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KR101351170B1 - 핸드헬드 디바이스의 카메라 응용 - Google Patents

핸드헬드 디바이스의 카메라 응용 Download PDF

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KR101351170B1
KR101351170B1 KR1020117028341A KR20117028341A KR101351170B1 KR 101351170 B1 KR101351170 B1 KR 101351170B1 KR 1020117028341 A KR1020117028341 A KR 1020117028341A KR 20117028341 A KR20117028341 A KR 20117028341A KR 101351170 B1 KR101351170 B1 KR 101351170B1
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KR
South Korea
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image
camera
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visible light
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KR1020117028341A
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브랜 페렌
에이치. 키스 니시하라
Original Assignee
인텔 코오퍼레이션
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Publication date
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Application filed by 인텔 코오퍼레이션 filed Critical 인텔 코오퍼레이션
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Abstract

적어도 하나의 카메라를 포함하는 핸드헬드 디바이스가 다양한 기능들을 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상이한 고정 초점 거리들을 갖는 2개의 이상의 카메라 렌즈를 이용하여 촬영된 디지털 이미지들을 결합하여, 고해상도 광학 줌을 에뮬레이트할 수 있으며, 디바이스로 하여금 3D 응용들을 수행하게 할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 카메라를 포함하는 디바이스가 바코드 판독기로서 동작할 수 있으며, 바코드를 다른 디바이스들로 무선 전송하거나 시각적으로 표시할 수 있다. 이동 가능한 광학 기구들은 동일 카메라가 먼 물체 상에 또는 클로즈업 바코드 상에 초점을 맞추게 할 수 있다.

Description

핸드헬드 디바이스의 카메라 응용{CAMERA APPLICATIONS IN A HANDHELD DEVICE}
핸드헬드 전자 디바이스의 기술이 향상됨에 따라, 다양한 타입의 기능이 단일 디바이스 내에 결합되고 있으며, 이러한 디바이스들의 폼 팩터(form factor)는 더 작아지고 있다. 이러한 디바이스들은 많은 가운데 특히 광범위한 처리 능력, 가상 키보드들, 셀폰 및 인터넷 서비스를 위한 무선 접속, 및 카메라를 구비할 수 있다. 특히, 카메라는 인기있는 부가물이 되었지만, 이러한 디바이스들에 포함된 카메라는 통상적으로 저해상도 스냅샷 및 짧은 비디오 시퀀스의 촬영으로 제한된다. 이러한 디바이스들의 작은 크기, 적은 무게 및 휴대성 요구들은 카메라의 더 정교한 이용들 중 다수가 포함되지 못하게 한다. 예를 들어, 카메라는 통상적으로 고정된 초점 거리 및 고정된 시야를 갖는 렌즈를 사용하는데, 이는 줌 렌즈가 너무 무겁고, 디바이스의 본체가 허용하는 것보다 큰 물리적 심도를 필요로 하기 때문이다. 이러한 이유로 인해, 작고, 비교적 저렴한 핸드헬드 디바이스들에 대해서는 광학 줌 렌즈가 실용적이지 못할 수 있다. 다른 영역들에서, 소비자 카메라는 바코드 응용들에서 유용하지 못한데, 이는 바코드들이 특수화된 장비용으로 설계되기 때문이다. 이것은 바코드들에 대한 유용한 응용들이 구현되지 못하게 한다.
아래의 설명 및 본 발명의 실시예들을 도시하는 데 사용되는 첨부 도면들을 참조함으로써 본 발명의 일부 실시예들이 이해될 수 있다. 도면들에서:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 다수의 붙박이 카메라 렌즈를 구비한 다기능 핸드헬드 사용자 디바이스를 나타낸다.
