KR20110025724A - 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법에 관한 것으로, 카메라 모듈이 구동될 때, 줌 기능을 작동하여 피사체의 상을 형성하고 포커싱 기능이 작동하여 초점이 조절되었는지 검사하는 단계;

초점이 조절되었을 때, 초점거리 f 와 렌즈와 이미지센서 간의 거리 Di 를 산출하여 렌즈의 공식을 이용하여 렌즈와 피사체 간의 거리 Do 를 산출하는 단계;

이미지센서의 크기인 Hi 를 기초로 렌즈의 공식을 이용하여 피사체의 높이 또는 길이인 Ho 를 산출할 수 있어서, 그동안 피사체의 크기를 몰라 불편했던 점을 개선할 수 있다.

카메라 모듈, 이미지센서, 높이, 피사체

Description

카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법{Method for measuring height of a subject using camera module}

본 발명은 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법에 관한 것으로 촬영되는 피사체의 높이 또는 길이를 측정하는 방법을 제공한다.

본 발명은 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법에 관한 것이다.

최근, 카메라 모듈은 개인들이 하나씩 가지고 있을 정도로 보편화 된 디지털카메라나 휴대폰 등의 제품에 사용되고 있고, 수백만의 고화소 화질을 얻을 수 있는 제품도 많이 출시되고 있다. 이외에 디지털 이미지를 얻는 장치로는 휴대폰, 네비게이션, 노트북 등 많은 휴대용 장치들에도 카메라 모듈이 장착되고 있다.

종래 관련된 기술로 출원번호 10-2006-0005331호인 카메라 모듈을 이용한 거리 측정 방법이 있는데, 이것은 소망 대상물의 초점을 맞추는 동작만으로 피사체와 사용자 간의 거리가 측정되도록 구현되는 카메라 모듈을 이용한 거리 측정 방법에 관한 것으로서, 상기 산출된 거리인 a 를 디스플레이하는 것에 목적이 있다. 이 기술은 아래 <초점거리 공식>을 적용하여 렌즈와 피사체 간의 거리인 a 을 얻기 위한 방법 을 제공하고 있다.

<초점거리 공식>

또한, 촬영할려는 피사체 간의 거리를 측정하는 다양한 방법들이 있는데, 보편화 된 제품으로 레이저 거리 측정 장치를 이용하면 분해능이 1cm 정도의 정확도를 얻을 수 있다. 따라서, 사용자는 원하는 대상물과 사용자 간의 거리를 쉽게 측정할 수 있는 것이다.

그리고, 종래 카메라 모듈은 자동포커싱 기능을 제공하여 초보자도 쉽게 깨끗한 이미지를 얻을 수 있고 기술의 발전으로 시간이 갈수록 저렴하면서도 고화질의 사진을 찍을 수 있는 제품이 판매되고 있다. 즉 이미지 센서의 화소수/픽셀수가 커지고 있어서 쵤영되는 피사체의 크기를 가늠해 볼 수 있을 정도로 피사체의 높이 또는 길이를 이미지 센서의 화소수/픽셀수로 대응하여 계산할 수 있는 것이다.

그러나 현재까지 피사체의 높이 또는 길이를 쉽게 측정할 수 있는 장치는 제공되지 않고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자가 쉽게 피사체의 높이 또는 길이를 측정하는 방법을 제공하는데 있다.

초점거리 f 와 렌즈와 이미지센서 간의 거리 Di 를 산출하여 렌즈의 공식을 이용하여 렌즈와 피사체 간의 거리 Do 를 산출하고,

이미지센서의 상하 또는 좌우 방향의 유효화소의 크기인 Hi 를 기초로 렌즈의 공식을 이용하여 피사체의 높이 또는 길이 Ho 를 산출 한다.

