KR20130106162A - 카메라 위치결정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라의 자세를 자동이나 수동으로 조절함에 있어 조절 축과 범위를 확장하면서도 촬영 안정성과 신뢰성을 높이도록 한 카메라 위치결정 장치에 관한 것으로, 카메라가 지지대에 고정된 상태에서, 가로 모드 또는 세로 모드로 자세를 전환시키는 것은 물론이고 촬영 방향을 축으로 하여 원하는 각도로 카메라를 정밀하게 회전시킬 수 있도록 하여 촬영 가능한 카메라의 자세 범위를 확장할 수 있는 효과가 있다. 또한, 카메라의 자세를 변경하면서 피사체를 촬영할 경우 발생되는 카메라의 미세한 흔들림이 최소화 되도록 하여 최적의 촬영결과물을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다. 그 외에도 복수의 리그에 용이하게 구성되어 복수 카메라에 대한 가로 세로 모드 전환을 신속하게 실시할 수 있도록 함으로써 다양한 복수 카메라용 시스템의 촬영 범위를 확장할 수 있는 효과가 있다.

Description

카메라 위치결정 장치{APPARATUS FOR DETERMINING CAMERA POSITION}

본 발명은 카메라 위치결정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 카메라의 자세를 자동이나 수동으로 조절함에 있어 조절 축과 범위를 확장하면서도 촬영 안정성과 신뢰성을 높이도록 한 카메라 위치결정 장치에 관한 것이다.

고품질 촬영 영상을 얻기 위한 노력으로 카메라의 촬영 자세를 안정적으로 고정하기 위한 삼각대로부터 정밀한 카메라의 자세 조절이나 자세 제어가 가능한 전문형 위치결정 장치들까지 다양한 카메라 위치결정 장치들이 사용되고 있다.

카메라의 자세를 제어하기 위한 위치결정 장치들은 보다 안정적이면서 신뢰성있게 원하는 카메라의 촬영 앵글을 얻을 수 있도록 다양한 축에 대한 조절이 가능하도록 개선되고 있는데, 최근에 사용되는 위치결정 장치는 X, Y, Z 축의 3차원 위치 조절은 물론이고 기울어진 자세를 위한 틸트(Tilt)나 롤(Roll)각 조절도 가능하다. 더불어, 최근의 위치결정 장치는 수동 조작을 통한 자세 조정은 물론이고 내장 구동부를 이용한 전기적 정밀 제어를 통한 위치 결정도 가능하다. 즉, 카메라의 자세를 원격 제어하거나 원하는 설정 위치로 용이하게 위치시킬 수 있도록 구성된다.

도 1은 종래 기술에 따른 위치결정 장치를 적용한 카메라 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 살펴보면, 카메라(1)는 광학계가 내장된 경통(3)과 그 경통(3)에 연결되는 카메라본체(5)로 이루어지는데 상기 카메라(1)의 위치를 정밀하게 조절하여 원하는 자세로 고정하기 위해 상기 카메라본체(5)를 위치제어유닛(7)과 연결하여 카메라 시스템을 구성한 것을 알 수 있다.

즉, 기존에는 카메라(1)의 위치를 변경 즉, 카메라(1)의 자세를 복수 축을 기준으로 변경하기 위해서 상기 카메라 본체(5)를 상기 위치제어유닛(7)에 직접 연결한다.

도시된 위치제어유닛(7)은 상기 카메라(1)를 X축, Y축 및 Z축 기준으로 조절하기 위한 Ｘ축노브(2), Ｙ축노브(4) 및 Z축노브(6)를 구비하고, 상기 카메라 본체(5)를 좌우로 일부 기울어지도록 조절하거나 앞뒤로 일부 기울어지도록 조절하기 위한 롤각노브(8)와 틸트노브(9)를 구비한다.

상기 노브들(2, 4, 6, 8, 9)은 상기 카메라(1)의 자세를 수동으로 미세 조정하기 위한 인터페이스 역할을 할 수 있으며, 필요한 경우 상기 각 위치 조정 구성에 전기적 구동부를 추가하여 전기적 제어에 의해 원하는 상태로 상기 위치제어유닛(7)을 제어할 수 있다.

현재 이러한 위치제어유닛(7)은 다양한 종류의 정밀도와 크기의 제품이 출시되어 있으며, 원격 제어를 위한 구동부를 구비한 종류도 출시되어 사용되고 있다.

상기 위치제어유닛(7)은 도시된 바와 같이 단일 카메라를 위한 구성으로도 사용되고 있으나, 그보다는 복수의 카메라들에 대한 정밀한 자세 제어가 요구되는 영상 분야, 즉 3D 카메라 장치, 파노라마 카메라 장치, 피사체의 전면을 360도 촬영하기 위한 카메라 장치 등에 주로 적용된다.

