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KR20130129645A - Multiple pinhole camera and method for operating the same - Google Patents

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KR20130129645A
KR20130129645A KR1020120053675A KR20120053675A KR20130129645A KR 20130129645 A KR20130129645 A KR 20130129645A KR 1020120053675 A KR1020120053675 A KR 1020120053675A KR 20120053675 A KR20120053675 A KR 20120053675A KR 20130129645 A KR20130129645 A KR 20130129645A
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KR
South Korea
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images
pinhole
image
pinholes
light
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Application number
KR1020120053675A
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Korean (ko)
Inventor
양인창
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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.)
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Publication date
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라는, 복수의 핀홀(pinhole)을 포함하는 핀홀 어레이(pinhole array), 핀홀을 통과한 광을 감지하는 복수의 광센서를 포함하는 센서 어레이(sensor array)와 감지되는 광에 기초하여 복원 이미지를 생성하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 카메라의 구조의 단순화 및 소형화가 가능하며, 높은 품질의 이미지를 얻을 수 있다.The multi-pinhole camera according to an embodiment of the present invention, a pinhole array including a plurality of pinholes (pinhole array), a sensor array including a plurality of optical sensors for sensing the light passing through the pinhole and And a controller configured to generate a reconstructed image based on the detected light. Accordingly, the structure of the camera can be simplified and downsized, and a high quality image can be obtained.

Description

다중 핀홀 카메라 및 그 동작 방법{Multiple pinhole camera and method for operating the same}Multiple pinhole camera and method for operating the same}

본 발명은 카메라 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 자세히는 복수의 핀홀을 이용하는 다중 핀홀 카메라 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a camera and a method of operating the same, and more particularly, to a multiple pinhole camera and a method of operating the same using a plurality of pinholes.

핀홀 카메라는 오래전부터 사용되었던 간단한 구조의 카메라이다. 하지만, 광량 및 해상도 증가에 어려움이 있었다. Pinhole cameras are simple cameras that have been around for a long time. However, there was a difficulty in increasing light quantity and resolution.

한편, 최근 많이 연구되는 디지털 카메라는 기본적으로 필름을 쓰는 오래전 아날로그 방식에 의해 만들어진 카메라 구조를 기반으로 만들어져 있다. 이에 따라 렌즈를 사용하여야 하고, 질 높은 사진을 촬영하는 기술을 소형화하는 데 한계를 가지고 있다. 또한, 사진의 질을 높이기 위해 광량을 높이려면 큰 렌즈를 필요로 하고, 렌즈에 의한 초점거리를 고려하여 카메라가 커지는 문제가 발생할 수 있다. On the other hand, digital cameras, which have been studied a lot recently, are basically made based on a camera structure made by an analog method long ago using film. Accordingly, it is necessary to use a lens, and there is a limit in miniaturizing a technology for photographing high quality pictures. In addition, in order to increase the amount of light in order to improve the quality of the picture, a large lens is required, and in consideration of the focal length caused by the lens, the camera may become large.

본 발명의 목적은, 구조는 간단하고, 소형화가 가능하면서도, 높은 품질의 이미지를 얻을 수 있는 다중 핀홀 카메라 및 그 동작 방법을 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multiple pinhole camera and a method of operation thereof that are simple in structure, small in size, and capable of obtaining high quality images.

본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라는, 복수의 핀홀(pinhole)을 포함하는 핀홀 어레이(pinhole array), 핀홀을 통과한 광을 감지하는 복수의 광센서를 포함하는 센서 어레이(sensor array)와 감지되는 광에 기초하여 복원 이미지를 생성하는 제어부를 포함한다.The multi-pinhole camera according to an embodiment of the present invention, a pinhole array including a plurality of pinholes (pinhole array), a sensor array including a plurality of optical sensors for sensing the light passing through the pinhole and And a controller configured to generate a reconstructed image based on the detected light.

본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라의 동작 방법은, 복수의 핀홀을 통과한 광을 감지하는 단계, 감지되는 광에 기초하는 복수의 이미지를 분할하는 단계와 분할된 복수의 이미지를 합성하는 단계를 포함한다.A method of operating a multiple pinhole camera according to an exemplary embodiment of the present invention includes detecting light passing through a plurality of pinholes, dividing a plurality of images based on the detected light, and synthesizing the plurality of divided images. It includes.

본 발명에 따르면, 카메라의 구조의 단순화, 경량화 및 소형화가 가능하며, 높은 품질의 이미지를 얻을 수 있다.According to the present invention, the structure of the camera can be simplified, reduced in weight and downsized, and a high quality image can be obtained.

도 1은 종래 핀홀 카메라의 일예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라 및 그 동작 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라의 블록도이다.
도 8 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라 및 그 동작 방법의 다양한 예를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 17 내지 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라와 렌즈 카메라를 비교하여 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.
1 is a view schematically showing an example of a conventional pinhole camera.
2 to 6 are views referred to for explaining the multiple pinhole camera and its operation method according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a multi-pinhole camera according to an embodiment of the present invention.
8 to 16 are diagrams for explaining various examples of a multiple pinhole camera and an operation method thereof according to an exemplary embodiment of the present invention.
17 to 22 are views referred to compare and explain a multiple pinhole camera and a lens camera according to an embodiment of the present invention.
23 is a flowchart illustrating a method of operating a multiple pinhole camera according to an embodiment of the present invention.

도 1은 종래 핀홀 카메라의 일예를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing an example of a conventional pinhole camera.

핀홀 카메라(100)는 작은 구멍, 핀홀(pinhole, 110)을 통해 빛을 통과시켜 촬영하는 사진기이다. 따라서, 핀홀 카메라(100)는 통상적으로 렌즈를 사용하지 않는다.The pinhole camera 100 is a camera that photographs light through a small hole, a pinhole 110. Thus, the pinhole camera 100 typically does not use a lens.

종래의 핀홀 카메라(100)는 대개 두 개의 상자로 이루어져 있다. The conventional pinhole camera 100 usually consists of two boxes.

겉상자에 핀홀(110)을 뚫어 집광부의 역할을 하게 한다. 핀홀 카메라(100)의 핀홀(110)은 완벽한 원에 가까워야 상의 왜곡이 없다.The pinhole 110 is drilled in the outer box to serve as a light collecting part. The pinhole 110 of the pinhole camera 100 should be close to a perfect circle without distortion of the image.

속상자에는 필름을 놓아 촬상할 수 있다. 초점 거리는 속상자를 앞뒤로 이동하여 조정하며 셔터는 손으로 가리거나 적당한 마개를 사용하기도 한다. Films can be placed in the inner box to capture images. The focal length is adjusted by moving the inner box back and forth, and the shutter may be covered by hand or a suitable stopper may be used.

