KR20110117348A

KR20110117348A - 단안식 3d영상촬영장치 및 3d카메라

Info

Publication number: KR20110117348A
Application number: KR1020100036748A
Authority: KR
Inventors: 김성도
Original assignee: 김성도
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2011-10-27
Also published as: KR101085676B1; JP2013526177A; RU2543305C2; US20130128010A1; EP2562582A2; WO2011132949A3; CN102859417A; AU2011243357A1; WO2011132949A2; AU2011243357B2; CA2799703A1; RU2012148416A

Abstract

본 발명은 기존의 카메라를 이용하여 단안식으로 입체안경 없이 볼 수 있는 3D영상을 촬영하는 장치 및 3D카메라에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 카메라의 렌즈 앞에 아무런 장치를 설치 않고서 맨눈으로 볼 수 있는 3D영상을 촬영하는 장치 및 3D카메라에 관한 것으로서 기존의 2D영상과 동일한 화질과 밝기의 영상을 안경이나 특수한 디스플레이의 도구가 없이도 볼 수 있는 3D영상을 제공하는 3D영상촬영장치 및 3D카메라에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 기존의 카메라를 전방피사체를 향하여 360도 회전하며 촬영함으로써 1초안에 여러 프레임에 다양한 각도에서의 영상이 촬영되도록 단안식 카메라를 회전하는 장치를 제공하고 또한 카메라의 렌즈가 전방피사체를 향하여 360도 회전하는 장치가 내장된 3D카메라를 제공하는 것을 특징으로 한다. 또한 단안식 렌즈의 회전 폭을 자유롭게 조정하는 것이 가능하도록 하여, 좌우상하의 영상의 폭(Drpth)을 자유롭게 조정하여 촬영할 수 있으므로 3D영상을 볼 때 나타날 수 있는 눈의 피로와 어지럼증을 해소할 수 있는 3D영상촬영장치 및 3D카메라를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

단안식 3D영상촬영장치 및 3D카메라 {3D images recording apparatus and 3D camera by single lens}

본 발명은 3D안경 없이도 감상할 수 있는 입체영상을 기존의 단안 렌즈에 의하여 생성하는 장치 및 3D카메라에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 단안식 카메라가 전방피사체를 향하여 360도 회전하며 촬영하게 함으로써, 각 프레임에 다양한 각도에서 입사한 이미지가 촬영되는 것을 이용하여 뇌가 입체안경 없이 맨 눈으로도 3D영상을 인식할 수 있도록 하는 3D영상촬영장치 및 3D카메라에 관한 것이다.

일반적으로 지금까지의 3D영상을 촬영할 수 있는 장치나 카메라는 단안식이 아닌 이안식의 장치 또는 카메라를 사용하고 있다. 단안식인 경우라 할 지 라도 입체안경을 쓰고 봐야 되는 입체영상을 촬영하는 입체영상의 촬영장치나 카메라이었다. 또한 카메라의 렌즈 앞에 거울이나 프리즘 또는 반거울을 이용해야 되는 복잡하고 불편한 구조를 사용하고 있다.

