KR101589707B1 - 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시각장애인 및 노약자의 시력을 보완하기 위해서, 펜 타입 카메라 장치가 설치되어, 펜 타입 카메라와 몸체의 후면에 설치된 후면 카메라의 2개의 영상을 동시에 영상표시부에 출력하는 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치는 손으로 잡을 수 있는 손잡이가 형성되며 내부에는 카메라 장치가 삽입된 펜 타입 카메라 몸체(212)와, 상기 펜타입 카메라 몸체의 전단부에 형성되어 피사체의 영상을 얻을 수 있는 카메라 센서(211)와, 상기 카메라 센서부에서 얻은 영상을 영상 확대 장치의 몸체로 전송하는 펜 타입 카메라 USB 케이블(214)로 이루어진 펜 타입 카메라 부(200); 몸체부(100); 후면 카메라부(110); 영상표시부(120); 펜 타입 카메라 고정부(171); 및 받침대(160);를 포함한다.

Description

펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치{Potable Magnifying Apparatus having the pen-type camera}

본 발명은 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시각장애인 및 노약자의 시력을 보완하기 위해서, 펜 타입 카메라 장치가 설치되어, 펜 타입 카메라와 몸체의 후면에 설치된 후면 카메라의 2개의 영상을 동시에 영상표시부에 출력하는 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치에 관한 것이다.

일반적인 시각장애자 함은 갖가지 안질환으로 인하여 시력을 잃고 광각까지도 상실하여 명암을 구별하는 일조차 할 수 없는 상태이나, 명암의 구별을 아는 정도 및 눈앞에 있는 손의 움직임을 아는 정도의 심한 약시를 가진 사람도 시각장애인에 포함될 수 있으며, 시각 장애인 중 가장 높은 비율을 차지하는 저시력자들은 수정체, 홍채, 망막, 시신경계의 약화의 원인으로 일반적인 안경이나 렌즈로는 문자 또는 그림 등의 피사체를 식별할 수 없는 상태이다.

영상 확대 장치는 이러한 저시력자 및 노약자들의 시력을 보완해 주기 위해 작은 글씨의 책이나 명함, 수표나 화폐 등과 같이 보기 어려운 피사체의 영상을 확대하여 보여주는 장치이다. 영상 확대 장치는 일반적으로 충전되는 배터리를 구비하여 전원을 연결할 수 없는 곳에서도 사용이 가능하며, 저시력자나 노약자가 휴대하여 독서를 하는 경우나 수표 또는 화페 등을 정밀하게 검사하는 경우에 이용된다.

그러나 일반적인 영상 확대 장치는 큰 부피를 차지하여 실제의 안구의 이동처럼 초점의 이동이 용이하지 않을 뿐만 아니라 특정 근거리 피사체 영상만을 표시해주는 편리성을 제공하지 않는다.

따라서, 저시력자 및 노약자들을 위해 상기와 같은 문제점을 보완한 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치 기술이 요구 되고 있다.

한국공개특허 제10-2014-0036777호(거울 기능을 갖는 휴대용 영상 확대 장치, 2014년 03월 26일 공개)

본 발명은 상기의 문제점을 해결학 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 휴대성이 용이할 뿐만아니라, 고정된 일반적인 휴대용 확대경의 한계점을 극복하여 안구의 이동처럼 초점의 이동이 용이하도록 사용자가 직접 카메라의 초점을 조점하여, 원하는 특정 피사체 근거리영상을 영상표시부에 출력할 수 있는, 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펜타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치는 손으로 잡을 수 있는 손잡이가 형성되며 내부에는 카메라 장치가 삽입된 펜 타입 카메라 몸체(212)와, 상기 펜타입 카메라 몸체의 전단부에 형성되어 피사체의 영상을 얻을 수 있는 카메라 센서(211)와, 상기 카메라 센서에서 얻은 영상을 영상 확대 장치의 몸체로 전송하는 펜 타입 카메라 USB 케이블(214)로 이루어진 펜 타입 카메라부(200); 내부에 설치된 영상처리부에 의해 상기 펜타입 카메라 부에서 전송된 영상 또는 후면 카메라부에서 얻은 영상을 처리하고, 영상 확대장치를 전체적으로 지지하는 몸체부(100); 상기 몸체부(100)의 후면에 설치되며, 피사체 측 영상 획득을 위한 후면 카메라부(110); 상기 몸체부(100)의 전면에 설치되며, 상기 후면 카메라부(110)의 영상 또는 상기 펜 타입 카메라부(200)의 영상을 전송받아 출력하는 영상표시부(120); 상기 몸체부(100)의 후면에 설치되어, 상기 후면 카메라부가 피사체의 영상 획득이 용이하도록 파사체를 비추는 엘이디(LED) 조명부(130); 상기 몸체부(100)의 후면에 설치되어, 힌지에 의해 회전가능하여 각도 조절이 가능한 받침대(160); 상기 몸체부의 전면 일측에 형성되되, 상기 펜타입 카메라부에서 얻은 영상 또는 상기 후면 카메라부에서 얻은 영상 중에서 영상표시부에 디스플레이하는 영상을 선택하는 영상선택조작부(144); 상기 몸체부의 전면 형성되되, 상기 영상표시부에 디스플레이되는 영상을 확대시키는 영상확대조작부(141); 상기 몸체부의 전면 일측에 형성되되, 상기 영상표시부에 디스플레이되는 영상을 확대시키는 영상축소조작부(142); 및 상기 펜타입 카메라부에서 얻은 영상 또는 상기 후면 카메라부에서 얻은 영상 중에서 상기 영상처리부에서 인식한 문자를 상기 영상처리부 내의 음향발생장치를 통해서 음향으로 변환하여 출력하는 오디오출력부(150);를 포함하되, 상기 영상처리부는 영상데이터를 저장하고 이진화 영상에 필요한 문턱값을 결정하는 영상획득모듈과, 영상데이터의 노이즈를 제거하는 노이즈필터와, 영상데이터의 해상도를 이중선형 보간법으로 확대하는 확대필터와, 픽셀의 휘도값에 따라 임계치를 산출하는 임계치산출부와, 이진화 영상을 생성하는 이진화부를 포함한다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치는 후면의 카메라부에서 얻은 영상을 확대하여 디스플레이할 뿐만아니라, 펜타입 카메라가 장착되어 시각장애인 및 노약자의 실제의 안구의 이동처럼 초점을 이동하여 피사체의 근거리 영상을 획득하여 확대 영상을 제공함으로써, 렌즈의 이동이 용이하고, 특정 이미지의 영상 확대 및 선명한 근거리 초점을 통해 시각장애인 및 노약자가 용이하게 사용할 수 있는 장점이 있다. 특히 사용하기에 편리하고 소형화된 인터페이스를 제공하여 조작이 편리한 장점이 있다.

아울러 시각장애인 및 노약자는 일반 확대경을 사용할 경우 특정 이미지를 확대하기 위하여 부피가 큰 확대경을 이동시켜야하는 불편함이 있으나, 본 발명의 펜 타입 카메라부를 통하여 이동이 용이하고, 확대의 기능을 보다 명확하고 신속하게 인지가 가능하여 시각장애인 및 노약자가 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 전면에서 본 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 후면에서 본 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치의 개략도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치의 정면도이며, 도 2는 후면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 몸체부(100)의 후면에 설치되는 후면 카메라부(110)와 펜 타입의 카메라부(200)의 영상을 전면의 영상 표시부를 통해서 확대하여 디스플레이하는 휴대용 영상 확대 장치이다.

먼저, 펜 타입 카메라 부(200)는 펜 형상을 지니는 펜타입 카메라 몸체(212)와, 영상을 획득하기 위한 카메라 센서(211) 및 이를 몸체부내의 영상처리부로 전송하기 위한 USB 케이블(214)로 이루어진다.

펜 타입 카메라 몸체(212)는 연필이나 볼펜 등과 같은 펜(Pen) 형상을 지니며, 내부에는 카메라 센서를 비롯한 각종 회로가 내장된다.

영상을 획득하기 위한 카메라 센서(211)는 렌즈와 CMOS센서로 구성된다. 상기 렌즈는 피사체의 영상을 획득하며, 상기 CMOS 센서는 상기 렌즈를 통해 획득된 물리적인 영상 신호를 전기적인 신호로 전환하는 역할을 수행한다. 따라서 CMOS센서에 의해 획득된 영상은 영상데이터화 된다. 일예로 상기 영상은 CMOS센서를 통해 SVGA(800*600), YUV422, 30f/s, Progressive 등과 같은 포맷으로 영상데이터와 될 수 있다.

도시되지는 않았으나, 펜 타입 카메라 몸체(212)의 일측면에서는 어두운 곳에서 보다 명확한 영상을 획득하기 위해서 LED 조명이 설치된다. 즉, 카메라 센서(211)의 주변에 설치된다. 이는 카메라 센서(211)가 피사체의 영상 획득이 용이하도록 피사체를 밝게 비추기 위함이다. LED조명은 통상적으로 사용하는 발광다이오드소자가 적용될 수 있다. 이때 LED 조명은 피사체의 접사 시에만 동작하기 위해 영상처리부의 제어에 의해 동작한다. 따라서 전력 소모를 줄이고, 휴대용 장치의 단점인 한정된 사용시간을 늘릴 수 있다. LED조명는 복수개가 구성되며, 피사체의 거리에 따라 작동되는 LED조명의 수가 가감될 수 있도록 구성된다.

펜 타입 카메라 센서(211)에 의해 획득된 영상은 펜 타입 몸체(212)에 연결된 USB 케이블(214)를 통해서 몸체부(100)내의 영상처리부로 전송된다.

펜 타입 카메라부(200)는 사용자가 펜타입 카메라 몸체를 이동시킬 수 있음으로, 사용자가 원하는 위치의 피사체를 카메라 렌즈를 통해서 획득할 수 있다. 이는 수표에 싸인을 하거나, 문서에 싸인을 하거나, 각종 시험지 답안을 기재하고, OX 마크를 하는 등 문서 작성이나 시험 등 정밀한 작업을 한 후에도, 몸체부에 설치되는 영상표시부를 통해서 영상을 확대하여 표시할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 노인이나 원시안, 근시안이 있는 환자에게 도움을 줄 수 있다는 장점이 있다.

펜타입 카메라 몸체(212)는 몸체부(100) 상단에 형성된 펜 타입 카메라 고정부(171)에 고정된다. 펜타입 카메라 고정부(171)는 볼펜, 연필 등을 탈부착이 용이한 형태의 도시된 바와 같은 탄성에 의해 탈부착할 수 있는 통상의 형상이 사용된다.

몸체부(100)는 내부에 설치된 영상처리부에 의해 상기 펜타입 카메라 부에서 전송된 영상 또는 후면 카메라에서 얻은 영상을 처리하고, 영상 확대장치를 전체적으로 지지하는 부분이다.

몸체부(100)의 후면에 설치되어, 피사체의 영상 획득을 위한 후면 카메라부(110)는 기본적으로, 렌즈와 CMOS센서로 구성된다. 상기 렌즈는 피사체의 영상을 획득하며, 상기 CMOS 센서는 상기 렌즈를 통해 획득된 물리적인 영상 신호를 전기적인 신호로 전환하는 역할을 수행한다. 따라서 CMOS센서에 의해 획득된 영상은 영상데이터화 된다. 일예로 상기 영상은 CMOS센서를 통해 SVGA(800*600), YUV422, 30f/s, Progressive 등과 같은 포맷으로 영상데이터와 될 수 있다.

상기 후면 카메라부(110)에서 획득한 영상 및/또는 상기 펜 타입 카메라부(200)에서 획득한 영상은 몸체부 내의 영상처리부를 통해 처리된 후, 전면에 설치된 영상표시부(120)를 통해 디스플레이된다.

영상처리부(도시되지 않음)는 몸체부(100)의 내부에 회로 형태로 설치된다. 영상처리부는 이미지 센서 모듈, 거리센서부, 자동 초점 구동 드라이버, 영상 처리 모듈 등을 제어하는 중앙 처리 모듈이다. 영상처리부는 영상획득모듈, 노이즈필터, 확대필터, 색상필터, 임계치산출부, 이진화부를 포함하여 이루어진다. 상기 영상처리부는 영상데이터를 저장하고 이진화 영상에 필요한 문턱값을 결정하는 영상획득모듈과, 영상데이터의 노이즈를 제거하는 노이즈필터와, 영상데이터의 해상도를 이중선형 보간법으로 확대하는 확대필터와, 픽셀의 휘도값에 따라 임계치를 산출하는 임계치산출부와, 이진화 영상을 생성하는 이진화부를 포함한다.

보다 상세히 설명하면, 영상획득모듈은 펜타입 카메라부와 후면 카메라부에서 전송된 영상데이터를 메모리에 저장하며, 이진화 영상에 필요한 문턱 값(Threshold) 결정을 위한 히스토그램(Histogram)을 추출하여 문턱 값을 결정한다. 노이즈필터는 상기 영상데이터에 대해 일반적인 영상노이즈인 가우시안 노이즈 및 salt & pepper 노이즈를 제거하는 역할을 수행한다. 확대필터는 영상데이터를 영상표시부(120)의 LCD 해상도에 맞게 확대하는 역할을 수행하며, 영상데이터를 이중선형보간법(bilinear interpolation)을 통해 확대하게 된다. 색상필터는 영상데이터에 대해 사용자 입력 값을 전달받아 밝기 및 고대비를 적용 시키게 된다. 임계치산출부는 상기 영상데이터의 휘도신호를 통해 최대 픽셀(pixel) 휘도 값 및 최소 픽셀 휘도 값을 추출하고, 상기 최대 픽셀 휘도 값 및 상기 최소 픽셀 휘도 값을 통해 임계치를 산출한다. 이진화부는 임계치에 의거하여 상기 영상데이터에 대한 이진화 영상을 생성한다. 즉, 이진화부는 해당 픽셀의 휘도 값이 상기 임계치보다 이하인 경우 상기 해당 픽셀의 색상을 배경색으로 구현하고, 해당 픽셀의 휘도 값이 상기 임계치보다 이상인 경우 상기 해당 픽셀의 색상을 글자색으로 구현할 수 있다.

영상처리부에 의해 처리된 영상 정보는 영상표시부(120)에 의해 디스플레이된다. 즉, 영상표시부(120)는 이진화부를 통해 최종 결정된 영상데이터를 출력하는 역할을 수행하게 된다. 따라서 영상표시부(120)는 몸체부(100)의 전면에 노출되도록 구성되며, 통상의 LCD패널이 적용된다.

몸체부의 전면에서, 영상표시부의 측면에 설치된 영상선택조작부(144)는 카메라에서 얻은 영상, 즉 펜 타입 카메라부에서 얻은 영상 및/또는 후면 카메라부에서 얻은 영상 중에서 영상표시부에 디스플레이되는 영상을 선택하기 위한 부분이다. 영상선택조작부(144)는 펜 타입 카메라부에서 얻은 영상, 후면 카메라부에서 얻은 영상 중 선택된 하나의 영상 또는 2개의 영상을 모두 선택할 수 있도록 조작할 수 있다.

몸체의 전면에는, 영상표시부의 디스플레이되는 영상을 축소 또는 확대하기 위한 영상 확대 조작부(141) 및 영상 축소 조작부(142)가 설치된다. 도시된 바와 같이 영상 확대 조작부(141) 및 영상 축소 조작부(142)는 각각 설치될 수도 있으나, 하나의 조작부로 형성되어, 선택 방향에 따라 축소, 확대가 가능하도록 형성될 수 있다.

오디오 출력부(150)는 펜 타입 카메라부 또는 후면 카메라 부에서 얻은 영상 중 문자를 영상처리부에서 인식하여, 영상처리부 내의 음향발생장치를 통해서 음향으로 변환한 후, 음향으로 처리(출력)하는 부분이다. 즉, 오디오 출력부는 인식가능한 문자를 음향으로 출력하는 부분이다.

후면의 LED 조명부(130)은 후면 카메라부(110)의 주변에 설치되어, 후면 카메라부(110)가 피사체의 영상 획득이 용이하도록 피사체를 밝게 비추기 위함이다. LED조명은 통상적으로 사용하는 발광다이오드소자가 적용될 수 있다. 이때 LED 조명은 피사체의 접사 시에만 동작하기 위해 영상처리부의 제어에 의해 동작한다. 따라서 전력 소모를 줄이고, 휴대용 장치의 단점인 한정된 사용시간을 늘릴 수 있다. LED조명는 복수개가 구성되며, 피사체의 거리에 따라 작동되는 LED조명의 수가 가감될 수 있도록 구성된다.

후면의 받침대(160)는 힌지에 의해 회전가능하여 접철 가능한 구조를 지니며, 몸체부를 비스듬히 세울수 있도록 하기 위한 부분이다.

이상과 같이, 본 발명의 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치는, 시각장애인 및 노약자에게 실제의 안구의 초점의 움직임과 같은 유동적인 영상 제공을 위한 펜 타입 카메라부를 구비하여, 시각장애인 및 노약자의 실제의 안구의 이동처럼 초점을 이동하여 피사체의 근거리 영상을 제공할 뿐 아니라, 특정 이미지의 영상 확대 및 선명한 근거리 초점을 통해 시각장애인 및 노약자가 용이하게 사용할 수 있는 장점이 있다. 특히 사용하기에 편리하고 소형화된 인터페이스를 제공하여 조작이 편리한 장점이 있다.

