KR200348130Y1 - 카메라 고정식 3차원 이미지 생성장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 카메라 고정식 3차원 이미지 생성장치에 관한 것으로서, 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 중앙부에 회전 가능하게 장착되는 턴 테이블과; 상기 턴 테이블을 구동시키기 위한 액츄에이터와; 상기 베이스 플레이트의 상부에 상기 턴 테이블의 중심과 동일한 간격을 두고 수직 평면상에 배치되는 다수의 카메라부와; 동작 제어 신호를 생성하여 상기 카메라 부로 전송하고, 상기 카메라부에 의해 촬영된 디지털 이미지를 수신하는 이미지 촬영 제어부와; 상기 디지털 이미지를 이용하여 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성부; 및 상기 디지털 이미지 및 상기 3차원 이미지를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 고안에 따르면, 고정된 카메라를 활용하여 동시에 다수의 이미지를 얻을 수 있으므로 보다 신속하고 효율적으로 3차원 이미지를 얻을 수 있어 제작시간이 대폭 단축되는 장점이 있다.

또한, 카메라를 이동시키기 위한 기구가 필요없으므로 기기의 구성이 단순하여 제조비가 저렴할 뿐만 아니라 유지보수 비용도 절감되며, 기기의 수명 또한 연장되게 된다.

Description

카메라 고정식 3차원 이미지 생성장치{3 dimensional image generator with fixed camera}

본 고안은 카메라 고정식 3차원 이미지 생성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물체의 이미지를 3차원으로 초고속 촬영함으로서 3D 이미지 촬영을 최단 시간내에 끝마칠 수 있는 3차원 이미지 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.

인터넷, 시디롬(CD-ROM) 등과 같은 디지털 매체를 이용한 전자 상거래, 가상 박물관, 디지털 백과사전 및 전자 카타로그의 이용이 점차 증가하고 있는 추세이다. 이러한 경우 가상 현실을 통한 물체에의 시각적 접근을 더욱 효과적으로 할 수 있도록 사진가 같은 평면 이미지뿐 아니라 마치 눈앞에 실제 대상물이 있는 것과 같은 양안 입체시에 의한 충분한 입체감과 사용자가 대상물을 보는 방향이나 자세 등을 자유로이 선택 가능하게 하기 위해 3차원 이미지를 함께(또는 3차원 이미지만을 독자적으로) 제공할 필요가 있다.

이와 같이, 교육 효과, 제품에 대한 실제적 정보 제공 등의 다양한 목적을 달성하기 위해 3D 콘텐츠의 이용이 점차 증가하고 있다. 그러나, 종래의 3D 콘텐츠 제공 방법은 작업자가 촬영 대상물(예를 들어, 조각품, 판매용 제품 등)을 다수의 각도에서 수동으로 촬영한 후, 촬영된 사진들을 합성하여 하나의 3D 이미지로 생성하는 방법이나, 동영상을 촬영하여 동영상 파일을 제공하는 방법 등이 제공되고 있다.

수동으로 촬영된 복수의 사진을 합성하여 하나의 3D 이미지를 만드는 방법은 수요자(예를 들어, 구매자, 관람자 등)의 요구에 따른 각도의 이미지를 제공할 수 있다는 장점을 가지는 반면에, 3D 이미지를 만들기 위해 촬영하여야 하는 사진의 수량이 많고, 촬영시 많은 시간을 요구하며 또한 3D 이미지 생성 과정이 복잡해지는 문제점이 있었으며, 결과적으로 3D 이미지 생성 비용을 증가시키는 문제점도 있었다. 또한, 모든 촬영 대상물을 복수회 촬영할 때 사진의 중심점이 일치하지 않은 사진이 존재하는 경우에는 처음부터 촬영 작업을 다시 시작해야 하는 경우가 발생할 수도 있으며, 수작업으로 다양한 각도를 재촬영하는 과정에서 사람의 시각과 카메라 랜즈의 각도에 따른 작업 오차가 발행하는 문제점도 있었다.

