KR102168625B1

KR102168625B1 - 입체 영상 획득 모듈 및 입체 영상 획득 방법

Info

Publication number: KR102168625B1
Application number: KR1020190043827A
Authority: KR
Inventors: 츠위엔 친
Original assignee: 실리콘 터치 테크놀로지 인코포레이티드
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2020-10-22
Also published as: TW201945794A; KR20190125177A; CN110418126A; BE1026204A1; BE1026204B1; TWI669538B; JP2019191567A; US20190335157A1; US10778958B2

Abstract

본 발명은 입체 영상 획득 모듈 및 입체 영상 획득 방법을 공개한다. 입체 영상 획득 모듈은 렌즈 어셈블리, 컬러 필터, 영상 감지 유닛 및 이미지 처리 유닛을 포함한다. 렌즈 어셈블리 및 컬러 필터는 영상 감지 유닛의 동일한 측에 설치되고 이미지 처리 유닛은 영상 감지 유닛에 전기적으로 연결된다. 컬러 필터는 기판 및 기판에 설치되는 피복층을 포함하고 피복층은 제1 투광 블록 및 제2 투광 블록을 포함한다. 제1 스펙트럼 및 제2 스펙트럼을 각각 구비하는 제1 라이트 빔 및 제2 라이트 빔은 각각 제1 투광 블록 및 제2 투광 블록을 통과하여 영상 감지 유닛에 의해 수신되어 영상 감지 유닛이 제1 영상 신호 및 제2 영상 신호를 획득하도록 한다. 제1 스펙트럼과 제2 스펙트럼은 상이하다. 제1 영상 신호와 제2 영상 신호는 이미지 처리 유닛의 처리를 통해 입체 영상 정보를 형성한다.

Description

입체 영상 획득 모듈 및 입체 영상 획득 방법{THREE-DIMENSIONAL IMAGE CAPTURING MODULE AND METHOD FOR CAPTURING THREE-DIMENSIONAL IMAGE}

본 발명은 영상 획득 모듈 및 영상 획득 방법에 관한 것으로서 특히 입체 영상 획득 모듈 및 입체 영상 획득 방법에 관한 것이다.

선행기술에서 영상을 획득하기 위한 렌즈 모듈은 도광하고 광선을 통과시키기 위한 렌즈 그룹을 포함할 수 있고 렌즈 그룹을 통과하는 광선은 영상 센서에 의해 수신되어 영상 신호로 변환된다. 기술의 발전과 더불어 입체 영상 획득 기술도 선행기술의 영상 획득 기술에서 하나의 인기 종류가 되었다.

입체 영상 획득 기술에서의 하나는 상이한 컬러 필터를 사용하여 관찰자의 두 눈을 별도로 인코딩(encoding)함으로써 입체 시각 효과를 발생하는 입체 애너글리프(Anaglyph) 기술이다. 구체적으로 말하면 입체 애너글리프 기술의 입체 영상은 상이한 컬러 필터를 통해 필터링된 광선을 사용하여 얻은 두 가지 이미지를 포함한다. 이들 두 개의 이미지에 대해 이미지 처리를 진행하여 관찰자가 입체 영상을 관찰할 수 있도록 한다. 관찰자에게 있어서 인간 두뇌의 시각 피질(Visual cortex)은 두 개의 이미지를 입체 영상으로 융합시킨다.

