KR100257333B1 - 입체디지탈스틸카메라 - Google Patents

Abstract

이 발명은 입체 디지탈 스틸 카메라에 관한 것으로, 임의 각도에서 피사체 상을 결상하는 제1광학계와; 상기 제1광학계와는 다른 각도에서 피사체 상을 결상하는 제2광학계와; 상기 제1광학계와 제2광학계에서 결상된 각각의 피사체 상에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 촬상 수단과; 상기 촬상 수단에서 출력되는 각각의 피사체 상에 해당하는 전기적인 신호를 처리하여, 제1광학계에서 결상된 상에 해당하는 제1영상 신호와 제2광학계에서 결상된 피사체 상에 해당하는 제2영상 신호를 번갈아서 출력하는 신호 처리 수단과; 상기 신호 처리 수단에서 번갈아서 출력되는 제1영상 신호와 제2영상 신호에 따라 구동되어 해당하는 합성 영상을 표시하는 수단과; 상기 표시 수단에서 표시되는 합성 영상이 입체적으로 표시되도록 하는 렌티 큘라 렌즈를 포함하여 이루어지며, 별도의 입체 장치를 사용하지 않고도 용이하게 입체적인 영상을 볼 수 있다.

Description

입체 디지탈 스틸 카메라{DIGITAL STILL CAMERA FOR DISPLAYING A TREE-DIMENSIONAL IMAGE}

이 발명은 입체 디지탈 스틸(digital still) 카메라에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 3차원적인 입체 영상을 촬영할 수 있는 입체 디지탈 스틸 카메라에 관한 것이다.

일반적으로 디지탈 스틸 카메라는 피사체의 2차원 정보를 기록하는 것으로, 피사체의 광학적 영상을 전기적 영상으로 변환시켜 메모리에 저장시키고, 필요에 따라 메모리에 저장된 영상을 리드(read)하여 프린트하거나 또는 컴퓨터로 전송하여 처리할 수 있는 카메라이다.

즉, 하나의 광학계로 하나의 영상이 촬영되어 디스플레이됨으로써, 2차원 인 평면적 영상이 디스플레이 된다.

그러나 사용자의 다양한 욕구에 따라 단지 평면 영상이 아닌 입체적 영상을 보고자 하는 경향이 증가하고 있으며, 이에 따라 다양한 입체 장치등이 개발되고 있다.

그러나 종래의 디지탈 스틸 카메라는 단지 평면 영상만을 기록하여 디스플레이함으로써, 촬영되는 영상을 입체적으로 보고자 하는 경우에는 편광 렌즈 등으로 만들어진 별도의 입체 안경을 사용하여야만 하는 단점이 있다.

이 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 디지탈 스틸 카메라에 있어서 별도의 입체 장치를 사용하지 않고도 촬영되는 피사체 영상을 입체적으로 볼 수 있는 입체 디지탈 스틸 카메라를 제공하고자 하는데 있다.

도1은 일반적인 입체 영상을 보는 원리를 나타낸 도이고,

도2는 이 발명의 실시예에 따른 입체 디지탈 스틸 카메라의 구성 블록도이고,

도3은 이 발명의 실시예에 따른 렌티큘라 렌즈의 입체 영상 원리를 나타낸 도이고,

도4는 이 발명의 실시예에 따른 렌티큘라 렌즈의 사시도이고,

도5는 이 발명의 다른 실시예에 따른 입체 디지탈 스틸 카메라의 구성 블록도이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은,

임의 각도에서 피사체 상을 결상하는 제1광학계와;

상기 제1광학계와는 다른 각도에서 피사체 상을 결상하는 제2광학계와;

상기 제1광학계와 제2광학계에서 결상된 각각의 피사체 상에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 촬상 수단과;

상기 촬상 수단에서 출력되는 각각의 피사체 상에 해당하는 전기적인 신호를 처리하여, 제1광학계에서 결상된 상에 해당하는 제1영상 신호와 제2광학계에서 결상된 피사체 상에 해당하는 제2영상 신호를 번갈아서 출력하는 신호 처리 수단과;

상기 신호 처리 수단에서 번갈아서 출력되는 제1영상 신호와 제2영상 신호에 따라 구동되어 해당하는 합성 영상을 표시하는 수단과;

상기 표시 수단에서 표시되는 합성 영상이 입체적으로 표시되도록 하는 렌티 큘라 렌즈를 포함하여 이루어진다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 다른 구성은,

각각 다른 각도에서 입사되는 피사체 상을 결상하는 대구경 광학계와;

상기 대구경 광학계에서 결상된 각각 다른 방향에서 입사되는 피사체 상을 번갈아서 결상하는 제1렌티큘라 렌즈와;

상기 제1렌티큘라 렌즈에 의하여 결상된 합성 피사체 상에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 촬상 수단과;

상기 촬상 수단에서 출력되는 신호를 처리하여 해당 합성 영상 신호를 출력하는 신호 처리 수단과;

상기 신호 처리 수단에서 출력되는 합성 영상 신호에 따라 구동되어 해당 영상을 표시하는 수단과;

상기 표시 수단에서 출력되는 영상이 입체적으로 표시되도록 하는 제2렌티큘라 렌즈를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도1은 일반적인 입체 영상을 보는 원리를 나타낸 도이고,

도2는 이 발명의 실시예에 따른 입체 디지탈 스틸 카메라의 구성 블록도이고,

도3은 이 발명의 실시예에 따른 렌티큘라 렌즈의 입체 영상 원리를 나타낸 도이고,

도4는 이 발명의 실시예에 따른 렌티큘라 렌즈의 사시도이고,

도5는 이 발명의 다른 실시예에 따른 입체 디지탈 스틸 카메라의 구성 블록도이다.

첨부한 도2에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 입체 디지탈 스틸 카메라의 구성은, 임의 각도에서 피사체의 광학적 상을 결상하는 좌측 광학계(2)와, 상기 좌측 광학계(2)와는 다른 각도에서 피사체의 광학적 상을 결상하는 우측 광학계(1)와, 상기 좌측 광학계(2)에서 결상된 광학적 상을 해당하는 전기적인 영상 신호로 변환출력하는 좌측 촬상부(4)와, 상기 우측 광학계(1)에서 결상된 광학적 상을 해당하는 전기적 영상 신호로 변환출력하는 우측 촬상부(3)와, 상기 좌측 촬상부(4)와 우측 촬상부(3)에서 출력되는 각각의 전기적인 신호를 처리하여 해당하는 각각의 좌.우측 영상 신호(R)를 번갈아서 출력하는 신호 처리부(5)와, 상기 신호 처리부(5)의 출력단에 연결되어 인가되는 좌.우측 영상 신호(R)에 따라 구동되어 좌우측 영상 정보를 번갈아서 디스플레이하는 액정 표시부(6)와, 상기 액정 표시부(6)의 출력단에 장착되어 상기 액정 표시부(6)에서 디스플레이되는 좌우측 정보를 각각 합성하여 입체 영상을 디스플레이하는 렌티큘라 렌즈부(7)로 이루어진다.

이 발명의 실시예에 따른 상기 좌측 광학계(2)와 우측 광학계(1)는 각각 다른 각도에서 피사체 상을 결상하기 위하여, 일정한 간격 즉, 인간의 좌우측 눈의 안폭에 해당하는 만큼의 간격을 두고 장착된다.

상기 렌티큘라 렌즈부(7)는 상기 액정 표시부(6)의 출력측 즉, 영상이 표시되는 표시면이 초점면이 되도록 장착된다.

그리고 상기 신호 처리부(5)는 좌측 촬상부(4)에서 출력되는 전기적인 신호를 처리하여 해당하는 좌측 영상 신호(L)를 출력하는 좌측 신호 처리부(53)와, 우측 촬상부(3)에서 출력되는 전기적인 신호를 처리하여 해당하는 우측 영상 신호(R)출력하는 우측 신호 처리부(51)로 이루어지며, 상기 신호 처리부(5)는 공지된 디지탈 스틸 카메라의 신호 처리 기술과 동일하다.

