WO2015102473A1 - Method and device for generating three-dimensional image, using diffraction plate - Google Patents

Method and device for generating three-dimensional image, using diffraction plate Download PDF

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WO2015102473A1
WO2015102473A1 PCT/KR2015/000115 KR2015000115W WO2015102473A1 WO 2015102473 A1 WO2015102473 A1 WO 2015102473A1 KR 2015000115 W KR2015000115 W KR 2015000115W WO 2015102473 A1 WO2015102473 A1 WO 2015102473A1
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diffraction plate
dimensional image
diffraction
motor
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PCT/KR2015/000115
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정병조
박지훈
하명진
장원혁
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연세대학교 원주산학협력단
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/332Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/341Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using temporal multiplexing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0808Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more diffracting elements

Definitions

  • a method and device for generating a three-dimensional image using a diffraction plate is described.
  • the distance between the human interpupillary is a constant 60-65mm, and when a person looks at the target object, the viewing angle between the two eyes and the object, which is the angle Depending on the depth of the three-dimensional image. By adjusting this angle, the depth of the 3D image can be adjusted and accurate visual information can be provided.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2007-0088876 relates to a stereoscopic video recording apparatus for capturing a stereoscopic video of a proximity object, in order to photograph a stereoscopic video of a proximity object, three-dimensional with one camera and a transparent plate Create a video, but in the circular transparent plate, a part of the outer portion of the transparent plate forming the empty space, and the remaining portion of the outer portion of the transparent plate as the remaining portion of the non-empty space as the refracting portion.
  • the incident image is refracted according to the refractive index of the refraction portion.
  • the pass portion is located at the optical axis of the camera lens group, the incident image is refracted. It will pass without it. Therefore, two images, which are refracted and unrefractive, can be obtained by periodic rotation of the transparent plate, and a three-dimensional image is produced from these two different images.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a method and device for generating a low-cost, three-dimensional image by reducing the visual fatigue, using a camera and a diffraction plate.
  • Another object of the present invention is to provide a three-dimensional image generation method, comprising a camera and a diffraction plate, by controlling the rotation of the transparent diffraction plate by a motor to obtain a three-dimensional image by alternately acquiring the left and right images And to provide a device.
  • Another object of the present invention is to control the angle of rotation of the diffraction plate, to control the image acquisition through the camera, to control the glasses in the control unit (MCU), the user wearing the glasses, and output in real time It is to provide a method and device for generating a three-dimensional image, which makes it possible to observe the three-dimensional image.
  • Another problem to be solved by the present invention when the diffraction plate is rotated in the first direction with respect to the optical axis, when the image of the object is acquired, the image acquisition time is moved to the left in parallel to obtain a result of obtaining the image, on the contrary transparent
  • a method and a device for generating a 3D image which result in obtaining an image by moving the image acquisition time point to the right when the image of the object is acquired.
  • Another problem to be solved by the present invention by controlling the rotation speed of the transparent diffraction plate, the number of frames of the image can be adjusted, and also by adjusting the rotation angle of the transparent plate to adjust the depth of the three-dimensional image recognized by the human It is to provide a method and device for generating a three-dimensional image.
  • Another problem to be solved by the present invention is to use a single camera, there is no visual fatigue can observe the three-dimensional image in real time, and in addition, compared to the three-dimensional imaging system using two cameras, the performance is less three-dimensional image generation It is to provide a method and a device.
  • the diffraction plate is located between the imaging device and the object, and alternately rotates in the first direction and the second direction, Control the diffraction plate and the imaging device such that a first image is obtained by the imaging device when the diffraction plate is positioned at a first position corresponding to the first direction, and the diffraction plate corresponds to the second direction.
  • a control unit for controlling the diffraction plate and the photographing apparatus so that a second image is obtained by the photographing apparatus when positioned at a second position, and the object based on the first image and the second image received from the photographing apparatus; And an image output unit configured to generate a first three-dimensional image of and output the first three-dimensional image to a display.
  • control unit generates a control command for changing the operation of the diffraction plate based on an input received from a user device, wherein the image output unit is the object corresponding to the changed operation of the diffraction plate
  • the second three-dimensional image of the can be generated.
  • the first image is acquired by the photographing apparatus when positioned at a first position
  • the second image is obtained by the photographing apparatus when the diffraction plate is positioned at a second position corresponding to the second direction.
  • the first image is obtained by the imaging device when the diffraction plate is located in a first position corresponding to the first direction Controlling the diffraction plate and the imaging device so as to control the diffraction plate and the imaging device such that a second image is obtained by the imaging device when the diffraction plate is positioned at a second position corresponding to the second direction.
  • the three-dimensional image generating system is located between the camera unit and the object, made to rotate alternately left and right, a transparent diffraction plate, one camera
  • the transparent diffraction plate is rotated to the left
  • the left image obtained when the image acquisition time is moved in parallel to the left side is obtained
  • the transparent diffraction plate is rotated to the right side
  • the right image is obtained Is obtained
  • the camera unit for acquiring the left image and the right image alternately
  • the image output unit alternately displaying the left image and the right image alternately received from the camera unit, and the image displayed on the image output unit is left
  • the left eye glasses part becomes transparent and the right eye glasses part becomes non-transparent, That is to the right image one additional right eye left eye glasses transparent and non-transparent glass portion in the case, and may include active shutter glasses method call.
  • the stereoscopic image observation system includes one camera and one transparent diffraction plate, wherein the transparent diffraction plate rotates left and right, and the camera has a transparent diffraction plate left and right.
  • the rotation axis of the motor is mounted on the lower end of the transparent diffraction plate,
  • the driving unit drives the motor according to the motor control signal, and the control unit may generate a motor control signal for causing the motor to rotate alternately left and right, and output the motor control signal to the motor driving unit.
  • the motor includes a motor for rotating the transparent diffraction plate, and the controller generates a motor control signal for causing the motor to rotate alternately left and right, and outputs the motor control unit to the motor driver, wherein the controller is a camera.
  • the controller is a camera.
  • the left eye glasses are transparent and the right eye glasses are non-transparent
  • the right eye glasses are transparent and the left eye glasses are non-transparent.
  • the glasses control signal may be generated and transmitted to the active shutter glasses.
  • the camera is a CMOS camera or a CCD (Charge Coupled Device) camera
  • the transparent diffraction plate is mounted in the diffraction plate insertion hole of the diffraction plate frame, the lower surface of the diffraction plate frame, the rotating shaft insertion groove in the center
  • the rod-shaped diffraction plate coupling portion is spoken, and the rod-shaped diffraction plate fixing portion having a rotation shaft insertion groove in the center and the diffraction plate coupling portion are combined, but the diffraction plate fixing portion and the diffraction plate coupling portion Between the rotation shaft of the motor can be inserted.
  • the rotation speed of the motor is 24 Hz or more
  • the motor control signal may be a signal for controlling the rotation speed, the rotation direction, and the rotation angle of the motor.
  • the control unit is a motor
  • the motor control signal is generated to transmit to the motor unit to rotate to the right, and the motor rotates to the right, the right rotation step of the motor, the control unit after the right rotation step of the motor, the right eye glasses are transparent and the left eye glasses are non-transparent
  • the control unit in the three-dimensional image generation method, the control unit generates a motor control signal for rotating the motor to the left and transmits it to the motor unit to rotate the motor to the left.
  • the left eyeglasses are transparent and the right eyeglasses are controlled to generate an eyeglass control signal, and transmits to the active shutter-type eyeglasses, the left eyeglasses transparent control step, the camera acquires an image on the left
  • the control unit may further include a left image providing step of displaying the left image through the image output unit.
  • the three-dimensional image generating device and method of the present invention is provided with one diffraction plate of one imaging device, by adjusting the rotation of the diffraction plate to obtain the left and right images alternately, three-dimensional from the left and right images An image can be generated.
  • a three-dimensional image is provided to the user without visual fatigue, and since a single camera is used, investment cost can be reduced when manufacturing a product, thereby providing a more inexpensive three-dimensional image generating device.
  • the control of the rotation angle of the diffraction plate, the control of the photographing apparatus for image acquisition, the control of the active shutter method of the three-dimensional glasses are all performed in the three-dimensional image generating device, so that the user
  • the present invention it is possible to provide a method and device for generating a 3D image in which photographing of an object and outputting a 3D image of the object are performed in real time.
  • a three-dimensional image generating method and device can be utilized in a variety of fields, such as not only for medical, but also for gaming, education, security, entertainment. .
  • the present invention may provide a method and device for generating a 3D image that results in acquiring an image by moving the image acquisition time point to the right when acquiring an image of an object.
  • the rotation speed of the transparent diffraction plate By controlling the rotation speed of the transparent diffraction plate, the number of frames of the image can be adjusted, and by adjusting the rotation angle of the transparent plate to adjust the depth of the three-dimensional image recognized by the human, three-dimensional image generation method and device Can be provided.
  • 1 is a view for explaining a three-dimensional image recognition of a person.
  • 2A to 2D are diagrams for explaining a process of obtaining a 3D image using a diffraction plate.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a general configuration of a three-dimensional image generating system according to an embodiment of the present invention.
  • 4A and 4B are diagrams for describing an example of an operation of a 3D image generating device.
  • FIG. 5 is a view for explaining the configuration of the three-dimensional image generating device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view for explaining fastening of the diffraction plate and the motor rotating shaft of FIG. 5.
  • FIG. 7 is an example of a configuration of the 3D image generating device of FIG. 5.
  • FIG. 8 is an example of an exploded perspective view illustrating the fastening of the diffraction plate and the motor shaft of FIG. 6.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating operations of a controller and an image output unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a three-dimensional image generating method according to an embodiment of the present invention.
  • the term 'unit' includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized by both.
  • one unit may be realized using two or more pieces of hardware, and two or more units may be realized by one piece of hardware.
  • 2A to 2D are diagrams for explaining a process of obtaining a 3D image using a diffraction plate.
  • the diffraction plate when the diffraction plate (Rotating deflector) is fixed vertically when the object is observed, there is no change in the observation point of the object.
  • the diffraction plate may be a transparent diffraction plate (TRD).
  • the viewing point of the image when the diffraction plate is inclined at a predetermined angle, the viewing point of the image may be moved in parallel in proportion to the angle.
  • the observation point of the object may move in parallel to the left and the right according to the rotation direction of the diffraction plate.
  • the left direction may be determined based on the bending of an existing optical axis crossing the diffraction plate in the left direction.
  • the right direction may be determined based on the bending of the existing optical axis traversing the diffraction plate in the right direction.
  • 2B and 2C are merely examples of the present invention, and according to another embodiment of the present invention, as the diffraction plate rotates in the first direction, the clockwise direction, or the left direction, It may move to the right side, and the observation point of the object may move to the left side as the diffraction plate rotates in the second direction, counterclockwise direction or right direction.
  • the relationship between the direction of rotation of the diffraction plate and the viewing point of the object may vary depending on the refractive index of the diffraction plate, the ratio of the width and length of the diffraction plate, or the position of the object.
  • a left and right image that is, two different images may be obtained using a diffraction plate and a photographing apparatus, and three-dimensional images may be generated through the diffraction plate and the imaging device.
  • the 3D image may be provided to the user through the spectacle device.
  • the spectacle device may include a passive spectacle device and an active spectacle device.
  • a passive spectacle device is a passive spectacle device using a polarizing filter.
  • the 3D image generating device obtains a left image and a right image using a diffraction plate and a photographing apparatus, respectively, and the left image is a first directional polarization filter (eg For example, the image may be processed to be seen only through a vertical polarization filter, and the right image may be processed to be viewed only through a second direction polarization filter (eg, a horizontal polarization filter).
  • the 3D image may be generated through the image and displayed on the screen. In this case, the left image and the right image may be disposed in the 3D image.
  • the left image may be disposed on the odd line of the 3D image and the right image may be disposed on the even line of the 3D image.
  • the left spectacle portion of the passive spectacle device includes a first directional polarization filter
  • the right spectacle portion of the passive spectacle device includes a second directional polarization filter, so that a user wearing the passive spectacle device can watch a three-dimensional image with a sense of depth. Will be.
  • the 3D image generating device obtains a left image and a right image using a diffraction plate and a photographing device, respectively, and sequentially outputs the left image and the right image.
  • the 3D image may be generated as much as possible.
  • the active eyeglass type device includes an active shutter glass module, and when one of the left images is displayed, one eyeglass part (eg, the left eyeglass part) is made transparent and the other eyeglass part is provided.
  • the right eyeglass part is made non-transparent, while when the right image is displayed, the other eyeglass part (for example, the right eyeglass part) is made transparent, and one eyeglass part (eg For example, by making the left eyeglass part non-transparent, a user wearing an active eyeglass device can watch a three-dimensional image having a sense of depth.
  • the 3D image generating system 1 may include a 3D image generating device 100, an object 110, a photographing apparatus 190, a user device 200, and a display 300.
  • the 3D image generating device 100 may include a diffraction plate 150, a controller 160, an image output unit 170, and a motor unit 180.
  • the 3D image generating system 1 or the 3D image generating device 100 may be configured differently.
  • the 3D image generating device 100 may include only the diffraction plate 150, the control unit 160, and the image output unit 170, and the diffraction plate 150, the control unit 160, and the image output unit 170. And at least one of the photographing apparatus 190, the user device 200, and the display 300 together with the motor unit 180.
  • the diffraction plate 150 may be located between the photographing apparatus 190 and the object 110. In addition, the diffraction plate 150 may rotate alternately in a first direction and a second direction.
  • the diffraction plate 150 may be a transparent diffraction plate.
  • the diffraction plate 150 may rotate at a predetermined angle and period by the motor unit 180 by itself or by the motor unit 180.
  • the imaging apparatus 190 may include a first image when the diffraction plate 150 is positioned at a first position corresponding to the first direction.
  • the second image may be obtained when the diffraction plate 150 is located at a second position corresponding to the second direction.
  • the first direction may be clockwise or leftward
  • the second direction may be counterclockwise or rightward.
  • the left direction may be determined based on the conventional optical axis traversing the diffraction plate in the left direction
  • the right direction is the existing optical axis traversing the diffraction plate in the right direction. It may be determined based on.
  • the first image may be an image of the left eye (or a left image)
  • the second image may be an image of the right eye (or a right image).
  • the diffraction plate 150 may be positioned between the object 110 and the photographing apparatus 190, and may be installed in proximity between the lens of the photographing apparatus 190 and the object 110.
  • the image of the left eye which is a result of acquiring the image by moving the image acquisition time point to the left when acquiring the image of the object (left Image)
  • an image of the right eye which is a result of acquiring the image by moving the image acquisition time point to the right when the image of the object is acquired, may be acquired.
  • the diffraction plate 150 may be made of a cylindrical BK7 material, and the characteristics of the 3D image may be changed according to the material and thickness of the diffraction plate 150.
  • the diffraction plate 150 rotates periodically, and the observation characteristic of the display 300 such as a computer monitor may be changed according to the rotation speed.
  • the difference in image can be made using a different material, different type, different thickness of the refractive index of different objects.
  • the diffraction plate 150 may be any one of a plurality of diffraction plates.
  • the diffraction plate 150 is replaced with the second diffraction plate from the first diffraction plate, at least one of depth information, perspective information, or parallax information of the 3D image may be changed.
  • any one of length, height, width (or thickness) or refractive index of each of the plurality of diffraction plates may be different from each other. That is, any one of length, height, width (or thickness) or refractive index of the first diffraction plate may be different from any one of length, height, width (or thickness) or refractive index of the second diffraction plate.
  • any one of the length, height, or width of the second diffraction plate 1 may be different from that of the diffraction plate.
  • the refractive index of the first diffraction plate is 1.79
  • the refractive index of the second diffraction plate may be 1.61.
  • the obtained left and right images may be different according to the refractive index of the material used in the diffraction plate 150.
  • depth information, perspective information or parallax information of the 3D image may be changed depending on the refractive index of the material used in the diffraction plate 150.
  • Replacement of the diffraction plate 150 from one of the plurality of diffraction plates to the other diffraction plate may be made manually by a user, or may be made automatically through a mechanical or electronic module.
  • the diffraction plate 150 may be formed by bonding a plurality of sub diffraction plates.
  • the first sub diffraction plate may be different from or the same as the second sub diffraction plate.
  • any one of length, height, width (or thickness) or refractive index of the first sub diffraction plate may be different from any one of length, height, width (or thickness) or refractive index of the second sub diffraction plate.
  • the diffraction plate when one of the first and second diffraction plates is removed while the diffraction plate includes the first sub diffraction plate and the second sub diffraction plate, depth information, perspective information, or parallax of the 3D image is removed. At least one of the information may be changed.
  • the third sub diffraction plate is added while the diffraction plate includes the first sub diffraction plate and the second sub diffraction plate, at least one of depth information, perspective information, or parallax information of the 3D image may be changed.
  • the addition or removal of the sub-diffraction plate may be made manually by a user, or may be made automatically through a mechanical or electronic module.
  • the diffraction plate can be formed by bonding the sub diffraction plates to each other.
  • the difference in the left and right images may be increased in proportion to the rotation angle of the diffraction plate 150.
  • the difference in the left and right images as the refractive index of the material of the diffraction plate 150 is large. Can be increased. Glass, plastics, etc. each have their own refractive index.
  • the left and right images to be acquired are calculated according to Snell's Law.
  • light refraction occurs (ie, when light enters the medium from the air) and passes over a certain thickness.
  • Refraction occurs (ie, when light is emitted from the medium into the air), and the two refractions cause the difference between the left and right images obtained by refracting the image.
  • Table 1 shows an example of a material that can be used for the diffraction plate 150 of the present invention and its refractive index.
  • Diffraction plate 150 is BK7 (borosilicate crown glass), fused silica (Fused Silica), barium fluoride (Barium fluoride), carbon (Carbon), diamond, fused germania (FUSED GERMANIA), potassium bromide (Potassium bromide), Sodium chloride, Zinc Selenide, Germanium, Aluminum arsenide, Calcium fluoride, Magnesium fluoride, Optical glass (SF11, SF10, SF5) ), Sapphire (Sapphire), zinc sulfide (Zinc sulfide), AMTIR-3, crystalline silicon (Crystalline silicon) may be made of one or more materials or combinations thereof.
  • the controller 160 may control the diffraction plate 150 and the imaging device 190 to acquire the first image by the imaging apparatus when the diffraction plate 150 is positioned at the first position corresponding to the first direction.
  • the control unit 160 is the diffraction plate 150 and the imaging device 190 so that the second image is obtained by the imaging device 190 when the diffraction plate 150 is located at a second position corresponding to the second direction. Can be controlled.
  • the controller 160 may generate a control command for controlling or changing the operation of the diffraction plate 150 based on an input received from the user device.
  • the user device may be the spectacle device 200 shown in FIG. 3, or may be a separate control device.
