KR100735447B1

KR100735447B1 - 휴대용 단말기용 스테레오 카메라 모듈

Info

Publication number: KR100735447B1
Application number: KR1020050125998A
Authority: KR
Inventors: 이상진
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2007-07-04
Also published as: KR20070065500A

Abstract

본 발명은 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈에 관한 것으로서, 소정 간격으로 이격되어 배치되고, 피사체를 촬영하여 상기 피사체의 영상을 각각 생성하는 2개의 카메라 모듈과 상기 피사체의 2개의 영상을 합성하여 상기 피사체의 3차원 영상을 생성하는 영상처리부 및 상기 피사체의 영상을 초점 제어용 영상으로 변환하고, 상기 초점 제어용 영상을 분석하여 상기 피사체 영상의 초점이 최적이 되도록 상기 2개의 카메라 모듈의 초점을 제어하고, 상기 2개의 카메라 모듈이 각각 상기 피사체 방향으로 향하도록 상기 2개의 카메라 모듈의 방향을 제어하고, 상기 영상처리부에서 3차원 영상을 생성하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명에 따르면, 휴대폰이나 PDA 등에서 손쉽게 3차원 영상을 촬영하게 할 수 있게 하는 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈이 제공될 수 있다.

스테레오 카메라(stereo camera), 3차원 영상(3 dimensional image), 휴대형 단말기기(Hand Held Device)

Description

휴대용 단말기용 스테레오 카메라 모듈{STEREO CAMERA MODULE FOR HAND HELD DEVICE}

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 피사체와 카메라 모듈의 배치를 나타내는 배치도.

도 3은 본 발명에 따른 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈에 있어서 카메라 모듈의 초점 및 방향 조정에 대한 플로우 차트.

도 4는 본 발명에 따른 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈이 탑재된 휴대폰.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

11a, 11b, 41a, 41b : 카메라 모듈

12 : 제어부

13 : 영상처리부

22 : 피사체

21 : 휴대용 단말기기

40 : 휴대폰

S11a, S11b : 카메라 모듈 제어 신호

S12a, S12b, S13a, S13b : 피사체 영상

S14 : 영상처리기 동작신호

S15 : 3차원 영상 출력

S16 : 줌 동작 신호

본 발명은 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대형 단말기기에 탑재되어 3차원 입체영상 촬영이 가능하도록 하는 스테레오 카메라 모듈에 관한 것이다.

3차원 입체영상이란 2차원 영상이 가질 수 없는 깊이 및 공간형성 정보를 더해서 영상 내의 사물에 입체감을 심어 줄 수 있는 기술이다. 여기서 입체감은 인간의 두 눈이 받아들이는 좌,우 영상의 차이로 인해 나타나며, 두뇌의 합성과정을 통해 3차원 입체영상으로 인식하게 되는 것으로 이는 두 눈이 약 65mm 간격으로 떨어져 위치하고 있어서 서로 약간 다른 두 방향의 영상을 보게 될 때, 양안의 시차가 발생하는 것을 이용하는 것이다.

이러한 3차원 입체영상을 촬영하기 위해서는 서로 연동되는 2개의 카메라가 필요한데, 기존의 휴대용 단말 장치나 디지털 카메라와 같이 1개의 카메라 모듈 만이 있는 경우에 3차원 영상을 취득하기 위해서는 먼저 한쪽의 영상을 촬영한 후, 다른 쪽의 영상을 촬영하여 이를 합성하는 방법이 있으나, 이는 2번의 영상을 촬영하는 동안 시간차가 발생하여 피사체가 움직이는 경우에는 원하는 3차원 영상을 촬영할 수 없으며, 또한 촬영되는 영역이 동일하게 유지되기가 어려우므로 3차원 영상을 만들기가 매우 어렵다.

