KR20130046885A

KR20130046885A - 영상 촬영 장치

Info

Publication number: KR20130046885A
Application number: KR1020110111546A
Authority: KR
Inventors: 양홍식
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-05-08

Abstract

영상 촬영 장치가 제공된다. 영상 촬영 장치는 피사체를 반영한 광을 결상시키는 렌즈부, 초점 위치 측정용 제1 패턴 광을 피사체에 방사하는 제1 광원, 초점 위치 측정용 제2 패턴 광을 피사체에 방사하는 제2 광원, 미리 설정된 거리 측정 방법으로 피사체에 투영된 제1 및 제2 패턴 광 사이의 거리를 측정하여 피사체까지의 거리를 검출하는 제어부, 검출된 피사체까지의 거리에 상응하는 최적 초점 위치에 렌즈부의 초점을 조정하는 초점 조정부 및 피사체의 결상으로 영상을 취득하는 촬상부를 포함한다.

Description

영상 촬영 장치{IMAGE PHOTOGRAPHING APPARATUS}

본 발명은 영상 촬영 장치에 관한 것이다.

카메라에서는 렌즈를 거리별로 이동시켜 영상을 취득하고 영상에서 고주파 성분을 분석하거나 필터를 적용하여 영상의 정보를 검출한 후 다른 렌즈 위치의 영상 정보와 비교하여 가장 적합한 피사체의 초점 거리를 찾는다.

이로 인해 초점이 맞는 사진을 얻기 위해서 카메라에서는 여러 장의 영상을 렌즈 위치별로 획득한 후 영상의 정보와 비교하므로 셔터를 누른 후 상당한 시간을 소요하여 피사체의 초점을 맞춘다.

이로 인해 카메라는 많은 양의 연산이 필요하면 렌즈를 여러 위치로 움직여야 하므로 높은 영상 처리 장치를 필요로 한다. 그리고 이전의 카메라는 촬영 버튼을 누른 후 몇초의 시간이 경과하여 실제 사진을 촬영하므로 움직이는 물체나 원하는 장면을 순간적으로 촬영하기 어려운 문제점을 갖고 있다.

한국공개특허 제10-2009-0023874호

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 조명 장치로 조명뿐만 아니라 거리 측정에 용이한 패턴을 피사체에 투영시켜 피사체까지의 거리를 검출하고 렌즈의 초점을 조정하는 영상 촬영 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 촬영 지연 시간을 단축시켜 움직이는 물체나 원하는 장면을 정확하게 촬영할 수 있는 영상 촬영 장치를 제공한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 영상 촬영 장치는, 피사체를 반영한 광을 결상시키는 렌즈부, 피사체에 조명을 위한 광 및 초점 위치를 측정하는 패턴 광 중 선택된 하나를 방사하는 조명부, 미리 설정된 거리 측정 방법으로 패턴 광에 의해 피사체에 투영된 복수의 패턴 사이의 거리를 측정하여 피사체까지의 거리를 검출하는 제어부, 검출된 피사체까지의 거리에 상응하는 최적 초점 거리에 렌즈부의 초점을 조정하는 초점 조정부 및 피사체의 결상으로 영상을 취득하는 촬상부를 포함한다.

본 발명의 일 측면에서, 조명부는 광을 생성하는 광원 및 입사되는 광을 선택적으로 투과시켜 피사체로 방사하는 액정표시부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에서, 액정표시부는 피사체에 조명을 제공하는 제1 모드와 피사체에 초점 검출을 위한 패턴 광을 방사하는 제2 모드 중 선택된 하나의 모드로 작동할 수 있다.

본 발명의 일 측면에서, 액정표시부는 피사체에 색상, 패턴 및 밝기 중 적어도 하나에 대한 설정값으로 패턴 광을 방사할 수 있다.

본 발명의 일 측면에서, 피사체에 투영된 복수의 패턴에 대한 영상을 감지하여 감지된 영상에 대한 정보를 제어부에 제공하는 패턴 감지 센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에서, 제어부는 감지된 영상에 대한 정보를 통해 피사체에 투영된 복수의 패턴 각각이 차지하는 픽셀을 검출하고 검출한 픽셀에 대한 정보를 통해 복수의 패턴 사이의 거리를 측정할 수 있다.