종래의 기술은 촬영되는 영상을 좌우의 영상으로 나누어서 촬영해야 되는 어려움과 이를 보기위해 입체안경을 필요로 하는 문제점이 있다. 그리고 두 카메라를 이용하는 방식과 기존의 카메라 앞에 별도의 거울이나 프리즘을 장착하는 방식은 기존 카메라 자체의 렌즈의 크기로 인하여 입사되는 좌우영상의 간격(Depth)을 사람의 두 눈의 간격만큼 좁히기가 어렵기 때문에 좌우영상의 간격(Depth)이 지나치게 벌어져서 눈의 피로와 어지러움 등을 유발할 문제점이 있다. 이러한 좌우 영상의 간격을 좁히기 위하여 직교식의 방식 등이 있으나 이때에도 하프미러라는 반거울을 사용하고 있어서 입사광이 반으로 줄어들어서 화질이 나빠지는 문제점이 있고, 이와 같은 양안식 입체영상촬영장치나 카메라의 경우는 두 카메라로 입사되는 영상의 화질을 동일하게 유지하기가 어렵고 두 카메라의 줌기능을 동일하게 일치시키기가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 기존의 단안식 일반 카메라를 이용하여 입체안경 없이 볼 수 있는 입체영상을 촬영하는 3D영상촬영장치 및 3D카메라를 제공한다. 즉, 렌즈가 하나인 단안식 일반 카메라의 렌즈 앞에 아무런 장치나 도구를 설치하지 아니하고 카메라 렌즈의 360도 회전에 의한 다시각 촬영에 따라 입체영상을 촬영하여 안경 없이 맨눈으로 볼 수 있는 입체영상을 촬영하는 단안식 3D영상촬영장치 및 단안식 3D카메라를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 입체안경 없이 맨눈으로 볼 수 있는 입체영상을 2D영상과 같은 화질로 촬영하기 위한 3D영상 촬영장치 및 3D카메라를 제공하는 것으로, 카메라의 렌즈 앞에 아무런 도구를 설치하지 않고 전방 피사체를 향하여 카메라의 렌즈가 360도 회전하며 촬영함으로써 2D영상을 촬영할 때와 동일한 화질로 3D영상을 촬영하는 것을 특징으로 한다. 또한 카메라 렌즈의 회전폭을 자유롭게 좁히고 넓힐 수 있도록 카메라의 렌즈를 장착한 회전연결바의 지름의 조정이 가능하도록 하여, 입체영상의 좌우상하의 간격(Depth)을 자유롭게 좁힐 수 있으므로 입체영상을 볼 때 눈의 피로와 어지럼증을 해소할 수 있는 3D영상을 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 기존의 양안식 입체영상촬영장치가 가지고 있는 좌우영상의 색상의 차이와 좌우영상의 동시촬영의 어려움을 해결하고, 2D영상처럼 선명하지 않은 화질의 문제점과 입체안경을 쓰고 봐야만 하는 문제점을 해결할 수 있다. 또한 2D영상 촬영 시와 동일한 입사광량으로 3D영상을 촬영하면서도 카메라렌즈의 회전 폭을 자유롭게 좁힐 수가 있어서 좌우상하영상의 간격(Depth)을 자유롭게 줄일 수가 있고, 2D영상과 동일한 화질과 밝기로 3D영상을 촬영할 수 있으므로 눈의 피로와 어지럼증을 해결하는 효과가 있다. 그리고 입체안경이 필요 없으므로 경제적이며, 특수한 디스플레이나 모니터 등을 구입하지 않고 기존의 디스플레이를 그대로 이용하여 3D영상을 감상할 수 있으므로, 본 발명은 3D영상의 촬영과 감상에 있어서 환경보존과 에너지 절약의 효과도 있다. 좌우영상이 뒤바뀌는 문제도 없으므로 3D영상의 촬영을 편리하게 하는 효과도 있다.

도 1은 동일한 크기의 두 회전괘도를 연결하는 회전연결바에 카메라가 장착되어 있는 단안식 3D영상촬영장치의 구조도.
도 2는 단안식 3D영상촬영장치를 나타내는 도1의 단면도.
도 3은 도1의 단안식 3D영상촬영장치의 두 회전괘도를 연결하는 회전연결바에 카메라가 장착되어 회전하는 것을 나타내는 설명도.
도 4는 크기가 다른 여러 쌍의 회전괘도를 가진 단안식 3D영상촬영장치에 있어서, 회전연결바상의 연결핀이 다른 크기의 회전괘도의 쌍으로 이동하는 것을 나타내는 설명도.
도 5는 카메라렌즈가 장착된 회전연결바가 동일한 크기의 두 회전괘도를 회전하는 3D영상촬영장치를 내포하고 있는 단안식 3D카메라의 구조도.
도 6은 카메라의 렌즈가 하나의 회전괘도에 의해서만 360도 회전하며 전방 피사체를 3D로 촬영하는 단안식 3D카메라를 나타내는 설명도.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 카메라고정대(4)에 의하여 카메라(1)를 장착하고 있는 회전연결바(2)가 연결핀(3, 3')에 의하여 두 회전괘도(7, 7')에 연결되어 있고, 모터(11)의 축(9)과 두 회전괘도(7, 7')의 두 축(10, 10')이 회전벨트(8)에 의하여 연결 되어 있어, 모터(11)의 회전축(9)이 회전 할 때 카메라(1)의 렌즈(12)가 전방 피사체를 향하여 360도 회전하며 3D영상을 촬영하고 이를 리드선(5)이 있는 뷰화인더(6)나 무선 뷰화인더로 볼 수 있는 3D영상촬영장치(70)를 나타내는 구조도이다.

