KR101432176B1 - 다시점 영상 취득용 다관절 카메라 조정장치 - Google Patents

다시점 영상 취득용 다관절 카메라 조정장치 Download PDF

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임혁규
최석재
윤경애
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브이앤아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 다시점 영상 취득용 다관절 카메라 조정장치에 관한 것으로서, 디지털 홀로그래피를 이용한 입체 영상을 구현하기 위하여 대상 물체를 촬영할 때, 다수의 카메라를 수평방향으로 용이하게 조절함과 동시에 각 카메라의 촬영시간을 동기화하여 고 해상도의 입체 영상을 표시할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명은, 대상 물체의 영상을 촬영하여 3D 정보를 획득하는 다수의 CCD(Charge Coupled Device, 전하결합소자) 카메라(10)와, 상기한 다수의 CCD 카메라(10)를 안착시키는 카메라 스테이지(70)와, 상기 카메라 스테이지(70)의 하부에 구비되는 삼각대(60)와, 상기 카메라 스테이지(7)를 승강시키는 높이 조절부재(62)를 포함하여 이루어져, 디지털 홀로그래피를 이용하여 투명 필름 상에 입체 영상을 구현하는 다시점 영상 취득용 카메라 조정장치에 있어서, 상기 카메라 스테이지(70)는, 카메라 스테이지 상에서 대상 물체(100)에 대한 촬영 각도를 조절할 수 있는 각도 조절부재를 구비하고, 상기 다수의 CCD 카메라(10)는, 각 카메라 간에 촬영 시차가 발생하지 않도록 카메라 제어기(80)의 외부 신호에 의해 촬영시점을 동기화시키는 것을 특징으로 한다.

Description

다시점 영상 취득용 다관절 카메라 조정장치{Multi-joint Camera Adjusting Apparatus for Obtaining Multi-view Image}
본 발명은 다시점 영상 취득용 다관절 카메라 조정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 각종 상품의 광고나 전시, 그림이나 골동품의 전시시 실제 물품 대신 홀로그래피 방식을 이용하여 입체 영상으로 표현하거나, 각종 무대 공연의 내용을 입체적인 영상으로 표현하기 위해 다시점 영상을 취득할 때, 복수의 카메라를 정확한 위치에 간편하게 정렬시키고, 그 촬영각도를 용이하게 조절할 수 있으며, 복수의 카메라의 촬영시점을 동기화하여 촬영함으로써 다양한 각도에서 고 해상도의 입체감을 구현할 수 있는 다관절 카메라 조정장치에 관한 것이다.
다시점 영상 기술은, 영상을 시청하는 관찰자의 두 눈에 시차를 주고 이 시차를 기준으로 영상을 합성하여 하나의 입체 영상으로 보이도록 한다.
즉, 관찰자의 좌우 눈에 각각 좌우 방향에서 본 것과 같은 영상을 제시하여 관찰자에게 입체 영상이 보이도록 하는 것이다. 이에 따라 2차원 평면 영상과 달리 3차원 공간의 물체를 보는 것과 같은 효과를 낼 수 있다.
이러한 다시점 영상 기술은, 각종 상품을 광고하거나 전시할 때, 그림이나 골동품 등을 실제 물품 대신 전시하는 경우, 각종 무대 공연의 내용을 입체적인 영상으로 표현할 때 많이 사용되고 있다.
다시점 영상을 얻기 위해서는 적어도 2대 이상의 카메라로 영상을 촬영하여야 하며, 이러한 다시점 영상은 스테레오스코픽(Stereoscopic) 3D(통상 S3D라 한다), 다시점 3D, 홀로그래피(Holography) 등으로 구분할 수 있다.
상기한 스테레오스코픽 3D는, 양안 시차를 갖는 2장의 2D 영상을 관찰자의 좌우의 눈에 따로 분리하여 제시함으로써 입체감을 구현하는 방식이다.
그러나 스테레오스코픽 3D는 2대의 카메라로만 촬영한 후 좌우 영상을 표시하므로, 관찰자가 한 방향에서만 입체적인 영상을 볼 수 있다는 단점이 있다.
이에 비하여 다시점 3D 영상은 여러 방향에서 촬영된 물체의 정보를 디스플레이하는 것으로서, 관찰자가 위치를 이동하여도 입체 영상을 볼 수 있다는 장점이 있으나, 시점의 수가 증가함에 따라 해상도가 저하된다는 단점이 있다.