즉, 상기 위치제어유닛(7)은 복수의 카메라를 원하는 목적에 맞게 동시에 정밀하게 조절하거나 각 카메라의 자세를 제어하기 위해서 주로 복수 카메라용 리그(Rig)에 채용되어 사용되고 있다.

하지만, 도시된 바와 같이 종래의 카메라 자세 조정을 위한 상기 위치제어유닛(7)은 카메라본체(5)의 하단에 구성된 표준 연결 인터페이스(나사 홀)와 체결되는 카메라 거치 인터페이스를 가지며, 상기 카메라본체(5)의 위치를 조정하는 것으로 촬영 영상의 앵글을 조정하도록 구성되어 있기 때문에 고품질 영상을 얻기 위해 고성능 광학계를 구비한 경통(3)을 이용하는 경우 그 지지구조가 불안정해질 수밖에 없다. 즉, 고성능 광학계를 구비할수록 상기 경통(3)의 길이가 길어지고 무게가 증가하므로 상기 표준 연결 인터페이스를 이용한 체결 구조에서는 경통 부분에 위치하는 무게 중심과 체결 위치가 달라 자세 변경 시 경통(3)이 흔들리게 되며, 이러한 카메라 거치의 불안정은 촬영 영상의 품질에 치명적인 영향을 줄 수 있다.

더불어, 상기 설명한 카메라의 표준 연결 인터페이스를 이용한 위치제어유닛(7)과의 결합 구조는 가로가 길고 세로가 짧은 가로모드를 기준으로 하는 영상만을 촬영할 수 있기 때문에, 세로모드가 필요한 경우 상기 위치제어유닛(7) 자체를 세로 구조물에 장착하는 형태로 전환해야하므로 가로모드와 세로모드에 대한 전환이 극히 불편하며, 세로 구조물이 없는 경우에는 세로모드 촬영이 어렵다.

기존의 일반적인 디스플레이가 가로모드를 기준으로 하기 때문에 세로모드 전환에 대한 필요성이 낮았으나 최근에는 다양한 휴대용 디스플레이나 세로 배치형 광고 디스플레이(Digital Information Display)의 등장으로 세로모드에 대한 수요가 증가하였으며, 세로 모드로 촬영한 영상을 인화하고자 하는 경우도 증가하고 있어 가로모드와 세로모드의 전환 쵤영이 요구되는 경우가 빈번해지고 있다.

따라서, 다양한 카메라 자세결정이 가능하면서 가로모드와 세로모드의 전환이 자유롭고 자세 변경을 위한 카메라 위치 변경 시에도 촬영 영상의 흔들림을 최소화할 수 있는 새로운 형태의 카메라 위치결정 장치가 요구되고 있는 실정이다.

등록특허 제10-0068965호 (1993.12.20) 공개특허 제10-2012-0007330호 (2012.01.20)

본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치는, 카메라의 위치를 변경하는 장치가 경통에 연결되어 카메라의 촬영 자세를 다양하게 변경가능하며 특히, 카메라의 지향 방향을 축으로 적어도 90°이상 회전 가능하도록 하여 가로모드와 세로모드는 물론이고 필요한 경우 회전 범위를 확장하여 뒤집어진 영상까지도 정밀한 조작에 따라 정확하게 위치할 수 있도록 하는 카메라 위치결정 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치는, 카메라의 위치 변경 시 카메라의 흔들림이 최소화되도록 하여 촬영 품질을 신뢰성 있게 보장하는 카메라 위치결정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치는, 카메라의 촬영 자세를 신속하고 정확하게 제어할 수 있도록 하여 원하는 촬영 앵글을 용이하게 얻을 수 있도록 함과 아울러 이러한 위치결정 장치를 복수로 구성한 리그에서 복수 카메라의 수평, 수직모드 촬영 전환이 신속하게 이루어질 수 있도록 한 카메라 위치결정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치는, 카메라(10)의 광학계가 구성되는 경통(30); 상기 경통(30)의 외측 일부에 체결되어 상기 경통(30)과 연결된 카메라 본체(20)를 부유 상태로 지지하며, 상기 경통(30)을 회전시켜 상기 카메라(10)의 자세를 변경하는 스윙유닛(100); 및 상기 스윙유닛(100)을 제어하기 위한 인터페이스(400);를 포함한다.

상기 스윙유닛(100)과 연결되어 상기 스윙유닛(100)의 회전축과 다른 하나 이상의 축을 기준으로 상기 스윙유닛(100)의 위치를 변경하여 상기 스윙유닛(100)에 의해 지지되는 상기 카메라(10)의 자세를 변경하는 위치제어유닛(200)을 더 포함할 수 있다.

