WO2013062148A1 - 직교방식의 입체 카메라 리그 - Google Patents

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WO2013062148A1
WO2013062148A1 PCT/KR2011/007984 KR2011007984W WO2013062148A1 WO 2013062148 A1 WO2013062148 A1 WO 2013062148A1 KR 2011007984 W KR2011007984 W KR 2011007984W WO 2013062148 A1 WO2013062148 A1 WO 2013062148A1
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camera
linear motion
eye camera
right eye
half mirror
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PCT/KR2011/007984
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김정회
박정일
정종의
박동배
강대현
이배호
양태석
백명형
김준우
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주식회사 레드로버
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    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/239—Image signal generators using stereoscopic image cameras using two 2D image sensors having a relative position equal to or related to the interocular distance
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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    • G—PHYSICS
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    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B35/00—Stereoscopic photography
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/51—Housings

Definitions

  • the present invention relates to a three-dimensional camera rig, and more particularly, a left eye camera and a right eye camera can be mounted in an orthogonal manner with a half mirror interposed therebetween, and the left eye camera and the right eye camera are transmitted or reflected by the half mirror.
  • the present invention relates to an orthogonal stereoscopic camera rig that can receive a light of the left eye image and a right eye image, respectively, and adjust the binocular disparity and the angle of view between the left eye image and the right eye image.
  • a stereoscopic camera is a camera capable of simultaneously acquiring a left eye image and a right eye image of a subject using two cameras.
  • a stereoscopic camera generally includes a left eye camera that acquires a left eye image of a subject, a right eye camera that acquires a right eye image of a subject, and the left eye camera. And a stereo camera rig for mounting the right eye camera.
  • the three-dimensional camera rig is largely divided into a parallel method (horizontal method) and an orthogonal method
  • the parallel method three-dimensional camera rig is a rig that can mount the left eye camera and the right eye camera at a predetermined distance apart from the plane to the subject, The left eye camera and the right eye camera can directly receive light of a subject to acquire an image.
  • the orthogonal stereoscopic camera rig includes a half mirror for transmitting or reflecting and separating the light of the subject, and mounts a left eye camera on one of the two optical axes output by the half mirror.
  • the right eye camera is mounted on the other optical axis so that the right eye camera and the left eye camera can receive the light of the subject indirectly through the half mirror to acquire an image.
  • the orthogonal three-dimensional camera is very advantageous when used for shooting a large moving radius of the camera, such as Jimmy jib (jimmyjib) because the volume of the plane can be reduced compared to the parallel stereoscopic camera.
  • the orthogonal stereoscopic camera rig should be able to securely fix the mounted cameras, and precisely for adjusting the binocular disparity and convergence angle between the images obtained by the left eye camera and the right eye camera.
  • the position of the camera needs to be adjusted. Due to the characteristics of image capturing, there are many movements of the cameras, so it is not easy to adjust the position between the cameras during shooting, that is, binocular disparity and angle of view between the acquired left and right eye images.
  • the present inventors have made an effort to develop a stereoscopic camera rig that can precisely adjust the binocular disparity and angle of view between the acquired left and right eye images by precisely adjusting the positions of the mounted cameras.
  • the technical configuration of the three-dimensional camera rig that can maximize the three-dimensional image of the three-dimensional image obtained by the camera by precisely adjusting the mounted camera position has been completed the present invention.
  • an object of the present invention in the orthogonal stereoscopic camera rig, by precisely adjusting the position of the mounted left eye camera or right eye camera to precisely adjust the binocular disparity and angle of view between the left eye image and the right eye image obtained by the cameras. It is to provide a stereo camera rig that can be controlled.
  • a three-dimensional camera that can display the relative position between the cameras and the angle to look at the subject, that is, the binocular disparity and angle of view between the obtained left eye image and right eye image so that the photographer can recognize at a glance To provide a league.
  • another object of the present invention is to provide a stereoscopic camera rig that can adjust the position of the cameras so as to simultaneously adjust the binocular disparity and angle of view between the left eye image and the right eye image obtained by the cameras.
  • the three-dimensional camera rig that can adjust the binocular disparity or angle of view between the left and right images obtained without adjusting the position of the cameras by adjusting the angle of the half mirror between the cameras To provide.
  • another object of the present invention is to measure the distance between the camera and the subject without checking the stereoscopic sense between the left eye image and the right eye image, according to the measured distance binocular parallax or vergence of the left eye image and right eye image It provides an adjustable stereo camera rig.
  • Another object of the present invention is to provide a three-dimensional camera league that can precisely adjust the position of the mounted cameras automatically and manually.
  • the present invention can be mounted to the left eye camera and the right eye camera, and by separating the light of the subject and transmitted to the left eye camera and the right eye camera, the left eye camera to obtain a left eye image
  • a right eye camera is a three-dimensional camera rig for acquiring a right eye image, comprising: a frame which can be mounted so that an extension line of an optical axis of the left eye camera and the right eye camera cross each other; A half mirror provided at a predetermined portion of the frame and provided at a point where the extension lines of the optical axes of the left eye camera and the right eye camera cross each other, and transmitting and reflecting the light of the subject to the left eye camera and the right eye camera; And a part of the left eye camera and the right eye camera mounted on the frame, and the mounted camera is moved left or right on the frame or rotated in a plane. It provides a three-dimensional camera rig including; binocular disparity and angle of view control module for changing the binocular disparity (interobital distance
  • the binocular parallax and vergence control module a linear motion plate for linear movement along the first linear guide axis; A rotational movement plate rotatably coupled around a first rotational axis to an upper portion of the linear movement plate; And a cross roller guide provided at an upper portion of the other side of the linear motion plate and a lower part of the rotational motion plate, connecting the linear motion plate and the rotational motion plate, and rotating the rotational motion plate about the first rotational axis.
  • Block includes.
  • the cross roller guide block includes: a linear motion block linearly moving along a second linear guide axis parallel to the first linear guide axis on the linear motion plate; And a cross roller guide composed of a fixed guide and a movement guide slidingly coupled to each other, wherein the fixed guide is fixed to the rotational movement plate, and the movement guide is rotatably coupled to the linear motion block about a second rotational axis.
  • the movement guide slides on the fixed guide when the second rotation axis linearly moves along the second linear guide axis, and the rotational movement plate is centered on the first rotational axis by linear movement of the linear motion block. Let it rotate
  • the binocular parallax and vergence control module a first LM guide to form the first guide shaft and guide the linear motion plate; And a second LM guide forming the second guide shaft and guiding the cross roller guide block.
  • the cross roller guide block is cylindrical, both ends are coupled to the linear motion plate, so as to be rotatable, the inner surface in the direction parallel to the second linear guide axis spline key (key) Is formed, the outer surface; a spline nut formed with an external screw; further comprising, the external screw is screwed with the linear motion block.
  • the binocular parallax and vergence adjustment module is screwed with the linear motion plate in a direction parallel to the first guide axis and rotates the linear motion plate linearly on the first guide axis.
  • Ball screw ;
  • the spline nut inserted into the spline nut to engage with the spline key and allowing the cross roller guide block to move together when the linear motion plate moves along the second linear guide axis, while rotating the spline nut.
  • a spline shaft for moving the linear motion block along the second linear guide axis by rotating a.
  • the binocular parallax and the vergence control module further comprises a cross roller bearing forming the first rotating shaft and consisting of an inner ring and an outer ring, wherein one of the inner ring and the outer ring is the linear motion plate. Is fixed to the rotating plate.
  • the binocular parallax and the vergence adjustment module a first encoder for measuring the movement distance the linear motion plate is moved; And a second encoder measuring a rotation angle of the rotation plate.
  • the first encoder is a linear encoder provided in parallel with the first guide shaft
  • the second encoder is installed on the linear motion plate in parallel with the second guide shaft and of the linear motion block
  • the binocular disparity and angle of view control module receives the movement distance measured from the first encoder and the second encoder, the rotational movement measured from the second encoder It further comprises a control board for converting the rotation angle of the plate.
  • the binocular parallax and the angle of view control module The display panel for receiving and outputting the movement distance of the linear motion plate and the rotation angle of the rotary motion plate from the control board.
  • the binocular parallax and angle of view adjustment module is connected to the ball screw and the ball screw drive motor for automatically rotating the ball screw: and is connected to the spline shaft to automatically rotate the spline shaft And a spline shaft drive motor, wherein the control board controls the drive motors.
  • the binocular parallax and visual angle control module the remote control is connected to the control board by wireless or wired, and transmits a control signal to the control board to allow the control board to control the drive motor; It includes more.
  • the binocular parallax and vergence adjustment module a display panel for receiving and outputting the movement distance of the linear motion plate and the rotation angle of the rotary motion plate from the control board;
  • the panel a display window for displaying the movement distance of the linear motion plate and the rotation angle of the rotary motion plate as the binocular disparity (IOD) and the CON (convergence angle) between the left eye image and the right eye image, respectively ;
  • a control button for transmitting the drive control signal to the control board so that the control board controls the drive motors.
  • the binocular parallax and vergence control module Case for receiving the linear motion plate, the rotation plate and the cross roller guide block and fixed to the frame; A first limit switch provided at a predetermined portion of the inner bottom surface of the case and configured to limit the linear motion range of the linear motion plate to contact or non-contact; And a second limit switch provided at a predetermined portion of the linear motion plate to limit the rotational motion range of the rotary motion plate to contact or non-contact type.
  • the half mirror box is fixed to the frame, the half mirror is fixed inside, and the front of the object is opened.
  • the half mirror box may include: a left eye camera lens mount in which a lens of the left eye camera is inserted, and the inner side of the left eye camera is perforated to receive light from the subject; And a right eye camera lens mount into which the lens of the right eye camera is inserted, and the inner side of which is perforated to receive light from the subject from the half mirror.
  • the half-mirror box may include a first lens mount in which the lens of the camera mounted to the binocular disparity and vergence adjustment module is inserted, from among the left eye camera lens mount and the right eye camera lens mount.
  • Mountable movable groove is formed.
  • the half mirror box includes more.
  • the half mirror is hinged to one corner of the half mirror box to change the optical path of the subject by rotating a predetermined angle.
  • the half mirror box is composed of a first screw and a second screw threaded to each other, the first screw is connected to the half mirror box, and the second screw is one edge of the half mirror. It is connected to a corner portion corresponding to the, the half mirror angle adjuster for varying the length by the rotation to allow the half mirror to rotate about the hinge coupling axis; further includes.
  • the hinge is coupled to each of the front corners of the half mirror box rotates, and further comprises a light shield for adjusting the amount of light incident to the half mirror from the outside.