한편, 입체 영상을 표현하는 기술로서 홀로그래피가 있는데, 이는 광의 간섭 현상을 이용한 것으로서 실제 물체로부터 반사 또는 회절되어 전파되는 빛의 분포를 기록 및 재현하는 기술을 말한다.
상기한 홀로그래피는 초점 조절이 필요 없는 3D 디스플레이 기술로서, 공간상에서 실제 물체에 대한 상을 완벽하게 입체적으로 재현할 수 있다는 장점이 있다. 상기한 홀로그래피의 광원으로서는 파장과 위상이 일정한 레이저 광이 많이 사용되고 있다.
상기한 홀로그래피는 3D 정보를 가장 입체적으로 표현할 수 있기 때문에 의료분야, 정밀 계측 분야, 설계분야 등에서 점점 이용이 증가하는 추세에 있고, 공예품, 건조물, 정원, 경관 등의 문화재 등을 입체 영상으로 보존하는 경우에도 이용되고 있다.
상기한 홀로그래피 기술은 광학적 홀로그래피와 디지털 홀로그래피로 분류할 수 있다.
상기 광학적 홀로그래피는, 레이저와 고해상 기록 매체(홀로그램 필름, 포토폴리머 등)를 사용하여 대상 물체의 간섭 패턴을 광학적으로 기록하고 재생하는 방식을 말한다.
또한 디지털 홀로그래피는, 디지털 기술을 이용하여 대상 물체의 간섭패턴을 생성하거나 레이저를 사용하여 만들어진 간섭 패턴을 CCD(Charge Coupled Device, 전하결합소자)로 획득한다. 이러한 디지털 홀로그래피의 재생을 위해서는 고해상의 공간광변조기(SLM)가 필요하다.
상기한 CCD는 디지털 카메라에서 빛을 전기적인 신호로 변환해주는 광센서 반도체로서, 일반 카메라의 필름 감광기능을 수행한다.
즉 디지털 카메라에서 셔터를 누르면 렌즈를 통해 들어온 빛의 세기가 CCD에 기록되고, 이때 촬영된 영상의 빛은 CCD에 있는 RGB 필터에 의해 각기 다른 색으로 분리된다. 이렇게 분리된 색은 수 십만 개의 감광소자에서 전기적 신호로 변환되어 메모리에 저장된다.
도 1은 이러한 디지털 홀로그래피 방식에 의해 입체 영상을 구현하는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
즉, 대상 물체를 CCD 카메라로 촬영하게 되면 빛의 신호가 전기적 신호로 변환되고 RGB 필터에 의해 각기 다른 색상으로 분리된 후, 공간광변조기(SLM) 및 다수의 광학렌즈들을 통해 필름 또는 유리에 입체 영상을 구현하게 되는 것이다.
도 1에는 편의상 입체 영상이 수평으로 제공되는 것으로 도시하였으나, 실제로는 상부에서 입체 영상을 제공하고 있다.
한편, 상기한 다시점 영상을 획득하기 위해서는 여러 방향에서 카메라로 촬영을 하여야 한다. 도 2는 이러한 용도로 사용되는 종래의 다관절 카메라 촬영장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2에 도시된 종래의 다관절 카메라 촬영장치는, 고정부재(30)와 상기 고정부재(30)와 CCD 카메라(10)를 연결하는 아암(20)으로 구성되어 있다. 또한 상기 아암(20)과 고정부재 및 CCD 카메라(10)는 회전관절(40)에 의해 연결되어 있고, 아암(20)의 중간부위에도 회전관절(40)이 구비되어 있다.
이에 따라 하나의 카메라로 여러 각도에서 대상 물체(100)를 촬영할 수가 있다.
그러나 도 2에 도시된 종래의 카메라 촬영장치는, 하나의 카메라로 촬영하기 때문에 동시에 여러 방향에서 촬영할 수 없다는 단점이 있다. 또한 대상 물체(100)와 CCD 카메라(10) 간의 거리 및 각도를 일정하게 유지하기가 어렵기 때문에 입체 영상의 입체감 및 해상도가 저하된다는 문제점이 있다.
또한 도 3은 현재 사용되고 있는 스테레오스코픽 3D 카메라 촬영장치를 개략적으로 도시한 것으로서, 서로 직교하는 2대의 카메라(10)와 대상 물체의 영상을 반사시키는 미러(50)로 구성되어 있다.
