KR100778318B1 - Stereo camera system for moving lens horizontally - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인간의 시각기능에 충실한 스테레오 입체카메라 시스템에 관한 것으로서, 좌, 우 두 개의 영상센서(11)(12)를 포함하는 카메라 모듈과, 각각의 영상센서(11)(12)에 영상을 맺히게 하는 자동 초점 렌즈모듈과, 좌측 자동 초첨 렌즈(21)의 모터 위치 정보를 확인하는 좌측 위치검출센서(71)와, 상기 우측 자동 초점 렌즈(22)의 모터 위치 정보를 확인하는 우측 위치검출센서(72)와, 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)간의 이격거리를 조절하여 주시각을 조절하는 모터(30)와, 후술하는 제어부(50)의 모터구동신호에 응하여 상기 모터(30)의 구동상태를 제어하는 모터 구동부(40)와, 상기 좌측 위치검출센서(71)와 우측 위치검출센서(72)로부터 입력되는 좌측 자동 초점 렌즈(21)의 모터 위치 정보와 우측 자동 초점 렌즈(22)의 모터 위치 정보를 이용하여 좌측 자동 초점 렌즈(21)와 우측 자동 초점 렌즈(22)간의 거리 정보를 산출하고 상기 모터 구동부(40)를 제어하는 제어부(50)와, 상기 카메라 모듈로부터의 좌, 우 영상 입력을 하나의 입체 영상으로 합성하는 영상합성부(60)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a stereo three-dimensional camera system that is faithful to the human visual function, and includes a camera module including two image sensors 11 and 12, and an image to each of the image sensors 11 and 12. An autofocus lens module for forming a lens, a left position detection sensor 71 for confirming motor position information of the left autofocus lens 21, and a right position detection sensor for confirming motor position information of the right autofocus lens 22 The motor 30 to adjust the viewing angle by adjusting the separation distance between the 72 and the left and right autofocus lenses 21 and 22, and the motor 30 in response to the motor driving signal of the controller 50 to be described later. Motor position information and a right autofocus lens of the left autofocus lens 21 which are input from the motor driver 40 for controlling the driving state of the motor, and the left position detection sensor 71 and the right position detection sensor 72. Left auto focus using motor position information A controller 50 which calculates distance information between the lens 21 and the right autofocus lens 22 and controls the motor driver 40, and synthesizes left and right image inputs from the camera module into one stereoscopic image. It is characterized by consisting of an image synthesizer 60.
스테레오 입체 카메라, 인간 시각, 수평이동축 방식, 자동초점, 주시각 조절 Stereo Stereo Camera, Human Vision, Horizontal Axis, Auto Focus, View Angle Adjustment
Description
도 1은 본 발명에 따른 인간의 시각구조를 고려한 수평이동식 스테레오 입체카메라 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도,1 is a block diagram for explaining the configuration of a horizontal stereoscopic stereoscopic camera system in consideration of the human visual structure according to the present invention;
도 2는 도 1에 적용된 제어부와 영상합성부의 신호처리 관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for describing a signal processing relationship between a controller and an image synthesizer applied to FIG. 1.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ****** Explanation of symbols on main parts of drawing ***
11 : 좌측 영상센서11: Left image sensor
12 : 우측 영상센서12: Right image sensor
21 : 좌측 자동 초점 렌즈21: Left auto focus lens
22 : 우측 자동 초점 렌즈22: Right auto focus lens
30 : 모터30: motor
40 : 모터 구동부40: motor drive unit
50 : 제어부50: control unit
60 : 영상합성부60: image synthesis unit
70 : 좌측 위치검출센서70: left position detection sensor
71 : 우측 위치검출센서71: right position detection sensor
본 발명은 렌즈 수평이동방식 양안 입체카메라 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a binocular stereoscopic camera system of the lens horizontal movement method.
보다 상세하게는, 스테레오 입체카메라의 구조를 인간의 시각 구조와 유사하도록 설계하기 위한 렌즈 수평이동방식 스테레오 입체카메라 시스템에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a lens horizontally moving stereo stereoscopic camera system for designing a stereoscopic stereoscopic camera to be similar to a human visual structure.
즉, 본 발명은 획득되는 영상의 왜곡을 최소화시키기 위하여 인간의 눈에서처럼 망막에 해당하는 센서는 고정 시켜두고 수정체에 해당하는 렌즈만을 수평으로 이동시키는 렌즈 수평이동방식을 입체카메라에 적용시키고, 자동초점 렌즈의 렌즈의 위치정보를 확인할 수 있는 위치검출 센서로부터 추출되는 변위정보를 거리정보로 환산하여 주시각을 자동으로 조절하기 위한 렌즈 수평이동방식 스테레오 입체카메라 시스템에 관한 것이다.In other words, the present invention applies a lens horizontal shifting method to a stereoscopic camera that horizontally shifts only the lens corresponding to the lens, while fixing the sensor corresponding to the retina, as in the human eye, in order to minimize the distortion of the acquired image. The present invention relates to a lens horizontally moving stereo stereo camera system for automatically adjusting the viewing angle by converting displacement information extracted from a position detection sensor capable of confirming lens position information of a lens into distance information.