그러나 선행기술에서는 상이한 컬러 필터를 통과하여 필터링된 광선에 의해 형성된 두 개의 이미지를 얻기 위해 반드시 두 그룹의 렌즈를 사용하여 이미지를 각각 획득한다. 구체적으로 말하면 일반적으로 반드시 제1 컬러 필터(예를 들어 녹색 컬러 필터)가 설치된 하나의 그룹의 렌즈를 사용하여 제1 이미지를 획득하고 제2 컬러 필터(예를 들어 적색 컬러 필터)가 설치된 하나의 그룹의 렌즈를 사용하여 제2 이미지를 획득한다. 마지막으로 두 가지 이미지에 대하여 이미지 처리를 진행한다. 이러한 구조 설계는 기존의 소형화된 각종 전자 제품에 불리하다. 예를 들어 휴대폰, 태블릿 PC 및 스마트 시계와 같은 휴대형 전자 기기의 부피에 제한되어 이러한 전자 기기에 부피가 너무 큰 렌즈 디자인을 사용할 수 없게 된다. 따라서 선행기술의 입체 영상 획득 모듈은 여전히 개선할 공간이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 선행기술의 단점에 대하여 입체 영상 획득 모듈 및 입체 영상 획득 방법을 제공하되 이는 단일 렌즈를 통해 상이한 스펙트럼을 구비하는 광선에 의해 형성되는 상이한 영상을 획득하여 달성할 수 있음으로써 상기 영상 획득 모듈을 사용하는 제품의 부피를 감소시키고 제조 원가를 감소시킬 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명이 사용하는 기술적 해결수단에서의 하나는 렌즈 어셈블리, 컬러 필터, 영상 감지 유닛 및 이미지 처리 유닛을 포함하는 입체 영상 획득 모듈을 제공하는 것이다. 상기 렌즈 어셈블리 및 상기 컬러 필터는 상기 영상 감지 유닛의 동일한 측에 설치되고 상기 이미지 처리 유닛은 상기 영상 감지 유닛에 전기적으로 연결된다. 상기 컬러 필터는 기판 및 상기 기판에 설치되는 피복층을 포함하고 상기 피복층은 제1 투광 블록 및 제2 투광 블록을 포함한다. 제1 스펙트럼을 구비하는 제1 라이트 빔은 상기 제1 투광 블록을 통과하여 상기 영상 감지 유닛에 의해 수신되어 상기 영상 감지 유닛이 제1 영상 신호를 획득하도록 하고 제2 스펙트럼을 구비하는 제2 라이트 빔은 상기 제2 투광 블록을 통과하여 상기 영상 감지 유닛에 의해 수신되어 상기 영상 감지 유닛이 제2 영상 신호를 획득하도록 하되 상기 제1 스펙트럼과 상기 제2 스펙트럼은 상이하다. 상기 제1 영상 신호와 상기 제2 영상 신호는 상기 이미지 처리 유닛의 처리를 통해 입체 영상 정보를 형성한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명이 사용하는 기술적 해결수단에서의 다른 하나는 입체 영상 획득 방법을 제공하는 것인데 제1 스펙트럼을 구비하는 제1 라이트 빔 및 제2 스펙트럼을 구비하는 제2 라이트 빔이 컬러 필터를 통과하도록 하는 단계, 여기서 상기 컬러 필터는 기판 및 상기 기판에 설치되는 피복층을 포함하고 상기 피복층은 제1 투광 블록 및 제2 투광 블록을 포함하며 상기 제1 라이트 빔 및 상기 제2 라이트 빔은 각각 상기 제1 투광 블록 및 상기 제2 투광 블록을 통과하고 상기 제1 스펙트럼과 상기 제2 스펙트럼은 상이함; 렌즈 어셈블리를 통해 상기 제1 라이트 빔 및 상기 제2 라이트 빔의 적어도 하나에 대해 광학 처리를 진행하는 단계; 영상 감지 유닛을 통해 상기 제1 투광 블록을 통과한 상기 제1 라이트 빔과 상기 제2 투광 블록을 통과한 상기 제2 라이트 빔을 수신하여 상기 영상 감지 유닛이 제1 영상 신호 및 제2 영상 신호를 획득하도록 하는 단계; 및 상기 제1 영상 신호와 상기 제2 영상 신호는 이미지 처리 유닛의 이미지 처리를 통해 입체 영상 정보를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 유리한 효과에서의 하나는 본 발명이 제공하는 입체 영상 획득 모듈 및 입체 영상 획득 방법은 "제1 스펙트럼을 구비하는 제1 라이트 빔이 상기 제1 투광 블록을 통과하여 상기 영상 감지 유닛에 의해 수신되어 상기 영상 감지 유닛이 제1 영상 신호를 획득하도록 하고 제2 스펙트럼을 구비하는 제2 라이트 빔이 상기 제2 투광 블록을 통과하여 상기 영상 감지 유닛에 의해 수신되어 상기 영상 감지 유닛이 제2 영상 신호를 획득하도록 하되 상기 제1 스펙트럼과 상기 제2 스펙트럼은 상이함" 및 "상기 제1 라이트 빔 및 상기 제2 라이트 빔은 각각 상기 제1 투광 블록 및 상기 제2 투광 블록을 통과하고 상기 제1 스펙트럼과 상기 제2 스펙트럼은 상이하며; 영상 감지 유닛에 의해 상기 제1 투광 블록을 이미 통과한 상기 제1 라이트 빔과 상기 제2 투광 블록을 이미 통과한 상기 제2 라이트 빔을 수신하여 상기 영상 감지 유닛이 제1 영상 신호 및 제2 영상 신호를 획득하도록 한다."라는 기술적 해결수단을 통해 입체 영상 획득 모듈의 구조적 복잡성, 부피 및 제조 단가를 감소시킨다.

본 발명의 특징 및 기술내용을 더 이해하도록 하기 위하여 아래 본 발명의 상세한 설명과 도면을 참조하되 제공된 도면은 단지 참조와 설명을 제공하기 위한 것으로 본 발명을 한정하려는 것이 아니다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈의 사용 모식도이고;
도2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈의 컬러 필터의 한 실시형태의 모식도이며;
도3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈의 컬러 필터의 다른 한 실시형태의 모식도이고;
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈의 신호 전송의 모식도이며;
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈의 기능 블록도이고;
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈의 신호 전송의 모식도이며; 및
도7은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 획득 방법의 흐름도이다.

이하 특정된 구체적인 실시예를 통해 본 발명에 공개된 "입체 영상 획득 모듈 및 입체 영상 획득 방법"에 관한 실시형태를 설명하되 본 기술분야의 통상의 기술을 가진 자는 본 명세서에 공개된 내용으로부터 본 발명의 장점 및 효과를 이해할 수 있다. 본 발명은 기타 상이한 구체적인 실시예를 통해 구현되거나 적용될 수 있고 본 명세서의 각 세부사항은 상이한 견해 및 응용에 기반하여 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 전제하에 여러 가지 보정과 변경을 진행할 수 있다. 이 밖에 본 발명의 도면은 단지 간단한 모식 설명일 뿐 실제 크기에 의거하여 설명된 것이 아님을 사전에 성명한다. 이하 실시형태는 본 발명의 관련 기술 내용을 진일보로 더 설명하고 공개된 내용은 본 발명의 보호범위를 한정하려는 것이 아니다.

본 명세서에서는 용어 제1, 제2, 제3 등을 사용하여 각종 소자 또는 신호를 설명할 수 있지만 이러한 소자 또는 신호는 이러한 용어에 의해 한정되어서는 아니됨을 이해하여야 한다. 이러한 용어는 주로 하나의 소자와 다른 하나의 소자 또는 하나의 신호와 다른 하나의 소자를 구별하기 위한 것이다. 이 밖에 본 명세서에 사용된 용어 "또는"은 실제 상황에 따라 관련된 열거 항목의 어느 하나 또는 복수개의 조합으로 간주되어야 한다.

