KR101090097B1 - 렌즈 식별번호를 이용한 렌즈 왜곡 보정 장치, 이를 포함하는 카메라 및 렌즈 왜곡 보정 방법 - Google Patents

렌즈 식별번호를 이용한 렌즈 왜곡 보정 장치, 이를 포함하는 카메라 및 렌즈 왜곡 보정 방법 Download PDF

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Abstract

왜곡 보정 장치는 식별번호 인식부, 보정 정보 저장부, 왜곡 보정부를 포함한다. 식별번호 인식부는 식별번호 저장부를 가지는 교환이 가능한 렌즈의 식별번호를 인식한다. 보정 정보 저장부는 교환이 가능한 렌즈에 의해 발생하는 렌즈 왜곡을 보정하기 위해 사용되는 보정 정보를 저장한다. 왜곡 보정부는 교환이 가능한 렌즈의 식별번호에 기초하여 선택된 보정 정보를 이용하여 교환이 가능한 렌즈를 통해 획득된 왜곡된 영상에 포함된 렌즈 왜곡을 보정한다.

Description

렌즈 식별번호를 이용한 렌즈 왜곡 보정 장치, 이를 포함하는 카메라 및 렌즈 왜곡 보정 방법 {Lens distortion correction device using lens identification number, camera employing the same and method for correcting lens distortion}
본 발명은 렌즈에 의해 발생하는 왜곡 보정 장치, 이를 포함하는 카메라 및 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 렌즈 식별 번호를 이용한 렌즈 왜곡 보정 장치, 이를 포함하는 카메라 및 방법에 관한 것이다.
렌즈 왜곡의 패턴은 렌즈 제작과정에서 발생하는 렌즈의 바깥부분이 중심부 쪽으로 휘어져 발생되는 원통형 왜곡(Barrel Distortion)과, 이와 반대로 렌즈의 초점길이가 길어서 영상의 중심부가 바깥쪽으로 휘어져서 발생되는 핀쿠션 왜곡(Pincushion Distortion)으로 분류될 수 있다. 카메라의 조리개가 렌즈와 촬상 소자 사이에 있는 경우에는 핀쿠션 왜곡이 발생하고, 조리개가 렌즈 바깥에 장착된 경우에는 원통형 왜곡이 발생한다. 이러한 렌즈의 왜곡 특성으로 인해서 상의 크기 및 원근감이 원영상과는 다르므로 카메라 불균일한 이미지가 생성된다.
상기의 렌즈의 왜곡을 보정하는 방법의 일 예로서 하기의 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 의한 보정방법이 알려져 있다.
[수학식 1]
Figure 112010022271278-pat00001
[수학식 2]
Figure 112010022271278-pat00002
상기의 [수학식 1] 및 [수학식 2]에서, (xu, yu)는 왜곡되지 않은 영상 좌표, (xd, yd)는 왜곡된 영상의 좌표, (xc, yc) 렌즈의 주점의 좌표, Kn는 렌즈의 n번째 레이디얼 왜곡 계수, Pm는 렌즈의 m번째 탄젠셜 왜곡 계수, r은 왜곡된 영상의 일 포인트와 렌즈의 주점간의 거리, N은 상기 레이디얼 왜곡 계수의 개수, M은 상기 탄젠셜 왜곡 계수의 개수이다. N과 M은 이론적으로 무한대의 값을 가진다.
상기와 같은 수식들을 이용한 렌즈 왜곡을 보정하기 위해서는 사용되는 렌즈에 따라 달라지는 값인 렌즈의 주점 좌표, 탄젠셜 왜곡 계수 및 레이디얼 왜곡계수 등 보정 정보를 미리 저장해두어야 한다. 렌즈 고정형 카메라에서는 상기 렌즈의 왜곡을 보정하기 위해서 보정 회로에 입력 값이 바뀔 필요가 없지만, 교환이 가능한 렌즈를 채용하는 카메라의 경우에는 렌즈가 교환될 때마다 상기의 계수 등 보정에 필요한 보정 정보의 값이 바뀌게 되므로, 정확한 보정을 할 수 없는 문제가 생긴다.