기존의 수평이동축 입체카메라는 기구적인 한계로 인하여 렌즈를 고정시키고 센서를 이동시키는 방식을 사용하였으나, 이로 인하여 센서의 입력 영상이 심하게 흔들리거나 왜곡이 발생하는 치명적인 단점과 실제 사람 눈과 달라 영상 획득조건에 따라 센서간 간격이 달라져 자연스러운 입체영상을 획득할 수 없다는 문제점이 있다.Conventional horizontal moving stereoscopic cameras use the method of fixing the lens and moving the sensor due to mechanical limitations, but due to this, the input image of the sensor is severely shaken or distorted. There is a problem in that a natural three-dimensional image cannot be obtained because the distance between the sensors varies depending on the conditions.
또한 좌, 우 영상의 얼라인먼트를 정교하게 일치시키기가 거의 불가능하다는 문제점이 있다. In addition, there is a problem that it is almost impossible to precisely match the alignment of the left and right images.
또한, 기존의 스테레오 입체카메라는 초점과 주시각의 연동을 위하여 수식을 도출한 뒤에 이를 위하여 기구적으로 해결하였으나, 최근의 카메라모듈은 자동초점렌즈를 사용하는 것이 대부분의 추세이며, 이러한 자동초점렌즈를 사용하였을 경우에는 기존의 기구적 방식을 사용한 초점과 주시각의 연동은 무용지물이 되어버린다는 문제점이 있다. In addition, the conventional stereo three-dimensional camera has been solved mechanically for this purpose after deriving the equation for the linkage between the focus and the viewing angle, but the recent camera module is the most trend to use the auto focus lens, such auto focus lens In case of using, there is a problem that the linkage of focus and gaze using the existing mechanical method becomes useless.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 입체카메라 시스템이 망막의 움직임을 최소화하는 사람의 시각구조와 유사한 구조인 좌, 우 두 센서를 완벽하게 고정시키고 좌, 우 두 렌즈를 이동시키는 방식이 적용된 렌즈 수평이동방식 양안 입체카메라 시스템을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is a stereoscopic camera system is a structure similar to the human visual structure to minimize the movement of the retina, the left and right two sensors are completely fixed The present invention provides a lens horizontal shifting binocular stereoscopic camera system in which a left and right lens is moved.
또한, 본 발명의 다른 목적은 별도의 제어보드를 설계하여 자동초점렌즈로부터의 거리정보를 읽어 들여 이를 바탕으로 LUT(Look Up Table)을 읽어들이고, LUT를 이용하여 모터를 제어함으로써, 주시각 및 초점을 연동시켜 조절하기 위한 렌즈 수평이동방식 양안 입체카메라 시스템을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to design a separate control board to read the distance information from the auto focus lens to read the LUT (Look Up Table) based on this, by controlling the motor using the LUT, An object of the present invention is to provide a binocular stereoscopic camera system with a horizontal lens shifting method for adjusting focus.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 자동초점 렌즈의 렌즈의 위치정보를 확인할 수 있는 위치검출 센서로부터 추출되는 변위정보를 거리정보로 환산하여 주시각을 자동으로 조절하기 위한 렌즈 수평이동방식 스테레오 입체카메라 시스템을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to convert the displacement information extracted from the position detection sensor that can determine the position information of the lens of the autofocus lens into the distance information to adjust the viewing angle automatically stereoscopic stereoscopic camera In providing a system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예는 스테레오 입체 카메라 시스템에 있어서, 좌, 우측 두 개의 영상센서(11)(12)를 포함하는 카메라 모듈과, 각각의 좌, 우측 영상센서(11)(12)에 