KR20060072676A - 이미지 포착부를 구비한 입체영상 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구성이 단순하고 소형화 제작에 유리하며 피사체의 좌안용 이미지와 우안용 이미지를 동시에 촬영할 수 있는 이미지 포착부를 구비한 입체영상 기기에 관한 것으로서,
본 발명에 따른 입체영상 기기는 본체와, 본체에 제공되는 입체영상 표시부와, 이미지 정보를 얻고자 하는 대상의 좌안용 이미지와 우안용 이미지를 동시에 촬영하여 좌안 이미지의 영상 신호와 우안 이미지의 영상 신호를 입체영상 표시부에 제공하는 이미지 포착부를 포함한다. 이 때, 이미지 포착부는 본체에 고정되는 제1 카메라와, 본체에 위치 이동이 가능하게 설치되어 제1 카메라와의 거리가 가변되는 제2 카메라를 포함한다.
입체영상, 카메라, 모바일, 이미지포착부, 줌모터, 패럴랙스베리어, 렌티큘러렌즈

Description

이미지 포착부를 구비한 입체영상 기기 {AUTOSTEREOSCOPY DEVICE WITH IMAGE ACQUISITION APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 기기의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 기기 중 패럴랙스 베리어 방식의 입체영상 표시부를 도시한 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 기기 중 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상 표시부를 도시한 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 기기 중 이미지 포착부의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 기기 중 이동부의 개략도이다.
본 발명은 이미지 포착부를 구비한 입체영상 기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이미지 정보를 얻고자 하는 대상의 좌안용 이미지와 우안용 이미지를 동시에 촬영하는 이미지 포착부를 구비한 입체영상 기기에 관한 것이다.
일반적으로 입체영상 표시장치는 사용자의 좌안과 우안에 서로 다른 이미지 를 제공하여 사용자가 보는 영상에 거리감과 입체감을 느끼도록 하는 장치로서, 사용자가 편광 안경과 같은 장비를 착용하지 않고도 입체 영상을 시청할 수 있는 오토스테레오스코피(autostereoscopy) 장치가 공지되어 있다.
통상의 오토스테레오스코피 장치는 렌티큘러 렌즈나 패럴랙스 베리어와 같은 광학적 분리소자를 이용하여 이미지 표시부에서 구현된 좌안용 이미지와 우안용 이미지를 각각 사용자의 좌안 방향과 우안 방향으로 공간 분할하는 방식을 채택하고 있다. 오토스테레오스코피 장치와 관련한 종래 기술로는 미국 등록특허 5,465,175호 및 6,046,849호에 개시된 입체영상 표시장치 등이 있다.
상기 오토스테레오스코피 장치에서 입체영상을 구현하기 위해서는 입체 카메라를 통해 얻어진 영상신호를 이용해야 한다. 이는 이미지 신호를 얻고자 하는 대상 주위에 여러대의 카메라를 설치하여 서로 다른 위치에서 상기 대상을 동시에 촬영함으로써 여러장의 영상신호를 얻는 방법이다.
한편, 최근들어 셀룰러폰이나 디지털 카메라와 같은 모바일(mobile) 기기에 입체영상을 표시 및 촬영하기 위한 장치를 적용하려는 노력이 진행되고 있다. 그런데 모바일 기기에 입체영상 표시장치가 적용될 때에는 모바일 기기의 특성상 표시장치의 크기와 해상도에 제한이 있으므로, 좌안용 이미지와 우안용 이미지만을 이용하여 입체영상을 표시하는 2안식(2-view) 표시장치가 우선적으로 고려될 수 있다.
또한 2안식 입체영상 표시장치가 구비된 모바일 기기에 입체영상 촬영을 위 한 장치가 적용될 때에는 적어도 좌안용 이미지와 우안용 이미지를 각각 촬영하기 위한 두 대의 카메라가 필요하지만, 종래의 입체 카메라는 장비가 크고 단가가 높은 단점이 있어 모바일 기기 또는 소형 입체영상 기기에 적용되기 어려운 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 구성이 단순하고 소형화 제작에 유리하며 이미지 정보를 얻고자 하는 대상의 좌안용 이미지와 우안용 이미지를 동시에 촬영할 수 있는 이미지 포착부를 구비한 입체영상 기기를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 입체영상 기기는 본체와, 본체에 제공되는 입체영상 표시부와, 이미지 정보를 얻고자 하는 대상의 좌안용 이미지와 우안용 이미지를 동시에 촬영하여 좌안 이미지의 영상 신호와 우안 이미지의 영상 신호를 상기 입체영상 표시부에 제공하는 이미지 포착부를 포함한다. 이 때, 이미지 포착부는 본체에 고정되는 제1 카메라와, 본체에 위치 이동이 가능하게 설치되어 제1 카메라와의 거리가 가변되는 제2 카메라를 포함한다.