모터(11)의 회전축(9)이 회전하면 회전벨트(8)에 의하여 두 회전축(10, 10')과 두 회전괘도(7, 7')가 회전하고, 동시에 연결핀(3, 3')에 의하여 왼쪽 회전괘도(7)와 오른쪽 회전괘도(7')에 연결되어 있는 회전연결바(2)도 회전하며, 카메라고정대(4)에 의하여 회전연결바(2)에 장착된 카메라(1)도 360도 회전함으로써 전방 피사체의 다시각의 입사광(L)이 카메라렌즈(12)로 입사되어 각 프레임(18)에 다양한 각도의 이미지가 촬영되므로, 뇌가 인식할 수 있는 3D영상을 촬영하게 된다. 회전연결바(2)의 카메라(1)렌즈(12)가 1초에 1회 피사체를 향하여 360도 회전할 경우, 1초당 360도 회전하며 촬영한 다른 각도의 영상(L)이 각각의 여러 프레임에 매 프레임마다 입사되어 촬영되므로, 각 프레임의 다양한 각도의 영상들은 뇌에서 합성되어 입체영상으로 보이게 된다.

회전연결바(2)가 없이 모터(11)의 회전축(9)에 직접 연결된 하나의 회전괘도에만 의지하여 카메라(1)가 회전하는 경우에는 회전 시에 카메라(1) 렌즈(12)의 상하가 뒤바뀌어, 영상(L)의 역상과 정립상이 회전에 따라 번갈아 입사되는 문제가 생길 수 있다. 그러나 본 발명은 그러한 문제점을 해결하였으므로 동일한 모터(11)에 의하여 동시에 같은 속도로 회전하는 같은 크기의 한 쌍의 회전궤도(7, 7')에 연결된 회전연결바(2)에 의하여 카메라(1)의 렌즈(12)가 360도 회전하게 함으로써 회전 시에도 카메라(1)와 렌즈(12)가 항상 정립을 유지하여 상(L)의 뒤집힘이 발생하지 아니한다. 그러므로 본 발명은 기존의 일반적인 2D카메라를 이용하여 3D영상을 촬영할 수 있는 3D영상촬영장치(70)를 제공한다.

도 2는 도1의 3D영상촬영장치(70)의 단면도로서, 모터(11)의 회전축(9)에 두 개(10, 10')의 회전축이 회전벨트(8)에 의하여 연결되어 회전함에 따라 두 개(7, 7')의 회전괘도가 회전하고 동시에 연결핀(3, 3')에 의하여 회전괘도(7, 7')에 연결되어 있는 회전연결바(2)도 회전하고 회전연결바(2)에 장착된 카메라(1)와 렌즈(12)도 정립을 유지하며 회전하는 상태의 단면도이다.

도 3은 카메라(1)가 장착되어 있는 회전연결바(2)가 연결핀(3, 3')에 의하여 회전괘도(7, 7')에 연결되어 회전괘도(7, 7')상에서 회전하는 상황(80)을 나타내고 있다. 모터(11)의 회전축(9)이 회전하고 따라서 회전벨트(8)에 의해 양 회전축(10, 10')이 회전할 때 두 회전괘도(7, 7')를 연결하고 있는 회전연결바(2)도 회전하는데 이때에 회전연결바(2)가 9시방향(2') 6시방향(22') 3시방향(32')으로 회전하는 것을 나타내고 있다. 회전 시에 카메라(1)의 렌즈(12)로 들어오는 입사광(L)의 영상이 위·아래로 뒤집히는 것을 방지하기 위하여, 같은 회전폭의 두 회전괘도(7, 7')에 연결되어 있는 회전연결바(2)는 회전 시에도 좌우상하의 상태를 그대로 유지하면서 회전하는 것을 이용하여, 회전연결바(2)에 장착된 카메라(1)의 렌즈(12)가 360도 회전하면서 전방피사체를 촬영할 때 영상(L)이 뒤집히지 않도록 하였다.