도 3에 도시된 종래의 3D 카메라는, 2대의 카메라로만 촬영하기 때문에 다시점에서의 영상 촬영이 불가능하다는 단점이 있다. 이에 따라 깊이감 있는 공간적인 입체 영상을 구현하기 힘들다는 문제점이 있다.
한편, 한국 특허공개 제10-2010-134288호에는 입체 영상 시스템 및 입체 영상 처리방법이, 한국 특허공개 제10-2011-101722호 및 한국 특허공개 제10-2013-2090호에는 다시점 영상을 이용한 영상 시스템 및 영상 처리방법이 각각 개시되어 있다.
그러나 상기한 선행기술들은 모두 제1 영상촬영장치와 제2 영상촬영장치를 사용하여 대상 물체를 촬영한 후 입체 영상을 처리하는 방법에 대한 것으로서, CCD 카메라를 사용하여 대상 물체를 촬영할 때 다양한 각도와 정확한 위치에서 촬영할 수 있는 기술은 개시되어 있지 않다.
특허문헌 1 : 한국 특허공개 제10-2010-134288호 A 특허문헌 2 : 한국 특허공개 제10-2011-101722호 A 특허문헌 3 : 한국 특허공개 제10-2013-2090호 A
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 그 목적은, 다수의 CCD 카메라를 사용하여 대상 물체를 다양한 각도에서 촬영할 수 있도록 하여 홀로그래피를 이용한 입체 영상의 선명도와 해상도를 향상시킬 수 있는 다관절 카메라 조정장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 다수의 CCD 카메라로 대상 물체를 촬영할 때 CCD 카메라의 위치 및 각도를 용이하고 정확하게 조정할 수 있는 다관절 카메라 조정장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 다수의 CCD 카메라로 대상 물체를 촬영할 때 각 카메라의 촬영 시점을 동기화함으로써 지연시간이 발생하지 않도록 하여 고품질의 입체 영상을 획득할 수 있는 다관절 카메라 조정장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 관찰자가 360도 어느 방향에서도 깊이감 있는 입체 영상을 볼 수 있도록 하는 다관절 카메라 조정장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 대상 물체의 영상을 촬영하여 3D 정보를 획득하는 다수의 CCD(Charge Coupled Device, 전하결합소자) 카메라와, 상기한 다수의 CCD 카메라를 안착시키는 카메라 스테이지와, 상기 카메라 스테이지의 하부에 구비되는 삼각대와, 상기 카메라 스테이지를 승강시키는 높이 조절부재를 포함하여 이루어져, 디지털 홀로그래피를 이용하여 투명 필름 상에 입체 영상을 구현하는 다시점 영상 취득용 카메라 조정장치에 있어서, 상기 카메라 스테이지는, 카메라 스테이지 상에서 대상 물체에 대한 촬영 각도를 조절할 수 있는 각도 조절부재를 구비하고, 상기 다수의 CCD 카메라는, 각 카메라 간에 촬영 시차가 발생하지 않도록 카메라 제어기의 외부 신호에 의해 촬영시점을 동기화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 각도 조절부재는, 상기 CCD 카메라의 하부에 구비되는 다각형상의 돌기부와, 상기 카메라 스테이지의 상면에서 상기 돌기부를 수용하도록 형성되는 다각형상의 카메라 수용부를 포함하여 구성되어, 상기 CCD 카메라의 각도를 수평방향으로 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예는, 상기 카메라 스테이지의 상면에 길이방향을 따라 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯에 CCD 카메라의 돌기부를 수용하는 이동부재가 조립되어 상기 CCD 카메라를 카메라 스테이지의 길이방향을 따라 이동시킬 수 있으며, 상기 카메라 스테이지의 측면에는 중앙부분을 기준으로 양쪽으로 눈금이 형성되어 있고, 상기 이동부재의 상면 일측에는 상기 눈금을 가리키는 첨단부가 구비되어 이동되는 카메라의 거리를 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예는, 상기 카메라 스테이지가 수평방향으로 회전할 수 있는 다수의 관절부를 구비하고, 상기 관절부는, 하나의 카메라 스테이지의 일단에 구비되며 결합공을 구비한 수용부와, 다른 카메라 스테이지의 일단에 구비되며 상기 수용부에 끼워지는 돌출부와, 상기 수용부와 돌출부를 결합시키는 결합볼트 및 너트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 돌출부의 중앙에는 상기 결합볼트에 대응하는 통공이 형성되어 있고, 상기 돌출부의 상면 및 하면에는 다수의 탄성부재 수용부가 원호상으로 배치되어, 상기 탄성부재 수용부에 탄성부재가 삽입되며, 상기 돌출부가 끼워지는 수용부의 상면 및 하면에는 상기 탄성부재를 수용하는 홈이 형성되고, 상기 수용부의 상면에 회전 각도가 표시되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 탄성부재는, 반구형 머리부 및 몸체부를 구비한 리벳 형상으로 형성되고, 상기 몸체부에 스프링이 구비되며, 상기 수용부의 홈 상기 탄성부재의 머리부에 대응하여 반구형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 다수의 CCD 카메라를 사용하여 대상 물체를 정확한 위치 와 다양한 각도에서 촬영할 수 있으므로, 입체 영상의 선명도와 해상도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 다수의 CCD 카메라로 촬영시 CCD 카메라의 위치 및 각도를 용이하고 정확하게 조정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다수의 CCD 카메라로 대상물체를 촬영할 때 각 카메라 간에 지연시간 없이 촬영 시점을 동기화함으로써 고품질의 입체 영상을 획득할 수 있는 효과가 있다.