또한 복수의 카메라를 사용하여 입체 영상을 합성할 수 있는데, 이경우에 있어서도 상기 복수의 카메라의 줌, 초점, 방향 등이 모두 동기되어야 하므로, 3차원 입체 영상을 획득하기에는 많은 시간과 노력 및 비용이 든다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 휴대폰이나 PDA 등의 휴대용 단말기기 등에 탑재되어 저비용으로 3차원 영상을 손쉽게 촬영할 수 있게 하여, 휴대용 단말기기를 다기능화 시키는 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈을 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은,

소정 간격으로 이격되어 배치되고, 피사체를 촬영하여 상기 피사체의 영상을 각각 생성하는 2개의 카메라 모듈과 상기 피사체의 2개의 영상을 합성하여 상기 피사체의 3차원 영상을 생성하는 영상처리부 및 상기 피사체의 영상을 초점 제어용 영상으로 변환하고, 상기 초점 제어용 영상을 분석하여 상기 피사체 영상의 초점이 최적이 되도록 상기 2개의 카메라 모듈의 초점을 제어하고, 상기 2개의 카메라 모듈이 각각 상기 피사체 방향으로 향하도록 상기 2개의 카메라 모듈의 방향을 제어하고, 상기 영상처리부에서 3차원 영상을 생성하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈을 제공한다.

바람직하게는, 상기 제어부는 상기 2개의 카메라 모듈의 초점의 변화에 따라 상기 2개의 카메라 모듈의 방향이 연동 되도록 제어하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제어부는 상기 2개의 카메라 모듈의 초점과 방향의 연동 데이터가 기 설정되어 있고, 상기 연동 데이터에 따라 상기 2개의 카메라 모듈의 초점 및 방향이 서로 연동 되도록 제어하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어부는 외부에서 인가되는 줌 동작 신호에 의하여 상기 2개의 카메라 모듈의 줌을 제어하고, 상기 2개의 카메라 모듈의 줌 상태에 따라 상기 2개의 카메라 모듈의 초점 및 방향이 서로 연동 되도록 제어하는 것일 수 있다.

나아가, 상기 영상처리부는 상기 피사체의 2개의 영상을 2차원 영상으로 출력하고, 상기 제어부는 상기 영상처리부가 2차원 영상을 출력하도록 제어하는 것을 포함하는 것일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다. 첨부된 도면에서 동일한 번호를 가지는 것은 동일한 구성요소를 표현하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스테레오 카메라 모듈의 구성도를 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서 스테레오 카메라 모듈은 2개의 카메라 모듈(11a, 11b)과, 영상처리부(13)와 제어부(12)를 포함한다.

상기 카메라 모듈(11a, 11b)은 피사체(미도시)를 촬영하여 피사체의 영상을 생성하고 상기 피사체의 영상(S12a, S12b, S13a, S13b)을 제어부(12)와 영상처리부(13)에 제공한다. 상기 카메라 모듈은 PDA, 휴대폰 등의 휴대형 단말기기에 탑재될 수 있으며, 소정의 거리로 이격되어 배치된다. 상기 거리는, 바람직하게는, 사람의 두 눈의 간격과 비슷한 65mm가 될 수 있다.

상기 제어부(12)는 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점 조정을 할 수 있도록 상기 피사체의 영상(S12a, S12b)을 변환하며, 이를 처리하여 상기 피사체의 영상이 최적의 초점을 가질 수 있도록 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점을 제어하며(S11a, S11b), 상기 초점에서 상기 카메라 모듈(11a, 11b)이 피사체를 정방향으로 향할 수 있도록 방향을 제어한다(S11a, S11b).

또한 상기 제어부(12)는 상기 영상처리부(13)가 상기 2개의 피사체의 영상을 합성하여 3차원 영상을 합성할 수 있도록 동작 신호를 준다(S14).

상기 영상처리부(13)은 상기 제어부(12)의 상기 동작 신호(S14)에 의해 상기 피사체의 영상으로 3차원 영상을 합성하여 3차원 영상을 출력한다(S15). 3차원 영상 합성 메카니즘은 공지의 기술이므로 상세히 설명하지 않는다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 카메라 모듈(11a, 11b)은 줌 기능을 포함할 수 있으며, 상기 제어부(12)는 외부의 줌 동작 신호(S16)에 의하여 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 줌을 제어한다.