도 4에서는 회전연결바(2)의 연결핀(3, 3')이 회전연결바(2)에서 슬라이딩 하면서 첫 번째 쌍의 연결핀(33, 33')과 두 번째 쌍의 연결핀(43, 43')과 세 번째 쌍의 연결핀(53, 53')으로 자유롭게 이동이 가능한 것(90)을 보여주고 있다. 바깥쪽에 있는 회전괘도의 쌍(3, 3")에서 가장 안쪽에 있는 회전괘도의 쌍(53, 53')으로 회전연결바(2)의 연결핀(3, 3')이 이동해 갈수록 카메라(1)렌즈(12)의 회전 폭이 작아진다. 즉, 가장 왼쪽연결핀의 쌍(3, 3')이 가장 오른쪽연결핀의 쌍(53, 53')으로 이동해 갈수록 카메라(1)의 회전 폭은 점점 작아져서 각 영상프레임(18)에 촬영되는 영상(L)들의 간격(Depth)이 점점 좁아져서 3D영상의 입체감의 조절이 가능하고 3D영상을 볼 때 느낄 수 있는 눈의 피로와 어지럼증도 줄일 수 있다.

도 5는 도1의 3D영상촬영장치(70)가 내재되어 있는 3D카메라(100)의 실시 예이다. 즉 도1의 3D영상촬영장치(70)가 내포되어 있는 3D카메라(100)이므로 카메라렌즈(12)가 전방피사체를 향하여 360도 회전하면서 영상(L)을 촬영하여, 뇌에서 3D영상을 인식할 수 있도록 각 프레임(18)마다에 다시각의 영상(L)을 촬영하는 3D영상촬영카메라(100)이다. 카메라에 내장되어 있는 모터(11)의 회전축(9)이 회전하면 회전벨트(8)에 의하여 좌(10)우(10')의 회전축과 좌(7)우(7')의 회전괘도가 회전하고, 회전폭이 같은 한쌍(7, 7')의 회전괘도에 연결되어 있는 회전연결바(2)도 회전하며, 회전연결바(2)에 렌즈고정대(4')에 의해 장착된 카메라렌즈(12)도 360도 회전하면서 전방 피사체의 상(L)을 다시각의 3D영상으로 촬영한다. 회전연결바(2)와 회전괘도(7, 7')를 연결하는 연결핀(3, 3')은 회전연결바(2)상에서 슬라이딩 되어 회전폭이 점점 작아진 첫 번째(33, 33') 두 번째(43, 43') 세 번째(53, 53') 회전괘도의 쌍으로 이동이 가능하다. 그러므로 촬영되는 3D영상을 뷰화인더(6)를 통하여 보면서 각 프레임(18)마다로 입사되는 영상(L)의 간격(Depth)을 회전연결바(2)상의 연결핀(3, 3')의 이동에 의하여 조절하며 3D영상의 촬영이 가능하다.

도 6은 3D카메라(110)의 새로운 실시예로서 모터(11)의 회전축(9)에 직접 연결된 하나의 회전괘도(77)에 의하여 360도 회전하는 카메라의 렌즈(12)가 전방 피사체를 향하여 다시각에서 각 프레임(18)마다에 상(L)을 촬영하여 뇌가 3D영상을 인식할 수 있는 3D영상을 촬영하는 3D카메라(110) 이다. 즉, 3D카메라(110)에 내장되어 있는 모터(11)의 회전축(9)이 회전하면 회전괘도(77)와 회전괘도상의 카메라렌즈(12)가 10시30분 방향(12'), 9시 방향(13'), 7시30분 방향(14'), 4시30분 방향(15'), 3시 방향(16'), 1시30분 방향(17')으로 360도 회전하면서 전방피사체의 상(L)을 다각도에서 촬영하여 여러 프레임마다에 다양한 각도에서의 상(L)을 입사함으로써 뇌가 3D로 인식할 수 있는 3D영상을 촬영하는 3D카메라(110)의 실시도이다. 회전괘도(77)상의 카메라렌즈(12)를 안쪽의 회전괘도(88)와 회전 폭이 더 작은 회전괘도(99)로 이동 할 수 있도록 하여 뷰화인더(6)로 보면서 입체영상의 간격(Depth)을 조절하며 3D영상을 촬영하는 것이 가능하다. 도 6의 실시예인 3D카메라(110)에서는 카메라렌즈(12)가 상하로 뒤집혀도 상(L)은 정립으로 촬영이 가능하도록 하여, 모터(11) 회전축(9)에 직접 연결한 하나의 회전괘도(77, 88, 99)상의 카메라렌즈(12)에 의해서도 3D영상을 촬영할 수가 있다 . 즉, 렌즈의 상하가 바뀌어도 영상(L)을 접립상으로 기록하는 회로(19)와 기능이 있는 3D카메라(110)이다

