KR20160017726A - 3d 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 내부 공간을 갖는 카메라과 상기 카메라의 내부에 일정 간격으로 이격되어 형성되며, 수직방향으로 형성되는 스티어링 레일 위에 설치되어, 광원(光源)이 조사되어 전달되는 영상을 각각 입력받기 위한 좌안 렌즈부와 우안 렌즈부를 포함하는 렌즈 하우징에 수용되는 렌즈부와 상기 카메라에 형성되어 상기 렌즈부를 통하여 유입되는 상기 영상을 입력시키는 이미지 센서부와 상기 렌즈부와 고정되어 이동 또는 회전시키도록 하여 IAD(Inter Axial Distance)와 각도를 조정하는 스티어링 레일과 상기 스티어링 레일을 구동시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 실제 사람의 눈과 같은 움직임을 주어 직접 보고 느끼는 듯한 효과를 줄 수 있는 기술로서, 영상을 접한 관객이 실제로 보는 듯한 영상을 표현하여 주인공의 심리상태나 느낌 등을 알 수 있도록 하여, 영상(映像)의 질적 향상을 도모할 뿐만 아니라, 관객의 시각적 피로감을 격감시키는 효과를 갖는 것이다.

Description

3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영시스템 {Stereo image photographing system using 3-Dimension Lens block}

본 발명은 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 사람의 눈과 같은 시야 각도로 렌즈를 움직이도록 하여 3D 입체영상을 제작하도록 하여, 3D 실사촬영이 가능한 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영시스템에 관한 것이다.

3D(3-Dimension) 카메라에 의하여 표현되는 3차원(3D) 입체 영상은 2차원(2D) 평면 이미지를 3차원적(3D) 실상과 비슷한 느낌을 주도록 부수적인 도구를 사용하거나, 물리적인 힘으로 영상을 조작하여 착시를 통해 원근감이나 공간감이 사람에게 느껴지도록 하는 영상기법을 말한다.

이러한 3차원(3D) 입체 영상을 실현하기 위한 하나의 방식중, 인간의 눈이 두 개인 것과 같이 카메라 바디에도 각 렌즈를 포함하는 두 개의 카메라 모듈을 탑재하되 서로 수평적으로 이격되게 탑재하여 각기 다른 각도에서 피사체를 촬영하고, 촬영된 화상 데이타를 합성하여 3D 입체 영상을 만들어내는 방식이 채택되고 있다.

기존의 3D 카메라의 문제점으로서, 대형의 장비들로 설치 및 이동이 어렵다는 지적과 함께 셋팅 시간이 길다는 지적이 있다. 또한, Full HD 환경에 부적합한 화질과, 촬영 시 모니터링의 어려움, 촬영 시 설정한 입체값의 오류로 인해 후반 작업에서의 보정 작업량과 추가비용이 발생하는 문제가 있다.

이러한 3D 입체영상 하드웨어 산업 활성화에 따른 콘텐츠 수요 증가로 애니메이션 형식의 제작 콘텐츠와 더불어 실사의 3D 입체영상 촬영 콘텐츠들이 요구되고 각광받고 있는 현실이다.

그러나, 기존의 대형화된 장비와 모니터링의 편차에 의한 입체값 조절의 어려움 등의 난제로 3D 영상 촬영에 어려움을 겪고 있다. 따라서, 간소화된 장비와 방송 및 영화에 적합한 화질을 부합하는 장비 개발이 필요한 실정이며, 이를 통한 고품질 3D 실사 입체영상 콘텐츠의 개발 활성화가 요구되고 있다.

