KR20000023156A - 영상을 전자 신호로 변환하기 위한 장치 - Google Patents

영상을 전자 신호로 변환하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 영상을 전자 신호로 변환하기 위한 장치는, 투영 영역(10)에 존재하는 영상을 기록하기 위한 제 1 렌즈(1)를 가지는 카메라(14), 광 빔을 투영 영역(10)으로 집중시키기 위한 제 2 렌즈(3)를 가지는 광원(16)으로 구성된다. 선택적으로, 상기 두 렌즈는 자동 조절할 수 있는 줌 렌즈로 설계된다. 적어도 제 1 렌즈는 자동 조절할 수 있는 줌 렌즈로 설계되는 것이 선호된다. -조인트(24a) 둘레에서 회전할 수 있게- 지지아암(24)에 장착되고 투영 영역(10)과 두 개의 렌즈(1,3) 사이에 배치되는 적어도 하나의 거울(22)은 광원과 카메라로 조정되는 두 개의 빔 경로를 편향하기 위해 제공된다. 지지아암(24) 위에서 거울(22)의 상대 위치는 변할 수 있으므로, 빔 경로 길이는 짧아지거나 길어진다. 장치로 조정된 제어 유닛(30)에 의한 원격 제어 하에 모터에 의해 거울(22)의 회전 및 상대 위치를 조정할 수 있다. 각각의 지지아암 길이를 등록하기 위한 위치 트랜스미터와 각각의 회전각을 등록하기 위한 샤프트 부호기(35)가 제공되고 대응하는 신호를 제어 유닛(30)으로 전달한다.

Description

영상을 전자 신호로 변환하기 위한 장치{DEVICE FOR CONVERTING PICTURES OR IMAGES INTO ELECTRONIC SIGNALS}
본 발명은 청구항 1항에 기술한 대로 영상을 전자 신호로 변환하기 위한 장치에 관련된다.
본원에서 "화상이나 영상"은 움직이는 대상물을 포함해, 모든 종류의 대상물뿐만 아니라 서류와 같은 다른 정보 기록과 사진, 슬라이드, 도면처럼 화상을 의미하는 것으로 이해할 수 있다.
전술한 장치는 EP-B1-362 737에서 설명되는데, 이 장치 내부의 광학 영사기는 거울 시스템을 통해 작동 표면으로 비디오 카메라의 기록 영역과 동일한 크기의 광의 시야를 투사한다. 이 영상은 동일한 방식으로 카메라에 의해 기록된다. 카메라와 광학 영상기의 광학 시스템은 동기화되어서 작동 표면상에서 광 시야의 크기는 카메라의 줌 영역이 바뀔 때 변한다. 상기 주사 및 조명 시스템은 그림자 없이 비추고 시야의 깊이를 아주 깊게 보장한다. 또 작동 표면상의 영상 크기로 광이 정확하게 투사하므로, 어떠한 산란광도 존재하지 않고, 투사기를 사용해 재현하는데 편리하다.
여러 개의 렌즈를 가지는 줌 렌즈를 사용함으로써, 다수의 초점 거리가 허용된다. 비교적 높은 줌 계수에서, 렌즈의 속도와 영상 재현 정밀도는 감소된 해상도, 증가된 일그러짐과 완전히 정확하지 않은 색상 재현 때문에 감소된다.
수직으로 배치된 축에 움직일 수 있게 장착된 고정된 렌즈, 즉 재현 시스템으로 최고의 영상 질을 달성할 수 있다면, 이 조명 장치는 평행을 이루며 조절되고 주사 거리가 조절된다. 이 장치는 3D 스캐너로서 사용하거나 비디오 회의 및 프리젠테이션 기술에 적용하기에 불편하며 일반적으로 너무 크다.
상기 프리젠테이션 장치의 조종 수단과 운반성에 관한 요구 조건 때문에, 프리젠테이션 장치의 크기를 제한할 필요가 있다. 따라서 장치에 배치된 카메라 렌즈 크기와 줌 영역도 제한될 것이다. 비교적 넓은 줌 영역을 가지는 카메라 사용과 관련된 비용 문제도 고려해야 한다.