또한, 상기 계수 등 보정 정보를 렌즈에 모두 저장하는 것은 렌즈 본연의 기능 외에도 이들을 저장하기 위한 기억장치 및 이를 위한 제어회로가 필요한 문제가 있다. 즉, 렌즈의 구성이 복잡해지고 렌즈의 제조단가가 상승하게 되는 원인이 될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 교환이 가능한 렌즈로부터 인식한 식별 번호에 기초하여 보정 정보 저장부에서 선택된 보정 정보를 이용하여 렌즈의 왜곡을 보정하는 왜곡 보정 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 왜곡 보정 장치와 식별번호 저장부를 가지는 교환이 가능한 렌즈를 구비하는 광학부를 포함하는 카메라를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 식별번호에 따라 서로 구별 될 수 있도록 저장된 보정 정보를 이용하여 렌즈 왜곡을 보상하는 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 왜곡 보정 장치는 식별번호 인식부, 보정 정보 저장부, 왜곡 보정부를 포함한다. 상기 식별번호 인식부는 식별번호 저장부를 가지는 교환이 가능한 렌즈의 식별번호를 인식한다. 상기 보정 정보 저장부는 상기 교환이 가능한 렌즈에 의해 발생하는 렌즈 왜곡을 보정하기 위해 사용되는 보정 정보를 저장한다. 상기 왜곡 보정부는 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 식별번호에 기초하여 선택된 상기 보정 정보를 이용하여 상기 교환이 가능한 렌즈를 통해 획득된 왜곡된 영상에 포함된 상기 렌즈 왜곡을 보정한다.
실시예에 있어서, 상기 식별번호 저장부에 저장된 상기 식별번호는 상기 교환이 가능한 렌즈마다 다른 값을 가질 수 있고, 상기 식별번호 인식부에 의해 변경이 가능할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 식별 번호 인식부는 상기 식별번호 저장부와 비접촉식으로 상기 식별번호를 인식할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 왜곡 보정부는 하기의 [수학식 3] 및 [수학식 4]에 기초하여 상기 렌즈 왜곡을 보정할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112010022271278-pat00003
[수학식 4]
Figure 112010022271278-pat00004
상기의 [수학식 3] 및 [수학식 4]에서, xu는 상기 렌즈 왜곡이 보상된 영상의 일 포인트의 수평 좌표, yu는 상기 렌즈 왜곡이 보상된 영상의 상기 일 포인트의 수직 좌표, xd는 상기 왜곡된 영상의 일 포인트의 수평 좌표, yd는 상기 왜곡된 영상의 상기 일 포인트의 수직 좌표, xc는 상기 교환이 가능한 렌즈의 주점의 수평 좌표, yc는 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 주점의 수직 좌표, Kn는 상기 교환이 가능한 렌즈의 n 번째 레이디얼 왜곡 계수, Pm는 상기 교환이 가능한 렌즈의 m번째 탄젠셜 왜곡 계수, r은 상기 왜곡된 영상의 상기 일 포인트와 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 주점간의 거리, N은 상기 레이디얼 왜곡 계수의 개수, M은 상기 탄젠셜 왜곡 계수의 개수이다.
실시예에 있어서, 상기 보정 정보 저장부는 상기 주점의 좌표, 상기 레이디얼 왜곡 계수들, 상기 탄젠셜 왜곡 계수들, 상기 레이디얼 왜곡 계수의 개수, 상기 탄젠셜 왜곡 계수의 개수를 상기 교환이 가능한 렌즈 각각에 대하여 상기 식별번호와 함께 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 카메라는 광학부 및 왜곡 보정 장치를 포함한다. 상기 광학부는 보정 정보 선택을 위한 식별번호를 저장하는 식별번호 저장부를 가지며 교환이 가능한 렌즈를 포함한다. 상기 왜곡 보정 장치는 상기 광학부를 통하여 획득된 왜곡된 영상에 포함된 렌즈 왜곡을 보정한다. 상기 왜곡 보정 장치는 식별번호 인식부, 보정 정보 저장부, 왜곡 보정부를 포함한다. 상기 식별번호 인식부는 상기 식별번호 저장부를 가지는 상기 교환이 가능한 렌즈의 식별번호를 인식한다. 상기 보정 정보 저장부는 상기 교환이 가능한 렌즈에 의해 발생하는 상기 렌즈 왜곡을 보정하기 위해 사용되는 보정 정보를 저장한다. 상기 왜곡 보정부는 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 식별번호에 기초하여 선택된 상기 보정 정보를 이용하여 상기 교환이 가능한 렌즈를 통해 획득된 왜곡된 영상에 포함된 상기 렌즈 왜곡을 보정한다.