이에 비해, 동영상을 촬영하여 동영상 파일을 제공하는 방법은 우수한 촬영 기자재를 이용하여 연속적으로 촬영 대상물을 촬영한 후 하나의 전자 파일로 제공할 수 있어 전자 파일 생성 시간을 단축시키고, 전자 파일 생성 과정이 용이하다는 장점이 있으나, 수요자가 원하는 각도의 이미지를 자유롭게 얻을 수 없다는 문제점이 있었다. 또한, 기존의 동영상 파일의 크기가 너무 커서 해당 파일을 제공하는 웹서버 (Web Server)가 정상적으로 동작하지 못하는 경우(예를 들어, 다운(down) 등)도 있어, 다수개의 제품 또는 자료를 홍보하는 데에는 한계가 있었다.

즉, 종래 기술에 따른 3D 콘텐츠 제공 방법은 3D 콘텐츠 생성 비용, 작업 시간, 작업 비용, 수요자의 요구 불만족 등과 같은 많은 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 출원인은 대한민국 특허출원 제10-2003-0069622호를 통해서 3D 콘텐츠를 신속하고 간편하게 생성할 수 있는 장치에 대해 개시한 바 있다.

도 1을 참조하면, 상기 장치는 기본적으로 회전 가능한 턴테이블(230) 위에 제품을 거치한 후, 원하는 위치로 카메라를 이동시킬 수 있는 x축 조절부 및 y축 조절부를 두어 3D 이미지 제작에 필요한 제품의 이미지를 각각 촬영한 후 이를 조합하여 3D 이미지를 생성할 수 있도록 한 것이다. 따라서, 상기 장치를 이용하면 신속하고 간편하게 3D 이미지를 제작할 수 있게 된다.

그러나, 상기 장치의 경우 카메라를 원하는 위치 및 원하는 각도로 이동시키기 위한 기구 장치의 구성이 복잡할 뿐만 아니라 이를 정확하게 이동시키기 위한 정밀한 제어장치가 필요하며, 이동에 시간이 소요되는 단점이 존재한다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 카메라를 이동시키지 않으면서도 동시에 각도를 달리하는 다수의 이미지를 촬영할 수 있는 3D 이미지 생성장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

또한, 본 고안은 종래에 비해서 보다 단순한 구조를 갖도록 하여 신뢰성 및 내구성을 높이고 생산단가를 절감할 수 있는 3D 이미지 생성장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.

도 1은 종래의 3차원 이미지 생성장치를 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 고안에 따른 카메라 고정식 3차원 이미지 생성장치의 일 실시예를 도시한 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 실시예에 대한 정면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 카메라 고정식 3차원 이미지 생성장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 고안은, 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 중앙부에 회전 가능하게 장착되는 턴 테이블과; 상기 턴 테이블을 구동시키기 위한 액츄에이터와; 상기 베이스 플레이트의 상부에 상기 턴 테이블의 중심과 동일한 간격을 두고 수직 평면상에 배치되는 다수의 카메라부와; 동작 제어 신호를 생성하여 상기 카메라 부로 전송하고, 상기 카메라부에 의해 촬영된 디지털 이미지를 수신하는 이미지 촬영 제어부와; 상기 디지털 이미지를 이용하여 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성부; 및 상기 디지털 이미지 및 상기 3차원 이미지를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 본 고안에서는 각각의 이미지를 촬영하고 이를 3D 이미지화하는 과정은 본 출원인의 종래 기술을 응용하되, 다수의 카메라를 미리 특정한 위치에 고정시켜서 동시에 다수의 이미지를 촬영할 수 있도록 한 것이다. 이를 통해서, 카메라를 원하는 위치로 이동시키기 위한 기구가 필요없을 뿐만 아니라 카메라 이동에 소요되는 시간을 단축시킴으로써 보다 신속한 촬영이 이루어질 수 있게 된다.

각각의 카메라의 위치는 기본적으로 턴 테이블과 동일한 높이에서 서로 마주보도록 한 쌍의 카메라를 배치하고, 또한 턴 테이블의 수직방향 상부에 카메라를 위치시키며, 한 쌍의 카메라를 추가적으로 이들 사이에 등간격으로 설치시킬 수 있다. 이를 통해서, 촬영하고자 하는 제품의 정면, 배면, 평면 및 45도 각도로 비스듬히 내려다 보는 각도의 이미지를 동시에 촬영할 수 있게 된다.