  • the controller 160 may generate a control command for changing the operation of the diffraction plate 150 and transmit the control command directly to the diffraction plate 150.
  • the control unit 150 may be used. It may be transmitted to the motor unit 180 to rotate.
  • the user device may be a spectacle device for recognizing the first three-dimensional image and the second three-dimensional image.
  • Such spectacle device 200 may be a passive spectacle device or an active spectacle device as described above.
  • the motor unit 180 may include a motor and a motor driving unit.
  • the motor is a motor for rotating the diffraction plate 150 at a constant angle and period, the rotation axis of the motor is connected to the bottom surface of the diffraction plate frame 150, the diffraction plate 150 is inserted, can be driven by the motor driving unit.
  • a stepping motor may be used as the motor, and the motor may be configured to rotate by a predetermined angle (eg, 1.8 degrees) according to the input signal.
  • the motor unit 180 is not only a stepping motor, but also any device capable of rotating the diffraction plate and the fixing device of the diffraction plate (DC / AC / Servo / Brushless DC / Hysteresis / Reluctance / Universal motor can be applied) Can be.
  • any one of a stepping motor, a DC motor, an AC motor, and a servo motor may be used as the motor.
  • the motor unit 180, the motor, or the motor driving unit may be driven according to a control command received from the controller 160.
  • the control command may be a motor control command or a motor control signal.
  • the number of frames of the image may be adjusted by controlling the rotation speed of the diffraction plate 150, that is, the rotation speed of the motor.
  • the rotation angle of the diffraction plate 150 that is, the rotation angle of the motor
  • the minimum rotational speed of the motor can be determined at 24Hz, which is observed without any interruption (flicker) when the image is viewed by a person.
  • the final observed three-dimensional image may require a rotational speed of 24 Hz or more in order to observe seamlessly, but the present invention does not mean that the rotational speed of the motor must be 24 Hz or more. In some cases, the rotational speed of the motor is 24 Hz. The following may be sufficient.
  • one left image and one right image may generate one three-dimensional image information.
  • a frame of the 3D image may also be determined at 24 frames or more per second, in consideration of the fact that a person does not recognize a break. To this end, the rotation speed of the diffraction plate 150 may also be increased.
  • the image output unit 170 may generate a first three-dimensional image of the object 110 based on the first image and the second image received from the photographing apparatus 190, and output the first three-dimensional image to the display 300. Can be.
  • the controller 160 generates a control command for changing the operation of the diffraction plate 150 based on an input received from the user device
  • the image output unit 170 is a diffraction plate
  • the second 3D image of the object corresponding to the changed operation of 150 may be generated.
  • the controller 160 generates a control command for changing the rotation angle of the diffraction plate 150 based on an input received from the user device, and the image output unit 170 may not operate the diffraction plate 150.
  • a second three-dimensional image different from the first three-dimensional image may be generated.
  • the diffraction plate 150 performs an operation such that the rotation angle of the diffraction plate 150 is changed from the first rotation angle to the second rotation angle based on the control command of the control unit 160. You can change it.
  • the depth information or perspective information of the second 3D image may be different from the depth information or perspective information of the first 3D image.
  • the diffraction plate 150 may change an operation such that the rotation speed of the diffraction plate 150 is changed from the first rotation speed to the second rotation speed based on the control command.
  • the frame information of the second 3D image may be different from the frame information of the first 3D image.
  • the controller 160 may generate a control command to make the first eyeglasses transparent and the second eyeglasses non-transparent while the first image is output through the display 300.
  • the control command may be an eyeglass control command or an eyeglass control signal.
  • the controller 160 may generate a control command to make the first glasses portion transparent and the second glasses portion transparent while the second image is output through the display 300.
  • the controller 160 may transmit the generated at least one control command to the user device.
  • the user device may be the spectacle device 200.
  • the first spectacle portion may be either a left eye spectacle lens or a right eye spectacle lens of the spectacle device 200
  • the second spectacle portion may be another left eye spectacle lens or a right eye spectacle lens.
  • the controller 160 may transmit the generated at least one control command to the spectacle device 200.
  • the user device may be a separate control device from the spectacle device 200.
  • the separate control device may be configured separately from the spectacle device 200, but may be included in the spectacle device 200 as some modules of the spectacle device 200.
  • An example of the control device may be any one of various forms such as a hardware button, a graphic icon module, a smart phone, and a touch input module.
  • the user device may be a mobile device.
  • the controller 160 controls at least one of the 3D image generating device 100, the photographing apparatus 190, the spectacle device 200, or the display 300 from the mobile device through a user interface installed through an app on the mobile device.
  • the image output unit 170 is a glasses-type device ( 200).
  • the characteristics of the 3D image may be a depth, perspective, parallax, frame or resolution of the 3D image.
  • the mobile device may be various types of devices.
  • the mobile device may be a computer or portable terminal capable of connecting to a remote server via a network.
  • a computer includes a laptop, desktop, laptop, etc., which is equipped with a web browser
  • a portable terminal is a wireless communication device that guarantees portability and mobility.
  • GSM Global System for Mobile communications
  • PDC Personal Digital Cellular
  • PHS Personal Handyphone System
  • PDA Personal Digital Assistant
  • IMT International Mobile Telecommunication
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • All types of handheld-based wireless communication devices such as 2000, W-CDMA (W-Code Division Multiple Access), Wibro (Wireless Broadband Internet) terminals, smartphones, tablet PCs, etc. may be included. .
  • the photographing apparatus 190 may include a camera 197 and a lens 192.
  • the lens 192 may be an imaging lens, may be installed at the front end of the photographing apparatus 190, and may be positioned in close proximity to an object to receive an image of the object to be photographed.
  • An incident tie may be formed by converging an image incident through the lens 192.
  • the camera 197 may be a CMOS camera or a charge coupled device (CCD) camera.
  • the camera 197 may sequentially acquire and output the image of the left eye and the image of the right eye based on the vertical frequency output from the CCD included in the camera 197.
  • the controller 160 includes an image output unit 170 as a separate unit.
  • the controller 160 and the image output unit 170 include one microcontroller. It may also consist of a unit MCU. In this case, one micro control unit (MCU) may be called a control unit.
  • MCU micro control unit
  • the controller 160 may control the motor unit 180 and the photographing apparatus 190.
  • the controller 160 may control the spectacle device 200.
  • the controller 160 generates a control command for controlling the rotational speed, the rotational direction, and the rotational angle of the motor and outputs the control command to the motor unit 180, and the first eyeglass unit (eg, the left eyeglass unit) of the spectacle device 200.
  • a control command for controlling the second eyeglass unit eg, the right eyeglass unit
  • the photographing apparatus 190 may be included in the 3D image generating device 100. At this time, the photographing apparatus 190 acquires a first image when the diffraction plate 150 is positioned at a first position corresponding to the first direction under the control of the controller 150, and the diffraction plate 150 is When positioned at a second position corresponding to the second direction, a second image may be acquired.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for describing an example of an operation of a 3D image generating device.
  • the control unit 160 makes the left eyeglasses (left eyeglasses) transparent and the right eyeglasses (right eyeglasses) of the spectacle device 200. It is possible to output a control command for controlling to be transparent.
  • 4B when the right image is displayed on the screen, the controller 160 makes the right eyeglass part (right eyeglass) transparent in the spectacle device 200 and the left eyeglass part (left eyeglass). It is possible to output a control command that controls the to be non-transparent.
  • the left image transmits a signal to the left eye of the person
  • the right image transmits a signal to the right eye of the person.
  • it can be recognized as three-dimensional information in the human brain.
  • the rotation direction, rotation speed, and stop time (observation time) of the diffraction plate 150 may be synchronized with the operation of the spectacle device 200 used for the final image observation so that the observed image may be observed or controlled in real time.
  • the controller 160 may control the diffraction plate 150 and the spectacle device 200 such that the diffraction plate 150 rotates and synchronizes with the spectacle device 200 at a specific time.
  • the image output unit 170 may receive an image of the left eye and an image of the right eye output from the camera and transmit the image to the display 300.
  • the image output unit 170 may be made of a computer, a microprocessor, an MCU, and the like.
  • the controller 160 and the image output unit 170 may be formed of one operation processor, and the controller 160 may control the camera as well as the glasses-type device 200. All parts of the system of the present invention may be synchronized with each other because they control both the camera, motor and glasses.
  • the display 300 displays the image received from the image output unit 170 on the screen, that is, the image of the left eye and the image of the right eye may be sequentially output.
  • the image received from the image output unit 170 may be processed through a first direction polarization filter (for example, a vertical direction polarization filter), and the left image and the second direction polarization filter (
  • the processed right image may be arranged in one screen so that it can be viewed only through a horizontal polarization filter.
  • the image of the left eye and the image of the right eye may be simultaneously output in one screen.
  • One example of the display 300 may be a monitor, a projector, or the like.
  • the spectacle device 200 may be a means used for observing an image of the display 300 which sequentially displays an image of a left eye and an image of a right eye in real time.
  • the spectacle device 200 is an active shutter glasses, and may include an active shutter glass module (not shown).
  • the active shutter glasses may include a left eye glasses corresponding to the left eyeglasses, and a right eye glasses corresponding to the right eyeglasses.
  • the active shutter glass module (not shown) is a means for controlling the left eye glasses and the right eye glasses of the active shutter glasses, and the controller 160 transparently controls any one of the left eye glasses and the right eye glasses by using a control command. And control the other to be non-transparent.
  • the spectacle device 200 may be included in the 3D image generating device 100. At this time, the spectacle device 200 makes the first spectacles transparent and the second spectacles non-transparent while the first image is output through the display 300, but the second image is output through the display 300. The first spectacles may be made non-transparent while the second spectacles are transparent. In addition, the spectacle device 200 may perform this operation under the control of the controller 150.
  • the three-dimensional image generating device is to be positioned in the first position corresponding to the first direction and the diffraction plate 150, the diffraction plate 150 rotates alternately in the first direction and the second direction
  • a control unit to acquire a first image by the photographing apparatus 190 and to acquire a second image by the photographing apparatus 190 when the diffraction plate 150 is positioned at a second position corresponding to the second direction.
  • an image output unit 170 that generates a 3D image based on the first image and the second image.
  • the rotary shaft of the motor is mounted on the lower end of the diffraction plate 150, the control unit 160 controls the motor by using a control command, the control unit 160 is the motor alternately in the first direction and the second direction Can generate a control command to rotate the motor and output it to the motor.
  • the 3D image may include a first image and a second image.
  • the 3D image may include the first image and the second image at the same time through one screen or frame, or may include the first image and the second image sequentially through a plurality of screens or frames.
  • the 3D image may be a new image processed from the first image and the second image.
  • the 3D image generating device 100 may further include a lens unit (not shown) including at least one lens between the diffraction plate 150 and the object.
  • the at least one lens may be an objective lens, and an optical system may be configured to allow the field of view to be focused to one place through the objective lens.
  • an optical system similar to a human visual structure may be configured to generate a three-dimensional image that provides a more realistic three-dimensional effect.
  • An example of such a lens may be the lens shown in FIG. 2D.
  • At least one lens of the lens unit may be disposed in the lens wheel.
  • the lens wheel may be manufactured in a circular shape, and may include a plurality of lenses.
  • the lens positioned between the diffraction plate 150 and the object may be changed according to the rotational movement of the lens wheel, thereby changing the characteristics of the three-dimensional image.
  • the characteristic of the 3D image may be depth, perspective, parallax, or the like as described above.
  • the sharpness of the perspective or the focusing point is different depending on the different focal lengths, as if to simulate various human focal lengths. Can be controlled.
  • the above-mentioned various parameters such as the refractive index, the rotational speed, the rotation angle, the midstream, and the type of the lens of the diffraction plate are determined differently, so that the resolution, brightness, depth, perspective, parallax of the 3D image is different. And so on.
  • the method and device for generating a 3D image according to an embodiment of the present invention may provide a customized 3D image according to a usage environment, a purpose of use, or real time adjustment.
  • the 3D image generating device 100 may support full resolution, or may provide a brighter image when used as an endoscope or a microscope.
  • the 3D image generating device 100 may generate a 3D image for the passive spectacle device so that all of the 3D image generating apparatus 100 may simultaneously provide the 3D image to a plurality of users.
  • FIG. 5 is a view for explaining the configuration of the three-dimensional image generating device according to an embodiment of the present invention.
  • 6 is an exploded perspective view for explaining the fastening of the diffraction plate and the motor rotating shaft of FIG.
  • a camera 197 on which a photographing apparatus 190, that is, a lens 192 is mounted may be mounted on a camera holder 199.
  • the motor cradle 189 is mounted, one side of the motor cradle 189, the motor housing 181 of the motor unit 180 may be mounted.
  • the motor and the motor driving unit are built in the motor housing 181, and the rotation shaft 188 of the motor may be coupled to the diffraction plate 150 through a through hole in the upper surface of the motor housing 181.
  • the diffraction plate 150 may be inserted into the diffraction plate insertion hole 151, which is a through hole provided in the diffraction plate frame 157.
  • a rod-shaped diffraction plate frame coupling portion 156 having a center rotation shaft insertion groove 187 may be spoken.
  • the diffraction plate 150 may be formed in a cylindrical shape, but is not limited thereto.
  • the diffraction plate frame fixing portion 159 may be in the form of a rod, and has a central rotation shaft insertion groove 187, and the diffraction plate coupling portion 156 and the diffraction plate frame on both sides of one end of the rotation shaft 188 of the motor. After the fixing part 159 is mounted, the fixing part 159 may be fixed through the screw 153 inserted into the screw insertion hole 152.
  • a through hole is formed by the rotating shaft insertion grooves 187, and the rotating shaft 188 of the motor is inserted into the through hole, and the diffraction plate
  • the frame coupling part 156 and the diffraction plate frame fixing part 159 may be fixed by the screw 153.
  • the object holder 119 may be spaced apart from the motor holder 189, and an object placed on the object holder 119 may be captured by the photographing apparatus 190.
  • FIG. 7 is an example of a configuration of the 3D image generating device of FIG. 5.
  • 8 is an example of an exploded perspective view showing the fastening of the diffraction plate and the motor rotating shaft of FIG.
  • the diffraction plate 150 is positioned between the object 110 and the photographing apparatus 190, and the lens 192 and the photographing target 110 of the photographing apparatus 190 are provided. It can be installed close to.
  • the diffraction plate 150 when the diffraction plate 150 is located at a position closer to the focal length of the lens 192 of the imaging apparatus, a smaller size diffraction plate may be used. That is, in addition to the size of the diffraction plate 150, an optical system having a different size may be selectively used according to the position of the diffraction plate.
  • the lens 192 of the photographing apparatus is composed of a lens system composed of a plurality of lenses
  • the diffraction plate 150 can be positioned between the lens systems of the photographing apparatus, and in this case, according to the configuration of the lens system to be used, The size can be reduced.
  • the size of the lens may be the same as that of the lens. However, if the diffraction plate 150 is placed among the lenses 192 of the photographing apparatus, the size of the diffraction plate 150 may be reduced.
  • the position and size of the diffraction plate may be elastically determined according to the method.
  • the diameter of the diffraction plate may be reduced from 25 mm to 10 mm or less.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating operations of a controller and an image output unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the controller 160 may transmit the control command to rotate the motor in the right direction to the motor of the motor unit 180, thereby allowing the motor to rotate in the right direction (S110).
  • control unit 160 controls a control command for controlling the right eye eyeglasses (right eyeglasses) to become transparent and the left eye eyeglasses (left eyeglasses) after the motor rotates in the right direction. In operation S120, it may be transmitted.
  • the image output unit 170 may acquire the right image from the photographing apparatus 190 and transmit the image to the display 300 (S130), and the display 300 may display the right image (S140). .
  • the controller 160 may transmit the control command to rotate the motor in the left direction to the motor of the motor unit 180, thereby allowing the motor to rotate in the left direction (S210).
  • the control unit 160 controls a control command to control the left eyeglasses (left eyeglasses) to become transparent and the right eyeglasses (right eyeglasses) to become non-transparent after the motor rotates in the left direction.
  • the transmission may be performed.
  • the image output unit 170 may obtain a left image from the photographing apparatus 190 and transmit it to the display 300 (S230), and the display 300 may display a left image (S240). .
  • control unit 160 and the image output unit 170 The driving of the control unit 160 and the image output unit 170, the operation of the control unit 160 and at the same time the rotation of the motor, the characteristics of the motor rotates by a predetermined angle according to the input signal, the rotation angle After the rotation until the motor is temporarily stopped, the three-dimensional glasses control, and the camera can proceed to acquire the image can be observed by the user through the display 300.
  • control unit 160 and the image output unit 170 may repeat the same process while the motor starts to rotate in the left direction after all these processes.
  • a monocular camera and a diffraction plate may be mounted on a motor to alternately obtain left and right images according to the rotation of the motor, and the user may observe this as a three-dimensional image in real time using a computer or a projector.
  • the characteristics of an image obtained by using the same are the same, and thus the image having the same image characteristics is three-dimensional. By acquiring the image, there is no visual fatigue.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a three-dimensional image generating method according to an embodiment of the present invention. Since the three-dimensional image generating method of FIG. 10 is performed by the three-dimensional image generating system 1 or the three-dimensional image generating device 100 described above with reference to the drawings, the contents not described below are three-dimensional image generation through the above drawings. The contents described for the system 1 or the three-dimensional image generating device 100 apply mutatis mutandis.
  • the 3D image generating device 100 may control the diffraction plate and the imaging apparatus such that the first image is acquired by the imaging apparatus when the diffraction plate is positioned at the first position corresponding to the first direction.
  • the 3D image generating device 100 may control the diffraction plate and the imaging apparatus such that the second image is acquired by the imaging apparatus when the diffraction plate is positioned at the second position corresponding to the second direction.
  • the 3D image generating device 100 may generate a first 3D image of the object based on the first image and the second image received from the photographing apparatus.
  • the 3D image generating device 100 may output the first 3D image to a display.
  • the 3D image generating device 100 may generate a control command for changing an operation of the diffraction plate based on an input received from the user device.
  • the 3D image generating device 100 may generate a second 3D image of the object corresponding to the changed operation of the diffraction plate.
  • steps S1001 to S1006 may be further divided into additional steps, or combined into fewer steps, according to embodiments herein.
  • some steps may be omitted as necessary, and the order between the steps may be changed.
  • Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media.
  • Computer readable media may include both computer storage media and communication media.
  • Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.
  • Communication media typically includes computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transmission mechanism, and includes any information delivery media.

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Abstract

A device for generating a three-dimensional image comprises: a diffraction plate which is positioned between an imaging device and an object and rotates alternately in a first direction and a second direction; a control unit for controlling the diffraction plate and the imaging device such that a first image is obtained by the imaging device when the diffraction plate is positioned at a first position corresponding to the first direction, and for controlling the diffraction plate and the imaging device such that a second image is obtained by the imaging device when the diffraction plate is positioned at a second position corresponding to the second direction; and an image output unit for generating a first three-dimensional image of the object on the basis of the first image and the second image received from the imaging device, and outputting the first three-dimensional image to a display, wherein the control unit generates a control command for changing the motion of the diffraction plate on the basis of an input received from a user's device, and the image output unit generates a second three-dimensional image of the object corresponding to the changed motion of the diffraction plate.