  • it further comprises a distance measuring sensor provided in a predetermined portion of the frame to transmit and receive electromagnetic waves toward the subject to measure the distance between the frame and the subject.
  • the distance measuring sensor is provided with a laser range measuring sensor for measuring the distance between the frame and the subject by transmitting and receiving a laser beam.
  • the optical axis of the left eye camera and the right eye camera are mounted on the frame such that they are orthogonal to each other, and the half mirror is provided on the frame so as to form 45 degrees with each of the optical axes of the left eye camera and the right eye camera.
  • the present invention has the following excellent effects.
  • the position of the left eye camera or the right eye camera can be precisely adjusted, so the binocular disparity between the left eye image and the right eye image acquired by the cameras Since the eye can be precisely adjusted, when the user observes the left eye image and the right eye image as a stereoscopic image, the stereoscopic effect can be maximized.
  • the stereoscopic camera rig of the present invention since the ball screw and the spline shaft provided in the binocular disparity and the viewing angle control module can be rotated at the same time, there is an effect that can quickly adjust the position of the left eye camera or the right eye camera.
  • the photographer can recognize the three-dimensional feeling between the images at a glance.
  • the angle of the left or right eye camera and the half mirror can be adjusted using the half mirror angle adjuster, binocular disparity between the left eye image and the right eye image obtained without adjusting the positions of the cameras. Or you can adjust the visual angle.
  • the distance between the cameras and the subject to measure the stereoscopic difference between the left eye image and the right eye image without checking the stereoscopic sense between the left eye image and the right eye image the photographer sets the binocular disparity and the viewing angle between the images according to the measured distance It can be effective.
  • the position between the cameras can be controlled by a driving motor, as well as manually rotate the ball screw for adjusting the binocular disparity and the spline shaft for adjusting the viewing angle.
  • the effect can be precisely adjusted.
  • the three-dimensional camera rig of the present invention it is possible to limit the maximum range of binocular disparity and viewing angle by using a limit switch, it is possible to minimize the acquisition of the wrong stereoscopic image, such as a field of view struggle.
  • FIG. 1 is a view for explaining binocular disparity between the cameras mounted on a three-dimensional camera rig according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view for explaining a viewing angle between cameras mounted on a stereoscopic camera rig according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a front view of a three-dimensional camera rig according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view of a stereoscopic camera rig according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a stereoscopic camera rig according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an internal plan view of the binocular parallax and vergence adjusting module of the stereoscopic camera rig according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is an internal perspective view of the binocular disparity and angle of view control module of the three-dimensional camera rig according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded view of the binocular parallax and vergence adjusting module of the stereoscopic camera rig according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a view for explaining the binocular disparity and the viewing angle adjustment mechanism of the stereoscopic camera rig according to an embodiment of the present invention.
  • 300 binocular parallax and angle adjustment module 310: linear motion plate
  • Ball screw nut 320 Rotary plate
  • cross roller guide block 331 linear motion block
  • 332a Moving Guide 332b: Fixed Guide
  • Adjustment dial 362 Ball screw drive
  • spline shaft 372 spline shaft drive motor
  • cross roller bearing 381 inner ring
  • Camera 20 and the right eye camera 30 is mounted on the three-dimensional camera rig, the extension of the optical axis of the left eye camera 20 and the right eye camera 30, that is, the left eye camera 20 and the right eye camera ( It is mounted so that the direction of view of the lens of 30) intersects.
  • the left eye camera 20 and the right eye camera 30 are mounted to the stereoscopic camera rig such that the optical axes are substantially perpendicular to each other.
  • the three-dimensional camera rig includes a half mirror 200 provided between the left eye camera 20 and the right eye camera 30, and when photographing, the half mirror 200 faces the subject 10. .
  • the half mirror 200 transmits and reflects the light of the subject 10 to transmit the light of the subject 10 to the left eye camera 20 and the right eye camera 30, and the left eye camera 20.
  • the left eye image 21 is an image that a person sees only in the left eye
  • the right eye image 31 is an image that a person only sees in the right eye, and has a constant binocular disparity (d) (binocular disparity, interobital distance).
  • d binocular disparity, interobital distance
  • the binocular disparity (d) is a three-dimensional perceptual element that occurs because both eyes of the person is about 64mm apart, when the binocular disparity (d) is large, the person feels that the subject 10 is close, the binocular When the parallax d is small, the object 10 may feel as if it is far away.
  • the binocular parallax d is adjustable when the left eye camera 20 or the right eye camera 30 is moved in the left and right directions (y-axis directions).
  • the binocular parallax d means the distance between the points where the left eye camera 20 and the right eye camera 30 meet the y axis of the optical axis center.
  • the centers of the optical axes of the left eye camera 20 or the right eye camera 30 are closer or farther apart from each other on the y axis, thereby controlling the stereoscopic feeling of the subject 10 due to binocular disparity.
  • a stereoscopic perceptual element in which a person perceives a stereoscopic sense includes a viewing angle ( ⁇ , convergence angle), in which the eyeball of the person rotates toward the subject 10. This is caused by the rotation of both eyes inward, the larger the viewing angle, the more the rotation of the outside becomes smaller. In other words, a person perceives that the subject 10 is closer when the viewing angle becomes larger, and recognizes that the subject 10 is farther when the viewing angle becomes smaller.
  • the side image 32 of the subject 10 may be photographed.
  • the front image of the subject 10 may be photographed.
  • the stereoscopic camera rig changes the distance of the mounted left eye camera 20 and the right eye camera 30 on the y-axis or rotates the mounted left eye camera 20 and the right eye.
  • This is a rig that allows the camera 30 to take an image of the subject 10 having a three-dimensional effect by binocular disparity and viewing angle.
  • the stereoscopic camera rig includes a frame 100, a half mirror 200, and a binocular parallax and visual angle adjustment module 300.
  • the frame 100 is a frame capable of mounting the left eye camera 20 and the right eye camera 30, and the left eye camera 20 and the right eye camera 30 are optical axes of the respective cameras 20 and 30.
  • the extension lines of are mounted to cross each other.
  • the left eye image 21 and the right eye image 31 may be images having the same position of the subject 10 in each of the images 21 and 31.
  • the binocular disparity between the left eye image 21 and the right eye image 31 will be '0', so that a person may have a three-dimensional effect. Cannot be perceived.
  • left eye camera 20 and the right eye camera 30 are respectively fixed to the left eye camera mount 21 and the right eye camera mount 31 and fixed to the frame 100, the left eye camera is shown. 20 and the right eye camera 30 may be directly mounted to the frame 100.
  • the half mirror 200 is provided at a predetermined portion of the frame 100, and is provided at a point where the extension lines of the optical axes of the left eye camera 20 and the right eye camera 30 cross each other.
  • the half mirror 200 may also be referred to as a beam splitter.
  • the half mirror 200 separates light emitted from the subject 10 and transmits the light to the left eye camera 20, and the other part to the right eye camera 30. To pass.
  • the half mirror 300 is installed at an angle of about 45 degrees between the left eye camera 20 and the right eye camera 30.
  • the binocular parallax and vergence adjustment module 300 mounts one of the left eye camera 20 and the right eye camera 30 to the frame 100.
  • the binocular disparity and the viewing angle adjusting module 300 is coupled to the frame 100, and any one of the left eye camera 20 and the right eye camera 30, the binocular disparity and viewing angle adjustment It is in the form of coupling to the module 300.
  • binocular disparity and angle of view control module 300 is shown as connecting the right eye camera 30 to the frame 100, the left eye camera 20 is connected to the frame 100 In addition, two modules may be provided to connect the left eye camera 20 and the right eye camera 30 to the frame 100, respectively.
  • the binocular parallax and angle of view control module 300 by moving the right eye camera 30 to the left and right on the plane (move left and right in the y-axis direction) or rotate (rotate about the z-axis), the left eye camera
  • the binocular disparity d and the viewing angle ⁇ vary between the left eye image 21 acquired by the 20 and the right eye image 31 obtained by the right eye camera 30.
  • the binocular disparity and gaze adjustment module 300 when a person looks only at the left eye image 21 with a left eye and only the right eye image 31 with a right eye, the person 10 looks at the subject 10. It plays a role in controlling the three-dimensional feelings about.
  • the binocular parallax and the vergence adjustment module 300 includes a linear motion plate 310, a rotary motion plate 320 and the cross roller guide block 330.
  • the three-dimensional camera rig may further include a half mirror box 400 to protect the half mirror 200, the half mirror box 400 is the frame 100
  • the half mirror 200 is fixed to the inside, and the front toward the subject 10 is opened to allow the light of the subject 10 to be transmitted to the half mirror 200.
  • one side of the half mirror 200 may be fixed to the frame 100 by penetrating the rear of the half mirror box 400.
  • the half mirror box 400 may be fixed to the lens of the left eye camera 20 is inserted into the upper surface, the light of the subject 10 reflected by the half mirror 200 can be transmitted.
  • the lens of the right eye camera 30 may be inserted into and fixed to the left eye camera lens mount 410 having a perforated inside so that the light of the subject 10 transmitted by the half mirror 200 is transmitted.
  • the right eye camera rental mount 420 is perforated so that it can be.
  • the right eye camera lens mount 420 is separated from the half mirror box 400 to move together when the right eye camera 30 is moved by the binocular disparity and vergence adjustment module 300.
  • the half mirror box 400 includes a mount moving groove 422 to which the right eye camera lens mount 420 is guided and moves, and the right eye camera lens mount 420 is the mount moving groove 422. Move inside).
  • the half mirror box 400 covers a space between the outside of the right eye camera lens mount 420 and the inside of the mount moving groove 422 so that the light inside the half mirror box 400 is mounted on the mount.
  • a foldable curtain member 422 is further included so as not to leak into the moving groove 422.
  • the foldable curtain member 422 is perforated to engage with the right eye camera lens mount 420, and an outer edge thereof. Is attached to the inside of the half mirror box 200.
  • the foldable curtain member 422 is variable in length from side to side with respect to a central portion to which the right eye camera lens mount 420 is coupled so that the right eye camera lens mount may be moved even if the right eye camera lens mount 420 moves from side to side.
  • the space between the outside of the 420 and the inside of the mount movement groove 422 may be covered.
  • the half mirror 200 has a corner at one corner of the half mirror box 400 so as to change an optical path of the subject 10 by adjusting an angle formed with the left eye camera 20 or the right eye camera 30. Hinge coupling around the hinge coupling axis (e) in the inner side.
  • the half mirror box 400 further includes a half mirror angle adjuster 430 that can adjust the angle of the half mirror 200, the half mirror angle adjuster 430 is screwed to each other by rotation It consists of a first screw 431 and a second screw 342, which can vary in length.