여기서, 턴 테이블을 회전시킬 수 있으므로 보다 다양한 각도의 이미지를 얻을 수 있으며, 필요에 따라서는 장착되는 카메라의 수를 더욱 늘릴 수도 있다. 이때, 각각의 카메라는 모두 턴 테이블의 중심점을 기준으로 동일한 거리를 두고 배치되어야 각각의 이미지의 배율이 동일하게 유지될 수 있을 것이다.

상기 카메라는 임의의 방식으로 턴 테이블의 상부에 고정될 수 있으며, 일 예로서 베이스 플레이트 상에 반원 형태로 만곡된 빔을 베이스 플레이트의 평면과 수직하게 설치한 후 상기 빔에 각각의 카메라를 장착하는 방식도 고려할 수 있다.

이때, 촬영시간을 보다 단축하기 위해서 다수의 빔을 설치하여 동시에 보다 많은 종류의 각도를 갖는 이미지를 촬영하도록 할 수도 있다.

한편, 턴 테이블 상에 거치되는 제품의 크기에 따라서 턴 테이블과 동일한 높이로 설치되는 카메라가 제품의 정면을 정확하게 응시하지 못하는 경우도 생길 수 있으므로, 바람직하게는 상기 턴 테이블이 베이스 플레이트의 표면을 기준으로 상승 또는 하강할 수 있도록 장착하는 것이 좋다.

또한, 상기 베이스 플레이트 상에 다수의 턴 테이블을 두어 동시에 다수의제품에 대한 이미지를 촬영할 수 있도록 할 수도 있다. 이때, 각각의 카메라와의 거리를 고려하여 상기 다수의 턴 테이블은 원주상으로 배치되는 것이 좋으며, 상기 다수의 카메라 또한, 턴 테이블이 이루는 원주의 중심을 기준으로 동일한 거리로 배치되는 것이 바람직하다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 카메라 고정식 3차원 이미지 생성장치의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 2를 참조하면, 상기 베이스 플레이트(100)는 원판 형태를 갖고 있으나, 그 형태는 반드시 원판 형태에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 사각형태일 수도 있다. 상기 베이스 플레이트(100)의 중앙부에는 회전 가능하게 장착되는 원판 형태의 턴 테이블(110)이 위치하며, 상기 턴 테이블(110)은 배면에 장착되는 모터 등과 같은 액추에이터(도시되지 않음)에 의해 회전이 이루어진다.

한편, 도시되지는 않았지만 상기 턴 테이블(110)을 회전시키는 액추에이터는 상기 베이스 플레이트(100) 상에 상승 또는 하강이 가능하게 장착되어 있어, 액추에이터의 상승 및 하강에 의해 턴 테이블(110)의 배면과 베이스 플레이트(100)의 표면 간의 거리가 변경된다.

상기 베이스 플레이트(100)의 상부에는 반원 형태로 만곡된 빔(120)이 설치된다. 상기 빔(120)이 이루는 원의 중심은 상기 턴 테이블의 중심과 일치되도록 설치되며, 빔(120)의 내면에는 다수의 카메라가 장착되어 있다. 상기 카메라 중 제일 하부에 위치하는 수평 카메라(130, 130')는 촬영하고자 하는 제품과 동일한 높이로설치되어 정면 및 배면의 이미지를 촬영하기 위한 것이며, 최상부에 위치하는 수직 카메라(132)는 제품의 평면 이미지를 얻기 위한 것이다. 따라서, 수직 카메라(132)는 턴 테이블의 중심점에서 수직방향으로 상부에 위치한다. 한편, 상술한 수평 및 수직 카메라의 사이에 각각 경사 카메라(134, 134')가 설치되어 45도 각도로 비스듬하게 내려보는 각도를 갖는 이미지를 촬영할 수 있도록 한다.

상기 도 2에서는 총 5개의 카메라가 장착되어 있으나, 보다 정밀한 3D 이미지를 얻기 위해서 카메라의 수를 늘릴 수도 있다.

상기 실시예를 통해서 3D 이미지를 촬영하는 과정을 설명하도록 한다. 여기서, 얻어진 각각의 이미지들을 전송, 결합 및 저장하는 과정은 상술한 본 출원인의 선행 발명과 동일한 과정을 거치는 것에 의해 이루어질 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략하도록 하며, 이하에서는 상기 실시예의 기구적인 작동 구조에 대해서 설명하도록 한다.