본 발명에 따른 피사체의 높이 또는 길이를 측정하는 방법은 촬영 대상물의 크기를 알고 싶을 때나 사진으로 전달하고자 할 때, 참조할 수 있게 다른 물건(자, 볼펜)을 두고 같이 찍지 않아도 알수 있는 장점이 있고, 기존에 사용하던 카메라 모듈의 줌 및 포커싱 기능만으로 피사체 대상물의 높이 또는 길이를 손쉽게 측정할 수 있는 효과가 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 피사체의 높이 또는 길이를 측정하는 방법은, 카메라 모듈이 구동될 때, 줌 기능이 작동하여 피사체의 상을 형성하고 포커싱 기능이 작동하여 초점이 조절되었는지 검사하는 단계;

초점이 조절되었을 때, 초점거리 f 와 렌즈와 이미지센서 간의 거리 Di 를 산출하 여 렌즈의 공식을 이용하여 렌즈와 피사체 간의 거리 Do 를 산출하는 단계;

이미지센서의 물리적인 크기로 상하 또는 좌우 방향의 유효화소의 크기인 Hi 를 기초로 렌즈의 공식을 이용하여 피사체의 높이 또는 길이 Ho 를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 또는 길이를 계산하는 방법을 설명하고 있으나, 카메라 모듈을 이용하는 다른 장치에서도 적용 가능하고, 본 발명에 따른 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법은 간단히 피사체의 대상물의 높이 또는 길이를 측정할 수 있는 방법을 제공할 수 있게 한다.

카메라 모듈은 여러 브랜드에서 여러 디자인의 제품이 출시되고 있으며 그 제품에 사용되는 렌즈와 이미지 센서, 포커싱 구동방법 등은 공지기술로서 제품마다 대동소이하고 제품의 UI 나 디자인, 편리성 면에서 차별화를 괘하고 있다. 본 발명에서는 기본적으로 사용되는 카메라 모듈의 렌즈구동부, 포커싱 구동방법, 이미지센서, 제어부 등 장치에 대한 부분은 공지기술로 보고 설명을 생략 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 거리 측정에 이용되는 렌즈의 법칙을 설명하기 위한 도면으 로써, 본 발명에 따른 사용자와 피사체 간의 거리를 측정하기 위한 도면이다.

하기 <수학식 1>을 참조하여 피사체와 사용자 간의 거리를 측정하는 방법을 설명하면 하기와 같다.

<수학식 1>

따라서,

여기서, Do는 피사체와 렌즈 간의 거리이며, f 는 초점거리이고, Di 는 렌즈와 이미지센서 간의 거리이다.

따라서, Do는 피사체와 렌즈 간의 거리, 즉 피사체와 사용자 간의 거리가 되며, f 와 Di는 는 카메라 모듈을 조작하여 얻을 수 있는 값이다. 즉, 사용자는 렌즈를 조절하거나(수동일 경우) 및/또는 자동으로 조절된 초점 거리 f 와 이때의 렌즈와 이미지센서 간의 거리 Di를 사용하여 피사체와 사용자 간의 거리 Do 를 산출할 수 있는 것이다.

그리고, 도면 1에서 이미지센서의 크기 Hi 는 이미지센서의 물리적인 상하 또는 좌우 방향의 유효화소 크기로 고정된 값이 되는데 하기에 설명하는 픽셀의 크기 역시 물리적인 크기로 고정 상수 값을 가진다. 피사체의 크기 Ho 는 하기 <수학식 2>을 참조하여 피사체의 높이 또는 길이를 쉽게 측정할 수 있다.

<수학식 2>

따라서,

이 된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법의 실시 예를 나타낸 흐름도이다. 도면을 참조하여 본 발명에 따른 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법의 기능 및 동작을 상세하게 설명한다.

우선, 제어부(미도시)는 기기의 카메라 구동이 수행되고 있는지 검사하는 S101 단계을 수행한다. 상기 S101 단계는, 예를 들어, 휴대용 단말기의 경우에는 단말기 제어부(미도시)에 의해 카메라 구동 모드로 진입하였는지 검사하는 과정에 속할 것 이며, 디지털 카메라일 경우에는 전원을 "온"한 상태이거나 수동으로 셔터를 개방시킨 상태를 감지하는 과정이 될 것이다.