Description

회절판을 이용하여 삼차원 영상을 생성하는 방법 및 디바이스Method and device for generating three-dimensional image using diffraction plate
회절판을 이용하여 삼차원 영상을 생성하는 방법 및 디바이스에 관한 것이다.A method and device for generating a three-dimensional image using a diffraction plate.
일반적으로, 도 1에서와 같이, 사람의 동공 사이(interpupillary)의 거리의 거리는 60-65mm로 일정하며, 사람이 대상이 되는 물체를 바라보는 경우, 두 눈과 물체 사이에 시야 각이 생기는데 이 각도에 따라 삼차원 영상의 깊이가 달라지게 된다. 이 각도를 조절함으로써 삼차원 영상의 깊이를 조절하고 정확한 시각 정보를 제공할 수 있게 된다. In general, as shown in Figure 1, the distance between the human interpupillary (interpupillary) is a constant 60-65mm, and when a person looks at the target object, the viewing angle between the two eyes and the object, which is the angle Depending on the depth of the three-dimensional image. By adjusting this angle, the depth of the 3D image can be adjusted and accurate visual information can be provided.
종래에 삼차원 영상을 구현하기 위해서는 2개의 카메라를 사용하여 구현하였다. 이 경우 2개의 서로 다른 카메라로부터 획득한 영상의 특성은 서로 다르며, 이로부터 삼차원 영상을 획득할 경우, 영상의 오차가 생기게 되고, 이로 인해 삼차원 영상 관찰 시 관찰자가 시각 피로를 가져온다. 또한 서로 다른 2대의 카메라를 사용하기 때문에 많은 비용 필요하다. Conventionally, two cameras are used to implement a three-dimensional image. In this case, the characteristics of the images obtained from two different cameras are different from each other, and when a three-dimensional image is obtained from this, an error of the image is generated, which causes an observer to experience visual fatigue when the three-dimensional image is observed. It also requires a lot of money because it uses two different cameras.
종래기술로서, 국내 공개특허 제10-2007-0088876호는 근접 대상물의 입체동영상을 촬영하기 위한 입체동영상촬영장치에 관한 것으로, 근접 대상물의 입체동영상을 촬영하기 위해, 1개 카메라와 투명판재로 입체동영상을 생성하되, 원형의 투명판재에서, 투명판재의 외곽부분의 일부분이 빈공간을 형성한 통과부와, 투명판재의 외곽부분중 나머지부분으로 빈공간이 아닌 부분을 굴절부로 한다. 회동수단의 회전에 의해서 투명판재가 회전하여 굴절부가 카메라렌즈군의 광축 주위를 차단할 경우 입사되는 영상은 굴절부의 굴절률에 따라서 굴절되며, 통과부가 카메라렌즈군의 광축에 위치할 경우 입사되는 영상은 굴절없이 그대로 통과하게 된다. 따라서 투명판재의 주기적인 회전에 의해서 굴절된 영상과 굴절되지않은 영상 등 두 개의 영상을 얻을 수 있으며, 이 서로 다른 2개의 영상으로부터 삼차원 영상을 제작한다. As a prior art, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2007-0088876 relates to a stereoscopic video recording apparatus for capturing a stereoscopic video of a proximity object, in order to photograph a stereoscopic video of a proximity object, three-dimensional with one camera and a transparent plate Create a video, but in the circular transparent plate, a part of the outer portion of the transparent plate forming the empty space, and the remaining portion of the outer portion of the transparent plate as the remaining portion of the non-empty space as the refracting portion. When the transparent plate is rotated by the rotation of the rotating means and the refraction portion blocks around the optical axis of the camera lens group, the incident image is refracted according to the refractive index of the refraction portion. When the pass portion is located at the optical axis of the camera lens group, the incident image is refracted. It will pass without it. Therefore, two images, which are refracted and unrefractive, can be obtained by periodic rotation of the transparent plate, and a three-dimensional image is produced from these two different images.
국내 공개특허 제10-2007-0088876호는 투명판재를 통한 영상을 획득한 경우는 굴절률의 변화로 인해서 영상의 특성(초점 거리)에 변화가 생기며, 반면에 투명판재를 통하지 않고 공기 중에서 영상을 획득한 경우는 영상의 특성(초점 거리)에 변화가 생기지 않게 되며, 이렇게 영상의 특성이 서로 다른 2개의 2차원 영상을 사용하여 삼차원 영상을 제작한 경우 관찰자의 입장에서 시각적 피로를 느끼게 된다. In Korea Patent Publication No. 10-2007-0088876, when an image obtained through a transparent plate is obtained, a change in the characteristics (focal length) of the image occurs due to a change in refractive index, whereas an image is obtained in the air without passing through the transparent plate. In one case, there is no change in the characteristics of the image (focal length). When a three-dimensional image is produced using two two-dimensional images having different characteristics of the image, the viewer feels visual fatigue.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 카메라와 회절판을 사용하여, 시각적 피로를 줄이고, 저렴한, 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a method and device for generating a low-cost, three-dimensional image by reducing the visual fatigue, using a camera and a diffraction plate.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 카메라와 회절판을 구비하고, 모터에 의해 투명 회절판의 회전을 조절함으로써, 좌측, 우측 영상을 번갈아 가면서 획득하여, 삼차원 영상을 획득하는, 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a three-dimensional image generation method, comprising a camera and a diffraction plate, by controlling the rotation of the transparent diffraction plate by a motor to obtain a three-dimensional image by alternately acquiring the left and right images And to provide a device.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 회절판의 회전 각도제어 및 카메라를 통한 영상 획득의 제어, 안경의 제어를 제어부(MCU)에서 행하도록 함으로써, 사용자가 상기 안경을 착용하여, 실시간적으로 출력되는 삼차원 영상을 관찰할 수 있게 해주는, 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to control the angle of rotation of the diffraction plate, to control the image acquisition through the camera, to control the glasses in the control unit (MCU), the user wearing the glasses, and output in real time It is to provide a method and device for generating a three-dimensional image, which makes it possible to observe the three-dimensional image.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 광축을 기준으로 회절판을 제 1 방향으로 회전시킨 경우, 물체의 영상 획득 시 영상 획득 시점이 좌측으로 평행 이동하여 영상을 획득한 결과를 가져오며, 반대로 투명 회절판을 제 2 방향으로 회전시킨 경우, 물체의 영상 획득 시 영상 획득 시점이 우측으로 평행 이동하여 영상을 획득한 결과를 가져오는, 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention, when the diffraction plate is rotated in the first direction with respect to the optical axis, when the image of the object is acquired, the image acquisition time is moved to the left in parallel to obtain a result of obtaining the image, on the contrary transparent When the diffraction plate is rotated in the second direction, a method and a device for generating a 3D image, which result in obtaining an image by moving the image acquisition time point to the right when the image of the object is acquired.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 투명 회절판의 회전 속도를 제어함에 의해, 영상의 프레임수를 조절 할 수 있으며, 또한 투명판의 회전 각도를 조절하여 사람이 인식하는 삼차원 영상의 깊이를 조절할 수 있도록 하는, 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention, by controlling the rotation speed of the transparent diffraction plate, the number of frames of the image can be adjusted, and also by adjusting the rotation angle of the transparent plate to adjust the depth of the three-dimensional image recognized by the human It is to provide a method and device for generating a three-dimensional image.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 1대의 카메라를 사용하되, 시각적 피로가 없고 실시간으로 삼차원 영상을 관찰 할 수 있으며, 게다가 2개의 카메라를 사용하는 삼차원 영상 시스템에 비해, 성능이 떨어지지 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to use a single camera, there is no visual fatigue can observe the three-dimensional image in real time, and in addition, compared to the three-dimensional imaging system using two cameras, the performance is less three-dimensional image generation It is to provide a method and a device.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 더 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problems as described above, and further technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 영상 생성 디바이스는, 촬영장치와 물체 사이에 위치되되, 제 1 방향과 제 2 방향으로 교번하여 회전하는 회절판, 상기 회절판이 상기 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치될 때 상기 촬영장치에 의해 제 1 영상이 획득되도록 상기 회절판 및 상기 촬영장치를 제어하고, 상기 회절판이 상기 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치될 때 상기 촬영장치에 의해 제 2 영상이 획득되도록 상기 회절판 및 상기 촬영장치를 제어하는 제어부 및 상기 촬영장치로부터 수신된 상기 제 1 영상 및 상기 제 2 영상에 기초하여 상기 물체의 제 1 삼차원 영상을 생성하고, 상기 제 1 삼차원 영상을 디스플레이로 출력하는 영상 출력부를 포함할 수 있다. As a means for achieving the above-described technical problem, the three-dimensional image generating device according to an embodiment of the present invention, the diffraction plate is located between the imaging device and the object, and alternately rotates in the first direction and the second direction, Control the diffraction plate and the imaging device such that a first image is obtained by the imaging device when the diffraction plate is positioned at a first position corresponding to the first direction, and the diffraction plate corresponds to the second direction. A control unit for controlling the diffraction plate and the photographing apparatus so that a second image is obtained by the photographing apparatus when positioned at a second position, and the object based on the first image and the second image received from the photographing apparatus; And an image output unit configured to generate a first three-dimensional image of and output the first three-dimensional image to a display.
본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 제어부는 사용자 디바이스로부터 수신된 입력에 기초하여 상기 회절판의 동작을 변경하기 위한 제어 명령을 생성하되, 상기 영상 출력부는 상기 회절판의 변경된 동작에 대응하는 상기 물체의 제 2 삼차원 영상을 생성할 수 있다. According to an example of this embodiment, the control unit generates a control command for changing the operation of the diffraction plate based on an input received from a user device, wherein the image output unit is the object corresponding to the changed operation of the diffraction plate The second three-dimensional image of the can be generated.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 영상 생성 디바이스는, 제 1 방향과 제 2 방향으로 교번하여 회전하는 회절판, 상기 회절판이 상기 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치될 때 상기 촬영장치에 의해 제 1 영상이 획득되도록 하고, 상기 회절판이 상기 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치될 때 상기 촬영장치에 의해 제 2 영상이 획득되도록 하는 제어부 및 제 1 영상 및 제 2 영상에 기초하여 삼차원 영상을 생성하는 영상 출력부를 포함하되, 상기 회절판의 하단에 모터의 회전축이 장착되고, 상기 제어부는 제어 명령을 이용하여 모터를 제어하되, 상기 제어부는 상기 모터가 상기 제 1 방향과 상기 제 2 방향으로 교번하여 회전하도록 하는 상기 제어 명령을 생성하여 상기 모터로 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다. As a means for achieving the above technical problem, a three-dimensional image generating device according to an embodiment of the present invention, a diffraction plate that rotates alternately in a first direction and a second direction, the diffraction plate corresponds to the first direction The first image is acquired by the photographing apparatus when positioned at a first position, and the second image is obtained by the photographing apparatus when the diffraction plate is positioned at a second position corresponding to the second direction. A control unit and an image output unit for generating a three-dimensional image based on the first image and the second image, the rotary shaft of the motor is mounted on the lower end of the diffraction plate, the control unit controls the motor using a control command, The control unit generates and outputs the control command to the motor to rotate alternately in the first direction and the second direction to output to the motor. It can be made.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 영상 생성 방법은, 회절판이 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치될 때 촬영장치에 의해 제 1 영상이 획득되도록 상기 회절판 및 상기 촬영장치를 제어하는 단계, 상기 회절판이 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치될 때 상기 촬영장치에 의해 제 2 영상이 획득되도록 상기 회절판 및 상기 촬영장치를 제어하는 단계, 상기 촬영장치로부터 수신된 상기 제 1 영상 및 상기 제 2 영상에 기초하여 상기 물체의 제 1 삼차원 영상을 생성하는 단계, 상기 제 1 삼차원 영상을 디스플레이로 출력하는 단계, 사용자 디바이스로부터 수신된 입력에 기초하여 상기 회절판의 동작을 변경하기 위한 제어 명령을 생성하는 단계, 및 상기 회절판의 변경된 동작에 대응하는 상기 물체의 제 2 삼차원 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. As a means for achieving the above technical problem, the three-dimensional image generating method according to an embodiment of the present invention, the first image is obtained by the imaging device when the diffraction plate is located in a first position corresponding to the first direction Controlling the diffraction plate and the imaging device so as to control the diffraction plate and the imaging device such that a second image is obtained by the imaging device when the diffraction plate is positioned at a second position corresponding to the second direction. Generating a first three-dimensional image of the object based on the first image and the second image received from the photographing apparatus, and outputting the first three-dimensional image to a display, received from a user device. Generating a control command for modifying the operation of the diffraction plate based on an input, and of the object corresponding to the changed operation of the diffraction plate And generating a second 3D image.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 영상 생성 시스템은 카메라부와 물체사이에 위치되되, 좌측과 우측으로 교번하여 회전하도록 이루어진, 투명 회절판, 1개의 카메라를 구비하며, 투명 회절판이 좌측으로 회전된 경우에 영상 획득 시점이 좌측으로 평행 이동한 좌측 영상이 획득되며, 투명 회절판이 우측으로 회전된 경우에 영상 획득 시점이 우측으로 평행 이동한 우측 영상이 획득되되, 좌측 영상과 우측 영상을 교번하여 획득하는, 카메라부, 상기 카메라부로부터 교번하여 수신된 좌측 영상과 우측 영상을, 교번하여 디스플레이 하는 영상출력부, 영상출력부에 디스플레이되는 영상이 좌측영상일 경우에 좌안 안경부가 투명해지고 우안 안경부가 비투명하게 되며, 영상출력부에 디스플레이되는 영상이 우측영상일 경우에 우안 안경부가 투명해지고 좌안 안경부가 비투명하게 되는, 액티브 셔터방식 안경부를 포함할 수 있다. As a means for achieving the above technical problem, the three-dimensional image generating system according to an embodiment of the present invention is located between the camera unit and the object, made to rotate alternately left and right, a transparent diffraction plate, one camera When the transparent diffraction plate is rotated to the left, the left image obtained when the image acquisition time is moved in parallel to the left side is obtained, When the transparent diffraction plate is rotated to the right side the right image is obtained Is obtained, the camera unit for acquiring the left image and the right image alternately, the image output unit alternately displaying the left image and the right image alternately received from the camera unit, and the image displayed on the image output unit is left In the case of an image, the left eye glasses part becomes transparent and the right eye glasses part becomes non-transparent, That is to the right image one additional right eye left eye glasses transparent and non-transparent glass portion in the case, and may include active shutter glasses method call.
본 실시예의 일 예에 따르면, 입체영상 관찰 시스템은, 1개의 카메라와, 1개의 투명회절판을 구비하되, 투명 회절판이 좌측과 우측으로 회전하도록 이루어지며, 카메라는 투명 회절판이 좌측과 우측의 회전에 따라 좌측 영상과 우측 영상을 교번하여 획득하고, 영상출력부를 통해 좌측 영상과 우측 영상을 교번하여 출력하는 입체영상 관찰 시스템에 있어서, 투명 회절판의 하단에 모터의 회전축이 장착되고, 모터구동부는 모터 제어 신호에 따라 모터를 구동시키며, 제어부는, 모터가 좌측과 우측으로 교번하여 회전하도록 하는 모터 제어신호를 생성하여, 모터구동부로 출력할 수 있다. According to an example of the present embodiment, the stereoscopic image observation system includes one camera and one transparent diffraction plate, wherein the transparent diffraction plate rotates left and right, and the camera has a transparent diffraction plate left and right. In the stereoscopic image observation system which alternately acquires the left image and the right image according to the rotation of, and alternately outputs the left image and the right image through the image output unit, the rotation axis of the motor is mounted on the lower end of the transparent diffraction plate, The driving unit drives the motor according to the motor control signal, and the control unit may generate a motor control signal for causing the motor to rotate alternately left and right, and output the motor control signal to the motor driving unit.
본 실시예의 일 예에 따르면, 투명 회절판을 회전시키는 모터부를 구비하며, 제어부는, 모터가 좌측과 우측으로 교번하여 회전하도록 하는 모터 제어신호를 생성하여, 모터구동부로 출력하며, 제어부는, 카메라부에서 획득된 영상이 좌측영상일 경우에 좌안 안경부가 투명해지고 우안 안경부가 비투명하게 되며, 카메라부에서 획득된 영상이 우측영상일 경우에 우안 안경부가 투명해지고 좌안 안경부가 비투명하게 되도록 하는, 안경제어신호를 생성하여, 액티브 셔터방식 안경부로 전송할 수 있다. According to an example of the present embodiment, the motor includes a motor for rotating the transparent diffraction plate, and the controller generates a motor control signal for causing the motor to rotate alternately left and right, and outputs the motor control unit to the motor driver, wherein the controller is a camera. When the image acquired from the camera is the left image, the left eye glasses are transparent and the right eye glasses are non-transparent, and when the image obtained from the camera is the right image, the right eye glasses are transparent and the left eye glasses are non-transparent. The glasses control signal may be generated and transmitted to the active shutter glasses.
본 실시예의 일 예에 따르면, 카메라는 CMOS 카메라이거나 CCD(Charge Coupled Device) 카메라이고, 투명 회절판은 회절판틀의 회절판 삽입공에 장착되고, 회절판틀의 하면에는, 중앙에 회전축 삽입홈을 가진 막대형태의 회절판틀 결합부가 연설되어 있으며, 막대형태이며 중앙에 회전축 삽입홈을 가진 회절판틀 고정부와, 회절판틀 결합부가 결합하되, 회절판틀 고정부와 회절판틀 결합부의 사이에는 모터의 회전축이 삽입될 수 있다. According to an example of this embodiment, the camera is a CMOS camera or a CCD (Charge Coupled Device) camera, the transparent diffraction plate is mounted in the diffraction plate insertion hole of the diffraction plate frame, the lower surface of the diffraction plate frame, the rotating shaft insertion groove in the center The rod-shaped diffraction plate coupling portion is spoken, and the rod-shaped diffraction plate fixing portion having a rotation shaft insertion groove in the center and the diffraction plate coupling portion are combined, but the diffraction plate fixing portion and the diffraction plate coupling portion Between the rotation shaft of the motor can be inserted.