아울러 시각장애인 및 노약자는 일반 확대경을 사용할 경우 특정 이미지를 확대하기 위하여 부피가 큰 확대경을 이동시켜야하는 불편함이 있으나, 본 발명의 펜 타입 카메라부를 통하여 이동이 용이하고, 확대의 기능을 보다 명확하고 신속하게 인지가 가능하여 시각장애인 및 노약자가 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 몸체부 110 : 후면 카메라부
120 : 영상표시부 130 : LED 조명부
141 : 영상 확대 조작부 142 : 영상축소 조작부
143 : 영상제어 조작부 144 : 영상선택 조작부
150 : 오디오 출력부
160 : 받침대 171 : 펜 타입 카메라 고정부
200 : 펜 타입 카메라부 211 : 펜 타입 카메라 센서
212 : 펜 타입 카메라 몸체
214 : 펜 타입 카메라 USB 케이블

Claims (4)

1. 손으로 잡을 수 있는 손잡이가 형성되며 내부에는 카메라 장치가 삽입된 펜 타입 카메라 몸체(212)와, 상기 펜타입 카메라 몸체의 전단부에 형성되어 피사체의 영상을 얻을 수 있는 카메라 센서(211)와, 상기 카메라 센서에서 얻은 영상을 영상 확대 장치의 몸체로 전송하는 펜 타입 카메라 USB 케이블(214)로 이루어진 펜 타입 카메라부(200);
   내부에 설치된 영상처리부에 의해 상기 펜타입 카메라 부에서 전송된 영상 또는 후면 카메라부에서 얻은 영상을 처리하고, 영상 확대장치를 전체적으로 지지하는 몸체부(100);
   상기 몸체부(100)의 후면에 설치되며, 피사체 측 영상 획득을 위한 후면 카메라부(110);
   상기 몸체부(100)의 전면에 설치되며, 상기 후면 카메라부(110)의 영상 또는 상기 펜 타입 카메라부(200)의 영상을 전송받아 출력하는 영상표시부(120);
   상기 몸체부(100)의 후면에 설치되어, 상기 후면 카메라부가 피사체의 영상 획득이 용이하도록 파사체에 조명을 비추는 엘이디(LED) 조명부(130);
   상기 몸체부(100)의 후면에 설치되어, 힌지에 의해 회전가능하여 각도 조절이 가능한 받침대(160);
   상기 몸체부의 전면 일측에 형성되되, 상기 펜타입 카메라부에서 얻은 영상 또는 상기 후면 카메라부에서 얻은 영상 중에서 영상표시부에 디스플레이하는 영상을 선택하는 영상선택조작부(144);
   상기 몸체부의 전면 형성되되, 상기 영상표시부에 디스플레이되는 영상을 확대시키는 영상확대조작부(141);
   상기 몸체부의 전면 일측에 형성되되, 상기 영상표시부에 디스플레이되는 영상을 확대시키는 영상축소조작부(142); 및
   상기 펜타입 카메라부에서 얻은 영상 또는 상기 후면 카메라부에서 얻은 영상 중에서 상기 영상처리부에서 인식한 문자를 상기 영상처리부 내의 음향발생장치를 통해서 음향으로 변환하여 출력하는 오디오출력부(150);를 포함하되,
   상기 영상처리부는 영상데이터를 저장하고 이진화 영상에 필요한 문턱값을 결정하는 영상획득모듈과, 영상데이터의 노이즈를 제거하는 노이즈필터와, 영상데이터의 해상도를 이중선형 보간법으로 확대하는 확대필터와, 픽셀의 휘도값에 따라 임계치를 산출하는 임계치산출부와, 이진화 영상을 생성하는 이진화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 영상 확대 장치는 사용자가 직접 손으로 펜 타입 카메라 몸체(212)를 이동시켜, 원하는 위치에서 피사체의 영상을 입력받은 것을 특징으로 하는 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 영상 확대 장치는,
   상기 몸체부(100) 상단에 상기 펜 타입 카메라 몸체(212)를 고정하기 위한 펜 타입 카메라 고정부(171)를 포함하는 펜 타입 카메라가 장착된 휴대용 영상 확대 장치.
   
   

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