본 발명의 목적은 일정한 깊이의 시야와 해상도와 함께, 광학 시스템의 효과와 줌 효과를 가지는, 전술한 종류의 장치를 제공하는 것이다.
이것은 청구항 1항의 특징을 실현함으로써 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예 및 그 밖의 다른 실시예는 종속항의 특징부에서 기술된다.
축 둘레에서 주사 헤드로서 이용되는 거울의, 선행 기술에서 알려진, 운동성 및 회전성 이외에 지지부를 따라 거울이 움직일 수 있으므로, 영상으로부터 카메라 렌즈까지 빔 경로는 각각의 경우에 거울의 변위 거리에 대해 두 배로 길어지거나 짧아진다. 기록하는데 사용되는 카메라인 경우에, 빔 경로의 길이를 길게 하거나 짧게 하면 기록되는 영상의 크기를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 고정된 렌즈가 사용될 때, 이것은 줌 렌즈 효과를 일으킨다; 줌 렌즈에 대해, 영상 질을 손상시키는 다른 렌즈를 사용할 필요 없이 줌 효과를 높일 수 있다.
이 장치는, 거울이 움직이거나 "줌"으로서 사용할 때만 작동될 수 있고, 두 개의 거울은 자체 축 둘레에서 회전하여서, 기록되는 대상물 상의 모든 점이 항상 주사되고 카메라 렌즈의 초점은 새로운 주사 거리에 따라 재조절된다. 결합된 이 기능은 기계적으로, 전기적으로 또는 전자적으로 실현될 수 있다.
본 발명은 첨부 도면을 참고로 하기 실시예를 들어 설명된다.
도 1 은 본 발명에 따른 장치를 나타낸 도면;
도 2 는 도 1에 도시한 장치의 측면도;
도 2a 는 조절된 제 2 거울을 갖춘 빔 경로를 나타낸 도면;
도 3 은 본 발명에 따른 줌 장치의 작동 모드를 나타낸 블록 선도 및.
도 4 는 소프트웨어-통제 시퀀스를 나타낸 플로우차아트.
도 1과 2는 하우징(12) 내에 수용된 광원(16)을 포함하는 투영 영역(10)으로부터 영상을 기록하기 위한 장치를 나타낸다. 이 하우징은 투영 영역(10)에 나타나거나 존재하는 영상을 기록하는 카메라(14)를 포함한다. 그러나 이 투영 영역 바깥쪽에, 예를 들어 실내에 존재하는 대상물이나 영상은 하우징(12)에 연결된 지지아암(24)을 알맞게 회전시킴으로써 기록될 수도 있다.
광원(16)-렌즈를 갖춘 영사기-에 의해 방출된 빛은 제 1 거울(21)과 제 2 거울(22)을 통하여 투영 영역(10)으로 향한다. 이런 식으로 비추어지고 투사되는 영상은 두 개의 거울(22,21)에 의해 카메라(14)의 렌즈로 반사된다. 제 2 거울(22)은 볼 조인트 둘레에서 지지아암(24) 위에서 회전할 수 있어서, 투영 영역(10)의 각 부분에 상이 비추어질 수 있다. 카메라(14)와 영사기-광원(16)-는 하우징 내에 배치되어서 광축(30,31)은 서로에 대해 2-3도의 각을 이룬다. 상기 카메라(14)는 전기 케이블(37)에 의해 예를 들어 모니터(38)와 같은 하나 이상의 재생 장치와 연결된다.
투영 영역은 자체 영상 내용물을 포함하거나 포함하지 않으면서 광 빔이 투사되는 모든 영역이다; 이 영역은 제 2 거울을 회전시킴으로써 무작위로 선택될 수 있고, 영상은 이 영역으로부터 카메라에 의해 기록된다. 이것은 하우징이나 하우징과 이웃해, 예를 들어 테이블 표면이나 벽 표면에 존재하거나 모든 대상물의 표면에서 형성될 것이다.