도 2A-2D는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 렌즈들로부터 광 센서(들)로 광을 지향시키는 데 사용될 수 있는 상이한 광 경로들을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 2개의 렌즈를 구비한 카메라를 조작하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 붙박이 카메라를 구비한 다기능 핸드헬드 사용자 디바이스를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 시스템을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 바코드를 판독하는 카메라를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 카메라를 이용하여 바코드를 판독하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 바코드 값들을 이용하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
아래의 설명에서는, 다양한 특정 상세들이 설명된다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이러한 특정 상세들 없이도 실시될 수 있다는 것을 이해한다. 다른 예들에서는, 이 설명의 이해를 불명확하게 하지 않기 위해, 공지된 회로들, 구조들 및 기술들은 상세히 설명되지 않았다.
"하나의 실시예", "일 실시예", "예시적인 실시예", "다양한 실시예들" 등에 대한 참조들은 그렇게 설명되는 본 발명의 실시예(들)가 특정 특징들, 구조들 또는 특성들을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 반드시 그 특정 특징들, 구조들 또는 특성들을 포함하는 것은 아니라는 것을 지시한다. 게다가, 일부 실시예들은 다른 실시예들에 대해 설명되는 특징들 중 일부 또는 전부를 갖거나, 아무것도 갖지 않을 수 있다.
아래의 설명 및 청구항들에서, "결합된" 및 "접속된"이라는 용어들은 이들의 파생어들과 함께 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 서로에 대한 동의어인 것을 의도하지 않는다. 오히려, 특정 실시예들에서, "접속된"은 둘 이상의 요소가 서로 직접 물리적으로 또는 전기적으로 접촉하는 것을 지시하는 데 사용된다. "결합된"은 둘 이상의 요소가 서로 협력하거나 상호작용하지만, 물리적으로 또는 전기적으로 직접 접촉하거나 접촉하지 않을 수 있다는 것을 지시하는 데 사용된다.
청구항들에서 사용될 때, 달리 특정되지 않는 경우, 공통 요소를 설명하기 위한 서수 형용사 "제1", "제2", "제3" 등의 사용은 동일한 요소들의 상이한 예들이 참조되고 있음을 지시할 뿐, 그렇게 설명되는 요소들이 주어진 순서로 시간적으로, 공간적으로, 순위로 또는 임의의 다른 방식으로 존재해야 한다는 것을 암시하고자 하는 의도는 없다.
본 발명의 다양한 실시예들은 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어 중 하나 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명은 또한, 본 명세서에서 설명되는 동작들의 수행을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 내에 또는 상에 포함된 명령어들로서 구현될 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 하나 이상의 컴퓨터에 의해 판독될 수 있는 형태로 정보를 저장하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 디스크 저장 매체들, 광학 저장 매체들, 플래시 메모리 디바이스 등과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 유형의 저장 매체를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 디바이스의 새로운 이용들을 가능하게 하는 적어도 하나의 카메라를 포함하는 디바이스의 새로운 특징들에 관한 것이다. 일부 실시예들에서는, 고정 초점 거리들을 갖는 2개 이상의 카메라 렌즈를 이용하여 촬영된 디지털 이미지들이 디바이스의 새로운 이용들을 가능하게 하는 방식들로 결합될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 카메라를 포함하는 디바이스가 바코드 판독기로서 동작하거나, 바코드를 다른 디바이스들로 무선 전송하고 그리고/또는 시각적으로 표시할 수 있다.
줌 에뮬레이션 및 다른 기능들을 위한 이중 카메라
본 발명의 다양한 실시예들은 상이한 고정 초점 거리들 및 대응하여 상이한 고정 시야들을 갖는 2개의 개별 카메라 렌즈를 제공한다. 양 렌즈를 이용하여, 하나의 사진이 다른 사진의 일부의 클로즈업 버전인 동일 장면의 사진을 촬영함으로써, 2개의 이미지는 다양한 종류의 후속 처리를 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 좁은 시야의 렌즈는 풀 사이즈로 확대될 때 수용 가능한 디지털 해상도를 생성하는 넓은 시야 내의 최소 영역과 동일하거나 그보다 약간 큰 시야를 커버할 수 있다. 이러한 방식으로, 하나의 사진의 풀 이미지와 다른 사진의 선택된 부분 사이의 정밀한 디지털 비교가 이루어질 수 있다.