우선, 상기 턴 테이블 상에 촬영하고자 하는 제품을 올려둔 후, 제어장치를 조작하여 5개의 카메라에 의해 촬영이 이루어지도록 한다. 여기서, 제품의 크기에 따라서는 수평 카메라와 제품간의 높이가 맞지 않는 경우가 생길 수 있으므로 턴 테이블을 상승 또는 하강시켜서 적절한 수준의 높이를 확보하도록 한다.

일단, 모든 카메라에서의 촬영이 이루어진 후, 상기 턴 테이블을 소정 각도로 회전시켜서 추가적인 이미지를 얻도록 하며, 상기 과정을 반복하여 필요한 정도의 이미지가 얻어진 후에는 각각의 이미지를 결합하여 3차원 이미지를 생성하도록 한다.

이때, 상기 베이스 플레이트 상에 다수의 빔을 방사상으로 설치하는 실시예도 고려해 볼 수 있다. 이 경우에는 턴 테이블을 회전시킬 필요가 없으므로 보다 신속하게 원하는 이미지를 얻을 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 턴 테이블(110')을 설치하는 실시예도 고려해 볼 수 있다. 이 경우 동시에 여러 제품에 대한 이미지를 얻을 수 있으므로 보다 효율적으로 이미지를 얻을 수 있는 장점이 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따르면, 고정된 카메라를 활용하여 동시에 다수의 이미지를 얻을 수 있으므로 보다 신속하고 효율적으로 3차원 이미지를 얻을 수 있어 제작시간이 대폭 단축되는 장점이 있다.

또한, 카메라를 이동시키기 위한 기구가 필요없으므로 기기의 구성이 단순하여 제조비가 저렴할 뿐만 아니라 유지보수 비용도 절감되며, 기기의 수명 또한 연장되게 된다.

아울러, 카메라의 위치가 고정되어 있으므로 오조작에 의한 각각의 이미지가 불일치하는 것을 방지할 수 있기 때문에 보다 정확한 3차원 이미지를 얻을 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 베이스 플레이트와;

   상기 베이스 플레이트의 중앙부에 회전 가능하게 장착되는 턴 테이블과;

   상기 턴 테이블을 구동시키기 위한 액츄에이터와;

   상기 베이스 플레이트의 상부에 상기 턴 테이블의 중심과 동일한 간격을 두고 수직 평면상에 배치되는 다수의 카메라부와;

   동작 제어 신호를 생성하여 상기 카메라 부로 전송하고, 상기 카메라부에 의해 촬영된 디지털 이미지를 수신하는 이미지 촬영 제어부와;

   상기 디지털 이미지를 이용하여 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성부; 및

   상기 디지털 이미지 및 상기 3차원 이미지를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정식 3차원 이미지 생성 장치.
2. 베이스 플레이트와;

   상기 베이스 플레이트의 중앙부에 원주상으로 배치되는 다수의 턴 테이블과;

   상기 턴 테이블을 구동시키기 위한 액츄에이터와;

   상기 베이스 플레이트의 상부에 상기 턴 테이블이 배치되는 원주의 중심과 동일한 간격을 두고 수직 평면상에 배치되는 다수의 카메라부와;

   동작 제어 신호를 생성하여 상기 카메라 부로 전송하고, 상기 카메라부에 의해 촬영된 디지털 이미지를 수신하는 이미지 촬영 제어부와;

   상기 디지털 이미지를 이용하여 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성부; 및

   상기 디지털 이미지 및 상기 3차원 이미지를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정식 3차원 이미지 생성 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 턴 테이블은 베이스 플레이트의 표면과의 거리가 조절 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 고정식 3차원 이미지 생성 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 베이스 플레이트의 상부에 원호형상으로 만곡된 빔이 설치되고, 상기 각각의 카메라가 상기 빔에 등간격으로 장착되는 것을 특징으로 하는 고정식 3차원 이미지 생성 장치.
5. 제4항에 있어서,

   카메라가 등간격으로 장착되는 다수개의 빔이 상기 베이스 플레이트상에 설치되는 것을 특징으로 하는 고정식 3차원 이미지 생성 장치.