KR930009520B1 - 자동추적 투영장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

자동추적 투영장치
제 1 도는 본 발명에 의한 개략 구성도.
제 2 도는 본 발명에 의한 제어 시스템의 블록도.
제 3 도는 비디오 신호와 화상 사이의 관계도.
제 4 도는 타이밍 발생회로의 입출력에 관한 일예를 도시한 타임챠트.
제 5 도는 누산회로의 일예를 도시한 블록도.
제 6 도는 면적 계수 회로를 도시한 블록도.
제 7 도는 적외선 발광체상에서 형상의 중심위치와 목표위치 사이의 관계도.
제 8 도는 소프트웨어에 의한 연산예를 도시한 플로우챠트.
제 9 도 내지 제 11 도는 본 발명에 의한 다른 실시예의 각각의 개략구 성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 대상물체 2 : 적외선 발광체
3 : 모니터 10 : 회전테이블
11 : 화상 투영장치 12 : 적외선 촬상장치
15 : 적외선 조사장치 20 : 적외선 반사매체
30 : 거울 100 : 화상처리장치
101 : 2진화 회로 110, 112 : 누산회로
111 : 면적계수회로 120, 121, 130, 131 : 연산회로
본 발명은 이동하는 물체를 자동적으로 추적하여 그 소정위치에 화상, 동화, 문자 등을 투영하는 자동추적 투영장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 자동추적 투영장치는 이동물체를 자동추적하여 화상의 투영을 행할 수 있으므로 빌딩 등의 옥상에서 공중에 부유하는 기구나 비행선에 영상을 투영하는 광고, 뉴스 등의 매체로 널리 사용될 수 있다.
종래의 영상투영장치에 있어서, 발광원을 포함하는 슬라이드 영사기, 영화영사기 등에 의하여 스크린 등의 고정 물체의 소정위치에 화상을 투영한다. 물체가 고정되거나 움직일 수 없기 때문에 관람자는 투영된 화상을 보기위한 위치나 그 근처로 와야할 필요가 있다. 종래에는 이동하는 스크린 등으로 화상투영을 거의 행하지 않았다. 필요시 화상투영장치는 스크린과 같은 이동물체에 수동으로 추적시켰다.
최근 상업적 광고는 기구나 비행선을 사용하여 성행된다. 그러나 예를 들어 기구의 경우에 투영대상물체의 방향이 자주 상당히 변화되는 조건하에 화상을 대상물체로 투영하는 것은 어려운 조작이다. 이러한 상황에서 투영장치의 조작성을 개선하는 것이 상당히 중요한 과제이었다. 그 결과 수동제어로 조작되는 종류가 아닌 장치는 이동대상물체의 이동에 따라 확실히 화상을 투영하기 위해 자동추적을 행하는 자동추적 투영장치가 요구되고 있다.
본 발명은 상기 언급한 상황을 고려하여 발명된 것이고, 본 발명의 목적은 자동추적 투영장치를 제공하는 것이고, 특히 이동대상물체상에 화상을 투영할 필요가 있을 경우에 대상물체의 이동에 따라 원활하고 계속적인 자동추적에 의하여 투영을 확실하게 하고 조작자의 많은 노력을 줄일 수 있도록 완전히 그리고 자동적으로 조작되는 자동추적 투영장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 양상에 따라 상기 언급한 목적을 달성하기 위하여 발광체를 구비한 이동대상물체에 따라 수평 및 수직방향으로 임의로 회전할 수 있는 회전테이블과, 이동대상물체의 소정위치에 화상을 투영하도록 지향성을 가진 회전테이블상에 장착된 화상투영장치와, 상기 발광체를 잡는 시계를 갖는 촬상수단과, 이동대상물체를 추적하기 위하여 연산하고 촬상수단에 의하여 발광체에서 얻어진 광량신호를 처리하는 방법으로 회전테이블을 구동 및 제어하기 위하여 촬상수단과 회전테이블에 연결된 연산제어수단으로 이루어진 자동추적 투영장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양상에 따라 반사체를 가진 이동대상물체에 따라서 수평 및 수직방향으로 임의로 회전할 수 있는 회전테이블과, 이동대상물체의, 소정위치에 화상을 투영하도록 지향성을 가진 회전테이블상에 장착된 화상투영장치와, 반사체에 적외선을 조사하기 위해 회전테이블상에 장착된 적외선 발광수단과, 반사체에서 반사된 적외선을 잡는 시계를 갖는 적외선 촬상수단과, 이동대상물체를 추적하기 위하여 연산하고 적외선의 양을 처리하는 방법으로 회전테이블을 구동 및 제어하기 위하여 적외선 촬상수단 및 회전테이블에 연결된 연산제어수단으로 이루어진 자동추적 투영장치가 제공된다.