본 발명의 일 측면에서, 제어부는 픽셀의 정보, 렌즈부의 배율, 렌즈부의 화각 및 피사체까지의 거리를 포함하여 설정된 룩업 테이블을 이용하여 피사체까지의 거리를 검출할 수 있다.

목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치는 촬영시 액정표시부를 이용하여 피사체에 복수의 패턴을 방사한 후 영상을 통해 피사체까지의 거리를 검출하여 렌즈의 초점 거리를 조정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치는 촬영시 액정표시부를 이용하여 피사체에 조명 효과가 가미된 광을 방사하여 연출 효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치는 빠른 초점 거리 조정에 의해 신속하게 촬영할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치는 짧은 촬영 지연 시간에 의해 움직이는 물체뿐만 아니라 원하는 장면을 보다 정확하게 촬영할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 촬영 장치에서 피사체를 향해 방사한 제1 패턴 광 및 제2 패턴 광 각각의 투영 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 촬영 장치의 초점 조정 방식을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치(100)는 렌즈부(110), 조명부(140), 초점 조정부(160), 패턴 감지 센서(170), 제어부(180) 및 촬상부(190)를 포함한다.

렌즈부(110)는 피사체(300)를 촬영한다. 이러한 렌즈부(110)는 렌즈(120)와 렌즈 마운트(130)를 포함할 수 있다.

렌즈(120)는 렌즈 마운트(130)를 이용하여 영상 촬영 장치(100)에 착탈될 수 있다. 여기서 렌즈(120)는 초점 거리가 긴 망원 렌즈, 초점 거리가 짧은 광각 렌즈 또는 초점 거리가 가변적인 줌 렌즈 등이 사용될 수 있다.

렌즈 마운트(130)는 장착되는 렌즈(120)와 전기적으로 연결되는 렌즈 접점(미도시)을 포함한다. 렌즈 접점은 렌즈(120)와 접속되어 렌즈(120)에 대한 정보를 취득할 수 있다. 예를 들면, 렌즈 접점은 초점 거리에 관한 정보를 취득하여 취득한 정보를 제어부(180)에 제공할 수 있다. 이러한 렌즈 접점은 영상 촬영 장치(100)에 장착되는 렌즈(120)의 정보를 입수하는 렌즈 정보 입수 수단의 기능을 수행할 수 있다.

조명부(140)는 피사체(300)에 조명을 위한 광 및 초점 위치 측정을 위한 패턴 광 중 선택된 하나를 방사한다. 여기서 조명부(140)는 광원(145) 및 액정표시부(150)를 포함할 수 있다.

광원(145)은 광을 생성한다. 여기서 광원(145)은 플래쉬 발광다이오드(Flash LED)로 이루어질 수 있다. 그리고 광원(145)은 렌즈부(110)가 지향하는 방향을 향해 광을 방사할 수 있다.

액정표시부(150)는 입사되는 광을 선택적으로 투과시킨다. 여기서 액정표시부(150)는 광원(145)에서 방사된 광을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 그리고 액정표시부(150)는 투과되는 광을 피사체(300)로 방사시킬 수 있다. 이때, 액정표시부(150)는 제1 모드 및 제2 모드로 작동할 수 있다.

제1 모드로 작동하는 액정표시부(150)는 피사체(300)에 조명을 제공할 수 있다. 여기서, 액정표시부(150)는 제어부(180)의 제어에 의해 광원(145)에서 방사되는 광 모두가 피사체(300)에 투영되도록 작동될 수 있다. 즉, 액정표시부(150)는 입사되는 광 모두가 그대로 투과되는 노멀리 화이트(Normally White) 모드로 구동될 수 있다.

한편, 제1 모드로 작동하는 액정표시부(150)는 촬영시 조명 효과를 주기 위해 피사체(300)에 특정 색상의 조명을 방사할 수 있다. 예를 들면, 액정표시부(150)는 피사체(300)에 빨간색, 노랑색, 파랑색 등의 색을 발하는 조명을 방사하거나 특정 패턴의 조명을 방사할 수 있다.

제2 모드로 작동하는 액정표시부(150)는 도 2 내지 도 4를 더 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시부가 방사하는 패턴을 나타내는 도면이다.