상기 이미지 포착부는 다음의 수식 조건을 만족하도록 제2 카메라의 위치를 제어하는 위치 제어기를 더욱 포함한다.
Figure 112004061004234-PAT00001
여기서, Pmax는 입체영상 표시부의 최대 시차값이고, ρ는 제1 및 제2 카메라 에서 피사체까지의 수직 거리이고, f는 제1 및 제2 카메라의 초점거리를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 기기의 정면도로서, 입체영상 기기가 셀룰러폰에 적용된 경우를 도시하였다.
도면을 참고하면, 입체 영상 기기는 본체(2)와, 본체(2)에 제공되어 입체영상을 표시하는 입체영상 표시부(4)와, 이미지 정보를 얻고자 하는 대상의 좌안용 이미지와 우안용 이미지를 동시에 촬영하여 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 생성하고 이를 입체영상 표시부(4)에 제공하는 이미지 포착부(6)를 포함한다.
상기 입체영상 표시부(4)는 도 2에 도시한 바와 같이 패럴랙스 베리어를 이미지 분리기로 사용하는 방식과, 도 3에 도시한 바와 같이 렌티큘러 렌즈 시트를 이미지 분리기로 사용하는 방식이 적용될 수 있다.
먼저, 도 2를 참고하면, 입체영상 표시부(4)는 우안용 이미지와 좌안용 이미지에 각각 대응하는 복수의 서브 픽셀들(8R, 8L)이 임의의 패턴을 가지고 형성되는 이미지 표시부(8)와, 이미지 표시부(8) 앞면에 배치되며 슬릿 형상의 광 차단부(10)와 광 투과부(12)가 일정한 주기를 가지고 반복 배열되는 패럴랙스 베리어(14)를 포함한다.
이미지 표시부(8)의 각 서브 픽셀(8R, 8L)에는 우안 영상 신호(R)와 좌안 영상 신호(L) 중 어느 하나의 영상 신호가 입력되어 이미지 표시부(8)는 우안용 이미지에 대응하는 서브 픽셀들(8R)에서 우안 이미지를 표시하고, 좌안용 이미지에 대 응하는 서브 픽셀들(8L)에서 좌안 이미지를 표시한다.
상기 구성에 의해, 이미지 표시부(8)의 우안용 서브 픽셀들(8R)에서 구현된 우안 이미지는 패럴랙스 베리어(14)의 광 투과부(12)를 거쳐 사용자의 우안 방향으로 분리되며, 이미지 표시부(8)의 좌안용 서브 픽셀들(8L)에서 구현된 좌안 이미지는 패럴랙스 베리어(14)의 광 투과부(12)를 거쳐 사용자의 좌안 방향으로 분류됨으로써 사용자는 이미지 표시부(8)의 영상을 입체 영상으로 인식하게 된다.
상기에서는 패럴랙스 베리어(14)가 이미지 표시부(8) 앞면에 배치되는 경우를 설명하였으나, 이미지 표시부(8)가 광원(도시하지 않음)으로부터 빛을 제공받아 이미지를 표시하는 투과형 표시소자인 경우에는 패럴랙스 베리어(14)가 광원과 이미지(8) 표시부 사이에 배치될 수 있다.
다음으로 도 3을 참고하면, 입체영상 표시부(4')는 좌안용 이미지와 우안용 이미지에 각각 대응하는 복수의 서브 픽셀들(8R, 8L)이 임의의 패턴을 가지고 형성되는 이미지 표시부(8)와, 이미지 표시부(8) 앞면에 배치되어 다수의 렌티큘러 렌즈(16a)로 이루어진 렌티큘러 렌즈 시트(16)를 포함한다. 각각의 렌티큘러 렌즈(16a)는 2개 이상의 서브 픽셀(8R, 8L)에 대응 배치된다.