본 발명의 원리 및 특성을 첨부도면과 결합하여 파악할 때 다음 상세한 설명에서 더 명백해질 것이다.
본 발명에 의한 실시예는 첨부된 도면에 기초를 두고 이하에 설명한다.
제 1 도는 기구 등의 대상물체(1)상의 소정위치에 부착되어 추적하기 위한 적외선 발광체(2)가 부착된 본 발명에 의한 개략 구성도이다. 화상은 전기로 구동되는 회전테이블(10)상에 제공되는 것으로 슬라이드나 영화 투영기에 더하여 레이저빔 투영기, 비디오 투영기 등과 같은 지향성 화상투영장치(11)에 의하여 기구 등과 같은 대상물체(1)상의 소정위치에 투영된다. 추적을 위한 적외선 발광체(2)는 대상물체(1)상의 소정의 위치에 부착된다. 적외선 발광체(2)를 잡는 시계를 갖는 적외선 촬상장치(12)는 단일체로 화상투영장치(11)에 고정된다. 적외선 발광체(2)는 적외선 촬상장치(12)에 적외선을 조사한다. 화상투영장치(11)는 전기적으로 구동되는 회전테이블(10)을 구동함으로써 정확한 지향성을 가지고 수평 및 수직방향으로 임의로 투영할 수 있다. 적외선 촬상장치(12)로부터의 비디오신호(VS)는 이하에 설명되는 화상처리장치(100)에 의하여 화상처리되고, 처리된 화상프레임은 CRT등의 모니터(3)상에 디스플레이 된다. 화상처리장치(100)에 의해 처리된 구동신호(DS)는 화상투영장치(11)의 투영위치를 제어하기 위해 증폭기 등의 구동부(4)를 거쳐 회전테이블(10)을 구동시키고, 대상물체(1), 적외선 발광체(2)의 이동 또는 대상물체(1)와 적외선 발광체(2)로부터 떨어진 고정된 거리를 유지하는 목표점을 추적한다.
대상물체(1)상에 부착된 적외선 발광체(2)가 화상투영장치(11)의 같은 동축방향에 위치한 적외선 촬상장치(12)에 적외선을 조사할 때, 화상투영장치(11)에 부착된 적외선 촬상장치(12)는 영상으로써 고휘도점을 포착하고, 비디오신호(VS)는 화상처리장치(100)에서 2진화 된다. 2진 영상의 1차 중심치는 리얼타임 예를 들어 매 1/60초로 연산되고, 운동량에 대응하는 신호는 구동부(4)를 거쳐 화상투영장치(11)의 전동 회전테이블(10)로 위치 데이터를 기초하여 전송된다. 전동 회전테이블(10)은 전송된 신호에 의해 제어되어서 화상투영장치(11)의 투영방향이 자동적으로 변화될 수 있고 자동추적투영이 대상물체(1)와 적외선 발광체(2) 또는 대상물체(1)와 적외선 발광체(2)로부터 떨어진 고정된 거리를 유지하는 목표점에 대해 수행될 수 있다.
제 2 도에서는 화상처리장치(100)를 상세히 나타내었다. 전동 회전테이블(10)상에 장착된 화상투영장치(11)는 모터(13)에 의해 수평방향으로 회전하고 모터(14)에 의해 수직방향으로 회전한다. 임의의 방향으로의 투영동작은 이러한 회전과 관련되어 수행될 수 있다. 촬상부가 화상투영장치(11)의 지향성 범위의 전 부분의 일부분을 덮는 시계(field of view)를 가진 렌즈시스템을 구비하는 적외선 촬상장치(12)는 연속시간으로 비디오신호(VS)로서 2차원 어드레스 정보(f(x,y))를 출력한다.