상기 스윙유닛(100)의 회전에 따른 위치 변화를 검출하여 상기 검출에 따른 전기적 신호를 상기 인터페이스(400)에 전달하는 경통 위치 검출유닛을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 경통 위치 검출유닛은 상기 스윙유닛의 회전 부분의 일부에 구성되는 원점 검출용 구조물; 및 상기 스윙유닛의 회전되지 않은 부분이나 인접 영역에 구성되어 상기 원점 검출용 구조물의 접근을 검출하는 원점센서를 포함할 수 있다.

상기 스윙유닛(100)은, 상기 인터페이스(400)를 통해 수신한 신호에 따라 상기 경통(30)의 중심축(A)을 기준으로 상기 경통(30)을 회전시켜 상기 카메라(10)의 자세를 변화시키는 구동유닛(110); 상기 경통(30)과 상기 구동유닛(110) 사이에 위치하여 상기 경통(30)과 상기 구동유닛(110)의 체결을 보조하는 슬리브(120); 및 상기 슬리브(120)와 상기 구동유닛(110)을 감싸도록 구성되면서 상기 위치제어유닛(200)과 연결되는 하우징(130)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 구동유닛(110)은, 상기 경통(30) 외면의 한 부분을 상기 슬리브(120)를 매개로 감싸는 제1기어(112)와, 상기 제1기어(112)와 연결되어 상기 제1기어(112)가 회전되도록 하는 제2기어(114)와, 상기 제2기어(114)에 회전동력을 제공하는 모터(116a)와, 상기 제2기어(114)에 연결되어 상기 제2기어(114)의 위치를 변경할 수 있도록 하는 노브(118a)를 포함할 수 있다.

상기 인터페이스(400)는, 상기 스윙유닛(100)을 포함하는 위치결정유닛에 구동을 위한 제어 신호를 제공하고, 상기 스윙유닛(100)의 동작 상태에 대한 신호를 수신하며, 상기 제어 신호와 수신 신호를 외부의 유무선 네트워크로 송수신할 수 있다.

상기 스윙유닛(100)은 90°이상의 기 설정 범위 내에서 상기 카메라(10)를 회전시키는 것이 바람직하다.

상기 스윙유닛(100)은 복수 카메라의 위치를 결정하면서 촬영하는 복수 카메라 시스템의 개별 카메라의 경통마다 연결되어 복수 카메라들의 촬영 모드를 가로 모드와 세로 모드로 전환시키는 용도로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치는, 카메라가 지지대에 고정된 상태에서, 가로 모드 또는 세로 모드로 자세를 전환시키는 것은 물론이고 촬영 방향을 축으로 하여 원하는 각도로 카메라를 정밀하게 회전시킬 수 있도록 하여 촬영 가능한 카메라의 자세 범위를 확장할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치는, 카메라의 자세를 변경하면서 피사체를 촬영할 경우 발생되는 카메라의 미세한 흔들림이 최소화 되도록 하여 최적의 촬영결과물을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치는, 복수의 리그에 용이하게 구성되어 복수 카메라에 대한 가로 세로 모드 전환을 신속하게 실시할 수 있도록 함으로써 다양한 복수 카메라용 시스템의 촬영 범위를 확장할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 카메라 위치결정 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치가 적용된 카메라 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치가 적용된 카메라 시스템의 측단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치의 분리를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치의 요부 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치의 다른 요부 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치가 적용된 다른 카메라 시스템을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치가 적용될 수 있는 360도 카메라 서포팅 시스템의 예를 나타낸 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

이하의 상세한 설명에서는, 경통과 카메라본체로 이루어진 카메라 두 개를 이용하는 3D 촬영 시스템에 적용된 위치결정 장치를 예로 들어 설명하지만, 카메라의 위치를 변경하는 장치가 경통에 연결되어 카메라가 회전 또는 이동 되도록 하는 본 발명에 따른 기술적 구성은 단일 카메라를 위한 카메라 시스템에서부터 수십개의 카메라가 이용되는 파노라마 혹은 360°카메라 시스템 등에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이라 할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치가 적용된 카메라 시스템을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치가 적용된 카메라 시스템의 측단면을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치의 분해 상태를 나타낸 도면이다.

상기 도 2 내지 도 4를 살펴보면, 도시된 카메라 시스템은 내부에 렌즈(32)를 포함하는 광학계가 구비되는 경통(30)과, 상기 경통(30)과 연결되는 카메라본체(20)로 이루어진 카메라(10)가 수직하게 배치되어 3D 영상을 촬영하는 수직리그 카메라 시스템임을 알 수 있다.