  • first screw 431 is connected to the half mirror box 400
  • second screw 342 is connected to a predetermined corner of the corresponding corner of the corner hinged to the half mirror 200.
  • the second screw 342 and the first screw 431 can be selectively rotated to adjust the angle of the half mirror 200, in an embodiment of the present invention and the second screw 432
  • the half mirror 200 was coupled using a connection link 433.
  • the stereoscopic camera rig is hinged to each front corner of the half mirror box 400 in order to adjust the amount of light incident from the front into the half mirror box 400, the debt is rotatable.
  • the shade 500 may further include.
  • the three-dimensional camera rig is provided on a predetermined portion of the frame 100 and transmits and receives electromagnetic waves toward the subject 10 to measure the distance between the frame 100 and the subject
  • the measurement sensor 600 may further include, and the electromagnetic wave may be a laser, an ultrasonic wave, an infrared ray, or the like.
  • the distance measuring sensor 600 is provided in the frame 100 to measure the distance between the subject 10 and the center portion of the half mirror 200, the laser distance measuring sensor 600 having excellent directivity. Is preferably.
  • binocular parallax and vergence adjustment module 300 will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 9.
  • the binocular parallax and vergence adjustment module 300 moves or rotates the right eye camera 30 from side to side on a plane, so that the images 21, 21, obtained by the left eye camera 20 and the right eye camera 31, are obtained.
  • the binocular parallax and the vergence adjustment module 300 may accommodate and protect the linear motion plate 310, the rotation motion plate 320, and the cross roller guide block 330, and may be fixed to the frame 100.
  • the case 395 may be further included.
  • linear motion plate 310 the rotary motion plate 320 and the cross roller guide block 330 may be directly connected to the frame 100.
  • the linear motion plate 310 linearly moves from side to side along a first linear guide axis a and is guided by a first L guide 340 forming the first linear guide axis a.
  • first LM guide 340 is shown to be attached to the inner bottom surface of the case 394, when the case 394 is not provided, it may be directly attached to the frame 100.
  • the rotary motion plate 320 is rotatably coupled around the first rotation axis (b) on the upper side of the linear motion plate (310).
  • the linear motion plate 310 and the rotary motion plate 320 is connected using a cross roller bearing 380 forming the first rotating shaft (b), the cross roller bearing 380 is an inner ring ( 381 and the outer ring 382, one of the inner ring (381) and the outer ring (382) of the wheel (382) is fixed to the rotational movement plate 320, the other wheel ( 382 is fixedly coupled to the linear motion plate 310.
  • the rotation plate 320 may be rotated by pin coupling with the linear plate 310.
  • the rotary motion plate 320 and the linear motion plate 310 is rotated by using the cross roller bearing 380, it is preferable to minimize the friction during rotation.
  • the cross roller guide block 330 connects the linear motion plate 310 and the rotational motion plate 320 between the linear motion plate 310 and the rotational motion plate 320, and the rotational motion plate ( It serves to rotate 320 around the first rotation axis (b).
  • the cross roller guide block 330 connects the linear motion plate 310 and the rotary motion plate 320 at the other side on which the first rotation shaft b is formed, and the linear motion block 331. It comprises a cross roller guide 332.
  • the linear motion block 331 linearly moves left and right along the second linear guide axis (c) parallel to the first linear guide axis (a) on the linear motion plate 310, more specifically, the The linear guide plate 310 is guided to the second L guide 350 to form the second linear guide shaft (c) on the top of the linear movement to the left and right.
  • the cross roller guide 332 includes a movement guide 332a and a fixed guide 332b slidingly coupled to each other, the movement guide 332a is a second rotary shaft (d) to the linear motion block 331 Rotationally coupled around the, the fixing guide 332b is fixed to the rotation plate 320.
  • the movement guide 332a is rotated by pin coupling to the connecting pin 331 provided in the linear motion block 331.
  • the movement guide 332a and the linear motion block 331 may be connected using the cross roller bearing 380 described above.
  • the fixed guide 332b is connected to the rotary motion plate 320 such that the sliding guide 332a slides toward the first rotation axis b (in the x-axis direction).
  • the movement guide 332 is rotated toward the first rotation axis (b) by sliding from the fixed guide (332b).
  • the cross roller guide block 330 is such that when the linear motion block 331 moves left and right, the length f between the first rotation axis (b) and the second rotation axis (d) is variable (f ⁇ ). " f '), when the linear motion block 331 linearly moves, the rotation plate 320 rotates about the first rotation axis b.
  • the cross roller guide block 330 is cylindrical, both ends are coupled to the linear movement plate 310, but coupled so as to rotate, the inner surface is a spline key in the direction parallel to the second linear guide shaft (c) (key) 333a is formed and an outer screw 333b is formed on the outer surface, and the outer screw 333b further includes a spline nut 333 screwed to the linear motion block 331.
  • the spline nut 333 is provided in parallel with the first nut and the first nut having a spline key formed therein and is rotatably coupled to the linear motion block 331, and is spaced apart from the first nut and the first nut. It may comprise a nut and a second nut connected to each other in a belt or gear.
  • the spline nut 333 may be provided in a form in which the second nut rotates when the first nut rotates to linearly move the linear motion block 331.
  • the binocular parallax and the vergence adjustment module 300 is screwed with the ball screw nut 311 formed in the direction parallel to the first linear guide shaft (a) on the linear motion plate 310, by rotation Inserted into the ball screw 360 and the spline nut 333 to allow the linear motion plate 310 to move left and right linearly and engage with the spline key 333a, the linear motion plate 310 Spline shaft 370 that allows the cross roller guide block 330 to move together while moving left and right, and simultaneously allows the linear motion block 331 to move left and right along the spline nut 333 by rotation. More).
  • the rotation plate 320 is linearly moved along the first linear guide shaft (a) and at the same time the first rotation shaft ( Can rotate around b).
  • the binocular disparity d and the viewing angle ⁇ of the left eye image 21 and the right eye image 31 may be simultaneously adjusted.
  • each end of the ball screw 360 and the spline shaft 370 is provided with adjustment dials 361 and 371 so that the user can easily rotate by hand.
  • the binocular parallax and the vergence adjustment module 300 is a first encoder 390 for measuring the movement distance the linear movement plate 310 is moved along the first linear guide shaft (a), the rotational movement
  • the plate 320 may further include a second encoder 391 for measuring the rotation angle rotated by the plate 320 and a control board 392 for receiving the movement distance and the rotation angle measured by the encoders 390 and 391.
  • the first encoder 390 is a linear encoder and is fixed to the inner bottom surface of the case 395 in parallel with the first linear guide shaft a to measure the moving distance of the linear motion plate 310.
  • the case 395 may be directly connected to the frame 100.
  • the second encoder 391 is a linear encoder and is fixed to the linear motion plate 310 in parallel with the second linear guide shaft c, and measures the distance traveled by the linear motion block 311. do.
  • control board 392 receives a movement distance from the first encoder 390 and the second encoder 391, the movement distance input from the second encoder 391 is the rotary motion plate 320 Convert to the rotation angle of.
  • the second encoder 391 may be provided as a rotary encoder that can directly measure the rotation angle of the rotary motion plate 320, in this case, the control board 392 is the second encoder 391 From the rotational angle of the rotation plate 320 may be directly input.
  • the binocular parallax and vergence control module 300 receives a display panel 393 to receive and output the movement distance of the linear motion plate 310 and the rotation angle of the rotational motion plate 320 from the control board. It may include.
  • the display panel 393 is a binocular parallax (IOD) between the left eye image 21 and the right eye image 31 for the movement distance of the linear motion plate 310 and the rotation angle of the rotation motion plate 320, respectively.
  • a display window 393a which is represented by: Interobital Distance and CON: Convergence angle.
  • the user may check binocular disparity and angle of view between the images 21 and 31 acquired by the left eye camera 20 and the right eye camera 30 at a glance through the display window 393a.
  • the binocular parallax and vergence control module 300 is connected to the ball screw 360 is connected to the ball screw drive motor 362 and the spline shaft 370 to rotate the ball screw 360 is A spline shaft drive motor 372 for rotating the spline shaft 370 may be further included, and the drive motors 362 and 372 are connected to the control board 392.
  • the driving motors 362 and 372 are connected using the ball screw 360 and the spline shaft 370 and the belt 362a, but may be connected using a chain or a plurality of gears.
  • a person may automatically rotate the ball screw 360 and the spline shaft 370 without manually manipulating the adjustment dials 361 and 371.
  • the display panel 393 is provided with a control button 393b connected to the control board 392 and for controlling the driving motors 362 and 372.
  • control button 393b may be provided in the remote controller 394 connected to the control board 392 by wire or wirelessly to control the driving motors 362 and 372.
  • the binocular parallax and the angle of view control module 300 is provided on a predetermined portion of the inner bottom surface of the case 395, the first to limit the linear motion range of the linear motion plate 310 to contact or non-contact type It may further include a second limit switch 397 provided at a predetermined portion of the first limit switch 396 and the linear motion plate 310 to limit the rotational motion range of the rotary motion plate to contact or non-contact. have.
  • the first limit switch 396 may be directly provided in the frame 100, and may be provided with the first L guide 340 or the ball screw 360. It is sufficient to be installed on the component installed in parallel with the first linear guide shaft (a).
  • the limit switches 396 and 397 are connected to the control board 392, and when a signal is input from the limit switches 396 and 397, the control board 392 is connected to the driving motors 362 and 372. It can be used in the form of stopping driving.
  • the stereoscopic camera rig of the present invention can be used in various stereoscopic image production sites, such as 3D movie production, broadcast image production, industrial, medical.

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Abstract

본 발명은 입체 카메라 리그에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하프미러를 사이에 두고 좌안 카메라 및 우안 카메라를 직교방식으로 거치할 수 있고, 상기 좌안 카메라 및 우안 카메라가 상기 하프미러에 투과되거나 반사된 피사체의 광을 수광하여 각각 좌안 영상 및 우안 영상을 획득할 수 있게 하되, 상기 좌안 영상 및 우안 영상 간의 양안시차 및 주시각을 조절하며 획득할 수 있게 하는 직교방식의 입체 카메라 리그에 관한 것이다.

Description

직교방식의 입체 카메라 리그
본 발명은 입체 카메라 리그에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하프미러를 사이에 두고 좌안 카메라 및 우안 카메라를 직교방식으로 거치할 수 있고, 상기 좌안 카메라 및 우안 카메라가 상기 하프미러에 투과되거나 반사된 피사체의 광을 수광하여 각각 좌안 영상 및 우안 영상을 획득할 수 있게 하되, 상기 좌안 영상 및 우안 영상 간의 양안시차 및 주시각을 조절하며 획득할 수 있게 하는 직교방식의 입체 카메라 리그에 관한 것이다.