영상을 맺히게 하는 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)를 포함하는 자동 초점 렌즈모듈과, 좌측 자동 초첨 렌즈(21)의 모터 위치 정보를 확인하는 좌측 위치검출센서(71)와, 상기 우측 자동 초점 렌즈(22)의 모터 위치 정보를 확인하는 우측 위치검출센서(72)와, 좌, 우 렌즈(21)(22)간의 이격거리를 조절하여 주시각을 조절하는 모터(30)와, 후술하는 제어부(50)의 모터구동신호에 응하여 상기 모터(30)의 구동상태를 제어하는 모터 구동부(40)와, 상기 좌측 위치검출센서(71)와 우측 위치검출센서(72)로부터 입력되는 좌측 자동 초점 렌즈(21)의 모터 위치 정보와 우측 자동 초점 렌즈(22)의 모터 위치 정보를 이용하여 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)간의 거리 정보를 산출하고, 산출된 거리정보를 이용하여 상기 모터 구동부(40)를 제어하는 제어부(50)와, 상기 카메라 모듈로부터의 좌, 우 영상 입력을 하나의 입체 영상으로 합성하는 영상합성부(60)로 구성 되는 것을 특징으로 한다.One embodiment of the present invention for achieving the above object is a stereoscopic camera system, a left and right camera module including two
그리고, 상기 제어부(50)는 거리정보 데이터로 이루어진 LUT(51)을 저장하고 있는 내부 메모리를 갖는 것이 바람직하다.The
그리고, 영상합성부(60)는 상기 좌측 및 우측 영상센서(11)(12)로부터 입력되는 좌우 영상입력을 입체영상으로 출력될 수 있도록 합성하는 영상합성기(61)와, 상기 영상합성기(61)에 의해 합성된 입체영상을 출력포맷으로 변환시켜 출력하는 출력포맷변환부(62)와, 좌, 우측 영상센서(11)(12)로부터 입력되는 신호를 이용하여 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)의 초점을 검출하는 좌, 우측 초점 검출부(63)(64)로 구성되는 것이 바람직하다.The
이하, 첨부한 도면을 참조하여 렌즈 수평이동방식 양안 입체카메라 시스템을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a lens horizontal shifting binocular stereoscopic camera system will be described.
렌즈 수평이동방식 양안 입체카메라 시스템은 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이 좌, 우 두 개의 영상센서(11)(12)를 포함하는 카메라 모듈과, 각각의 영상센서(11)(12)에 영상을 맺히게 하는 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)를 포함하는 자동 초점 렌즈모듈과, 좌측 자동 초첨 렌즈(21)의 모터 위치 정보를 확인하는 좌측 위치검출센서(71)와, 상기 우측 자동 초점 렌즈(22)의 모터 위치 정보를 확인하는 우측 위치검출센서(72)와, 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)간의 이격거리를 조절 하여 주시각을 조절하는 모터(30)와, 후술하는 제어부(50)의 모터구동신호에 응하여 상기 모터(30)의 구동상태를 제어하는 모터 구동부(40)와, 상기 좌측 위치검출센서(71)와 우측 위치검출센서(72)로부터 입력되는 좌측 자동 초점 렌즈(21)의 모터 위치 정보와 우측 자동 초점 렌즈(22)의 모터 위치 정보를 이용하여 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)간의 거리 정보를 산출하고, 상기 산출된 거리정보를 이용하여 상기 모터 구동부(40)를 제어하는 제어부(50)와, 상기 카메라 모듈로부터의 좌, 우 영상 입력을 하나의 입체 영상으로 합성하는 영상합성부(60)로 구성된다.Lens binocular binocular stereoscopic camera system includes a camera module including two
그리고, 상기 좌측/우측 자동초점렌즈(21)(22)는 초점제어용 모터를 구비하고 있으며, 상기 모터 구동부(40)에 의해 구동되어, 좌측/우측 자동초점렌즈(21)(22)의 초점을 조절하게 된다.The left and
그리고, 상기 제어부(50)는 마이크로프로세서를 포함하고 있으며, 상기 마이크로프로세서는 거리정보 데이터로 이루어진 LUT(51)과 제어프로그램을 저장하고 있는 내부 메모리를 갖는다. 상기 LUT(51)에 저장되어 있는 정보는 사용자에 의해 수정, 변경될 수 있으며, 제어부(50)는 사용자가 LUT(51)의 정보를 수정, 변경시킬 수 있도록 서비스한다.In addition, the
그리고, 상기 제어부(50)는 상기 좌측 및 우측 위치검출센서(71)(72)에 의해 감지된 모터 위치 정보를 이용하여 변위 정보를 생성하고, 생성된 변위정보에 따른 거리를 상기 LUT(51)를 통해 추출하여 실제 거리 정보를 생성한다.The
그리고, 영상합성부(60)는 상기 좌측 및 우측 영상센서(11)(12)로부터 입력되는 좌우 영상입력을 입체영상으로 출력될 수 있도록 합성하는 영상합성기(61)와, 상기 영상합성기(61)에 의해 합성된 입체영상을 출력포맷으로 변환시켜 출력하는 출력포맷변환부(62)와, 좌, 우측 영상센서(11)(12)로부터 입력되는 신호를 이용하여 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)의 초점을 검출하는 좌, 우측 초점 검출부(63)(64)로 구성된다.The
상기와 같이 구성된 렌즈 수평이동방식 양안 입체카메라 시스템의 작용은 다음과 같다.The operation of the lens horizontal shift binocular stereoscopic camera system configured as described above is as follows.