상기 카메라의 실시예에 있어서, 상기 식별번호 저장부에 저장된 상기 식별번호는 상기 교환이 가능한 렌즈마다 다른 값을 가질 수 있고, 상기 식별번호 인식부에 의해 변경이 가능할 수 있다.
상기 카메라의 실시예에 있어서, 상기 식별 번호 인식부는 상기 식별번호 저장부와 비접촉식으로 상기 식별번호를 인식할 수 있다.
상기 카메라의 실시예에 있어서, 상기 왜곡 보정부는 상기의 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 기초하여 상기 렌즈 왜곡을 보정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 왜곡 보정 방법에서는, 상기 카메라의 실시예에 있어서, 교환이 가능한 렌즈의 식별번호 저장부로부터 상기 교환이 가능한 렌즈의 식별번호를 인식하고, 상기 식별번호에 기초하여 카메라 내에 위치하는 보정 정보 저장부로부터 보정 정보를 선택하고, 상기 선택된 보정 정보를 이용하여 상기 교환이 가능한 렌즈를 통해 획득된 왜곡된 영상에 포함된 렌즈 왜곡을 보정한다.
상기 렌즈 왜곡을 보정함에 있어서, 상기의 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 상기 렌즈 왜곡을 보정할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 왜곡 보정 장치 및 카메라는 교환이 가능한 렌즈에 의해 발생하는 왜곡을 보정함에 있어서, 보정 정보를 왜곡 보정 장치에 식별번호에 따라 왜곡 보정 장치에 저장함으로써, 교환이 가능한 렌즈의 구조를 단순하게 하고, 단가를 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왜곡 보정 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 왜곡 보정 장치를 포함하는 카메라의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 왜곡 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왜곡 보정 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 왜곡 보정 장치(100)는 식별번호 인식부(110), 보정 정보 저장부(130) 및 왜곡 보정부(150)를 포함한다. 식별번호 인식부(110)는 식별번호 저장부(211)를 가지는 상기 교환이 가능한 렌즈의 식별번호(Id)를 인식한다. 보정 정보 저장부(130)는 상기 교환이 가능한 렌즈에 의해 발생하는 렌즈 왜곡을 보정하기 위해 사용되는 보정 정보를 저장한다. 왜곡 보정부(150)는 상기 교환이 가능한 렌즈의 인식된 식별번호(Id)에 기초하여 선택된 보정 정보(CI)를 이용하여 상기 교환이 가능한 렌즈를 통해 획득된 왜곡된 영상에 포함된 상기 렌즈 왜곡을 보정한다. 왜곡 보정 장치(100)는 카메라 내부에 위치한다.
식별번호 인식부(110)는 상기 교환이 가능한 렌즈의 식별번호 저장부(211)와 접촉을 하여 상기 식별번호에 관한 디지털 데이터를 읽어 옴으로써 상기 식별번호를 인식할 수 있다. 인식된 식별번호(Id)는 식별변호 인식부(110)와 전기적으로 연결된 보정 정보 저장부(130)로 전달된다. 상기 식별번호를 인식하는 과정에 있어서, 하기 설명하는 바와 같이 보정 정보 저장부(130)에서 직접 제어 회로를 구비하여 식별번호 인식부(110)를 제어하여 상기 식별번호를 인식할 수도 있고, 왜곡 보정 장치(100)의 외부에 위치하는 제어 회로로 제어하여 상기 식별번호를 인식할 수도 있다. 인식된 식별번호(Id)는 디지털 형식의 일정자릿수 이상의 숫자의 나열일 수도 있고, 문자 또는 그 외의 저장 또는 독출이 자유롭고 전기적 신호로의 변환이 가능한 정보일 수 있다.
보정 정보 저장부(130)는 저장되어 있는 보정 정보들 중에서 인식된 식별번호(Id)에 해당하는 렌즈의 보정 정보를 선택할 수 있도록, 상기 식별번호에 따라 보정 정보를 저장한다. 보정 정보 저장부(130)는 상기 교환이 가능한 렌즈에 위치하는 것이 아니라 카메라 내부에 위치한다. 보정 정보 저장부(130)는 제1 메모리부(131) 및 제1 제어부(133)를 포함할 수 있다. 제1 메모리부(131)는 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 식별번호에 따라 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 보정 정보를 구별할 수 있도록 저장한다. 제1 제어부(133)는 식별번호 인식부(110) 또는 그 외 인터페이스를 통해 전달받은 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 식별번호와 제1 메모리부(131)에 저장되어 있는 식별번호들을 비교하여 번호가 서로 일치하는 경우에 해당하는 상기 보정 정보를 선택한다. 선택된 보정 정보(CI)는 왜곡 보정부(150)로 전달된다.