도시된 수직리그의 각 카메라(10)는 반투과거울을 통해 동일 피사체를 서로 다른 시점에서 촬영할 수 있도록 되어 있으며, 카메라가 수평으로 배치되는 경우에 비해 시차를 더욱 줄일 수 있기 때문에 고급형 3D 카메라 시스템으로 이용되고 있다. 도시된 수직리그 3D 카메라 시스템은 물론이고 기존의 수평리그 3D 카메라 시스템에도 정밀한 카메라 위치 결정을 위해서 앞서 도 1을 예로 들어 설명한 위치제어유닛이 사용되고 있으나, 카메라 본체가 위치제어유닛에 직접 결합되는 형태였기 때문에 고성능 광학계를 구비한 경통을 이용할 경우 카메라의 흔들림이 심하고 세로 모드 촬영이 어려운 한계가 존재하였으나, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 위치결정 장치는 카메라 본체(20)를 위치제어유닛(200)에 직접 연결하는 것이 아니라 카메라(10)를 좀 더 흔들림 없이 효과적으로 지지할 수 있도록 실제 무게 중심이 위치하는 카메라의 경통(30)을 스윙유닛(100)으로 지지한 후, 상기 스윙유닛(100)을 상기 위치제어유닛(200)과 연결하도록 하여 보다 물리적으로 안정적인 카메라(10) 지지가 가능하게 되며, 상기 스윙유닛(100)에 의해 상기 카메라의 경통(30)이 회전하게 되고 이에 따라 전체 카메라(10)의 자세가 경통(30)의 지향 방향을 축으로 변하게 되므로 가로 모드와 세로 모드의 전환이 가능하게 되며 그 사이나 이를 초과하는 각도로의 자세 변형도 가능하게 된다.

도시된 실시예에 따른 위치결정 장치가 적용된 카메라 시스템은 상기 한 쌍의 카메라(10) 위치를 결정하기 위한 스윙유닛(100)과 위치제어유닛(200) 외에도 상기 스윙유닛(100)을 통해서 회전되는 상기 경통(30)의 원점을 검출하는 원점체크유닛(300)과 상기 위치제어유닛(200), 상기 스윙유닛(100) 및 상기 원점체크유닛(300)을 제어하기 위한 전기적 신호를 제공하는 인터페이스(400)를 포함한다.

도시된 실시예에서, 상기 위치제어유닛(200)은 수동 혹은 내부에 구비된 구동부에 의해 X, Y, Z 축으로 상기 스윙유닛(100)의 위치를 가변하거나, 틸트 및 롤 조정을 통해 상기 스윙유닛(100)의 위치를 가변할 수 있는데, 이러한 위치제어유닛(200)의 구조와 기능은 다양하게 변형될 수 있으며, 필요한 경우 기존의 위치제어유닛을 활용할 수도 있다.

여기서, 상기 스윙유닛(100)은, 상기 경통(30)과 연결된 상기 카메라본체(20)가 상기 경통(30)의 중심축(A)을 기준으로 양방향 회전되도록 상기 경통(30)에 연결되는 구동유닛(110)을 포함하게 되며, 이러한 구동유닛(110)은 상기 인터페이스(400)를 통한 신호에 의해 동작하거나 노브(118a)를 통한 수동 조작에 의해 동작할 수 있다.

결과적으로, 상기 스윙유닛(100)은, 상기 경통(30)의 외측에 배치되어 상기 경통(30)을 물리적으로 안정하게 지지하여 상기 위치제어유닛(200)에 의한 카메라 자세 변경 시 발생되는 진동을 최소화함과 아울러 상기 경통(30)을 회전시킴으로써 상기 카메라(10)의 촬영 모드를 전환하거나 임의의 각도로 촬영 각을 결정할 수 있게 된다.

상기 스윙유닛(100)의 회전 제어를 위해서 상기 카메라(10)의 촬영이 개시 되거나 카메라 시스템의 초기 기동 시 상기 경통(30)의 회전 위치를 정확하게 결정하기 위해 상기 경통(30)에 대한 초기 위치를 원점 검출을 통해 파악하는 원점체크유닛(300)이 구성된다. 이를 통해서 원점을 기준으로 원하는 회전 각도가 제어되며, 필요한 경우 초기 설정 등을 통해서 원점과 다소 상이할 수 있는 실제 카메라(10)의 초기 위치 오프셋을 고려한 제어도 가능하다. 물론, 절대 위치를 파악할 수 있는 다른 종류의 위치센서(다양한 종류의 엔코더)가 적용되어 카메라의 정확한 자세를 파악할 수도 있으므로 이러한 원점 검출 방식은 다양하게 변형 가능하다.

도시된 상기 스윙유닛(100)은, 상기 경통(30) 외면에 결합되는 원형 띠 형태의 슬리브(120), 상기 슬리브(120)와 상기 구동유닛(110)을 감싸면서 상기 위치제어유닛(200)에 연결되는 하우징(130)을 포함한다.