본 발명의 일 실시형태에서 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점과 방향은 서로 연동되어 제어될 수 있는데, 이하, 이에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 피사체와 카메라 모듈의 배치를 나타내는 배치도이다.

도 2에 나타난 바와 같이 2개의 카메라 모듈(11a, 11b)은 d1만큼 이격되어 휴대용 단말기기(21)에 탑재되며, 상기 피사체(22)와의 거리가 d2가 되도록 배치되어 있다. 따라서, 상기 2개의 카메라 모듈(11a, 11b)이 상기 피사체(22)에 대한 3차원 영상을 촬영하는 경우에는 상기 카메라 모듈(11a, 11b)이 상기 피사체(22)를 향하도록 하여야 하는데, 이 경우 상기 카메라 모듈(11a, 11b)과 상기 피사체(22)를 지나는 직선과, 상기 휴대형 단말기기와 상기 피사체(22)를 지나는 직선이 이루는 각을 θ라 하면, 도 2에 도시된 바와 같이 이 각은 상기 카메라 모듈(11a, 11b)이 상기 휴대용 단말기기(21)과 이루는 각과 동일하다. 상기 각 θ를 구하는 식은 아래와 같다.

상기 수학식 1에서 d1은 상기 휴대용 단말기기(22)에 상기 카메라 모듈(11a, 11b)를 탑재함으로써 정해지는 상수이므로, d2가 결정되면 각도 θ의 값은 정해진다. 본 실시형태에 따른 제어부(12)는 상기 카메라 모듈(11a, 11b)로부터의 상기 피사체(22)의 영상을 변환하고 이를 처리하여 상기 피사체의 영상이 최적의 초점을 가질 수 있도록 상기 카메라 모듈의 초점을 제어하는 과정에서, 상기 카메라 모듈 (11a, 11b)의 초점 상태에 따라 상기 카메라 모듈(11a, 11b)과 상기 피사체(22) 사이의 거리(d2)를 결정할 수 있다. 상기 제어부(12)는 결정된 d2의 값을 이용하여 상기 수학식 1에 따라 각도 θ를 계산하고, 상기 카메라 모듈(11a, 11b)이 상기 각도 θ의 값을 가지도록 상기 카메라 모듈(11a, 11b)을 제어(S11a, S11b)하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 상기 제어부(12)는 기설정된 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점과 방향에 대한 연동 데이터에 따라 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점 및 방향이 서로 연동 되도록 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 방향을 제어할 수 있다.

상기 수학식 1을 이용하는 경우에는 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점이 변경될 때마다 상기 각도 θ의 값을 구해야 하므로 계산을 하기 위한 시간이 필요하여 피사체의 움직임에 따른 즉각적인 반응이 어려울 수 있으므로, 상기 수학식 1에 의한 초점과 방향의 연동데이터를 미리 계산하여 설정하여두고, 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점 상태에 따라 상기 연동데이터를 참조하여 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 방향을 제어하는 것일 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 스테레오 카메라 모듈의 카메라 모듈의 초점과 방향의 조정에 대한 플로우 차트를 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈(11a, 11b)에 피사체의 영상이 입력되면(S310), 제어부(12)는 상기 피사체의 영상을 분석하기 위하여 초점 제어용 영상으로 변환한다(S320). 상기 제어부(12)는 상기 초점 제어용 영상을 분석하여 카메라 모듈의 초점거리를 계산하고(S330), 상기 초점거리를 현재의 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점거리와 비교한다(S340).

상기 초점거리에 변화가 없는 경우에는 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점 및 방향은 현재의 상태를 유지하지만, 상기 초점거리에 변화가 있는 경우에는 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점거리를 바꾸고(S350), 이에 따라 카메라 모듈(11a, 11b)이 피사체를 정방향으로 향하도록 방향을 조정한다(S360).