KR2007-0021694 10 KR2012-0106919 10 KR2012-0070978 10

따라서, 본 발명은 3D 입체영상 촬영시스템의 소형화를 기반으로, 실질적인 3D 입체영상 제작이 가능하도록 렌즈의 조향장치를 가미시켜, 일반인의 안구(眼球)와 비슷한 시야 각도로 3D 실사촬영이 가능하도록 한 감성전달 조향장치인 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영 시스템을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부 공간을 갖는 카메라과 상기 카메라의 내부에 일정 간격으로 이격되어 형성되며, 수직방향으로 형성되는 스티어링 레일 위에 설치되어, 광원(光源)이 조사되어 전달되는 영상을 각각 입력받기 위한 좌안 렌즈부와 우안 렌즈부를 포함하는 렌즈 하우징에 수용되는 렌즈부와 상기 카메라에 형성되어 상기 렌즈부를 통하여 유입되는 상기 영상을 입력시키는 이미지 센서부와 상기 렌즈부와 고정되어 이동 또는 회전시키도록 하여 IAD(Inter Axial Distance)와 각도를 조정하는 스티어링 레일과 상기 스티어링 레일을 구동시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈부는 굴절률이 높은 광학유리를 사용하고 많은 1개 이상의 렌즈를 조합하여 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈부는 상기 IAD의 설정 거리에 비례하여 회전하며, 수평이동하는 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고, 상기 렌즈부의 회전각도는 18° ~ 22°이며, 상기 IAD의 범위는 5.5센치 미터 ~ 9센치 미터인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 입체영상 촬영시스템은 실제 사람의 눈과 같은 움직임을 주어 직접 보고 느끼는 듯한 효과를 줄 수 있는 기술로서, 영상을 접한 관객이 실제로 보는 듯한 영상을 표현하여 주인공의 심리상태나 느낌 등을 알 수 있도록 하여, 영상의 질적 향상을 도모할 뿐만 아니라, 관객의 시각적 피로감을 격감시키는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 의한 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영시스템의 블록도.
도 2는 렌즈부의 작동관계에 대하여 도시한 도면.
도 3은 렌즈부의 각도를 조절하는 방식을 나타낸 도면.
도 4는 시야각과 교차점을 표현한 예시도.

본 발명의 구성적 특징은 내부 공간을 갖는 카메라과 상기 카메라의 내부에 일정 간격으로 이격되어 형성되며, 수직방향으로 형성되는 스티어링 레일 위에 설치되어, 광원(光源)이 조사되어 전달되는 영상을 각각 입력받기 위한 좌안 렌즈부와 우안 렌즈부를 포함하는 렌즈 하우징에 수용되는 렌즈부와 상기 카메라에 형성되어 상기 렌즈부를 통하여 유입되는 상기 영상을 입력시키는 이미지 센서부와 상기 렌즈부와 고정되어 이동 또는 회전시키도록 하여 IAD(Inter Axial Distance)와 각도를 조정하는 스티어링 레일과 상기 스티어링 레일을 구동시키는 구동모터에 있는 것이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서 본 발명에서 언급되는 기본적인 기술의 이해를 위하여 3D(3-Dimension)에 관하여 설명하기로 한다.

일반적으로 사람의 눈으로 사물을 입체로 보는 원리는 좌우의 눈이 서로 다른 영상정보를 인식하고 뇌는 상기 서로 다른 영상정보를 조합하여 입체로 인식을 하는 것이다. 따라서, 3D 영화는 관람하는 사람에게 입체를 보여주는 원리도 이를 응용한 것인데, 2개의 카메라로 사물을 촬영하고 3D영사기로 2개의 영상을 화면에 투사한다. 여기서, 상기 2대의 카메라의 간격은 사람의 눈 간격을 고려하여 조절하는 것이다.

이러한 화면에 투사된 영상을 맨 눈으로 보면 촛점에 맞지 않는 것처럼 2중으로 보이지만, 특수안경을 통하여 2개의 영상을 서로 다르게 받아들인다. 즉, 왼쪽 렌즈와 오른쪽 렌즈가 받아들이는 영상이 서로 다르게 되면서, 두개의 눈은 서로 다른 영상정보를 뇌에서 조합하게 되어 입체를 인식하게 되는 것이다.

그리고, 3D 렌즈는 인간의 시각특성을 이용해서 즉 왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 특성 차이를 이용하여 깊이감과 거리감을 적용해서 영화 상영 등을 하는데 있어서, 인간은 하나의 영상으로 부터 각각의 눈은 조금씩 다른 영상을 보게 되는 차이점을 이용하여 뇌에서 깊이와 거리를 판단하는 인간의 지각 특성을 이용하여 3차원 이미지를 만들어 내는 렌즈를 의미하며, 본 발명에서 언급하는 렌즈부는 3D 렌즈로 이루어졌다는 점을 미리 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 의한 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영시스템(100)의 블록도이고, 도 2는 렌즈부의 작동관계에 대하여 도시한 도면이다.

도 1과 도 2를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 전체적인 구성은 일정한 내부 공간을 갖는 카메라(10)과 상기 카메라(10)의 내부에 일정 간격으로 이격되며 스티어링 레일(40) 위에 설치되어 영상을 각각 입력받기 위한 좌안 렌즈부(21)와 우안 렌즈부(22)를 포함하는 렌즈부(20)와 상기 렌즈부(20)를 통하여 유입되는 광원이 조사(照射)되어 전달되는 영상을 입력시키는 이미지 센서부(30)와 상기 렌즈부(20)를 이동시키도록 하여 IAD(Inter Axial Distance: 축(軸)간 거리)를 조정하는 스티어링 레일(40)과 상기 스티어링 레일(40)을 구동시키는 구동모터(50)를 포함하는 것이다.