상기 구동유닛(110)은, 상기 스윙유닛(100) 내부에 배치되어 상기 경통(30) 외면에 배치된 상기 슬리브(120)에 연결되어 상기 경통(30)이 상기 경통(30)의 중심축(A)을 기준으로 양방향 회전될 수 있도록 한다.

여기서 상기 구동유닛(110)의 구체적인 내용은 하기의 도 4 및 도 5에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

상기 슬리브(120)는 다양한 직경을 갖는 상기 경통(30)에 따라 다양한 크기로 형성되어, 다양한 직경의 상기 경통(30)이 상기 스윙유닛(100)과 원활하게 결합 되도록하는 기능을 수행한다. 물론, 슬리브(120)는 도시된 단순한 보조 원통의 형상이 아닌 다른 종류의 형상으로도 구성 가능하며, 다양한 직경을 가지는 경통(30)을 효과적으로 상기 구동유닛(110)과 결합할 수 있는 기능을 수행하는 수단으로 대체 구성될 수도 있다.

도시된 실시예에서, 상기 스윙유닛(100)과 연결되는 상기 위치제어유닛(200)은, 상기 경통(30)이 상기 경통(30)의 길이방향인 Ｘ축 방향으로 왕복운동 되도록 하는 Ｘ축노브(210)와, 상기 경통(30)이 상기 경통(30)의 좌우 측 수평방향인 Ｙ축 방향으로 왕복운동 되도록 하는 Ｙ축노브(220)을 가지며, 상기 경통(30)이 상기 경통(30)의 수직방향인 Z축 방향으로 왕복운동 되도록 하는 Z축노브(230)를 포함한다. 또한, 상기 경통(30)이 수평선상에서 상기 경통(30)의 좌우측 방향으로 유동 되되, 상기 스윙유닛(100)을 중심으로 상기 경통(30)의 선단과 말단이 각각 좌측과 우측으로 대각선을 이루도록 하는 롤각노브(240)를 가지며, 상기 경통(30)이 상하 방향으로 유동 되되, 상기 스윙유닛(100)을 중심으로 상기 경통(30)의 선단과 말단이 각각 상측과 하측으로 대각선을 이루도록 하는 틸트노브(250)를 가질 수 있다.

상기 도시된 각 노브들(210, 220, 230, 240, 250)의 경우도 내부적으로 각 축에 대한 위치 변경을 실시할 수 있도록 구성된 구동부(115)와 연동되어 외부 신호에 따른 제어나 상기 노브를 통한 수동제어가 가능하도록 구성될 수 있다.

상기 인터페이스(400)는 상기 스윙유닛(100), 위치제어유닛(200), 원점체크유닛(300)과 연결되고, 직접적인 사용자의 제어입력이나 유무선 네트워크를 통한 원격 제어 신호를 수신하여 상기 스윙유닛(100)이나 위치제어유닛(200)을 제어하며, 원검체크유닛(300)에 대한 신호를 전달할 수 있다. 물론, 상기 인터페이스(400)에 부가적으로 제어부가 더 구성되어 상기 스윙유닛(100)이나 위치제어유닛(200) 및 원점체크유닛(300)에 대한 능동적인 동작을 스스로 제어할 수도 있으며, 필요한 경우 비디오 처리 수단이나 카메라 제어 수단을 더 부가하여 상기 카메라(10)에 대한 원격 제어나 영상 송수신도 처리할 수 있도록 확장할 수 있다.

따라서, 필요한 경우 원격지에서 상기 카메라(10)의 자세를 제어하고 영상을 확인하면서 촬영 작업을 실시할 수 있으며, 도시된 3D 수직 리그의 경우 이를 사람이나 거치 장비에 거치하고 근거리에서 리모콘 등을 통해 자세를 제어하면서 영상을 전송할 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치의 요부 실시예를 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하여, 도 5를 살펴보면, 상기 구동유닛(110)은, 상기 경통(30) 외면의 한 부분을 슬리브(120)를 통해 감싸는 제1기어(112)와, 상기 제1기어(112)와 연결되어 상기 제1기어(112)가 회전되도록 하는 스크류 형상의 제2기어(114)와, 상기 제2기어(114)에 회전동력을 전달하여 상기 경통(30)을 회전시키는 모터(116a)와, 상기 제2기어(114)가 수동 작동 되도록 상기 제2기어(114)에 연결되는 노브(118a)를 포함한다.

여기서, 상기 제1기어(112)는 웜힐이고, 상기 제2기어(114)는 웜기어가 사용될 수 있다.