도1을 참조하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈(M)은 렌즈 어셈블리(1), 컬러 필터(2), 영상 감지 유닛(3) 및 이미지 처리 유닛(4)을 포함한다. 렌즈 어셈블리(1) 및 컬러 필터(2)는 모두 영상 감지 유닛(3)의 동일한 측에 설치된다. 이미지 처리 유닛(4)은 영상 감지 유닛(3)에 전기적으로 연결된다. 이 밖에 본 발명의 실시예에서 렌즈 어셈블리(1), 컬러 필터(2) 및 영상 감지 유닛(3)의 배열은 도1에 도시된 바와 같이 컬러 필터(2)가 렌즈 어셈블리(1)와 영상 감지 유닛(3) 사이에 설치되거나 또는 렌즈 어셈블리(1)가 컬러 필터(2)와 영상 감지 유닛(3) 사이에 설치될 수 있다. 다시 말하면 렌즈 어셈블리(1)와 컬러 필터(2)의 배열 순서는 본 발명에서 한정하지 않는다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 사용된 렌즈 어셈블리(1)는 멀티 렌즈 또는 광학 렌즈를 포함할 수 있다. 구체적으로 말하면 렌즈 어셈블리(1)는 집광 및 도광 기능을 발휘할 수 있다. 그러나 렌즈 어셈블리(1)에 포함된 렌즈 또는 광학 렌즈의 종류 및 개수는 본 발명에서 한정하지 않고 실제 수요에 의거하여 조절 및 선택할 수 있다. 렌즈 어셈블리(1)는 광선이 통과하도록 허용하고 렌즈 어셈블리(1)의 일측에 설치되는 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신될 수 있다.

마찬가지로 도1을 참조하고 도2에 도시된 내용을 결부하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예에 따른 컬러 필터(2)는 특정된 스펙트럼을 구비하는 광선을 통과시켜 필터링 효과를 달성하기 위해 사용된다. 구체적으로 말하면 컬러 필터(2)는 광선이 통과하는 표면이 구분되도록 사용되거나 상이한 스펙트럼을 구비하는 상이한 광선이 통과할 수 있도록 하는 블록으로 분할된다. 컬러 필터(2)는 기판(21) 및 기판(21)에 설치되는 피복층(22)을 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이 컬러 필터(2)로서의 기판(21)은 0.01mm 내지 0.05mm 범위 두께의 유리 기판 일 수 있다. 실제적으로 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈(M)이 소형화되는 전자 기기에 적용될 수 있도록 하기 위하여 입체 영상 획득 모듈(M)의 부피도 비교적 작은 크기로 제어되어야 한다. 그 결과 컬러 필터(2)의 구조를 설계할 경우 비교적 작은 두께의 유리 기판을 기판(21)으로 사용하는 것이 바람직하다. 그렇지 않으면 제품이 가볍고 휴대하기 쉬운 입체 영상 획득 모듈(M)을 포함하는 요구를 만족시킬 수 없을 수 도 있다.

다음으로, 기판(21)에 설치되는 피복층(22)은 임의의 공지된 코팅 기술에 의해 기판(21)에 형성될 수 있다. 예를 들어 화학 기상 증착 기술을 사용하여 재료를 기판(21)에 증착시켜 피복층(22)을 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에서 컬러 필터(2)는 광선이 통과하는 표면을 구분하거나 상이한 스펙트럼을 구비하는 상이한 광선이 통과하는 블록으로 분할되는데, 즉 피복층(22)은 제1 투광 블록(22a) 및 제2 투광 블록(22b)을 포함할 수 있다.

실제적으로 컬러 필터(2)의 피복층(22)에 포함된 투광 블록의 개수 및 특성은 본 발명에서 한정하지 않고 컬러 필터(2)가 원하는 효과, 즉 상이한 스펙트럼을 구비하는 광선이 통과하는 것을 허용하여 입체 영상을 획득하는 기능을 발휘할 수 있으면 된다. 예를 들어 컬러 필터(2)의 피복층(22)은 두 개, 세 개 또는 네 개 이상의 서로 중첩되지 않는 투광 블록을 포함할 수 있다.

도2 및 도3을 함께 참조하면 다음과 같다. 도2에 도시된 실시형태에서 컬러 필터(2)의 피복층(22)은 두 개의 서로 중첩되지 않는 투광 블록, 즉 제1 투광 블록(22a) 및 제2 투광 블록(22b)을 포함한다. 이 밖에 제1 투광 블록(22a) 및 제2 투광 블록(22b)은 각각 연속적인 블록이고 각각 피복층(22)의 표면의 약 절반의 면적을 차지한다.

도3에 도시된 실시형태에서 컬러 필터(2)의 피복층(22)은 또한 제1 투광 블록(22a) 및 제2 투광 블록(22b)을 포함한다. 그러나 도2에 도시된 실시형태와 상이한 것은 도3에 도시된 실시형태에서 제1 투광 블록(22a)은 연속되지 않는 복수개의 투광 블록(미도시)을 포함하고 제2 투광 블록(22b)도 연속되지 않는 복수개의 투광 블록(미도시)을 포함한다. 다시 말해서 본 발명의 실시예에서 제1 투광 블록(22a) 및 제2 투광 블록(22b)은 서로 엇갈리게 배열된 방식으로 설치될 수도 있다.

이 밖에 컬러 필터(2)의 형상은 도2 및 도3에 도시된 사각형에 한정되지 않는다. 예를 들어 컬러 필터(2)는 원형 또는 기타 형상의 외형을 구비할 수 있다.

