택하고, 상기 선택된 포커스 오프셋 값을 상기 메모리부(200)에 저장된 디포커스 설정 위치에 더하여 디포커스 보정 위치로 설정할 수 있다.In order to improve the driving speed of the infrared ray detector, the
즉, 각 렌즈군(L1, L2)의 배율에 따른 포커스 오프셋 값은 각 렌즈군(L1, L2)의 민감도에 따라 광학적 오차 및 기구적 오차 범위의 차이가 존재하게 된다. 여기서, 민감도는 각 렌즈군(L1, L2)의 형상 및 렌즈군 간의 거리에 따라 결상된 상이 변화하는 정도를 의미하여, 이러한 민감도는 각 렌즈군(L1, L2) 및 각 렌즈군(L1, L2)의 배율에 따라 서로 다른 민감도를 가질 수 있다.That is, the focus offset value corresponding to the magnification of each lens group L1 and L2 varies depending on the sensitivity of the lens groups L1 and L2, and there is a difference in the optical error and the mechanical error range. Here, the sensitivity means the degree of change of the image formed according to the shape of each lens group L1 and L2 and the distance between the lens groups. Such sensitivity is determined by the lens groups L1 and L2 and the lens groups L1 and L2 ) May have different sensitivities depending on the magnification.
따라서, 제어부(400)는 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2) 각각의 배율에 따른 민감도를 비교하여 각 렌즈군 별로 포커스 오프셋 값을 선택하여, 선택된 포커스 오프셋 값을 디포커스 설정 위치에 더하여 디포커스 보정 위치로 설정할 수 있다.Therefore, the
예를 들어, 제1 렌즈군(L1)의 경우 고배율에서의 민감도가 저배율에서의 민감도보다 높고, 제2 렌즈군(L2)의 경우 저배율에서의 민감도가 고배율에서의 민감도보다 낮다고 가정할 때, 도 4에 도시된 바와 같이 제어부(400)는 제1 렌즈군(L1)의 디포커스 설정 위치(점선으로 도시)에 제1 렌즈군(L1)의 고배율에서의 포커스 오프셋 값(Δ1_high)을 더하여 제1 렌즈군(L1)의 디포커스 보정 위치(실선으로 도시)로 결정하고, 제2 렌즈군(L2)의 디포커스 설정 위치(점선으로 도시)에 제2 렌즈군(L2)의 저배율에서의 포커스 오프셋 값(Δ2_low)을 더하여 제2 렌즈군(L2)의 디포커스 보정 위치(실선으로 도시)로 결정할 수 있다.For example, in the case of the first lens group L1, assuming that the sensitivity at a high magnification is higher than that at a low magnification and the sensitivity at a low magnification is lower than that at the high magnification in the case of the second lens group L2, 4, the
이와 같이, 민감도에 따라 제1 렌즈군(L1)과 제2 렌즈군(L2) 각각의 배율에 따른 포커스 오프셋 값들 중 선택된 포커스 오프셋 값만을 각 렌즈군(L1, L2)의 디포커스 설정 위치에 더하여 디포커스 보정 위치를 설정함으로써, 열 영상 카메라의 디포커스 설정 위치에 대한 오차를 효율적으로 보정함과 동시에 구동 속도를 향상시킬 수 있게 된다.In this way, only the selected focus offset value among the focus offset values according to the magnifications of the first lens group L1 and the second lens group L2 is added to the defocus setting position of each lens group L1 and L2 according to the sensitivity By setting the defocus correction position, errors in the defocus setting position of the thermal imaging camera can be corrected efficiently and the driving speed can be improved.