제2 모드로 작동하는 액정표시부(150)는 피사체(300)에 초점 검출을 위한 패턴 광을 제공할 수 있다. 여기서, 액정표시부(150)는 패턴 광의 방사를 통해 피사체(300)에 복수의 패턴을 투영시킬 수 있다. 액정표시부(150)는 제어부(180)의 제어에 의해 광원(145)에서 방사되는 광 중 일부가 패턴을 형성하여 피사체(300)에 투영되도록 작동될 수 있다.

액정표시부(150)는 피사체(300)에 투영되는 패턴을 용도에 따라 미리 설정된 개수, 색상 또는 모양으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 액정표시부(150)는 피사체(300)에 적어도 두 개의 패턴을 투영시킬 수 있다. 또는, 액정표시부(150)는 피사체(300)에 자연색을 발하는 패턴을 투영시킬 수 있다. 또는, 액정표시부(150)는 피사체(300)에 원형, 타원형 또는 다각형의 형상을 이루는 패턴을 투영시킬 수 있다. 예를 들면, 액정표시부(150)는 빨간색을 발하고 원형내 다각 형상을 이루는 제1 패턴(410)과 녹색을 발하고 원형내 다각 형상을 이루는 제2 패턴(420)을 피사체(300)에 투영시킬 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 초점 조정부(160)는 피사체(300)에 대한 렌즈(120)의 초점을 조절한다. 여기서 초점 조정부(160)는 제어부(180)로부터 제공받은 초점 검출 정보에 근거하여 초점 조절을 수행할 수 있다. 이러한 초점 조정부(160)는 초점 검출 정보를 이용하여 렌즈(120)를 구동할 수 있다.

패턴 감지 센서(170)는 초점 검출을 위한 패턴 광을 감지한다. 여기서 패턴 감지 센서(170)는 조명부(140)에 의해 피사체(300)에 투영된 복수의 패턴을 감지할 수 있다. 이때, 패턴 감지 센서(170)는 복수의 패턴 각각을 영상으로 감지하되 미리 설정된 픽셀 단위로 감지할 수 있다. 그리고 패턴 감지 센서(170)는 감지된 영상에 대한 정보(이하, 영상 정보)를 제어부(180)에 제공할 수 있다.

제어부(180)는 초점 검출 정보를 생성한다. 여기서 제어부(180)는 패턴 감지 센서(170)로부터 제공받은 영상 정보를 이용하여 피사체(300)에 투영된 복수의 패턴 사이의 거리를 측정할 수 있다.

제어부(180)는 제공받은 영상 정보에서 복수의 패턴, 예컨대 제1 패턴과 제2 패턴 각각이 차지하는 픽셀을 검출할 수 있다. 그리고 제어부(180)는 검출한 픽셀에 대한 정보(이하, 픽셀 정보)를 통해 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 픽셀 정보, 렌즈(120)의 배율, 렌즈(120)의 화각, 피사체(300)까지의 거리 등에 대해 미리 설정된 룩업 테이블을 불러와 피사체(300)까지의 거리를 검출할 수 있다.

예를 들면, 조명부(140)에서 투사되는 영상이 번짐없이 직진하여 피사체(300)에 투영된다고 가정할 때 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 거리가 약 1000픽셀일 때, 제어부(180)는 룩업 테이블에서 피사체(300)와 영상 촬영 장치(100) 사이의 거리가 약 20cm라는 정보를 검출할 수 있다. 그리고 제어부(180)는 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 거리가 약 500픽셀일 경우 피사체(300)와 영상 촬영 장치(100) 사이의 거리가 약 40cm라는 것을 검출할 수 있다.

여기서 제어부(180)는 룩업 테이블에 설정되지 않은 피사체(300)까지의 거리를 비례식을 통해 계산할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 더 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 거리 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.

제어부(180)는 렌즈로부터 제1 거리에 위치하는 제1 피사체를 이용하여 제2 거리에 위치하는 제2 피사체의 거리를 산출할 수 있다. 예를 들면, 렌즈의 배율을 f라고 가정한다. 그리고 제1 피사체에 투영되는 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 실제 거리를 a라고 가정한다. 또한, 제2 피사체에 투영되는 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 실제 거리를 b라고 가정한다. 또한, 렌즈로부터 제1 피사체까지의 거리를 La라고 가정한다. 또한, 렌즈로부터 제2 피사체까지의 거리를 Lb라고 가정한다. 또한, 패턴 감지 센서를 통해 검출된 제1 피사체에 투영된 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 픽셀 거리를 A'라고 가정한다. 또한, 패턴 감지 센서를 통해 검출된 제2 피사체에 투영된 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 픽셀 거리를 B'라고 가정한다.