왜곡 보정부(150)는 보정 정보 저장부(130)로부터 전달받은 보정 정보(CI)를 이용하여 촬상된 영상 또는 저장된 영상에 포함되어 있는 렌즈 왜곡을 보정할 수 있다. 상기 촬상된 영상 또는 상기 저장된 영상으로부터 얻을 수 있는 이미지 데이터에 대하여 보정 정보(CI)에 기초한 보정 알고리즘을 수행함으로써 왜곡이 보정된 새로운 이미지 데이터를 얻을 수 있다. 왜곡 보정부(150)는 프로세서부(153) 및 제2 메모리부(151)를 포함할 수 있다. 프로세서부(153)는 보정 정보 저장부(130)로부터 전달받은 선택된 보정 정보(CI)와 제2 메모리부(151)로부터 전달받은 이미지 데이터를 이용하여 일정 왜곡 보정 알고리즘을 통하여 상기 이미지 테이터에 포함된 상기 렌즈 왜곡이 보정된 상기 새로운 이미지 데이터를 생성한다. 제2 메모리부(151)에 저장된 상기 이미지 데이터들은 프로세서부(153)에 의해 외부 인터페이스를 통해 전달될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 왜곡 보정부(150)에서 제2 메모리부(151)가 생략될 수 있다. 이 경우, 왜곡 보정부(150)는 별도의 버퍼 메모리를 사용하지 않고, 상기 이미지 테이터에 대하여 보정 정보(CI)에 기초한 보정 알고리즘을 수행함으로써 왜곡을 보정할 수 있다.
식별번호 저장부(211)에 저장된 상기 식별번호는 상기 교환이 가능한 렌즈마다 다른 값을 가지며, 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 보정 정보는 광학 특성과 왜곡 정도에 따라 다른 값을 갖는다. 이를 위해, 식별번호 저장부(211)는 데이터의 변경이 가능한 비휘발성 메모리(non-volatile memory)를 포함할 수 있다.
식별 번호 인식부(110)는 식별번호 저장부(211)와 비접촉식으로 상기 식별번호를 인식할 수 있다. 예를 들어, 비접촉식으로 식별번호를 인식함에 있어서, RFID(Radio-Frequency IDentification), 근거리 적외선 무선통신 기술 등이 사용될 수 있다.
왜곡 보정부(130)는 하기의 [수학식 5] 및 [수학식 6]에 기초하여 상기 렌즈 왜곡을 보정할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112010022271278-pat00005
[수학식 6]
Figure 112010022271278-pat00006
상기의 [수학식 5] 및 [수학식 6]에서, xu는 상기 렌즈 왜곡이 보상된 영상의 일 포인트의 수평 좌표, yu는 상기 렌즈 왜곡이 보상된 영상의 상기 일 포인트의 수직 좌표, xd는 상기 왜곡된 영상의 일 포인트의 수평 좌표, yd는 상기 왜곡된 영상의 상기 일 포인트의 수직 좌표, xc는 상기 교환이 가능한 렌즈의 주점의 수평 좌표, yc는 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 주점의 수직 좌표, Kn는 상기 교환이 가능한 렌즈의 n번째 레이디얼 왜곡 계수, Pm는 상기 교환이 가능한 렌즈의 m번째 탄젠셜 왜곡 계수, r은 상기 왜곡된 영상의 상기 일 포인트와 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 주점간의 거리, N은 상기 레이디얼 왜곡 계수의 개수, M은 상기 탄젠셜 왜곡 계수의 개수이다.
상기의 [수학식 5] 및 [수학식 6]에서, 상기 레이디얼 계수들과 상기 탄젠셜 계수들의 총 개수가 많을수록 보정된 영상은 렌즈 왜곡이 없는 영상에 가까워진다. 왜곡 보정 장치(150)는 왜곡 보정에 사용되는 상기 레이디얼 계수들과 상기 탄젠셜 계수들의 총 개수를 각각 조절할 수 있으며, 사용자에 의하여 선택될 수도 있다. 또한, 보정 정보 저장부(130)에 저장될 총 개수도 조절이 가능하다. 보정 정보 저장부(130)는 렌즈들의 식별번호와 이에 대응하는 보정 정보의 세트들이 저장되어 있으며, 왜곡 보정부(150)는 선택된 보정 정보 세트에 저장되어 있는 상기 보정 정보의 일부 또는 전체의 계수들을 이용하여 보정을 수행한다.
