KR20070017812A

KR20070017812A - 스테레오 카메라 모듈을 구비하는 이동통신 단말기

Info

Publication number: KR20070017812A
Application number: KR1020050072418A
Authority: KR
Inventors: 이현호; 김학저; 이진용
Original assignee: 주식회사 이너텍
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2007-02-13

Abstract

본 발명은 스테레오 카메라를 구비하는 이동통신 단말기에 관한 것으로서, 대략 2.5cm 내외의 이격 간격을 유지하면서 설치되는 스테레오 카메라를 이용하여 입사되는 광을 하나의 고체촬상소자를 입력받는 구성을 제시하였다.

본 발명에 따른 카메라 모듈을 구비하는 이동통신단말기에 의하여 2.5cm 내외의 간격으로 설치되는 스테레오 카메라에 의하여 소형 단말기에서도 입체 영상의 촬영이 가능하게 되었다.

스테레오 카메라; 입체영상촬영장치

Description

스테레오 카메라 모듈을 구비하는 이동통신 단말기{MOBILE COMMUNICATION TERMINAL WITH STEREO CAMERA MODULE}

도 1은 종래 패럴랙스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치의 단면도이다.

도 2는 종래 렌티큘라 렌즈 방식의 입체 영상 표시 장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예로서 6cm 이하의 간격으로 이격된 스테레오 카메라와 하나의 고체촬상소자를 구비하는 입체영상촬영모듈의 절단면도이다.

도 4는 본 발명의 하나의 실시예로서 6cm 이하의 간격으로 이격된 스테레오 카메라와 하나의 고체촬상소자를 구비하는 입체영상촬영모듈의 절단면도이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서 6cm 이하의 간격으로 이격된 스테레오 카메라와 두 개의 고체촬상소자를 구비하는 입체영상촬영모듈의 절단면도이다.

***** 도면의 주요 기호에 대한 설명 *****

110: 스테레오 카메라 모듈 111, 113: 이동렌즈

112, 114: 고정렌즈 117, 118: 광필터

121, 122; 광셔터 115, 125, 126: 반사판

116: 반반사판 20, 21, 22: 고체촬상소자

130: 먹스(MUX) 141: 좌안용 메모리

142: 우안용 메모리 150: 영상변환부

160: 영상 메모리

본 발명은 스테레오 카메라를 구비하는 이동통신 단말기에 관한 것으로서, 구체적으로는 사람의 두 눈 사이의 거리보다 좁은 거리로 이격된 두 개의 카메라를 구비하는 스테레오 카메라를 구비하는 이동통신 단말기에 관한 것이다.

특수한 안경없이 입체 영상을 표시하는 장치로는 패럴랙스 배리어 방식이나 렌티큘라 렌즈 방식 등이 알려져 있으며, 여러가지 방식 중에서 패럴랙스 배리어 방식과 렌티큘라 렌즈 방식에 관해 간단히 설명하기로 한다.

종래 패럴랙스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 백라이트(1), 표시 패널로서의 액정 패널(2) 및 액정 패널(2)의 관찰자측에 배치되는 패럴랙스 배리어(3)의 구성을 가지고 있다. 패럴랙스 배리어(3)는 유리 혹은 투명 수지 등의 기판(31) 위로 다수의 스트라이프 모양의 차광 박막(32)을 형성한 것이다. 액정 패널(2)은 유리 기판(22)과 유리 기판(24) 사이에 액정층(23)이 설치되고, 또한 광출신측의 유리기판(22)에는 편광판(21)이 광입사측의 유리기판(24)에는 입사측 편광판(25)이 각각 설치된다. 또한 액정 패널(2)의 액정층(23)에 우(右)안용 화상과 좌(左)안용 화상이 1열씩 걸러서 구비된다. 백라이트(1)로부터 투사된 광은 패럴랙스 배리어(3)에 의해 분리되어, 관찰자의 좌안(10L)에는 좌안용 영상만이 인식되고, 우안(10R)에는 우안용 영상만이 인식되도록 하여 입체 영상이 인식된다.

종래 렌티큘라 렌즈 방식의 입체 영상 표시 장치가 도 2에 도시되어 있다. 렌티큘라 렌즈 방식은 관찰자의 눈이 위치하는 출광측에 다수 개의 볼록 렌즈 형상으로 나란히 구비되는 렌티큘라 렌즈를 갖는 구성을 지닌다. 패럴랙스 배리어(3) 대신에 렌티큘라 렌즈(5)를 사용하는데 특징이 있다.