비디오신호(VS)는 2진화회로(101)에 입력되어 소정의 드레쉬홀드레벨(T)에서 "0" 또는 "1"로 표시되는 2진신호(p(x,y))로 변환된다. 제 3 도는 영상정보(사선부분)와 X-Y 어드레스의 관계를 도시하고, 여기서 f(x,y)가 어드레스(x) 및 어드레스(y)상에서의 비디오신호(VS)인 것을 나타내고 있다. 2진화회로(101)에 있어서, f(x,y)T이면 P(x,y)=1이고, f(x,y)〈T이면 P(x,y)=0이다.
비디오신호(VS)는 수평동기신호(HD)와 수직동기신호(VD)로 나누어지는 동기분리회로(102)에 입력되고, 이 분할된 신호(HD,VD)는 타이밍 신호 발생회로(103)에 입력된다. 클럭 발생회로(104)로부터의 클럭신호(CLK)는 타이밍 신호 발생회로(103)에 입력되고 화상의 수평분해능에 대응하는 타이밍에 출력된다. 타이밍 신호 발생회로(103)는 클럭신호를 출력하여 누산회로(110,112)와 면적계수회로(111)에 입력시키고, 화상정보의 계측범위를 표시하는 신호(R)을 출력하여 누산회로(110,112)와 면적계수회로(111)에 입력시킨다. 또한 타이밍 발생회로(103)는 누산회로(110)에 입력시키기 위한 수평 어드레스신호(XAD)를 발생시키고, 또 누산회로(112)에 입력시키기 위한 수직 어드레스신호(YAD)를 발생시킨다. 이에 의하여, 계측완료를 표시하는 신호(YR)를 발생하여 연산회로(120,130)에 입력시킨다. 수직동기신호, 계측범위를 표시하는 신호(R), 계측완료를 표시하는 신호(YR)의 각 타이밍은 제 4 도에 도시하였다.
누산회로(110)는 ΣΣY를 계산하고, 두개의 회로(110,112)는 동일한 구성으로 되어 있다. 즉, 제 5 도에 도시한 바와 같은 누산회로(110)는 AND회로(113)과 가산회로(114)로 구성되고, 가산회로(114)는 계측범위를 표시하는 두개의 2진신호(P(x,y))와 신호(R)가 "1"이고 인에이블신호(ES)가 또한 "1"일때만 클럭신호(CLK)의 타이밍에서 순차적으로 어드레스 신호(XAD)를 가산하도록 작동한다. 또, 가산회로(114)는 수직동기신호(VD)를 입력하여 클리어되고, 가산출력(ΣΣX)은 ΣΣP(x,y)×x를 표시한다. 동일하게 누산회로(112)의 출력(ΣΣY)도 ΣΣP(x,y)×y를 표시한다. 이러한 가산값(ΣX,ΣY)은 각각 연산회로(120)와 연산회로(130)에 입력된다. 면적계수회로(111)의 구성은 제 6 도와 같고, 수직동기신호(VD)에 의해 클리어되는 카운터(116)는 클럭신호(CLK)를 카운트하며, 2진 신호(P(x,y))와 계측범위를 표시하는 신호(R)는 AND회로(115)로부터의 출력(CN)으로 입력되고, 카운트 값으로 S를 출력한다. 카운트된 면적(S)은 연산회로(120,130)에 입력된다.
연산회로(120,130)은 계측완료를 표시하는 신호(YR)가 입력된 후 면적(S)(0차 모우먼트)에 의해 각각 X축,Y축에 대한 누산결과(1차 모우먼트)를 제산한다. 그리고나서, 적외선 발광체(2)의 중심위치는 X(=ΣΣ X/S)와 Y(=ΣΣ Y/S)를 출력하도록 계산되며, 그것으로 출력값을 갱신한다. 제 4 도는 S,ΣX, ΣY가 수직동기신호(VD)(시점 t0,t1에서)의 입력으로 초기화되고 시간(T0)동안에 측정되고, 그 측정된 값이 시간 (T1)동안에 갱신되는 상태를 도시한다.