상기의 [수학식 5] 및 [수학식 6]이 아닌 다른 보정 알고리즘을 통해서 상기 렌즈 왜곡을 보상할 수 있으며,
보정 정보 저장부(130)는 상기 주점의 좌표(xc, yc), 상기 레이디얼 왜곡 계수들(Kn), 상기 탄젠셜 왜곡 계수들(Pm), 상기 레이디얼 왜곡 계수의 개수(N), 상기 탄젠셜 왜곡 계수의 개수(M)를 상기 교환이 가능한 렌즈 각각에 대하여 식별번호(Id)와 함께 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 왜곡 보정 장치를 포함하는 카메라의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라(10)는 광학부(200) 및 왜곡 보정 장치(100)를 포함한다. 광학부(200)는 보정 정보 선택을 위한 식별번호를 저장하는 식별번호 저장부(211)를 가지며 교환이 가능한 렌즈를 포함한다. 왜곡 보정 장치(100)는 광학부(200)를 통하여 획득된 왜곡된 영상에 포함된 렌즈 왜곡을 보정한다. 왜곡 보정 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 식별번호 인식부(110), 보정 정보 저장부(130) 및 왜곡 보정부(150)를 포함한다. 식별번호 인식부(110)는 식별번호 저장부(211)를 가지는 상기 교환이 가능한 렌즈의 식별번호(Id)를 인식한다. 보정 정보 저장부(130)는 상기 교환이 가능한 렌즈에 의해 발생하는 상기 렌즈 왜곡을 보정하기 위해 사용되는 보정 정보(CI)를 저장한다. 왜곡 보정부(150)는 상기 교환이 가능한 렌즈의 식별번호(Id)에 기초하여 선택된 보정 정보(CI)를 이용하여 상기 교환이 가능한 렌즈를 통해 획득된 왜곡된 영상에 포함된 상기 렌즈 왜곡을 보정한다.
광학부(200)는 렌즈부(210), 센서부(230)를 포함할 수 있다. 센서부(230)는 렌즈부(210)를 통해 들어온 빛을 전기적 신호로 변환한다. 예를 들면, 센서부(230)는 근적외선 파장에 반응하는 실리콘 반도체로 구성될 수 있다. 센서부(230)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)를 이용하여 구성될 수 있다. 렌즈부(210)와 센서부(230)는 지지부에 의하여 상대적으로 일정한 위치관계를 유지할 수 있도록 지지된다. 특히, 상기 렌즈부가 다수의 렌즈를 포함하는 경우에, 상기 지지부는 렌즈간의 상대적 위치를 조절할 수 있는 위치 조절부를 더 포함할 수 있다. 상기 지지부는 렌즈부가 상기 교환이 가능한 렌즈를 포함하는 경우, 상기 교환이 가능한 렌즈가 탈부착이 가능하도록 하는 탈부착 구조를 가질 수 있다. 상기 탈부착 구조는, 예를 들면, 나선형태의 홈을 이용한 탈부착 구조 또는 고정자를 이용한 탈부착 구조 일 수 있다. 광학부(200)는 그 외의 영상을 촬상하기 위한 구성들을 더 포함할 수 있으며, 이를 위한 구성들에 관한 설명은 생략한다.