또한 관찰자가 360도 어느 방향에서도 깊이감 있는 입체 영상을 볼 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 디지털 홀로그래피에 의해 입체 영상을 구현하는 과정을 개략적으로 나타낸 개념도.
도 2는 종래 기술에 따른 다관절 카메라 조정장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 텔레스코픽 3D 카메라 촬영장치를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 카메라의 배치상태를 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 카메라 스테이지의 사시도
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 카메라 스테이지의 사시도
도 7은 도 6의 A-A 선 단면도.
도 8의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 시스템 구성도.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 관절부를 나타낸 분해 사시도.
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 관절부의 결합 전 단면도.
도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 관절부의 결합 단면도.
이하, 본 발명에 따른 다시점 영상 취득용 카메라 조정장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
<제1 실시 예>
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 제1 실시 예를 도시한 것으로서, 직선상으로 구비되는 카메라 스테이지 상에서 카메라의 각도를 조정할 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 따른 제1 실시예는, 대상 물체의 영상을 촬영하여 3D 정보를 획득하는 다수의 CCD(Charge Coupled Device, 전하결합소자) 카메라(10)와, 상기한 다수의 CCD 카메라(10)를 안착시키는 카메라 스테이지(70)와, 상기 카메라 스테이지(70)의 하부에 구비되는 삼각대(60)와, 상기 카메라 스테이지(7)를 승강시키는 높이 조절부재(62)를 포함하여 구성되어, 디지털 홀로그래피를 이용하여 투명 필름 상에 입체 영상을 구현한다.
CCD 카메라(10)(이하 간단히 '카메라'라 한다)를 이용하여 대상 물체를 촬영한 후에 이를 입체 영상으로 구현하는 기술은, 종래 기술에서 설명한 바 있는 공지의 기술이므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 상기 카메라 스테이지(70)는 직선상으로 구비되며, 상기 카메라 스테이지(70) 상에서 대상 물체(100)에 대한 촬영 각도를 조절할 수 있는 각도 조절부재를 구비한다.
상기 각도 조절부재는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 카메라(10)의 하부에 구비되는 돌기부(12)와, 상기 카메라 스테이지(70)의 상면에서 상기 돌기부(12)를 수용하도록 형성되는 카메라 수용부(76)로 구성된다.
상기 카메라(10)의 돌기부(12)와 상기 카메라 수용부(76)는 그 단면이 다각형 형상으로 서로 대응되게 구성되어, 상기 카메라(10)의 돌기부가 상기 카메라 수용부(76)의 내부에 끼워지는 구조를 갖는다.
또한 상기 구조와 반대로, 상기 카메라 스테이지(70)에 돌기부를 형성하고 카메라(10)의 하부에 상기 돌기부가 끼워지는 수용부를 형성할 수도 있다.
상기 카메라(10)의 돌기부(12)와 상기 카메라 수용부(76)는 그 단면이 8각형 형상인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다. 경우에 따라 6각형 또는 12각형 으로 구성될 수도 있다.
