KR20090041228A - 회전축을 공유하는 스테이지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테이지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입체 영상 획득에 사용되는 좌안 영상카메라 및 우안 영상카메라를 스테이지 상에서 최소한의 회전축의 회전에 의해 좌우 이동, 수평 및 수직면 상에서 회전하게 하여 입체 영상의 수평시차 및 주시각을 조절할 수 있는 회전축을 공유하는 스테이지에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 영상카메라들을 두 개의 회전축만을 이용하여 좌우 이동, 수평면상에서 회전하게 할 수 있으므로 가볍고 크기가 줄어드는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면 볼록 또는 오목한 도브테일을 이용하여 상기 카메라들을 수직면 상에서 회전하게 함으로 별도의 걸림장치가 없이도 회전의 안정성이 있다.

입체 카메라, 스테레오 카메라, 스테이지, 도브테일, 웜기어

Description

회전축을 공유하는 스테이지{STAGE HAVING A COMMON AXIS OF ROTATION}

본 발명은 스테이지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입체 영상 획득에 사용되는 좌안 영상카메라 및 우안 영상카메라를 스테이지 상에서 최소한의 회전축의 회전에 의해 좌우 이동, 수평 및 수직면 상에서 회전하게 하여 입체 영상의 수평시차 및 주시각을 조절할 수 있는 회전축을 공유하는 스테이지에 관한 것이다.

입체 영상은 좌안 영상을 획득하는 좌안 영상카메라 및 우안 영상을 획득하는 우안 영상카메라를 마치 사람의 양안으로 보는 것처럼 서로 일정한 거리를 유지하고 수평 또는 수직면 상에서 회전하며 영상을 획득하고자 하는 사물을 동시에 촬영함으로써 획득된다.

또한, 상기 영상카메라들은 상기 영상카메라들의 촬영위치를 조작하기 위한 스테이지 상에 구비된다.

한편, 상기 영상카메라들이 획득하는 영상들은 사람의 양안이 떨어져 사물을 바라보는 것과 대응되는 수평시차 및 사람의 양안이 하나의 사물을 바라보는 것과 대응되는 주시각이 정확하게 조절되어야 왜곡이 없고 깊이감이나 해상도등의 품질이 우수한 입체영상을 획득할 수 있다.

즉, 상기 영상카메라들은 서로 일정한 거리 떨어져서(수평시차) 일정한 각도(주시각)로 사물을 촬영하여야 한다.

종래의 입체영상을 촬영하기 위한 스테이지는 상기 수평시차와 주시각을 조절하기 위해 상기 영상카메라들을 각각 좌우로 이동시키기 위한 두 개의 회전축, 수평면상에서 회전시키기 위한 두 개의 회전축, 수직면상에서 회전시키기 위한 두 개의 회전축, 상기 수직면과 직교하는 수직면상에서 회전시키기 위한 두 개의 회전축 즉, 모두 여덟 개의 회전축을 구비하고 있었다.

즉, 상기 스테이지의 무게가 무거워 상기 스테이지를 지지하는 삼각대에 파손의 위험이 있었고, 제작비용이 상승한다는 문제점이 있었다.

또한, 모터를 이용하는 전동식 스테이지의 경우 모두 여덟 개의 모터가 필요하므로 전력소모가 심하다는 문제점이 있었다.

도 1은 종래의 스테이지를 보여주는 도면이다.

종래의 스테이지는 걸림쇠(50) 및 걸림홈(50a)을 이용하여 영상카메라를 거치하는 상부 스테이지(20) 및 상기 상부 스테이지(20)와 일 측이 힌지축(30)으로 힌지되는 하부 스테이지(10)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 하부 스테이지(10)에는 하부에서 상부로 나사결합에 의해 관통되는 나사(40)가 구비된다.

즉, 상기 나사(40)는 끝단이 상기 상부 스테이지(20)의 하면과 맞닿아 회전 에 의해 상기 상부 스테이지(20)를 상기 힌지축(30)을 중심으로 일정각도 수직면상에서 회전하게 한다.

또한, 상기 하부 스테이지(10)와 상기 상부 스테이지(20)를 연결하는 스프링(60)이 구비된다.

즉, 상기 스프링(60)의 장력에 의해 상기 상부 스테이지(20)가 상기 하부 스테이지(10) 쪽으로 당겨지고 있다.