이 경우에, 상기 제어부(12)는 기설정된 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점과 방향의 연동데이터를 참조하여(S370) 상기 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점에 대한 방향을 조정할 수 있다(S360).

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 피사체에 대한 상기 2개의 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점거리는 동일할 수 있으며, 상기 2개의 카메라 모듈(11a, 11b) 중 어느 하나를 기준으로 초점 거리를 구하여 상기 2개의 카메라 모듈의 초점거리가 동일해 지도록 하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 피사체에 대한 상기 2개의 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점 거리를 각각 계산하여, 상기 피사체의 영상의 초점 상태가 최소의 오차를 가질 수 있는 초점거리로 상기 2개의 카메라 모듈(11a, 11b)의 초점 거리를 동일하게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 본 발명에서 제공하는 스테레오 카메라 모듈은 통상적인 카메라 모듈이 제공하는 2차원 영상도 출력할 수 있다. 상기 제어부(12)는 2차원 영상을 출력하기 위한 동작신호를 상기 영상처리부(13)에 전달하면, 상기 영상처리부(13)는 상기 피사체의 영상으로 부터 2차원 영상을 출력한다. 이 경우에 있어서, 상기 2차원 영상은, 2개의 카메라 모듈(11a, 11b)로 부터 각각 입력받은 영상을 촬영한 후에 상기 2개의 영상을 선택하여 출력을 하는 것일 수 있으며, 상기 2개의 영상을 모두 출력할 수 있는 것일 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 2차원 영상을 출력하기 위하여 상기 2개의 카메라 모듈 중 어느 하나만을 작동시켜 2차원 영상을 얻어 출력하는 것일 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 스테레오 모듈이 탑재된 휴대폰을 도시한 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이 2개의 카메라 모듈(41a, 41b)는 소정의 거리로 이격되어 휴대폰(40)에 탑재된다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다 는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 피사체를 촬영하는 2개의 카메라 모듈을 탑재하여 그 초점과 방향을 제어하고 이에 따라 3차원 영상을 합성하여 출력함으로써, 휴대형 단말기기에서 3차원 영상촬영을 가능하게 하는 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈을 제공할 수 있다.

Claims

소정 간격으로 이격되어 배치되고, 피사체를 촬영하여 상기 피사체의 영상을 각각 생성하는 2개의 카메라 모듈;

상기 2개의 카메라 모듈로부터 각각 생성된 영상을 합성하여 상기 피사체에 대한 3차원 영상을 생성하는 영상처리부; 및

상기 2개의 카메라 모듈로부터 생성된 영상을 초점 제어용 영상으로 각각 변환하고, 상기 초점 제어용 영상을 각각 분석하여 상기 피사체에 대한 초점이 최적이 되도록 상기 2개의 카메라 모듈의 초점을 제어하고, 상기 2개의 카메라 모듈 각각의 촬영방향이 상기 피사체를 향하도록 상기 2개의 카메라 모듈의 촬영방향을 제어하고, 상기 영상처리부에서 3차원 영상을 생성 하도록 제어하는 제어부를 포함하며,

상기 제어부는 상기 2개의 카메라 모듈의 초점을 제어함으로써 결정되는 상기 피사체에 대한 거리에 연동하여 상기 2개의 카메라 모듈의 촬영방향을 상기 피사체를 향하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 2개의 카메라 모듈의 초점과 촬영방향 사이의 상호 관계를 기록한 연동 데이터가 기 설정되어 있고, 상기 연동 데이터에 따라 상기 2개의 카메라 모듈의 초점 및 촬영방향이 서로 연동 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 외부에서 인가되는 줌 동작 신호에 의하여 상기 2개의 카메라 모듈의 줌을 제어하고, 상기 2개의 카메라 모듈의 줌 상태에 따라 상기 2개의 카메라 모듈의 초점 및 촬영방향이 서로 연동 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 영상처리부는 상기 피사체의 2개의 영상을 2차원 영상으로 출력하고,

상기 제어부는 상기 영상처리부가 2차원 영상을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기기용 스테레오 카메라 모듈.