결과적으로, 상기 구동유닛(110)은, 상기 경통(30) 외면의 한 부분을 직간접적으로 감싸는 웜힐과, 상기 웜힐과 연결되어 상기 웜힐이 회전되도록 하는 스크류 형상의 웜축과, 상기 웜축에 회전동력을 전달하는 모터(116a)와, 상기 웜축이 수동 작동 되도록 상기 웜축에 연결되는 노브(118a)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 웜힐과 연결되는 경통(30)에 의해 회전되는 상기 카메라본체(20)의 회전각도는 일 방향으로 적어도 90°까지 회전가능해야 하며, 필요한 경우 그 이상의 각도까지도 회전 가능한 것이 바람직하다.

이렇게 상기 카메라본체(20)가 90° 각도로 회전될 경우, 수평방향으로 촬영되는 피사체를 수직방향으로 촬영할 수 있어 가로 모드와 세로 모드 간의 전환이 신속하고 정확하게 이루어질 수 있게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도 3 및 4를 참조하여, 도 6을 살펴보면 상기 제1기어(111)와 상기 제2기어(113)에 해당하는 기어의 종류를 베벨 기어로 대체한 것으로, 상기 베벨 기어는 설명의 편의상 큰기어(111)와 작은기어(113)로 구분하여 설명한다.

상기 구동유닛(110)은, 상기 경통(30) 외면의 한 부분을 슬리브(120)를 통해 감싸는 큰기어(111)와, 상기 큰기어(111)와 맞물려 상기 큰기어(111)가 회전되도록 하는 작은기어(113)와, 상기 작은기어(113)에 회전동력을 전달하는 모터(116b)와, 상기 작은기어(113)가 수동 작동 되도록 상기 작은기어(113)에 연결되는 노브(118b)로 구성될 수 있다.

이렇게 베벨기어를 이용할 경우 앞서 도 5의 경우에 비해 더욱 안정적인 동력 전달이 가능해져 회전에 대한 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

물론, 상기 구동유닛(110)은 위와 같은 기어를 이용할 수도 있으나 소음을 줄이기 위해 풀리 구조나 자석 등을 이용한 비접촉식 동력 전달 방식을 이용할 수도 있으므로 구체적인 구동부 구조로 본 발명이 한정되지는 않는다.

도 7은 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치의 다른 요부 실시예를 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하여, 도 7을 살펴보면, 상기 원점체크유닛(300)은, 상기 경통(30)을 회전시키는 상기 스윙유닛(100)의 회전부위에 돌출형성되는 원점편(310)과, 상기 원점편(310)의 진입을 감지하는 원점센서(330)가 구비된 채로 상기 위치제어유닛(200) 외면에 고정형성되는 원점검출기(320)와, 상기 원점검출기(320)를 통해 얻은 상기 경통(30)의 원점 정보를 상기 인터페이스(400)로 전달하는 송신부(340) 및 상기 경통(30)의 원점 오프셋을 설정하기 위해 상기 위치제어유닛(200)에 형성되는 리셋버튼(350)을 포함한다.

상기 원점체크유닛(300)은, 상기 카메라 시스템의 초기 기동시나 정확한 위치 확인이 필요한 경우 초기 원점 위치를 확인하기 위한 것으로, 상기 카메라 시스템에 대한 전원 인가/리셋/초기화/위치확인 등의 상황 시 상기 인터페이스(400)를 통해 연결된 외부 제어기나 상기 인터페이스(400)에 부가되는 로컬 제어기의 제어에 따라 상기 경통(30)을 일정 방향으로 회전시키며, 이러한 회전 동작에 따라 연동 회전되는 원점편(310)을 상기 원점센서(330)가 검출할 경우 원점이 인식되는 방식으로 동작한다. 도시된 실시예에서는 원점편(310)과 이를 검출하기 위한 포토 인터럽트 등의 원점센서(330)를 이용하였으나 원점편(310) 대신 마그네트를 이용하고, 상기 원점센서(330)로 홀센서를 이용하는 방식도 가능하며, 앞서 언급했었던 바와 같은 엔코더(저항값, 패턴 판독 등을 통한 방식)를 통한 절대위치 측정 수단을 원점체크유닛(300) 대신 구성할 수도 있다. 즉, 상기 도시된 실시예에는 원점체크유닛(300)을 사용했으나 홀센서와 마그네트를 이용한 변형 원점체크유닛이나 엔코더를 이용하는 경우와 같이 상기 경통의 위치를 검출할 수 있는 다양한 구성이 적용될 수 있으므로 이러한 구조들을 경통 위치 검출유닛이라 포괄하며, 본 발명은 이러한 경통 위치 검출유닛을 이용할 수 있다.

한편, 상기 원점편(310)에 의한 원점이 실제 카메라의 원점위치와 상이한 경우, 실제 카메라의 원점위치를 노브(118a, 118b)를 통한 수동 조작이나 모터(116a, 116b) 제어를 통해 맞춘 후 상기 리셋버튼(350)을 눌러 해당 위치가 실제 원점 위치임을 설정할 수 있다.