입체 카메라는 두 개의 카메라를 이용하여 피사체의 좌안 영상 및 우안 영상을 동시에 획득할 수 있는 카메라로써, 일반적으로 피사체의 좌안 영상을 획득하는 좌안 카메라, 피사체의 우안 영상을 획득하는 우안 카메라 및 상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라를 거치하는 입체 카메라 리그로 이루어진다.
또한, 입체 카메라 리그는 크게, 평행방식(수평방식)과 직교방식으로 구분되고, 평행방식의 입체 카메라 리그는 좌안 카메라 및 우안 카메라를 피사체를 행해 평면상에서 일정한 거리 이격시켜 거치할 수 있는 리그로써, 좌안 카메라 및 우안 카메라가 직접적으로 피사체의 광을 수광하여 영상을 획득할 수 있게 하는 방식의 리그이다.
또한, 직교방식의 입체 카메라 리그는 피사체의 광을 투과하거나 반사시켜 분리하는 하프미러(Harf mirror)를 구비하고, 상기 하프미러가 출력하는 두 개의 광축 중, 어느 하나의 광축 상에는 좌안 카메라를 거치하고, 다른 하나의 광축 상에는 우안 카메라를 거치하여, 상기 우안 카메라 및 좌안 카메라가 상기 하프미러를 통해 간접적으로 피사체의 광을 수광하여 영상을 획득할 수 있게 하는 방식의 리그이다.
특히, 상기 직교방식의 입체 카메라는 상기 평행방식의 입체 카메라와 비교하여 평면상의 부피를 작게 할 수 있으므로 지미짚(jimmyjib)과 같이 카메라의 이동반경이 큰 촬영에 사용할 때 매우 유리하다.
한편, 상기 직교방식의 입체 카메라 리그는 거치되는 카메라들을 단단하게 고정할 수 있어야 하고, 좌안 카메라 및 우안 카메라가 획득하는 영상들 간의 양안 시차(binocular disparity) 및 주시각(convergence angle) 조절을 위해 정밀하게 카메라의 위치를 조정하여야 하는데, 영상촬영의 특징상 카메라들의 이동이 많으므로 촬영 중에 카메라들 간에 위치 조절, 즉, 획득되는 좌안 영상 및 우안 영상 간의 양안 시차 및 주시각 조절이 쉽지 않은 실정이다.
본 발명자들은 직교방식의 입체 카메라 리그에 있어서, 거치되는 카메라들의 위치를 정밀하게 조절하여, 획득되는 좌안 영상 및 우안 영상 간의 양안시차 및 주시각을 정밀하게 조절할 수 있는 입체 카메라 리그를 개발하고자 연구노력한 결과, 거치되는 카메라의 위치를 정밀하게 조절하여 카메라들이 획득하는 입체영상의 입체감을 극대화할 수 있는 입체 카메라 리그의 기술적 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 직교방식의 입체 카메라 리그에 있어서, 거치되는 좌안 카메라 또는 우안 카메라의 위치를 정밀하게 조절하여 상기 카메라들이 획득하는 좌안 영상 및 우안 영상 간의 양안시차 및 주시각을 정밀하게 제어할 수 있는 입체 카메라 리그를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 카메라들 간의 상대적인 위치 및 피사체를 바라보는 각도 즉, 획득되는 좌안 영상 및 우안 영상 간의 양안시차 및 주시각을 촬영자가 한눈에 알아볼 수 있도록 표시할 수 있는 입체 카메라 리그를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 카메라들에서 획득되는 좌안 영상 및 우안 영상 간의 양안시차 및 주시각을 동시에 조절할 수 있도록 상기 카메라들의 위치를 조절할 수 있는 입체 카메라 리그를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 카메라들 사이에 하프미러의 각도를 조절하여 상기 카메라들의 위치를 조절하지 않고도 획득되는 좌안 영상 및 우안 영상 간의 양안시차 또는 주시각을 조절할 수 있는 입체 카메라 리그를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 카메라들과 피사체 간의 거리를 측정하여 좌안 영상 및 우안 영상의 간의 입체감을 확인하지 않고도, 측정된 거리에 따라 좌안 영상 및 우안 영상의 양안시차 또는 주시각이 조절할 수 있는 입체 카메라 리그를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 거치되는 카메라들의 위치를 자동 및 수동으로 정밀하게 조절할 수 있는 입체 카메라리그를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 좌안 카메라 및 우안 카메라를 거치할 수 있고, 피사체의 광을 분리하여 상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라로 전달함으로써, 상기 좌안 카메라는 좌안 영상을 획득하게 하고, 상기 우안 카메라는 우안 영상을 획득하게 하는 입체 카메라 리그에 있어서, 상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라의 광축의 연장선이 서로 교차하도록 장착할 수 있는 프레임; 상기 프레임의 일정부분에 구비되되, 상기 좌안 카메라 및 상기 우안카메라의 광축의 연장선이 교차하는 지점에 구비되고, 상기 피사체의 광을 투과 및 반사시켜 상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라로 전달하는 하프미러; 및 상기 프레임의 일정부분에 구비되고, 상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라 중 어느 하나의 카메라를 상기 프레임에 장착하며, 장착된 카메라를 상기 프레임 상에서 좌우로 이동시키거나 평면상에서 회전시켜 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상 간의 양안시차(binocular disparity, interobital distance) 또는 주시각(convergence angle)이 변화되게 하는 양안시차 및 주시각 조절모듈;를 포함하는 입체 카메라 리그를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은 제1 직선 가이드 축을 따라 직선운동하는 직선운동 플레이트; 상기 직선운동 플레이트의 일 측 상부에 제1 회전축을 중심으로 회전결합하는 회전운동 플레이트; 및 상기 직선운동 플레이트의 타 측 상부 및 상기 회전운동 플레이트의 하부에 구비되고, 상기 직선운동 플레이트와 상기 회전운동 플레이트를 연결하며, 상기 회전운동 플레이트를 상기 제1 회전축을 중심으로 회전시키는 크로스 롤러 가이드 블록;을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 크로스 롤러 가이드 블록:은 상기 직선운동 플레이트 상에서 상기 제1 직선 가이드 축과 나란한 제2 직선 가이드 축을 따라 직선운동하는 직선운동 블록; 및 서로 슬라이딩 결합하는 고정가이드 및 이동가이드로 구성되는 크로스 롤러 가이드를 포함하고, 상기 고정가이드는 상기 회전운동 플레이트에 고정되고, 상기 이동가이드는 상기 직선운동 블록에 제2 회전축을 중심으로 회전결합하며, 상기 이동가이드는 상기 제2 회전축이 상기 제2 직선 가이드 축을 따라 직선운동할 때, 상기 고정가이드에서 슬라이딩하여, 상기 직선운동 블록의 직선운동에 의해 상기 회전운동 플레이트가 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하게 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은 상기 제1 가이드 축을 형성하며 상기 직선운동 플레이트를 가이드하는 제1 엘엠가이드; 및 상기 제2 가이드 축을 형성하며, 상기 크로스 롤러 가이드 블록을 가이드하는 제2 엘엠가이드;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 크로스 롤러 가이드 블록:은 원통형으로, 양단이 상기 직선운동 플레이트와 결합하되, 회전할 수 있도록 결합하고, 내면에는 상기 제2 직선 가이드 축과 나란한 방향으로 스플라인 키(key)가 형성되고, 외면에는 외부 나사가 형성된 스플라인 너트;를 더 포함하고, 상기 외부 나사는 상기 직선운동 블록과 나사 결합한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은 상기 제1 가이드 축과 나란한 방향으로 상기 직선운동 플레이트와 나사결합하고 회전에 의해 상기 직선운동 플레이트가 상기 제1 가이드 축 상에서 직선운동하게 하는 볼 나사; 및 상기 스플라인 너트의 내부로 삽입되어 상기 스플라인 키와 결합하고, 상기 직선운동 플레이트가 상기 제2 직선 가이드 축을 따라 이동할 때, 상기 크로스 롤러 가이드 블록이 함께 이동할 수 있게 하는 동시에, 회전에 의해 상기 스플라인 너트를 회전시킴으로써 상기 직선운동 블록을 상기 제2 직선 가이드 축을 따라 움직이게 하는 스플라인 샤프트;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은 상기 제1 회전축을 형성하고 내륜 및 외륜으로 구성되는 크로스 롤러 베어링;을 더 포함하고, 상기 내륜 및 외륜 중 어느 하나는 상기 직선운동 플레이트에 고정되고, 다른 하나는 상기 회전운동 플레이트에 고정된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은 상기 직선운동 플레이트가 이동한 이동거리를 측정하는 제1 엔코더; 및 상기 회전운동 플레이트가 회전한 회전각도를 측정하는 제2 엔코더;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 엔코더는 상기 제1 가이드 축과 나란하게 구비되는 리니어 엔코더이고, 상기 제2 엔코더는 상기 제2 가이드 축과 나란하게 상기 직선운동 플레이트에 설치되고 상기 직선운동 블록의 이동거리를 측정하는 리니어 엔코더이며, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은 상기 제1 엔코더 및 상기 제2 엔코더로부터 측정된 이동거리를 입력받고, 상기 제2 엔코더로부터 측정된 이동거리를 상기 회전운동 플레이트의 회전각도로 환산하는 제어보드;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은 상기 제어보드로부터 상기 직선운동 플레이트의 이동거리 및 상기 회전운동 플레이트의 회전각도를 입력받아 출력하는 디스플레이 패널;을 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은 상기 볼 나사와 연결되어 자동으로 상기 볼 나사를 회전시키는 볼 나사 구동모터: 및 상기 스플라인 샤프트와 연결되어 자동으로 상기 스플라인 샤프트를 회전시키는 스플라인 샤프트 구동모터;를 더 포함하고, 상기 제어보드는 상기 구동모터들을 제어한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은 상기 제어보드와 무선 또는 유선으로 연결되고, 상기 제어보드로 제어신호를 전송하여 상기 제어보드가 상기 구동모터들을 제어하게 하는 리모컨;을 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은 상기 제어보드로부터 상기 직선운동 플레이트의 이동거리 및 상기 회전운동 플레이트의 회전각도를 입력받아 출력하는 디스플레이 패널;을 더 포함하고, 상기 디스플레이 패널:은 상기 직선운동 플레이트의 이동거리 및 상기 회전운동 플레이트의 회전각도를 각각 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상 간의 양안 시차(IOD:Interobital Distance) 및 주시각(CON:Convergence angle)로 표시하는 디스플레이 창; 및 상기 제어보드로 상기 구동제어신호를 전송하여 상기 제어보드가 상기 구동모터들을 제어하게 하는 제어버튼;을 구비한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은 상기 직선운동 플레이트, 상기 회전운동 플레이트 및 상기 크로스 롤러 가이드 블록을 수납하고 상기 프레임에 고정되는 케이스; 상기 케이스의 내부 바닥면 일정부분에 구비되고, 상기 