본 실시예의 일 예에 따르면, 모터의 회전속도는 24Hz 이상이며, 모터 제어신호는 모터의 회전속도, 회전 방향 및 회전 각도를 제어하기 위한 신호일 수 있다. According to an example of the present embodiment, the rotation speed of the motor is 24 Hz or more, and the motor control signal may be a signal for controlling the rotation speed, the rotation direction, and the rotation angle of the motor.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 영상 생성 방법은 1개의 카메라와 1개의 투명 회절판을 사용하여, 삼차원 영상을 생성하는 방법에 있어서, 제어부는 모터를 오른쪽으로 회전하도록 하는 모터 제어 신호를 생성하여 모터부로 전송하여, 모터를 오른쪽으로 회전하게 하는, 모터의 오른쪽 회전단계, 제어부는 모터의 오른쪽 회전단계 후, 우안 안경부가 투명해지고 좌안 안경부가 비투명하게 되도록 제어하는 안경제어신호를 생성하여 액티브 셔터방식 안경부로 전송하는, 우안 안경부 투명 제어단계, 카메라에서 우측 영상을 영상획득하여 제어부로 전송하고, 제어부는 우측영상을 영상출력부를 통해 디스플레이하게 하는, 우측영상 제공단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. As a means for achieving the above-described technical problem, the method for generating a three-dimensional image according to an embodiment of the present invention using a camera and one transparent diffraction plate, in the method for generating a three-dimensional image, the control unit is a motor The motor control signal is generated to transmit to the motor unit to rotate to the right, and the motor rotates to the right, the right rotation step of the motor, the control unit after the right rotation step of the motor, the right eye glasses are transparent and the left eye glasses are non-transparent The right eyeglasses transparent control step of generating a control signal to control the glasses to be transmitted to the active shutter-type glasses, the camera acquires an image on the right side and transmits the image to the control unit, the control unit to display the right image through the image output unit, Characterized in that it comprises a right image providing step.
본 실시예의 일 예에 따르면, 삼차원 영상 생성 방법은 제어부는 모터를 왼쪽으로 회전하도록 하는 모터 제어 신호를 생성하여 모터부로 전송하여, 모터를 왼쪽으로 회전하게 하는, 모터의 왼쪽 회전단계, 제어부는 모터의 왼쪽 회전단계 후, 좌안 안경부가 투명해지고 우안 안경부가 비투명하게 되도록 제어하는 안경제어신호를 생성하여, 액티브 셔터방식 안경부로 전송하는, 좌안 안경부 투명 제어단계, 카메라에서 좌측 영상을 영상획득하여 제어부로 전송하고, 제어부는 좌측영상을 영상출력부를 통해 디스플레이하게 하는, 좌측영상 제공단계를 더 포함할 수 있다. According to an example of the present embodiment, in the three-dimensional image generation method, the control unit generates a motor control signal for rotating the motor to the left and transmits it to the motor unit to rotate the motor to the left. After the left rotation step of the left eyeglasses, the left eyeglasses are transparent and the right eyeglasses are controlled to generate an eyeglass control signal, and transmits to the active shutter-type eyeglasses, the left eyeglasses transparent control step, the camera acquires an image on the left The control unit may further include a left image providing step of displaying the left image through the image output unit.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-mentioned means for solving the problems are merely exemplary, and should not be construed to limit the present invention. In addition to the exemplary embodiments described above, there may be additional embodiments described in the drawings and detailed description of the invention.
상술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 1개의 촬영장치와 1개의 회절판을 사용하여 삼차원 영상을 제공하는 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 삼차원 영상 생성 디바이스 및 방법은 1개의 촬영장치 1개의 회절판을 구비하고, 회절판의 회전을 조절함으로써, 좌측, 우측 영상을 번갈아 가면서 획득하도록 하고, 좌측, 우측 영상으로부터 3차원 영상을 생성할 수 있다. 이를 통해, 사용자에게 시각적 피로가 없는 삼차원 영상이 제공되며, 1대의 카메라를 사용하기 때문에 제품 제작 시 투자 비용이 축소될 수 있어 보다 저렴한 삼차원 영상 생성 디바이스가 제공될 수 있다. According to any one of the above-described problem solving means, it is possible to provide a three-dimensional image generating method and device for providing a three-dimensional image using one imaging device and one diffraction plate. In addition, the three-dimensional image generating device and method of the present invention is provided with one diffraction plate of one imaging device, by adjusting the rotation of the diffraction plate to obtain the left and right images alternately, three-dimensional from the left and right images An image can be generated. As a result, a three-dimensional image is provided to the user without visual fatigue, and since a single camera is used, investment cost can be reduced when manufacturing a product, thereby providing a more inexpensive three-dimensional image generating device.
또한, 액티브 셔터 방식의 삼차원 안경과 연동되고, 회절판의 회전 각도 제어, 영상 획득을 위한 촬영 장치의 제어, 액티브 셔터 방식의 삼차원 안경의 제어가 모두 삼차원 영상 생성 디바이스에서 이루어짐으로써, 사용자가 삼차원 안경을 착용하여, 물체에 대한 촬영과 물체에 대한 삼차원 영상 출력이 실시간으로 이루어지는 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스를 제공할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 시각적 피로가 없는 삼차원 영상을 실시간으로 관찰할 수 있으며, 이와 같은 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스는 의료용 뿐만 아니라, 게임용, 교육용, 보안용, 엔터테인먼트 분야용 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. In addition, it is linked to the three-dimensional glasses of the active shutter method, the control of the rotation angle of the diffraction plate, the control of the photographing apparatus for image acquisition, the control of the active shutter method of the three-dimensional glasses are all performed in the three-dimensional image generating device, so that the user By wearing the present invention, it is possible to provide a method and device for generating a 3D image in which photographing of an object and outputting a 3D image of the object are performed in real time. Through this, the user can observe a three-dimensional image in real time without visual fatigue, such a three-dimensional image generating method and device can be utilized in a variety of fields, such as not only for medical, but also for gaming, education, security, entertainment. .
광축을 기준으로 회절판을 제 1 방향으로 회전시킨 경우, 물체의 영상 획득 시 영상 획득 시점이 좌측으로 평행 이동하여 영상을 획득한 결과를 가져오며, 반대로 투명 회절판을 제 2 방향으로 회전시킨 경우, 물체의 영상 획득 시 영상 획득 시점이 우측으로 평행 이동하여 영상을 획득한 결과를 가져오는, 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스를 제공할 수 있다. When the diffraction plate is rotated in the first direction based on the optical axis, the image acquisition time is shifted to the left in parallel when the object is acquired, and the result is obtained. On the contrary, when the transparent diffraction plate is rotated in the second direction. The present invention may provide a method and device for generating a 3D image that results in acquiring an image by moving the image acquisition time point to the right when acquiring an image of an object.
투명 회절판의 회전 속도를 제어함에 의해, 영상의 프레임수를 조절 할 수 있으며, 또한 투명판의 회전 각도를 조절하여 사람이 인식하는 삼차원 영상의 깊이를 조절할 수 있도록 하는, 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스를 제공할 수 있다. By controlling the rotation speed of the transparent diffraction plate, the number of frames of the image can be adjusted, and by adjusting the rotation angle of the transparent plate to adjust the depth of the three-dimensional image recognized by the human, three-dimensional image generation method and device Can be provided.
2개 이상의 카메라에서 출력되어 서로 다른 영상특성을 갖는 영상들을 가공하는 방식이 아닌, 하나의 카메라를 통해 촬영된 영상들을 이용하여 삼차원 영상을 생성하기 때문에, 서로 다른 영상특성을 갖는 영상들 사이의 보정 작업과 같은 추가 작업을 위한 알고리즘이 요구되지 않을 수 있다. It is not a method of processing images having different image characteristics output from two or more cameras, but a three-dimensional image is generated by using images captured by one camera, and thus correction between images having different image characteristics is performed. Algorithms for additional tasks, such as tasks, may not be required.
도 1은 사람의 삼차원 영상 인식을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a three-dimensional image recognition of a person.
도 2a 내지 2d는 회절판을 사용하여 삼차원 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 2A to 2D are diagrams for explaining a process of obtaining a 3D image using a diffraction plate.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 영상 생성 시스템의 개괄적인 구성을 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating a general configuration of a three-dimensional image generating system according to an embodiment of the present invention.
도 4a 및 4b는 삼차원 영상 생성 디바이스의 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 4A and 4B are diagrams for describing an example of an operation of a 3D image generating device.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 삼차원 영상 생성 디바이스의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view for explaining the configuration of the three-dimensional image generating device according to an embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 회절판과 모터 회전축의 체결을 설명하기 위한 분해사시도이다. FIG. 6 is an exploded perspective view for explaining fastening of the diffraction plate and the motor rotating shaft of FIG. 5.
도 7은 도 5의 삼차원 영상 생성 디바이스의 구성의 일 예이다. FIG. 7 is an example of a configuration of the 3D image generating device of FIG. 5.
도 8은 도 6의 회절판과 모터 회전축의 체결을 나타내는 분해사시도의 일 예이다. FIG. 8 is an example of an exploded perspective view illustrating the fastening of the diffraction plate and the motor shaft of FIG. 6.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부 및 영상 출력부의 동작을 설명하기 위한 동작 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating operations of a controller and an image output unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 영상 생성 방법을 나타낸 동작 흐름도이다. 10 is a flowchart illustrating a three-dimensional image generating method according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 개시되는 실시예에서는 삼차원 영상 생성 시스템, 디바이스 및 방법 각각을 실시예로 하여 설명한다. 다만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the embodiments disclosed below, each of the 3D image generating system, the device, and the method will be described as an embodiment. However, the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated. Further, when a member is located "on" another member, this includes not only when one member is in contact with another member but also when another member exists between the two members.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. In the present specification, the term 'unit' includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized by both. In addition, one unit may be realized using two or more pieces of hardware, and two or more units may be realized by one piece of hardware.
도 2a 내지 2d는 회절판을 사용하여 삼차원 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 2A to 2D are diagrams for explaining a process of obtaining a 3D image using a diffraction plate.
도 2a를 참조하면, 물체 관찰 시 회절판(Rotating deflector)을 수직으로 고정한 경우, 물체의 관찰 시점에 변화는 없다. 이 때, 회절판은 투명 회절판(TRD: Transparent Rotating Deflector)일 수 있다. 반면, 도 2b 및 2c를 참조하면, 회절판이 일정한 각도로 기울어진 경우, 각도에 비례해 영상의 관찰 시점이 평행하게 이동될 수 있다. 또한, 회절판의 회전 방향에 따라 물체의 관찰 시점이 좌측, 우측으로 평행 이동할 수 있다. Referring to FIG. 2A, when the diffraction plate (Rotating deflector) is fixed vertically when the object is observed, there is no change in the observation point of the object. In this case, the diffraction plate may be a transparent diffraction plate (TRD). On the other hand, referring to Figures 2b and 2c, when the diffraction plate is inclined at a predetermined angle, the viewing point of the image may be moved in parallel in proportion to the angle. In addition, the observation point of the object may move in parallel to the left and the right according to the rotation direction of the diffraction plate.
도 2b를 통해 예시하면, 회절판이 제 1 방향, 시계 방향 또는 좌측 방향으로 회전함에 따라 물체의 관찰 시점이 좌측으로 이동할 수 있다. 이 때, 좌측 방향은 회절판을 가로지르는 기존의 시축(Optical Axis)이 좌측 방향으로 꺾이는 것을 기준으로 결정된 것일 수 있다. 2B, as the diffraction plate rotates in the first direction, the clockwise direction, or the left direction, an observation point of the object may move to the left side. In this case, the left direction may be determined based on the bending of an existing optical axis crossing the diffraction plate in the left direction.
도 2c를 통해 예시하면, 회절판이 제 2 방향, 반시계 방향 또는 우측 방향으로 회전함에 따라 물체의 관찰 시점이 우측으로 이동할 수 있다. 이 때, 우측 방향은 회절판을 가로지르는 기존의 시축(Optical Axis)이 우측 방향으로 꺾이는 것을 기준으로 결정된 것일 수 있다. 2C, as the diffraction plate rotates in the second direction, the counterclockwise direction, or the right direction, an observation point of the object may move to the right. In this case, the right direction may be determined based on the bending of the existing optical axis traversing the diffraction plate in the right direction.
도 2b 및 도 2c를 통해 설명된 것은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 회절판이 제 1 방향, 시계 방향 또는 좌측 방향으로 회전함에 따라 물체의 관찰 시점이 우측으로 이동할 수 있고, 회절판이 제 2 방향, 반시계 방향 또는 우측 방향으로 회전함에 따라 물체의 관찰 시점이 좌측으로 이동할 수 있다. 일반적으로, 회절판의 굴절률, 회절판의 가로와 세로의 비율, 또는 물체의 위치에 따라 회절판의 회전 방향과 물체의 관찰 시점 사이의 관계는 달라질 수 있다. 2B and 2C are merely examples of the present invention, and according to another embodiment of the present invention, as the diffraction plate rotates in the first direction, the clockwise direction, or the left direction, It may move to the right side, and the observation point of the object may move to the left side as the diffraction plate rotates in the second direction, counterclockwise direction or right direction. In general, the relationship between the direction of rotation of the diffraction plate and the viewing point of the object may vary depending on the refractive index of the diffraction plate, the ratio of the width and length of the diffraction plate, or the position of the object.
도 2d를 참조하면, 회절판 및 촬영장치를 이용해 좌우 영상, 즉, 서로 다른 2가지의 영상을 획득할 수 있으며, 이를 통해 삼차원 영상을 생성할 수 있다. 이 때, 삼차원 영상은 안경형 디바이스를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 안경형 디바이스는 패시브 안경형 디바이스와 액티브 안경형 디바이스를 포함할 수 있다. 패시브 안경형 디바이스의 일 예는 편광필터를 이용한 패시브 안경형 디바이스이다. Referring to FIG. 2D, a left and right image, that is, two different images may be obtained using a diffraction plate and a photographing apparatus, and three-dimensional images may be generated through the diffraction plate and the imaging device. In this case, the 3D image may be provided to the user through the spectacle device. The spectacle device may include a passive spectacle device and an active spectacle device. One example of a passive spectacle device is a passive spectacle device using a polarizing filter.
패시브 안경형 디바이스를 통해 사용자에게 삼차원 영상을 제공하는 일 예를 설명하면, 삼차원 영상 생성 디바이스는 회절판 및 촬영장치를 이용해 좌 영상 및 우 영상을 각각 획득하고, 좌 영상은 제 1 방향 편광 필터(예를 들어, 세로 방향 편광 필터)를 통해서만 보여질 수 있도록 가공하고, 우 영상은 제 2 방향 편광 필터(예를 들어, 가로 방향 편광 필터)를 통해서만 보여질 수 있도록 가공하고, 가공한 좌 영상 및 우 영상을 통해 삼차원 영상을 생성하여 화면에 표시하도록 할 수 있다. 이 때, 삼차원 영상에는 좌 영상과 우 영상이 배치될 수 있다. 일 예로, 삼차원 영상의 구역이 홀수 라인과 짝수 라인으로 구분된 경우, 삼차원 영상의 홀수 라인에 좌 영상이 삼차원 영상의 짝수 라인에 우 영상이 각각 배치될 수 있다. 또한, 패시브 안경형 디바이스의 좌측 안경부는 제 1 방향 편광 필터를 포함하고, 패시브 안경형 디바이스의 우측 안경부는 제 2 방향 편광 필터를 포함함으로써, 패시브 안경형 디바이스를 착용한 사용자는 깊이감을 갖는 삼차원 영상을 시청할 수 있게 된다. An example of providing a 3D image to a user through a passive spectacle type device will be described. The 3D image generating device obtains a left image and a right image using a diffraction plate and a photographing apparatus, respectively, and the left image is a first directional polarization filter (eg For example, the image may be processed to be seen only through a vertical polarization filter, and the right image may be processed to be viewed only through a second direction polarization filter (eg, a horizontal polarization filter). The 3D image may be generated through the image and displayed on the screen. In this case, the left image and the right image may be disposed in the 3D image. For example, when regions of the 3D image are divided into odd lines and even lines, the left image may be disposed on the odd line of the 3D image and the right image may be disposed on the even line of the 3D image. In addition, the left spectacle portion of the passive spectacle device includes a first directional polarization filter, and the right spectacle portion of the passive spectacle device includes a second directional polarization filter, so that a user wearing the passive spectacle device can watch a three-dimensional image with a sense of depth. Will be.
액티브 안경형 디바이스를 통해 사용자에게 삼차원 영상을 제공하는 일 예를 설명하면, 삼차원 영상 생성 디바이스는 회절판 및 촬영장치를 이용해 좌 영상 및 우 영상을 각각 획득하고, 좌 영상과 우 영상을 순차적으로 교변 출력되도록 삼차원 영상을 생성할 수 있다. 또한, 액티브 안경형 디바이스는 액티브 셔터글래스 모듈(active shutter glass module)을 구비하며, 좌 영상이 표시될 때, 어느 한쪽의 안경부(예를 들어, 좌측 안경부)를 투명하게 하고 다른 한쪽의 안경부(예를 들어, 우측 안경부)를 비투명하게 하는 반면, 우 영상이 표시될 때, 다른 한쪽의 안경부(예를 들어, 우측 안경부)를 투명하게 하고, 어느 한쪽의 안경부(예를 들어, 좌측 안경부)를 비투명하게 함으로써, 액티브 안경형 디바이스를 착용한 사용자는 깊이감을 갖는 삼차원 영상을 시청할 수 있게 된다. An example of providing a 3D image to a user through an active spectacle type device will be described. The 3D image generating device obtains a left image and a right image using a diffraction plate and a photographing device, respectively, and sequentially outputs the left image and the right image. The 3D image may be generated as much as possible. In addition, the active eyeglass type device includes an active shutter glass module, and when one of the left images is displayed, one eyeglass part (eg, the left eyeglass part) is made transparent and the other eyeglass part is provided. (For example, the right eyeglass part) is made non-transparent, while when the right image is displayed, the other eyeglass part (for example, the right eyeglass part) is made transparent, and one eyeglass part (eg For example, by making the left eyeglass part non-transparent, a user wearing an active eyeglass device can watch a three-dimensional image having a sense of depth.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 영상 생성 시스템의 개괄적인 구성을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 삼차원 영상 생성 시스템(1)은 삼차원 영상 생성 디바이스(100), 물체(110), 촬영장치(190), 사용자 디바이스(200) 및 디스플레이(300)를 포함할 수 있다. 또한, 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 회절판(150), 제어부(160), 영상 출력부(170) 및 모터부(180)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면 삼차원 영상 생성 시스템(1) 또는 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 다르게 구성될 수도 있다. 일 예로, 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 회절판(150), 제어부(160) 및 영상 출력부(170)만을 포함할 수도 있고, 회절판(150), 제어부(160), 영상 출력부(170) 및 모터부(180)와 함께 촬영장치(190), 사용자 디바이스(200) 및 디스플레이(300) 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수도 있다. 3 is a diagram illustrating a general configuration of a three-dimensional image generating system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the 3D image generating system 1 may include a 3D image generating device 100, an object 110, a photographing apparatus 190, a user device 200, and a display 300. In addition, the 3D image generating device 100 may include a diffraction plate 150, a controller 160, an image output unit 170, and a motor unit 180. However, according to various embodiments of the present disclosure, the 3D image generating system 1 or the 3D image generating device 100 may be configured differently. For example, the 3D image generating device 100 may include only the diffraction plate 150, the control unit 160, and the image output unit 170, and the diffraction plate 150, the control unit 160, and the image output unit 170. And at least one of the photographing apparatus 190, the user device 200, and the display 300 together with the motor unit 180.