전술한 본 발명의 실시예와 같이 수동이나 자동으로 조정 가능한 스윙유닛(100)을 이용하여 다양한 크기의 경통(30)을 적절한 위치에서 지지하는 것으로 카메라 본체(20)가 허공에 부유하는 상태이면서도 카메라(10)를 안정적으로 거치할 수 있음과 아울러, 회전 구동을 통해 카메라(10)를 원하는 각도만큼 회전시킬 수 있어 가로 모드와 세로 모드의 신속한 전환은 물론이고 원하는 각도로 피사체를 촬영하거나 피사체가 회전하는 영상도 용이하게 얻을 수 있게 된다.

더불어, 이러한 스윙유닛(100)이 위치제어유닛(200)과 견고하게 직접 연결되기 때문에 위치제어유닛(200)에 의한 복수축 제어 시에도 위치 변경에 따른 진동을 최소화하여 촬영 영상의 품질을 유지할 수 있다.

한편, 상기 스윙유닛(100)에 카메라의 하단부에 구성되는 연결 인터페이스(암나사)를 구성할 경우 기존의 위치제어유닛과도 안정적으로 체결될 수 있으므로 이 경우 기존의 위치제어유닛을 그대로 이용할 수 있으며, 구조적으로 여유가 있다면 기존의 카메라 리그에도 적용할 수 있으므로 기존 카메라 리그와의 호환성을 기대해 볼 수도 있다.

도시된 실시예는 3D 수직 리그를 예로 들어 설명한 것이지만 상기 스윙유닛(100)을 포함하는 위치제어유닛(200)은 3D 수평 리그에도 적용이 가능한 것은 물론이고, 복수의 카메라에 대한 위치 제어를 필요로 하는 파노라마 카메라 시스템이나 360도 카메라 시스템 등에 적용될 수 있다. 이러한 다양한 카메라 시스템에 본 발명의 실시예에 따른 위치결정 장치가 적용될 경우 촬영 범위를 크게 확장할 수 있으며 모드 전환이 자유로워 가로 모드와 세로 모드 촬영 선택이 극히 용이하게 되므로 다양한 각도의 영상이 필요한 분야(인화, 세로 모드 디스플레이 시스템(DID 등), 휴대형 재생 단말, 회전 가능한 모니터 등)에 대한 업계 요구를 만족시킬 수 있게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 카메라 위치결정 장치를 적용한 다른 카메라 시스템을 보인 것으로, 도시한 바와 같이 단일한 카메라를 이용하는 시스템에도 본 발명의 실시예에 따른 스윙유닛(100)과 위치제어유닛(200) 및 원점체크유닛(미도시)이 용이하게 구성될 수 있음을 알 수 있다.

상기 도 8의 구성은 단일 카메라의 위치를 결정하기 위한 위치결정 장치가 구성된 리그로, 이는 복수 카메라를 이용하는 시스템에 연동 적용되어 전체 시스템에 대한 카메라 위치결정 기능을 확장해 줄 수 있다.

도 9는 360도 카메라 시스템에 적용될 수 있는 360도 카메라 서포팅 시스템의 예를 보인 것으로, 도시된 360도 카메라 서포팅 시스템(500)은 피사체가 위치할 스테이지(530)를 다수의 카메라 서포터(510)가 둘러싸도록 구성되며, 상기 각 카메라 서포터(510)는 수평 및 수직 프레임으로 구성되어 원하는 촬영 위치로 수평, 수직 이동이 가능하게 구성된 것이다.

상기 각 카메라 서포터(510)의 상단에는 앞서 도 8에 도시한 단일 카메라 리그와 연결할 수 있는 카메라 리그 연결부(520)를 구비한다.

상기 카메라 리그 연결부(520)에 도 8에 도시한 카메라 시스템을 연결하면 스테이지를 360도 전 방향에서 촬영할 수 있는 360도 카메라 시스템이 구성되며, 상기 카메라 서포터(510)와 카메라 리그의 위치결정 장치를 원격으로 제어하여 원하는 영상을 얻기 위한 카메라 위치와 자세를 일사불란하게 조정할 수 있게 된다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이 수직 모드와 수평 모드의 전환이나 임의 각도에 대한 설정이 가능한 본 발명의 실시예에 따른 위치결정 장치를 이용하므로 기존에는 기대할 수 없었던 수직 화면용 촬영과 수평 화면용 촬영의 신속한 전환은 물론이고 피사체가 회전하는 효과나 뒤집어지는 효과 등도 대단히 쉽게 얻을 수 있게 된다.