그러나 종래의 스테이지는 입체영상 촬영시 카메라맨의 움직임에 의해 상기 스프링(60)이 영상카메라의 무게를 견디지 못하고 탄성력을 잃어버리거나 끊어져 장비의 종종 파손되는 사례가 있었다.

따라서 이동시에도 안정적으로 촬영할 수 있는 스테이지의 요구가 있어왔다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 최소한의 회전축을 이용하여 좌안 영상카메라 및 우안 영상카메라의 수평시차 및 주시각을 조절할 수 있는 회전축을 공유하는 스테이지를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 스테이지의 무게를 감소시켜 상기 스테이지를 지탱하는 삼각대에 부하를 작게하고, 이동성이 향상된 스테이지를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 상기 영상카메라들을 종래의 스프링과 같은 별도의 걸림장치 없이도 안정적으로 수직면 상에서 회전시킬 수 있는 스테이지를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에따른 회전축을 공유하는 스테이지는 표면에 중앙을 중심으로 양측으로 서로 반대 방향의 수나사가 형성된 제1 원통축, 상기 제1 원통축과 나란하게 구비되고 표면에 축 방향으로 가이드레일이 형성되며, 상기 가이드레일을 따라 각각 슬라이딩하며 표면에 서로 반대 방향의 수나사가 형성된 제1 웜기어 및 제2 웜기어를 구비하는 제2 원통축, 일단은 상기 제1 원통축과 나사결합하여 상기 제1 원통축의 회전에 의해 이동하고, 타단은 상기 제2 원통축에 의해 관통되되 상기 제1 웜기어를 내부에 두고 관통되어 이동에 의해 상기 제1 웜기어를 이동시키는 제1 베이스, 일단은 상기 제1 원통축과 나사결합하 여 상기 제1 원통축의 회전에 의해 이동하고, 타단은 상기 제2 원통축에 의해 관통되되 상기 제2 웜기어를 내부에 두고 관통되어 이동에 의해 상기 제2 웜기어를 이동시키는 제2 베이스, 상기 제1 베이스 상부에 구비되고, 하부에 상기 제1 웜기어와 나사결합하는 제1 웜휠이 형성된 제1 하부 스테이지, 상기 제2 베이스 상부에 구비되고, 하부에 상기 제2 웜기어와 나사결합하는 제2 웜휠이 형성된 제2 하부 스테이지를 포함하여 이루어진다.

따라서, 상기 베이스들은 상기 제1 원통축의 회전에 의해 동시에 멀어지거나 가까워지게 이동하며, 상기 하부 스테이지들은 상기 제2 원통축의 회전에 의해 동시에 수평면상에서 내측 또는 외측으로 회전한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 하부 스테이지들 상에서 각각 구비되고, 서로 직교하는 수직면 상에서 일정한 각도로 호운동하는 제1 상부 스테이지 및 제2 상부 스테이지를 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 하부 스테이지들과 상기 상부 스테이지들은 각각 볼록하거나 오목한 도브테일을 이용하여 결합하고, 상기 도브테일들은 축이 서로 직교하도록 각각 구비된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 상부 스테이지들 상부에 각각 좌안 영상카메라 및 우안 영상카메라가 결합한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 두 개의 회전축만을 이용하여 입체 영 상카메라의 수평시차 및 주시각을 조절할 수 있는 스테이지를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 최소한의 회전축을 이용하여 영상카메라들의 움직임을 조작하므로 스테이지의 무게가 줄어들고 입체영상 촬영시 이동성이 좋은 스테이지를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 도브테일을 이용하여 안정적으로 영상카메라들을 수직면상에서 일정한 각도로 회전시킬 수 있는 스테이지를 제공할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지의 외부를 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지의 내부를 일 측에서 바라본 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지의 내부를 타 측에서 바라본 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지의 사용상태도 이다.

도면들을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축을 공유하는 스테이지는 제1 원통축(100), 제2 원통축(200), 제1 베이스(300), 제2 베이스(400), 제1 하부 스테이지(500), 제2 하부 스테이지(600), 제1 상부 스테이지(700) 및 제2 상부 스테이지(800)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 상부 스테이지들(700,800)의 상부에는 각각 좌안 영상카메 라(900b) 및 우안 영상카메라(900a)가 결합한다.