직선운동 플레이트의 직선운동 범위를 접촉 또는 비 접촉식으로 제한하는 제1 리미트 스위치; 및 상기 직선운동 플레이트의 일정부분에 구비되고, 상기 회전운동 플레이트의 회전운동 범위를 접촉 또는 비 접촉식으로 제한하는 제2 리미트 스위치;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 프레임에 고정되고 상기 하프미러를 내부에 고정하며, 상기 피사체를 향한 전방이 개방된 하프미러 박스를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 하프미러 박스:는 상기 좌안 카메라의 렌즈가 삽입되고, 상기 피사체의 광을 상기 하프미러로부터 전달받을 수 있도록 내측이 천공된 좌안 카메라 렌즈 마운트; 및 상기 우안 카메라의 렌즈가 삽입되고, 상기 피사체의 광을 상기 하프미러로부터 전달받을 수 있도록 내측이 천공된 우안 카메라 렌즈 마운트;를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 하프미러 박스:는 상기 좌안 카메라 렌즈 마운트 및 상기 우안 카메라 렌즈 마운트 중, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈에 장착되는 카메라의 렌즈가 삽입되는 제1 렌즈 마운트가 내측에서 이동할 수 있는 마운트 이동홈:이 형성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 하프미러 박스:는 상기 제1 렌즈 마운트와 상기 마운트 이동홈 사이의 공간을 가려, 상기 하프미러 박스의 내부 광이 상기 마운트 이동홈으로 새어나오지 않게 하는 접철식 커튼부재;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 하프미러는 일정한 각도 회동하여 상기 피사체의 광 경로를 변화시킬 수 있도록 일 모서리가 상기 하프미러 박스 내측에 힌지 결합한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 하프미러 박스:는 서로 나사 결합하는 제1 나사 및 제2 나사로 구성되고, 상기 제1 나사는 상기 하프미러 박스에 연결되고, 상기 제2 나사는 상기 하프미러의 일 모서리에 대응하는 모서리 일정부분에 연결되며, 회전에 의해 길이가 가변되어 상기 하프미러가 힌지 결합 축을 기준으로 회동할 수 있게 하는 하프미러 각도 조절기;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 하프미러 박스의 전방 각 모서리에 힌지 결합하여 회동하며, 외부에서 상기 하프미러로 입사되는 광량을 조절하는 빛 가리개를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 프레임의 일정부분에 구비되고 상기 피사체를 향해 전자기파를 송수신하여 상기 프레임과 상기 피사체 간의 거리를 측정하는 거리측정센서를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 거리측정센서는 레이저 빔을 송수신하여 상기 프레임과 상기 피사체 간의 거리를 측정하는 레어저 거리측정센서로 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라의 광축이 서로 직교하도록 상기 프레임에 장착되고, 상기 하프미러는 상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라의 광축과 각각 45도를 이루도록 상기 프레임에 구비된다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 입체 카메라 리그에 의하면, 양안시차 및 주시각 조절모듈을 이용하여, 좌안 카메라 또는 우안 카메라의 위치를 정밀하게 조절할 수 있으므로 상기 카메라들이 획득하는 좌안 영상 및 우안 영상 간의 양안시차 및 주시각을 정밀하게 조절할 수 있어 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상을 사용자가 입체영상으로 관찰할 때, 입체감을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 입체 카메라 리그에 의하면, 양안시차 및 주시각 조절모듈에 구비된 볼 나사와 스플라인 샤프트를 동시에 회전시킬 수 있으므로 빠르게 상기 좌안 카메라 또는 우안 카메라의 위치를 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 입체 카메라 리그에 의하면, 디스플레이 패널을 통하여 획득되는 좌안 영상 및 우안 영상 간의 양안시차 및 주시각을 출력해줄 수 있으므로 촬영자가 한눈에 영상들 간의 입체감을 알아볼 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 입체 카메라 리그에 의하면, 하프미러 각도 조절기를 이용하여 좌안 카메라 또는 우안 카메라와 하프미러의 각도를 조절할 수 있으므로, 카메라들의 위치를 조절하지 않고도 획득되는 좌안 영상 및 우안 영상 간의 양안시차 또는 주시각을 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 입체 카메라 리그에 의하면, 카메라들과 피사체 간의 거리를 측정하여 좌안 영상 및 우안 영상의 간의 입체감을 확인하지 않고도, 촬영자가 측정된 거리에 따른 영상들 간의 양안시차 및 주시각을 설정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 입체 카메라 리그에 의하면, 양안시차를 조절하는 볼 나사와 주시각을 조절하는 스플라인 샤프트를 사람이 수동으로 회전시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구동모터에 의해서도 제어할 수 있으므로 카메라들 간의 위치를 정밀하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 입체 카메라 리그에 의하면, 리미트 스위치를 이용하여 양안시차 및 주시각의 최대범위를 제한할 수 있으므로, 시야 투쟁 영역이 발생하는 같은 잘못된 입체영상의 획득을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그에 장착된 카메라들 간의 양안시차를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그에 장착된 카메라들 간의 주시각을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그의 정면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그의 측면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그의 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그의 양안시차 및 주시각 조절 모듈의 내부 평면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그의 양안시차 및 주시각 조절 모듈의 내부 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그의 양안시차 및 주시각 조절 모듈의 분해도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그의 양안시차 및 주시각 조절 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
<부호의 설명>
100:프레임 200:하프미러
300:양안시차 및 주시각 조절모듈 310:직선운동 플레이트
311:볼 나사 너트 320:회전운동 플레이트
330:크로스 롤러 가이드 블록 331:직선운동 블록
331a:연결핀 332:크로스 롤러 가이드
332a:이동가이드 332b:고정가이드
333:스플라인 너트 333a:스플라인 키
333b:외부 나사 340:제1 엘엠 가이드
350:제2 엘엠 가이드 360:볼 나사
361,371:조절 다이얼 362:볼 나사 구동모너
370:스플라인 샤프트 372:스플라인 샤프트 구동모터
380:크로스 롤러 베어링 381:내륜
382:외륜 390:제1 엔코더
391:제2 엔코더 392:제어보드
393:디스플레이 패널 393a:디스플레이 창
393b:제어버튼 394:리모컨
395:케이스 396:제1 리미트 스위치
397:제2 리미트 스위치 400:하프미러 박스
410:좌안 카메라 렌즈 마운트 420:우안 카메라 렌즈 마운트
421:마운트 이동홈 422:접철식 커튼부재
430:하프미러 각도 조절기 431:제1 나사
432:제2 나사 433:연결링크
500:빛 가리개 600:거리측정센서
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그에 장착되는 좌안 카메라(20) 및 우안 카메라(30)가 영상(21,31)을 획득하는 개념을 설명하면, 먼저, 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)는 상기 입체 카메라 리그에 거치되되, 상기 좌안 카메라(20) 및 우안 카메라(30)의 광축의 연장선, 즉, 상기 좌안 카메라(20)와 상기 우안 카메라(30)의 렌즈가 바라보는 방향이 교차하도록 거치된다.
더욱 자세하게는, 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)는 광축이 서로 실질적으로 직교하도록 상기 입체 카메라 리그에 장착된다.
또한, 상기 입체 카메라 리그에는 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30) 사이에 구비되는 하프미러(200)를 포함하고, 촬영시, 상기 하프미러(200)는 피사체(10)를 향하게 된다.
다음, 상기 하프미러(200)는 상기 피사체(10)의 광을 투과 및 반사시켜 상기 피사체(10)의 광을 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)로 전달하고 상기 좌안 카메라(20)는 상기 피사체(10)의 좌안 영상(21)을 획득하고, 상기 우안 카메라(30)는 상기 피사체(10)의 우안 영상(31)을 획득한다.
또한, 상기 좌안 영상(21)은 사람이 좌안만으로 보게 되는 영상이고, 상기 우안 영상(31)은 사람이 우안만으로 보게 되는 영상으로써, 일정한 양안시차(d)(binocular disparity, interobital distance)를 가질 경우 사람은 입체감을 느낄 수 있다.
한편, 상기 양안시차(d)는 사람의 양안이 약 64mm 떨어져 있기 때문에 발생하는 입체지각요소로써 상기 양안시차(d)가 클 경우, 사람은 상기 피사체(10)가 가까이 있는 것으로 느끼게 되고, 상기 양안시차(d)가 작을 경우, 상기 피사체(10)가 멀게 있는 것으로 느끼게 된다.
또한, 상기 양안시차(d)는 상기 좌안 카메라(20) 또는 상기 우안 카메라(30)를 좌우방향(y축방향)으로 움직였을 때, 조절이 가능하다.
즉, 상기 양안시차(d)는 상기 좌안 카메라(20)와 상기 우안 카메라(30)의 광축 중심의 y축과 만나는 지점들 간의 거리를 뜻한다.
따라서, 상기 좌안 카메라(20) 또는 상기 우안 카메라(30)의 광축 중심을 y축 상에서 서로 가까워지게 하거나 멀어지게 하여, 양안시차에 의한 상기 피사체(10)의 입체감을 조절할 수 있는 것이다.
또한, 도 2를 참조하면, 상술한 양안시차 이외에도 사람이 입체감을 지각하는 입체지각요소에는 주시각(θ,convergence angle)이 있는데, 상기 주시각은 사람의 안구가 상기 피사체(10)를 향해 회전하는 것에 의해 발생하며, 사람의 양안이 내측으로 회전할수록 상기 주시각이 커지고, 외측으로 회전할수록 상기 주시각은 작아진다. 다시 말해서, 사람은 주시각이 커지면 상기 피사체(10)가 가까워지는 것으로 인식하고, 주시각이 작아지면 상기 피사체(10)가 멀어지는 것으로 인식하게 된다.
즉, 상기 주시각을 크게 할수록 상기 피사체(10)의 측면영상(32)을 촬영할 수 있고, 상기 주시각이 작게 할수록 상기 피사체(10)의 정면양상을 촬영할 수 있는 것이다.
