[첨단 헬로티]
화인스텍, JAI의 GO-5100MP-USB와 FLIR의 BFS-PGE-51S5P-C 공급
편광 개념 이해
편광(Polarization)은 말 그대로 빛을 분극화 시키는 것이다. 여기서 ‘분극화’란 극성을 분리시키는 것을 뜻하는데, 이러한 말이 나온 이유는 빛에 극성(방향성)이 있기 때문이다. 광은 전기장과, 전기장에 직각으로 구성된 자기장으로 이루어져 있다. 그리고 이러한 광의 극성 중 원하는 극성만을 구별(Polarize 혹은 Filter)하여 특정한 극성의 광 성분만을 수신하기로 하는 것이 바로 ‘편광’이다. 이러한 편광에 대한 예를 들어보면 다음과 같다.
사진1
사진1의 왼쪽은 편광 필터를 적용하기 전의 이미지이고, 오른쪽은 편광 필터를 적용한 후의 이미지이다. 이 이미지를 촬상하는 데에 있어서 목적은 물의 난반사(특정한 각도로 들어오는 빛)를 제거하는 것이었고, 그것을 위해서 편광 필터를 적용한 것이다. 이와 같이 편광의 개념은 특정한 각도의 빛을 구별시켜 필터 해주는 것이다.
편광 카메라의 구조
화인스텍에서 취급하는 편광 카메라는 JAI의 GO-5100MP-USB와 FLIR의 BFS-PGE-51S5P-C가 있다. 이 두 카메라는 모두 SONY의 IMX250MZR(모노 선형 편광 센서) 센서가 탑재되어 있다. 이 센서는 CMOS 센서로서 와이어 그리드 편광 원리를 채택하고 있으며, 3.45um의 픽셀 4개마다 0, 45, 90, 135도의 방향 선형 편광 필터 4개를 사용하는 2464 x 2056 글로벌 셔터 센서다.
이 센서의 구조는 다음과 같다. 위쪽부터 90도, 45도로 홀수 라인이 구성되고, 135도, 0도로 짝수 라인이 구성된다. 그리고 렌즈 아래에 편광 필터가 구성됨으로써 불필요하게 들어오는 간섭 편광 신호를 제거해준다.
그림1
이러한 구조를 통과하는 광은 베이어 패턴 디스플레이와 비슷한 데이터를 출력한다. 그리고 이렇게 출력된 이미지 데이터는 다음과 같이 구성되며 그 이미지는 다음과 같다.
그림2
편광 카메라 데이터 출력
편광 카메라의 구조에 대해서는 위에서 살펴본 바와 같이 4개의 각도에 대한 패턴으로 이루어져 있다. 이러한 데이터를 출력하는 방식으로는 다음과 같은 방식이 있다.
1. Raw Data 출력
편광 카메라는 일반 베이어 패턴 컬러 카메라와 같이 Raw Data로 출력 가능하다. 이렇게 출력하게 되면 베이어 카메라를 모노로 출력했을 때와 비슷하게 출력하게 된다.
사진2
2. 각도 별 4분할 출력
데이터를 0도, 45도, 90도, 135도 순으로 4분할하여 출력한다.
사진3
3. 컬러로 부각된 이미지 출력
이처럼 각도로 부각된 출력을 특정 알고리즘을 통하여 합쳐서 컬러로 출력하는 방식이 있다. 이러한 방식에는 AoLP(Angle of Linear Polarization. JAI는 PolarizeAngle이라고 칭함), DoLP(Degree of Linear Polarization. JAI는 PolarizeRatio라고 칭함) 등이 있다.
사진4
4. 합친 이미지 개별 출력 가능
위에 나온 출력들, 곧 AoLP나 DoLP 같은 것들을 분할해서 각각 출력해줄 수도 있다. JAI는 화면을 4분할 해서 각 Panel에 어떤 출력을 보여줄 것인지 지정할 수 있다.
사진5
화인스텍