연산회로(121,131)는 제 7 도에 도시한 적외선 발광체(2)의 중심위치(21)와 목표위치(22) 사이의 차(△X,△Y)를 계산한다. 일반적으로, 트랙킹동작이 적외선 발광체(2)로부터 떨어진 고정된 거리를 유지하여 수행되는 경우일지라도 적외선 발광체(2)의 중심위치는 목표위치(22)에 대응한다. 연산회로(121,131)에 의해 계산된 차(△X,△Y)는 각각 모터제어기(4X,4Y)로 입력되고, 모터제어기(4X,4Y)는 모터(13,14)를 각각 구동시킨다.
상기 동작후의 차는 목표위치(22)와 화상의 중심과의 편차가 0으로 되도록 피이드백된다. 투영을 위 목표위치는 외부로부터 위치를 설정할 수 있는 설정소자를 추가하여 변화시킬 수 있다. 상기에 설명한 바와 같은 구성은 연산회로(120,121,130,131)를 사용하여 하드웨어적으로 설치하였으나, 소프트웨어적인 구성도 제 8 도에 도시한 플로우챠트에 의해 마이크로컴퓨터 등을 사용하여 가능해질 수 있다.
상기의 실시예가 화상투영 범위외의 위치에 적외선 발광체(2)를 설치하는 경우를 나타낼지라도, 적외선 발광체는 화상투영 범위내로 설치될 수 있고 가시광도 발광체로 적용될 수 있다. 가시광이 발광체로 이용될 경우 일반적인 촬상수단을 이용할 수 있다. 또한 제 9 도에 도시한 다른 구성은 자동추적 투영장치를 역시 이용한 것이고, 여기서 적외선 반사매체(20)는 적외선 발광체(2) 대신에 장착되고, 적외선 조사장치(15)는 전동 회전테이블(10)에 제공되어서, 적외선 촬상장치(12)는 적외선 반사매체(20)로부터 반사된 적외선의 광량을 포착할 수 있다. 가시광은 본 실시예에도 역시 적용될 수 있다. 또한 제 5 도 및 제 6 도에 도시한 바와 같은 블록도의 구성은 본 실시예로서 제한되지 않는다. 추적동작이 적외선을 사용하여 실행되는 경우에 있어서, 그 효과는 자동추적용의 빛이 보이지 않기 때문에 특히 야간에 상당히 커질 수 있다.
상기의 설명에 있어서, 화상투영장치(11), 적외선 촬상장치(12) 및 적외선 조사장치(15)는 전동 회전테이블(10)에 부착됨으로써 이러한 장치가 대형화되거나 또는 고중량일 때 전동 회전테이블(10)에 의해 직접 시스템을 적절한 방향으로 제어하는 것은 어렵게 된다. 이것을 해결하기 위하여, 제 10 도 또는 제 11 도에 도시한 바와 같이 화상투영장치(11), 적외선 촬상장치(12) 및 적외선 조사장치(15)가 분리된 장소에 고정되는 한편 표면증착거울 등의 거울(30)을 전동 회전테이블(10)에 부착하여 사용한다. 이 경우에 입사영상이 거울(30)의 반사를 거쳐 적외선 촬상장치(12)로 도달하고, 거울(30)의 제어는 거울이 이용되지 않는 때와 동일하게 처리될 수 있다.
본 발명은 화상투영장치(11)의 대신으로 필름, 비디오 등을 위한 카메라를 사용하여 목표를 자동추적할 수 있는 카메라에 응용될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 의한 자동추적 투영장치의 이용은 작동자를 필요로 하지 않고, 고속으로 부드러운 트랙킹의 응답을 허용하는 것이다. 시스템이 영상을 투영하기 위해 대상물체를 확실하게 추적할 수 있기 때문에, 광고영상이 비행선 또는 기구에 투영될 수 있게 하고, 다르게는 뉴우스를 투영된 문자 영상 및/또는 애니메이션으로 알릴 수 있고, 여러 가지 응용의 변화를 본 발명에 의해서 기대할 수 있다.
본 발명의 다양한 변형과 응용은 이 기술분야에서 숙련된 사람들에게 있어서는 명백하게 이해될 수 있을 것이며, 그것은 첨부된 청구범위의 다양한 변형과 변화 등을 포함하기 위한 것이다.