따라서, 상기 좌안 카메라(20) 또는 상기 우안 카메라(30)가 장착된 평면상에서 좌우로 회전할 때, 상기 주시각에 의한 입체감을 조절할 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그는 장착된 좌안 카메라(20) 및 우안 카메라(30)를 y축 상에서 거리를 변화시키거나 장착된 평면상에서 회전시켜 상기 좌안 카메라(20) 및 우안 카메라(30)로 하여금 양안시차 및 주시각에 의한 입체감을 갖는 피사체(10)를 영상을 촬영할 수 있게 하는 리그이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그의 구성을 상세히 살펴보기로 한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그는 프레임(100), 하프미러(200) 및 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)을 포함하여 이루어진다.
상기 프레임(100)은 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)를 거치할 수 있는 틀로써, 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)는 각 카메라(20,30)의 광축의 연장선이 서로 교차하도록 장착된다.
그러나, 실질적으로 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)의 광축의 중심은 서로 교차하지 않으며, 만약, 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)의 광축의 중심이 서로 교차한다면, 상기 좌안 영상(21)과 상기 우안 영상(31)은 각 영상(21,31) 내의 피사체(10)의 위치가 서로 동일한 영상이 될 것이다.
다시 말해서, 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)의 광축의 중심이 서로 교차한다면 상기 좌안 영상(21)과 상기 우안 영상(31) 간의 양안시차는 '0'이 될 것이므로 사람이 입체감을 지각할 수 없다.
또한, 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)는 각각 좌안 카메라 장착대(21) 및 우안 카메라 장착대(31)에 고정되어 상기 프레임(100)에 고정되는 것으로 도시하였으나, 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)는 직접 상기 프레임(100)에 거치될 수 있다.
상기 하프미러(200)는 상기 프레임(100)의 일정부분에 구비되되, 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)의 광축의 연장선이 교차하는 지점에 구비된다.
또한, 상기 하프미러(200)는 빔 스플리터(beam splitter)라고도 불리며, 상기 피사체(10)에서 발하는 광을 분리하여 일부는 상기 좌안 카메라(20)로 전달하고 다른 일부는 상기 우안 카메라(30)로 전달한다. 바람직하게는 상기 하프미러(300)는 상기 좌안 카메라(20)와 상기 우안 카메라(30) 사이에 실질적으로 45도의 각도로 설치된다.
상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30) 중, 어느 하나의 카메라를 상기 프레임(100)에 장착한다.
즉, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 상기 프레임(100)에 결합하고, 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30) 중, 어느 하나의 카메라는 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)에 결합하는 형태이다.
또한, 본 발명에서는 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 상기 우안 카메라(30)를 상기 프레임(100)에 연결하는 것으로 도시하였으나, 상기 좌안 카메라(20)를 상기 프레임(100)에 연결할 수도 있으며, 두 개의 모듈로 구비되어 각각 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)를 상기 프레임(100)에 연결할 수도 있다.
또한, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 상기 우안 카메라(30)를 평면상에서 좌우로 이동시키거나(y축 방향으로 좌우로 이동) 회전시켜(z축을 기준으로 회전), 상기 좌안 카메라(20)가 획득하는 좌안 영상(21) 및 상기 우안 카메라(30)가 획득하는 우안 영상(31) 간의 양안시차(d) 및 주시각(θ)이 변화시킨다.
즉, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 사람이 좌안으로는 상기 좌안 영상(21)만을 바라보고, 우안으로는 상기 우안 영상(31)만을 바라보았을 때, 사람이 상기 피사체(10)에 대해 느끼는 입체감을 조절하는 역할을 하는 것이다.
또한, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 직선운동 플레이트(310), 회전운동 플레이트(320) 및 크로스 롤러 가이드 블록(330)을 포함하여 이루어진다.
자세한 설명은 도 6 내지 도 9의 설명에서 하기로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그는 상기 하프미러(200)를 보호하기 위한 하프미러 박스(400)를 더 포함할 수 있고, 상기 하프미러 박스(400)는 상기 프레임(100)에 고정되고, 내부에 상기 하프미러(200)를 고정하며, 피사체(10)를 향한 전방이 개방되어 상기 피사체(10)의 광이 상기 하프미러(200)로 전달될 수 있게 한다.
그러나 상기 하프미러(200)는 일 측이 상기 하프미러 박스(400)의 후방을 관통하여 상기 프레임(100)에 고정될 수도 있다.
또한, 상기 하프미러 박스(400)는 상부 면에 상기 좌안 카메라(20)의 렌즈가 삽입되어 고정될 수 있고, 상기 하프미러(200)에 의해 반사된 상기 피사체(10)의 광이 전달될 수 있도록 내측이 천공된 좌안 카메라 렌즈 마운트(410)와 후방에 상기 우안 카메라(30)의 렌즈가 삽입되어 고정될 수 있고, 상기 하프미러(200)에 의해 투과된 상기 피사체(10)의 광이 전달될 수 있도록 내측이 천공된 우안 카메라 렌트 마운트(420)를 포함한다.
또한, 상기 우안 카메라 렌즈 마운트(420)는 상기 우안 카메라(30)가 상기 양안시차 및 주시각 조절 모듈(300)에 의해 움직일 때, 함께 움직일 수 있도록 상기 하프미러 박스(400)와 분리된다.
더욱 자세하게는, 상기 하프미러 박스(400)는 상기 우안 카메라 렌즈 마운트(420)가 가이드되어 이동할 수 있는 마운트 이동홈(422)을 구비하고 상기 우안 카메라 렌즈 마운트(420)는 상기 마운트 이동홈(422)의 내측에서 이동한다.
또한, 상기 하프미러 박스(400)는 상기 우안 카메라 렌즈 마운트(420)의 외측과 상기 마운트 이동홈(422)의 내측 사이의 공간을 가려, 상기 하프미러 박스(400)의 내부의 광이 상기 마운트 이동홈(422)으로 새어나오지 않게 하는 접철식 커튼부재(422)를 더 포함하며, 상기 접철식 커튼부재(422)는 중앙부가 상기 우안 카메라 렌즈 마운트(420)와 결합할 수 있도록 천공되어 있고, 외측 모서리는 상기 하프미러 박스(200)의 내측에 부착된다.
즉, 상기 접철식 커튼부재(422)는 상기 우안 카메라 렌즈 마운트(420)가 결합하는 중앙부를 중심으로 좌우로 길이가 가변되어 상기 우안 카메라 렌즈 마운트(420)가 좌우로 이동하더라도 상기 우안 카메라 렌즈 마운트(420)의 외측과 상기 마운트 이동홈(422)의 내측 사이의 공간을 가릴 수 있다.
또한, 상기 하프미러(200)는 상기 좌안 카메라(20) 또는 상기 우안 카메라(30)와 이루는 각도를 조정하여 상기 피사체(10)의 광 경로를 변화시킬 수 있도록 일 모서리가 상기 하프미러 박스(400)의 내측에 힌지 결합축(e)을 중심으로 힌지 결합한다.
또한, 상기 하프미러 박스(400)는 상기 하프미러(200)의 각도를 조정할 수 있는 하프미러 각도 조절기(430)를 더 포함하고, 상기 하프미러 각도 조절기(430)는 서로 나사 결합하여 회전에 의해 길이를 가변할 수 있는 제1 나사(431) 및 제2 나사(342)로 이루어진다.
또한, 상기 제1 나사(431)는 상기 하프미러 박스(400)에 연결되고, 상기 제2 나사(342)는 상기 하프미러(200)가 힌지 결합한 모서리의 대응 모서리 일정부분에 연결된다.
즉, 상기 제2 나사(342)가 회전하여 의해 상기 제1 나사(431)와의 거리가 멀어지면 상기 하프미러(200)는 상기 좌안 카메라(20)를 향해 회전하고, 상기 제1 나사(431)와의 거리가 가까워지면, 상기 우안 카메라(30)를 향해 회전하는 형태이다.
또한, 상기 제2 나사(342)와 상기 제1 나사(431)는 선택적으로 회전하여 상기 하프미러(200)의 각도를 조절할 수 있고, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제2 나사(432)와 상기 하프미러(200) 간에 연결 링크(433)를 이용하여 결합하였다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그는 전방에서 상기 하프미러 박스(400) 내부로 입사되는 광량을 조절하기 위해 상기 하프미러 박스(400)의 전방 각 모서리에 힌지 결합하여 회동가능한 빚 가리개(500)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 리그는 상기 프레임(100)의 일정부분에 구비되고 상기 피사체(10)를 향해 전자기파를 송수신하여 상기 프레임(100)과 상기 피사체 간의 거리를 측정하는 거리측정센서(600)를 더 포함할 수 있으며, 상기 전자기파는 레이저, 초음파, 적외선 등일 수 있다.
또한, 상기 거리측정센서(600)는 상기 피사체(10)와 상기 하프미러의(200)의 중앙부와의 거리를 측정하도록 상기 프레임(100)에 구비되고, 지향성이 뛰어난 레이저 거리측정센서(600)인 것이 바람직하다.
이하에서는 도 6 내지 도 9를 참조하여 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)에 대해 상세히 설명하기로 한다.
상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 상기 우안 카메라(30)를 평면상에서 좌우로 이동시키거나 회전시켜, 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(31)가 획득하는 영상들(21,31) 간에 양안시차 및 주시각을 조정하기 위한 것으로, 직선운동 플레이트(310), 회전운동 플레이트(320) 및 크로스 롤러 가이드 블록(330)을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 직선운동 플레이트(310), 회전운동 플레이트(320) 및 크로스 롤러 가이드 블록(330)을 수납하여 보호하고, 상기 프레임(100)에 고정할 수 있는 케이스(395)를 더 포함할 수 있다.
그러나 상기 직선운동 플레이트(310), 회전운동 플레이트(320) 및 크로스 롤러 가이드 블록(330)이 상기 프레임(100)에 직접 연결될 수 있음은 물론이다.
상기 직선운동 플레이트(310)는 제1 직선 가이드 축(a)을 따라 좌우로 직선운동하며, 상기 제1 직선 가이드 축(a)을 형성하는 제1 엘엠 가이드(340)에 의해 가이드 된다.
또한, 상기 제1 엘엠 가이드(340)는 상기 케이스(394)의 내부 바닥면에 부착되는 것으로 도시하였으나, 상기 케이스(394)가 구비되지 않을 경우, 상기 프레임(100)에 직접 부착될 수 있다.
상기 회전운동 플레이트(320)는 상기 직선운동 플레이트(310)의 일 측 상부에 제1 회전축(b)을 중심으로 회전결합한다.