상기 제1 원통축(100)은 표면에 중앙(100a)을 중심으로 양측으로 서로 반대 방향의 제1 수나사(110a) 및 제2 수나사(110b)가 형성되어 있다.

또한, 상기 제1 원통축(100)은 상기 케이스(1000) 상에서 헛돌게 되고, 상기 제1 원통축(100)의 회전에 의해 상기 수나사들(110a,110b)은 서로 반대방향으로 외부에 힘을 제공한다.

상기 제2 원통축(200)은 상기 제1 원통축(100)과 나란하게 구비되며 표면에 회전축방향으로 가이드레일(210)이 형성되어 있다.

한편, 상기 제2 원통축(200)은 케이스(1000)에 의해 상기 제1 원통축(100)과 나란하게 유지된다.

그러나 상기 케이스(1000)는 반드시 필요한 구성요소는 아니며 아래에서 설명할 베이스들(300,400)에 의해 상기 원통축들(100,200)이 충분히 나란하게 유지될 수 있다.

다만, 상기 케이스(1000)를 구비하여 내부 구성요소들이 외부로 노출되지 않게 하고 외부의 먼지 등 이물질로부터 보호하는 바람직하다.

또한, 상기 가이드레일은(210) 상기 제2 원통축(200) 표면을 따라 평행하게 구비된 다수 개의 가이드레일(210)들로 구비된다.

즉, 상기 제2 원통축(200)은 원통형의 기어로써 상기 제2 원통축(200) 표면에 구비된 물체가 상기 가이드레일(210)을 따라 축 방향으로 슬라이딩하게 할 수 있고, 회전에 의해 힘을 전달할 수도 있다.

또한, 상기 제2 원통축(200)은 표면에 서로 반대방향의 수나사가 형성된 제1 웜기어(220) 및 제2 웜기어(230)를 구비하고 있다.

또한, 상기 웜기어들(220,230)은 서로 이격되어 있고, 원통 형태로써 상기 제2 원통축(200)에 의해 관통되며 상기 가이드레일(210) 상에서 상기 제2 원통축(200)의 축 방향으로 좌우로 움직인다.

또한, 상기 웜기어들(220,230)은 상기 제2 원통축(200)에 의해 관통되는 부분에 상기 가이드레일(210)과 결합하는 가이드 홈(미도시)이 구비되어있다.

즉, 상기 웜기어들(220,230)은 상기 가이드레일(210)을 따라 좌우로 이동하는 동시에, 상기 제2 원통축(200)이 회전하면 상기 가이드 홈(미도시)이 상기 가이드레일(210)과 마찰하여 상기 제2 원통축(200)의 회전 방향으로 회전한다.

또한, 상기 웜기어들(220,230)은 표면에 서로 반대 방향의 나사가 구비되어 있으므로 외부로 서로 반대 방향의 힘을 전달한다.

상기 제1 베이스(300)는 일단은 상기 제1 원통축(100)과 연결되고 타단은 상기 제2 원통축(200)과 연결된다.

즉, 상기 원통축(100,200)들과 동시에 연결되며 상기 원통축(100,200)을 평행하게 지지하는 역할을 한다.

또한, 상기 제1 베이스(300)는 일단이 상기 제1 수나사(110a)와 나사 결합 할 수 있도록 제1 암나사(310)가 형성되어 있고 상기 제1 원통축(100)의 회전에 의해 상기 제1 원통축(100)을 따라 좌우로 움직인다.

또한, 상기 제1 베이스(300)의 타단은 상기 제2 원통축(200)에 의해 관통되 기는 하나 상기 제1 웜기어(220)를 내부에 두고 관통된다.

즉, 상기 제1 베이스(300)가 좌우로 움직이면 상기 제1 웜기어(220)도 상기 제1 베이스(300)의 내부에서 함께 움직이는 것이다.

상기 제2 베이스(400)는 상기 제1 베이스(300)와 마찬가지로 일단은 상기 제1 원통축(100)과 연결되고 타단은 상기 제2 원통축(200)과 연결된다.

또한, 상기 제2 베이스(400)의 일단은 제2 암나사(410)를 이용하여 상기 제2 수나사(110b)와 나사결합하고 타단은 상기 제2 웜기어(230)를 내부에 두고 상기 제2 원통축(200)에 관통된다.