카메라 제어부(300)는 광학부(200), 왜곡 보정 장치(100) 및 인터페이스부(400)를 제어한다. 제어부(300)는 광학부(200)의 렌즈부(210) 및 상기 지지부를 제어하여 센서부(230)로부터 촬상된 이미지를 얻고, 센서부(230)로부터 전기적 신호로 변환된 이미지 데이터(Img)를 왜곡 보정 장치(100)로 전달한다. 카메라 제어부(300)는 왜곡 보정 장치(100)를 제어하여 렌즈부(210)의 상기 교환이 가능한 렌즈의 식별번호를 인식할 수 있다. 카메라 제어부(300)는 왜곡 보정 장치(100)를 제어하여 왜곡 보정을 수행할 수 있고, 상기 렌즈 왜곡이 보정된 이미지 데이터를 전달 받을 수 있다. 카메라 제어부(300)는 인터페이스부(400)를 제어하여 사용자로부터 상기 보정 정보에 관한 제어 정보, 상기 식별번호에 관한 제어정보를 입력 받을 수 있다. 카메라 제어부(300)는 인터페이스부(400)를 제어하여 상기 렌즈 왜곡이 보정된 이미지 데이터를 디스플레이 할 수 있고, 상기 보정되지 않은 이미지 데이터(Img)를 디스플레이 할 수 있다. 상기 보정 정보에 관한 제어 정보에는 왜곡 보정 장치(100)에 저장되어 있는 보정 정보의 선택에 관한 정보가 포함될 수 있다. 상기 식별번호에 관한 제어 정보에는 상기 교환이 가능한 렌즈의 사용자로부터 입력된 식별번호가 포함될 수 있다. 상기 보정 정보에 관한 제어 정보에는 왜곡 보정 장치(100)에서 왜곡 보정을 위해 사용되는 사용자에 의하여 입력된 보정 정보가 포함 될 수 있다. 카메라 제어부(300)는 상기 입력된 보정 정보를 인터페이스부(400)로부터 전달받아 왜곡 보정부(100)의 보정 정보 저장부(130)에 저장하거나, 저장하도록 왜곡 보정 장치(100)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 입력된 식별번호가 함께 보정 정보 저장부(130)에 저장 될 수 있다.
인터페이스부(400)는 조작부(410), 디스플레이부(430) 및 제3 제어부(450)를 포함할 수 있다. 조작부(410)는 사용자로부터 상기 보정 정보에 관한 제어 정보, 상기 식별번호에 관한 제어정보를 입력 받을 수 있다. 디스플레이부(430)는 상기 렌즈 왜곡이 보정된 이미지 데이터를 디스플레이 할 수 있고, 상기 보정되지 않은 이미지 데이터(Img)를 디스플레이 할 수 있다. 제3 제어부(450)는 조작부(410)와 디스플레이부(430)를 제어한다. 상기 식별번호에 관한 제어 정보에는 상기 교환이 가능한 렌즈의 사용자로부터 입력된 식별번호가 포함될 수 있다. 상기 보정 정보에 관한 제어 정보에는 왜곡 보정 장치(100)에 저장되어 있는 보정 정보의 선택에 관한 정보가 포함될 수 있다. 상기 보정 정보에 관한 제어 정보에는 왜곡 보정 장치(100)에서 왜곡 보정을 위해 사용되는 사용자에 의하여 입력된 보정 정보가 포함 될 수 있다. 이 경우에는, 왜곡 보정 장치(100)에 저장된 보정 정보에 우선하여 상기 입력된 보정 정보가 왜곡 보정에 우선적으로 사용될 수 있다. 인터페이스부(400)는 상기 입력된 보정 정보를 카메라 제어부(300)에 전달할 수 있다. 또는, 인터페이스부(400)는 상기 입력된 보정 정보를 왜곡 보정 장치(100)에 전달할 수 있다.
도 2를 참조하면, 카메라 본체(11)는 왜곡 보정 장치(100), 광학부(200)의 센서부(230), 카메라 제어부(300) 및 인터페이스부(400)를 포함한다. 식별번호 저장부(211)를 구비하는 교환이 가능한 렌즈부(210)로부터 상기 식별번호를 읽어내고, 카메라 본체(11) 내부에 구비된 보정 정보 저장부(130)로부터 상기 식별번호와 일치하는 식별번호를 가지는 보정 정보 세트를 이용하여 왜곡 보정 장치(100)가 상기 렌즈 왜곡을 보정하는 작업을 수행한다. 따라서, 상기 보정 정보를 카메라 본체(11)내부에 구비된 왜곡 보정 장치(100)에 상기 식별번호에 따라 보정 정보 저장부(130)에 저장함으로써, 렌즈에 보정 정보를 저장하지 않게 되어 교환이 가능한 렌즈의 구조를 단순하게 하고, 단가를 낮출 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 왜곡 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 왜곡 보정 방법에서는, 교환이 가능한 렌즈의 식별번호 저장부(211)로부터 상기 교환이 가능한 렌즈의 식별번호(Id)를 인식하고(S100), 식별번호(Id)에 기초하여 카메라 내에 위치하는 보정 정보 저장부로(130)부터 보정 정보(CI)를 선택하고(S200), 선택된 보정 정보(CI)를 이용하여 상기 교환이 가능한 렌즈를 통해 획득된 왜곡된 영상에 포함된 렌즈 왜곡을 보정한다(S300).