또한, 상기 직선운동 플레이트(310)와 상기 회전운동 플레이트(320)는 상기 제1 회전축(b)을 형성하는 크로스 롤러 베어링(380)을 이용하여 연결되고, 상기 크로스 롤러 베어링(380)은 내륜(381) 및 외륜(382)을 포함하여 이루어지며, 상기 내륜(381) 및 외륜(382) 중 어느 하나의 륜(382)은 상기 회전운동 플레이트(320)에 고정되어 결합하고, 다른 하나의 륜(382)은 상기 직선운동 플레이트(310)에 고정되어 결합한다.
그러나, 상기 회전운동 플레이트(320)는 상기 직선운동 플레이트(310)와 핀 결합하여 회전할 수도 있다.
그러나, 상기 회전운동 플레이트(320)와 상기 직선운동 플레이트(310)는 상기 크로스 롤러 베어링(380)을 이용하여 회전 결합시킴으로써, 회전시에 마찰을 최소화하는 것이 바람직하다.
상기 크로스 롤러 가이드 블록(330)은 상기 직선운동 플레이트(310)와 상기 회전운동 플레이트(320) 사이에서 상기 직선운동 플레이트(310)와 상기 회전운동 플레이트(320)를 연결하며, 상기 회전운동 플레이트(320)를 상기 제1 회전축(b)을 중심으로 회전시키는 역할을 한다.
더욱 자세하게는, 상기 크로스 롤러 가이드 블록(330)은 상기 제1 회전축(b)이 형성된 타 측에서 상기 직선운동 플레이트(310)와 상기 회전운동 플레이트(320)를 연결하며, 직선운동 블록(331), 크로스 롤러 가이드(332)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 직선운동 블록(331)은 상기 직선운동 플레이트(310) 상에서 상기 제1 직선 가이드 축(a)과 나란한 제2 직선 가이드 축(c)을 따라 좌우로 직선운동하며, 더욱 자세하게는, 상기 직선운동 플레이트(310)의 상부에 상기 제2 직선 가이드 축(c)을 형성하는 제2 엘엠 가이드(350)에 가이드되어 좌우로 직선운동한다.
또한, 상기 크로스 롤러 가이드(332)는 서로 슬라이딩 결합하는 이동가이드(332a)와 고정가이드(332b)를 포함하고, 상기 이동가이드(332a)는 상기 직선운동 블록(331)에 제2 회전축(d)을 중심으로 회전결합하며, 상기 고정가이드(332b)는 상기 회전운동 플레이트(320)에 고정된다.
더욱 자세하게는, 상기 이동가이드(332a)는 상기 직선운동 블록(331)에 구비된 연결핀(331)에 핀 결합하여 회전운동한다. 그러나, 상기 이동가이드(332a)와 상기 직선운동 블록(331)은 상술한 크로스 롤러 베어링(380)을 이용하여 연결될 수 있다.
또한, 상기 고정가이드(332b)는 상기 이동가이드(332a)와 슬라이딩하는 방향이 상기 제1 회전축(b)을 향하도록(x축 방향으로) 상기 회전운동 플레이트(320)에 연결된다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 이동가이드(332a)는 상기 직선운동 블록(331)이 상기 제2 직선 가이드 축(c)을 따라 이동하면, 상기 제2 회전축(d)이 이동하므로 함께 이동하게 된다.
또한, 동시에, 상기 이동가이드(332)는 상기 고정가이드(332b)에서 슬라이하여 상기 제1 회전축(b)을 향해 회전한다.
즉, 상기 크로스 롤러 가이드 블록(330)은 상기 직선운동 블록(331)이 좌우로 이동할 때, 상기 제1 회전축(b)과 상기 제2 회전축(d) 간의 길이(f)가 가변되게(f->f') 하여, 상기 직선운동 블록(331)의 직선운동할 때, 상기 회전운동 플레이트(320)가 상기 제1 회전축(b)을 중심으로 회전하게 하는 것이다.
또한, 상기 크로스 롤러 가이드 블록(330)은 원통형으로 양단이 상기 직선운동 플레이트(310)과 결합하되, 회전할 수 있도록 결합하고, 내면에는 상기 제2 직선 가이드 축(c)과 나란한 방향으로 스플라인 키(key)(333a)가 형성되고 외면에는 외부 나사(333b)가 형성되며, 상기 외부 나사(333b)는 상기 직선운동 블록(331)과 나사 결합하는 스플라인 너트(333)를 더 포함한다.
즉, 상기 스플라인 너트(333)가 상기 직선운동 플레이트(310) 상에서 고정되어 회전하면, 상기 외부 나사(333b)에 의해 상기 직선운동 블록(331)이 상기 제2 직선 가이드 축(c)을 따라 움직이게 된다.
그러나, 상기 스플라인 너트(333)는 내부에 스플라인 키가 형성된 제1 너트와 상기 제1 너트와 나란하게 구비되고 상기 직선운동 블록(331)에 회전결합하며, 상기 제1 너트와 이격되고 상기 제1 너트와 서로 밸트 또는 기어로 연결된 제2 너트를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 상기 스플라인 너트(333)는 상기 제1 너트가 회전하였을 때, 상기 제2 너트가 회전하여, 상기 직선운동 블록(331)을 직선운동하게 할 수 있는 형태로 구비될 수 있다.
또한, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 상기 직선운동 플레이트(310)에 상기 제1 직선 가이드 축(a)과 나란한 방향으로 형성된 볼 나사 너트(311)와 나사 결합하며, 회전에 의해 상기 직선운동 플레이트(310)가 좌우로 직선운동할 수 있게 하는 볼 나사(360) 및 상기 스플라인 너트(333)의 내부에 삽입되어 상기 스플라인 키(333a)와 결합하며, 상기 직선운동 플레이트(310)가 좌우로 이동할 때, 상기 크로스 롤러 가이드 블록(330)이 함께 이동할 수 있게 하는 동시에 회전에 의해 상기 직선운동 블록(331)이 상기 스플라인 너트(333)을 따라 좌우로 이동할 수 있게 하는 스플라인 샤프트(370)를 더 포함한다.
따라서, 상기 볼 나사(360)와 상기 스플라인 샤프트(370)는 동시에 회전할 수 있으므로, 상기 회전운동 플레이트(320)는 상기 제1 직선 가이드 축(a)을 따라 직선운동하는 동시에 상기 제1 회전축(b)을 중심으로 회전할 수 있다.
즉, 상기 좌안 영상(21)과 상기 우안 영상(31)의 양안시차(d) 및 주시각(θ)을 동시에 조절할 수 있는 것이다.
또한, 상기 볼 나사(360) 및 상기 스플라인 샤프트(370)의 각 일 단에는 사용자가 손으로 쉽게 회전시킬 수 있도록 조절 다이얼(361,371)이 구비된다.
또한, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 상기 직선운동 플레이트(310)가 상기 제1 직선 가이드축(a)을 따라 이동한 이동거리를 측정하는 제1 엔코더(390), 상기 회전운동 플레이트(320)가 회전한 회전각도를 측정하는 제2 엔코더(391) 및 상기 엔코더들(390,391)이 측정한 이동거리 및 회전각도를 입력받는 제어보드(392)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 엔코더(390)는 리니어 엔코더로써, 상기 케이스(395)의 내부 바닥면에 상기 제1 직선 가이드 축(a)과 나란하게 고정되어 상기 직선운동 플레이트(310)의 이동거리를 측정하는 것으로 도시하였으나, 상기 케이스(395)가 구비되지 않을 경우, 상기 프레임(100)에 직접연결될 수 있다.
또한, 상기 제2 엔코더(391)는 리니어 엔코더로써, 상기 직선운동 플레이트(310)에 상기 제2 직선 가이드 축(c)과 나란하게 고정되며, 상기 직선운동 블록(311)이 이동한 거리를 측정한다.
또한, 상기 제어보드(392)는 상기 제1 엔코더(390) 및 상기 제2 엔코더(391)로부터 이동거리를 입력받으며, 상기 제2 엔코더(391)에서 입력되는 이동거리는 상기 회전운동 플레이트(320)의 회전각도로 환산한다.
그러나, 상기 제2 엔코더(391)는 직접 상기 회전운동 플레이트(320)의 회전 각도를 측정할 수 있는 로터리 엔코더로 구비될 수 있고, 이때, 상기 제어보드(392)는 상기 제2 엔코더(391)로부터 상기 회전운동 플레이트(320)의 회전각도를 직접 입력받을 수 있다.
또한, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 상기 제어보드로부터 상기 직선운동 플레이트(310)의 이동거리 및 상기 회전운동 플레이트(320)의 회전각도를 입력받아 출력하는 디스플레이 패널(393)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널(393)은 상기 직선운동 플레이트(310)의 이동거리 및 상기 회전운동 플레이트(320)의 회전각도를 각각 상기 좌안 영상(21) 및 상기 우안 영상(31) 간의 양안 시차(IOD:Interobital Distance) 및 주시각(CON:Convergence angle)로 표시하는 디스플레이 창(393a)을 구비한다.
즉, 사용자는 상기 좌안 카메라(20) 및 상기 우안 카메라(30)가 획득하는 영상들(21,31) 간의 양안시차 및 주시각을 상기 디스플레이 창(393a)을 통해 한 눈에 확인할 수 있다.
또한, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 상기 볼 나사(360)와 연결되어 상기 볼 나사(360)를 회전시키는 볼 나사 구동모터(362) 및 상기 스플라인 샤프트(370)와 연결되어 상기 스플라인 샤프트(370)를 회전시키는 스플라인 샤프트 구동모터(372)를 더 포함할 수 있고, 상기 구동모터들(362,372)은 상기 제어보드(392)와 연결된다.
본 발명의 실시예에 서는 상기 구동모터들(362,372)은 상기 볼 나사(360) 및 상기 스플라인 샤프트(370)와 밸트(362a)를 이용하여 연결하였으나 체인이나 복수 개의 기어들을 이용하여 연결할 수도 있다.
즉, 사람이 수동으로 상기 조절 다이얼(361,371)을 조작하지 않고 자동으로 상기 볼 나사(360) 및 상기 스플라인 샤프트(370)를 회전시킬 수 있다.
또한, 상기 디스플에이 패널(393)에는 상기 제어보드(392)와 연결되고 상기 구동모터들(362,372)을 제어할 수 있는 제어 버튼(393b)이 구비된다.
그러나, 상기 제어 버튼(393b)은 제어 버튼은 상기 제어보드(392)와 유선 또는 무선으로 연결되는 리모컨(394)에 구비되어 상기 구동모터들(362,372)을 제어할 수도 있다.