즉, 상기 베이스들(300,400)은 상기 제1 원통축(100)의 중앙(100a)을 기준으로 양측으로 움직이고 상기 제1 원통축(100)의 회전방향에 따라 상기 중앙(100a)방향으로 가까워지거나 양측방향으로 멀어지게 된다.

상기 제1 하부 스테이지(500)는 상기 제1 베이스(300) 상부에 구비되며 상기 제1 베이스(300) 상에서 회전할 수 있도록 중앙이 핀 결합 된다.

또한, 상기 제1 하부 스테이지(500)의 하부에는 제1 웜휠(510)이 구비된다.

한편, 상기 제1 웜기어(220)는 상기 제1 베이스(300) 내부에서 상기 제1 베이스(300)와 함께 좌우로 움직이기는 하나, 일정부분 외부로 노출되어 상기 제1 웜휠(510)과 접촉하며 힘을 전달할 수 있도록 되어 있다.

즉, 상기 제2 원통축(200)을 회전시키면 상기 제1 웜기어(220)는 상기 제2 원통축(200)과 동일한 방향으로 회전하고 상기 제1 웜휠(510)로 힘을 전달하며, 상기 제1 하부스테이지(500)는 수평면상에서 좌우 방향으로 회전한다.

상기 제2 하부 스테이지(600)는 상기 제1 하부 스테이지(500)와 동일한 형태로, 하부에 제2 웜휠(610)을 구비하여 상기 제2 베이스(400) 상에 핀결합하여 구비된다.

그러나, 상기 하부 스테이지들(500,600)은 상기 웜기어들(220,230)의 나사 방향이 서로 반대방향이므로 상기 제2 원통축(200)의 회전에 의해 동시에 수평면상에서 내측 또는 외측으로 회전한다.

상기 제1 상부스테이지(700)는 상기 제1 하부 스테이지(500) 상부에 결합하며 상면에 우안 영상 촬영을 위한 우안 영상카메라(900a)가 장착된다.

또한, 상기 제1 상부스테이지(700)는 제1 도브테일(710)을 이용하여 상기 제1 하부스테이지(600)와 결합한다.

한편, 도브테일이란 일반적으로 수 도브테일(710)을 지칭하는데, 각각 일반적인 가이드레일 및 가이드홈과 대응하는 수 도브테일(710) 및 암 도브테일(720)로 이루어지고 상부보다 하부의 폭이 좁아 상기 암 도브테일(720)을 상기 수 도브테일(710)의 일 측면에서 슬라이딩 시켜 밀어넣는 가이드레일을 말한다.

즉, 상기 암 도브테일(720)이 상기 수 도브테일(710) 상에서 슬라이딩하며 이동하기는 하나 상부로 이탈되지는 않는 가이드레일이다.

또한, 상기 제1 도브테일(710)은 오목하거나 볼록하여 상기 도브테일(710)의 축 방향과 동일한 방향으로 상기 제1 상부 스테이지(700)를 수직면상에서 일정한 각도 호운동하게 한다. 다시 말해서, 상하로 회전하게 하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면 상기 제1 도브테일(710)은 상기 제1 하부 스테이 지(500) 상면에 형성되어 있으나 상기 제1 상부스테이지(700)의 하면에 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제1 도브테일(710)은 오목한 것을 상정하였으나 볼록한 도브테일을 사용할 수 있음은 물론이다.

상기 제2 상부스테이지(800)는 상기 제2 하부 스테이지(600) 상부에 결합하며 상면에 좌안 영상 촬영을 위한 좌안 영상카메라(900b)가 장착된다.

또한, 상기 제2 상부스테이지(800)는 상기 제1 도브테일(710)의 축 방향과 서로 직교하는 제2 도브테일(710)을 이용하여 결합한다.

즉, 상기 상부 스테이지들(700,800)는 서로 직교하는 수직면상에서 각각 상하로 회전한다. 즉, 정면 또는 배면에서 보았을 때, 어느 하나의 상부 스테이지는 상하로 회전하고 다른 하나의 상부 스테이지는 좌우로 회전하는 형태이다.