상기 렌즈 왜곡을 보정함에 있어서, 상기의 [수학식 5] 및 [수학식 6]에 따라 상기 렌즈 왜곡을 보정할 수 있다.
상기 왜곡 보정 방법은 도 1 내지 도 2를 참조한 왜곡 보정 장치(100) 및 카메라(10)에 대한 설명과 유사하므로 중복되는 설명은 생략한다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 왜곡 보정 장치 및 카메라는 교환이 가능한 렌즈에 의해 발생하는 왜곡을 보정함에 있어서, 보정 정보를 왜곡 보정 장치에 식별번호에 따라 왜곡 보정 장치에 저장함으로써, 교환이 가능한 렌즈의 구조를 단순하게 하고, 단가를 낮출 수 있다.
본 발명에 따른 왜곡 보정 장치 및 방법은 교환이 가능한 렌즈를 채용할 수 있는 디지털 카메라뿐만 아니라 교환이 가능한 렌즈를 채용하는 카메라 모듈을 포함하는 다양한 영상획득기기에 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 카메라 11: 카메라 본체부
100: 왜곡 보정 장치 110: 식별번호 인식부
130: 보정 정보 저장부 150: 왜곡 보정부
200: 광학부 300: 카메라 제어부
400: 인터페이스부

Claims (11)

  1. 식별번호 저장부를 가지는 교환이 가능한 렌즈의 식별번호를 인식하는 식별번호 인식부;
    상기 교환이 가능한 렌즈에 의해 발생하는 렌즈 왜곡을 보정하기 위해 사용되는 보정 정보를 저장하는 보정 정보 저장부; 및
    상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 식별번호에 기초하여 선택된 상기 보정 정보를 이용하여 상기 교환이 가능한 렌즈를 통해 획득된 왜곡된 영상에 포함된 상기 렌즈 왜곡을 보정하는 왜곡 보정부를 포함하고,
    상기 왜곡 보정부는 하기의 [수학식 7] 및 [수학식 8]에 기초하여 상기 렌즈 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 왜곡 보정 장치.
    [수학식 7]
    Figure 112011054834842-pat00016

    [수학식 8]
    Figure 112011054834842-pat00017

    상기의 [수학식 7] 및 [수학식 8]에서, xu는 상기 렌즈 왜곡이 보상된 영상의 일 포인트의 수평 좌표, yu는 상기 렌즈 왜곡이 보상된 영상의 상기 일 포인트의 수직 좌표, xd는 상기 왜곡된 영상의 일 포인트의 수평 좌표, yd는 상기 왜곡된 영상의 상기 일 포인트의 수직 좌표, xc는 상기 교환이 가능한 렌즈의 주점의 수평 좌표, yc는 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 주점의 수직 좌표, Kn는 상기 교환이 가능한 렌즈의 n번째 레이디얼 왜곡 계수, Pm는 상기 교환이 가능한 렌즈의 m번째 탄젠셜 왜곡 계수, r은 상기 왜곡된 영상의 상기 일 포인트와 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 주점간의 거리, N은 상기 레이디얼 왜곡 계수의 개수, M은 상기 탄젠셜 왜곡 계수의 개수임.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, 상기 식별번호 저장부에 저장된 상기 식별번호는 상기 교환이 가능한 렌즈마다 다른 값을 가지는 것을 특징으로 하는 왜곡 보정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 식별 번호 인식부는 상기 식별번호 저장부와 비접촉식으로 상기 식별번호를 인식하는 것을 특징으로 하는 왜곡 보정 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 보정 정보 저장부는 상기 주점의 좌표, 상기 레이디얼 왜곡 계수들, 상기 탄젠셜 왜곡 계수들, 상기 레이디얼 왜곡 계수의 개수, 상기 탄젠셜 왜곡 계수의 개수를 상기 교환이 가능한 렌즈 각각에 대하여 상기 식별번호와 함께 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 왜곡 보정 장치.