상기 구성에 의해, 이미지 표시부(8)의 우안용 서브 픽셀들(8R)에서 구현된 우안 이미지는 렌티큘러 렌즈(16a)에 의해 굴절되어 사용자의 우안 방향으로 분리되고, 이미지 표시부(8)의 좌안용 서브 픽셀들(8L)에서 구현된 좌안 이미지는 렌티큘러 렌즈(16a)에 의해 굴절되어 사용자의 좌안 방향으로 분리됨으로써 사용자는 이미지 표시부(8)의 영상을 입체 영상으로 인식하게 된다.
상기 입체영상 표시부(4, 4')는 이미지 포착부(6)가 촬영한 좌안 이미지의 영상 신호와 우안 이미지의 영상 신호를 제공받아 이를 표시하는데, 본 실시예에서 이미지 포착부(6)는 평행축 방식의 입체 카메라로서, 2대의 카메라를 이용하여 피사체의 좌안용 이미지와 우안용 이미지를 동시에 촬영한다.
도 4는 이미지 포착부의 동작 원리를 설명하기 위해 도시한 개략도이다.
도면을 참고하면, 이미지 포착부는 위치가 고정된 제1 카메라(18)와, 제1 카메라(18)와 평행축 상에 위치하면서 제1 카메라(18)와의 거리가 가변되는 제2 카메라(20)와, 제1 및 제2 카메라(18, 20)와 피사체(22)와의 거리를 연산하여 제2 카메라(20)의 위치를 제어하는 위치 제어기(24)와, 사용자의 입력에 따라 위치 제어기(24)와 제1 및 제2 카메라(18, 20)의 줌 모터(26, 28)를 제어하는 사용자 입력장치(30)를 포함한다.
제1 카메라(18)는 본체(2)에 고정된 카메라로서, 사용자는 제1 카메라(18)를 통해 피사체를 입체영상 표시부(2)에 표시하여 피사체(22)의 위치와 초점 등을 확인할 수 있다. 제2 카메라(20)는 사용자가 원하는 시차 정도를 갖는 입체 영상을 촬영할 수 있도록 이동부(도시하지 않음)에 장착된다.
사용자 입력장치(30)는 사용자가 피사체와의 거리 및 카메라 렌즈의 줌 조정을 행하도록 하는 장치로서, 이 장치를 통해 피사체와의 거리와 초점 거리 등을 파악하면 위치 제어기(24)가 아래 수식에 의해 두 카메라간 거리를 계산하여 제2 카메라(20)의 위치를 조절한다.
Figure 112004061004234-PAT00002
여기서, Pmax는 입체영상 표시부(4)의 최대 시차값이고, ρ는 제1 및 제2 카메라(18, 20)로부터 피사체(22)까지의 수리 거리이며, f는 제1 및 제2 카메라(18, 20)의 초점거리이다.
Pmax와 f는 각각 입체영상 표시부(4)와 제1 및 제2 카메라(18, 20)의 특성치로서 정해진 값이다. 그리고 제1 및 제2 카메라(18, 20)와 피사체(22)와의 거리(ρ)는 사용자가 사용자 입력장치(30)를 통해 직접 입력하거나, 카메라 렌즈의 줌 정도에 따라 계산되어질 수 있는데, 제1 및 제2 카메라(18, 20)가 오토포커싱 기능을 가지면 사용자의 입력 없이도 피사체(22)와의 거리를 계산할 수 있다.
상기 수식은 이미지 포착부(6)로부터 일정 거리(ρ)에 있는 피사체(22)를 입체영상 표시부(4)를 통해 편안히 느끼면서 시청할 수 있는 두 카메라(18, 20)간 거리를 의미한다.
이로써 전술한 구성의 이미지 포착부(6)는 제1 및 제2 카메라(18, 20)와 피사체(22)와의 거리에 따라 제1 카메라(18)와 제2 카메라(20)의 거리를 최적화하고, 제1 카메라(18)와 제2 카메라(20)를 동시에 작동시켜 피사체(22)의 좌안 이미지와 우안 이미지를 동시에 촬영하며, 여기에서 얻어진 좌안 이미지의 영상 신호와 우안 이미지의 영상 신호를 입체영상 표시부(4)에 제공함으로써 사용자가 찍은 영상을 입체로 제공한다.
도 5는 본체와 제2 카메라 사이에 설치되어 제2 카메라를 이동시키는 이동부의 일례를 도시한 개략도이다.