상기한 구성에 의해 카메라(10)의 돌기부(12)를 돌려가면서 카메라 수용부(76)에 끼우면, 대상 물체에 대한 카메라(10)의 각도를 다양하게 변경할 수 있다. 예컨대 상기 돌기부(12) 및 카메라 수용부(76)가 8각형 형상이면 8개 방향으로 각도를 조절할 수가 있다.
이에 따라 대상 물체를 다양한 각도와 정확한 위치에서 촬영할 수 있으므로, 입체 영상의 깊이감과 해상도를 향상시킬 수가 있다.
또한, 상기 카메라(10)의 하부에 구비되는 돌기부(12)는 카메라의 무게 중심에 부착하고, 중앙을 기준으로 좌우에 배치되는 카메라의 수는 동일하게 배치하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 카메라(10)가 카메라 수용부(76)에 안착된 후에도 카메라 스테이지(70)의 전후 좌우 균형을 유지할 수가 있다.
도 5에는 상기 카메라 수용부(76)가 5개 형성된 것으로 도시되어 있으나, 상기 카메라 수용부(76)의 개수는 더 증가될 수 있다.
또한 상기 카메라 수용부(76)의 개수가 많아질 경우에는, 양 단부에서의 처짐을 방지하기 위해, 카메라 스테이지(70)의 양쪽 단부에 지지부재(도시 생략)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
다시점 영상을 획득하기 위해 다수의 카메라로 대상 물체를 촬영하게 되면 각각의 카메라 간에 촬영 시차가 발생할 수 있다.
이를 극복하기 위해 본 발명에서는, 다수의 카메라에 1/1000초 외부 트리거(External Trigger) 신호를 발생시켜 촬영 시점을 동기화하고, 동일 시간대에 영상을 획득할 수 있도록 하였다.
즉, 본 발명에 의하면 카메라 제어기(80)에 의한 외부 트리거 신호를 이용하여 다수의 카메라를 동시에 제어하므로, 각각의 카메라 촬영시점을 서로 동기화 할 수 있게 된다.
이때의 신호 규격은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 미국 전기전자엔지니어협회) 1394 신호를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 실시 예에 의하면, 카메라 스테이지의 하부에 구비된 높이 조절부재에 의해 카메라의 높이를 조절하고, 대상 물체에 대한 카메라의 각도를 다양하게 조절할 수 있으므로, 다수의 카메라를 이용하여 다양한 각도 및 정확한 위치에서 대상 물체를 다시점으로 촬영할 수 있다.
<제2 실시 예>
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 제2 실시 예를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 제2 실시 예는, 제1 실시 예와 같이 카메라의 각도를 수평으로 조절할 수 있도록 함과 동시에, 카메라를 길이방향으로 자유롭게 이동시킬 수 있도록 한 것이다.
이를 위해 도 6에 도시된 바와 같이, 카메라 스테이지(70)의 상면에 길이방향을 따라 슬롯(72)을 형성하고, 상기 슬롯(72)에 카메라(10)의 돌기부(12)를 수용하는 이동부재(14)를 끼워 조립한다.
상기 슬롯(72)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 카메라 스테이지(70)의 길이방향을 따라 양쪽에 형성되며 양쪽 단부는 상기 이동부재(14)를 끼울 수 있도록 개방되어 있다.
이에 따라 상기 이동부재(14)를 상기 슬롯(72)의 양쪽에서 끼운 후 상기 카메라 스테이지(70)의 길이방향을 따라 이동시킬 수가 있다. 여기서 상기 카메라 스테이지(70) 및 이동부재(14)는, 상기 이동부재(14)가 카메라 스테이지(70)을 타고 원활하게 이동할 수 있도록 합성수지 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
한편 카메라 스테이지(70)의 중앙에 설치되는 카메라(10)는 각도를 조절할 필요가 없기 때문에, 도 6에 도시된 바와 같이, 카메라 스테이지(70)의 중앙에는 카메라(10)를 고정시킬 수 있는 고정부재(74)가 구비된다.
상기 고정부재(74)는 사각 단면의 홀을 구비한 돌출구조로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다. 카메라(10)를 고정시킬 수 있는 구조이면 어는 형상의 고정부재를 사용하여도 무방하고, 나사 조립에 의해 카메라(10)를 카메라 스테이지(70)에 고정시킬 수도 있다.
이때 상기 고정부재(74)의 높이(h1)(도 5 참조)는, 이동부재(14)의 높이(h2)(도 7 참조)와 동일한 높이로 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 중앙에 고정되는 카메라와 이동부재(14)에 안착되는 카메라의 높이를 서로 동일하게 유지할 수가 있다.