한편, 핀홀 카메라(100)는 추가적인 렌즈 등 광학계를 구비하거나, 속상자를 대신하여 또는 추가적으로 촬상된 이미지(120)를 처리하는 구성 요소를 포함할 수 있다. 또한, 이외 다른 형태로도 구성 가능할 것이다.Meanwhile, the pinhole camera 100 may include an optical system such as an additional lens, or may include a component that processes the captured image 120 instead of or in addition to the inner box. In addition, it may be configured in other forms.

한편, 핀홀 카메라(100)는 조리개가 없기 때문에 되도록 핀홀(110)을 뚫어 노출 시간만으로 촬상을 조정한다. 따라서, 광량의 증가에 한계가 있고, 촬상된 이미지의 해상도 증가에 한계가 있다. On the other hand, since the pinhole camera 100 does not have an aperture, the pinhole camera 100 is adjusted so that imaging is performed only by the exposure time. Therefore, there is a limit to the increase in the amount of light, and there is a limit to the increase in the resolution of the picked-up image.

한편, 핀홀 카메라(100)를 통하여 촬영된 이미지(120)는 피사체(150)를 기준으로 상하좌우가 반전되어 촬영된다. 도 1과 같이, 핀홀(110)을 통과하여 맺힌 상(120)은 상하좌우로 뒤집혀 보인다. 하지만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 상하좌우가 피사체(150)를 기준으로 반전되지 않은 형태로 도시한다. On the other hand, the image 120 taken by the pinhole camera 100 is photographed inverted up, down, left and right with respect to the subject 150. As shown in FIG. 1, the image 120 formed through the pinhole 110 is turned upside down, left, and right. However, hereinafter, the top, bottom, left and right are shown in an inverted form based on the subject 150 for convenience of description.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라 및 그 동작 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.2 to 6 are views referred to for explaining the multiple pinhole camera and its operation method according to an embodiment of the present invention.

도면들을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 핀홀 카메라(200)는 복수의 핀홀(pinhole)을 포함하는 핀홀 어레이(pinhole array, 210), 상기 핀홀을 통과한 광을 감지하는 복수의 광센서를 포함하는 센서 어레이(sensor array, 230), 상기 감지되는 광에 기초하여, 촬상 이미지를 추출하며 복원 이미지를 생성하는 제어부(240)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the multi-pinhole camera 200 according to an embodiment of the present invention, a pinhole array 210 including a plurality of pinholes, a plurality of light sensing the light passing through the pinhole A sensor array 230 including a sensor may include a controller 240 extracting a captured image and generating a reconstructed image based on the detected light.

피사체(250) 또는 기타 광원으로부터의 광은, 핀홀 어레이(210)를 통과하여, 센서 어레이(230)에서 감지되고, 센서면에서 이미지(220)로 맺히게 된다. Light from the subject 250 or other light sources passes through the pinhole array 210, sensed by the sensor array 230, and condensed into the image 220 on the sensor surface.

한편, 도 2의 (b)와 같이, 핀홀 어레이(210)를 통과하여 센서면에 맺힌 이미지는, 핀홀 어레이(210)에 구비된 복수의 핀홀을 통과한 빛의 회절, 확산으로 인하여 이미지의 겹침 현상이 발생한다. 도 2의 (a)는 겹침 현상이 나타난 이미지(220)를 간략히 도시한 것이다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 2B, the image formed on the sensor surface through the pinhole array 210 overlaps the image due to diffraction and diffusion of light passing through the plurality of pinholes provided in the pinhole array 210. Phenomenon occurs. FIG. 2 (a) briefly illustrates an image 220 in which an overlap phenomenon occurs.

한편, 제어부(240)는 이러한 이미지들의 처리 동작을 수행하고, 사용자가 원하는 촬상 이미지의 추출 및 복원 이미지의 생성 동작을 수행할 수 있다.On the other hand, the control unit 240 may perform the processing operation of these images, and may perform the extraction operation of the captured image and the generation of the reconstructed image desired by the user.

도 3의 (a)와 같이, 센서 어레이(230)는 다중 핀홀 카메라(200)의 내부에 구비되어, 핀홀 어레이(210)를 통과한 광을 감지하고, 감지된 광 및/또는 감지된 광에 기초한 피사체의 이미지를 전기적인 신호로 변환할 수 있다.As shown in FIG. 3A, the sensor array 230 is provided inside the multiple pinhole camera 200 to detect light passing through the pinhole array 210, and to detect the light and / or the detected light. The image of the based subject can be converted into an electrical signal.

한편, 핀홀 어레이(210)를 통과한 광은 확산 되어 핀홀 어레이(210)의 크기보다 더 넓게 퍼질 수 있으므로, 도 3의 (b)와 같이, 센서 어레이(230)는 핀홀 어레이(210)보다 더 넓은 면을 커버하도록 센서들이 배치되는 센서면을 구성하는 것이 더욱 바람직하다. On the other hand, since the light passing through the pinhole array 210 can be diffused and spread wider than the size of the pinhole array 210, as shown in FIG. 3 (b), the sensor array 230 is more than the pinhole array 210 It is further desirable to configure the sensor surface on which the sensors are arranged to cover a wide surface.

한편, 센서 어레이(230)가 포함하는 상기 광센서는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서일 수 있다.The optical sensor included in the sensor array 230 may be a charge coupled device (CCD) image sensor.

CCD 센서는 필름카메라의 필름의 역할처럼 이미지를 받아들이는 역할을 하고, 입력된 피사체의 화상을 전기적 신호로 변환해 줄 수 있다.The CCD sensor serves to receive an image like a film of a film camera, and converts an image of an input object into an electrical signal.

한편, 상기 광센서는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 센서 등 다른 센서로 구성될 수도 있다.The optical sensor may be configured with other sensors such as a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) sensor.

한편, 카메라에서 촬영된 이미지는 제어부(240)의 프로세싱 과정을 통해서 저장매체에 저장될 수 있다. The image photographed by the camera may be stored in a storage medium through the processing of the controller 240.

도 4의 (a)는 광센서 데이터를 예시한 것으로 센서 어레이(230)에는 빛이 겹쳐진 형태, 흩뿌려진 형태, 뿌연 형태로 촬상될 수 있다. 제어부(240)는 이미지의 출력과 저장을 위하여 상기 감지되는 광에 기초하여 도 4의 (b)와 같은 촬상 이미지를 추출할 수 있다.4A illustrates the optical sensor data, and the sensor array 230 may be captured in a form of light overlapping, scattered, and cloudy. The controller 240 may extract the captured image as shown in FIG. 4B based on the detected light for output and storage of the image.

도 5 및 도 6은 제어부(240)의 프로세싱(processing) 과정의 일예를 도시한 것이다.5 and 6 illustrate an example of a processing process of the controller 240.