도면을 참고하면, 이동부(32)는 제2 카메라(20)를 지지하면서 본체(2)로부터 노출 길이가 가변되는 수평 이동축(34)과, 수평 이동축(34) 단부에 고정되는 랙(36)과, 랙(36)과 맞물려 회전하는 피니언(38)과, 피니언(38)에 설치되어 이를 구동시키는 모터(40)와 감속기(42)를 포함한다.
이로써 위치 제어기(24)가 피사체의 촬영에 적합한 제1 카메라(18)와 제2 카메라(20)간 거리를 연산하면, 연산 신호가 모터(40)에 전달되어 모터(40)와 감속기(42)가 작동하고, 이를 통해 제2 카메라(20)의 위치가 가변되어 설정된 위치에 고정된다.
한편, 도 1에서는 본 실시예의 입체영상 기기가 셀룰러폰에 적용된 경우를 도시하였으나, 본 실시예의 입체영상 기기는 셀룰러폰 뿐만 아니라 노트PC, 디지털 카메라 및 캠코더와 같은 다양한 종류의 모바일 기기에 적용될 수 있으며, 텔레비전 및 컴퓨터 모니터와 같은 통상의 표시장치에도 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 전술한 이미지 표시부로는 음극선관, 액정 표시장치, 유기발광 다이오드 및 플라즈마 디스플레이 패널과 같은 공지의 모든 디스플레이 장치가 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범 위에 속하는 것은 당연하다.
이와 같이 본 발명에 의한 입체영상 기기는 제1 카메라에 대해 위치 조절이 가능한 제2 카메라를 구비하고, 두 카메라간 거리를 최적화하여 피사체의 좌안 이미지와 우안 이미지를 동시에 촬영할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 입체영상 기기는 구성이 단순하고, 소형화 제작에 유리한 이미지 포착부를 구비하여 모바일 기기에 용이하게 적용될 수 있으며, 입체감이 뛰어난 입체영상을 구현할 수 있다.

Claims (7)

  1. 본체와;
    상기 본체에 제공되는 입체영상 표시부; 및
    이미지 정보를 얻고자 하는 대상의 좌안용 이미지와 우안용 이미지를 동시에 촬영하여 좌안 이미지의 영상 신호와 우안 이미지의 영상 신호를 상기 입체영상 표시부에 제공하는 이미지 포착부를 포함하며,
    상기 이미지 포착부가,
    상기 본체에 고정되는 제1 카메라; 및
    상기 본체에 위치 이동이 가능하게 설치되어 상기 제1 카메라와의 거리가 가변되는 제2 카메라
    를 포함하는 입체영상 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 포착부가 다음의 수식 조건을 만족하도록 상기 제2 카메라의 위치를 제어하는 위치 제어기를 더욱 포함하는 입체영상 기기.
    Figure 112004061004234-PAT00003
    여기서, Pmax는 상기 입체영상 표시부의 최대 시차값이고, ρ는 상기 제1 및 제2 카메라에서 피사체까지의 수직 거리이고, f는 제1 및 제2 카메라의 초점거리를 나타낸다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 본체와 상기 제2 카메라 사이에 설치되어 제2 카메라를 이동시키는 이동부를 더욱 포함하는 입체영상 기기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이동부가, 상기 제2 카메라를 지지하면서 상기 본체로부터 노출 길이가 가변되는 수평 이동축과, 수평 이동축 단부에 고정되는 랙과, 랙과 맞물려 회전하는 피니언과, 피니언에 설치되어 이를 구동시키는 모터를 포함하는 입체영상 기기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입체영상 표시부가, 좌안용 이미지와 우안용 이미지에 대응하는 복수의 서브 픽셀들이 임의의 패턴을 가지고 형성되는 이미지 표시부와, 이미지 표시부의 어느 일면에 배치되며 슬릿 형상의 광 차단부와 광 투과부가 일정한 주기를 가지고 반복 배열되는 패럴랙스 베리어를 포함하는 입체영상 기기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입체영상 표시부가, 좌안용 이미지와 우안용 이미지에 대응하는 복수의 서브 픽셀들이 임의의 패턴을 가지고 형성되는 이미지 표시부와, 이미지 표시부 앞 면에 배치되며 적어도 2개의 서브 픽셀들에 대응하는 복수의 렌티큘러 렌즈로 이루어진 렌티큘러 렌즈 시트를 포함하는 입체영상 기기.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입체영상 기기가 모바일(mobile) 기기용인 입체영상 기기.
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