회절판(150)은 촬영장치(190)와 물체(110) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 회절판(150)은 제 1 방향과 제 2 방향으로 교번하여 회전할 수 있다. The diffraction plate 150 may be located between the photographing apparatus 190 and the object 110. In addition, the diffraction plate 150 may rotate alternately in a first direction and a second direction.
회절판(150)은 투명 회절판일 수 있다. 회절판(150)은 스스로 또는 모터부(180)에 의하여 모터부(180)에 의해 일정한 각도와 주기로 회전할 수 있다. 회절판(150)이 제 1 방향과 제 2 방향으로 일정한 주기로 번갈아 가면서 회전하게 되면, 촬영장치(190)는 회절판(150)이 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치할 때 제 1 영상을 획득하고, 회절판(150)이 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치할 때 제 2 영상을 획득할 수 있다. 이 때, 제 1 방향은 시계 방향 또는 좌측 방향일 수 있고, 제 2 방향은 반시계 방향 또는 우측 방향일 수 있다. 또한, 좌측 방향은 회절판을 가로지르는 기존의 시축(Optical Axis)이 좌측 방향으로 꺾이는 것을 기준으로 결정된 것일 수 있고, 우측 방향은 회절판을 가로지르는 기존의 시축(Optical Axis)이 우측 방향으로 꺾이는 것을 기준으로 결정된 것일 수 있다. 또한, 제 1 영상은 좌안의 영상(또는 좌측 영상)일 수 있고, 제 2 영상은 우안의 영상(또는 우측 영상)일 수 있다. The diffraction plate 150 may be a transparent diffraction plate. The diffraction plate 150 may rotate at a predetermined angle and period by the motor unit 180 by itself or by the motor unit 180. When the diffraction plate 150 rotates alternately in a constant period in the first direction and the second direction, the imaging apparatus 190 may include a first image when the diffraction plate 150 is positioned at a first position corresponding to the first direction. The second image may be obtained when the diffraction plate 150 is located at a second position corresponding to the second direction. In this case, the first direction may be clockwise or leftward, and the second direction may be counterclockwise or rightward. In addition, the left direction may be determined based on the conventional optical axis traversing the diffraction plate in the left direction, and the right direction is the existing optical axis traversing the diffraction plate in the right direction. It may be determined based on. In addition, the first image may be an image of the left eye (or a left image), and the second image may be an image of the right eye (or a right image).
회절판(150)은 물체(110)와 촬영장치(190)의 사이에 위치되되, 촬영장치(190)의 렌즈와 물체(110) 사이에 근접되게 설치될 수 있다. 또한, 광축을 기준으로 회절판(150)을 좌측 방향(또는 시계 방향)으로 회전시킨 경우, 물체의 영상 획득 시 영상 획득 시점이 좌측으로 평행 이동하여 영상을 획득한 결과인, 좌안의 영상(좌측 영상)이 획득되며, 반대로 회절판(150)을 우측으로 회전시킨 경우, 물체의 영상 획득 시 영상 획득 시점이 우측으로 평행 이동하여 영상을 획득한 결과인, 우안의 영상(우측 영상)을 획득될 수 있다. The diffraction plate 150 may be positioned between the object 110 and the photographing apparatus 190, and may be installed in proximity between the lens of the photographing apparatus 190 and the object 110. In addition, when the diffraction plate 150 is rotated in the left direction (or clockwise direction) with respect to the optical axis, the image of the left eye, which is a result of acquiring the image by moving the image acquisition time point to the left when acquiring the image of the object (left Image), and conversely, when the diffraction plate 150 is rotated to the right, an image of the right eye (right image), which is a result of acquiring the image by moving the image acquisition time point to the right when the image of the object is acquired, may be acquired. Can be.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회절판(150)은 원통 모양의 BK7 재질로 제작될 수 있으며, 회절판(150)의 재질 및 두께의 변화에 따라 삼차원 영상의 특성이 변할 수 있다. 회절판(150)은 주기적으로 회전을 하는데 이 회전속도에 따라 컴퓨터 모니터 등의 디스플레이(300)를 통한 관찰 특성이 변화될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the diffraction plate 150 may be made of a cylindrical BK7 material, and the characteristics of the 3D image may be changed according to the material and thickness of the diffraction plate 150. The diffraction plate 150 rotates periodically, and the observation characteristic of the display 300 such as a computer monitor may be changed according to the rotation speed.
본 발명에서 사용하는 회절판(150)은 BK7 재질뿐만 아니라, 서로 다른 물체의 굴절률이 다른 재질, 다른 종류, 다른 두께를 사용하여 영상의 차이가 만들어질 수 있다. Diffraction plate 150 used in the present invention, as well as the BK7 material, the difference in image can be made using a different material, different type, different thickness of the refractive index of different objects.
회절판(150)은 복수의 회절판 중 어느 하나의 회절판일 수 있다. 회절판(150)이 제 1 회절판에서 제 2 회절판으로 교체되는 경우, 삼차원 영상의 깊이 정보, 원근감 정보 또는 시차 정보 중 적어도 하나는 변경될 수 있다. 이 때, 복수의 회절판 각각의 길이, 높이, 폭(또는 두께) 또는 굴절률 중 어느 하나는 서로 다를 수 있다. 즉, 제 1 회절판의 길이, 높이, 폭(또는 두께) 또는 굴절률 중 어느 하나는 제 2 회절판의 길이, 높이, 폭(또는 두께) 또는 굴절률 중 어느 하나와 다를 수 있다. 예를 들어, 제 1 회절판의 길이(Length)가 20mm이고, 높이(Height)가 12 mm이고, 폭(Width)이 8mm인 경우, 제 2 회절판의 길이, 높이 또는 폭 중 어느 하나는 제 1 회절판의 그것과 다를 수 있다. 다른 예를 들어, 제 1 회절판의 굴절률이 1.79인 경우, 제 2 회절판의 굴절률은 1.61일 수 있다. The diffraction plate 150 may be any one of a plurality of diffraction plates. When the diffraction plate 150 is replaced with the second diffraction plate from the first diffraction plate, at least one of depth information, perspective information, or parallax information of the 3D image may be changed. At this time, any one of length, height, width (or thickness) or refractive index of each of the plurality of diffraction plates may be different from each other. That is, any one of length, height, width (or thickness) or refractive index of the first diffraction plate may be different from any one of length, height, width (or thickness) or refractive index of the second diffraction plate. For example, when the length of the first diffraction plate is 20 mm, the height is 12 mm, and the width is 8 mm, any one of the length, height, or width of the second diffraction plate 1 may be different from that of the diffraction plate. For another example, when the refractive index of the first diffraction plate is 1.79, the refractive index of the second diffraction plate may be 1.61.
회절판(150)이 서로 다른 굴절율을 가지는 재질의 회절판들로 상호 교체되는 경우, 회절판(150)에 사용된 물질의 굴절률에 따라, 획득한 좌우 영상이 차이가 달라질 수 있다. 또한, 회절판(150)에 사용된 물질의 굴절률에 따라, 삼차원 영상의 깊이 정보, 원근감 정보 또는 시차 정보가 변경될 수 있다. When the diffraction plate 150 is replaced with diffraction plates made of materials having different refractive indices, the obtained left and right images may be different according to the refractive index of the material used in the diffraction plate 150. In addition, depending on the refractive index of the material used in the diffraction plate 150, depth information, perspective information or parallax information of the 3D image may be changed.
회절판(150)이 복수의 회절판 중 어느 하나의 회절판에서 다른 하나의 회절판으로 교체되는 것은, 사용자에 의해 수동적으로 이루어질 수도 있고, 기계 또는 전자적인 모듈을 통해 자동적으로 이루어질 수도 있다. Replacement of the diffraction plate 150 from one of the plurality of diffraction plates to the other diffraction plate may be made manually by a user, or may be made automatically through a mechanical or electronic module.
회절판(150)은 복수의 서브 회절판의 접합에 의하여 형성될 수도 있다. 이 때, 제 1 서브 회절판은 제 2 서브 회절판과 다른 것일 수도 있고, 같은 것일 수도 있다. 일 예로, 제 1 서브 회절판의 길이, 높이, 폭(또는 두께) 또는 굴절률 중 어느 하나는 제 2 서브 회절판의 길이, 높이, 폭(또는 두께) 또는 굴절률 중 어느 하나와 다를 수 있다. The diffraction plate 150 may be formed by bonding a plurality of sub diffraction plates. At this time, the first sub diffraction plate may be different from or the same as the second sub diffraction plate. For example, any one of length, height, width (or thickness) or refractive index of the first sub diffraction plate may be different from any one of length, height, width (or thickness) or refractive index of the second sub diffraction plate.
일 예로, 회절판이 제 1 서브 회절판 및 제 2 서브 회절판을 포함한 상태에서, 제 1 서브 회절판 및 제 2 회절판 중 어느 하나가 제거되는 경우, 삼차원 영상의 깊이 정보, 원근감 정보 또는 시차 정보 중 적어도 하나가 변경될 수 있다. 다른 예로, 회절판이 제 1 서브 회절판 및 제 2 서브 회절판을 포함한 상태에서, 제 3 서브 회절판이 추가되는 경우, 삼차원 영상의 깊이 정보, 원근감 정보 또는 시차 정보 중 적어도 하나가 변경될 수 있다. 이 때, 서브 회절판의 추가 또는 제거는 사용자에 의해 수동적으로 이루어질 수도 있고, 기계 또는 전자적인 모듈을 통해 자동적으로 이루어질 수도 있다. 회절판은 서브 회절판들이 상호간에 접합됨으로써, 형성될 수 있다. For example, when one of the first and second diffraction plates is removed while the diffraction plate includes the first sub diffraction plate and the second sub diffraction plate, depth information, perspective information, or parallax of the 3D image is removed. At least one of the information may be changed. As another example, when the third sub diffraction plate is added while the diffraction plate includes the first sub diffraction plate and the second sub diffraction plate, at least one of depth information, perspective information, or parallax information of the 3D image may be changed. have. At this time, the addition or removal of the sub-diffraction plate may be made manually by a user, or may be made automatically through a mechanical or electronic module. The diffraction plate can be formed by bonding the sub diffraction plates to each other.
만약, 동일한 재질을 사용한 경우 회절판(150)의 회전 각도에 비례하여 좌우 영상의 차이가 커질 수 있으나, 동일한 회전 각도의 경우, 회절판(150)의 재질의 굴절률이 큼에 따라 좌우 영상의 차이가 커질 수 있다. 유리, 플라스틱 등등은 각 고유의 굴절률을 가지고 있다. If the same material is used, the difference in the left and right images may be increased in proportion to the rotation angle of the diffraction plate 150. However, in the case of the same rotation angle, the difference in the left and right images as the refractive index of the material of the diffraction plate 150 is large. Can be increased. Glass, plastics, etc. each have their own refractive index.
획득하는 좌우 영상의 경우 스넬의 법칙(Snell's Law)을 따라 계산이 되며, 빛이 특정 매질을 투과하게 되면 빛의 굴절(즉, 공기 중에서 매질로의 빛의 입사시)이 일어나고 일정한 두께를 지나 다시 굴절 현상(즉, 매질에서 공기 중으로 빛의 출사시)이 일어나게 되며, 이 2 번의 굴절 현상으로 인해 영상을 굴절시키고 획득한 좌우 영상의 차이가 생기는 것이다. The left and right images to be acquired are calculated according to Snell's Law. When light penetrates a specific medium, light refraction occurs (ie, when light enters the medium from the air) and passes over a certain thickness. Refraction occurs (ie, when light is emitted from the medium into the air), and the two refractions cause the difference between the left and right images obtained by refracting the image.
표 1은 본 발명의 회절판(150)에 사용할 수 있는 재질의 예와 그 굴절율을 나타낸다. Table 1 shows an example of a material that can be used for the diffraction plate 150 of the present invention and its refractive index.
표 1
Figure PCTKR2015000115-appb-T000001
Table 1
Figure PCTKR2015000115-appb-T000001
회절판(150)은 BK7(붕규산 크라운 유리), 용융 실리카(Fused Silica), 바륨플루오리드(Barium fluoride), 카본(Carbon), 다이아몬드, 용융 게르마니아(FUSED GERMANIA), 브로민화칼륨(Potassium bromide), 염화나트륨(Sodium chloride), 셀렌화 아연(Zinc Selenide), 게르마늄(Germanium), 알루미늄 아세나이드(Aluminium arsenide), 플루오르화칼슘(Calcium fluoride), 불화 마그네슘(Magnesium fluoride), 광학유리(SF11, SF10, SF5), 사파이어(Sapphire), 황화 아연(Zinc sulfide), AMTIR-3, 결정질 실리콘(Crystalline silicon)의 재질 중 하나 이상의 재질이나 그 조합을 통해 이루어질 수 있다. Diffraction plate 150 is BK7 (borosilicate crown glass), fused silica (Fused Silica), barium fluoride (Barium fluoride), carbon (Carbon), diamond, fused germania (FUSED GERMANIA), potassium bromide (Potassium bromide), Sodium chloride, Zinc Selenide, Germanium, Aluminum arsenide, Calcium fluoride, Magnesium fluoride, Optical glass (SF11, SF10, SF5) ), Sapphire (Sapphire), zinc sulfide (Zinc sulfide), AMTIR-3, crystalline silicon (Crystalline silicon) may be made of one or more materials or combinations thereof.
제어부(160)는 회절판(150)이 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치될 때 촬영장치에 의해 제 1 영상이 획득되도록 회절판(150) 및 촬영장치(190)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 회절판(150)이 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치될 때 촬영장치(190)에 의해 제 2 영상이 획득되도록 회절판(150) 및 촬영장치(190)를 제어할 수 있다. The controller 160 may control the diffraction plate 150 and the imaging device 190 to acquire the first image by the imaging apparatus when the diffraction plate 150 is positioned at the first position corresponding to the first direction. . In addition, the control unit 160 is the diffraction plate 150 and the imaging device 190 so that the second image is obtained by the imaging device 190 when the diffraction plate 150 is located at a second position corresponding to the second direction. Can be controlled.
제어부(160)는 사용자 디바이스로부터 수신된 입력에 기초하여 회절판(150)의 동작을 제어 또는 변경하기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다. 이 때, 사용자 디바이스는 도 3에 도시된 안경형 디바이스(200)일 수도 있고, 별도의 제어 디바이스일 수도 있다. 또한, 제어부(160)는 회절판(150)의 동작을 변경하기 위한 제어 명령을 생성하여 회절판(150)으로 직접 전송할 수도 있고, 회절판(150)의 동작을 위해, 회절판(150)을 회전시키는 모터부(180)로 전송할 수도 있다. The controller 160 may generate a control command for controlling or changing the operation of the diffraction plate 150 based on an input received from the user device. In this case, the user device may be the spectacle device 200 shown in FIG. 3, or may be a separate control device. In addition, the controller 160 may generate a control command for changing the operation of the diffraction plate 150 and transmit the control command directly to the diffraction plate 150. For the operation of the diffraction plate 150, the control unit 150 may be used. It may be transmitted to the motor unit 180 to rotate.
사용자 디바이스는 제 1 삼차원 영상 및 제 2 삼차원 영상을 인식하기 위한 안경형 디바이스일 수 있다. 이와 같은 안경형 디바이스(200)는 앞서 설명된 바와 같이 패시브 안경형 디바이스 또는 액티브 안경형 디바이스일 수 있다. The user device may be a spectacle device for recognizing the first three-dimensional image and the second three-dimensional image. Such spectacle device 200 may be a passive spectacle device or an active spectacle device as described above.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터부(180)는 모터와 모터구동부를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the motor unit 180 may include a motor and a motor driving unit.
모터는 회절판(150)을 일정한 각도와 주기로 회전시키는 모터로, 모터의 회전축은 회절판(150)이 삽입된 회절판틀(150)의 밑면에 연결되어 있으며, 모터구동부에 의해 구동될 수 있다. 모터로서 스테핑 모터가 사용될 수 있으며, 모터는 입력 신호에 따라 일정 각도(예로, 1.8도)씩 회전하도록 이루어질 수 있다. The motor is a motor for rotating the diffraction plate 150 at a constant angle and period, the rotation axis of the motor is connected to the bottom surface of the diffraction plate frame 150, the diffraction plate 150 is inserted, can be driven by the motor driving unit. . A stepping motor may be used as the motor, and the motor may be configured to rotate by a predetermined angle (eg, 1.8 degrees) according to the input signal.
본 발명에서 모터부(180)는 스테핑 모터뿐만이 아니라, 회절판과 회절판의 고정 장치를 회전할 수 있는 어떠한 장치(DC / AC / Servo / Brushless DC / Hysteresis / Reluctance / Universal 모터 모두 적용이 가능함)일 수 있다. 예를 들어, 모터로서 스테핑 모터, DC 모터, AC 모터, 서보 모터 중 어느 하나가 사용될 수 있다. In the present invention, the motor unit 180 is not only a stepping motor, but also any device capable of rotating the diffraction plate and the fixing device of the diffraction plate (DC / AC / Servo / Brushless DC / Hysteresis / Reluctance / Universal motor can be applied) Can be. For example, any one of a stepping motor, a DC motor, an AC motor, and a servo motor may be used as the motor.
모터부(180), 모터 또는 모터구동부는, 제어부(160)로부터 수신된 제어 명령에 따라 구동될 수 있다. 이 때, 제어 명령은 모터 제어 명령 또는 모터 제어 신호일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회절판(150)의 회전 속도, 즉, 모터의 회전속도의 제어를 통해, 영상의 프레임수가 조절될 수 있다. 또한, 회절판(150)의 회전 각도, 즉, 모터의 회전각도의 제어를 통해, 사람이 인식하는 삼차원 영상의 깊이가 조절될 수 있다. 모터의 최소 회전속도는 사람이 영상이 관찰할 때 끊김(깜빡임) 현상 없이 관찰되는 24Hz로 결정될 수 있다. 최종적으로 관찰되는 삼차원 영상이 끊김 없이 관찰되기 위해서는 24Hz 이상의 회전속도가 필요할 수 있으나, 본 발명에서 모터의 회전속도가 반듯이 24Hz 이상이어야 함을 의미하는 것은 아니며, 경우에 따라서는 모터의 회전속도는 24Hz 이하일 수도 있다. The motor unit 180, the motor, or the motor driving unit may be driven according to a control command received from the controller 160. In this case, the control command may be a motor control command or a motor control signal. According to an embodiment of the present invention, the number of frames of the image may be adjusted by controlling the rotation speed of the diffraction plate 150, that is, the rotation speed of the motor. In addition, through the control of the rotation angle of the diffraction plate 150, that is, the rotation angle of the motor, the depth of the 3D image recognized by a person may be adjusted. The minimum rotational speed of the motor can be determined at 24Hz, which is observed without any interruption (flicker) when the image is viewed by a person. The final observed three-dimensional image may require a rotational speed of 24 Hz or more in order to observe seamlessly, but the present invention does not mean that the rotational speed of the motor must be 24 Hz or more. In some cases, the rotational speed of the motor is 24 Hz. The following may be sufficient.