한편, 상기와 같은 입체 영상 표시 장치에 디스플레이되는 영상을 얻기 위해서는 상호 5.5cm 내지 6cm 이격된 좌안용 카메라와 우안용 카메라를 사용한다. 이때 좌안용 카메라는 관찰자의 좌안에 입사될 영상을 촬영하게 되고, 우안용 카메라는 관찰자의 우안에 입사될 영상을 촬영하게 되며, 5.5cm 내지 6cm는 사람의 양눈 사이의 거리의 통상적인 간격을 의미하는 것이다.

종래의 입체 영상 촬영장치는 다수의 일반대중보다는 소수의 전문인들을 상대로한 목표시장(target marketing)을 상대로 기술개발이 이루어져 촬영의 질을 우선시 하여, 예컨대 피사체의 상을 좌측과 우측으로 구분하여 2대의 카메라로 촬영을 하게 되어 있으며, 이를 합성편집을 해야 하는 등 고도의 기술이 필요하게 되어 일반인들이 사용하기에 그 사용방법이나 사용기술면으로만 보더라도 사용은 요원하였으며, 뿐만 아니라 고가의 장비와 고가의 부대장비로 구성되어 있어 이를 구입하여 사용할 수 있는 층은 매우 국한적일 수밖에 없었다.

따라서, 종래 입체 영상 촬영장치는 입체 영상을 일반인들에 의해 촬영되어 일반인이 직접 즐기게 끔 보다 더 대중화를 위해 목표시장의 다양화가 필요하였으 며, 그러기 위해서 저렴한 가격의 휴대가 간편한 입체 영상 촬영장치를 위한 기술적 고려가 요구되어 왔다. 특히 핸드폰과 같은 소형 휴대용 전자기기에서는 2대의 카메라를 6cm 내지 7cm 간격이 이격되도록 설치할 수 없으므로 이를 해결하기 위한 새로운 기술이 필요하게 되었다.

본원 발명은 상기 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 6cm 간격보다 작은 간격을 갖는 스테레오 카메라를 구비하여 입체영상 촬영이 가능한 소형 휴대용 전자기기를 제공함을 목적으로 한다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시례에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예로서 6cm 이하의 간격으로 이격된 스테레오 카메라와 하나의 고체촬상소자를 구비하는 입체영상촬영모듈의 절단면도이다. 본 발명에 따른 스테레오 카메라 모듈(110)은 좌안용 입사광이 입사되는 좌안용 이동렌즈(111)와 좌안용 고정렌즈(112)와 우안용 입사광이 입사되는 우안용 이동렌즈(113)와 우안용 고정렌즈(114)와 우안용 입사광을 반사시키는 전반사판(115) 및 반반사판(116)과 고체촬상소자(120, Charge Coupled Device), 광학 줌 조절부(119), 광셔터(121, 122)로 구성된다. 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)는 광학 줌을 가능하게 하는 구성으로써 촛점거리를 최소로 하고자 할 경우에는 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114) 사이의 거리를 좁히면 되고, 촛점거리를 최대로 하고자 할 경우에는 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)의 거리를 최대한으로 하면 된다. 통상은 도면에 도시된 바와 같이 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)의 하우징부에 나사산을 형성하는 구성을 지니게 된다. 광학줌 조절부(119)를 통하여 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)의 거리를 자동으로 조절된다. 본 발명에서는 두 개의 카메라 사이의 거리 d는 대략 2.5cm 내외로 구성되게 하였다. 종래 입체촬영장치와는 달리 카메라 사이의 간격을 줄일 수 있는 것은 광학 줌 방식을 이용하여 화소각을 조절하여 좌안용 영상과 우안용 영상을 각각 입력받은 후, 이를 소프트웨어적인 변환 작업을 통하여 처리할 수 있기 때문이다. 예를 들어 화소각은 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114) 사이의 거리가 좁을수록 최대가 되며, 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114) 사이의 거리가 넓어질수록 최소가 된다.