먼저 좌측 위치검출센서(71)와 우측 위치검출센서(72)는 좌측 자동 초첨 렌즈(21) 및 우측 자동 초점 렌즈(22)의 모터 위치 정보를 감지하여 제어부(50)로 출력한다.First, the left
그러면 제어부(50)는 감지된 모터 위치 정보를 이용하여 상기 좌측 자동 초첨 렌즈(21) 및 상기 우측 자동 초점 렌즈(22)에 대해 변위 정보를 생성하고, 생성된 변위정보에 따른 거리를 상기 마이크로프로세서의 내부 메모리에 저장된 LUT(51)를 통해 추출하여 실제 거리 정보를 생성한다.Then, the
그리고, 제어부(50)는 산출된 실제 거리정보와 현재 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)의 이격거리를 비교하고, 그 비교결과 값에 따라 모터 구동부(40)로 모터구동신호를 출력한다.The
그러면, 상기 모터 구동부(40)는 모터구동신호에 응하여 모터(30)로 구동전류를 공급하고, 모터(30)가 구동되어 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)의 이격거리가 조절된다. 이때, 제어부(50)는 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)의 초점을 조절하기 위한 제어신호를 모터 구동부(40)로 출력하고, 모터 구동부(40)는 도면으로 미도시된 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)내에 구비된 모터를 구동시켜 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)의 초점이 조절되도록 한다.Then, the
상기와 같이 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)의 이격거리가 조절되면, 상기 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)는 좌, 우 영상센서(11)(12)에 영상을 맺히게 하고, 상기 영상센서(11)(12)는 맺힌 좌, 우 영상을 영상합성부(60)로 출력한다.As described above, when the separation distance of the left and
그러면 영상합성부(60)는 입력되는 좌, 우 영상을 합성시켜 입체 영상을 생성하고, 생성된 입체 영상을 출력한다. 즉, 영상합성부(60)는 영상합성기(61)와, 출력포맷변환부(62)와, 좌, 우측 초점 검출부(63)(64)로 이루어져 있으며, 영상합성기(61)는 상기 좌측 및 우측 영상센서(11)(12)로부터 입력되는 좌우 영상입력으로부터 입체영상을 형성시키고, 출력포맷변환부(62)는 형성된 입체영상을 출력포맷 에 맞추어 변환시킨 후 화면상에 출력되도록 한다. Then, the
그리고, 좌측, 우측 초점 검출부(63)(64)는 상기 좌, 우측 영상센서(11)(12)로부터 입력되는 신호를 이용하여 좌측 및 우측 자동 초점렌즈(21)(22)의 초점을 검출하여 제어부(50)로 출력하고, 제어부(50)는 상기 좌측, 우측검출부(63)(64)로부터 입력되는 좌측, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)의 초점정보와 LUT(51)에 저장되어 있는 초점정보를 비교하여, 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)의 초점이 정확한지의 여부를 판단하고, 정확하지 않은 경우 상술한 바와 같이 모터 구동부(40)를 제어하여 좌, 우측 자동 초점 렌즈(21)(22)에 구비된 모터를 구동시켜 조절되도록 한다.The left and
한편, 제어부(50)는 사용자가 제어부(50)의 내부에 마련된 LUT에 저장되어 있는 정보를 수정, 변경시킬 수 있도록 메뉴항목을 제공하고, 사용자가 메뉴항목을 선택하여 원하는 시점에 원하는 정보로 LUT의 정보를 갱신시킬 수 있도록 한다.On the other hand, the
상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명은 사람의 시각구조를 바탕으로 주시각을 조절할 수 있도록 설계된 수평이동축 방식을 사용함에 따라, 획득된 입체 영상의 왜곡을 최소화하고 좌, 우 영상간의 불일치를 근본적으로 제거하는 효과가 있다. According to the present invention having the configuration and operation as described above and the preferred embodiment, the horizontal movement axis method designed to adjust the viewing angle based on the visual structure of the person minimizes the distortion of the obtained stereoscopic image, This effectively removes the inconsistency between the images.
또한 본 발명은 초점과 주시각의 연동에 있어서, 최근 보편화된 자동초점렌즈를 사용할 수 있도록 별도의 제어보드를 설계하여 종래기술에서와 같이 기구적인 고려가 더 이상 필요치 않게 되는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that the mechanical considerations are no longer necessary as in the prior art by designing a separate control board in order to use the autofocus lens that is popular in the focus and the viewing angle.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |