KR20120053345A - 복수의 촬상 소자를 갖는 카메라 - Google Patents

Abstract

복수의 촬상 소자를 갖는 카메라가 개시된다. 카메라는 촬상 소자들의 어레이(array of imaging devices), 하우징(housing), 및 틸팅 수단(tilting means)을 포함한다. 촬상 소자들은 각각 피사체의 영상을 촬영할 수 있고, 둘 이상의 촬상 소자 그룹으로 나누어져 있다. 그리고 하우징은 촬상 소자들을 수용하며, 촬상 소자들 각각의 렌즈부가 외부로 노출될 수 있는 복수 개의 개구(plurality of openings)가 일면에 형성되어 있다. 또한, 틸팅 수단은 촬상 소자들을 촬상 소자 그룹 단위로 소정의 각도로 틸팅(tilting)되도록 한다. 그리고 카메라는 촬상 소자들을 촬상 소자 그룹 단위로 승강시키는 승강 수단을 더 포함할 수 있다.

Description

복수의 촬상 소자를 갖는 카메라{Camera including a plurality of imaging devices}

카메라에 관한 것으로, 보다 구체적으로 복수의 촬상 소자를 갖는 카메라에 관한 것이다.

정지 영상이나 동영상을 촬영하기 위한 카메라는 그 적용 분야가 점차 확대되고 있다. 카메라는 이미 모바일 폰이나 PDA(Personal Digital Assistant) 등과 같은 휴대용 전자 기기의 필수 구성요소가 되었다. 뿐만 아니라, 의료용 카메라, 보안/감시용 카메라, 차량용 카메라, 로봇용 카메라 등으로 카메라의 어플리케이션 분야는 더욱 다양해지고 있다. 이에 따라서, 카메라에 요청되는 기능이나 성능도 또한 어플리케이션의 특성에 따라서 차별화되고 있으며 또한 고도화 및 다양화되고 있다.

예를 들어, 휴대용 디지털 카메라나 캠코더, 모바일 폰용 카메라 등은 소형화, 슬림화, 경량화, 및 고화소화에 대한 요구가 큰 반면, 넓은 화각(Field Of View, FOV)에 대한 요구는 그다지 높지 않다. 이들 카메라는 일반적으로 최대 화각이 60-65도, 광각 렌즈의 경우에는 최대 화각이 80도 정도로서, 파노라마 영상 등과 같이 120도 이상의 넓은 화각으로 영상을 촬영하기가 어렵다. 반면, 보안/감시용 카메라, 측면 주시용 차량용 카메라, 로봇용 카메라, 의료용 카메라 등은 소형화, 슬림화, 및 경량화도 요청되고 있지만, 사각 지대를 최소화하기 위하여 120도 이상의 넓은 화각에 대한 요구도 상당히 높다.

카메라에서 넓은 화각을 구현하기 위하여 여러 가지 방법이 제안되었다. 그 중의 한 가지 방법은 카메라의 렌즈로 광각 렌즈나 어안 렌즈(fisheye lens) 등과 같은 특수한 렌즈를 이용하는 것이다. 다만, 이 경우에는 획득되는 영상에 왜곡이 발생할 뿐만 아니라 렌즈 자체의 두께로 인하여 촬상 장치의 전체 두께를 얇게 하는데 한계가 있다. 그리고 한국특허공개 제2005-0044453호, "광각 촬상 광학 시스템과 이것을 구비한 광각 촬상 장치, 감시용 촬상 장치, 차재용 촬상 장치 및 투사 장치"에는 반사면의 조합과 렌즈의 조합을 이용하여 초광범위에 걸친 파노라마 영상을 촬영할 수 있는 카메라가 개시되어 있다. 또한, 한국특허공개 제2010-0006867호, "복수 개의 영상촬영유닛을 구비한 플렉시블 영상촬영장치 및 그 제조방법"에는 복수의 영상촬영유닛를 어레이로 배열하고 본체를 포함한 모든 구성요소들을 유연한 소재로 제조함으로써 전체가 전후로 휠 수 있는 카메라가 개시되어 있다.

미래의 카메라에 대한 수요자의 요구는 이미지의 왜곡이 없는 넓은 화각의 영상(파노라마 영상) 이외에, 화질의 저하 없는 입체 영상, 고속 움직임 촬영, 적외선 등 다양한 파장의 빛을 이용한 촬영, 다초점 영상 등으로 다양할 것으로 예상되고 있다. 그리고 이러한 다양한 수요자의 욕구를 충족시키기 위하여 여러 가지 유형의 카메라가 제안되고 있다. 예를 들어, 거리 센서를 포함한 촬상 소자 모듈을 통해 3D 이미지를 제공하거나 고해상도 로봇시각 기술, 스티칭(stitching) 기술을 포함한 다양한 이미지 프로세싱 기술, 곤충 눈을 모사하여 모션 센싱을 통한 게임 및 애니메이션, 네비게이션 적용 기술, 멤스 미러(MEMS mirror)를 이용한 플랫 카메라(flat camera) 등이 제안되고 있다.

자유로운 화각(Field Of View, FOV)의 조절이 가능하고 넓은 화각을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 이미지 왜곡이 없으며 조작이 용이한 복수의 촬상 소자를 갖는 카메라를 제공한다.

전체를 단단한(rigid) 장치의 형태로 구현할 수 있고, 입체감의 제공이나 고속 움직임의 촬영, 다초점 영상 등과 같은 다양한 기능을 제공할 수 있는 복수의 촬상 소자를 갖는 카메라를 제공한다.

일 실시예에 따른 카메라는 촬상 소자들의 어레이(array of imaging devices), 하우징(housing), 및 틸팅 수단(tilting means)을 포함한다. 촬상 소자들은 각각 피사체의 영상을 촬영할 수 있고, 둘 이상의 촬상 소자 그룹으로 나누어져 있다. 그리고 하우징은 촬상 소자들을 수용하며, 촬상 소자들 각각의 렌즈부가 외부로 노출될 수 있는 복수 개의 개구(plurality of openings)가 일면에 형성되어 있다. 또한, 틸팅 수단은 촬상 소자들을 촬상 소자 그룹 단위로 소정의 각도로 틸팅(tilting)되도록 한다. 그리고 카메라는 촬상 소자들을 촬상 소자 그룹 단위로 승강시키는 승강 수단을 더 포함할 수 있다.

카메라는 어레이로 배열된 다수의 촬상 소자들을 복수의 그룹으로 나누고, 또한 각 그룹별으로 촬상 소자들의 높이 및/또는 틸팅되는 각도를 조절할 수 있다. 따라서 카메라는 얻을 수 있는 화각을 자유롭게 조절할 수 있으며, 특히 어안 렌즈 등과 같은 특수한 렌즈를 사용하지 않고서도 150도 이상의 넓은 화각도 구현할 수 있어서 광각 촬영 시에도 이미지 왜곡이 없다. 뿐만 아니라, 카메라는 그룹화된 다수의 촬상 소자들로 이미지 영역 분할 및/또는 이미지 중첩 등의 기법을 이용하여 영상을 얻을 수 있으므로, 입체감의 제공이나 고속 움직임의 촬영, 다초점 영상 등과 같은 다양한 기능을 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 복수의 촬상 소자를 갖는 카메라를 보여 주는 사시도이다.
도 2a는 도 1의 카메라의 다른 모습을 보여 주는 사시도이다.
도 2b는 도 1의 카메라의 또 다른 모습을 보여 주는 사시도이다.
도 3a는 카메라의 하우징의 내부에 배치되어 있는 틸팅 수단의 일례를 보여 주는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 일 부분을 확대해서 보여 주는 도면이다.
도 4는 촬상 소자의 구성의 일례를 보여 주는 단면도이다.
도 5는 도 1의 카메라의 초기 상태에서 캡쳐되는 이미지를 도식적으로 보여 주는 도면이다.
도 6a는 도 1의 카메라의 촬상 소자들이 틸팅된 상태에서 캡쳐되는 이미지의 일례를 도식적으로 보여 주는 도면이다.
도 6b는 도 1의 카메라의 촬상 소자들이 틸팅된 상태에서 캡쳐되는 이미지의 다른 예를 도식적으로 보여 주는 도면이다.
도 7a는 도 1의 카메라의 촬상 소자들이 승강 및 틸팅된 상태에서 캡쳐되는 이미지의 일례를 도식적으로 보여 주는 도면이다.
도 7b는 도 1의 카메라의 촬상 소자들이 승강 및 틸팅된 상태에서 캡쳐되는 이미지의 다른 예를 도식적으로 보여 주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 복수의 촬상 소자를 갖는 카메라를 보여 주는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 카메라(1)는 하우징(10) 및 복수의 촬상 소자(20)를 포함한다.

하우징(10)은 그 내부에 복수의 촬상 소자(20)를 수용할 수 있다. 하우징(10)은 플라스틱이나 스틸 등과 같이 현재의 카메라 등과 같은 전자 기기의 하우징으로 사용되는 딱딱한 재질로 형성될 수 있다. 하지만, 여기에만 한정되는 것은 아니며, 하우징(10)이 플렉시블한 재질로 형성될 수도 있다. 비록 도면에 도시되어 있지는 않지만, 카메라(1)에 필요한 여러 가지 구성요소들, 예컨대 촬상 소자들(20)이 장착될 수 있는 인쇄회로기판, 촬상 소자들(20)에서 수신된 영상 신호를 처리하기 위한 이미지 프로세서, 카메라(1)의 조작에 필요한 각종 프로그램이 기록되어 있는 프로그램 기록 매체, 촬상 소자들(20)을 그룹 단위로 틸팅시키기 위한 틸팅 수단, 촬상 소자들(20)을 그룹 단위로 상하로 이동시키기 위한 승강 수단, 및/또는 촬상된 영상 신호들을 저정하기 위한 저장 매체 등이 하우징(10)의 내부에는 수용되어 있을 수 있다.

하우징(10)의 일면에는 촬상 소자들(20) 각각의 렌즈부가 외부로 노출될 수 있는 복수 개의 개구(opening)가 형성되어 있다. 개구는 개별 촬상 소자(20)에 대하여 하나씩 형성되어 있거나 또는 하나 또는 복수의 그룹의 촬상 소자들 전체에 대하여 하나가 형성되어 있을 수도 있다. 도 1에서는 제1 및 제2 그룹의 촬상 소자(21, 22)를 위하여 원형의 하나의 개구가 형성되어 있으며, 제3 그룹의 촬상 소자(23)를 위하여 촬상 소자(23)의 개수에 대응하는 개구가 형성되어 있다. 그리고 도면에 도시되어 있지는 않지만, 통상적인 카메라에 구성되어 있는 여러 가지 유형의 조작 버튼이나 디스플레이 등이 하우징(10)의 내부 및/또는 외부에 설치되어 있을 수 있다.

복수의 촬상 소자들(20) 각각은 외부로부터 입사된 광을 수신하고 또한 수신된 광을 전기적 신호로 변환함으로써 피사체의 영상 신호를 생성하는 장치이다(도 1에서는 촬상 소자(21, 22, 23)가 단순히 렌즈 모양인 것으로 도시되어 있지만, 이것은 단지 도면 작성의 편의를 위한 것이다). 그리고 복수의 촬상 소자들(20)은 하우징(10)의 일면의 전부 또는 일부에 어레이 형태로 배열되어 있다. 예를 들어, 복수의 촬상 소자들(20)은 동심원 형태로 배열되거나 또는 다른 규칙적인 형태로 배열될 수 있다. 전자의 경우에, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 촬상 소자들(20)은 제1 촬상 소자(21)를 중심으로 각각 동일한 원주 상에 배열되어 있는 제2 촬상 소자들(22)과 제3 촬상 소자들(23)이 배치되어 있을 수 있다.

복수의 촬상 소자들(20)은 둘 이상의 촬상 소자 그룹으로 나누어질 수 있다(도 1에서는 복수의 촬상 소자들(20)이 제1 촬상 소자 그룹(21), 제2 촬상 소자 그룹(22), 및 제3 촬상 소자 그룹(23)의 3개의 그룹으로 나누어져 있다). 여기서, 촬상 소자 그룹의 개수는 특별한 제한이 없으며 카메라의 크기나 포함되는 촬상 소자의 총 개수, 그리고 촬상 소자들의 배치 등에 따라서 달라질 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같은 휴대용 카메라의 경우에는, 복수의 촬상 소자들은 3개 내지는 5개 정도의 그룹으로 나누어질 수 있다.

복수의 촬상 소자들(20)은 그룹 단위로 틸팅(tilting)될 수 있다. 그리고 복수의 촬상 소자들(20)은 그룹 단위로 상하로 이동될 수 있다. 즉, 제1 촬상 소자 그룹(21)은 제2 및 제3 그룹의 촬상 소자들(22, 23)과는 독립적으로 틸팅되거나 또는 상하로 이동될 수 있다. 그리고 제2 그룹의 촬상 소자들(22)은 제1 및 제3 그룹의 촬상 소자들(21, 23)과는 독립적으로 틸팅되거나 또는 상하로 이동될 수 있으며, 제3 그룹의 촬상 소자들(23)은 제1 및 제2 그룹의 촬상 소자(21, 22)과는 독립적으로 틸팅되거나 또는 상하로 이동될 수 있다.

도 2a는 복수의 촬상 소자를 갖는 카메라의 다른 모습을 보여 주는 사시도이다. 도 2a를 참조하면, 카메라(1a)는 촬상 소자들의 그룹 단위로 촬상 소자들이 다른 각도로 틸팅되어 있다는 것을 알 수 있다. 즉, 제1 그룹의 촬상 소자(21a)는 틸팅이 되지 않은 상태이나, 제2 그룹의 촬상 소자(22a)는 전부 제1 그룹의 촬상 소자(21a)에 대하여 동일한 소정의 각도로 틸팅이 되어 있다. 그리고 제3 그룹의 촬상 소자(23a)도 전부 제1 그룹의 촬상 소자(21a)에 대하여 동일한 소정의 각도(제2 그룹의 촬상 소자(22a)가 틸팅되어 있는 각도와는 동일하거나 또는 다를 수 있다)로 틸팅이 되어 있다.

도 2b는 복수의 촬상 소자를 갖는 카메라의 다른 모습을 보여 주는 사시도이다. 도 2b를 참조하면, 카메라(1b)는 그룹 단위로 촬상 소자들이 승강이 되어 있을 뿐만 아니라 다른 각도로 틸팅되어 있다는 것을 알 수 있다. 즉, 제1 그룹의 촬상 소자(21b)는 하우징(10)의 표면에 대하여 가장 많이 하강되어 있으나 틸팅은 되지 않은 상태이나, 제2 그룹의 촬상 소자(22b)는 전부 동일한 정도로 하우징(10)의 표면에 대하여 조금 하강되어 있고 또한 제1 그룹의 촬상 소자(21b)에 대하여 소정의 각도로 틸팅이 되어 있다. 그리고 제3 그룹의 촬상 소자(23b)는 전부 동일한 정도로 하우징(10)의 표면에 대하여 상승이나 하강은 없지만 제1 그룹의 촬상 소자(21b)에 대하여 소정의 각도(제2 그룹의 촬상 소자(22b)의 틸팅 각도와 같거나 또는 다를 수 있다)로 틸팅이 되어 있다.

이와 같이, 카메라(1)는 어레이로 배열되어 있는 복수의 촬상 소자들(20)이 복수의 그룹으로 나누어진다. 여기서, 동일한 그룹에 속하는 촬상 소자들(21, 22, 23)은 동일한 정도(각도나 높이)로 틸팅이 되거나 또한 승강을 한다. 본 실시예에서, 복수의 촬상 소자들(20)을 복수의 그룹으로 나누고 또는 그룹 단위로 틸팅이나 승강이 되도록 하는 방법이나 수단에는 특별한 제한이 없다. 그리고 이러한 그룹 단위의 틸팅/승강을 통하여 각 촬상 소자(20)를 통해서 획득하는 이미지를 이용하여 이미지 중첩이나 이미지 영역 분할의 효과를 효율적으로 달성할 수 있는데, 이에 대해서는 후술한다.

도 3a는 카메라의 하우징의 내부에 배치되어 있는 틸팅 수단의 일례를 보여 주는 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 일 부분을 확대해서 보여 주는 도면이다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 틸팅 수단은 촬상 소자 지지대(32) 및 기어(34)를 포함한다.

촬상 소자 지지대(32)는 촬상 소자들의 그룹 단위로 구비되는데, 예컨대 복수의 촬상 소자들(20)이 3개의 그룹으로 나누어지는 경우에는, 각 그룹 별로 하나의 촬상 소자 지지대(32)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 각 그룹의 촬상 소자들(21, 22, 23)이 각각 동일 원주 상에 배치되는 경우에는, 촬상 소자 지지대(32)는 도넛과 같은 형상을 가질 수 있다. 이러한 촬상 소자 그룹 단위의 촬상 소자 지지대(32)는 각 그룹 별로 촬상 소자들을 승강시키는 것을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 촬상 소자 지지대(32)를 상승시키거나 또는 하강시키면, 이 촬상 소자 지지대(32)에 의하여 지지되고 있는 촬상 소자들, 즉 동일 그룹의 촬상 소자들은 일체로 상승하거나 하강을 한다. 촬상 소자 지지대(32)를 승강시키는 승강 수단의 종류에는 특별한 제한이 없으며, 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM) 등과 같이 널리 알려진 마이크로 모터 등이 사용될 수 있다.

촬상 소자 지지대(32)의 외면에는 나사선이 형성되어 있다. 그리고 촬상 소자들(20) 각각은 기어(34)에 탑재되어 있으며, 기어(34)에 형성되어 있는 나사선은 촬상 소자 지지대(32)의 나사선과 서로 맞물려 있다. 따라서 촬상 소자 지지대(32)가 소정의 각도로 회전을 하면, 나사선의 방향에 따라서 기어(34)는 안쪽 또는 바깥쪽으로 회전을 하는데, 그 결과 촬상 소자들(20)은 소정의 각도로 틸팅이 된다. 촬상 소자 지지대(32)가 반대 방향으로 회전을 하면, 기어(34)가 회전하는 방향도 반대라는 것은 자명하다. 이 경우에, 각 그룹의 촬상 소자들(21, 22, 23)은 모두 동일한 촬상 소자 지지대(32)의 회전량에 비례하여 회전을 하므로, 동일한 정도로 틸팅이 이루어질 수 있다. 또한, 기어(34)에 형성되어 있는 나사선의 크기를 조절하거나 또는 위치별로 나사선의 크기를 달리함으로써, 틸팅되는 정도나 속도 등도 조절할 수가 있다.

계속해서 도 1을 참조하면, 각 촬상 소자(20)는 외부로부터 입사된 광을 수신하고 또한 수신된 광을 전기적 신호로 변환함으로써 피사체의 영상 신호를 생성하는 장치인데, 그 종류에는 특별한 제한이 없다. 이러한 촬상 소자(20)의 일례는 도 4에 도시되어 있는데, 도 4는 촬상 소자(20)의 구성의 일례를 보여 주는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 촬상 소자(20)는 이미지 센서(image sensor, 21)와 렌즈부(lens unit, 24)를 포함한다.

이미지 센서(21)는 렌즈부(24)를 통해 입사된 광을 수신하여 전기적 신호로 변환하는 전자 소자이다. 이미지 센서(21)의 종류에는 특별한 제한이 없는데, 예를 들어 씨모스 이미지 센서(Complementary Metal-Oxide Semiconductor(CMOS) image sensor)나 씨씨디 이미지 센서(Charge Coupled Device(CCD) image sensor)일 수 있다. 그리고 이미지 센서(21)의 해상도에도 특별한 제한이 없는데, 1 메가 픽셀(mega pixels) 이하의 저해상도 이미지 센서이거나 또는 3 메가 픽셀 이상의 고해상도 이미지 센서일 수 있다. 도 1에 도시되어 있는 복수의 촬상 소자(20)는 각각의 이미지 센서(21)의 해상도가 반드시 동일할 필요가 없으며, 어플리케이션의 종류에 따라 다양한 조합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹의 촬상 소자(21)만이 그 이외의 다른 그룹의 촬상 소자(22, 23)보다 상대적으로 높은 해상도를 가질 수 있다.

이미지 센서(21)의 아래쪽에는 외부와의 전기적 접속을 위한 단자, 예컨대 접속 패드(22)가 형성되어 있다. 예를 들어, 이미지 센서(21)에서 획득된 영상 신호는 접속 패드(22)를 통해 영상 신호 처리 장치 등으로 전달될 수 있다. 도 4에는 접속 패드(22)로서 솔더 볼(solder ball)이 도시되어 있는데, 이것은 단지 예시적인 것이며, 접속 패드(22)의 종류는 촬상 소자(20)가 인쇄회로기판(도시하지 않음)에 실장되는 방식에 따라서 달라질 수 있다. 그리고 이미지 센서(21)의 위쪽에는 커버 글래스(cover glass, 23)가 접합되어 있는데, 커버 글래스(23)는 이미지 센서(21)를 보호하고 오염을 방지하기 위한 것이다. 또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 커버 글래스(23)의 상부 및/또는 하부에는 광학적 저역 필터나 색차 필터, 적외선 필터(Infra-Red(IR) filter) 등의 광학적 코팅층이 설치되어 있을 수 있다.

렌즈부(24)는 커버 글래스(23)의 위쪽, 즉 광경로 상에서 이미지 센서(21)의 전방에 설치되어서, 피사체로부터 반사된 광이 이미지 센서(21)의 수광 영역에서 결상되도록 하는 결상 광학계이다. 이를 위하여, 렌즈부(24)는 하나 또는 그 이상의 렌즈 요소(L1~L6)를 포함하는데, 렌즈의 종류, 재질, 개수 등은 달라질 수 있다. 도 3에는 렌즈부(24)의 일례로 소정의 높이를 갖는 스페이서(spacer)에 의하여 서로 이격 배치된 3매의 웨이퍼-스케일 렌즈를 포함하는 것으로 도시되어 있는데, 본 실시예가 여기에만 한정되는 것이 아니다. 각각의 웨이퍼-스케일 렌즈는 투명 기판 및 이 투명 기판의 일면 또는 양면에 부착되어 있는 렌즈 요소(lens element)를 포함한다.

그리고 도면에 도시되어 있지는 않지만, 촬상 소자(20)는 액체 렌즈(fluidic lens), 기계적 셔터(mechanical shutter) 등과 같은 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 액체 렌즈는 렌즈부(24)의 초점 거리를 변화시킬 수 있는 장치로서, 촬상 소자(20)에 매크로 기능, 자동 초점 기능, 줌 기능 등을 제공하기 위한 수단이다. 그리고 기계적 셔터는 렌즈부(24)로 입사되는 광량, 예컨대 개방되는 렌즈부(24)의 면적이나 렌즈부(24)가 개방되는 시간 등을 조절하기 위한 수단이다.

도 1, 도 2a, 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 복수의 촬상 소자들(20)이 동일한 원주 상에 있는 것을 동일한 그룹으로 구분되도록 배치되는 경우에는, 각 그룹 단위로 촬상 소자들(20)이 틸팅 및/또는 승강이 되는 것을 이용하여 특정한 지점에 위치한 물체에 대하여 이미지 중첩이 가능할 뿐만 아니라 넓은 범위의 영역에 대해서는 이미지 영역의 분할이 가능하다. 그리고 이러한 촬상 소자들(20)의 틸팅 및/또는 승강의 크기나 정도는, 사용자에 의하여 선택된 촬상 범위 내에서 특징 점(예컨대, 인물 등)을 찾아서 이 특징 점을 기준으로 자동 조절될 수 있도록 고안이 될 수도 있다. 이하, 촬상 소자들(20)을 이용한 이미지 중첩 및 이미지 영역의 분할에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 5는 도 1의 카메라(1)의 초기 상태에서 캡쳐되는 이미지를 도식적으로 보여 주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 각 그룹의 촬상 소자(21, 22, 23)는 모두 동일한 직선 상에 위치하므로 상대적인 승강이 없으며 또는 모두 직선에 대하여 수직한 방향으로 주시하므로 틸팅도 없다. 따라서 촬상 소자(21, 22, 23)들이 도 5에 도시된 상태로 촬영을 하면, 파노라마 영상 등과 같은 광각 이미지를 왜곡 없이 획득할 수가 있다. 그리고 각 그룹의 촬상 소자(22, 23)들이 원형으로 배치되어 있으므로, 좌우 방향은 물론 상하 방향으로도 광각 이미지를 얻을 수가 있다.

도 6a 및 도 6b는 각 그룹의 촬상 소자(21, 22, 23)를 그룹 단위로 틸팅을 했을 경우에 얻을 수 있는 영상을 설명하기 위한 도면이다. 도 6a는 제2 및 제3 그룹의 촬상 소자(22a, 23a)를 중심 방향, 즉 제1 그룹의 촬상 소자(21a)가 있는 쪽으로 틸팅한 경우로서 제3 그룹의 촬상 소자(23a)를 제2 그룹의 촬상 소자(22a)보다 더 많이 틸팅한 경우이다. 반면, 도 6b는 제2 및 제3 그룹의 촬상 소자(22b, 23b)를 외곽 방향, 즉 제1 그룹의 촬상 소자(21b)가 있는 쪽의 반대쪽으로 틸팅한 경우로서 제3 그룹의 촬상 소자(23b)를 제2 그룹의 촬상 소자(22b)보다 더 많이 틸팅한 경우이다.

도 6a를 참조하면, 중심으로부터 멀리 떨어져 있는 그룹, 예컨대 제3 그룹의 촬상 소자들(23a)은 상대적으로 큰 각도로 중심쪽으로 틸팅이 되어 있으며, 또한 중심으로부터 비교적 가까운 거리가 떨어져 있는 그룹, 예컨대 제2 그룹의 촬상 소자들(22a)은 상대적으로 작은 각도로 중심쪽으로 틸팅이 이루어져 있다. 그리고 제1 그룹의 촬상 소자(21a)는 틸팅없이 전방을 향하고 있다. 이 경우에, 각 그룹의 촬상 소자(21a, 22a, 23a)에서 획득되는 이미지는 일 부분씩 중첩이 일어나며, 특히 중앙 영역에서 상대적으로 넓은 부분이 중첩이 일어난다는 것을 알 수 있다. 따라서 도 6a와 같이 각 그룹의 촬상 소자들(21a, 22a, 23a)을 구동시켜서 촬영을 하면, 비록 도 5에 비하여 좁은 범위의 이미지를 얻을 수 있지만, 중첩되는 부분에서는 상세한 이미지 또는 고해상도의 이미지를 얻을 수가 있다.

도 6b를 참조하면, 중심으로부터 멀리 떨어져 있는 그룹, 예컨대 제3 그룹의 촬상 소자들(23b)은 상대적으로 큰 각도로 바깥쪽으로 틸팅이 되어 있으며, 또한 중심으로부터 비교적 가까운 거리가 떨어져 있는 그룹, 예컨대 제2 그룹의 촬상 소자들(22b)은 상대적으로 작은 각도로 바깥쪽으로 틸팅이 이루어져 있다. 그리고 제1 그룹의 촬상 소자(21b)는 틸팅없이 전방을 향하고 있다. 이 경우에, 각 그룹의 촬상 소자(21b, 22b, 23b)에서 획득되는 이미지를 종합하면 도 5에 도시된 경우에 비하여 보다 넓은 범위의 영상을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

이러한 카메라(1)를 이용한 이미지 중첩이나 이미지 영역의 분할의 효과는 각 그룹의 촬상 소자들을 그룹 단위로 상승시키거나 및/또는 하강시키면 극대화할 수 있다. 예를 들어, 카메라(1)의 제3 그룹의 촬상 소자들(23), 제2 그룹의 촬상 소자들(23), 및 제1 그룹의 촬상 소자(21)의 순서로 상승하도록 하거나 또는 반대의 순서로 하강하도록 함으로써, 중심부에 위치한 피사체에 대해서는 이미지 중첩의 효과를 극대화할 수 있다. 특히, 이미지 중첩의 경우에는 피사체에 대한 측면 이미지도 얻을 수가 있으므로, 입체 영상을 얻는데 유용하게 이용될 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 각 그룹의 촬상 소자(21, 22, 23)를 그룹 단위로 틸팅하고 또한 승강시켰을 경우에 얻을 수 있는 영상을 설명하기 위한 도면이다. 도 7a는 제2 및 제3 그룹의 촬상 소자(22a, 23a)를 중심 방향, 즉 제1 그룹의 촬상 소자(21a)가 있는 쪽으로 틸팅하고 또한 제2 및 제3 그룹의 촬상 소자(22a, 23a)를 제1 그룹의 촬상 소자(21a) 보다 더 높게 상승시킨 경우로서, 제3 그룹의 촬상 소자(23a)를 제2 그룹의 촬상 소자(22a)보다 더 많이 틸팅 및 상승한 경우이다. 반면, 도 6b는 제2 및 제3 그룹의 촬상 소자(22b, 23b)를 외곽 방향, 즉 제1 그룹의 촬상 소자(21b)가 있는 쪽의 반대쪽으로 틸팅하고 또한 제2 및 제3 그룹의 촬상 소자(22a, 23a)fmf 제1 그룹의 촬상 소자(22a)보다 더 낮게 하강시킨 경우로서, 제3 그룹의 촬상 소자(23b)를 제2 그룹의 촬상 소자(22b)보다 더 많이 틸팅 및 하강한 경우이다. 단, 여기서 촬상 소자의 상승 및 하강은 카메라의 하우징을 기준으로 한 것으로서, 피사체의 관점에서 보면 전방으로 돌출되느냐(피사체와의 거리가 가까워지느냐) 또는 후방으로 후퇴하느냐를 나타낸다.

도 7a를 참조하면, 중심으로부터 멀리 떨어져 있는 그룹, 예컨대 제3 그룹의 촬상 소자들(23a)은 상대적으로 높이 상승된 상태로 상대적으로 큰 각도로 중심쪽으로 틸팅이 되어 있으며, 또한 중심으로부터 비교적 가까운 거리가 떨어져 있는 그룹, 예컨대 제2 그룹의 촬상 소자들(22a)은 상대적으로 낮게 상승된 상태로 상대적으로 작은 각도로 중심쪽으로 틸팅이 이루어져 있다. 그리고 제1 그룹의 촬상 소자(21a)는 틸팅이나 상승없이 전방을 향하고 있다. 이 경우에, 각 그룹의 촬상 소자(21a, 22a, 23a)에서 획득되는 이미지는 상당한 부분에서 중첩이 일어나며, 특히 중앙 영역에서 상대적으로 모든 부분에서 중첩이 일어난다는 것을 알 수 있다. 따라서 도 7a와 같이 각 그룹의 촬상 소자들(21a, 22a, 23a)을 구동시켜서 촬영을 하면, 중첩되는 부분, 특히 중앙 부분에 위치한 피사체에 대해서는 상당히 상세한 이미지 또는 고해상도의 이미지를 얻을 수가 있다.

도 7b를 참조하면, 중심으로부터 멀리 떨어져 있는 그룹, 예컨대 제3 그룹의 촬상 소자들(23b)은 상대적으로 많이 하강한 상태에서 상대적으로 큰 각도로 바깥쪽으로 틸팅이 되어 있으며, 또한 중심으로부터 비교적 가까운 거리가 떨어져 있는 그룹, 예컨대 제2 그룹의 촬상 소자들(22b)은 상대적으로 적게 하강한 상태에서 상대적으로 작은 각도로 바깥쪽으로 틸팅이 이루어져 있다. 그리고 제1 그룹의 촬상 소자(21b)는 틸팅이나 하강없이 전방을 향하고 있다. 이 경우에, 각 그룹의 촬상 소자(21b, 22b, 23b)에서 획득되는 이미지를 종합하면 도 5는 물론 도 6b에 도시된 경우에 비하여 상당히 넓은 범위의 영상을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 실시예에 불과할 뿐, 이 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 기술 사상은 특허청구범위에 기재된 발명에 의해서만 특정되어야 한다. 따라서 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예는 다양한 형태로 변형되어 구현될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

1 : 카메라
10 : 하우징
20, 21, 22 : 촬상 소자
32 : 촬상 소자 지지대
34 : 기어

Claims (7)

1. 각각 피사체의 영상을 촬영할 수 있고, 둘 이상의 촬상 소자 그룹으로 나누어져 있는 촬상 소자들의 어레이(array of imaging devices);
   상기 촬상 소자들을 수용하며, 상기 촬상 소자들 각각의 렌즈부가 외부로 노출될 수 있는 복수 개의 개구(plurality of openings)가 일면에 형성되어 있는 하우징(housing); 및
   상기 촬상 소자들을 촬상 소자 그룹 단위로 소정의 각도로 틸팅(tilting)되도록 하는 틸팅 수단을 포함하는 카메라.
2. 제1항에 있어서,
   상기 촬상 소자들을 촬상 소자 그룹 단위로 승강시키는 승강 수단을 더 포함하는 카메라.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촬상 소자들의 어레이는
   하나의 촬상 소자를 포함하는 제1 촬상 소자 그룹; 및
   상기 제1 촬상 소자 그룹으로부터 제1 거리만큼 이격되어서 원형으로 배치되어 있는 다수의 촬상 소자들을 포함하는 제2 촬상 소자 그룹을 포함하는 카메라.
4. 제3항에 있어서,
   상기 촬상 소자들의 어레이는 상기 제1 촬상 소자 그룹으로부터 상기 제1 거리보다 더 큰 제2 거리만큼 이격되어서 원형으로 배치되어 있는 다수의 촬상 소자들을 포함하는 제3 촬상 소자 그룹을 더 포함하는 카메라.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제3 촬상 소자 그룹에 포함되는 촬상 소자의 개수는 상기 제2 촬상 소자 그룹에 포함되는 촬상 소자의 개수보다 더 많은 카메라.
6. 제3항에 있어서,
   상기 틸팅 수단은 상기 제1 촬상 소자 그룹의 촬상 소자를 중심으로 상기 제2 촬상 소자 그룹의 촬상 소자들을 동심 방향으로 틸팅시키는 카메라.
7. 제1항에 있어서,
   상기 틸팅 수단은 상기 촬상 소자들 각각에 구비되어 있는 기어 링크를 포함하는 카메라.

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