즉, 상기 신호 처리부(5)는 디지탈 스틸 카메라의 일반적인 기술인 촬상 소자에 의하여 처리된 전기적 신호를 샘플링하거나 또는 신호 게인(gain)을 조절하여 화이트 발란스(white balance)를 제어하는 등의 촬상 신호 처리 회로와, 처리된 신호를 디지탈 변환시키는 A/D 변환 회로와, 변환된 디지탈 신호를 처리하는 디지탈 신호 처리 회로와, 상기 촬상 신호 처리에서 처리된 다수의 신호를 원래의 영상으로 재현 가능하도록 합성하여 출력하는 합성 회로와, 상기한 신호 처리 동작을 제어하는 제어 회로등을 포함하여 이루어짐으로써, 상기 신호 처리부(5)는 이미 공지된 기술임으로 신호 처리에 해당하는 상세한 동작 설명은 생략한다.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 입체 디지탈 스틸 카메라의 작용은 다음과 같다.

일반적으로 인간이 영상을 입체적으로 보는 원리는 첨부한 도1에 도시되어 있듯이, 좌우의 눈이 각각 다른 영상을 보기 때문이다.

보다 상세하게 말하자면, 인간의 눈은 일정한 간격을 두고 좌측눈과 우측눈이 위치하고 있기 때문에, 좌측눈과 우측눈이 보는 영상의 영상이 각각 달라지게 된다. 상기 좌측눈과 우측눈 각각에서 본 영상 정보는 뇌에서 합성됨으로써, 인간은 영상에 대한 입체감을 느끼게 되는 것이다.

이러한 원리를 이용한 다양한 입체 방식이 개발되었으며, 이 발명의 실시예에서는 하나의 광학계로 하나의 영상을 촬영하는 것이 아니라, 두 개의 광학계로 각각 다른 각도의 다른 영상을 촬영한 다음, 디스플레이시에 상기 두 개의 영상을 합성하여 디스플레이함으로써 사용자가 입체감을 느낄 수 있도록 하는 것이다.

특히, 이 발명에서는 두 개의 광학계에 의하여 촬영된 영상을 렌티큘라 렌즈를 이용하여 합성하여 입체감이 느껴지도록 한다.

임의 피사체를 촬영하기 위하여 디지탈 스틸 카메라에 전원이 인가되면, 모든 구성 요소는 초기화되면서 촬영 대기 상태가 된다.

촬영 대기 상태에서, 좌.우측 광학계(2,1)는 일정한 간격(40∼70mm)을 두고 디지탈 스틸 카메라의 전면부측에 장착되어 있으므로, 피사체의 광학적 상을 각기 다른 각도에서 결상한다. 즉, 피사체의 각기 다른 영역을 결상한다.

상기 좌측 광학계(2)에서 결상된 광학적 상은 좌측 촬상부(4)에 의하여 전기적인 신호로 변환되어 신호 처리부(5)로 입력되고, 상기 우측 광학계(1)에서 결상된 광학적 상은 우측 촬상부(3)에 의하여 전기적인 신호로 변환되어 신호 처리부(5)로 입력된다.

상기와 같이 좌.우측 촬상부(3)에서 출력된 각각의 신호는, 신호 처리부(5)의 각각의 신호 처리부(51,53)에 의하여 일반적인 영상 신호 처리와 동일하게 원래의 영상으로 재현 가능하도록 처리된다.

일반적으로 촬상된 신호는 휘도 신호와 색신호로 분리되어 처리된 다음, 원래의 영상으로 재현하고자 하는 경우에는 다시 처리된 휘도 신호와 색신호가 합성되어 별도의 표시 장치를 통하여 디스플레이 된다.

상기 신호 처리부(5)는 영상 처리된 좌.우측 영상 신호(L, R)에 따라 원래의 영상을 디스플레이하기 위하여, 상기와 같이 휘도 신호와 색신호가 합성된 좌.우측 신호를 액정 표시부(6)로 출력한다.