그후, S102 단계에서 줌 기능이 구동되어 이미지센서에 상(image)이 형성되는지를 검사한다. 이때, 사용자는 단말기 또는 카메라 본체에 설치되는 줌 구동 버튼을 클릭하여 소망하는 피사체의 상이 이미지센서에 형성되도록 한다. 그리고 포커싱 기능은 이미지센서에 형성된 상이 일정 기준 이상의 선명도를 갖도록 조절하는 과정이다. 상기 포커싱 기능은 사용자에 의해 수동으로 설정하거나, 자동으로 설정 (Auto focusing)할 수 있을 것이다. 수동으로 설정할 경우 사용자는 상기 줌 기능에 의해 확대되거나 축소된 상을 보면서 최적의 선명도를 조절할 수 있을 것이다. 또한, 자동으로 설정되는 경우에는 포커싱 구동 수단을 일정 측정치만큼 구동시켜 가장 선명한 상을 얻는 과정을 수행하게 될 것이다.

상기 줌/포커싱 과정이 완료되면, 초점거리 f 와 렌즈와 이미지센서 간의 거리 Di 및 렌즈와 피사체 간의 거리 Do 를 산출하는 S103 단계를 수행한다. 상기 초점거리 f 는 상기 포커싱 구동에 의해 상이 이미지센서에 선명하게 형성된 시점에서 렌즈를 통과한 평행 광선들이 한점에 모이는 점간의 거리이며, Di 는 이때의 렌즈와 이미지센서 간의 거리로서 렌즈의 구동 위치를 감지하기 위한 감지 수단에 의해 쉽게 산출될 것이다.

상기 Do, Di 및 f 의 산출이 완료되면, 이미지센서의 상하 또는 좌우 방향의 유효 화소의 크기 Hi 를 사용하여 상기 설명한 <수학식 2> 를 이용하여 피사체의 높이 또는 길이 Ho 를 산출하는 S104 단계을 수행한다.

물론, 카메라 모듈은 사용자가 들고 사용되는 장치로 포커싱이 달라질 여지가 많아서 단계 S105 에서는 포커싱이 달라졌는지의 여부를 판단하는데, 계속적으로 포커싱을 체크하여 카메라 모듈의 이동으로 판단되면, S102 단계로 이동하여 줌/포커싱을 재 구동하고, 상기 S103 과 S104 단계에서 산출된 f와 Di, Do, Ho 값을 재 산출하여 항상 최신 값으로 유지한다. 만약 포커싱이 일정하면 다음 단계 S106 으로 이동한다. 또한 사용자가 셔터를 반셔터 상태로 누른 상태라면 다음 단계인 S106 단계로 이동한다.

S106 단계에서는 커서 사용자 지정 여부를 판단하는 단계로서, 피사체의 특정 대상물의 높이 또는 길이 측정 요구가 없다면, 단계 S110 에서는 표시부 화면에 커서를 표시하는데, 상기 산출된 피사체의 높이 또는 길이 Ho 를 표시부 화면에 보여주기 좋을 정도로 수개의 크기로 균등분하여 화면에 커서(격자등), 와 단위, 길이를 표시한다. 따라서 사용자는 화면을 보고 피사체의 크기를 가늠할 수 있게 된다.

만약, 상기 S106 단계에서 피사체의 특정부분의 크기를 정확히 알고 싶어서 커서 사용자 지정 요청이 있다면, 소정의 키 액션에 따라 수행될 수 있는데, 이 단계는 일반적으로 이미지를 촬영한 직후에 수행하는 단계로, 단계 S107 에서는 쵤영된 이 미지를 보면서 표시되는 커서의 상하 또는 좌우 2개의 선을 각각 이동하여 이미지 상의 대상물의 크기에 따라 각 선을 이동하여 놓는다. 이때 선을 갖다 놓을 부분을 확대/축소하면서 정확하게 갖다 놓는 작업을 할 수 있다.

그리고 S108 단계에서는 상기 지정된 커서 간(사이)의 픽셀수를 계산하여 하기 <수학식 3>을 참조하여 대상물의 높이 또는 길이 Hx 를 쉽게 계산할 수 있다.