다음으로, 다시 도1을 참조하고 도2에 도시된 내용을 결부하면 다음과 같다. 도2에 도시된 실시형태를 예로 들면 제1 투광 블록(22a)은 제1 스펙트럼을 구비하는 제1 라이트 빔(L1)을 통과시킬 수 있고 제2 투광 블록(22b)은 제2 스펙트럼을 구비하는 제2 라이트 빔(L2)을 통과시킬 수 있으며 제1 투광 블록(22a) 및 제2 투광 블록(22b)을 각각 통과하는 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)은 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신되어 영상 감지 유닛(3)이 제1 영상 신호(S1) 및 제2 영상 신호(S2)를 획득할 수 있도록 한다.

다시 말해서 도1에 도시된 바와 같이 영상 획득의 조작을 진행할 경우 대상(O)(예를 들어 대상(O)에 의해 반사됨)으로부터의 광선(L)은 예를 들어 제1 스펙트럼을 구비하는 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 스펙트럼을 구비하는 제2 라이트 빔(L2)과 같은 상이한 스펙트럼을 구비하는 라이트 빔을 포함할 수 있고 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)은 모두 렌즈 어셈블리(1) 및 컬러 필터(2)를 통과하며 각각 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신된다.

구체적으로 말하면 제1 스펙트럼을 구비하는 제1 라이트 빔(L1)은 제1 투광 블록(22a)을 통과하고 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신되어 영상 감지 유닛(3)이 제1 영상 신호(S1)를 획득하도록 하며 제2 스펙트럼을 구비하는 제2 라이트 빔(L2)은 제2 투광 블록(22b)을 통과하고 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신되어 영상 감지 유닛(3)이 제2 영상 신호(S2)를 획득하도록 한다.

영상 감지 유닛(3)은 전하결합소자(Charge-coupled Device, CCD) 또는 상보적 산화금속 반도체 어셈블리(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)를 포함할 수 있다. 그러나 영상 감지 유닛(3)의 구체적인 종류는 본 발명에서 한정하지 않는다.

주의해야 할 것은 상기 제1 스펙트럼과 제2 스펙트럼은 상이하다. 예를 들어 제1 스펙트럼은 청색 스펙트럼이고 제2 스펙트럼은 적색 스펙트럼이다. 실제적으로 제1 스펙트럼과 제2 스펙트럼은 대체적으로 색채적으로 반대(chromatically opposite)되는 색상, 예를 들어 각각 적색(red) 및 청색(cyan) 스펙트럼을 구비할 수 있다. 상기 두 가지 색채적으로 반대되는 색상을 구비하는 스펙트럼을 사용함으로써 입체 영상(stereoscopic image)을 발생할 수 있다. 예를 들어 제1 라이트 빔(L1)은 적색 라이트 빔일 수 있고 제2 라이트 빔(L2)은 청색 라이트 빔일 수 있다.

이 밖에 제1 투광 블록(22a)은 제1 투광 재료에 의해 형성될 수 있고 제2 투광 블록(22b)은 제1 투광 재료와 상이한 제2 투광 재료에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어 제1 투광 재료 및 제2 투광 재료는 이산화규소(SiO₂), 이산화티타늄(TiO₂) 또는 상기 두 가지로 형성된 적층 재료일 수 있다. 예를 들어 컬러 필터(2)의 피복층(22)은 이산화규소와 이산화티타늄의 교차적 코팅에 의해 형성된 피복층(coating)일 수 있다.

전술한 바와 같이 제1 라이트 빔(L1)과 제2 라이트 빔(L2)은 각각 제1 스펙트럼 및 제1 스펙트럼과 상이한 제2 스펙트럼을 구비한다. 본 발명의 한 실시형태에서 제1 라이트 빔(L1)은 단일 주파수 또는 두 개 이상의 상이한 주파수를 구비하는 제1 광선을 포함할 수 있고 제2 라이트 빔(L2)은 단일 주파수 또는 두 개 이상의 상이한 주파수를 구비하는 제2 광선을 포함한다. 실제적으로 제1 라이트 빔(L1)과 제2 라이트 빔(L2)은 상이한 파장 범위를 구비한다. 다시 말해서 제1 라이트 빔(L1)과 제2 라이트 빔(L2)은 상이한 파장 범위를 구비하는 광선을 포함한다.

다음으로, 마찬가지로 도1을 참조하면 다음과 같다. 제1 라이트 빔(L1)과 제2 라이트 빔(L2)은 각각 컬러 필터(2)의 피복층(22)의 상이한 블록을 통과하고 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신된다. 영상 감지 유닛(3)은 수신한 제1 라이트 빔(L1)과 제2 라이트 빔(L2)을 각각 제1 영상 신호(S1)와 제2 영상 신호(S2)로 변환시키고 제1 영상 신호(S1)와 제2 영상 신호(S2)를 이미지 처리 유닛(4)에 전송하여 이미지 처리를 진행한다.

본 발명의 실시예에서 제1 영상 신호(S1)와 제2 영상 신호(S2)는 이미지 처리 유닛(4)에 의해 처리되어 입체 영상 정보를 형성한다. 이미지 처리 유닛(4)은 예를 들어 마이크로프로세서와 같은 이미지 처리(image processing)가 가능한 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 이미지 처리 유닛(4)의 구체적인 종류는 본 발명에서 한정하지 않는다.

전술한 바와 같이 컬러 필터(2)를 통과하는 제1 라이트 빔(L1)은 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신된 후 제1 영상 신호(즉 제1 영상)(S1)로 변환되고 컬러 필터(2)를 통과하는 제2 라이트 빔(L2)은 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신된 후 제2 영상 신호(즉 제2 영상)(S2)로 변환된다. 다음으로, 이미지 처리 유닛(4)은 입체 애너글리프(Anaglyph, 3D 인코딩) 기술을 사용하여 이 그룹의 영상 신호(제1 영상 신호(S1)와 제2 영상 신호(S2)를 포함)를 결합하여 3차원 효과를 발생, 즉 입체 영상으로 결합될 수 있다.