상기 좌.우측 영상 신호(L, R)는 입체 원리에서 인간의 좌우측 눈에서 결상된 상을 나타내기 위하여 편의상 좌.우측 영상 신호(L, R)라고 명명한 것이며, 좌측 영상 신호(L)가 피사체의 좌측면에만 해당하는 영상이고, 우측 영상 신호(R)가 피사체의 우측면에만 해당하는 영상이라는 것을 나타내는 것은 아니다.

상기에서 신호 처리부(5)는 한 프레임에 해당하는 좌측 영상 신호(L)를 모두 출력한 다음에 우측 영상 신호(R)를 출력하는 것이 아니라, 한 프레임에 해당하는 좌.우측 영상 신호(L, R)를 번갈아서 출력한다.

따라서, 액정 표시부(6)는 첨부한 도1에 도시되어 있듯이, 한 프레임에 해당하는 좌우측 영상 신호(L, R)를 …RLRLRLRLR… 순으로 표시하게 된다.

상기와 같이 액정 표시부(6)상에 한 프레임에 해당하는 좌.우측 영상 신호(L, R)가 …RLRLRLRL… 순으로 표시됨에 따라, 상기 액정 표시부(6)의 표시면이 초점면이 되도록 장착되어 있는 렌티큘라 렌즈부(7)의 각각의 볼록 렌즈면에 의하여 사용자의 좌우측 눈은 각각 다른 영상 즉, 좌측눈은 좌측 영상 신호(L)에 해당하는 영상, 우측눈은 우측 영상 신호(R)에 해당하는 영상을 보게 됨으로써, 사용자는 영상에 대하여 입체감을 느끼게 된다.

상기와 같이 렌티큘라 렌즈에 의한 입체 원리를 첨부한 도3에 도시하였다.

렌티큘라 렌즈는 첨부한 도4에 도시되어 있듯이 평볼록인 원통형의 렌즈군으로서, 렌티큘라 렌즈의 뒷면(초점면)에서 각기 다른 방향의 영상을 연속적으로 투사시키면, 첨부한 도3에 도시되어 있듯이, 사용자의 좌측눈과 우측눈이 각기 다른 영상을 보게 됨으로써, 사용자는 입체적인 상을 느끼게 되는 것이다.

상기한 실시예와 같이 두 개의 광학계를 사용하여 각기 다른 방향에서 촬영한 두 개의 영상을 렌티큘라 렌즈에 의하여 표시하여 입체감이 느껴지도록 하는 것과 달리, 첨부한 도5에 도시되어 있듯이 하나의 광학계와 두 개의 렌티큘라 렌즈를 사용하여 입체감을 느끼도록 할 수 있다.

다음에, 이 발명의 다른 실시예에 따른 입체 디지탈 스틸 카메라의 작용을 설명하고자 한다.

첨부한 도5에 도시되어 있듯이 이 발명의 다른 실시예에 따른 입체 디지탈 스틸 카메라의 구성은, 피사체의 광을 집광하는 대구경 광학계(11)와, 상기 대구경 광학계(11)의 출력측면에 장착되어 피사체의 광학적 상을 결상하는 제1렌티큘라 렌즈부(8)와, 상기 제1렌티큘라 렌즈부(8)의 초점면측에 장착되어 결상된 피사체의 광학적 상을 해당하는 전기적인 영상 신호로 출력하는 촬상부(9)와, 상기 촬상부(9)의 출력단에 연결되어 인가되는 영상 신호를 처리하는 신호 처리부(5)와, 상기 신호 처리부(5)의 출력단에 연결되어 처리된 영상 신호를 디스플레이하는 액정 표시부(6)와, 상기 액정 표시부(6)의 출력단에 연결되어 디스플레이되는 영상이 입체적으로 표시되도록 하는 제2렌티큘라 렌즈부(7)로 이루어진다.