가장 간단한 액션에서, 어느 것이 바람직한 사진인지를 주관적으로 결정하기 위해 2개의 사진이 간단히 인간 평가자에게 표시될 수 있다. 다른 액션에서는, 단순한 디지털 줌(즉, 결과물이 나중에 더 많은 최종 픽셀들을 갖도록 확대되는 경우에도, 오리지널 픽셀들의 수를 줄이는 오리지널 사진의 크로핑(cropping))으로 얻을 수 있는 것보다 양호한 해상도를 갖는 줌 렌즈의 효과들을 에뮬레이트하기 위하여 2개의 이미지가 처리되고 병합될 수 있다. 2개의 렌즈 사이의 간격을 이용하여 입체적인 시각 정보를 생성하는 것과 같은, 그리고 2개의 이미지를 비교하여 모션 검출/안정화를 가능하게 하는 것과 같은 다른 유리한 결과들도 얻을 수 있다.
이러한 능력들은 2개의 개별 실시예에서 가능해질 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 렌즈는 그 자신의 개별 이미지 센서를 구비할 수 있으며, 따라서 원할 경우에 그들 각각의 사진들을 동시에 촬영할 수 있는 2개의 개별 카메라가 효과적으로 제공된다. 다른 실시예에서, 양 렌즈에 대해 동일 이미지 센서가 사용될 수 있으며, 이는 2개의 사진이 상이한 시각에 촬영되어야 할 것을 요구한다. 주어진 시간에 어느 이미지가 센서에 도달할지를 선택하기 위해 광 선택 시스템이 사용될 수 있다. 이것은 1) 이동 가능한 반사 디바이스를 이용하여, 상이한 시각에 광 경로를 각각의 렌즈로부터 이미지 센서로 지향시키거나, 2) 광 경로를 양 렌즈로부터 이미지 센서로 동시에 지향시키지만, 광 차단 디바이스(예로서, 셔터)를 이용하여, 선택되지 않은 렌즈로부터의 광이 이미지 센서에 도달하지 못하게 하는 것과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 다양한 방식으로 처리될 수 있다.
2개의 사진으로부터 도출된 정보는 다음과 같은, 그러나 그에 한정되지 않는 다양한 방식으로 이용될 수 있다.
1) 객관적인 기준들 및/또는 선택을 행하는 사람의 주관적인 기준들에 적어도 부분적으로 기초하여, 2개의 사진 중 하나가 사용을 위해 선택될 수 있다.
2) 하나의 렌즈로부터의 좁은 시야의 이미지와 다른 렌즈로부터의 넓은 시야의 이미지를 디지털 처리하고 결합하여, 중간 시야의 이미지를 생성할 수 있다. 좁은 시야의 이미지로부터 얻을 수 있는 섬세한 세부 묘사를 이용하여, 단순한 디지털 줌 기능으로부터 이용할 수 없는 방식들로 넓은 시야의 이미지의 부분들을 향상시킬 수 있다. 이러한 방식으로 다수의 상이한 중간 시야의 이미지들을 생성함으로써, 광학 줌 렌즈로부터 얻을 수 있는 결과들을 에뮬레이트할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 처리는 카메라 또는 카메라를 포함하는 디바이스에서 이루어질 수 있으며, 결과적인 중간 시야의 이미지가 카메라 디바이스의 디스플레이 상에서 사용자에게 표시될 수 있다. 다른 실시예들에서, 이러한 처리는 별도의 디바이스에서 2개의 이미지를 그 별도의 디바이스로 다운로드한 후에 행해질 수 있다.
3) 2개의 렌즈는 알려진 거리만큼 분리되므로, 이들은 각각 사진들 내의 동일 대상의 약간 상이한 시야각을 가질 것이며, 따라서 입체 정보 및 효과들의 생성을 가능하게 할 것이다. 좁은 시야의 렌즈로부터의 풀 이미지가 넓은 시야의 렌즈로부터의 이미지의 대응 부분과 비교되는 경우, 양 렌즈가 동일한 시야를 갖고, 이들의 풀 이미지들이 비교되는 경우에 얻어지는 것과 유사한 직접적인 입체 효과가 2개의 이미지로부터 생성될 수 있다.