<수학식 3>

따라서 피사체를 찍은 이미지 상의 특정 대상물의 크기 Hx 는

그리고 S109 단계에서는 상기 산출된 피사체의 대상물의 높이 또는 길이를 기기의 표시부 화면상에 표시하는 것으로 완료 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법의 다른 실시 예를 나타낸 흐름도이다. 이 실시 예는 상기 도 2에서 설명한 부분과 대부분 같은 것으로 그 차이나는 부분을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 설명한 도 2와 달리 추가된 부분은 단계 S110 과 S111 로서, 단계 S110 에서는 레이저 거리 측정기기를 구동하는 단계이고, 단계 S111 은 렌즈와 피사체 간의 거리 Do 을 산출하여 출력하는 단계이다. 상기 레이저 거리 측정기기는 카메라 모듈이 들어간 제품에 함께 장착되어져 사용될 수 있고, 제품의 외부 인터페이스를 통하여 독립된 레이저 거리 측정기기를 연결하여 이용할 수 있다.

도 2와 달리 변경된 부분은 상기 f 와 Di, Do 를 산출하는 단계인 S103 에서는 f 또는 Di 만을 산출 한다.

상기 f 는 초점거리이고, Di는 이때의 렌즈와 이미지센서 간의 거리로써 렌즈의 구동 위치를 감지하기 위한 감지 수단에 의해 쉽게 산출될 것이다.

만약, S103 단계에서 제품의 특성상 초점거리 f 를 산출하였다면, 상기 산출된 Do 를 참조하여 하기 <수학식 4>을 참조하여 Di 를 계산하여 얻는다.

<수학식 4>

따라서,

한가지 더 변경된 부분은 단계 S110 으로 단계 S112 로 명칭만 변경되었다.

상기 도 2 와 도 3 에서 방법의 실시 예를 설명하였지만 더 추가하는 부분을 설명하면, 촬영된 이미지를 저장장치에 저장할 때 저장되는 파일의 헤더에 상기 산출된 f, Di, Do, Hi, Ho 등의 정보를 더 포함하여 저장할 수 있다. 이런 정보는 나중에 이미지를 다시 볼 때, 피사체의 특정 대상물의 크기를 확인 또는 측정 할 수 있는 수단을 제공할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 거리 측정에 이용되는 렌즈의 법칙을 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법의 실시 예를 나타낸 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 측정 방법의 다른 실시 예를 나타낸 흐름도이다.

Claims (7)

1. 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이 또는 길이 측정 방법에 있어서,

   카메라 모듈이 구동될 때, 줌 기능이 작동하여 피사체의 상을 형성하고 포커싱 기능이 작동하여 초점이 조절되었는지 검사하는 단계;

   초점이 조절되었을 때, 초점거리 f 와 렌즈와 이미지센서 간의 거리 Di 를 산출하여 <수학식 1>을 이용하여 렌즈와 피사체 간의 거리 Do 를 산출하는 단계;

   이미지센서의 상하 또는 좌우 방향의 유효화소의 크기인 Hi 를 기초로 <수학식 2>를 이용하여 피사체의 높이 또는 길이 Ho 를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높00이 측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   피사체를 찍은 이미지 상의 특정 대상물의 크기 Hx 를 구하기 위해 <수학식 3>를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이를 계산하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 피사체의 높이 또는 길이인 Ho 의 산출은 사용자의 키 입력에 의해 수행됨을 특징으로 하는 카메라 모듈을 이용한 거리 측정 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   피사체의 높이 또는 길이를 가늠할 수 있도록, 상기 산출된 Ho 를 균등분하여 커서 또는/및 글자로 표시부의 화면에 보여주는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이를 계산하는 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   촬영된 피사체의 이미지를 보면서 표시부의 화면상에 커서를 표시하고 화면상에서 상기 커서를 이동할 때, 상기 커서 사이의 크기를 산출하고 이미지 상의 대상물의 크기 Hx 를 <수학식 3>를 사용하여 구하는 단계;

   상기 산출된 Hx 를 표시부의 화면에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이를 계산하는 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   촬영된 이미지를 저장할 때, 저장되는 파일의 헤더에 상기 산출된 f, Di, Do, Hi, Ho 등의 정보를 더 포함하여 저장하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이를 계산하는 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 초점거리 f 와 렌즈와 이미지센서 간의 거리 Di 를 산출하여 <수학식 1>을 이용하여 렌즈와 피사체 간의 거리 Do 를 산출하는 단계; 에서

   Do 를 <수학식 1>로 계산하지 않고 레이저 거리 측정기기로 측정된 결과를 이용하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 이용한 피사체의 높이를 계산하는 방법.

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