제어부(240)는 먼저 복수의 이미지를 포함하는 촬상 이미지(510)를 추출하고, 핀홀의 간격, 핀홀 숫자, 하나의 핀홀에 의해 찍힌 센서 영역 크기를 기반으로 이미지들을 분할할 수 있다. 분할된 이미지들(521, 522 ...)은 겹친 이미지들을 하나씩 분할한 이미지로써 저해상도를 가질 수 있다. The controller 240 may first extract the captured image 510 including the plurality of images, and may segment the images based on the distance between the pinholes, the number of pinholes, and the size of the sensor region captured by one pinhole. The divided images 521, 522... May have low resolution as an image obtained by dividing the overlapping images one by one.

한편, 피사체(광원)가 발하여 핀홀을 통과한 광의 화상 각각은 선명하나 겹쳐지므로 이를 분리해야한다. 본 발명은 핀홀을 통과한 광은 굴절되지 않으므로, 핀홀 어레이(210)에 포함되는 핀홀의 수와 배치 형태를 고려하면, 광경로에 따라 이미지들을 쉽게 구분할 수 있다.On the other hand, each of the images of the light passing through the pinhole by the subject (light source) is clear but overlapping, so it must be separated. Since the light passing through the pinhole is not refracted, the number of pinholes and the arrangement of the pinholes included in the pinhole array 210 can be easily distinguished according to the optical path.

이후, 제어부(240)는 분할된 이미지들(521, 522 ...) 각각의 에러를 검출하고 보정할 수 있다. 또는 복수의 이미지를 포함하는 촬상 이미지(510)로부터 다시 처음부터 이미지들을 분리할 수 있다. 에러의 검출 및 보정은 예를 들어 핀홀의 수와 배치 형태에 기초하여 기설정된 기준 배치 형태로 이미지의 적어도 일부 쉬프트(shift) 시키는 방식으로 수행될 수 있다.Thereafter, the controller 240 may detect and correct an error of each of the divided images 521, 522. Alternatively, the images may be separated from the beginning again from the captured image 510 including the plurality of images. The detection and correction of the error may be performed in such a way as to shift at least a part of the image in a predetermined reference arrangement form based on the number and arrangement of pinholes, for example.

제어부(240)는 분할된 이미지들 또는 에러가 최소화된 이미지들(611, 612 ... 613)을 합성하여 복원 이미지(620)를 생성한다. 분할된 이미지들은 실제 촬상되는 영상보다 해상도가 낮으나, 복원된 영상은 촬상되는 영상의 해상도와 동등하다.The controller 240 generates the reconstructed image 620 by synthesizing the divided images or the images in which the error is minimized 611, 612, and 613. The divided images have a lower resolution than the image actually captured, but the reconstructed image is equivalent to the resolution of the image captured.

한편, 복원 이미지(620)는 분할된 이미지들 또는 에러가 최소화된 이미지들(611, 612 ... 613)에 비하여 상대적으로 해상도가 높을 수 있고, 실제 촬상되는 영상과 동등한 해상도를 가질 수 있다.Meanwhile, the reconstructed image 620 may have a higher resolution than the divided images or the images in which the error is minimized 611, 612, and 613, and may have the same resolution as that of the actually captured image.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 핀홀 카메라의 블록도이다.7 is a block diagram of a multi-pinhole camera according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 다중 핀홀 카메라는 복수의 핀홀(pinhole)을 포함하는 핀홀 어레이(210), 상기 핀홀을 통과한 광을 감지하는 복수의 광센서를 포함하는 센서 어레이(230)와 상기 감지되는 광에 기초하여 복원 이미지를 생성하는 제어부(240)를 포함할 수 있다.The multi-pinhole camera according to an embodiment of the present invention includes a pinhole array 210 including a plurality of pinholes, a sensor array 230 including a plurality of optical sensors for detecting light passing through the pinholes, and The controller 240 may generate a reconstructed image based on the detected light.

한편, 광센서는 광을 전기적 신호를 변환할 수 있는 CCD(Charged Coupled Device) 이미지 센서 또는 CM0S 이미지 센서일 수 있다. 촬상된 이미지는 CCD 이미지 센서 등에 의해 전기적 화상 신호로 변환될 수 있다.The optical sensor may be a Charged Coupled Device (CCD) image sensor or a CM0S image sensor capable of converting light into an electrical signal. The captured image can be converted into an electrical image signal by a CCD image sensor or the like.

또는, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 핀홀 카메라는 광을 전기적 신호를 변환하거나 기타 다른 포맷으로 데이터를 변환할 수 있는 변환기(231)를 센서 어레이(230) 내에 또는 별도로 포함할 수 있다.Alternatively, the multi-pinhole camera according to an embodiment of the present invention may include a transducer 231 in the sensor array 230 or separately that may convert light into an electrical signal or other data.

한편, 상기 핀홀 어레이(210)는 동일한 광원으로부터의 광을 상기 복수의 핀홀로 통과시켜 간섭 및 회절 현상을 발생시킬 수 있다.Meanwhile, the pinhole array 210 may pass light from the same light source to the plurality of pinholes to generate interference and diffraction.

한편, 상기 핀홀 어레이(210)는 상기 간섭 및 회절로 인한 첫번째 밝은 간섭 무늬가 생기는 위치에 배치될 수 있다. 이 경우에, 상기 첫번째 밝은 간섭 무늬의 크기는 상기 핀홀 어레이에 포함되는 핀홀의 수에 반비례하고, 핀홀 간의 간격에 비례할 수 있다.Meanwhile, the pinhole array 210 may be disposed at a position where the first bright interference fringe is generated due to the interference and diffraction. In this case, the size of the first bright interference fringe may be inversely proportional to the number of pinholes included in the pinhole array, and may be proportional to the spacing between the pinholes.

한편, 상기 제어부(240)는, 상기 핀홀 어레이에 포함되는 핀홀의 수 및 핀홀들 간의 간격에 기초하여 겹쳐져 있는 복수의 촬상 이미지를 분할할 수 있다.The controller 240 may divide the plurality of captured images overlapped based on the number of pinholes included in the pinhole array and the distance between the pinholes.

상기 제어부(240)는, 하나의 핀홀에 대응하는 광센서 영역 크기를 기반으로 상기 복수의 촬상 이미지를 분할할 수 있고, 광 경로 별로 상기 복수의 촬상 이미지를 분할할 수 있다.The controller 240 may divide the plurality of captured images based on the size of the photosensor region corresponding to one pinhole, and may divide the plurality of captured images for each optical path.

한편, 상기 제어부(240)는, 상기 분할된 복수의 촬상 이미지를 합성하여 상기 복원 이미지를 생성할 수 있다.The controller 240 may generate the reconstructed image by synthesizing the divided plurality of captured images.

이러한 제어부(240)는 광경로 등에 기초하여 촬상 이미지를 추출하고 분할하는 분할기(241), 분할된 이미지들을 합성하여 고해상도의 복원 이미지를 생성하는 합성기(242)를 포함할 수 있다.The controller 240 may include a divider 241 for extracting and dividing a captured image based on an optical path, and a synthesizer 242 for generating a high resolution reconstructed image by synthesizing the divided images.