상기 이동부재(14)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 슬롯(72)에 끼워져 길이방향으로 이동할 수 있는 구조로 형성되며, 이동부재(14)의 상부에는 카메라(10)의 돌기부(12)가 안착되기 위한 다각형 형상의 카메라 수용부(76)가 형성되어 있다.
이에 따라 상기 카메라(10)의 촬영각도를 조절할 수 있음과 동시에, 카메라(10)를 카메라 스테이지(70)의 길이방향을 따라 자유롭게 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 카메라 스테이지(70)의 측면에는 도 6에 도시된 바와 같이, 중앙부분을 기준으로 양쪽으로 눈금이 표시되어 있고, 상기 이동부재(14)의 상면 일측에는 상기 눈금을 가리키는 첨단부(16)가 구비되어 있다.
이에 따라 중앙을 중심으로 양쪽에 배치되는 카메라들을 정확하게 대칭으로 배치할 수가 있다.
그 이외의 사항은 상기한 제1 실시 예의 경우와 동일하다.
<제3 실시 예>
도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 제3 실시 예를 도시한 것인다.
먼저 도 8(a)는 본 발명에 따른 개략적인 시스템 구성도이고, 도 8(b) 및 도 8(c)는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 다관절 카메라 조정장치에 의해 카메라를 배치한 상태를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 제3 실시 예는, 도 9에 도시된 바와 같이, 카메라는 각각의 카메라 스테이지(70)에 고정시켜 놓고, 각각의 카메라 스테이지(70) 자체를 수평방향으로 회전시켜 다양한 각도에서 촬영할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해 각각의 카메라 스테이지(70) 단부에는 관절부(90)가 구비되어 있다. 즉, 각각의 카메라 스테이지(70)에 카메라(10)가 고정되고, 각각의 카메라 스테이지(70)가 관절부(90)에 의해 서로 연결되는 구조를 갖는다.
본 발명의 제3 실시 예에 의하면, 카메라 스테이지(70) 자체가 다관절로 조립되어 수평방향으로 회전하므로 카메라(10)를 회전시킬 필요가 없다.
이에 따라 도 9에 도시된 바와 같이, 각 카메라 스테이지(70)의 상부에는 끼움부재(78)가 구비되고 이 끼움부재(78)에 카메라(10)가 끼워진다.
또한, 상기 끼움부재(78) 대신에 카메라(10)를 나사 결합에 의해 카메라 스테이지(70)에 직접 고정할 수도 있다.
상기 관절부(90)는, 도 9 내지 11에 도시된 바와 같이, 하나의 카메라 스테이지(70)의 일단에 수용부(94)가 구비되고, 다른 카메라 스테이지(70)의 일단에 상기 수용부(94)에 끼워지는 돌출부(95)가 구비되어 서로 끼워진다.
상기 수용부(94) 및 돌출부(95)의 중앙에는 결합공(91)(91a)이 각각 형성되어 있고, 결합볼트(92)가 상기 결합공을 관통하여 너트(93)에 의해 체결된다.
상기 결합볼트(92) 및 너트(93)는, 상기 돌출부(95)와 수용부(94)를 고정하되 상기 돌출부(95)가 상기 수용부(94) 내에서 일정 범위 회전을 허용할 수 있는 힘으로 체결된다. 이를 위해 상기 결합볼트(92)의 단부에는 나사가 형성되어 있다.
또한, 상기 수용부(94)의 상면에는 카메라 스테이지(70)의 회전 각도를 알 수 있도록 각도가 표시되어 있고, 상기 수용부(94)와 조립되는 카메라 스테이지(70)의 단부에는 눈금이 표시되어 있다.
이에 따라 중앙의 카메라 스테이지(70)를 기준으로 양쪽에 조립되는 카메라 스테이지의 회전 각도를 서로 대칭되게 유지할 수가 있다.
또한, 상기 돌출부(95)의 상면 및 하면에는 다수의 탄성부재 수용부(99)가 원호상으로 배치되어 있고, 상기 탄성부재 수용부(99)에 탄성부재(96)가 삽입된다.
상기 탄성부재 수용부(99)에는, 도 10의 확대도에 도시된 바와 같이 스프링(97)을 구비한 탄성부재(96)가 삽입된다.