상기 입체 영상 획득 모듈(M)에 의거하여 본 발명의 실시예는 입체 영상 획득 방법을 더 제공한다. 도7을 참조하면 다음과 같다. 도7은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 획득 방법의 흐름도이다.

도7에 도시된 바와 같이 먼저 제1 스펙트럼을 구비하는 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 스펙트럼을 구비하는 제2 라이트 빔(L2)이 컬러 필터(2)를 통과하도록 한다(단계S100). 상술한 바와 같이 컬러 필터(2)는 기판(21) 및 기판(21)에 설치되는 피복층(22)을 포함한다. 피복층(22)은 제1 투광 블록(22a) 및 제2 투광 블록(22b)을 포함하고 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)은 각각 제1 투광 블록(22a) 및 제2 투광 블록(22b)을 통과한다. 제1 스펙트럼과 제2 스펙트럼은 상이하다.

단계S100에서 특별히 설계된 컬러 필터(2), 즉 제1 투광 블록(22a) 및 제2 투광 블록(22b)(피복층(22)에 속함)을 구비하는 컬러 필터(2)를 통해 상이한 시점에서 상이한 스펙트럼을 구비하는 라이트 빔을 필터링함으로써 후속적으로 상이한 영상(상이한 영상 신호)을 획득하는 효과를 달성한다.

이 밖에 입체 영상 획득 방법은 렌즈 어셈블리(1)를 통해 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)의 적어도 하나를 광학 처리한다(단계S102). 주의해야 할 것은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 획득 방법에서 단계S100 및 단계S102는 본 명세서에 설명된 순서에 의거하여 진행될 필요가 없다. 예를 들어 도1에 도시된 실시형태에서 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)은 먼저 렌즈 어셈블리(1)를 통해 예컨대 초점을 맞춘 다음 컬러 필터(2)를 통과하는 것과 같은 광학 처리를 진행한다.

다음으로, 영상 감지 유닛(3)을 통해 제1 투광 블록(22a)을 통과한 제1 라이트 빔(L1)과 제2 투광 블록(22b)을 통과한 제2 라이트 빔(L2)을 수신하여 영상 감지 유닛(3)이 제1 영상 신호(S1) 및 제2 영상 신호(S2)를 획득하도록 한다(단계S104). 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈(M)에서 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)은 먼저 렌즈 어셈블리(1) 및 컬러 필터(2)를 통해 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신되므로 단계S104는 단계S100 및 단계S102 후에 진행된다.

마지막으로 입체 영상 획득 방법은 제1 영상 신호(S1)와 제2 영상 신호(S2)가 이미지 처리 유닛(4)의 이미지 처리를 통해 입체 영상 정보(S106)를 형성하는 단계를 포함한다. 상술한 바와 같이 이미지 처리 유닛(4), 예를 들어 마이크로프로세서는 입체 애너글리프(Anaglyph) 기술을 통해 제1 영상 신호(S1)와 제2 영상 신호(S2)를 결합하여 3차원 효과를 발생, 즉 입체 영상으로 결합된다.

다음으로, 본 발명의 상이한 실시예를 예로 들어 본 발명의 실시예가 제공하는 입체 영상 획득 모듈(M) 및 입체 영상 획득 방법의 세부사항을 더 설명한다.

[제1 실시예]

도4를 참조하면 다음과 같다. 도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈(M)의 신호 전송의 모식도이다.

본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈(M)은 발광 유닛(5)을 진일보로 더 포함한다. 발광 유닛(5)은 이미지 처리 유닛(4)에 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이 밖에 발광 유닛(5)은 입체 영상 획득 모듈에 적용되는 임의의 공지된 발광 어셈블리일 수 있다. 예를 들어 발광 유닛(5)은 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 본 발명의 한 실시형태에서 발광 유닛(5)은 상이한 스펙트럼을 구비하는 초기 라이트 빔을 방출하는 적어도 두 개의 발광 다이오드를 포함한다. 두 개의 발광 다이오드는 제어를 통해 지정된 시점에서 각각 라이트 빔을 방출하는데 예를 들어 발광 유닛(5)은 제1 초기 라이트 빔(OL1)(적색 라이트 빔) 및 제2 초기 라이트 빔(OL2)(청색 라이트 빔)을 방출하는 하나의 적색 LED 및 하나의 청색 LED를 포함한다.

발광 유닛(5)에 의해 발생되는 제1 초기 라이트 빔(OL1) 및 제2 초기 라이트 빔(OL2)은 측정 대상(O)의 반사를 통해 각각 제1 라이트 빔(L1)과 상기 제2 라이트 빔(L2)을 형성하고 제1 라이트 빔(L1)과 제2 라이트 빔(L2)은 상이한 시점에서 컬러 필터(2)를 통과한다. 다시 말해서 본 발명의 제1 실시예에서 발광 유닛(5)을 통해 상이한 스펙트럼을 구비하는 적어도 두 개의 초기 라이트 빔(제1 초기 라이트 빔(OL1) 및 제2 초기 라이트 빔(OL2))을 방출하여 적어도 두 개의 초기 라이트 빔이 측정 대상(O)의 반사를 통한 후 제1 스펙트럼을 구비하는 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 스펙트럼을 구비하는 제2 라이트 빔(L2)을 각각 형성한다.

따라서 상이한 시점에서 발생된 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)은 각각 상이한 시점에서 컬러 필터(2)를 통과하여 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신됨으로써 제1 영상 신호(S1) 및 제2 영상 신호(S2)을 형성한다. 제1 영상 신호(S1) 및 제2 영상 신호(S2)는 이미지 처리 유닛(4)에 의해 처리되어 입체 영상을 합성한다.