또한, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈(300)은 상기 케이스(395)의 내부 바닥면 일정부분에 구비되고, 상기 직선운동 플레이트(310)의 직선운동 범위를 접촉 또는 비 접촉식으로 제한하는 제1 리미트 스위치(396) 및 상기 직선운동 플레이트(310)의 일정부분에 구비되고, 상기 회전운동 플레이트의 회전운동 범위를 접촉 또는 비 접촉식으로 제한하는 제2 리미트 스위치(397)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 리미트 스위치(396)는 상기 케이스(395)가 구비되지 않을 경우, 상기 프레임(100)에 직접구비될 수 있고, 상기 제1 엘엠 가이드(340)나 상기 볼 나사(360)와 같이 상기 제1 직선 가이드 축(a)과 나란하게 설치되는 구성요소에 설치되면 충분하다.
더욱 자세하게는, 상기 리미트 스위치들(396,397)은 상기 제어보드(392)와 연결되고, 상기 리미트 스위치들(396,397)로부터 신호가 입력되면, 상기 제어보드(392)는 상기 구동모터들(362,372)의 구동을 정지시키는 형태로 사용이 가능하다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명의 입체 카메라 리그는 3D영화 제작용, 방송 영상 제작용, 산업용, 의료용 등 다양한 입체영상 제작현장에서 이용이 가능하다.

Claims (24)

  1. 좌안 카메라 및 우안 카메라를 거치할 수 있고, 피사체의 광을 분리하여 상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라로 전달함으로써, 상기 좌안 카메라는 좌안 영상을 획득하게 하고, 상기 우안 카메라는 우안 영상을 획득하게 하는 입체 카메라 리그에 있어서,
    상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라의 광축의 연장선이 서로 교차하도록 장착할 수 있는 프레임;
    상기 프레임의 일정부분에 구비되되, 상기 좌안 카메라 및 상기 우안카메라의 광축의 연장선이 교차하는 지점에 구비되고, 상기 피사체의 광을 투과 및 반사시켜 상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라로 전달하는 하프미러; 및
    상기 프레임의 일정부분에 구비되고, 상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라 중 어느 하나의 카메라를 상기 프레임에 장착하며, 장착된 카메라를 상기 프레임 상에서 좌우로 이동시키거나 평면상에서 회전시켜 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상 간의 양안시차(binocular disparity, interobital distance) 또는 주시각(convergence angle)이 변화되게 하는 양안시차 및 주시각 조절모듈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은
    제1 직선 가이드 축을 따라 직선운동하는 직선운동 플레이트;
    상기 직선운동 플레이트의 일 측 상부에 제1 회전축을 중심으로 회전결합하는 회전운동 플레이트; 및
    상기 직선운동 플레이트의 타 측 상부 및 상기 회전운동 플레이트의 하부에 구비되고, 상기 직선운동 플레이트와 상기 회전운동 플레이트를 연결하며, 상기 회전운동 플레이트를 상기 제1 회전축을 중심으로 회전시키는 크로스 롤러 가이드 블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 크로스 롤러 가이드 블록:은
    상기 직선운동 플레이트 상에서 상기 제1 직선 가이드 축과 나란한 제2 직선 가이드 축을 따라 직선운동하는 직선운동 블록; 및
    서로 슬라이딩 결합하는 고정가이드 및 이동가이드로 구성되는 크로스 롤러 가이드를 포함하고,
    상기 고정가이드는 상기 회전운동 플레이트에 고정되고, 상기 이동가이드는 상기 직선운동 블록에 제2 회전축을 중심으로 회전결합하며,
    상기 이동가이드는 상기 제2 회전축이 상기 제2 직선 가이드 축을 따라 직선운동할 때, 상기 고정가이드에서 슬라이딩하여, 상기 직선운동 블록의 직선운동에 의해 상기 회전운동 플레이트가 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하게 하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은
    상기 제1 가이드 축을 형성하며 상기 직선운동 플레이트를 가이드하는 제1 엘엠가이드; 및
    상기 제2 가이드 축을 형성하며, 상기 크로스 롤러 가이드 블록을 가이드하는 제2 엘엠가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 크로스 롤러 가이드 블록:은
    원통형으로, 양단이 상기 직선운동 플레이트와 결합하되, 회전할 수 있도록 결합하고, 내면에는 상기 제2 직선 가이드 축과 나란한 방향으로 스플라인 키(key)가 형성되고, 외면에는 외부 나사가 형성된 스플라인 너트;를 더 포함하고, 상기 외부 나사는 상기 직선운동 블록과 나사 결합하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은
    상기 제1 가이드 축과 나란한 방향으로 상기 직선운동 플레이트와 나사결합하고 회전에 의해 상기 직선운동 플레이트가 상기 제1 가이드 축 상에서 직선운동하게 하는 볼 나사; 및
    상기 스플라인 너트의 내부로 삽입되어 상기 스플라인 키와 결합하고, 상기 직선운동 플레이트가 상기 제2 직선 가이드 축을 따라 이동할 때, 상기 크로스 롤러 가이드 블록이 함께 이동할 수 있게 하는 동시에, 회전에 의해 상기 스플라인 너트를 회전시킴으로써 상기 직선운동 블록을 상기 제2 직선 가이드 축을 따라 움직이게 하는 스플라인 샤프트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은
    상기 제1 회전축을 형성하고 내륜 및 외륜으로 구성되는 크로스 롤러 베어링;을 더 포함하고,
    상기 내륜 및 외륜 중 어느 하나는 상기 직선운동 플레이트에 고정되고, 다른 하나는 상기 회전운동 플레이트에 고정되는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은
    상기 직선운동 플레이트가 이동한 이동거리를 측정하는 제1 엔코더; 및
    상기 회전운동 플레이트가 회전한 회전각도를 측정하는 제2 엔코더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 엔코더는 상기 제1 가이드 축과 나란하게 구비되는 리니어 엔코더 이고,
    상기 제2 엔코더는 상기 제2 가이드 축과 나란하게 상기 직선운동 플레이트에 설치되고 상기 직선운동 블록의 이동거리를 측정하는 리니어 엔코더이며,
    상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은
    상기 제1 엔코더 및 상기 제2 엔코더로부터 측정된 이동거리를 입력받고, 상기 제2 엔코더로부터 측정된 이동거리를 상기 회전운동 플레이트의 회전각도로 환산하는 제어보드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은
    상기 제어보드로부터 상기 직선운동 플레이트의 이동거리 및 상기 회전운동 플레이트의 회전각도를 입력받아 출력하는 디스플레이 패널;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은
    상기 볼 나사와 연결되어 자동으로 상기 볼 나사를 회전시키는 볼 나사 구동모터: 및
    상기 스플라인 샤프트와 연결되어 자동으로 상기 스플라인 샤프트를 회전시키는 스플라인 샤프트 구동모터;를 더 포함하고,
    상기 제어보드는 상기 구동모터들을 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은
    상기 제어보드와 무선 또는 유선으로 연결되고, 상기 제어보드로 제어신호를 전송하여 상기 제어보드가 상기 구동모터들을 제어하게 하는 리모컨;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은
    상기 제어보드로부터 상기 직선운동 플레이트의 이동거리 및 상기 회전운동 플레이트의 회전각도를 입력받아 출력하는 디스플레이 패널;을 더 포함하고,
    상기 디스플레이 패널:은
    상기 직선운동 플레이트의 이동거리 및 상기 회전운동 플레이트의 회전각도를 각각 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상 간의 양안 시차(IOD:Interobital Distance) 및 주시각(CON:Convergence angle)로 표시하는 디스플레이 창; 및
    상기 제어보드로 상기 구동제어신호를 전송하여 상기 제어보드가 상기 구동모터들을 제어하게 하는 제어버튼;을 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양안시차 및 주시각 조절모듈:은
    상기 직선운동 플레이트, 상기 회전운동 플레이트 및 상기 크로스 롤러 가이드 블록을 수납하고 상기 프레임에 고정되는 케이스;
    상기 케이스의 내부 바닥면 일정부분에 구비되고, 상기 직선운동 플레이트의 직선운동 범위를 접촉 또는 비 접촉식으로 제한하는 제1 리미트 스위치; 및
    상기 직선운동 플레이트의 일정부분에 구비되고, 상기 회전운동 플레이트의 회전운동 범위를 접촉 또는 비 접촉식으로 제한하는 제2 리미트 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  15. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임에 고정되고 상기 하프미러를 내부에 고정하며, 상기 피사체를 향한 전방이 개방된 하프미러 박스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 하프미러 박스:는
    상기 좌안 카메라의 렌즈가 삽입되고, 상기 피사체의 광을 상기 하프미러로부터 전달받을 수 있도록 내측이 천공된 좌안 카메라 렌즈 마운트; 및
    상기 우안 카메라의 렌즈가 삽입되고, 상기 피사체의 광을 상기 하프미러로부터 전달받을 수 있도록 내측이 천공된 우안 카메라 렌즈 마운트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 하프미러 박스:는
    상기 좌안 카메라 렌즈 마운트 및 상기 우안 카메라 렌즈 마운트 중, 상기 양안시차 및 주시각 조절모듈에 장착되는 카메라의 렌즈가 삽입되는 제1 렌즈 마운트가 내측에서 이동할 수 있는 마운트 이동홈:이 형성된 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 하프미러 박스:는
    상기 제1 렌즈 마운트와 상기 마운트 이동홈 사이의 공간을 가려, 상기 하프미러 박스의 내부 광이 상기 마운트 이동홈으로 새어나오지 않게 하는 접철식 커튼부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 하프미러는 일정한 각도 회동하여 상기 피사체의 광 경로를 변화시킬 수 있도록 일 모서리가 상기 하프미러 박스 내측에 힌지 결합하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 하프미러 박스:는
    서로 나사 결합하는 제1 나사 및 제2 나사로 구성되고, 상기 제1 나사는 상기 하프미러 박스에 연결되고, 상기 제2 나사는 상기 하프미러의 일 모서리에 대응하는 모서리 일정부분에 연결되며, 회전에 의해 길이가 가변되어 상기 하프미러가 힌지 결합 축을 기준으로 회동할 수 있게 하는 하프미러 각도 조절기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 하프미러 박스의 전방 각 모서리에 힌지 결합하여 회동하며, 외부에서 상기 하프미러로 입사되는 광량을 조절하는 빛 가리개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  22. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임의 일정부분에 구비되고 상기 피사체를 향해 전자기파를 송수신하여 상기 프레임과 상기 피사체 간의 거리를 측정하는 거리측정센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 거리측정센서는 레이저 빔을 송수신하여 상기 프레임과 상기 피사체 간의 거리를 측정하는 레어저 거리측정센서인 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
  24. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라의 광축이 서로 직교하도록 상기 프레임에 장착되고, 상기 하프미러는 상기 좌안 카메라 및 상기 우안 카메라의 광축과 각각 45도를 이루도록 상기 프레임에 구비되는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그.
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