또한, 오차 측정부(300)는 렌즈부(100)의 온도 변화에 따른 온도 보정 위치를 결정하여, 실제 포커스 위치와 온도 보정 위치의 차이 값에 해당하는 온도 오프셋 값을 더 산출하고, 제어부(400)는 포커스 설정 위치에 포커스 오프셋과 상기 산출된 온도 오프셋 값을 반영하여 디포커스 보정 위치로 설정할 수도 있다.The
일반적으로 적외선 검출기에 사용되는 적외선 렌즈는 주변 온도가 변화하면 렌즈의 초점이 변하기 때문에, 변할 때마다 수동으로 초점을 조절해 주어야 한다. 특수 렌즈인 적외선 열과 무관한 렌즈(infrared athermal lens)는 주변 온도의 변화에 관계없이 정확한 초점을 유지할 수 있어서 사용자가 별도로 초점을 조절할 필요가 없으나, 비용이 고가라는 문제점을 안고 있다.In general, the infrared lens used in infrared detectors needs to be adjusted manually whenever the ambient temperature changes, because the focus of the lens changes. A special lens, an infrared athermal lens, can maintain an accurate focus regardless of ambient temperature changes, which does not require the user to adjust the focus separately, but it has a problem of high cost.
따라서, 제1 렌즈군(L1) 및 제2 렌즈군(L2) 각각에 대하여 이와 같은 온도 변화에 따른 초점의 변화 위치인 온도 보정 위치를 결정하고, 실제 포커스 위치와 결정된 온도 보정 위치의 차이 값에 해당하는 온도 오프셋 값을 산출하여 디포커스 설정 위치에 포커스 오프셋을 더하고, 온도 오프셋 값을 추가로 더함으로써 온도 변화에 따른 초점 변화를 고려한 디포커스 보정 위치를 산출할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to determine the temperature correction position, which is the position of the focus change according to the temperature change, with respect to each of the first lens group L1 and the second lens group L2, and determines the difference between the actual focus position and the determined temperature correction position It is possible to calculate the defocus correction position considering the focus change according to the temperature change by calculating the corresponding temperature offset value, adding the focus offset to the defocus setting position, and further adding the temperature offset value.
이러한 온도 오프셋 값은 각 렌즈군(L1, L2)의 온도 변화에 따라 결정되는 값으로, 오차 측정부(300)는 렌즈부(100)의 온도를 일정 온도 간격으로 변화시켜 각각의 온도에 따른 온도 보정 위치로부터 각각의 온도에 따른 온도 오프셋 값을 각각 산출하고, 산출된 각각의 온도 오프셋 값은 메모리부(200)에 저장될 수 있다. 따라서, 제어부(400)는 메모리부(200)에 저장된 온도에 따른 각각의 온도 오프셋 값으로부터 렌즈부(100)의 현재 온도에 해당하는 온도 오프셋 값을 반영하여 디포커스 보정 위치를 결정할 수도 있음은 물론이다.The
구동부(500)는 전술한 구성에 의하여 제어부(400)로부터 결정된 디포커스 보정 위치로 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 각각 이동시킨다. 이러한 구동부(500)는 VCM(Voice Coil Motor), MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems), 스테핑 모터 등 전기적 신호를 수신하여 제1 렌즈군 및 제2 렌즈군 각각에 구동력을 전달하는 모든 수단이 포함될 수 있다.The driving
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 검출기의 디포커스 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 적외선 검출기의 디포커스 방법과 관련하여 전술한 적외선 검출기의 디포커스 장치와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.5 is a flowchart schematically illustrating a defocusing method of an infrared ray detector according to an embodiment of the present invention. The description of the defocusing method of the infrared ray detector and the defocusing apparatus of the infrared ray detector described above will be omitted.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디포커스 방법은, 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 포함하는 렌즈부의 배율에 따른 포커스 설정 위치 및 디포커스 설정 위치를 각각 저장하는 과정(S100); 상기 렌즈부의 배율에 따른 실제 포커스 위치를 각각 결정하는 과정(S200); 상기 실제 포커스 위치와 상기 포커스 설정 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값들을 각각 산출하는 과정(S300); 상기 디포커스 설정 위치 및 상기 포커스 오프셋 값들로부터 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정(S400); 및 상기 디포커스 보정 위치로 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 각각 이동시키는 과정(S500)을 포함한다.5, a defocusing method according to an embodiment of the present invention includes storing a focus setting position and a defocus setting position according to a magnification of a lens unit including a first lens group and a second lens group, respectively (S100 ); A step (S200) of determining an actual focus position according to a magnification of the lens unit; Calculating a focus offset value corresponding to a difference between the actual focus position and the focus setting position (S300); (S400) of determining a defocus correction position from the defocus setting position and the focus offset values; And moving the first lens group and the second lens group to the defocus correction position, respectively (S500).