EP-B1-0 362 737에서 설명된 것처럼 지지아암에 구비된 볼 조인트 둘레에서 제 2 거울을 회전시킴으로써 카메라를 가지고 투영 영역의 특정 지점을 비교적 자동으로 찾을 수 있고, 상기 거울은 이 영역으로 정확하게 광 빔을 편향하면서 비추어주어서 조작자가 정확하게 볼 수 있도록 한다. 조작자는 광 빔을 투영 영역 위의 특정 지점으로 배향함으로써 카메라의 기록 영역을 정렬한다. 제 1, 제 2 거울을 포함하는 거울 결합체는 영상으로부터 렌즈까지 광 경로를 연장하여서, 우수한 시야의 길이가 달성될 수 있는데, 그렇지 않으면 과다하게 긴 렌즈에 의해서만 가능하다. 약 90cm의 광 경로로부터, 시야의 깊이는 최다 요구조건에 부합한다.
동일한 방식으로, 제 1 거울(21)을 회전시킴으로써 투영 영역 상의 모든 영역이 주사되고, 발견되며 멀리 회전될 수 있다. 두 거울의 회전 운동도 가능하다.
EP-B1-0 362 737의 동시성을 가지는 줌 렌즈의 사용은 여러 개의 영상 삭제 부분이 있는 경우에도 영상이 일치하도록 보장하고 특히 원격 제어하는 동안, 사용자가 장치를 쉽게 조작할 수 있도록 한다.
만일 카메라와 영사기의 두 렌즈가 서로 동기화될 수 있다면, 여러 가지 부가 효과를 얻을 수 있는데, 예를 들어 비교적 넓은 조사된 투영 영역 상에서 원하는 모든 위치를 찾을 수 있고, 이 경우에 두 개의 줌 렌즈는 서로 개별적으로 작동될 수 있다. 또 두 렌즈의 두 중심 빔 사이의 각도나 교차점은 렌즈와 투영 영역 사이의 거리로 조절될 수 있으므로, 이 교차점은 투영 영역이 있는 평면에 위치하는데 이것은 횡방향 영상을 일치시킨다.
자동초점 기능이 있는 장치는 기록 카메라를 사용자가 쉽게 제어할 수 있도록 한다. EP-B1-0 362 737에 기술한 부수된 제 3 빔 경로는, 예를 들면 초점을 맞추거나, 거리를 측정하거나, 명암을 모니터하는 것처럼, 광원 및 렌즈를 제어하고 투사 영역에서 특정 상태를 측정하기 위한 제어 유닛과 함께 다양한 용도로 제공될 수 있다.
지지 아암(24) 상의 제 2 거울(22)은 EP-B1-0 362 737에 기술한 대로, 지지 아암(24)에 제공된 볼 조인트(24a) 둘레에서 회전할 수 있을 뿐만 아니라, 도 1과 2에 나타낸 것처럼, 지지아암에서 높이를 조절할 수 있다. 도 2a는 빔 경로를 나타낸다. I로 나타낸, 제 2 거울(22)의 제 1 위치에서, 제 1 영역(b)은 카메라(14)에 의해 기록되거나 영사기(16)에 의해 비추어질 수 있다. 만일 거울(22)이 지지 아암을 따라 움직인다면, 빔 경로는 짧아지고, 보다 좁은 영역이 기록되거나 비추어질 수 있다. 비록 거울이 움직일지라도, 제 1 영역(b)의 바람직한 부분(a)과 정렬할 수 있도록, 거울(22)은 조인트(24a) 둘레에서 회전되어야 한다. 거울 운동에 의해 발생되는 줌 인자는 인자 b/a에 의해 주어진다. 카메라 렌즈에서 초점은 짧아진 빔 경로와 짧아진 주사 거리에 따라 조절되어야 한다. 또 선호되는 동기화된 영상 크기 및 광 크기에 따라 영사기 렌즈를 조절할 필요가 있다.
따라서 예를 들어 20-170mm 렌즈와 1.50m의 거리를 가지는 1/2" 카메라에 대해, 8.5의 줌 인자에 해당하는, 49.23mm 내지 418.46mm의 영상을 달성할 수 있다. 접혀있는 빔 경로인 경우에, 주사 거리는 도 2a에 나타난 대로 40cm로 짧아지고 이때 거울은 20cm 정도 낮추어지고 36.10mm 내지 418.46mm의 영상을 연속 주사할 수 있다. 이것은 채도 및 해상도를 제한하지 않고 일그러뜨리지 않으면서 줌 계수를 11.6으로 증가시키는 것을 의미한다. 해상도가 높아짐에 따라 CCDs와 같은 기록 요소는 일정하게 현상되므로, 이런 "거울 줌 기술"은 많은 장점을 가진다.