물론, 상기 카메라 리그 연결부(520)에는 도 2에 도시한 3D 카메라 리그를 연결할 수도 있으며, 이 경우 360도 3D 카메라 시스템으로서 다양한 화면 모드 전환이 가능한 시스템을 용이하게 구축할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1 : 카메라 2 : Ｘ축노브
3 : 경통 4 : Ｙ축노브
5 : 카메라본체 6 : Z축노브
7 : 위치제어유닛 8 : 롤각노브
9 : 틸트노브
A : 중심축
10 : 카메라 20 : 카메라본체
30 : 경통 32 : 렌즈
100 : 스윙유닛 110 : 스윙유닛
111 : 큰기어 112 : 웜힐
113 : 작은기어 114 : 웜축
116a, 116b :모터 118a, 118b : 노브
120 : 보조결합편 130 : 하우징
200 : 위치제어유닛 210 : X축노브
220 : Y축노브 230 : Z축노브
240 : 롤각노브 250 : 틸트노브
300 : 원점체크유닛 310 : 원점편
320 : 원점검출기 330 : 원점센서
340 : 송신부 350 : 리셋버튼
400 : 인터페이스 500 : 360도 카메라 서포팅 시스템
510 : 카메라 서포터 520 : 카메라 리그 연결부
530 : 스테이지

Claims (10)

1. 카메라(10)의 광학계가 구성되는 경통(30);
   상기 경통(30)의 외측 일부에 체결되어 상기 경통(30)과 연결된 카메라 본체(20)를 부유 상태로 지지하며, 상기 경통(30)을 회전시켜 상기 카메라(10)의 자세를 변경하는 스윙유닛(100); 및
   상기 스윙유닛(100)을 제어하기 위한 인터페이스(400);를 포함하는 카메라 위치결정 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 스윙유닛(100)과 연결되어 상기 스윙유닛(100)의 회전축과 다른 하나 이상의 축을 기준으로 상기 스윙유닛(100)의 위치를 변경하여 상기 스윙유닛(100)에 의해 지지되는 상기 카메라(10)의 자세를 변경하는 위치제어유닛(200)을 더 포함하는 카메라 위치결정 장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 스윙유닛(100)의 회전에 따른 위치 변화를 검출하여 상기 검출에 따른 전기적 신호를 상기 인터페이스(400)에 전달하는 경통 위치 검출유닛을 더 포함하는 카메라 위치결정 장치.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 스윙유닛(100)은,
   상기 인터페이스(400)를 통해 수신한 신호에 따라 상기 경통(30)의 중심축(A)을 기준으로 상기 경통(30)을 회전시켜 상기 카메라(10)의 자세를 변화시키는 구동유닛(110);
   상기 경통(30)과 상기 구동유닛(110) 사이에 위치하여 상기 경통(30)과 상기 구동유닛(110)의 체결을 보조하는 슬리브(120); 및
   상기 슬리브(120)와 상기 구동유닛(110)을 감싸도록 구성되면서 상기 위치제어유닛(200)과 연결되는 하우징(130)을 포함하는 카메라 위치결정 장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 구동유닛(110)은,
   상기 경통(30) 외면의 한 부분을 상기 슬리브(120)를 매개로 감싸는 제1기어(112)와, 상기 제1기어(112)와 연결되어 상기 제1기어(112)가 회전되도록 하는 제2기어(114)와, 상기 제2기어(114)에 회전동력을 제공하는 모터(116a)와, 상기 제2기어(114)에 연결되어 상기 제2기어(114)의 위치를 변경할 수 있도록 하는 노브(118a)를 포함하는 카메라 위치결정 장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제1기어(112)는,
   웜힐이고,
   상기 제2기어(114)는,
   웜기어인 카메라 위치결정 장치.
   
7. 제 3항에 있어서,
   상기 경통 위치 검출유닛은 상기 스윙유닛의 회전 부분의 일부에 구성되는 원점 검출용 구조물; 및
   상기 스윙유닛의 회전되지 않은 부분이나 인접 영역에 구성되어 상기 원점 검출용 구조물의 접근을 검출하는 원점센서를 포함하는 카메라 위치결정 장치.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 인터페이스(400)는,
   상기 스윙유닛(100)을 포함하는 위치결정유닛에 구동을 위한 제어 신호를 제공하고, 상기 스윙유닛(100)의 동작 상태에 대한 신호를 수신하며,
   상기 제어 신호와 수신 신호를 외부의 유무선 네트워크로 송수신하는 카메라 위치결정 장치.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 스윙유닛(100)은 90°이상의 기 설정 범위 내에서 상기 카메라(10)를 회전시키는 카메라 위치결정 장치.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 스윙유닛(100)은 복수 카메라의 위치를 결정하면서 촬영하는 복수 카메라 시스템의 개별 카메라의 경통마다 연결되어 복수 카메라들의 촬영 모드를 가로 모드와 세로 모드로 전환시키는 카메라 위치결정 장치.

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