본 발명에서는 광학 줌의 구조를 나사산으로 도시하였으나 이러한 광학 줌을 형성하는 렌즈 구조체 및 광학줌 조절부(119)의 구성은 자동 카메라 또는 CCD 카메라 업계에서는 이미 공지된 자료에 불과한 것이므로 자세한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

좌안용 이동렌즈(111)로 입사된 광(L)을 처리할 때, 좌안용 광셔터(121)는 온(on) 상태가 되어 광이 전량 투과되도록 하고, 우안용 광셔터(122)는 오프(off) 상태가 되어 광을 전혀 투과할 수 없게 한다. 좌안용 이동렌즈(111)로 입사된 광 (L)은 좌안용 고정렌즈(112)에 의해서 촛점 거리가 정해지고, 좌안용 광셔터(121) 및 반반사판(116)을 투과하여 고체촬상소자(120)에 입력되어 전기적인 신호로 변환된다. 전기적 신호로 변환된 좌안용 이미지 데이터는 먹스(130, MUX)를 통하여 좌안용 메모리(141)로 입사되어 저장된다.

우안용 이동렌즈(113)로 입사된 광(R)을 처리할 때, 우안용 광셔터(122)는 온(on) 상태가 되어 광이 전량 투과되도록 하고, 좌안용 광셔터(121)는 오프(off) 상태가 되어 광을 전혀 투과할 수 없게 한다.

우안용 이동렌즈(113)로 입사된 광(L)은 우안용 고정렌즈(114)에 의해서 촛점 거리가 정해지고, 우안용 광셔터(122)를 투과하고 반사판(115)에 반사된 후, 다시 반반사판(116)에 반사되어 고체촬상소자(120)에 입력되어 전기적인 신호로 변환된다. 전기적 신호로 변환된 우안용 이미지 데이터는 먹스(130, MUX)를 통하여 우안용 메모리(142)로 입사되어 저장된다.

좌안용 메모리(141)와 우안용 메모리(142)에 저장된 이미지 데이터는 카메라의 이격 거리 2.5cm 내외에서 촬영된 이미지이므로 영상변환부(150)을 통하여 사람의 두 눈간의 평균 거리인 6 내지 7cm 간격에서 촬영한 이미지로 변환되고, 또한 적용한 입체영상을 표현하는 방식, 패럴랙스 배리어 방식이나 렌티큘라 렌즈 방식,에 적합하게 영상을 변환한 후, 영상 메모리(160)에 저장한다.

도 4는 본 발명의 하나의 실시예로서 6cm 이하의 간격으로 이격된 스테레오 카메라와 하나의 고체촬상소자를 구비하는 입체영상촬영모듈의 절단면도이다. 본 발명에 따른 스테레오 카메라 모듈(110)은 좌안용 입사광이 입사되는 좌안용 이동렌즈(111)와 좌안용 고정렌즈(112)와 좌안용 필터(117)와 우안용 입사광이 입사되는 우안용 이동렌즈(113)와 우안용 고정렌즈(114)와 우안용 필터(118)와 우안용 입사광을 반사시키는 전반사판(115) 및 반반사판(116)과 고체촬상소자(120, Charge Coupled Device) 및 광학 줌 조절부(19)로 구성된다. 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)는 광학 줌을 가능하게 하는 구성으로써 촛점거리를 최소로 하고자 할 경우에는 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114) 사이의 거리를 좁히면 되고, 촛점거리를 최대로 하고자 할 경우에는 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)의 거리를 최대한으로 하면 된다. 통상은 도면에 도시된 바와 같이 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)의 하우징부에 나사산을 형성하는 구성을 지니게 된다. 광학줌 조절부(119)를 통하여 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)의 거리를 자동으로 조절된다. 본 발명에서는 두 개의 카메라 사이의 거리 d는 대략 2.5cm 내외로 구성되게 하였다. 종래 입체촬영장치와는 달리 카메라 사이의 간격을 줄일 수 있는 것은 광학 줌 방식을 이용하여 화소각을 조절하여 좌안용 영상과 우안용 영상을 각각 입력받은 후, 이를 소프트웨어적인 변환 작업을 통하여 처리할 수 있기 때문이다. 예를 들어 화소각은 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114) 사이의 거리가 좁을수록 최대가 되며, 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114) 사이의 거리가 넓어질수록 최소가 된다.