  6. 보정 정보 선택을 위한 식별번호를 저장하는 식별번호 저장부를 가지며 교환이 가능한 렌즈를 포함하는 광학부;
    상기 광학부를 통하여 획득된 왜곡된 영상에 포함된 렌즈 왜곡을 보정하는 왜곡 보정 장치를 포함하고,
    상기 왜곡 보정 장치는
    상기 식별번호 저장부를 가지는 상기 교환이 가능한 렌즈의 식별번호를 인식하는 식별번호 인식부;
    상기 교환이 가능한 렌즈에 의해 발생하는 상기 렌즈 왜곡을 보정하기 위해 사용되는 보정 정보를 저장하는 보정 정보 저장부; 및
    상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 식별번호에 기초하여 선택된 상기 보정 정보를 이용하여 상기 교환이 가능한 렌즈를 통해 획득된 왜곡된 영상에 포함된 상기 렌즈 왜곡을 보정하는 왜곡 보정부를 포함하고,
    상기 왜곡 보정부는 하기의 [수학식 9] 및 [수학식 10]에 기초하여 상기 렌즈 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 카메라.
    [수학식 9]
    Figure 112011054834842-pat00018

    [수학식 10]
    Figure 112011054834842-pat00019

    상기의 [수학식 9] 및 [수학식 10]에서, xu는 상기 렌즈 왜곡이 보상된 영상의 일 포인트의 수평 좌표, yu는 상기 렌즈 왜곡이 보상된 영상의 상기 일 포인트의 수직 좌표, xd는 상기 왜곡된 영상의 일 포인트의 수평 좌표, yd는 상기 왜곡된 영상의 상기 일 포인트의 수직 좌표, xc는 상기 교환이 가능한 렌즈의 주점의 수평 좌표, yc는 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 주점의 수직 좌표, Kn는 상기 교환이 가능한 렌즈의 n번째 레이디얼 왜곡 계수, Pm는 상기 교환이 가능한 렌즈의 m번째 탄젠셜 왜곡 계수, r은 상기 왜곡된 영상의 상기 일 포인트와 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 주점간의 거리, N은 상기 레이디얼 왜곡 계수의 개수, M은 상기 탄젠셜 왜곡 계수의 개수임.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제6항에 있어서, 상기 식별번호 저장부에 저장된 상기 식별번호는 상기 교환이 가능한 렌즈마다 다른 값을 가지고, 상기 식별번호 인식부에 의해 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 카메라.
  8. 제6항에 있어서, 상기 식별 번호 인식부는 상기 식별번호 저장부와 비접촉식으로 상기 식별번호를 인식하는 것을 특징으로 하는 카메라.
  9. 삭제
  10. 교환이 가능한 렌즈의 식별번호 저장부로부터 상기 교환이 가능한 렌즈의 식별번호를 인식하는 단계;
    상기 식별번호에 기초하여 왜곡된 영상에 포함된 렌즈 왜곡을 보정하는 왜곡 보정 장치의 보정 정보 저장부로부터 보정 정보를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 보정 정보를 이용하여 상기 교환이 가능한 렌즈를 통해 획득된 왜곡된 영상에 포함된 상기 렌즈 왜곡을 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 렌즈 왜곡을 보정하는 단계는 하기의 [수학식 11] 및 [수학식 12]에 기초하여 상기 렌즈 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 왜곡 보정 방법.
    [수학식 11]
    Figure 112011054834842-pat00020

    [수학식 12]
    Figure 112011054834842-pat00021

    상기의 [수학식 11] 및 [수학식 12]에서, xu는 상기 렌즈 왜곡이 보상된 영상의 일 포인트의 수평 좌표, yu는 상기 렌즈 왜곡이 보상된 영상의 상기 일 포인트의 수직 좌표, xd는 상기 왜곡된 영상의 일 포인트의 수평 좌표, yd는 상기 왜곡된 영상의 상기 일 포인트의 수직 좌표, xc는 상기 교환이 가능한 렌즈의 주점의 수평 좌표, yc는 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 주점의 수직 좌표, Kn는 상기 교환이 가능한 렌즈의 n번째 레이디얼 왜곡 계수, Pm는 상기 교환이 가능한 렌즈의 m번째 탄젠셜 왜곡 계수, r은 상기 왜곡된 영상의 상기 일 포인트와 상기 교환이 가능한 렌즈의 상기 주점간의 거리, N은 상기 레이디얼 왜곡 계수의 개수, M은 상기 탄젠셜 왜곡 계수의 개수임.
  11. 삭제
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