지지 아암(24)을 기울여줌으로써, 즉 거울(22)을 움직이지 않으면서 동일한 효과를 얻을 수 있고, 거울(22나 21)을 회전시키거나 두 거울을 함께 회전시킴으로써 바람직하게 정렬시킬 수 있다. 지지아암(24)을 기울여줌으로써, 발생할 수 있는 모든 반사를 막을 수 있다.
도 3은 각 작동 유닛의 조직 조립체를 위한 가능한 카탈로그의 블록선도인데, 이 카탈로그는 제어 유닛(30), 예를 들어 마이크로컨트롤러에 의해 제어될 수 있다. 만일 특정 줌 계수가 제어 유닛(30)에 의해 입력된다면, 제 2 거울의 운동을 실행하는 모터(31)와 지지아암의 운동을 실행하는 모터(31a) 또는 볼 조인트(24a) 둘레에서 제 2 거울(22)의 회전을 일으키는 또다른 모터(32) 및 제 1 거울(21)의 회전을 일으키는 모터(32a)와 카메라의 광학 시스템(34)의 초점 모터(33)가 지지아암(24)에서 작동될 수 있고, 거울(22,21)을 회전시키는 샤프트 인코더(35,35a), 거울을 변위시키는 아암 길이 위치 트랜스미터(36) 또는 지지아암(24)을 편향하기 위한 지지아암 샤프트 인코더(36a)와 초점을 맞추기 위한 초점 위치 트랜스미터와 같은, 위치 트랜스미터를 제공할 수 있다. 이 위치 트랜스미터는 전위차계, 증분 인코더 또는 이와 비슷한 신호 트랜스미터이다.
또, 카메라 광학 시스템(34)의 줌 모터(38)는 제어 유닛에 의해 제어될 수 있고, 줌 위치 트랜스미터(39)는 대응하는 신호를 제어 유닛으로 전달한다. 전술한 대로, 거울 줌-즉 거울을 조절함으로써 주사 거리를 바꾸기 위해 빔 경로를 길게 하거나 짧게 하는 것-과 카메라 줌은 상호 독립적으로 작동되거나 결합해서 동시에 작동한다; 따라서 카메라 줌이 완전히 소모된 후에만 거울 줌을 적용할 수 있다. 원하는 용도에 맞게 거울 회전을 조절할 수 있다. 전술한 대로, 영사기는 대응하는 방식으로 제어되고 렌즈를 조절하기 위해 위치 트랜스미터도 구비한다.
다양한 위치 및 각 위치를 결정하기 위한 트랜스미터를 제공하면, 수동 과정에 의해 기계적으로 도달되는지, 제어 유닛에 의해 전자 계산되고 결정되는지 아닌지에 따라 모든 위치로부터, 원하는 영상 삭제부분에 따라 각 구성성분의 회전 위치나 편향 위치 또는 상대 위치, 원하는 각 위치를 얻을 수 있다.
도 4는 필요한 조작 시퀀스를 가지는 플로우 차트이다. 원하는 줌 계수를 기초로, 원하는 선택된 빔 경로 길이는 제 1 단계(41)에서 계산되고 새로운 지지아암 길이나 지지아암 각 위치는 제 2 단계(42)에서 계산되는데, 이 빔 경로 길이로부터, 대응하는 트랜스미터를 통하여 거울 거리(지지아암 길이 또는 지지아암 각 위치)가 공지되고 각 위치는 대응하는 트랜스미터를 통하여 공지된다. 만일(제 3 단계43) 아암 길이 위치 트랜스미터(36)를 수단으로 결정된 실제 지지아암 길이가 새로 구해진, 바람직한 지지아암 길이보다 짧아야 한다면, 지지아암은 연장된다; 그렇지 않으면 이 아암은 안으로 끌어넣어진다. 샤프트 인코더(35), 초점 위치 트랜스미터(37)와 현구행 아암 길이를 통하여 이용할 수 있는 값은 거울(22,21)을 회전하는데 필요한 계산(단계 45) 뿐만 아니라, 새로운 초점 위치(단계 44)를 계산할 수 있다. 이런 식으로 구한 값을 기초로, 초점과 거울은 대응하는 모터를 작동함으로써 새롭게 위치 설정된다(단계 46). 47에서, 이 과정은 종료되고(단계 48) 단계 48에서 구해진 아암 길이에 따라 새로운 아암 길이에 이르게 된다; 음(-)인 경우에, 이 과정은 43으로 되돌아가고 다음 단계를 거친다. 이 다이어그램은 영사기에 적용할 수 있다.