좌안용 필터(117)와 우안용 필터(118)는 고체촬상소자(120)에 맺히는 영상을 패럴랙스 배리어 방식이나 렌티큘라 렌즈 방식에 적합하도록 각각 좌안용 이동렌즈 (111)와 우안용 이동렌즈(112)를 통과한 광을 필터링하는 작업을 하며, 좌안용 필터(117)와 우안용 필터(118)에 형성되는 격자는 서로 엇갈리는 격자 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.

좌안용 이동렌즈(111)로 입사된 광(L)은 좌안용 고정렌즈(112)에 의해서 촛점 거리가 정해지고, 좌안용 필터(117)를 통과하고, 반반사판(116)을 투과하여 고체촬상소자(120)에 입력되어 전기적인 신호로 변환된다. 이와 유사한 방식으로 우안용 이동렌즈(113)로 입사된 광(L)은 우안용 고정렌즈(114)에 의해서 촛점 거리가 정해지고, 우안용 필터(118)을 통과한 후, 반사판(115)에 반사된 후, 다시 반반사판(116)에 반사되어 고체촬상소자(120)에 입력되어 전기적인 신호로 변환된다. 이때 도 2에 도시된 고체촬상소자(120)에 입력되는 광학신호는 도 1에 제시된 방식과는 달리 좌안용 광학 신호와 우안용 광학 신호가 동시에 입사된 후, 전기적 신호로 변환됨을 알 수 있다.

고체촬상소자(120)에 저장된 이미지 데이터는 카메라의 이격 거리 2.5cm 내외에서 촬영된 이미지이므로 영상변환부(151)을 통하여 사람의 두 눈간의 평균 거리인 6 내지 7cm 간격에서 촬영한 이미지로 변환된 후, 영상 메모리(160)에 저장된다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서 6cm 이하의 간격으로 이격된 스테레오 카메라와 두 개의 고체촬상소자를 구비하는 입체영상촬영모듈의 절단면도이다. 본 발명에 따른 스테레오 카메라 모듈(110)은 좌안용 입사광이 입사되는 좌안용 이동 렌즈(111)와 좌안용 고정렌즈(112)와 좌안용 입사광을 반사시키는 좌안용 반사판(125)과 우안용 입사광이 입사되는 우안용 이동렌즈(113)와 우안용 고정렌즈(114)와 우안용 입사광을 반사시키는 우안용 반사판(126) 및 고체촬상소자(120, Charge Coupled Device), 광학 줌 조절부(119), 광셔터(121, 122)로 구성된다. 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)는 광학 줌을 가능하게 하는 구성으로써 촛점거리를 최소로 하고자 할 경우에는 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114) 사이의 거리를 좁히면 되고, 촛점거리를 최대로 하고자 할 경우에는 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)의 거리를 최대한으로 하면 된다. 통상은 도면에 도시된 바와 같이 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)의 하우징부에 나사산을 형성하는 구성을 지니게 된다. 광학줌 조절부(119)를 통하여 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114)의 거리는 자동으로 조절된다. 본 발명에서는 두 대의 카메라 사이의 거리 d는 대략 2.5cm 내외로 구성되게 하였다. 종래 입체촬영장치와는 달리 카메라 사이의 간격을 줄일 수 있는 것은 광학 줌 방식을 이용하여 화소각을 조절하여 좌안용 영상과 우안용 영상을 각각 입력받은 후, 이를 소프트웨어적인 변환 작업을 통하여 처리할 수 있기 때문이다. 예를 들어 화소각은 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114) 사이의 거리가 좁을수록 최대가 되며, 이동렌즈(111, 113)와 고정렌즈(112, 114) 사이의 거리가 넓어질수록 최소가 된다.

본 발명에서는 광학 줌의 구조를 나사산으로 도시하였으나 이러한 광학 줌을 형성하는 렌즈 구조체 및 광학줌 조절부(119)의 구성은 자동 카메라 또는 CCD 카메라 업계에서는 이미 공지된 자료에 불과한 것이므로 자세한 구성에 대한 설명은 생 략하기로 한다.

좌안용 이동렌즈(111)로 입사된 광(L)은 좌안용 고정렌즈(112)에 의해서 촛점 거리가 정해지고, 좌안용 반사판(125)에 반사된 후, 좌안용 고체촬상소자(121)에 입력되어 전기적인 신호로 변환된다. 우안용 이동렌즈(113)로 입사된 광(L)은 우안용 고정렌즈(114)에 의해서 촛점 거리가 정해지고, 우안용 반사판(126)에 반사된 후, 우안용 고체촬상소자(122)에 입력되어 전기적인 신호로 변환된다.