본 발명에 있어서, 본 명세서 상의 카메라(10)는 3D 렌즈를 2개 가지고 있는 것으로 카메라(10)와 상기 카메라(10)를 구성하는 내부의 구성요소는 종래의 카메라와 동일한 일반적인 구성이며 그 구성에 관한 자세한 설명은 공지된 것이며, 본 발명의 범위를 벗어나게 되기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 렌즈부(20)는 굴절률이 높은 광학유리를 사용하고, 2개 이상의 렌즈를 조합하여 형성된 것이다. 렌즈부(20)를 구성하는 3D 렌즈에 관해서는 이전에서 언급하였으므로 설명은 생략하기로 한다.

이미지 센서부(30)는 도 1에 도시한 대로, 카메라(10)의 내부에 구성된 것으로, 렌즈부(20)를 통하여 유입, 투사(投射)되는 광원을 조사하여 영상(Image)을 생성하는 역할을 하는 것이다.

스티어링 레일(40)은 일자(一字) 형태의 수평방향으로 형성되어 렌즈의 이동과 회전을 할수 있도록 하는 기능을 갖는 것이다.

그리고, 구동모터(50)는 스티어링 레일(40) 상에 형성된 렌즈부(20)를 이동하거나, 일정 각도로 회전을 하도록 하는 것으로 내부에 이러한 작동을 위한 속도나 회동하는 각도를 조정할 수 있도록 하는 제어부(미도시)가 형성되는 것이 바람직할 것이다. 상기 구동모터(50)가 스티어링 레일(40)을 구동시키는 구성과 작동에 관하여는 널리 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 구동모터(50)는 서보모터 등을 들 수가 있지만, 이에 한정되지 않고 모터의 기능을 가질 수 있을 뿐만아니라 외부에서 원격으로 조정할 수 있는 리모콘 장치 등도 포함될 수 있는 것이다.

결국, 상기 구동모터(50)는 렌즈부(20)에 조향장치를 하는 구실을 할수 있도록 하여 3D 실사촬영이 가능하도록 하는 것이다. 여기서 중요한 것은, 상기 렌즈부(20)는 상기 IAD(축간 거리)의 설정에 비례하여 회전하며 수평이동한다는 것이다.

이하에서는 본 발명에 의한 입체영상 촬영시스템(100)의 작용과 효과를 설명하기로 한다.

먼저, 렌즈부(20)는 영상이 반사되는 동안에 흩어지지 않도록 빛을 모아주고 필터링하는 역할을 한다. 또한, 상기 렌즈부(20)는 이미지 센서부(30)에 상이 생길수 있도록 빛을 굴절시키는 역할도 하는 것이다. 이전에서도 언급했지만, 상기 렌즈부(20)는 굴절률이 높은 광학유리를 사용하고 2개 이상의 렌즈를 조합하여 이루어진 것이다.

도 2에서와 같이, 렌즈부(20)를 구성하는 좌안 렌즈부(21)와 우안 렌즈부(22)끼리의 거리인 축간 거리를 의미하는 IAD(Inter-Axial Distance)는 조절이 가능한 것으로 사람으로 따지면 양안(兩眼) 간의 간격이 조금씩 다른 것처럼 그 간격인 IAD를 최소 5.5센치미터 ~ 최대 9센치미터의 설정 범위를 갖도록 하는 것이다. 상기와 같은 간격의 조절은 구동모터(50)가 하게 되는 것이다.

도 3을 보면, 렌즈부(20)의 각도를 조절하는 방식을 나타낸 도면이 도시되어 있는데, 도 3의 왼편 그림에서 상부에 도시된 교차점(Cross Point)은 좌안 렌즈부(21)는 일정각도 회전하였고, 우안 렌즈부(22)는 그대로 인 경우에 생기는 것이며, 하부에 도시된 교차점(Cross Point)은 좌안 렌즈부(21)는 일정길이 하부로 이동했으며, 우안렌즈부(22)는 일정길이 상부로 이동했을 뿐 만아니라, 일정각도 회전한 경우에 생성된 것이다.

도 3의 오른편 그림에서 양 렌즈부(21,22)가 비교적 중앙부분에서 서로 대칭하여 일정각도 회전한 상태의 교차점과 양 렌즈부(21,22)가 서로 일정거리 이격되어 있는 상태에서 역시 서로 대칭하여 일정각도 회전한 상태를 나타낸 것이다. 이것은 마치, 사람이 좌우 사물을 볼 때, 눈의 움직임을 렌즈부(20)로 표현한 것이다. 그러므로, 최저 교차점이 불과 50cm에 불과해 인체의 눈의 기능과 아주 유사한 장점이 있는 것이다.