좌측 및 우측 영상을 순차적으로 획득 시 1개의 좌측 영상과 1개의 우측 영상이 1개의 삼차원 영상 정보를 만들 수 있다. 일반적으로 초당 표현(display)되는 영상이 24 프레임 이상인 경우, 사람이 끊김을 인식하지 못한다는 것을 감안하여, 삼차원 영상의 프레임 역시 초당 24 프레임 이상에서 결정될 수 있다. 이를 위해, 회절판(150)의 회전 속도 역시 높여질 수 있다. When the left and right images are acquired sequentially, one left image and one right image may generate one three-dimensional image information. In general, when an image displayed per second is 24 frames or more, a frame of the 3D image may also be determined at 24 frames or more per second, in consideration of the fact that a person does not recognize a break. To this end, the rotation speed of the diffraction plate 150 may also be increased.
영상 출력부(170)는 촬영장치(190)로부터 수신된 제 1 영상 및 제 2 영상에 기초하여 물체(110)의 제 1 삼차원 영상을 생성하고, 제 1 삼차원 영상을 디스플레이(300)로 출력할 수 있다. The image output unit 170 may generate a first three-dimensional image of the object 110 based on the first image and the second image received from the photographing apparatus 190, and output the first three-dimensional image to the display 300. Can be.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(160)는 사용자 디바이스로부터 수신된 입력에 기초하여 회절판(150)의 동작을 변경하기 위한 제어 명령을 생성하고, 영상 출력부(170)는 회절판(150)의 변경된 동작에 대응하는 상기 물체의 제 2 삼차원 영상을 생성할 수 있다. 일 예로, 제어부(160)는 사용자 디바이스로부터 수신된 입력에 기초하여 회절판(150)의 회전 각도를 변경하기 위한 제어 명령을 생성하고, 영상 출력부(170)는 회절판(150)의 동작이 변경된 이후에, 제 1 삼차원 영상과 다른 제 2 삼차원 영상을 생성할 수 있다. According to one embodiment of the invention, the controller 160 generates a control command for changing the operation of the diffraction plate 150 based on an input received from the user device, the image output unit 170 is a diffraction plate ( The second 3D image of the object corresponding to the changed operation of 150 may be generated. For example, the controller 160 generates a control command for changing the rotation angle of the diffraction plate 150 based on an input received from the user device, and the image output unit 170 may not operate the diffraction plate 150. After the change, a second three-dimensional image different from the first three-dimensional image may be generated.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회절판(150)은 제어부(160)의 제어 명령에 기초하여, 회절판(150)의 회전 각도가 제 1 회전 각도에서 제 2 회전 각도로 변경되도록, 동작을 변경할 수 있다. 이 경우, 제 2 삼차원 영상의 깊이 정보 또는 원근감 정보는 제 1 삼차원 영상의 깊이 정보 또는 원근감 정보와 다른 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the diffraction plate 150 performs an operation such that the rotation angle of the diffraction plate 150 is changed from the first rotation angle to the second rotation angle based on the control command of the control unit 160. You can change it. In this case, the depth information or perspective information of the second 3D image may be different from the depth information or perspective information of the first 3D image.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회절판(150)은 제어 명령에 기초하여, 회절판(150)의 회전 속도가 제 1 회전 속도에서 제 2 회전 속도로 변경되도록, 동작을 변경할 수 있다. 이 경우, 제 2 삼차원 영상의 프레임 정보는 제 1 삼차원 영상의 프레임 정보와 다른 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the diffraction plate 150 may change an operation such that the rotation speed of the diffraction plate 150 is changed from the first rotation speed to the second rotation speed based on the control command. In this case, the frame information of the second 3D image may be different from the frame information of the first 3D image.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(160)는 디스플레이(300)를 통해 제 1 영상이 출력되는 동안 제 1 안경부를 투명하게 하고, 제 2 안경부를 비투명하게 하는 제어 명령을 생성할 수 있다. 이 때, 제어 명령은 안경 제어 명령 또는 안경 제어 신호일 수 있다. 또한, 제어부(160)는 디스플레이(300)를 통해 제 2 영상이 출력되는 동안 제 1 안경부를 비투명하게 하고, 제 2 안경부를 투명하게 하는 제어 명령을 생성할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 생성한 적어도 하나의 제어 명령을 사용자 디바이스로 전송할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the controller 160 may generate a control command to make the first eyeglasses transparent and the second eyeglasses non-transparent while the first image is output through the display 300. . In this case, the control command may be an eyeglass control command or an eyeglass control signal. In addition, the controller 160 may generate a control command to make the first glasses portion transparent and the second glasses portion transparent while the second image is output through the display 300. In addition, the controller 160 may transmit the generated at least one control command to the user device.
사용자 디바이스는 안경형 디바이스(200)일 수 있다. 또한, 제 1 안경부는 안경형 디바이스(200)의 좌안 안경 렌즈 또는 우안 안경 렌즈 어느 하나일 수 있고, 제 2 안경부는 좌안 안경 렌즈 또는 우안 안경 렌즈 다른 하나일 수 있다. The user device may be the spectacle device 200. In addition, the first spectacle portion may be either a left eye spectacle lens or a right eye spectacle lens of the spectacle device 200, and the second spectacle portion may be another left eye spectacle lens or a right eye spectacle lens.
제어부(160)는 생성한 적어도 하나의 제어 명령을 안경형 디바이스(200)로 전송할 수 있다. 이 때, 사용자 디바이스는 안경형 디바이스(200)와 다른 별도의 제어 디바이스일 수 있다. 별도의 제어 디바이스는 안경형 디바이스(200)와 별도로 구성될 수도 있으나, 안경형 디바이스(200)의 일부 모듈로서 안경형 디바이스(200)에 포함될 수도 있다. 제어 디바이스의 일 예는 하드웨어 버튼, 그래픽 아이콘 모듈, 스마트폰, 터치 입력 모듈 등 다양한 형태 중 어느 하나일 수 있다. The controller 160 may transmit the generated at least one control command to the spectacle device 200. In this case, the user device may be a separate control device from the spectacle device 200. The separate control device may be configured separately from the spectacle device 200, but may be included in the spectacle device 200 as some modules of the spectacle device 200. An example of the control device may be any one of various forms such as a hardware button, a graphic icon module, a smart phone, and a touch input module.
사용자 디바이스는 모바일 디바이스일 수 있다. 일 예로, 제어부(160)는 모바일 디바이스에 앱을 통해 설치된 사용자 인터페이스를 통해 모바일 디바이스로부터 삼차원 영상 생성 디바이스(100), 촬영 장치(190), 안경형 디바이스(200) 또는 디스플레이(300) 중 적어도 하나를 제어하기 위한 입력 또는 삼차원 영상의 특성을 변경하기 위한 입력을 수신하고, 이와 같은 입력에 대응하여 삼차원 영상을 생성하기 위한 동작을 수행하고, 영상 출력부(170)는 생성한 삼차원 영상을 안경형 디바이스(200)로 제공할 수 있다. 또한, 삼차원 영상의 특성은 삼차원 영상의 깊이감, 원근감, 시차, 프레임 또는 해상도 등일 수 있다. The user device may be a mobile device. For example, the controller 160 controls at least one of the 3D image generating device 100, the photographing apparatus 190, the spectacle device 200, or the display 300 from the mobile device through a user interface installed through an app on the mobile device. Receiving an input for controlling or an input for changing the characteristics of the three-dimensional image, and performs an operation for generating a three-dimensional image in response to such an input, the image output unit 170 is a glasses-type device ( 200). In addition, the characteristics of the 3D image may be a depth, perspective, parallax, frame or resolution of the 3D image.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 모바일 디바이스는 다양한 형태의 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스는 네트워크를 통해 원격지의 서버에 접속할 수 있는 컴퓨터 또는 휴대용 단말일 수 있다. 여기서, 컴퓨터의 일례에는 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop) 등이 포함되고, 휴대용 단말의 일례에는 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치가 포함될 수 있다. According to various embodiments of the present invention, the mobile device may be various types of devices. For example, the mobile device may be a computer or portable terminal capable of connecting to a remote server via a network. Here, an example of a computer includes a laptop, desktop, laptop, etc., which is equipped with a web browser, and an example of a portable terminal is a wireless communication device that guarantees portability and mobility. Communication System (GSM), Global System for Mobile communications (GSM), Personal Digital Cellular (PDC), Personal Handyphone System (PHS), Personal Digital Assistant (PDA), International Mobile Telecommunication (IMT) -2000, Code Division Multiple Access (CDMA) All types of handheld-based wireless communication devices such as 2000, W-CDMA (W-Code Division Multiple Access), Wibro (Wireless Broadband Internet) terminals, smartphones, tablet PCs, etc. may be included. .
촬영장치(190)는 카메라(197)와 렌즈(192)를 포함하여 이루어질 수 있다. The photographing apparatus 190 may include a camera 197 and a lens 192.
렌즈(192)는 결상렌즈일 수 있고, 촬영장치(190)의 앞단에 설치되며, 대상물에 근접하게 위치하여 촬영 대상물의 영상이 입사될 수 있다. 렌즈(192)를 통하여 입사되는 상을 수렴시켜 입사동점이 형성될 수 있다. The lens 192 may be an imaging lens, may be installed at the front end of the photographing apparatus 190, and may be positioned in close proximity to an object to receive an image of the object to be photographed. An incident tie may be formed by converging an image incident through the lens 192.
카메라(197)는 CMOS 카메라이거나 CCD(Charge Coupled Device) 카메라 일 수 있다. 카메라(197)는, 카메라(197)에 포함되는 CCD로부터 출력되는 수직 주파수에 기초하여, 좌안의 영상과 우안의 영상을 순차적으로 획득하여 출력할 수 있다. The camera 197 may be a CMOS camera or a charge coupled device (CCD) camera. The camera 197 may sequentially acquire and output the image of the left eye and the image of the right eye based on the vertical frequency output from the CCD included in the camera 197.
도 3을 참조하면, 제어부(160)는 영상 출력부(170)는 별도의 유닛으로 이루어져 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(160)와 영상 출력부(170)는 하나의 마이크로콘트롤유닛(MCU)으로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 하나의 마이크로콘트롤유닛(MCU)은 제어부로 불리울 수 있다. Referring to FIG. 3, the controller 160 includes an image output unit 170 as a separate unit. However, according to an embodiment of the present invention, the controller 160 and the image output unit 170 include one microcontroller. It may also consist of a unit MCU. In this case, one micro control unit (MCU) may be called a control unit.
제어부(160)는 모터부(180) 및 촬영장치(190)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 안경형 디바이스(200)도 제어할 수 있다. 제어부(160)는 모터의 회전 속도, 회전 방향 및 회전 각도를 제어하는 제어 명령을 생성하여 모터부(180)로 출력하며, 안경형 디바이스(200)의 제 1 안경부(예를 들어, 좌안 안경부) 및 제 2 안경부(예를 들어, 우안 안경부)를 제어하기 위한 제어 명령을 생성하여, 안경형 디바이스(200)로 출력할 수 있다. The controller 160 may control the motor unit 180 and the photographing apparatus 190. In addition, the controller 160 may control the spectacle device 200. The controller 160 generates a control command for controlling the rotational speed, the rotational direction, and the rotational angle of the motor and outputs the control command to the motor unit 180, and the first eyeglass unit (eg, the left eyeglass unit) of the spectacle device 200. ) And a control command for controlling the second eyeglass unit (eg, the right eyeglass unit) may be generated and output to the spectacle device 200.
또한, 촬영장치(190)는 삼차원 영상 생성 디바이스(100)에 포함될 수도 있다. 이 때, 촬영장치(190)는 제어부(150)의 제어에 따라, 회절판(150)이 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치될 때 제 1 영상을 획득하고, 회절판(150)이 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치될 때 제 2 영상을 획득할 수 있다. In addition, the photographing apparatus 190 may be included in the 3D image generating device 100. At this time, the photographing apparatus 190 acquires a first image when the diffraction plate 150 is positioned at a first position corresponding to the first direction under the control of the controller 150, and the diffraction plate 150 is When positioned at a second position corresponding to the second direction, a second image may be acquired.
도 4a 및 4b는 삼차원 영상 생성 디바이스의 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4a를 통해 예시하면, 제어부(160)는 디스플레이(300)에 좌측 영상이 화면에 나타날 때, 안경형 디바이스(200)에서 좌안 안경부(좌측 안경알)가 투명해지고 우안 안경부(우측 안경알)가 비투명하게 되도록 제어하는 제어 명령을 출력할 수 있다. 또한, 도 4b를 통해 예시하면, 제어부(160)는 디스플레이(300)에 우측 영상이 화면에 나타날때, 안경형 디바이스(200)에서 우안 안경부(우측 안경알)이 투명해지고 좌안 안경부(좌측 안경알)가 비투명하게 되도록 제어하는 제어 명령을 출력할 수 있다. 이로 인해서 좌측 영상은 사람의 좌안에, 우측 영상은 사람의 우안에 신호를 전달하게 되며, 결과적으로, 사람의 뇌에서 삼차원 정보로 인식될 수 있다. 4A and 4B are diagrams for describing an example of an operation of a 3D image generating device. Referring to FIG. 4A, when the left image is displayed on the display 300, the control unit 160 makes the left eyeglasses (left eyeglasses) transparent and the right eyeglasses (right eyeglasses) of the spectacle device 200. It is possible to output a control command for controlling to be transparent. 4B, when the right image is displayed on the screen, the controller 160 makes the right eyeglass part (right eyeglass) transparent in the spectacle device 200 and the left eyeglass part (left eyeglass). It is possible to output a control command that controls the to be non-transparent. As a result, the left image transmits a signal to the left eye of the person, and the right image transmits a signal to the right eye of the person. As a result, it can be recognized as three-dimensional information in the human brain.
회절판(150)의 회전 속도와 방향, 각도에 따라 사람의 눈에서는 다른 삼차원 입체 영상이 관찰될 수 있다. 이 때, 관찰되는 영상이 실시간으로 관찰 또는 제어될 수 있도록 회절판(150)의 회전 방향, 회전 속도, 정지 시간(관찰 시간)은 최종 영상 관찰에 사용되는 안경형 디바이스(200)의 동작과 동기화될 수 있다. 이를 위해 제어부(160)는 특정한 시간에 회절판(150)이 회전하고 이에 동기되어, 안경형 디바이스(200)가 반응하도록 회절판(150)과 안경형 디바이스(200)를 제어할 수 있다. According to the rotation speed, direction, and angle of the diffraction plate 150, different 3D stereoscopic images may be observed in the human eye. At this time, the rotation direction, rotation speed, and stop time (observation time) of the diffraction plate 150 may be synchronized with the operation of the spectacle device 200 used for the final image observation so that the observed image may be observed or controlled in real time. Can be. To this end, the controller 160 may control the diffraction plate 150 and the spectacle device 200 such that the diffraction plate 150 rotates and synchronizes with the spectacle device 200 at a specific time.
영상 출력부(170)는 카메라에서 출력된 좌안의 영상과 우안의 영상을 수신하여, 디스플레이(300)로 전송할 수 있다. 영상 출력부(170)는 컴퓨터, 마이크로프로세서, MCU 등으로 이루어질 수 있다. The image output unit 170 may receive an image of the left eye and an image of the right eye output from the camera and transmit the image to the display 300. The image output unit 170 may be made of a computer, a microprocessor, an MCU, and the like.
경우에 따라서는 제어부(160)와 영상 출력부(170)는 하나의 연산처리부로 이루어질 수 있으며, 제어부(160)는 안경형 디바이스(200) 뿐만 아니라 카메라도 제어할 수 있다. 카메라와 모터, 안경을 모두를 제어하기 때문에 본 발명의 시스템의 모든 부품들이 서로 동기화될 수도 있다. In some cases, the controller 160 and the image output unit 170 may be formed of one operation processor, and the controller 160 may control the camera as well as the glasses-type device 200. All parts of the system of the present invention may be synchronized with each other because they control both the camera, motor and glasses.
디스플레이(300)는 영상 출력부(170)로부터 수신된 영상을 화면에 디스플레이하는데, 즉, 좌안의 영상과 우안의 영상을 순차적으로 출력할 수 있다. 다만, 앞서 설명된 바와 같이 영상 출력부(170)로부터 수신된 영상은 제 1 방향 편광 필터(예를 들어, 세로 방향 편광 필터)를 통해서만 보여질 수 있도록 가공된 좌 영상과 제 2 방향 편광 필터(예를 들어, 가로 방향 편광 필터)를 통해서만 보여질 수 있도록 가공된 우 영상이 한 화면 내에 배치된 것일 수도 있다. 이 경우, 좌안의 영상과 우안의 영상은 한 화면 내에서 동시에 출력될 수도 있다. 디스플레이(300)의 일 예는 모니터, 프로젝터 등일 수 있다. The display 300 displays the image received from the image output unit 170 on the screen, that is, the image of the left eye and the image of the right eye may be sequentially output. However, as described above, the image received from the image output unit 170 may be processed through a first direction polarization filter (for example, a vertical direction polarization filter), and the left image and the second direction polarization filter ( For example, the processed right image may be arranged in one screen so that it can be viewed only through a horizontal polarization filter. In this case, the image of the left eye and the image of the right eye may be simultaneously output in one screen. One example of the display 300 may be a monitor, a projector, or the like.
안경형 디바이스(200)는, 좌안의 영상과 우안의 영상을 순차적으로 표시하는 디스플레이(300)의 영상을 실시간으로 관찰하기 위해서 사용되는 수단일 수 있다. 안경형 디바이스(200)는 액티브 셔터방식 안경으로서, 액티브 셔터글래스 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 액티브 셔터방식 안경은, 좌측 안경알에 해당하는 좌안 안경부와, 우측 안경알에 해당하는 우안 안경부를 포함할 수 있다. The spectacle device 200 may be a means used for observing an image of the display 300 which sequentially displays an image of a left eye and an image of a right eye in real time. The spectacle device 200 is an active shutter glasses, and may include an active shutter glass module (not shown). In addition, the active shutter glasses may include a left eye glasses corresponding to the left eyeglasses, and a right eye glasses corresponding to the right eyeglasses.