입체 영상 획득 모듈(M)의 구조 설계의 조절에 근거하여 본 발명의 제1 실시예에서 입체 영상 획득 방법은 하기 단계를 더 포함한다. 발광 유닛(5)에 의해 제1 초기 라이트 빔(OL1) 및 제2 초기 라이트 빔(OL2)을 발생하여 제1 초기 라이트 빔(OL1) 및 제2 초기 라이트 빔(OL2)이 측정 대상(O)의 반사를 통해 각각 제1 라이트 빔(L1)과 제2 라이트 빔(L2)을 형성하고 제1 라이트 빔(L1)과 제2 라이트 빔(L2)은 상이한 시점에서 컬러 필터(2)를 통과한다.

[제2 실시예]

다음으로 도5 및 도6을 참조하면 다음과 같다. 도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈(M)의 기능 블록도이고 도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈의 신호 전송의 모식도이다.

도6과 도4를 비교하면 제2 실시예와 제1 실시예의 차이점은 라이트 빔의 소스가 상이(광원이 상이)한 것이다. 이 밖에 도5에 도시된 바와 같이 제2 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈(M)은 스위칭 유닛(6) 및 커버 어셈블리(7)를 진일보로 더 포함한다.

먼저, 제2 실시예에서 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)은 혼합 광선(ML)이 측정 대상(O)에 의해 반사되어 형성된 것이다. 제1 실시예에 비해 상이한 시점에서 상이한 특성(예를 들어 상이한 스펙트럼)을 구비하는 초기 라이트 빔(제1 초기 라이트 빔(OL1) 및 제2 초기 라이트 빔(OL2))을 방출하도록 제어되고 제2 실시예는 적어도 제1 초기 라이트 빔 및 제2 초기 라이트 빔을 구비하는 혼합 광선(ML)을 광원으로 사용한다. 예를 들어 제2 실시예에 따른 입체 영상 획득 모듈(M)은 발광 유닛(5)을 별도로 배치할 필요가 없고 태양광과 같은 환경광을 직접 광원으로 이용할 수 있다.

광원의 조절에 결부하여 상술한 바와 같이 제2 실시예가 제공하는 입체 영상 획득 모듈(M)은 스위칭 유닛(6) 및 커버 어셈블리(7)를 더 포함한다. 구체적으로 말하면 스위칭 유닛(6)은 커버 어셈블리(7)에 전기적으로 연결된다. 이 밖에 커버 어셈블리(7)와 컬러 필터(2)는 서로 결합된다. 예를 들어 커버 어셈블리(7)는 스위칭 유닛(6)에 의거하여 컬러 필터(2)의 일부를 차폐하여 상이한 시점에서 컬러 필터(2)를 통과하는 라이트 빔의 종류를 제어한다.

예를 들어 커버 어셈블리(7)는 상이한 시점에서 스위칭 유닛(6)의 제어를 통해 제1 투광 블록(22a) 또는 제2 투광 블록(22b)을 차폐하여 적어도 제1 초기 라이트 빔 및 제2 초기 라이트 빔을 구비하는 혼합 광선(ML)이 측정 대상(O)의 반사를 통해 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)을 형성하도록 한다. 제1 라이트 빔(L1)과 제2 라이트 빔(L2)은 상이한 시점에서 컬러 필터(2)를 통과한다.

한 실시형태에서 혼합 광선(ML)이 측정 대상(O)의 반사를 통과한 후에 형성된 반사광은 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)을 포함한다. 예를 들어 제1 라이트 빔(L1)은 적색 라이트 빔이고 제2 라이트 빔은 청색 라이트 빔이다. 이 밖에 컬러 필터(2)의 피복층(22)의 제1 투광 블록(22a)은 적색 라이트 빔을 통과시키는 블록이고 적색 라이트 빔은 제1 투광 블록(22a)을 통과할 수 없다. 반대로 컬러 필터(2)의 피복층(22)의 제2 투광 블록(22b)은 청색 라이트 빔을 통과시키는 블록이고 적색 라이트 빔은 제2 투광 블록(22b)을 통과할 수 없다.

전술한 바와 같이 첫 번째 시점에서 스위칭 유닛(6)은 컬러 필터(2)의 피복층(22)의 제1 투광 블록(22a)을 피복하도록 커버 어셈블리(7)를 제어한다. 그 결과 혼합 광선(ML)이 측정 대상(O)의 반사를 통과한 후에 형성된 반사광에 포함된 제1 라이트 빔(L1)의 일부는 커버 어셈블리(7)에 의해 차단되고 다른 일부는 제2 투광 블록(22b)에 의해 차단된다. 아울러 제2 라이트 빔(L2)의 일부는 제2 투광 블록(22b)을 통과하여 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신된다. 따라서, 제1 시점에서 영상 감지 유닛(3)은 단지 제2 라이트 빔(L2)만 수신한다. 다시 말해서 제1 시점에서 영상 감지 유닛(3)은 청색의 신호만 수신하고 적색의 신호를 수신하지 않는다. 다음으로, 영상 감지 유닛(3)은 제2 라이트 빔(L2)을 제2 영상 신호(S2)로 변환시키고 이미지 처리 유닛(4)으로 전송한다.