이 발명의 다른 실시예에 따른 상기 대구경 광학계(11)는 인간의 좌우측 눈의 안폭 정도의 크기를 가지는 렌즈로서, 렌즈 크기가 커질수록 입체 효과가 커지게 된다.

다시 말하자면, 상기 대구경 광학계(11)의 렌즈 크기가 커질수록 각기 다른 방향의 피사체에 해당하는 광이 집광됨으로써, 상기한 실시예와 같이 두 개의 광학계를 사용하여 각기 다른 각도에서 피사체의 광이 입사되는 것과 같이, 각기 다른 영역에 해당하는 피사체 상이 결상된다.

상기와 같이 대구경 광학계(11)를 통하여 결상된 각기 다른 영역에 해당하는 두 개의 피사체 상은, 첨부한 도3의 원리에 따라, 제1렌티 큘라 렌즈부(8)의 초점면에 각각 합성되어 결상된다.

즉, 대구경 광학계(11)의 좌측을 통하여 결상된 피사체 상을 좌측 영상(L)이라 하고, 대구경 광학계(11)의 우측을 통하여 결상된 피사체 상을 우측 영상(R)이라 할 경우, 첨부한 도5에서와 같이 제1렌티 큘라 렌즈부(8)에 의하여 초점면에 …RLRLRL… 순으로 좌.우측 영상이 합성되어 결상된다.

이에 따라 상기 제1렌티큘라 렌즈부(8)의 초점면에 장착된 촬상부(9)가 상기 합성된 좌.우측 영상에 해당하는 전기적인 신호를 출력한다.

상기 촬상부(9)에서 출력된 신호는 신호 처리부(5)를 통하여 처리되어 영상 신호로서 출력되고, 이 때, 상기 영상 신호는 상기 대구경 광학계(11)를 통하여 결상된 두 개의 좌.우측 영상이 합성된 영상에 해당하는 신호이다.

상기 신호 처리부(5)를 통하여 처리된 신호가 액정 표시부(6)로 인가됨에 따라, 상기 액정 표시부(6)는 좌우측 영상이 합성된 …RLRLRLR… 의 영상을 디스플레이한다.

이에 따라 상기 …RLRLRLR… 영상이 제2렌티큘라 렌즈부(7)의 뒷면에서 투사되어, 상기한 실시예와 같이 도3의 원리에 의하여, 사용자가 액정 표시부(6)상에 디스플레이되는 영상에 대하여 입체감을 느끼게 된다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 별도의 입체 장치를 사용하지 않고도, 용이하게 디지탈 스틸 카메라 자체에서 입체적인 영상을 볼 수 있는 효과를 가진다.

Claims (2)

1. 각각 다른 각도에서 입사되는 피사체 상을 결상하는 대구경 광학계와;

   상기 대구경 광학계에서 결상된 각각 다른 방향에서 입사되는 피사체 상을 번갈아서 결상하는 제1렌티큘라 렌즈와;

   상기 제1렌티큘라 렌즈에 의하여 결상된 합성 피사체 상에 해당하는 전기적인 신호를 출력하며, 상기 제1 렌티큘라 렌즈의 초점면상에 위치되어 있는 촬상 수단과;

   상기 촬상 수단에서 출력되는 신호를 처리하여 해당 합성 영상 신호를 출력하는 신호 처리 수단과;

   상기 신호 처리 수단에서 출력되는 합성 영상 신호에 따라 구동되어 해당 영상을 표시하는 수단과;

   상기 표시 수단에서 출력되는 영상이 입체적으로 표시되도록 하는 제2렌티큘라 렌즈를 포함하여 이루어지며,

   상기 표시 수단은 제2 렌틸큘라 렌즈의 초점면상에 위치되는 것을 특징으로 하는 입체 디지탈 스틸 카메라.
2. 제1항에 있어서,

   상기한 표시 수단은 상기 대구경 광학계에서 각기 다른 각도로 입사된 피사체 상에 해당하는 영상을 번갈아서 표시하여, 한 화면상에 합성 영상이 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는 입체 디지탈 스틸 카메라.

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