액티브 셔터글래스 모듈(미도시)은 액티브 셔터방식 안경의 좌안 안경부와 우안 안경부를 제어하기 위한 수단으로, 제어부(160)는 제어 명령을 이용하여 좌안 안경부와 우안 안경부 중의 어느 하나를 투명하게 하고, 다른 하나를 비투명하도록 제어할 수 있다. The active shutter glass module (not shown) is a means for controlling the left eye glasses and the right eye glasses of the active shutter glasses, and the controller 160 transparently controls any one of the left eye glasses and the right eye glasses by using a control command. And control the other to be non-transparent.
안경형 디바이스(200)는 삼차원 영상 생성 디바이스(100)에 포함될 수도 있다. 이 때, 안경형 디바이스(200)는 디스플레이(300)를 통해 제 1 영상이 출력되는 동안 제 1 안경부를 투명하게 하고, 제 2 안경부를 비투명하게 하되, 디스플레이(300)를 통해 제 2 영상이 출력되는 동안 상기 제 1 안경부를 비투명하게 하고, 제 2 안경부를 투명하게 할 수 있다. 또한, 안경형 디바이스(200)는 제어부(150)의 제어에 따라 이와 동작을 수행할 수 있다. The spectacle device 200 may be included in the 3D image generating device 100. At this time, the spectacle device 200 makes the first spectacles transparent and the second spectacles non-transparent while the first image is output through the display 300, but the second image is output through the display 300. The first spectacles may be made non-transparent while the second spectacles are transparent. In addition, the spectacle device 200 may perform this operation under the control of the controller 150.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 삼차원 영상 생성 디바이스는 제 1 방향과 제 2 방향으로 교번하여 회전하는 회절판(150), 회절판(150)이 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치될 때 촬영장치(190)에 의해 제 1 영상이 획득되도록 하고, 회절판(150)이 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치될 때 촬영장치(190)에 의해 제 2 영상이 획득되도록 하는 제어부(160) 및 제 1 영상 및 제 2 영상에 기초하여 삼차원 영상을 생성하는 영상 출력부(170)를 포함할 수 있다. 이 때, 회절판(150)의 하단에 모터의 회전축이 장착되고, 제어부(160)는 제어 명령을 이용하여 모터를 제어하되, 제어부(160)는 모터가 상기 제 1 방향과 제 2 방향으로 교번하여 회전하도록 하는 제어 명령을 생성하여 모터로 출력할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the three-dimensional image generating device is to be positioned in the first position corresponding to the first direction and the diffraction plate 150, the diffraction plate 150 rotates alternately in the first direction and the second direction A control unit to acquire a first image by the photographing apparatus 190 and to acquire a second image by the photographing apparatus 190 when the diffraction plate 150 is positioned at a second position corresponding to the second direction. And an image output unit 170 that generates a 3D image based on the first image and the second image. At this time, the rotary shaft of the motor is mounted on the lower end of the diffraction plate 150, the control unit 160 controls the motor by using a control command, the control unit 160 is the motor alternately in the first direction and the second direction Can generate a control command to rotate the motor and output it to the motor.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 삼차원 영상은 제 1 영상 및 제 2 영상을 포함할 수 있다. 이 때, 삼차원 영상은 하나의 화면 또는 프레임을 통해 제 1 영상과 제 2 영상을 동시에 포함할 수도 있고, 다수의 화면 또는 프레임을 통해 제 1 영상과 제 2 영상을 순차적으로 포함할 수도 있다. 또한, 삼차원 영상은 제 1 영상과 제 2 영상으로부터 가공된 새로운 영상일 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, the 3D image may include a first image and a second image. In this case, the 3D image may include the first image and the second image at the same time through one screen or frame, or may include the first image and the second image sequentially through a plurality of screens or frames. Also, the 3D image may be a new image processed from the first image and the second image.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 회절판(150)과 물체 사이에 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 적어도 하나의 렌즈는 대물렌즈일 수 있으며, 이와 같은 대물렌즈를 통해 시야가 한곳으로 포커싱될 수 있도록 하는 광학계가 구성될 수 있다. 이를 통해, 실제 인간의 시야구조와 비슷한 광학계가 구성됨으로써, 보다 사실적인 입체감을 제공하는 삼차원 영상이 생성될 수 있다. 이와 같은 렌즈의 일 예는 도 2d에 도시된 렌즈일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the 3D image generating device 100 may further include a lens unit (not shown) including at least one lens between the diffraction plate 150 and the object. In this case, the at least one lens may be an objective lens, and an optical system may be configured to allow the field of view to be focused to one place through the objective lens. As a result, an optical system similar to a human visual structure may be configured to generate a three-dimensional image that provides a more realistic three-dimensional effect. An example of such a lens may be the lens shown in FIG. 2D.
렌즈부(도시되지 않음)의 적어도 하나의 렌즈는 렌즈휠 내에서 배치될 수 있다. 또한, 렌즈휠은 원형으로 제작되어, 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 이 때, 렌즈휠의 회전운동에 따라 회절판(150)과 물체 사이에 위치하는 렌즈가 변경될 수 있으며, 이로 인하여 삼차원 영상의 특징이 변경될 수 있다. 삼차원 영상의 특징은 앞서 설명된 바와 같은, 깊이, 원근감, 시차 등일 수 있다. At least one lens of the lens unit (not shown) may be disposed in the lens wheel. In addition, the lens wheel may be manufactured in a circular shape, and may include a plurality of lenses. In this case, the lens positioned between the diffraction plate 150 and the object may be changed according to the rotational movement of the lens wheel, thereby changing the characteristics of the three-dimensional image. The characteristic of the 3D image may be depth, perspective, parallax, or the like as described above.
서로 다른 성능을 갖는 렌즈(또는 대물렌즈가 렌즈휠을 통해 상황에 따라 교체되는 경우, 마치 인간의 다양한 초점거리를 모사하는 것과 같이, 서로 다른 초점거리에 따라 원근감이나 초점이 맺힌 부분의 선명도를 다르게 제어할 수 있다. When lenses with different performances (or objectives are replaced depending on the situation through the lens wheel), the sharpness of the perspective or the focusing point is different depending on the different focal lengths, as if to simulate various human focal lengths. Can be controlled.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회절판의 굴절률, 회전 속도, 회전 각도, 중류 및 렌즈의 종류 등 앞서 언급된 다양한 파라미터들이 서로 다르게 결정됨으로써, 삼차원 영상의 해상도, 밝기, 깊이감, 원근감, 시차 등이 서로 달라질 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 영상 생성 방법 및 디바이스는 사용환경, 사용목적 또는 실시간 조절 등에 따라 맞춤형 삼차원 영상을 제공할 수 있다. 일 예로, 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 의료용으로 사용될 때, Full 해상도를 지원한다거나, 내시경, 현미경으로 사용 시 더욱 밝은 영상을 제공할 수 있다. 또한, 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 패시브 안경형 디바이스를 위한 삼차원 영상을 생성함으로써, 모다 간단하게 다수의 사용자에게 동시에 삼차원 영상을 제공할 수 있도록 할 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, the above-mentioned various parameters such as the refractive index, the rotational speed, the rotation angle, the midstream, and the type of the lens of the diffraction plate are determined differently, so that the resolution, brightness, depth, perspective, parallax of the 3D image is different. And so on. Through this, the method and device for generating a 3D image according to an embodiment of the present invention may provide a customized 3D image according to a usage environment, a purpose of use, or real time adjustment. For example, when the 3D image generating device 100 is used for medical purposes, the 3D image generating device 100 may support full resolution, or may provide a brighter image when used as an endoscope or a microscope. In addition, the 3D image generating device 100 may generate a 3D image for the passive spectacle device so that all of the 3D image generating apparatus 100 may simultaneously provide the 3D image to a plurality of users.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 삼차원 영상 생성 디바이스의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 6은 도 5의 회절판과 모터 회전축의 체결을 설명하기 위한 분해사시도이다. 5 is a view for explaining the configuration of the three-dimensional image generating device according to an embodiment of the present invention. 6 is an exploded perspective view for explaining the fastening of the diffraction plate and the motor rotating shaft of FIG.
도 5를 참조하여, 카메라 거치대(199)에 위에 촬영장치(190), 즉 렌즈(192)가 장착된 카메라(197)가 거치될 수 있다. 또한, 카메라 거치대(199)와 이격되어, 모터 거치대(189)가 장착되되, 모터 거치대(189)의 일측에, 모터부(180)의 모터부 하우징(181)이 장착될 수 있다. Referring to FIG. 5, a camera 197 on which a photographing apparatus 190, that is, a lens 192 is mounted, may be mounted on a camera holder 199. In addition, while being spaced apart from the camera cradle 199, the motor cradle 189 is mounted, one side of the motor cradle 189, the motor housing 181 of the motor unit 180 may be mounted.
모터부 하우징(181)의 내측에는 모터 및 모터구동부가 내장되며, 모터의 회전축(188)은 모터부 하우징(181)의 상면에 있는 통공을 통해 회절판(150)과 결합될 수 있다. The motor and the motor driving unit are built in the motor housing 181, and the rotation shaft 188 of the motor may be coupled to the diffraction plate 150 through a through hole in the upper surface of the motor housing 181.
도 6을 참조하면, 회절판(150)은 회절판틀(157)에 구비된 통공인, 회절판 삽입공(151) 내에 삽입될 수 있다. 회절판틀(157)의 하면에는 가운데 회전축 삽입홈(187)을 가진 막대형태의 회절판틀 결합부(156)가 연설될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이 회절판(150)는 원통형으로 이루어질 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Referring to FIG. 6, the diffraction plate 150 may be inserted into the diffraction plate insertion hole 151, which is a through hole provided in the diffraction plate frame 157. On the bottom surface of the diffraction plate frame 157, a rod-shaped diffraction plate frame coupling portion 156 having a center rotation shaft insertion groove 187 may be spoken. In addition, as shown in FIG. 6, the diffraction plate 150 may be formed in a cylindrical shape, but is not limited thereto.
회절판틀 고정부(159)는 막대형태일 수 있고, 가운데 회전축 삽입홈(187)을 가진 수단으로, 모터의 회전축(188)의 일단의 양측에 회절판틀 결합부(156)와 회절판틀 고정부(159)가 장착된 후, 나사 삽입공(152)에 삽입되는 나사(153)를 통해 고정될 수 있다. The diffraction plate frame fixing portion 159 may be in the form of a rod, and has a central rotation shaft insertion groove 187, and the diffraction plate coupling portion 156 and the diffraction plate frame on both sides of one end of the rotation shaft 188 of the motor. After the fixing part 159 is mounted, the fixing part 159 may be fixed through the screw 153 inserted into the screw insertion hole 152.
회절판틀 결합부(156)와 회절판틀 고정부(159)과 결합하면서, 회전축 삽입홈(187)들에 의해 통공이 형성되고, 상기 통공에 모터의 회전축(188)이 삽입되며, 회절판틀 결합부(156)와 회절판틀 고정부(159)는 나사(153)에 의해 고정될 수 있다. In combination with the diffraction plate frame engaging portion 156 and the diffraction plate frame fixing portion 159, a through hole is formed by the rotating shaft insertion grooves 187, and the rotating shaft 188 of the motor is inserted into the through hole, and the diffraction plate The frame coupling part 156 and the diffraction plate frame fixing part 159 may be fixed by the screw 153.
모터 거치대(189)와 이격되어 물체 거치대(119)가 위치될 수 있고, 물체 거치대(119)의 위에 올려진 물체는 촬영장치(190)을 통해 촬상될 수 있다. The object holder 119 may be spaced apart from the motor holder 189, and an object placed on the object holder 119 may be captured by the photographing apparatus 190.
도 7은 도 5의 삼차원 영상 생성 디바이스의 구성의 일 예이다. 또한, 도 8은 도 6의 회절판과 모터 회전축의 체결을 나타내는 분해사시도의 일 예이다. FIG. 7 is an example of a configuration of the 3D image generating device of FIG. 5. 8 is an example of an exploded perspective view showing the fastening of the diffraction plate and the motor rotating shaft of FIG.
도 3, 도 5, 도 7를 참조하면, 회절판(150)은 물체(110)와 촬영장치(190)의 사이에 위치되되, 촬영장치(190)의 렌즈(192)와 촬영 대상물(110)에 근접되게 설치될 수 있다. 3, 5, and 7, the diffraction plate 150 is positioned between the object 110 and the photographing apparatus 190, and the lens 192 and the photographing target 110 of the photographing apparatus 190 are provided. It can be installed close to.
본 발명에서, 회절판(150)이 촬영장치의 렌즈(192)의 초점거리에 보다 가까운 위치에 위치되는 경우, 보다 작은 크기의 회절판이 사용될 수도 있다. 즉, 회절판(150)의 크기 외에도 회절판의 위치에 따라 크기가 다른 광학계가 선택적으로 사용될 수 있다. 촬영장치의 렌즈(192)가 복수의 렌즈로 이루어진 렌즈 시스템으로 이루어진 경우, 회절판(150)을 촬영장치의 렌즈 시스템 사이에 위치시킬 수 있고, 이 경우 사용하는 렌즈 시스템의 구성에 따라, 렌즈의 크기는 줄여질 수 있다. In the present invention, when the diffraction plate 150 is located at a position closer to the focal length of the lens 192 of the imaging apparatus, a smaller size diffraction plate may be used. That is, in addition to the size of the diffraction plate 150, an optical system having a different size may be selectively used according to the position of the diffraction plate. When the lens 192 of the photographing apparatus is composed of a lens system composed of a plurality of lenses, the diffraction plate 150 can be positioned between the lens systems of the photographing apparatus, and in this case, according to the configuration of the lens system to be used, The size can be reduced.
만약, 회절판(150)을 촬영장치의 렌즈(192) 앞에 두면 렌즈의 크기와 동일하게 될 수 있으나, 촬영장치의 렌즈(192) 가운데 두게 되면, 그 크기가 소형화될 수 있다. If the diffraction plate 150 is placed in front of the lens 192 of the photographing apparatus, the size of the lens may be the same as that of the lens. However, if the diffraction plate 150 is placed among the lenses 192 of the photographing apparatus, the size of the diffraction plate 150 may be reduced.
렌즈(192) 구성 방법에는 여러 가지 방법이 존재할 수 있으며, 그 방법에 따라 회절판의 위치 및 크기가 탄력적으로 결정될 수 있다. 렌즈(192)의 시스템의 내부 초점 위치에 회절판이 위치하게 되면, 회절판의 지름을 25mm에서 10mm 이하로 줄일 수도 있다. Various methods may exist in the method of constructing the lens 192, and the position and size of the diffraction plate may be elastically determined according to the method. When the diffraction plate is positioned at the internal focal position of the system of the lens 192, the diameter of the diffraction plate may be reduced from 25 mm to 10 mm or less.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부 및 영상 출력부의 동작을 설명하기 위한 동작 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating operations of a controller and an image output unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
모터의 우측 방향 회전단계로, 제어부(160)는 모터를 우측 방향으로 회전하도록 하는 제어 명령을 모터부(180)의 모터로 전송함으로써, 모터를 우측 방향으로 회전하도록 할 수 있다(S110).In the step of rotating the motor in the right direction, the controller 160 may transmit the control command to rotate the motor in the right direction to the motor of the motor unit 180, thereby allowing the motor to rotate in the right direction (S110).
우안 안경부 투명 제어단계로, 제어부(160)는 모터의 우측 방향 회전단계 후, 우안 안경부(우측 안경알)가 투명해지고 좌안 안경부(좌측 안경알)가 비투명하게 되도록 제어하는 제어 명령을 안경형 디바이스(200)로 전송할 수 있다(S120).In the right eye eyeglasses transparent control step, the control unit 160 controls a control command for controlling the right eye eyeglasses (right eyeglasses) to become transparent and the left eye eyeglasses (left eyeglasses) after the motor rotates in the right direction. In operation S120, it may be transmitted.
우측 영상 제공단계로, 영상 출력부(170)는 촬영장치(190)로부터 우측 영상을 획득하여 디스플레이(300)로 전송하고(S130), 디스플레이(300)는 우측 영상을 표시할 수 있다(S140).In the step of providing the right image, the image output unit 170 may acquire the right image from the photographing apparatus 190 and transmit the image to the display 300 (S130), and the display 300 may display the right image (S140). .
모터의 좌측 방향 회전단계로, 제어부(160)는 모터를 좌측 방향으로 회전하도록 하는 제어 명령을 모터부(180)의 모터로 전송함으로써, 모터를 좌측 방향으로 회전하도록 할 수 있다(S210).In the step of rotating the motor in the left direction, the controller 160 may transmit the control command to rotate the motor in the left direction to the motor of the motor unit 180, thereby allowing the motor to rotate in the left direction (S210).
좌안 안경부 투명 제어단계로, 제어부(160)는 모터의 좌측 방향 회전단계 후, 좌안 안경부(좌측 안경알)가 투명해지고 우안 안경부(우측 안경알)가 비투명하게 되도록 제어하는 제어 명령을 안경형 디바이스(200)로 전송할 수 있다(S220).In the left eyeglasses transparent control step, the control unit 160 controls a control command to control the left eyeglasses (left eyeglasses) to become transparent and the right eyeglasses (right eyeglasses) to become non-transparent after the motor rotates in the left direction. In operation S220, the transmission may be performed.
좌측 영상 제공단계로, 영상 출력부(170)는 촬영장치(190)로부터 좌측 영상을 획득하여 디스플레이(300)로 전송하고(S230), 디스플레이(300)는 좌측 영상을 표시할 수 있다(S240).In a step of providing a left image, the image output unit 170 may obtain a left image from the photographing apparatus 190 and transmit it to the display 300 (S230), and the display 300 may display a left image (S240). .
제어부(160) 및 영상 출력부(170)의 구동은,제어부(160)의 작동이 시작됨과 동시에 모터의 회전이 시작되며, 모터의 특성상 입력 신호에 따라 일정 각도씩 회전하게 되고, 회전 각도에 이를 때까지 회전 후, 모터가 일시적으로 멈추면, 삼차원 안경 제어와, 카메라의 영상 획득을 진행시키고 획득한 영상을 사용자가 디스플레이(300)를 통해서 관찰할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 제어부(160) 및 영상 출력부(170)는 이 모든 프로세스가 끝나면 모터는 좌측 방향으로 돌기 시작하면서 같은 과정을 반복할 수 있다. The driving of the control unit 160 and the image output unit 170, the operation of the control unit 160 and at the same time the rotation of the motor, the characteristics of the motor rotates by a predetermined angle according to the input signal, the rotation angle After the rotation until the motor is temporarily stopped, the three-dimensional glasses control, and the camera can proceed to acquire the image can be observed by the user through the display 300. In addition, the control unit 160 and the image output unit 170 may repeat the same process while the motor starts to rotate in the left direction after all these processes.