또한, 상기 돌출부(95)가 끼워지는 수용부(94)의 상면 및 하면에는, 상기 탄성부재(96)의 머리부에 대응하는 형상의 홈(98)이 형성된다. 이에 따라 상기 탄성부재(96)의 머리부가 상기 수용부(94)의 홈(98)에 안착되어 고정상태를 유지할 수 있다.
도 9에는 상기 돌출부(95)의 탄성부재 수용부(99) 및 수용부(94)의 홈(8)이 원호상으로 8개로 배치되어 있으나, 이에 한정되지 아니한다. 각도 조정 범위를 넓히기 위해 상기 탄성부재 수용부(99) 및 홈(8)의 개수는 더 증가될 수도 있다.
한편 상기 탄성부재(96)는, 도 10의 확대도에 도시된 바와 같이, 반구형 머리부 및 몸체부를 구비한 리벳 형상으로 형성될 수 있다.
이때 상기 탄성부재(96)의 몸체부 길이는, 상기 탄성부재(96)가 힘을 받을 경우 상기 탄성부재(96)가 탄성부재 수용부(99)내로 함몰될 수 있는 길이로 형성된다. 이에 따라 상기 돌출부(95)와 수용부(95)를 큰 힘을 들이지 않고 서로 회전시켜 각도를 조절할 수 있다.
이하 제3 실시 예의 작용 효과를 설명한다.
먼저 각 카메라 스테이지(70)의 관절부(90)를 조립할 경우에는, 먼저 돌출부(95)의 하면 및 상면에 스프링(97)을 개재한 탄성부재(96)를 하나씩 삽입해 가면서 천천히 수용부(94)를 향해 밀어 넣는다.
그러면 상기 탄성부재(96)는 그 높이가 축소되면서 수용부(94) 내로 삽입된 다. 이어서 상기 돌출부(95)를 조절하면서 상기 탄성부재(96)의 머리부가 수용부(94)에 형성되어 있은 홈(98)에 안착되도록 한다.
탄성부재(96)를 모두 상기 홈(98)에 안착시킨 후에는, 상기 돌출부(95)가 수용부(94)에 대해 회전을 허용할 수 있도록 결합볼트(92)와 너트(93)로 상기 돌출부(95)와 수용부(94)를 고정시킨다.
이어서 상기 카메라 스테이지(70)를 수평방향으로 회전시키면서, 각각의 탄성부재(96)가 모두 홈(98)에 안착되도록 한다. 상기 탄성부재(96)가 모두 홈(98)에 안착되면, 상기 탄성부재(96)는 스프링(97)의 탄성력에 의해 외부로 돌출되어 안정된 상태를 유지하게 된다.
이 상태에서 카메라 스테이지(70)를 수평으로 회전시키면, 탄성부재(96)는 다시 길이가 축소되면서 인접하는 홈(98)으로 이동하게 되므로, 대상 물체에 대한 카메라 스테이지(70)의 각도를 다양하게 조절할 수 있다.
이때 사용자는 탄성부재(96)가 이동하여 인접하는 홈(98)에 안착될 때마다 소리 및 감촉에 의해 카메라 스테이지(70)가 어느 정도 회전하였는지를 알 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 수용부(94)의 상면에 각도가 표시되어 있고 이와 조립되는 카메라 스테이지(70)의 상면에 눈금이 표시되어 있으므로, 중앙을 중심으로 양쪽에 위치하는 카메라 스테이지(70)를 동일한 각도로 정확하게 조절할 수가 있다.
카메라 스테이지(70)의 각도 조절이 완료되면, 카메라(10)를 각 카메라 스테이지(70)에 끼워 조립한 후 대상 물체를 촬영한다.
한편 도 8(c)에 도시된 바와 같이, 카메라 스테이지(70)를 다수 조립할 경우에는, 카메라 스테이지(70)의 균형을 위해 양단에 위치한 카메라 스테이지(70)의 하부에 별도의 서포트(도시 생략)을 설치한다.
그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하다.
본 발명에 따른 제3 실시 예에 의하면, 카메라 스테이지(70)에 카메라(10)를 하나씩 설치하고 각각의 카메라 스테이지(70)를 관절부(90)에 의해 연속하여 조립하는 구조이므로, 다양한 각도 및 정확한 위치에서 대상 물체를 안정적으로 촬영할 수가 있다.