한편, 제어부(240)는 분할된 이미지들을 평가하고 에러를 검출하는 분할 보정기(244)와 영상의 노이즈를 최소화하거나 정해진 배치 기준에 따라 이미지를 재배열하는 조정기(245)를 더 포함할 수 있다. The controller 240 may further include a segmentation corrector 244 that evaluates the divided images and detects an error, and an adjuster 245 that minimizes noise of the image or rearranges the images according to a predetermined placement criterion.

한편, 제어부(240)는 상기 분할된 복수의 이미지의 해상도를 증가시키고, 합성하여, 상기 복원 이미지를 생성할 수 있으며, 해상도를 더욱 증가시키거나, 고해상도 이미지를 보정하는 이미지 합성 보정기(243)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the control unit 240 may increase the resolution of the plurality of divided images, synthesize the image to generate the reconstructed image, and further increase the resolution or correct the high-resolution image image compensator 243 It may further include.

한편, 다중 핀홀 카메라는 이미지들을 표시하여 사용자가 이미지를 프리뷰(pre-view)할 수 있는 디스플레이(260)를 더 포함할 수 있고, 복원 이미지 등 이미지들을 저장하는 스토리지(storage, 270)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the multi-pinhole camera may further include a display 260 for displaying images and allowing a user to preview the image, and further include storage 270 for storing images such as a reconstructed image. can do.

도 8 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라 및 그 동작 방법의 다양한 예를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.8 to 17 are views referred to for describing various examples of a multiple pinhole camera and an operation method thereof according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따르면, 이미지 프로세싱 과정에서 광 경로를 광센서의 크기에 맞추어 경로를 고려한다. According to one embodiment of the invention, the path is taken into account in the image processing process according to the size of the light sensor.

도 8은 핀홀 어레이(210)에 포함되는 복수의 핀홀 중 하나의 핀홀(211)에 광센서 3개가 할당되도록 구성한 경우를 예시한다.FIG. 8 illustrates a case in which three optical sensors are allocated to one pinhole 211 among a plurality of pinholes included in the pinhole array 210.

도 8의 (a)와 같이, 광경로에 따라 입사된 광은 센서 어레이(230) 중 각각 대응하는 광센서를 자극할 수 있고, 다른 경로를 지나가는 빛은 센서의 위치에서 벗어나기 때문에 프로세싱 과정에서 제외할 수 있다.As shown in FIG. 8A, light incident along the optical path may stimulate each of the corresponding optical sensors in the sensor array 230, and the light passing through the other path may be excluded from the process because the light passes through the sensor. can do.

즉, 핀홀을 통과한 빛의 도달한 센서의 위치를 기반으로 촬영한 객체(object)의 촬상을 유추할 수 있다.That is, the imaging of the captured object may be inferred based on the position of the sensor that reaches the light passing through the pinhole.

도 8의 (a)에서는 설명을 보기 쉽게 하기 위해 각 광 경로별(같은 광 방향)로 센서를 구분하였으나, 광센서는 도 8의 (b)와 같이, 하나의 어레이 열을 이루고, 이러한 어레이 열이 복수개 구비되어, 센서 어레이(230)는 N*M의 매트릭스(matrix) 형태로 구성될 수 있다. In (a) of FIG. 8, the sensor is divided by each optical path (the same light direction) for easy description, but the optical sensors form one array column as shown in (b) of FIG. 8. The plurality of sensor arrays 230 may be provided in a matrix form of N * M.

도 9는 핀홀을 통해 본 객체(object)를 예시한 것으로 사각형은 핀홀, 원형은 하나의 핀홀에 대응하는 상 또는 센서 영역의 크기를 간략히 예시한다.FIG. 9 illustrates an object viewed through a pinhole, and a rectangle briefly illustrates a size of an image or sensor region corresponding to a pinhole and a circle to one pinhole.

도 10 내지 도 16에서는 하나의 핀홀(211)의 크기 대비 광센서 4개에 상이 맺히는 비율로 광경로가 생성되는 경우를 예시하지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.10 to 16 exemplify a case in which an optical path is generated at a ratio in which phases are formed in four optical sensors relative to the size of one pinhole 211, but the present invention is not limited thereto.

하나의 핀홀(211)의 크기 대비 광센서 4개에 상이 맺히는 비율로 광경로가 생성되는 예에서, 이미지들은 좌상사분면(1010), 우상사분면(1030), 좌하사분면(1030), 우하사분면(1040) 별로 구분되어 분리될 수 있다.In the example in which an optical path is generated at a ratio in which four images are formed in relation to the size of one pinhole 211, the images are left upper quadrant 1010, upper right quadrant 1030, lower left quadrant 1030, and lower right quadrant 1040. Can be separated by).

도 11 및 도 12를 참조하여 더 자세히 살펴보면, 도 9와 같은 객체를 촬영하면 광센서에 찍힌 이미지는 도 11과 같은 이미지로 촬상될 수 있다. 제어부(240)는 도 11의 이미지에서 4사분면 별로 이미지를 분리하여 4개의 이미지들을 생성한다. Referring to FIG. 11 and FIG. 12, when the object of FIG. 9 is photographed, an image captured by the optical sensor may be captured as the image of FIG. 11. The control unit 240 generates four images by separating the images for each quadrant from the image of FIG. 11.

도 12의 (a)는 좌상사분면, 도 12의 (b)는 우상사분면, 도 12의 (c)는 좌하사분면, 도 12의 (d)는 우하사분면에 대응하는 광경로에 따른 분리된 이미지들이다.12 (a) is a top left quadrant, FIG. 12 (b) is a top right quadrant, FIG. 12 (c) is a bottom left quadrant, and FIG. 12 (d) is divided images according to light paths corresponding to the bottom right quadrant. .

도 12의 (a)에서 1 내지 15로 표시된 영역은 도 11의 1 내지 15로 표시된 영역에 대응한다. 이와 같이, 좌상사분면에 대응하는 이미지들은 전체 이미지를 2*2 행열로 구분하고, 각 행열의 좌상사분면에 대응하는 이미지들을 추출하여 합성함으로써 생성될 수 있다. 또한, 다른 사분면에 대응하는 이미지들도 같은 방식으로 생성할 수 있다.An area indicated by 1 to 15 in FIG. 12A corresponds to an area indicated by 1 to 15 in FIG. 11. As such, the images corresponding to the upper left quadrant may be generated by dividing the entire image into 2 * 2 matrices, and extracting and synthesizing the images corresponding to the upper left quadrant of each matrix. Also, images corresponding to other quadrants can be generated in the same manner.