즉, 상기 상부 스테이지(700,800)들 중 어느 하나는 상하로 일정각도 회전하고 다른 하나는 좌우로 일정각도 회전하게 하여 상기 영상카메라들(900a,900b) 각각에 결상되는 좌안 영상 및 우안 영상의 위치를 조절할 수 있다면 충분하다.

상기 회전축들(100,200)의 회전에 의해 상기 영상카메라들(900a,900b)이 영상들을 획득하는 위치가 조절되는 메커니즘을 간략히 정리해보면, 먼저 제1 원통축(100)을 회전시켜 상기 베이스들(300,400)을 서로 가까워지거나 멀어지게 하여 좌우 거리를 조절(수평시차조절)하고, 다음 상기 제2 원통축(200)을 회전시켜 상기 하부스테이지들(500,600)을 동시에 내측 또는 외측으로 회전시키고(주시각조절), 다음, 상기 상부스테이지들(700,800)을 상하 또는 좌우로 회전시켜 상기 좌안 영상 및 우안 영상이 서로 평행하도록 조절함으로써 해상도가 좋은 입체영상을 획득할 수 있는 것이다.

이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 스테이지를 보여주는 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지의 외부를 보여주는 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지의 내부를 일 측에서 바라본 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지의 내부를 타 측에서 바라본 도면,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지의 사용상태도 이다.

본 발명에 따른 도면들에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들에 대하여는 동일한 참조부호를 사용한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:제1 원통축 200:제2 원통축

210:가이드레일 220:제1 웜기어

230:제2 웜기어 300:제1 베이스

400:제2 베이스 500:제1 하부스테이지

510:제1 웜휠 600:제2 하부스테이지

610:제2 웜휠 700:제1 상부스테이지

710:제1 도브테일 800:제2 상부스테이지

810:제2 도브테일 900a:우안 영상카메라

900b:좌안 영상카메라

Claims (4)

1. 표면에 중앙을 중심으로 양측으로 서로 반대 방향의 수나사가 형성된 제1 원통축;

   상기 제1 원통축과 나란하게 구비되고 표면에 축 방향으로 가이드레일이 형성되며, 상기 가이드레일을 따라 각각 슬라이딩하며 표면에 서로 반대 방향의 수나사가 형성된 제1 웜기어 및 제2 웜기어를 구비하는 제2 원통축;

   일단은 상기 제1 원통축과 나사결합하여 상기 제1 원통축의 회전에 의해 이동하고, 타단은 상기 제2 원통축에 의해 관통되되 상기 제1 웜기어를 내부에 두고 관통되어 이동에 의해 상기 제1 웜기어를 이동시키는 제1 베이스;

   일단은 상기 제1 원통축과 나사결합하여 상기 제1 원통축의 회전에 의해 이동하고, 타단은 상기 제2 원통축에 의해 관통되되 상기 제2 웜기어를 내부에 두고 관통되어 이동에 의해 상기 제2 웜기어를 이동시키는 제2 베이스;

   상기 제1 베이스 상부에 구비되고, 하부에 상기 제1 웜기어와 나사결합하는 제1 웜휠이 형성된 제1 하부 스테이지;

   상기 제2 베이스 상부에 구비되고, 하부에 상기 제2 웜기어와 나사결합하는 제2 웜휠이 형성된 제2 하부 스테이지를 포함하며,

   상기 베이스들은 상기 제1 원통축의 회전에 의해 동시에 멀어지거나 가까워지게 이동하며,

   상기 하부 스테이지들은 상기 제2 원통축의 회전에 의해 동시에 수평면상에 서 내측 또는 외측으로 회전하는 것을 특징으로 하는 회전축을 공유하는 스테이지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부 스테이지들 상에서 각각 구비되고, 서로 직교하는 수직면 상에서 일정한 각도로 호운동하는 제1 상부 스테이지 및 제2 상부 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전축을 공유하는 스테이지.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 하부 스테이지들과 상기 상부 스테이지들은 각각 볼록하거나 오목한 도브테일을 이용하여 결합하고, 상기 도브테일들은 축이 서로 직교하도록 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 회전축을 공유하는 스테이지.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 상부 스테이지들 상부에 각각 좌안 영상카메라 및 우안 영상카메라를 결합하는 것을 특징으로 하는 회전축을 공유하는 스테이지.

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