좌안용 고체촬상소자(121)와 우안용 고체촬상소자(122)에 저장된 이미지 데이터는 카메라의 이격 거리 2.5cm 내외에서 촬영된 이미지이므로 영상변환부(150)를 통하여 사람의 두 눈간의 평균 거리인 6 내지 7cm 간격에서 촬영한 이미지로 변환되고, 또한 적용한 입체영상을 표현하는 방식, 패럴랙스 배리어 방식이나 렌티큘라 렌즈 방식,에 적합하게 영상을 변환된 후, 영상 메모리(160)에 저장된다.

또한 광셔터와 하나의 고체촬상소자 또는 광필터와 하나의 고체촬상소자로 형성된 효율적인 구조를 제시함으로써 소형 이동단말기에서도 용이하게 적용할 수 있게 되었다.

본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.

Claims

좌안용 입수광을 입력받는 이동렌즈와 고정렌즈 및 광학줌을 조절하는 광학 줌 조절부를 구비하는 좌안용 렌즈 구조체;

우안용 입수광을 입력받는 이동렌즈와 고정렌즈 및 광학줌을 조절하는 광학 줌 조절부를 구비하는 우안용 렌즈 구조체;

상기 좌안용 렌즈 구조체로부터 출력되는 출력광을 선택적으로 온/오프하는 좌안용 광셔터;

상기 우안용 렌즈 구조체로부터 출력되는 출력광을 선택적으로 온/오프하는 우안용 광셔터;

상기 우안용 광셔터를 투과한 광을 전반사시키는 반사판;

상기 좌안용 광셔터를 투과한 광은 투과시키고, 상기 반사판을 통해 반사되어 입사되는 광은 반사시키는 반반사판; 및

상기 반반사판을 통하여 입사되는 좌안용 광 및 상기 반반사판을 통하여 반사되는 우안용 광을 전기적인 신호로 변환하는 고체촬상소자로 구비되는 스테레오 카메라 모듈을 구비하는 이동통신 단말기.
좌안용 입수광을 입력받는 이동렌즈와 고정렌즈 및 광학줌을 조절하는 광학 줌 조절부를 구비하는 좌안용 렌즈 구조체;

우안용 입수광을 입력받는 이동렌즈와 고정렌즈 및 광학줌을 조절하는 광학 줌 조절부를 구비하는 우안용 렌즈 구조체;

상기 좌안용 렌즈 구조체로부터 출력되는 출력광을 필터링하는 좌안용 광필터;

상기 우안용 렌즈 구조체로부터 출력되는 출력광을 필터링하는 우안용 광필터;

상기 우안용 광필터를 투과한 광을 전반사시키는 반사판;

상기 좌안용 광필터를 투과한 광은 투과시키고, 상기 반사판을 통해 입사되는 광은 반사시키는 반반사판; 및

상기 반반사판을 통하여 입사되는 좌안용 광 및 상기 반반사판을 통하여 반사되는 우안용 광을 전기적인 신호로 변환하는 고체촬상소자로 구비되는 스테레오 카메라 모듈을 구비하는 이동통신단말기.
좌안용 입수광을 입력받는 이동렌즈와 고정렌즈 및 광학줌을 조절하는 광학 줌 조절부를 구비하는 좌안용 렌즈 구조체;

우안용 입수광을 입력받는 이동렌즈와 고정렌즈 및 광학줌을 조절하는 광학 줌 조절부를 구비하는 우안용 렌즈 구조체;

상기 좌안용 렌즈 구조체로부터 출력되는 출력광을 반사시키는 좌안용 반사판;

상기 우안용 렌즈 구조체로부터 출력되는 출력광을 반사시키는 우안용 반사판;

상기 좌안용 반사판을 통하여 입사되는 좌안용 광을 전기적인 신호로 변환하는 좌안용 고체촬상소자; 및

상기 우안용 반사판을 통하여 입사되는 우안용 광을 전기적인 신호로 변환하는 우안용 고체촬상소자로 구비되는 스테레오 카메라 모듈을 구비하는 이동통신단말기.