한편, 본 발명에 따르면, 도 13과 같이, 분리된 촬상 이미지들을 조합하여 고해상도 이미지를 생성할 수 있다. 도 13의 (a)는 상좌측 광경로에 해당하는 이미지, 도 13의 (b)는 상우측 광경로에 해당하는 이미지, 도 13의 (c)는 하좌측 광경로에 해당하는 이미지, 도 13의 (d)는 하우측 광경로에 해당하는 이미지이다.Meanwhile, according to the present invention, as shown in FIG. 13, the separated captured images may be combined to generate a high resolution image. FIG. 13A illustrates an image corresponding to an upper left optical path, FIG. 13B illustrates an image corresponding to an upper right optical path, FIG. 13C illustrates an image corresponding to a lower left optical path, and FIG. 13. (D) is an image corresponding to the right-side light path.

제어부(240)는 4개의 이미지들을 각각 좌우 해상도를 증가시킨다. 좌우 해상도의 증가는 이미지들의 셀 또는 기타 기준에 따라 자체 이미지를 복사, 삽입하는 방식 또는 기타 공지된 방식으로 구현될 수 있다. The controller 240 increases the left and right resolutions of the four images, respectively. The increase in the left and right resolution may be implemented in a manner of copying, inserting an image of itself according to a cell or other criterion of the images, or in other known methods.

이후, 제어부(240)는 상좌측 광경로에 해당하는 이미지와 상우측 광경로에 해당하는 이미지들을 합성하고, 색상을 보정한다. Thereafter, the controller 240 synthesizes the image corresponding to the upper left light path and the image corresponding to the upper right light path and corrects the color.

도 15는 도 13의 (a)의 상좌측 광경로에 해당하는 이미지, 도 13의 (b)의 상우측 광경로에 해당하는 이미지를 각각 좌우로 2배로 늘린 후, 라인별로 두 이미지를 번갈아가면서 교대로 삽입하면서 합성한 이미지를 예시한다. FIG. 15 doubles the image corresponding to the upper left light path of FIG. 13A and the image corresponding to the upper right light path of FIG. 13B from left to right, and then alternates two images for each line. Illustrate a composite image with alternate insertions.

예를 들어, 색상의 보정은 해당 셀 자신과 주변 셀들의 색상 중 많은 쪽을 자신의 색상으로 결정할 수 있다. For example, the color correction may determine many colors of the corresponding cell itself and neighboring cells as its own color.

도 15는 색상 보정 전의 이미지를 예시한다. 제어부(240)는 색상 보정 전 셀(1510, 1520, 1530, 1540)과 보정 전 셀(1510, 1520, 1530, 1540) 각각의 주변 8개의 셀의 색상을 판단하고, 5개 이상에 해당하는 색상 또는 가장 많은 색상으로 보정된 색상을 결정할 수 있다. 도 16은 이러한 방식으로 색상 보정된 후의 셀들(1610, 1620, 1630, 1640)을 포함하는 이미지를 예시한다.15 illustrates an image before color correction. The controller 240 determines the colors of eight cells around each of the color corrected cells 1510, 1520, 1530, and 1540, and the cells corrected before the color corrected cells 1510, 1520, 1530, and 1540, and correspond to five or more colors. Alternatively, you can determine the color corrected with the most colors. FIG. 16 illustrates an image comprising cells 1610, 1620, 1630, 1640 after color corrected in this manner.

한편, 제어부(240)는 상좌측 광경로에 해당하는 이미지, 상우측 광경로에 해당하는 이미지를 합성하여 상측 광경로 이미지를 생성하고, 동일한 방식으로 하측 광경로 이미지를 생성할 수 있다. The controller 240 may generate an upper light path image by synthesizing an image corresponding to an upper left light path and an image corresponding to an upper right light path, and generate a lower light path image in the same manner.

이후 제어부(240)는 상측 광경로 이미지와 하측 광경로 이미지를 각각 상하 해상도를 늘리고, 합성, 색 보정하는 상기 과정을 유사하게 처리하여, 도 14와 같이 고해상도의 이미지가 생성, 복원될 수 있다.Thereafter, the controller 240 may similarly process the above-described process of increasing the upper and lower resolutions, synthesizing, and color correcting the upper and lower optical path images, respectively, to generate and restore a high resolution image as shown in FIG. 14.

한편, 본 실시예에서는 복수의 이미지들을 수평방향으로 해상도를 증가시키고 합성한 후, 수직 방향으로 동일한 처리를 수행하는 예를 설명하였으나, 역순으로 수직 방향으로 먼저 처리하고 수평 방향 처리를 뒤에 수행할 수도 있다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, an example in which the plurality of images is increased and synthesized in the horizontal direction and then the same process is performed in the vertical direction is described. have.

일반 카메리에서는 촬영시 초점을 맞추어야 하기 때문에 빠른 촬영을 방해한다. 하지만 본 발명에 따른 다중 핀홀 카메라의 경우 초점을 맞출 필요가 없기 때문에 빠른 촬영이 가능하다.In normal cameras, it is necessary to focus when shooting, which prevents quick shooting. However, in the case of the multi-pinhole camera according to the present invention, since it is not necessary to focus, fast shooting is possible.

또한, 단수 핀홀 카메라는 광량의 부족으로 노출시간을 늘려야 하거나 화질이 떨어지는 문제를 가지고 있으나, 본 발명은 다중 핀홀을 구성함으로써 광량의 총량을 증가시키는 효과를 가지고 있다. In addition, the singular pinhole camera has a problem of increasing the exposure time due to lack of light amount or deteriorating image quality, but the present invention has the effect of increasing the total amount of light amount by configuring multiple pinholes.

즉 본 발명은 초점을 맞출 필요가 없고, 해상도 복원이 쉽다는 장점이 있다. That is, the present invention does not need to focus and has an advantage of easy resolution reconstruction.

또한, 촬상된 영상을 복원할 경우 렌즈가 없는 경우 왜곡현상을 고려하지 않기 때문에 이미지 프로세싱에 따른 부담을 최소화할 수 있다.In addition, when reconstructing the captured image, the distortion due to the absence of the lens is not considered, thereby minimizing the burden of image processing.

또한, 렌즈를 사용하지 않기 때문에 카메라의 소형화, 경량화가 가능하다.In addition, since the lens is not used, the camera can be made smaller and lighter.

도 17 내지 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라와 렌즈 카메라를 비교하여 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 이하에서는 다중 핀홀 카메라와 렌즈 카메라를 비교하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.17 to 22 are views referred to compare and explain a multiple pinhole camera and a lens camera according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by comparing a multi-pinhole camera and a lens camera.