본 발명은, 단안 카메라와 회절판을 모터에 장착하여 모터의 회전에 따라 교번하여 좌측, 우측 영상을 얻을 수 있으며, 사용자는 이를 컴퓨터나 프로젝터를 이용하여 실시간으로 삼차원 영상으로서 관찰할 수 있다. According to the present invention, a monocular camera and a diffraction plate may be mounted on a motor to alternately obtain left and right images according to the rotation of the motor, and the user may observe this as a three-dimensional image in real time using a computer or a projector.
본 발명에서는, 단일 카메라로 단일광학계를 이루는 경우로, 2개의 다른 카메라를 사용하는 것과 달리 하나의 카메라를 사용하기 때문에 이를 사용하여 획득한 영상의 특성이 동일하여, 동일한 영상 특성을 가지는 영상으로 삼차원 영상을 획득하게 됨으로써, 시각 피로가 없다. In the present invention, in the case of forming a single optical system with a single camera, unlike using two different cameras, since one camera is used, the characteristics of an image obtained by using the same are the same, and thus the image having the same image characteristics is three-dimensional. By acquiring the image, there is no visual fatigue.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 영상 생성 방법을 나타낸 동작 흐름도이다. 도 10의 삼차원 영상 생성 방법은 앞서 도면들을 통해 설명된 삼차원 영상 생성 시스템(1) 또는 삼차원 영상 생성 디바이스(100)에 의해 수행되는 것이므로, 이하에서 설명되지 아니한 내용은 앞서의 도면들을 통해 삼차원 영상 생성 시스템(1) 또는 삼차원 영상 생성 디바이스(100)에 대해 설명된 내용을 준용한다. 10 is a flowchart illustrating a three-dimensional image generating method according to an embodiment of the present invention. Since the three-dimensional image generating method of FIG. 10 is performed by the three-dimensional image generating system 1 or the three-dimensional image generating device 100 described above with reference to the drawings, the contents not described below are three-dimensional image generation through the above drawings. The contents described for the system 1 or the three-dimensional image generating device 100 apply mutatis mutandis.
단계 S1001에서 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 회절판이 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치될 때 촬영장치에 의해 제 1 영상이 획득되도록 회절판 및 촬영장치를 제어할 수 있다. In operation S1001, the 3D image generating device 100 may control the diffraction plate and the imaging apparatus such that the first image is acquired by the imaging apparatus when the diffraction plate is positioned at the first position corresponding to the first direction.
단계 S1002에서 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 회절판이 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치될 때 촬영장치에 의해 제 2 영상이 획득되도록 회절판 및 촬영장치를 제어할 수 있다. 단계 S1003에서 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 촬영장치로부터 수신된 제 1 영상 및 제 2 영상에 기초하여 물체의 제 1 삼차원 영상을 생성할 수 있다. 단계 S1004에서 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 제 1 삼차원 영상을 디스플레이로 출력할 수 있다. 단계 S1005에서 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 사용자 디바이스로부터 수신된 입력에 기초하여 회절판의 동작을 변경하기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다. 단계 S1006에서 삼차원 영상 생성 디바이스(100)는 회절판의 변경된 동작에 대응하는 물체의 제 2 삼차원 영상을 생성할 수 있다. In operation S1002, the 3D image generating device 100 may control the diffraction plate and the imaging apparatus such that the second image is acquired by the imaging apparatus when the diffraction plate is positioned at the second position corresponding to the second direction. In operation S1003, the 3D image generating device 100 may generate a first 3D image of the object based on the first image and the second image received from the photographing apparatus. In operation S1004, the 3D image generating device 100 may output the first 3D image to a display. In operation S1005, the 3D image generating device 100 may generate a control command for changing an operation of the diffraction plate based on an input received from the user device. In operation S1006, the 3D image generating device 100 may generate a second 3D image of the object corresponding to the changed operation of the diffraction plate.
상술한 설명에서, 단계 S1001 내지 S1006은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. In the above description, steps S1001 to S1006 may be further divided into additional steps, or combined into fewer steps, according to embodiments herein. In addition, some steps may be omitted as necessary, and the order between the steps may be changed.
앞서 설명된 삼차원 영상 생성 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. The above-described three-dimensional image generating method may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, computer readable media may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transmission mechanism, and includes any information delivery media.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (19)

  1. 삼차원 영상을 생성하는 디바이스에 있어서, In the device for generating a three-dimensional image,
    촬영장치와 물체 사이에 위치되되, 제 1 방향과 제 2 방향으로 교번하여 회전하는 회절판;A diffraction plate positioned between the photographing apparatus and the object and rotating alternately in a first direction and a second direction;
    상기 회절판이 상기 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치될 때 상기 촬영장치에 의해 제 1 영상이 획득되도록 상기 회절판 및 상기 촬영장치를 제어하고, 상기 회절판이 상기 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치될 때 상기 촬영장치에 의해 제 2 영상이 획득되도록 상기 회절판 및 상기 촬영장치를 제어하는 제어부; 및Control the diffraction plate and the imaging device such that a first image is acquired by the imaging device when the diffraction plate is positioned at a first position corresponding to the first direction, and the diffraction plate corresponds to the second direction. A control unit controlling the diffraction plate and the photographing apparatus such that a second image is obtained by the photographing apparatus when the second position is positioned at the second position; And
    상기 촬영장치로부터 수신된 상기 제 1 영상 및 상기 제 2 영상에 기초하여 상기 물체의 제 1 삼차원 영상을 생성하고, 상기 제 1 삼차원 영상을 디스플레이로 출력하는 영상 출력부를 포함하되,An image output unit configured to generate a first three-dimensional image of the object based on the first image and the second image received from the photographing apparatus, and output the first three-dimensional image to a display;
    상기 제어부는 사용자 디바이스로부터 수신된 입력에 기초하여 상기 회절판의 동작을 변경하기 위한 제어 명령을 생성하되, The control unit generates a control command for changing the operation of the diffraction plate based on an input received from a user device,
    상기 영상 출력부는 상기 회절판의 변경된 동작에 대응하는 상기 물체의 제 2 삼차원 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는, 삼차원 영상 생성 디바이스.And the image output unit generates a second three-dimensional image of the object corresponding to the changed operation of the diffraction plate.
  2. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 사용자 디바이스는 상기 제 1 삼차원 영상 및 상기 제 2 삼차원 영상을 인식하기 위한 안경형 디바이스인 것을 특징으로 하는, 삼차원 영상 생성 디바이스.The user device is a three-dimensional image generating device, characterized in that the glasses-type device for recognizing the first three-dimensional image and the second three-dimensional image.
  3. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 제어부는 상기 디스플레이를 통해 상기 제 1 영상이 출력되는 동안 제 1 안경부를 투명하게 하고, 제 2 안경부를 비투명하게 하되, 상기 디스플레이를 통해 상기 제 2 영상이 출력되는 동안 상기 제 1 안경부를 비투명하게 하고, 상기 제 2 안경부를 투명하게 하는, 적어도 하나의 제어 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 삼차원 영상 생성 디바이스. The controller makes the first glasses portion transparent and the second glasses portion non-transparent while the first image is output through the display, but the first glasses portion is non-transparent while the second image is output through the display. And at least one control command to make the transparent and the second spectacles transparent.
  4. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 회절판은 상기 제어 명령에 기초하여, 상기 회절판의 회전 각도가 제 1 회전 각도에서 제 2 회전 각도로 변경되도록, 동작을 변경하고, The diffraction plate changes an operation such that the rotation angle of the diffraction plate is changed from the first rotation angle to the second rotation angle based on the control command,
    상기 제 2 삼차원 영상의 깊이 정보 또는 원근감 정보는 상기 제 1 삼차원 영상의 깊이 정보 또는 원근감 정보와 다른 것을 특징으로 하는, 삼차원 영상 생성 디바이스. The depth information or perspective information of the second three-dimensional image is different from the depth information or perspective information of the first three-dimensional image, 3D image generating device.
  5. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 회절판은 상기 제어 명령에 기초하여, 상기 회절판의 회전 속도가 제 1 회전 속도에서 제 2 회전 속도로 변경되도록, 동작을 변경하고, The diffraction plate changes an operation such that the rotation speed of the diffraction plate is changed from the first rotation speed to the second rotation speed based on the control command,
    상기 제 2 삼차원 영상의 프레임 정보는 상기 제 1 삼차원 영상의 프레임 정보와 다른 것을 특징으로 하는, 삼차원 영상 생성 디바이스.The frame information of the second three-dimensional image is different from the frame information of the first three-dimensional image, 3D image generating device.
  6. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 사용자 디바이스는 상기 입력을 생성하기 위한 하드웨어 버튼, 그래픽 아이콘 또는 터치 입력부 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 삼차원 영상 생성 디바이스. And the user device comprises any one of a hardware button, a graphic icon, and a touch input unit for generating the input.
  7. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 회절판과 상기 물체 사이에 위치되되, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부를 더 포함하는, 삼차원 영상 생성 디바이스. And a lens unit positioned between the diffraction plate and the object, the lens unit including at least one lens.
  8. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 회절판은 복수의 회절판 중 어느 하나의 회절판이되, The diffraction plate is any one of a plurality of diffraction plate,
    상기 회절판이 제 1 회절판에서 제 2 회절판으로 교체되는 경우, 상기 제 1 삼차원 영상의 깊이 정보, 원근감 정보 또는 시차 정보 중 적어도 하나가 변경되되, When the diffraction plate is replaced with the second diffraction plate from the first diffraction plate, at least one of depth information, perspective information or parallax information of the first 3D image is changed,
    상기 제 1 회절판의 길이, 높이, 폭(또는 두께) 또는 굴절률 중 어느 하나는 상기 제 2 회절판의 길이, 높이, 폭(또는 두께) 또는 굴절률 중 어느 하나와 다른 것을 특징으로 하는, 삼차원 영상 생성 디바이스. Any one of a length, height, width (or thickness) or refractive index of the first diffraction plate is different from any one of length, height, width (or thickness) or refractive index of the second diffraction plate. Generation device.
  9. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 회절판은 제 1 서브 회절판 및 제 2 서브 회절판을 포함하되, The diffraction plate includes a first sub diffraction plate and a second sub diffraction plate,
    상기 제 1 서브 회절판 및 상기 제 2 회절판 중 어느 하나가 제거되는 경우, 상기 제 1 삼차원 영상의 깊이 정보, 원근감 정보 또는 시차 정보 중 적어도 하나가 변경되는 것을 특징으로 하는, 삼차원 영상 생성 디바이스. And when one of the first sub-diffraction plate and the second diffraction plate is removed, at least one of depth information, perspective information, or parallax information of the first three-dimensional image is changed.
  10. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 삼차원 영상 생성 디바이스는, The three-dimensional image generating device,
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 회절판이 상기 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치될 때 제 1 영상을 획득하고, 상기 회절판이 상기 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치될 때 제 2 영상을 획득하는 촬영장치를 더 포함하는, 삼차원 영상 생성 디바이스. A first image is acquired when the diffraction plate is positioned at a first position corresponding to the first direction under the control of the controller, and when the diffraction plate is positioned at a second position corresponding to the second direction, And a photographing apparatus for acquiring two images.
  11. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 디스플레이를 통해 상기 제 1 영상이 출력되는 동안 제 1 안경부를 투명하게 하고, 제 2 안경부를 비투명하게 하되, 상기 디스플레이를 통해 상기 제 2 영상이 출력되는 동안 상기 제 1 안경부를 비투명하게 하고, 상기 제 2 안경부를 투명하게 하는 안경형 디바이스를 더 포함하는, 삼차원 영상 생성 디바이스. Make the first spectacles transparent while the first image is output through the display, and make the second spectacles transparent, but make the first spectacles non-transparent while the second image is output through the display. And a spectacle type device for making the second spectacle portion transparent.
  12. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 촬영장치는 CMOS 카메라이거나 CCD(Charge Coupled Device) 카메라인 것인, 삼차원 영상 생성 디바이스.The photographing apparatus is a CMOS camera or a Charge Coupled Device (CCD) camera, 3D image generating device.
  13. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 회절판은 회절판틀의 회절판 삽입공에 장착되고, The diffraction plate is mounted in the diffraction plate insertion hole of the diffraction plate frame,
    상기 회절판틀의 하면에는, 중앙에 회전축 삽입홈을 가진 막대형태의 회절판틀 결합부가 연설되어 있으며,On the lower surface of the diffraction plate, a rod-shaped diffraction plate coupling portion having a rotation shaft insertion groove in the center is spoken,
    막대형태이며 중앙에 회전축 삽입홈을 가진 회절판틀 고정부와, 회절판틀 결합부가 결합하되, 회절판틀 고정부와 회절판틀 결합부의 사이에는 모터의 회전축이 삽입되도록 이루어진 것을 특징으로 하는, 삼차원 영상 생성 디바이스. The rod-shaped diffraction plate frame fixing portion having a rotation shaft insertion groove in the center, and the diffraction plate frame coupling portion is coupled, characterized in that the rotating shaft of the motor is inserted between the diffraction plate frame fixing portion and the diffraction plate frame coupling portion, 3D image generating device.
  14. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 삼차원 영상 생성 디바이스는, 상기 회절판을 회전시키는 모터를 더 포함하되, The three-dimensional image generating device further comprises a motor for rotating the diffraction plate,
    상기 제어부는 상기 회절판의 동작을 제어하기 위해 상기 제어 명령을 상기 모터로 전송하는 것을 특징으로 하는, 삼차원 영상 생성 디바이스. And the control unit transmits the control command to the motor to control the operation of the diffraction plate.
  15. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14,
    상기 제어 명령은 모터의 회전 속도, 회전 방향 및 회전 각도를 제어하기 위한 신호인 것을 특징으로 하는, 삼차원 영상 생성 디바이스.And the control command is a signal for controlling the rotation speed, the rotation direction and the rotation angle of the motor.
  16. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 회절판은 BK7(붕규산 크라운 유리), 용융 실리카(Fused Silica), 바륨플루오리드(Barium fluoride), 카본(Carbon), 다이아몬드, 용융 게르마니아(FUSED GERMANIA), 브로민화칼륨(Potassium bromide), 염화나트륨(Sodium chloride), 셀렌화 아연(Zinc Selenide), 게르마늄(Germanium), 알루미늄 아세나이드(Aluminium arsenide), 플루오르화칼슘(Calcium fluoride), 불화 마그네슘(Magnesium fluoride), SF11, SF10, SF5, 사파이어(Sapphire), 황화 아연(Zinc sulfide), AMTIR-3, 결정질 실리콘(Crystalline silicon) 중 하나 이상의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 삼차원 영상 생성 디바이스.The diffraction plate is BK7 (borosilicate crown glass), fused silica (Fused Silica), barium fluoride (Barium fluoride), carbon (Carbon), diamond, fused germania (FUSED GERMANIA), potassium bromide (Potassium bromide), sodium chloride ( Sodium chloride, Zinc Selenide, Germanium, Aluminum arsenide, Calcium fluoride, Magnesium fluoride, SF11, SF10, SF5, Sapphire , Zinc sulfide, AMTIR-3, crystalline silicon, characterized in that it comprises one or more of the material (Crystalline silicon), three-dimensional image generating device.
  17. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 촬영장치는 복수의 렌즈로 이루어진 렌즈 시스템을 포함하며, The photographing apparatus includes a lens system consisting of a plurality of lenses,
    상기 회절판은 상기 렌즈 시스템 내에 위치되는 것을 특징으로 하는, 입체영상 관찰 시스템.And the diffractive plate is positioned within the lens system.
  18. 삼차원 영상 생성 디바이스에 있어서, In the three-dimensional image generating device,
    제 1 방향과 제 2 방향으로 교번하여 회전하는 회절판;A diffraction plate which alternately rotates in a first direction and a second direction;
    상기 회절판이 상기 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치될 때 상기 촬영장치에 의해 제 1 영상이 획득되도록 하고, 상기 회절판이 상기 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치될 때 상기 촬영장치에 의해 제 2 영상이 획득되도록 하는 제어부; 및The first image is acquired by the imaging device when the diffraction plate is positioned at a first position corresponding to the first direction, and when the diffraction plate is positioned at a second position corresponding to the second direction A controller configured to acquire a second image by the photographing apparatus; And
    제 1 영상 및 제 2 영상에 기초하여 삼차원 영상을 생성하는 영상 출력부를 포함하되, An image output unit for generating a three-dimensional image based on the first image and the second image,
    상기 회절판의 하단에 모터의 회전축이 장착되고, The rotary shaft of the motor is mounted to the lower end of the diffraction plate,
    상기 제어부는 제어 명령을 이용하여 모터를 제어하되, The control unit controls the motor using a control command,
    상기 제어부는 상기 모터가 상기 제 1 방향과 상기 제 2 방향으로 교번하여 회전하도록 하는 상기 제어 명령을 생성하여 상기 모터로 출력하는 것을 특징으로 하는 삼차원 영상 생성 디바이스. And the control unit generates and outputs the control command for causing the motor to alternately rotate in the first direction and the second direction, and output the generated control command to the motor.
  19. 삼차원 영상을 생성하는 방법에 있어서, In the method for generating a three-dimensional image,
    회절판이 제 1 방향에 대응하는 제 1 위치에 위치될 때 촬영장치에 의해 제 1 영상이 획득되도록 상기 회절판 및 상기 촬영장치를 제어하는 단계; Controlling the diffraction plate and the imaging device such that a first image is obtained by the imaging device when the diffraction plate is positioned at a first position corresponding to the first direction;
    상기 회절판이 제 2 방향에 대응하는 제 2 위치에 위치될 때 상기 촬영장치에 의해 제 2 영상이 획득되도록 상기 회절판 및 상기 촬영장치를 제어하는 단계; Controlling the diffraction plate and the imaging device such that a second image is obtained by the imaging device when the diffraction plate is positioned at a second position corresponding to the second direction;
    상기 촬영장치로부터 수신된 상기 제 1 영상 및 상기 제 2 영상에 기초하여 상기 물체의 제 1 삼차원 영상을 생성하는 단계; Generating a first three-dimensional image of the object based on the first image and the second image received from the photographing apparatus;
    상기 제 1 삼차원 영상을 디스플레이로 출력하는 단계;Outputting the first three-dimensional image to a display;
    사용자 디바이스로부터 수신된 입력에 기초하여 상기 회절판의 동작을 변경하기 위한 제어 명령을 생성하는 단계; 및Generating a control command for changing an operation of the diffraction plate based on an input received from a user device; And
    상기 회절판의 변경된 동작에 대응하는 상기 물체의 제 2 삼차원 영상을 생성하는 단계를 포함하는 삼차원 영상을 생성하는 방법.Generating a second three-dimensional image of the object corresponding to the altered operation of the diffraction plate.
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KR101260288B1 (en) * 2010-10-07 2013-05-15 연세대학교 원주산학협력단 Multi-functional skin imaging apparatus based on stereoscope adapter for generating stereoscopic image

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