다음으로, 두 번째 시점에서 스위칭 유닛(6)은 컬러 필터(2)의 피복층(22)의 제2 투광 블록(22b)을 피복하도록 커버 어셈블리(7)를 제어한다. 그 결과 혼합 광선(ML)이 측정 대상(O)의 반사를 통과한 후에 형성된 반사광에 포함된 제2 라이트 빔(L1)의 일부는 커버 어셈블리(7)에 의해 차단되고 다른 일부는 제1 투광 블록(22a)에 의해 차단된다. 아울러 제1 라이트 빔(L1)의 일부는 제1 투광 블록(22a)을 통과하여 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신된다. 따라서 제2 시점에서 영상 감지 유닛(3)은 단지 제1 라이트 빔(L1)만 수신한다. 다시 말해서 제2 시점에서 영상 감지 유닛(3)은 적색의 신호만 수신하고 청색의 신호를 수신하지 않는다. 다음으로, 영상 감지 유닛(3)은 제1 라이트 빔(L1)을 제1 영상 신호(S1)로 변환시키고 이미지 처리 유닛(4)으로 전송한다.

전술한 바와 같이 이미지 처리 유닛(4)이 제1 라이트 빔(L1)(적색 라이트 빔)에 의해 제공되는 제1 영상 신호(S1) 및 제2 라이트 빔(L2)(청색 라이트 빔)에 의해 제공되는 제2 영상 신호(S2)를 각각 수신한 후 이미지 처리를 통해 제1 영상 신호(S1) 및 제2 영상 신호(S2)를 결합하여 입체 영상을 발생할 수 있다.

이에 따라 입체 영상 획득 모듈(M)의 구조 설계의 조절에 근거하여 본 발명 제2 실시예에서 입체 영상 획득 방법은 하기 단계를 더 포함한다. 스위칭 유닛(6)으로 커버 어셈블리(7)를 제어하여 커버 어셈블리(7)가 상이한 시점에서 제1 투광 블록(22a) 또는 제2 투광 블록(22b)을 차폐함으로써 적어도 제1 초기 라이트 빔 및 제2 초기 라이트 빔을 구비하는 혼합 광선(ML)이 측정 대상(O)의 반사를 통과하여 제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)을 형성하도록 하고 제1 라이트 빔(L1)과 제2 라이트 빔(L2)은 상이한 시점에서 컬러 필터(2)를 통과한다.

[실시예의 유리한 효과]

본 발명의 유리한 효과에서의 하나는 본 발명이 제공하는 입체 영상 획득 모듈(M) 및 입체 영상 획득 방법은 "제1 스펙트럼을 구비하는 제1 라이트 빔(L1)이 제1 투광 블록(22a)을 통과하여 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신되어 영상 감지 유닛(3)이 제1 영상 신호(S1)를 획득하도록 하고 제2 스펙트럼을 구비하는 제2 라이트 빔(L2)이 제2 투광 블록(22b)을 통과하여 영상 감지 유닛(3)에 의해 수신되어 영상 감지 유닛(3)이 제2 영상 신호(S2)를 획득하도록 하되 제1 스펙트럼과 제2 스펙트럼은 상이함" 및 "제1 라이트 빔(L1) 및 제2 라이트 빔(L2)은 각각 제1 투광 블록(22a) 및 제2 투광 블록(22b)을 통과하고 제1 스펙트럼과 제2 스펙트럼은 상이하며; 영상 감지 유닛(3)에 의해 제1 투광 블록(22a)을 이미 통과한 제1 라이트 빔(L1)과 제2 투광 블록(22b)을 이미 통과한 제2 라이트 빔(22b)을 수신하여 영상 감지 유닛(3)이 제1 영상 신호(S1) 및 제2 영상 신호(S2)를 획득하도록 한다"라는 기술적 해결수단을 통해 입체 영상 획득 모듈(M)의 구조적 복잡성, 부피 및 제조 단가를 감소시킨다.

더 진일보로 설명하면 본 발명이 제공하는 입체 영상 획득 모듈(M)은 컬러 필터(2)의 구조적 설계를 통해 본 발명이 단일 컬러 필터(2)를 통해 상이한 스펙트럼을 구비하는 상이한 라이트 빔을 분리하는 효과를 달성할 수 있다. 다음으로, 스펙트럼 차이(light spectrum differentiation)를 이용하여 입체 애너글리프 기술(anaglyph)을 통해 입체 영상을 획득할 수 있다. 그 결과 입체 영상 획득 모듈(M)의 렌즈의 개수를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 다시 말해서 본 발명이 제공하는 입체 영상 획득 모듈(M)은 단지 단일 그룹의 렌즈를 사용하여 영상 획득의 기술적 효과를 달성할 수 있다.

이상에서 공개된 내용은 단지 본 발명의 바람직한 실시예 일 뿐 이에 의해 본 발명의 특허청구범위를 한정하려는 것이 아니므로 본 발명의 명세서 및 도면의 내용을 사용하여 진행한 균등한 기술적 변화는 모두 본 발명의 특허청구범위 내에 포함된다.

M: 입체 영상 획득 모듈
1: 렌즈 어셈블리
2: 컬러 필터
21: 기판
22: 피복층
22a: 제1 투광 블록
22b: 제2 투광 블록
3: 영상 감지 유닛
4: 이미지 처리 유닛
5: 발광 유닛
6: 스위칭 유닛
7: 커버 어셈블리
O: 대상
L: 광선
ML: 혼합 광선
OL1: 제1 초기 라이트 빔
OL2: 제2 초기 라이트 빔
L1: 제1 라이트 빔
L2: 제2 라이트 빔
S1: 제1 신호
S2: 제2 신호