포커스 설정 위치 및 디포커스 설정 위치를 각각 저장하는 과정(S100)은 데이터를 저장하는 메모리부에 렌즈부의 설계시에 제공되는 저배율에서의 제1 렌즈군 및 제2 렌즈군 각각의 포커스 설정 위치, 고배율에서의 제1 렌즈군 및 제2 렌즈군 각각의 포커스 설정 위치 및 디포커스를 위한 제1 렌즈군 및 제2 렌즈군 각각의 디포커스 설정 위치가 저장된다.(S100) of storing a focus setting position and a defocus setting position, respectively, are stored in a memory section for storing data, at a focus setting position of each of the first lens group and the second lens group at a low magnification provided in designing the lens section, The focus setting position of each of the first lens group and the second lens group and the defocus setting position of each of the first lens group and the second lens group for defocus are stored.
실제 포커스 위치를 각각 결정하는 과정(S200)은 각 렌즈군의 형상에 의한 광학적 오차 또는 각 렌즈군의 이동에 의한 기구적 오차를 반영한 각 렌즈군의 실제 포커스 위치를 육안으로 관측하거나, 윤곽선 검출 등의 오토 포커스 방법을 이용하여 결정한다.In step S200, the actual focus position of each lens group reflecting the optical error due to the shape of each lens group or the mechanical error caused by the movement of each lens group may be visually observed, The autofocus method of FIG.
포커스 오프셋 값들을 산출하는 과정(S300)은 저배율 및 고배율 각각에서 제1 렌즈군과 제2 렌즈군의 포커스 설정 위치와 실제 포커스 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값들을 각각 산출한다. 즉, 저배율에서의 실제 포커스 위치가 결정되면, 오차 측정부는 포커스 설정 위치와 실제 포커스 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값을 산출하고, 고배율에서의 실제 포커스 위치가 결정되면, 오차 측정부는 포커스 설정 위치와 실제 포커스 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값을 각각 산출한다.In step S300 of calculating the focus offset values, the focus offset values corresponding to the difference between the focus setting position and the actual focus position of the first lens group and the second lens group at the low magnification and the high magnification, respectively, are calculated. That is, when the actual focus position at the low magnification is determined, the error measuring unit calculates the focus offset value corresponding to the difference between the focus setting position and the actual focus position, and when the actual focus position at the high magnification is determined, And calculates a focus offset value corresponding to a difference between the position and the actual focus position.
디포커스 보정 위치를 결정하는 과정(S400)은 상기 디포커스 설정 위치 및 상기 포커스 오프셋 값들을 반영하여 이루어진다. 즉, 제1 렌즈군의 디포커스 설정 위치에 제1 렌즈군의 배율에 따른 포커스 오프셋 값들을 모두 더하고, 제2 렌즈군의 디포커스 설정 위치에 제2 렌즈군의 배율에 따른 포커스 오프셋 값들을 모두 더하여 디포커스 보정 위치를 결정할 수 있다.The process of determining a defocus correction position (S400) is performed by reflecting the defocus setting position and the focus offset values. That is, all of the focus offset values corresponding to the magnification of the first lens group are added to the defocus setting position of the first lens group, and the focus offset values corresponding to the magnification of the second lens group at the defocus setting position of the second lens group are all In addition, the defocus correction position can be determined.
또한, 적외선 검출기의 구동 속도를 향상시키기 위하여, 상기 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정(S400)은 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 배율에 따른 민감도를 비교하는 과정; 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 포커스 오프셋 값들 중 민감도가 가장 높은 배율의 포커스 오프셋 값을 선택하는 과정; 및 상기 선택된 포커스 오프셋 값을 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 디포커스 설정 위치에 더하여 디포커스 보정 위치로 설정하는 과정을 포함할 수 있다.In addition, in order to improve the driving speed of the infrared detector, the step of determining the defocus correction position (S400) may include comparing sensitivity of each of the first lens group and the second lens group according to magnification; Selecting a focus offset value having the highest sensitivity among the focus offset values of the first lens group and the second lens group; And setting the selected focus offset value to a defocus correction position by adding the selected focus offset value to the defocus setting position of each of the first lens group and the second lens group.