여기서 제1 피사체까지의 거리 대비 제1 피사체에 투영되는 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 실제 거리(a/La)는 렌즈의 배율 대비 제1 피사체에 투영된 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 픽셀 거리(A'/f)와 같다. 그리고 제2 피사체까지의 거리 대비 제2 피사체에 투영되는 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 실제 거리(b/Lb)는 렌즈의 배율 대비 제2 피사체에 투영되는 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 픽셀 거리(B'/f)와 같다. 그러므로 La는 f/A'*a이다. 또한, Lb는 f/B'*b이다. La=20cm일 때 A'=1000이고 B'=500이다. 여기서 Lb는 A'/af * bf/B' * La로 정리되므로 Lb는 40cm로 산출될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 촬상부(190)는 피사체(300)에 대한 영상을 촬영한다. 여기서 촬상부(190)는 셔터(200), 미러(210) 및 촬상 소자(220)를 포함한다. 셔터(200)는 촬영시 릴리스 버튼(미도시)이 눌려지면 제어부(180)의 제어에 따라 열린다. 그리고 미러(210)는 촬영시 제어부(180)에 의해 촬영 경로상에서 퇴피 위치로 이동한다. 그리고 촬상 소자(220)는 렌즈(120)를 통해 들어오는 피사체(300)의 상을 결상하여 영상을 취득한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치는 촬영시 액정표시부를 이용하여 피사체에 복수의 패턴을 방사한 후 영상을 통해 피사체까지의 거리를 검출하여 렌즈의 초점 거리를 조정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치는 촬영시 액정표시부를 이용하여 피사체에 조명 효과가 가미된 광을 방사하여 연출 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치는 빠른 초점 거리 조정에 의해 신속하게 촬영할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치는 짧은 촬영 지연 시간에 의해 움직이는 물체뿐만 아니라 원하는 장면을 보다 정확하게 촬영할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 영상 촬영 장치
110: 렌즈부
120: 렌즈
130: 렌즈 마운트
140: 조명부
145: 광원
150: 액정표시부
160: 초점 조정부
170: 패턴 감지 센서
180: 제어부
190: 촬상부
200: 셔터
210: 미러
220: 촬상 소자
300: 피사체
410: 제1 패턴
420: 제2 패턴

Claims

피사체를 반영한 광을 결상시키는 렌즈부;
상기 피사체에 조명을 위한 광 및 초점 위치를 측정하는 패턴 광 중 선택된 하나를 방사하는 조명부;
미리 설정된 거리 측정 방법으로 상기 패턴 광에 의해 상기 피사체에 투영된 복수의 패턴 사이의 거리를 측정하여 상기 피사체까지의 거리를 검출하는 제어부;
검출된 상기 피사체까지의 거리에 상응하는 최적 초점 거리에 상기 렌즈부의 초점을 조정하는 초점 조정부; 및
상기 피사체의 결상으로 영상을 취득하는 촬상부를 포함하는 영상 촬영 장치.
제1 항에 있어서,
상기 조명부는
광을 생성하는 광원; 및
입사되는 광을 선택적으로 투과시켜 상기 피사체로 방사하는 액정표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
제2 항에 있어서,
상기 액정표시부는 상기 피사체에 조명을 제공하는 제1 모드와 상기 피사체에 초점 검출을 위한 상기 패턴 광을 방사하는 제2 모드 중 선택된 하나의 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
제1 항에 있어서,
상기 액정표시부는 상기 피사체에 색상, 패턴 및 밝기 중 적어도 하나에 대한 설정값으로 상기 패턴 광을 방사하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
제1 항에 있어서,
상기 피사체에 투영된 상기 복수의 패턴에 대한 영상을 감지하여 감지된 영상에 대한 정보를 상기 제어부에 제공하는 패턴 감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는 감지된 상기 영상에 대한 정보를 통해 상기 피사체에 투영된 상기 복수의 패턴 각각이 차지하는 픽셀을 검출하고 검출한 픽셀에 대한 정보를 통해 상기 복수의 패턴 사이의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
제6 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 픽셀의 정보, 상기 렌즈부의 배율, 상기 렌즈부의 화각 및 상기 피사체까지의 거리를 포함하여 설정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 피사체까지의 거리를 검출하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.