Claims

렌즈 어셈블리;
컬러 필터;
상기 렌즈 어셈블리 및 상기 컬러 필터가 동일한 측에 위치하도록 설치되는 영상 감지 유닛; 및
상기 영상 감지 유닛에 전기적으로 연결되는 이미지 처리 유닛을 포함하는 입체 영상 획득 모듈에 있어서,
상기 컬러 필터는 기판 및 상기 기판에 설치되는 피복층을 포함하고 상기 피복층은 제1 투광 블록 및 제2 투광 블록을 포함하며;
제1 스펙트럼을 구비하는 제1 라이트 빔이 상기 제1 투광 블록을 통과하여 상기 영상 감지 유닛에 의해 수신되어 상기 영상 감지 유닛이 제1 영상 신호를 획득하도록 하고 제2 스펙트럼을 구비하는 제2 라이트 빔이 상기 제2 투광 블록을 통과하여 상기 영상 감지 유닛에 의해 수신되어 상기 영상 감지 유닛이 제2 영상 신호를 획득하도록 하되 상기 제1 스펙트럼과 상기 제2 스펙트럼은 상이하고;
상기 제1 영상 신호와 상기 제2 영상 신호는 상기 이미지 처리 유닛의 처리를 통해 입체 영상 정보를 형성하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 모듈.
제1항에 있어서,
발생된 제1 초기 라이트 빔 및 제2 초기 라이트 빔이 측정 대상의 반사를 통해 각각 상기 제1 라이트 빔과 상기 제2 라이트 빔을 형성하고 상기 제1 라이트 빔과 상기 제2 라이트 빔은 상이한 시점에서 상기 컬러 필터를 통과하는 발광 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 모듈.
제1항에 있어서,
스위칭 유닛 및 커버 어셈블리를 더 포함하되 상기 스위칭 유닛은 상기 커버 어셈블리에 전기적으로 연결되고 상기 커버 어셈블리는 상이한 시점에서 상기 스위칭 유닛의 제어를 통해 상기 제1 투광 블록 또는 상기 제2 투광 블록을 차폐하여 적어도 제1 초기 라이트 빔 및 제2 초기 라이트 빔을 구비하는 혼합 광선이 측정 대상의 반사를 통해 상기 제1 라이트 빔 및 상기 제2 라이트 빔을 형성하도록 하며 상기 제1 라이트 빔과 상기 제2 라이트 빔은 상이한 시점에서 상기 컬러 필터를 통과하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 투광 블록은 제1 투광 재료로 형성되고 상기 제2 투광 블록은 제2 투광 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 모듈.
제1항에 있어서,
상기 기판은 0.01mm 내지 0.05mm 범위 두께의 유리 기판인 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 영상 정보와 상기 제2 영상 정보는 입체 애너글리프를 사용하여 상기 입체 영상으로 결합되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 스펙트럼은 청색 스펙트럼이고 상기 제2 스펙트럼은 적색 스펙트럼인 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 모듈.
제1항에 있어서,
상기 영상 감지 유닛은 전하결합소자 또는 상보적 산화금속 반도체 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 라이트 빔은 단일 주파수 또는 두 개 이상의 상이한 주파수를 구비하는 제1 광선을 포함하고 상기 제2 라이트 빔은 단일 주파수 또는 두 개 이상의 상이한 주파수를 구비하는 제2 광선을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 모듈.
제1 스펙트럼을 구비하는 제1 라이트 빔 및 제2 스펙트럼을 구비하는 제2 라이트 빔이 컬러 필터를 통과하도록 하는 단계, 상기 컬러 필터는 기판 및 상기 기판에 설치되는 피복층을 포함하고 상기 피복층은 제1 투광 블록 및 제2 투광 블록을 포함하며 상기 제1 라이트 빔 및 상기 제2 라이트 빔은 각각 상기 제1 투광 블록 및 상기 제2 투광 블록을 통과하고 상기 제1 스펙트럼과 상기 제2 스펙트럼은 상이함;
렌즈 어셈블리를 통해 상기 제1 라이트 빔 및 상기 제2 라이트 빔의 적어도 하나에 대해 광학 처리를 진행하는 단계;
영상 감지 유닛을 통해 상기 제1 투광 블록을 통과한 상기 제1 라이트 빔과 상기 제2 투광 블록을 통과한 상기 제2 라이트 빔을 수신하여 상기 영상 감지 유닛이 제1 영상 신호 및 제2 영상 신호를 획득하도록 하는 단계; 및
상기 제1 영상 신호와 상기 제2 영상 신호는 이미지 처리 유닛의 이미지 처리를 통해 입체 영상 정보를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 스펙트럼을 구비하는 상기 제1 라이트 빔 및 상기 제2 스펙트럼을 구비하는 상기 제2 라이트 빔이 상기 컬러 필터를 통과하는 단계 전에, 발광 유닛에 의해 제1 초기 라이트 빔 및 제2 초기 라이트 빔을 발생하여 상기 제1 초기 라이트 빔 및 상기 제2 초기 라이트 빔이 측정 대상의 반사를 통해 각각 상기 제1 라이트 빔과 상기 제2 라이트 빔을 형성하고 상기 제1 라이트 빔과 상기 제2 라이트 빔은 상이한 시점에서 상기 컬러 필터를 통과하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 스펙트럼을 구비하는 상기 제1 라이트 빔 및 상기 제2 스펙트럼을 구비하는 상기 제2 라이트 빔이 상기 컬러 필터를 통과하는 단계 전에, 스위칭 유닛으로 커버 어셈블리를 제어하여 상기 커버 어셈블리가 상이한 시점에서 상기 제1 투광 블록 또는 상기 제2 투광 블록을 차폐함으로써 적어도 제1 초기 라이트 빔 및 제2 초기 라이트 빔을 구비하는 혼합 광선이 측정 대상의 반사를 통해 상기 제1 라이트 빔 및 상기 제2 라이트 빔을 형성하고 상기 제1 라이트 빔과 상기 제2 라이트 빔은 상이한 시점에서 상기 컬러 필터를 통과하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 획득 방법.