렌즈 카메라는 기하광학적 특성, 특히,빛의 직진성과 초점을 이용하여 이미지를 촬상하는 카메라다. 렌즈 카메라는 초점이 맞는 곳의 해상도가 높은 장점이 있으나, 초점이 정확히 안 맞는 위치는 뿌옇게 보이는 문제점과 렌즈로 인한 비용, 무게, 구조의 복잡성이 증가하는 문제점이 있다.Lens cameras are cameras that capture images using geometrical optical properties, in particular the straightness and focus of light. Lens cameras have the advantage of having a high resolution at the point of focus, but the problem of not having the right focus has a problem of blurring and a problem of increased cost, weight, and structure complexity due to the lens.

한편, 도 18의 (a)와 같이, 여러 개의 렌즈를 사용하는 다중 렌즈 어레이 카메라는, 하나의 광이 2개 이상의 렌즈를 지나, 광간섭 현상이 없이, 별개의 위치에 초점을 맺는다. 즉, 두개의 렌즈에 의해 별개의 상이 맺힌다.On the other hand, as shown in Figure 18 (a), a multi-lens array camera using a plurality of lenses, one light passes through two or more lenses, focusing on a separate position without the optical interference phenomenon. In other words, separate images are formed by the two lenses.

따라서, 간섭 현상이 없고, 다중 렌즈에 의해 촬상되는 영상은 상호 신호 간섭이 없이 생긴다. 이러한 다중 렌즈 어레이 카메라는, 복수의 렌즈로 인한 비용, 무게, 구조의 복잡성이 증가하는 문제점이 있고, 굴절 현상으로 인해 정확한 광경로 파악에 어려움이 있다.Therefore, there is no interference phenomenon, and the image captured by the multiple lenses is generated without mutual signal interference. Such a multi-lens array camera has a problem of increasing cost, weight, and structure complexity due to a plurality of lenses, and it is difficult to accurately determine an optical path due to a refractive phenomenon.

한편, 핀홀 카메라은 광의 간섭 및 회절 현상을 이용하는 카메라이다.On the other hand, the pinhole camera is a camera using light interference and diffraction phenomenon.

간섭이란 두 개의 파동이 서로 중첩되어 어떤 공간에 에너지가 균일하게 분포되지 않고, 어느 점에서는 극대가 되고 다른 점에서는 극소가 되는 현상을 말한다. 간섭을 일으키기 위해서는 두 개 이상의 파동이 같은 속도, 진동수, 파장 및 상대적 위상이 일정하게 유지되어야 한다. Interference is a phenomenon in which two waves overlap each other and energy is not evenly distributed in a space, but at a maximum, at a maximum, and at a minimum, at a minimum. To cause interference, two or more waves must remain constant at the same speed, frequency, wavelength, and relative phase.

회절이란 빛이 모서리에서 휘거나 번져나가는 현상을 말한다.Diffraction is the phenomenon where light bends or spreads out of an edge.

도 17과 도 18의 (b)는 핀홀 카메라에 포함되는 핀홀 어레이(210) 및 센서 어레이(230)의 센서면에 맺히는 첫번째 밝은 무늬(290)를 예시한다.17 and 18 (b) illustrate the first bright pattern 290 formed on the sensor surface of the pinhole array 210 and the sensor array 230 included in the pinhole camera.

핀홀 사이의 거리는 핀홀과 회절무늬가 관측되는 센서면(230) 간의 거리(b)에 비해 매우 작고, 하나의 광이 두개 이상의 핀홀을 지나 광간섭 현상이 발생하여 간섭 무늬를 만든다.The distance between the pinholes is very small compared to the distance b between the pinholes and the sensor surface 230 where the diffraction pattern is observed, and one light passes through two or more pinholes to generate an interference pattern.

핀홀을 통과한 빛의 광로 거리와 다른 핀홀을 통과한 빛의 광로 거리 차가 파장의 정수배 일때 보강간섭(Constructive Interference)이 일어나고, 밝은 무늬가 형성된다. 한편, 상쇄간섭(Destructive Interference)은 두 빛의 광로차가 반파장의 정수배일때 일어난다.When the difference between the optical path distance of the light passing through the pinhole and the optical path distance of the light passing through the other pinhole is an integer multiple of the wavelength, constructive interference occurs and a bright pattern is formed. On the other hand, destructive interference occurs when the optical path difference of two lights is an integer multiple of half wavelength.

회절된 빛으로 인해 복수의 밝은 무늬와 어두운 무늬가 나타나고, 핀홀 카메라는 회절된 빛의 첫번째 밝은 무늬에 의해 생기는 영상을 촬영하는 것이다.The diffracted light causes multiple bright and dark patterns, and the pinhole camera captures the image produced by the first bright pattern of the diffracted light.

핀홀 카메라는 전체적으로 빛이 모이지 않기 때문에 해상도가 낮다. 하지만, 복수의 핀홀을 이용하여, 광량을 증가시킬 수 있다.Pinhole cameras have low resolution because they do not collect light as a whole. However, the amount of light can be increased by using a plurality of pinholes.

한편, 본 발명에 따른 다중 핀홀 카메라는 복수의 핀홀을 포함하고, 센서 어레이(230)는, 상기 간섭 및 회절로 인한 첫번째 밝은 간섭 무늬가 생기는 위치에 배치될 수 있다.Meanwhile, the multiple pinhole camera according to the present invention may include a plurality of pinholes, and the sensor array 230 may be disposed at a position where the first bright interference fringe occurs due to the interference and diffraction.

한편, 상기 첫번째 밝은 간섭 무늬의 크기(c)는 상기 핀홀 어레이에 포함되는 핀홀의 개수에 반비례하고, 핀홀 간의 간격에 비례할 수 있다.Meanwhile, the size c of the first bright interference fringe may be inversely proportional to the number of pinholes included in the pinhole array, and may be proportional to the spacing between the pinholes.

또한, 핀홀의 크기는 폭(a)은 맺힌 상(290)의 크기(c)와 상과 핀홀의 거리(b)의 곱에 비례할 수 있다.In addition, the size of the pinhole may be proportional to the product of the width c of the concatenated image 290 and the distance b of the image and the pinhole.

따라서, 핀홀의 폭이 작고, 핀홀의 개수가 많으면 다중 핀홀 카메라를 더 얇게 만들 수 있고 해상도를 증가시킬 수 있다.Therefore, the smaller the pinhole width and the larger the number of pinholes, the thinner the pinhole camera can be made thinner and the higher the resolution can be.

도 19는 다중 렌즈 어레이로 촬영되는 영상과 다중 핀홀로 촬영되는 영상을 비교한 것이다.19 compares an image photographed with a multi-lens array and an image photographed with multiple pinholes.

도 19의 (a)와 같이 영문자 'ABCD'가 3단으로 배치된 이미지를 렌즈 어레이로 촬영하면, 다중 렌즈에 의하면 광간섭, 간섭무늬가 존재하지 않으므로, 도 19의 (b)와 같이 서로 다른 영상이 겹쳐지지 않게 촬영할 수 있다. When the image of the alphabet letter 'ABCD' is arranged in three stages as shown in (a) of FIG. 19 is photographed with a lens array, optical interference and interference fringes do not exist according to multiple lenses. You can shoot so that images do not overlap.

한편, 도 19의 (a)와 같이 영문자 'ABCD'가 3단으로 배치된 이미지를 다중 핀홀로 촬영하면, 도 19의 (c)와 같이 간섭무늬에 의해 영상이 항상 겹쳐져서 촬영된다. 하지만, 광 경로를 쉽게 판단할 수 있으므로, 상술한 영상 처리 방법을 통하여 영상을 복원할 수 있다.On the other hand, when the image of the alphabet letter 'ABCD' is arranged in three stages as shown in Fig. 19 (a) with multiple pinholes, the image is always superimposed by the interference fringe as shown in Fig. 19 (c). However, since the optical path can be easily determined, the image can be reconstructed through the image processing method described above.

도 20은 복수의 광원 A,B로부터의 광이 다중 렌즈 어레이로 C 위치에 촬영되는 것을 예시하고, 도 21은 복수의 광원 A,B로부터의 광이 다중 핀홀로 C 위치에 촬영되는 것을 예시하고, 도 22는 촬영된 영상을 비교하는 도면이다.FIG. 20 illustrates that light from a plurality of light sources A and B is photographed at position C with multiple lens arrays, and FIG. 21 illustrates that light from the plurality of light sources A and B is photographed at position C with multiple pinholes. 22 is a diagram comparing photographed images.

도면들을 참조하면, 점광원A와 점광원 B의 광이 다중 렌즈 어레이를 통하여 광센서 위에 같은 위치(C)에서 촬상이 될 수 있다. 이는 단순히 광의 중첩에 의한 이미지 겹칩 현상으로 광원이 다르므로 간섭에 의한 것은 아니다.Referring to the drawings, the light of the point light source A and the point light source B can be captured at the same position (C) on the optical sensor through the multiple lens array. This is not due to interference because the light source is different because it is simply an image overlapping chip due to light overlap.

한편, 다중 핀홀 어레이 카메라에서 점광원A와 점광원 B가 이미지 센서상의 점C 한곳에 모일 수 있다. 이때, 점광원 A,B가 간섭에 의해 점 C에 간섭무늬가 형성되고, 그에 따라 이미지 겹침 현상이 발생한다. 즉, 광 간섭 효과에 의해 간섭무늬가 형성되야만, 이미지 겹칩 현상이 발생할 수 있다.On the other hand, in the multiple pinhole array camera, the point light source A and the point light source B may be gathered at one point C on the image sensor. At this time, an interference fringe is formed at the point C by the interference of the point light sources A and B, and thus an image overlap phenomenon occurs. That is, the image overlap chip phenomenon may occur only when the interference fringe is formed by the optical interference effect.

도 22의 (a)에 예시된 이미지를, 다중 렌즈 어레이 카메라로 촬영하면 도 22의 (b)와 같이 이미지 겹침 현상만 발생하나, 다중 핀홀 카메라로 촬영하면 도 22의 (c)와 같이 이미지 겹침 현상과 간섭 현상이 발생할 수 있다.When the image illustrated in (a) of FIG. 22 is photographed with a multi-lens array camera, only an image overlap occurs as shown in FIG. 22 (b). However, when the image is captured with a multi-pinhole camera, the image is overlapped as illustrated in FIG. And phenomena may occur.

본 발명의 일실시예에 따른 다중 핀홀 카메라는 광 회절 및 간섭에 의한 무늬, 일정한 간섭 무늬 패턴을 형성하여 촬영하게되는데, 첫번째 밝은 무늬의 크기는 구비된 복수의 핀홀 간의 간격에 비례하고, 핀홀 갯수에 반비례하여 결정된다.Multi-pinhole camera according to an embodiment of the present invention is photographed by forming a pattern by a light diffraction and interference, a constant interference fringe pattern, the size of the first bright pattern is proportional to the distance between the plurality of pinholes provided, the number of pinholes It is determined in inverse proportion to.

복수의 핀홀 간의 간격 및 갯수를 조정하여, 높은 해상도를 달성할 수 있고, 광량도 증가시킬 수 있다. 또한, 렌즈를 사용하지 않으므로, 무초점 촬상이 가능하고 카메라의 소형화와 경량화가 가능하다.By adjusting the spacing and number between the plurality of pinholes, high resolution can be achieved and the amount of light can be increased. In addition, since the lens is not used, focus-free imaging is possible, and the camera can be made smaller and lighter.

도 23은 본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.23 is a flowchart illustrating a method of operating a multiple pinhole camera according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라의 동작 방법은 핀홀을 통과한 광을 감지하는 단계(S2310), 상기 감지되는 광에 기초하는 복수의 이미지를 분할하는 단계(S2320), 상기 분할된 복수의 이미지를 합성하는 단계(S2340)를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method of operating a multiple pinhole camera includes detecting a light passing through a pinhole (S2310), dividing a plurality of images based on the detected light (S2320), and the divided plurality of Synthesizing the image may include a step (S2340).

상기 분할 단계는(S2320), 하나의 핀홀에 대응하는 광센서 영역 크기를 기반으로 상기 복수의 이미지를 분할할 수 있고, 광 경로 별로 상기 복수의 이미지를 분할할 수 있다.In the dividing step (S2320), the plurality of images may be divided based on the size of the photosensor region corresponding to one pinhole, and the plurality of images may be divided for each optical path.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 다중 핀홀 카메라의 동작 방법은 이미지의 해상도를 변환하는 단계(S2330)를 더 포함할 수 있다. 특히, 상기 분할된 복수의 이미지의 해상도를 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the operation method of the multi-pinhole camera according to the embodiment of the present invention may further include converting the resolution of the image (S2330). In particular, the method may further include increasing the resolution of the divided plurality of images.

상기 해상도 증가 단계는, 도 13 내지 도 16을 참조하여 설명한 것과 같이, 상기 분할된 복수의 이미지들을 수평 방향으로 해상도를 증가시키는 단계, 상기 해상도가 증가된 이미지들을 수평 방향으로 배치된 이미지들끼리 합성하는 단계, 상기 합성된 이미지의 색상을 보정하는 단계, 상기 색상을 보정한 이미지들을 수직 방향으로 해상도를 증가시키는 단계, 전체 이미지들을 합성하는 단계, 상기 합성된 전체 이미지의 색상을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.The increasing of the resolution may include increasing the resolution of the divided plurality of images in a horizontal direction, as described with reference to FIGS. 13 through 16, and synthesizing the images having the increased resolution arranged in the horizontal direction. And correcting the color of the synthesized image, increasing the resolution of the color corrected images in a vertical direction, synthesizing all the images, and correcting the color of the synthesized total image. can do.

한편, 상기 분할된 복수의 이미지들을 기설정된 배치 설정에 따라 재정렬하는 보정 단계를 더 포함할 수도 있다.Meanwhile, the method may further include a correcting step of rearranging the plurality of divided images according to a preset arrangement.

한편, 본 발명에 따른 다중 핀홀 카메라 및 그 동작 방법은 휴대 전화기, 스마트폰과 같은 모바일 기기 및 TV, 모니터와 같은 영상표시장치 내에 구비될 수 있다.Meanwhile, the multiple pinhole camera and its operation method according to the present invention may be provided in a mobile phone such as a mobile phone, a smartphone, and an image display device such as a TV or a monitor.

본 발명에 따른 다중 핀홀 카메라 및 그 동작 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The multi-pinhole camera and its operation method according to the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, the embodiments are all or part of each embodiment so that various modifications can be made May be optionally combined.

한편, 본 발명의 다중 핀홀 카메라의 동작 방법은 다중 핀홀 카메라에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.On the other hand, the operating method of the multi-pinhole camera of the present invention can be implemented as a processor-readable code on a processor-readable recording medium provided in the multi-pinhole camera. The processor-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by the processor is stored. Examples of the recording medium that can be read by the processor include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave such as transmission over the Internet . In addition, the processor-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that code readable by the processor in a distributed fashion can be stored and executed.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (16)

복수의 핀홀(pinhole)을 포함하는 핀홀 어레이(pinhole array);
상기 핀홀을 통과한 광을 감지하는 복수의 광센서를 포함하는 센서 어레이(sensor array); 및,
상기 감지되는 광에 기초하여 복원 이미지를 생성하는 제어부;를 포함하는 다중 핀홀 카메라.
A pinhole array including a plurality of pinholes;
A sensor array including a plurality of optical sensors for sensing light passing through the pinholes; And
And a controller configured to generate a reconstructed image based on the detected light.
제1항에 있어서,
상기 핀홀 어레이는 동일한 광원으로부터의 광을 상기 복수의 핀홀로 통과시켜 간섭 및 회절 현상을 발생시키는 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라.
The method of claim 1,
And the pinhole array passes light from the same light source into the plurality of pinholes to generate interference and diffraction.
제2항에 있어서,
상기 센서 어레이는, 상기 간섭 및 회절로 인한 첫번째 밝은 간섭 무늬가 생기는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라.
3. The method of claim 2,
And the sensor array is positioned at a position where a first bright interference fringe occurs due to the interference and diffraction.
제3항에 있어서,
상기 첫번째 밝은 간섭 무늬의 크기는 상기 핀홀 어레이에 포함되는 핀홀의 수에 반비례하고, 핀홀 간의 간격에 비례하는 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라.
The method of claim 3,
Wherein the size of the first bright interference fringe is inversely proportional to the number of pinholes included in the pinhole array, and is proportional to the spacing between the pinholes.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 핀홀 어레이에 포함되는 핀홀의 수 및 핀홀들 간의 간격에 기초하여 겹쳐져 있는 복수의 촬상 이미지를 분할하는 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라.
The method of claim 1,
And the controller divides the plurality of captured images overlapped based on the number of pinholes included in the pinhole array and the interval between the pinholes.
제5항에 있어서,
상기 제어부는, 하나의 핀홀에 대응하는 광센서 영역 크기를 기반으로 상기 복수의 촬상 이미지를 분할하는 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라.
The method of claim 5,
The control unit may divide the plurality of captured images based on the size of the photosensor region corresponding to one pinhole.
제5항에 있어서,
상기 제어부는, 광 경로 별로 상기 복수의 촬상 이미지를 분할하는 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라.
The method of claim 5,
The controller is configured to divide the plurality of captured images for each optical path.
제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 분할된 복수의 촬상 이미지를 합성하여 상기 복원 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라.
The method of claim 5,
The control unit may generate the reconstructed image by synthesizing the plurality of divided captured images.
제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 분할된 복수의 이미지의 해상도를 증가시키고, 합성하여, 상기 복원 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라.
The method of claim 5,
The control unit may increase the resolution of the plurality of divided images and synthesize the generated multi-pinhole camera.
제1항에 있어서,
상기 광센서는, CCD 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라.
The method of claim 1,
The optical sensor is a multiple pinhole camera, characterized in that the CCD image sensor.
복수의 핀홀(pinhole)을 통과한 광을 감지하는 단계;
상기 감지되는 광에 기초하는 복수의 이미지를 분할하는 단계; 및,
상기 분할된 복수의 이미지를 합성하는 단계;를 포함하는 다중 핀홀 카메라의 동작 방법.
Sensing light passing through a plurality of pinholes;
Segmenting a plurality of images based on the sensed light; And
Synthesizing the plurality of divided images; and operating the multiple pinhole camera.
제11항에 있어서,
상기 분할 단계는, 하나의 핀홀에 대응하는 광센서 영역 크기를 기반으로 상기 복수의 이미지를 분할하는 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라의 동작 방법.
12. The method of claim 11,
The dividing step may include: dividing the plurality of images based on the size of an optical sensor region corresponding to one pinhole.
제11항에 있어서,
상기 분할 단계는, 광 경로 별로 상기 복수의 이미지를 분할하는 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라의 동작 방법.
12. The method of claim 11,
In the dividing step, the plurality of images are divided by light paths.
제11항에 있어서,
상기 분할된 복수의 이미지의 해상도를 증가시키는 단계;를 더 포함하는 다중 핀홀 카메라의 동작 방법.
12. The method of claim 11,
And increasing the resolution of the divided plurality of images.
제14항에 있어서,
상기 해상도 증가 단계는,
상기 분할된 복수의 이미지들을 수평 방향으로 해상도를 증가시키는 단계;
상기 해상도가 증가된 이미지들을 수평 방향으로 배치된 이미지들끼리 합성하는 단계;
상기 합성된 이미지의 색상을 보정하는 단계;
상기 색상을 보정한 이미지들을 수직 방향으로 해상도를 증가시키는 단계;
전체 이미지들을 합성하는 단계;
상기 합성된 전체 이미지의 색상을 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 핀홀 카메라의 동작 방법.
15. The method of claim 14,
The resolution increase step,
Increasing the resolution of the divided plurality of images in a horizontal direction;
Synthesizing the images of which the resolution is increased are arranged in a horizontal direction;
Correcting a color of the synthesized image;
Increasing the resolution of the color corrected images in a vertical direction;
Synthesizing the entire images;
Correcting the color of the synthesized overall image; a method of operating a multiple pinhole camera, comprising: a.
제11항에 있어서,
상기 분할된 복수의 이미지들을 기설정된 배치 설정에 따라 재정렬하는 단계;를 더 포함하는 다중 핀홀 카메라의 동작 방법.
12. The method of claim 11,
And rearranging the plurality of divided images according to a preset arrangement.
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