즉, 각 렌즈군의 배율에 따른 포커스 오프셋 값은 각 렌즈군의 민감도에 따라 오차 범위의 차이가 존재하기 때문에, 배율에 따라 민감도가 낮은 렌즈군의 포커스 오프셋 값은 보정의 효과가 미미하게 된다. 따라서, 제1 렌즈군 및 제2 렌즈군 각각에 대하여 배율에 따라 민감도가 높은 포커스 오프셋 값을 선택하여 이를 디포커스 설정 위치에 적용하여 디포커스 보정 위치를 결정함으로써 열 영상 카메라의 디포커스 설정 위치에 대한 오차를 효율적으로 보정함과 동시에 구동 속도를 향상시킬 수 있게 된다.That is, since the focus offset value according to the magnification of each lens group has a difference in error range according to the sensitivity of each lens group, the effect of correction of the focus offset value of the lens group having low sensitivity according to the magnification becomes insignificant. Therefore, a focus offset value having a high sensitivity is selected for each of the first lens group and the second lens group according to the magnification and is applied to the defocus setting position to determine the defocus correction position, It is possible to effectively correct the error and improve the driving speed.
상기 포커스 오프셋 값들을 산출하는 과정(S200)은 일정 온도, 예를 들어 상온이 유지되는 상태에서 수행될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 열 영상 카메라의 디포커스 방법은, 상온으로부터의 온도 변화에 의한 오차를 보정하기 위하여 렌즈부의 온도 변화에 따른 온도 보정 위치를 결정하는 과정; 및 실제 포커스 위치와 온도 보정 위치의 차이 값에 해당하는 온도 오프셋 값을 산출하는 과정;을 더 포함하고, 상기 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정은, 상기 산출된 온도 오프셋 값을 더 반영하여 디포커스 보정 위치로 결정할 수 있다.The method of calculating the focus offset values (S200) may be performed at a predetermined temperature, for example, a state where the room temperature is maintained. According to an embodiment of the present invention, Determining a temperature correction position according to a temperature change of the lens unit to correct an error caused by the temperature change; And calculating a temperature offset value corresponding to a difference between an actual focus position and a temperature correction position, wherein the step of determining the defocus correction position further comprises: It can be determined as the correction position.
즉, 전술한 바와 같이 적외선 검출기에 사용되는 렌즈는 주변 온도의 변화에 따라서 렌즈의 초점이 변하기 때문에 상온에서 포커스 오프셋 값들을 산출하고, 상온으로부터의 온도 변화에 따른 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 온도 보정 위치를 반영하여 디포커스 보정 위치를 결정함으로써 광학적 오차, 기구적 오차 뿐만 아니라, 온도 변화에 의한 오차까지도 적용하여 정확한 디포커스 보정 위치를 산출할 수 있게 된다.That is, as described above, since the focus of the lens changes according to the change of the ambient temperature, the lens used in the infrared detector calculates the focus offset values at the room temperature, It is possible to calculate an accurate defocus correction position by applying not only optical errors and mechanical errors but also errors due to temperature changes by determining the defocus correction positions reflecting the respective temperature correction positions.
바람직하게는 상기 온도 보정 위치를 결정하는 과정 및 온도 오프셋 값을 산출하는 과정은, 상기 렌즈부의 온도를 일정 온도 간격으로 변화시켜 반복하여 이루어지고, 상기 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정은, 상기 일정 온도 간격의 온도 오프셋 값들 중 상기 렌즈부의 현재 온도에 해당하는 온도 오프셋 값을 반영하여 디포커스 보정 위치로 설정할 수 있다. 이에 의하여 제어부는 메모리부에 저장된 온도에 따른 각각의 온도 오프셋 값으로부터 렌즈부의 현재 온도에 해당하는 온도 오프셋 값을 반영하여 신속하게 온도 변화에 따른 디포커스 보정 위치를 결정할 수 있게 된다.Preferably, the process of determining the temperature correction position and the process of calculating the temperature offset value are repeated by changing the temperature of the lens unit to a predetermined temperature interval, and the process of determining the defocus correction position comprises: The defocus correction position can be set to reflect the temperature offset value corresponding to the current temperature of the lens unit among the temperature offset values of the temperature interval. Accordingly, the control unit can quickly determine the defocus correction position according to the temperature change by reflecting the temperature offset value corresponding to the current temperature of the lens unit from the respective temperature offset values according to the temperature stored in the memory unit.
제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 이동시키는 과정(S500)은 상기와 같은 과정에 의하여 정확한 디포커스 보정 위치가 결정되면, 결정된 디포커스 보정 위치로 제1 렌즈군 및 제2 렌즈군을 각각 이동하여 적외선 검출기의 디포커스를 수행하고, 이후 적외선 검출기의 불균일성을 보정하기 위한 불균일 보정 과정이 이루어질 수 있게 된다.In step S500 of moving the first lens group and the second lens group, if an accurate defocus correction position is determined by the above process, the first lens group and the second lens group are moved The defocus of the infrared ray detector is performed, and then a non-uniformity correction process for correcting the non-uniformity of the infrared ray detector can be performed.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above using specific terms, such terms are used only for the purpose of clarifying the invention, and the embodiments of the present invention and the described terminology are intended to be illustrative, It will be obvious that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but should be regarded as being within the scope of the claims of the present invention.
100: 렌즈부 200: 메모리부
300: 오차 측정부 400: 제어부
500: 구동부100: lens unit 200: memory unit
300: error measuring unit 400:
500:
Claims (9)
상기 렌즈부의 배율에 따른 포커스 설정 위치 및 디포커스 설정 위치가 각각 저장되는 메모리부;
상기 렌즈부의 배율에 따른 실제 포커스 위치를 각각 결정하여, 상기 포커스 설정 위치와 상기 실제 포커스 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값들을 각각 산출하는 오차 측정부;
상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군의 형상 및 간격에 따른 민감도를 비교하여 상기 제1 렌즈군의 포커스 오프셋 값들 중 하나의 값과 상기 제2 렌즈군의 포커스 오프셋 값들 중 하나의 값을 선택하고, 선택된 포커스 오프셋 값을 상기 메모리부에 저장된 각 렌즈군의 디포커스 설정 위치에 각각 더하여 디포커스 보정 위치를 결정하는 제어부; 및
상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 상기 디포커스 보정 위치로 각각 이동시키기 위한 구동부;를 포함하는 적외선 검출기의 디포커스 장치.
A lens unit including a first lens unit and a second lens unit, the lens unit adjusting a magnification according to an interval between the first lens unit and the second lens unit;
A memory unit for storing a focus setting position and a defocus setting position according to the magnification of the lens unit, respectively;
An error measuring unit for respectively calculating an actual focus position according to a magnification of the lens unit and calculating focus offset values corresponding to a difference between the focus setting position and the actual focus position;
The sensitivity of the first lens group and the second lens group is compared with each other to select one of the focus offset values of the first lens group and one of the focus offset values of the second lens group A control unit for adding a selected focus offset value to a defocus setting position of each lens group stored in the memory unit to determine a defocus correction position; And
And a driving unit for moving the first lens group and the second lens group to the defocus correction position, respectively.
상기 오차 측정부는, 상기 렌즈부의 온도 변화에 따른 온도 보정 위치를 결정하여, 상기 실제 포커스 위치와 상기 온도 보정 위치의 차이 값에 해당하는 온도 오프셋 값을 산출하고,
상기 제어부는, 상기 온도 오프셋 값을 더 반영하여 디포커스 보정 위치를 결정하는 적외선 검출기의 디포커스 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the error measuring unit determines a temperature correction position according to a temperature change of the lens unit and calculates a temperature offset value corresponding to a difference between the actual focus position and the temperature correction position,
Wherein the control unit further determines the defocus correction position by further reflecting the temperature offset value.
상기 렌즈부의 배율에 따른 실제 포커스 위치를 각각 결정하는 과정;
상기 실제 포커스 위치와 상기 포커스 설정 위치의 차이 값에 해당하는 포커스 오프셋 값들을 상기 렌즈부의 배율에 따라 각각 산출하는 과정;
상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군의 형상 및 간격에 따른 민감도를 비교하여 상기 제1 렌즈군의 포커스 오프셋 값들 중 하나의 값과 상기 제2 렌즈군의 포커스 오프셋 값들 중 하나의 값을 선택하고, 선택된 포커스 오프셋 값을 메모리부에 저장된 각 렌즈군의 디포커스 설정 위치에 각각 더하여 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정; 및
상기 디포커스 보정 위치로 제1 렌즈군과 제2 렌즈군을 각각 이동시키는 과정을 포함하는 적외선 검출기의 디포커스 방법.
Storing a focus setting position and a defocus setting position according to a magnification of a lens unit including a first lens group and a second lens group, respectively;
Determining an actual focus position according to a magnification of the lens unit;
Calculating focus offset values corresponding to a difference between the actual focus position and the focus setting position according to magnifications of the lens unit;
The sensitivity of the first lens group and the second lens group is compared with each other to select one of the focus offset values of the first lens group and one of the focus offset values of the second lens group Determining a defocus correction position by adding the selected focus offset value to a defocus setting position of each lens group stored in the memory unit; And
And moving the first lens group and the second lens group to the defocus correction position, respectively.
상기 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정은,
상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 배율에 따른 민감도를 비교하는 과정;
상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 포커스 오프셋 값들 중 민감도가 가장 높은 배율의 포커스 오프셋 값을 선택하는 과정; 및
상기 선택된 포커스 오프셋 값을 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 각각의 디포커스 설정 위치에 더하여 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정을 포함하는 적외선 검출기의 디포커스 방법.
The method of claim 5,
Wherein the step of determining the defocus correction position comprises:
Comparing sensitivity of each of the first lens group and the second lens group according to magnification;
Selecting a focus offset value having the highest sensitivity among the focus offset values of the first lens group and the second lens group; And
And determining a defocus correction position by adding the selected focus offset value to a defocus setting position of each of the first lens group and the second lens group.
상기 포커스 오프셋 값들을 산출하는 과정은 일정 온도가 유지되는 상태에서 수행되는 적외선 검출기의 디포커스 방법.
The method of claim 5,
Wherein the calculating of the focus offset values is performed while maintaining a constant temperature.
상기 렌즈부의 온도 변화에 따른 온도 보정 위치를 결정하는 과정; 및
상기 실제 포커스 위치와 온도 보정 위치의 차이 값에 해당하는 온도 오프셋 값을 산출하는 과정;을 더 포함하고,
상기 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정은, 상기 산출된 온도 오프셋 값을 더 반영하여 디포커스 보정 위치로 결정하는 적외선 검출기의 디포커스 방법.
The method of claim 5,
Determining a temperature correction position according to a temperature change of the lens unit; And
And calculating a temperature offset value corresponding to a difference between the actual focus position and the temperature correction position,
Wherein the step of determining the defocus correction position further determines the defocus correction position by further reflecting the calculated temperature offset value.
상기 온도 보정 위치를 결정하는 과정 및 온도 오프셋 값을 산출하는 과정은, 상기 렌즈부의 온도를 일정 온도 간격으로 변화시켜 반복하여 이루어지고,
상기 디포커스 보정 위치를 결정하는 과정은, 상기 일정 온도 간격의 온도 오프셋 값들 중 상기 렌즈부의 현재 온도에 해당하는 온도 오프셋 값을 반영하여 디포커스 보정 위치로 결정하는 적외선 검출기의 디포커스 방법.
The method of claim 8,
Wherein the step of determining the temperature correction position and the step of calculating the temperature offset value are repeated by changing the temperature of the lens unit at a constant temperature interval,
Wherein the defocus correction position is determined as a defocus correction position by reflecting a temperature offset value corresponding to a current temperature of the lens unit among temperature offset values of the predetermined temperature interval.
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