Claims (9)

  1. 발광체(2)를 가진 이동대상물체(1)의 이동에 응답하여 수직 및 수평방향으로 임의로 선회할 수 있는 회전테이블(10)과 ; 상기 이동대상물체(1)상의 소정의 위치에 영상을 투영하기 위해 지향성을 가지고 상기 회전테이블(10)에 고정된 화상투영장치(11)와 ; 상기 발광체(2)로부터의 광을 포착하는 시계를 가지는 촬상장치(12)와 ; 상기 촬상장치(12)에 의해 상기 발광체(2)로부터의 광량신호를 처리하고 상기 이동대상물체(1)를 추적하기 위해 연산하는 방식으로 상기 회전테이블(10)을 구동 및 제어하기 위하여 상기 촬상장치(12)와 상기 회전테이블(10)에 접속된 연산제어수단(100)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동추적 투영장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발광체(2)가 적외선 발광체이고, 상기 촬상장치(12)가 적외선 촬상장치인 것을 특징으로 하는 자동추적 투영장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이동대상물체(1)가 비행선 또는 기구이고, 상기 설정된 위치가 상기 적외선 발광체(2)와 중복되지 않는 것을 특징으로 하는 자동추적 투영장치.
  4. 반사매체(20)를 가진 이동대상물체(1)의 이동에 응답하여 수직 및 수평방향으로 임의로 선회할 수 있는 회전테이블(10)과 ; 상기 이동대상물체(1)상의 소정위치에 영상을 투영하기 위해 지향성을 가지고 상기 회전테이블(10)에 고정된 화상투영장치(11)와 ; 상기 반사매체(20)상에 적외선을 조사하기 위하여 상기 회전테이블(10)에 고정된 적외선 조사장치(15)와 ; 상기 반사매체(20)로부터의 적외선을 포착하는 시계를 구비한 적외선 촬상장치(12)와 ; 상기 적외선 촬상장치(12)에 의해 상기 반사매체(20)로부터 얻은 적외선 양을 처리하고 상기 이동대상물체(1)를 추적하기 위해 연산하는 방식으로 상기 회전테이블(10)을 구동 및 제어하기 위하여 상기 적외선 촬상장치(12)와 상기 회전테이블(10)에 접속된 연산제어수단(100)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동추적 투영장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 반사매체(20)가 이동대상물체(1)에 장착된 거울 또는 테이프인 것을 특징으로 하는 자동추적 투영장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 소정의 위치가 거울 또는 테이프와 중복되지 않는 것을 특징으로 하는 자동추적 투영장치.
  7. 발광체(2)를 가진 이동대상물체(1)의 이동에 응답하여 수직 및 수평방향으로 임의로 선회할 수 있는 회전테이블(10)과 ; 상기 회전테이블(10)에 부착된 거울(30)과 ; 상기 거울(30)에 의해 상기 이동대상물체상의 소정의 위치에 영상을 투영하기 위해 지향성을 구비한 화상투영장치(11)와 ; 상기 거울(30)에 의해 상기 발광체(2)로부터의 빛을 포착하는 시계를 가진 촬상장치(12)와 ; 상기 촬상장치(12)에 의해 상기 발광체(2)로부터 얻은 광량신호를 처리하고 상기 이동대상물체(1)를 추적하기 위해 연산하는 방식으로 상기 회전테이블(10)을 구동 및 제어하기 위하여 상기 촬상장치(12)와 상기 회전테이블(10)에 접속된 연산제어수단(100)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동추적 투영장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 발광체(2) 대신에 반사매체(20)에 적용되고, 상기 거울(30)에 의해 상기 반사매체(20)에 빛을 조사하기 위한 광조사장치(15)가 적용되는 것을 특징으로 하는 자동추적 투영장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 화상투영장치(11)와 촬상장치(12)가 소정의 위치에서 각각 고정되고, 상기 회전테이블(10)에 부착된 거울(30)이 상기 화상투영장치(11)와 촬상장치(12)로부터 이격된 것을 특징으로 하는 자동추적 투영장치.
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