상기와 같은 교차점(Cross Point)의 근접화로 인하여 거리에 관계없이 최상의 입체표현이 가능한 장점이 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영시스템(100)은 비교적 간단한 구조로서 기존의 대형 장비와 모니터링의 편차에 의한 입체값 조절이 어렵다는 난점(難點)을 해소시켜 줄 수가 있는 것이다.

도시한 바와 같이, 렌즈부(20)를 동일한 각도 및 경우에 따라서 비대칭 각도로 회동을 하도록 하고, 이 때, 렌즈부(20)를 통하여 유입되는 광원(光源)은 이미지 센서부(30)로 조사(照射)되어 영상을 생성하게 된다. 즉, 사람이 좌,우 사물을 볼때, 눈의 움직임을 렌즈부(20)로 표현한 것이다.

그러므로, 상기 IAD(Inter-Axial Distance) 거리를 용이하게 간단한 작동으로 조절을 할수 있도록 하여 입체값을 조절을 할수 있는 것이다. 도 3에 도시한 대로, Cross point(교차점)를 근접화하여 거리에 관계없이 최상의 상태로 입체적인 표현이 가능한 것이다.

즉, 이상의 설명에서와 같이 렌즈부(20)를 서로 좌,우로 수평이동과 회전을 하며 동일 물체를 여러 각도와 위치에서 연속적으로 촬영하여 영상화면(미도시)에 순차적으로 입사시킴으로서, 상기 순차적으로 서로 다른 영상화면을 디스플레이하여 보게 되면, 각각의 다양한 각도의 영상들은 관객의 뇌에서 합성되어 입체영상을 제공하게 되는 것이다.

그리고, 렌즈부(20)의 회전각도는 18°~ 22°로서 이것은 사람의 곁눈질을 하는 각도가 보통 그 정도의 각도인 것으로 마치, 사람이 곁눈질로 좌우 사물을 볼때의 눈의 움직임으로 도 4에 도시한 것과 같이, 사람과 같은 시야 각도를 제공할수 있으므로, 관객들에게 다양한 영상효과와 사실적인 입체영상의 확보를 도모할 수 있는 것이다. 따라서, 상기와 같은 시야각의 확보로 말미암아 시야를 완벽하게 구현할수 있으므로 3D 입체영상에 사람의 감정과 심리상태나 느낌 등을 알수 있게 해주는 역할을 하는 것이다.

따라서, 본 발명에 의한 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영시스템(100)으로 촬영된 영화 등을 보는 관람객들로 하여금 실제 눈과 같은 움직임을 주어 직접 보고 느끼게 하는 듯한 효과를 주어 이를 접한 관객이 실제로 보는 듯한 영상을 표현하여 주인공의 심리상태나 느낌 등을 알수 있도록 하여 영상의 질적향상을 도모할수 있으며 관객의 시각적 피로감을 격감시킬 수 있는 탁월한 장점이 있는 것이다.

상기와 같이 살펴본 바와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 카메라 20 : 렌즈부
21 : 좌안 렌즈부 22 : 우안 렌즈부
25 : 렌즈 하우징 30 : 이미지 센서부
40 : 스티어링 레일
50 : 구동모터
100 : 입체영상 촬영시스템

Claims (4)

1. 내부 공간을 갖는 카메라(10);과
   상기 카메라(10)의 내부에 일정 간격으로 이격되어 형성되며, 수직방향으로 형성되는 스티어링 레일(40) 위에 설치되어, 광원(光源)이 조사되어 전달되는 영상을 각각 입력받기 위한 좌안 렌즈부(21)와 우안 렌즈부(22)를 포함하는 렌즈 하우징(25)에 수용되는 렌즈부(20);와
   상기 카메라(10)에 형성되어 상기 렌즈부(20)를 통하여 유입되는 상기 영상을 입력시키는 이미지 센서부(30);와
   상기 렌즈부(20)와 고정되어 이동 또는 회전시키도록 하여 IAD(Inter Axial Distance: 축간 거리)와 각도를 조정하는 스티어링 레일(40);과
   상기 스티어링 레일(40)을 구동시키는 구동모터(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈부(20)는 굴절률이 높은 광학유리를 사용하고 2개 이상의 렌즈를 조합하여 형성된 것을 특징으로 하는 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영 시스템.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 렌즈부(20)의 회전각도는 18°~ 22°이며, 상기 IAD(Inter Axial Distance)의 설정 범위는 5.5센치미터 ~ 9센치미터인 것을 특징으로 하는 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영시스템.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 렌즈부(20)는 상기 IAD(Inter Axial Distance)의 설정 거리에 비례하여 회전하며, 수평이동하는 것을 특징으로 하는 3D 렌즈블록을 이용한 입체영상 촬영시스템.
   
   
   
   

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