또한, 조립식의 카메라 스테이지를 계속 연결해 나가면 대상 물체의 360도 전 방향에 대한 영상을 용이하게 취득할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능 하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
10: CCD 카메라 12: 돌기부
14: 이동부재 16: 첨단부
20: 아암(Arm) 30: 고정부재
40: 회전관절 50: 미러
60: 삼각대 62: 높이 조절부재
70: 카메라 스테이지 72: 슬롯(Slot)
74: 고정부재 76: 카메라 수용부
78: 끼움부재 80: 카메라 제어기
90: 관절부 91: 결합공
92: 결합볼트 93: 너트
94: 수용부 95: 돌출부
96: 탄성부재 97: 스프링
98: 홈 99: 탄성부재 수용부
100: 대상 물체

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 대상 물체의 영상을 촬영하여 3D 정보를 획득하는 다수의 CCD(Charge Coupled Device, 전하결합소자) 카메라(10)와, 상기한 다수의 CCD 카메라(10)를 안착시키는 카메라 스테이지(70)와, 상기 카메라 스테이지(70)의 하부에 구비되는 삼각대(60)와, 상기 카메라 스테이지(7)를 승강시키는 높이 조절부재(62)를 포함하여 이루어져, 디지털 홀로그래피를 이용하여 투명 필름상에 입체 영상을 구현하는 다시점 영상 취득용 카메라 조정장치에 있어서,
    상기 카메라 스테이지(70)는, 카메라 스테이지 상에서 대상 물체(100)에 대한 촬영 각도를 조절할 수 있는 각도 조절부재를 구비하고,
    상기 다수의 CCD 카메라(10)는, 각 카메라 간에 촬영 시차가 발생하지 않도록 카메라 제어기(80)의 외부 신호에 의해 촬영시점을 동기화시키며,
    상기 각도 조절부재는, 상기 CCD 카메라(10)의 하부에 구비되는 다각형상의 돌기부(12)와, 상기 카메라 스테이지(70)의 상면에서 상기 돌기부(12)를 수용하도록 형성되는 다각형상의 카메라 수용부(76)를 포함하여 구성되어, 상기 CCD 카메라의 각도를 수평방향으로 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 취득용 다관절 카메라 조정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 카메라 스테이지(70)의 상면에 길이방향을 따라 슬롯(72)이 형성되고, 상기 슬롯(72)에 CCD 카메라(10)의 돌기부(12)를 수용하는 이동부재(14)가 조립되어 상기 CCD 카메라(10)를 카메라 스테이지(70)의 길이방향을 따라 이동시킬 수 있으며,
    상기 카메라 스테이지(70)의 측면에는 중앙부분을 기준으로 양쪽으로 눈금이 형성되어 있고,
    상기 이동부재(14)의 상면 일측에는 상기 눈금을 가리키는 첨단부(16)가 구비되어 이동되는 카메라의 거리를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 취득용 다관절 카메라 조정장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 카메라 스테이지(70)는 수평방향으로 회전할 수 있는 다수의 관절부(90)를 구비하고,
    상기 관절부(90)는, 하나의 카메라 스테이지(70)의 일단에 구비되며 결합공(91)을 구비한 수용부(94)와, 다른 카메라 스테이지(70)의 일단에 구비되며 상기 수용부(94)에 끼워지는 돌출부(95)와, 상기 수용부(94)와 돌출부(95)를 결합시키는 결합볼트(92) 및 너트(93)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 취득용 다관절 카메라 조정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 돌출부(95)의 중앙에는 상기 결합볼트(92)에 대응하는 통공(91a)이 형성되어 있고,
    상기 돌출부의 상면 및 하면에는 다수의 탄성부재 수용부(99)가 원호상으로 배치되어, 상기 탄성부재 수용부(99)에 탄성부재(96)가 삽입되며,
    상기 돌출부(95)가 끼워지는 수용부(94)의 상면 및 하면에는 상기 탄성부재(96)를 수용하는 홈(98)이 형성되고,
    상기 수용부(94)의 상면에 회전 각도가 표시되어 있는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 취득용 다관절 카메라 조정장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 탄성부재(96)는, 반구형 머리부 및 몸체부를 구비한 리벳 형상으로 형성되고, 상기 몸체부에 스프링(97)이 구비되며,
    상기 수용부(94)의 홈(8)은 상기 탄성부재의 머리부에 대응하여 반구형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 취득용 다관절 카메라 조정장치.


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