이 과정은 부분적으로는 조작자에 의해 순수히 기계적으로 실행될 수 있고, 제어 유닛에 의해 순수하게 제어된 시퀀스와 수동 기계 조작 결합도 가능하다.

Claims (7)

  1. 투영 영역(10)에 존재하는 화상 또는 영상을 기록하기 위한 제 1 렌즈(1)를가지는 카메라(14)로 구성되고, 상기 투영 영역(10)으로 광 빔을 집중시키기 위한 제 2 렌즈(3)를 가지는 광원(16)으로 구성되며, 두 렌즈나, 선호적으로 제 1 렌즈는 자동 조정할 수 있는 줌 렌즈로서 설계되고 하나 이상의 제 2 거울(22)은 지지아암(24)에 장착되고 조인트(24a) 둘레에서 회전할 수 있으며, 두 개의 거울(21,22)은 광원과 카메라로 조정된 두 개의 빔 경로를 편향시키기 위해 구비되고, 상기 거울은 투영 영역(10)과 두 렌즈(1,3) 사이에 배치되는, 영상이나 화상을 전자 신호로 바꾸기 위한 장치에 있어서, 지지아암(24)에서 제 2 거울(22)의 상대 위치는 빔 경로 길이를 짧게 하거나 길게 하도록 바꿀 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 2 거울(22)의 회전 및 상대 위치의 조정은 장치로 조정되는 제어 유닛(30)에 의한 원격 제어 하에 하나 이상의 모터(31,31a)에 의해 이루어지고, 각각의 회전각을 기록하기 위한 샤프트 인코더(35)와 지지아암(24)의 각 위치나 각각의 지지아암 길이를 기록하기 위한 하나 이상의 위치 트랜스미터(36,36a)가 제공되며, 이 위치 트랜스미터(36)와 샤프트 인코더(35)는 대응하는 신호를 제어 유닛(30)으로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 제 2 자동 조정 렌즈(3)와 함께 동기 장치를 통하여, 제 2 거울(22)의 회전 및 제 2 거울의 상대 위치 조정과 더불어 회전 및 조정의 함수로서, 제어 유닛(30)에 의해 자동 조정할 수 있게 제 1 렌즈(1)는 줌 렌즈로서 설계되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 2항 또는 3항에 있어서, 대응하는 신호를 제어 유닛(30)에서 활용할 수 있도록 하는 줌 위치 트랜스미터(39)는 줌 렌즈로서 설계된 제 1 렌즈(1)로 조정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 2항 내지 4항에 있어서, 제어 유닛(30)에서 활용할 수 있는 신호를 가지는 초점 위치 트랜스미터(37)는 자동 조정할 수 있는 초점 장치를 장착한 제 1 렌즈(1)로 조정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 2항 내지 5항에 있어서, 대응하는 신호를 제어 유닛(30)에서 활용할 수 있도록 하는 줌 위치 트랜스미터 및 초점 위치 트랜스미터는 자동-조정 초점 장치를 가지고 줌 렌즈로서 설계된 제 2 렌즈(3)로 조정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 상기 청구항에 있어서, 거울(21)을 편향시키는 모터(32a)는 제 1 거울(21)로 조정되고, 대응하는 신호를 제어 유닛에서 활용할 수 잇도록 하는 트랜스미터(35a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
KR1019990039458A 1998-09-15 1999-09-15 영상을 전자 신호로 변환하기 위한 장치 KR20000023156A (ko)

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EP98117431.1 1998-09-15
EP98117431A EP0987874B1 (de) 1998-09-15 1998-09-15 Gerät für das Umwandeln von Bildern oder Abbildern in elektronische Signale

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