Claims

단안식으로 피사체의 입체영상을 촬영하는 3D영상촬영장치(70)에 있어서,
모터(11)와;
상기 모터(11)에 의하여 회전하는 크기가 동일한 두 회전괘도(7, 7')와;
상기 모터의 회전축(9)과 상기 두 회전괘도(7, 7')의 두 회전축(10, 10')을 연결하는 회전벨트(8)와;
상기 두 회전괘도(7, 7')에 연결되어 상기 두 회전괘도(7, 7')와 동회전하며 카메라(1)를 장착하는 회전연결바(2)와;
상기 회전연결바(2)를 상기 두 회전괘도(7, 7')에 연결시켜주는 연결핀(3, 3')과;
상기 회전연결바(2)에 상기 카메라(1)를 연결시켜 주는 카메라고정대(4)와;
뷰화인더(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 단안식 3D영상촬영장치(70).
상기 제1항의 단안식 3D영상촬영장치(70)에 있어서, 상기 회전연결바(2)의 회전 폭을 조정할 수 있도록 상기 두 회전괘도(7, 7') 안에 크기가 다른 회전 괘도의 쌍(33-33', 43-43', 53-53')들이 있고 상기 다른 회전괘도의 쌍(pair)으로 이동이 가능한 회전연결바(2)의 연결핀(3, 3')이 있는 것을 특징으로 하는 단안식 3D영상촬영장치(70).
상기 제1항의 입체영상촬영장치를 포함한 단안식 3D카메라로서, 하나의 카메라의 렌즈가 전방피사체를 향하여 360도 회전하며 입체영상을 촬영하는 3D 카메라(100)에 있어서,
카메라렌즈(12)와;
모터(11)와;
상기 모터(11)에 의하여 회전하는 크기가 동일한 두 회전괘도(7, 7')와;
상기 모터의 회전축(9)과 상기 두 회전괘도(7, 7')의 두 회전축(10, 10')을 연결하는 회전벨트(8)와;
상기 두 회전괘도(7, 7')에 연결되어 상기 두 회전괘도(7, 7')와 동회전하며 상기 카메라렌즈(12)를 장착하여 회전시키는 회전연결바(2)와;
상기 회전연결바(2)를 상기 두 회전괘도(7, 7')에 연결시켜주는 연결핀(3, 3')과;
상기 회전연결바(2)에 카메라렌즈(12)를 연결시켜 주는 렌즈고정대(4')와;
뷰화인더(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 단안식 3D카메라(100).
상기 제3항의 단안식 3D카메라(100)에 있어서, 상기 회전연결바(2)의 회전폭을 조정할 수 있도록 상기 두 회전괘도(7, 7') 안에 크기가 다른 회전괘도의 쌍들(33-33', 43-43', 53-53')이 있고 상기 다른 회전괘도의 쌍(pair)으로 이동이 가능한 회전연결바(2)의 연결핀(3, 3')이 있는 것을 특징으로 하는 단안식 3D카메라(100).
상기 제3항의 단안식 3D카메라에 있어서, 카메라의 렌즈가 하나의 회전괘도를 따라 전방피사체를 향하여 360도 회전하며 입체영상을 촬영하는 단안식 3D카메라(110)로서,
카메라렌즈와(12);
모터(11)와;
상기 모터(11)에 의하여 회전하는 한 개의 회전괘도(77)와;
렌즈(12)의 상하가 바뀌어도 영상(L)을 접립상으로 기록하는 회로(19)와;
뷰화인더(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 단안식 3D카메라(110).
상기 제5항의 단안식 3D카메라(110)에 있어서, 상기 카메라렌즈(12)의 회전폭을 조정할 수 있도록 상기 하나의 회전괘도(77) 안에 크기가 다른 회전 괘도들(88, 99)이 있고, 상기 다른 회전괘도로 카메라렌즈(12)의 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 단안식 3D카메라(110).