4) 2개의 이미지가 별개의 시각에 촬영되는 경우, 양 사진의 대응 부분들을 비교함으로써, 하나의 이미지와 다른 이미지 사이의 임의의 장면 움직임이 검출될 수 있다. 전술한 바와 같이, 하나의 이미지의 일부는 직접 비교를 가능하게 하기 위해 확대되어야 할 수 있다. 움직임이 검출되는 경우, 이 정보는 1) 사용자가 어떠한 액션을 취해야 할지를 결정할 수 있도록 사용자에게 통지하고, 2) 하나의 이미지는 유지하지만, 다른 이미지는 폐기하고, 3) 양 이미지를 폐기하고, 4) 양 이미지를 유지하지만, 결과들이 정확하지 않을 수 있으므로, 임의의 추가 처리를 취소하고, 5) 이미지들 사이의 차이 및 사진이 촬영된 상이한 시각들을 이용하여 움직임의 양 또는 속도를 계산하는 것과 같은, 그러한 이에 한정되지 않는 다양한 방식으로 처리될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 다수의 붙박이 카메라 렌즈들을 갖는 다기능 핸드헬드 사용자 디바이스를 나타낸다. 디바이스(110)는 디스플레이(120), 제1 카메라 렌즈(130) 및 제2 카메라 렌즈(140)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 카메라의 나머지 부분들은 물론, 프로세서, 메모리, 라디오 및 다른 하드웨어 및 소프트웨어 컴포넌트들도 디바이스 내에 포함될 수 있으며, 이 도면에서는 보이지 않는다. 도시된 디바이스(110)는 특정 형상, 비율 및 외관을 갖고, 카메라 렌즈들이 2개의 큰 표면 중 하나의 표면 상의 특정 위치들에 배치되는 것으로 도시되지만, 이것은 예시적일 뿐, 본 발명의 실시예들은 이러한 특정 물리 구성으로 한정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 렌즈들은 서로 더 가까이 배치될 수 있으며, 이는 2개의 이미지 사이의 시차 효과들을 줄일 수 있다. 일부 실시예들에서, 렌즈들은 디바이스의 더 작은 표면 상에(즉, 에지를 따라) 배치될 수 있으며, 이는 더 긴 직선 광 경로들을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 렌즈들(130, 140)은 디스플레이(120)로부터 디바이스의 반대편에 위치할 수 있으며, 따라서 디스플레이는 사용자에게 카메라 뷰파인더로서 작용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디바이스(110)의 전체 형상은 도시된 것과 완전히 다를 수 있다. 일부 실시예들에서, 디바이스(110)는 많은 추가적인 기능 없이 주로 카메라 디바이스일 수 있다. 다른 실시예들에서, 디바이스(110)는 카메라와 관계없는 많은 다른 기능들을 갖는 다기능 디바이스일 수 있다.
도 2A-2D는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 광을 2개의 렌즈로부터 광 센서(들)로 지향시키는 데 사용될 수 있는 상이한 광 경로들을 나타낸다. 주: 본 명세서에서 사용될 때, '렌즈'라는 용어는 서로에 대해 정해진 위치에 배열된 하나 이상의 광 굴절 재료 피스(piece)를 포함할 수 있으며, 따라서 모든 피스들을 통과한 광은 특정 평면에 집중될 것이다. 도시된 렌즈(210)는 3개의 그러한 피스를 단면으로 나타내고 있는데, 이중 오목 피스에는 이중 볼록 피스가 부착되고, 이들 양자로부터 또 하나의 이중 볼록 피스가 물리적으로 분리되어 있다. 렌즈(220)는 물리적으로 분리된 2개의 이중 볼록 피스를 나타낸다. 이들 피스 중 어느 하나는, 분리하여, 렌즈로서 간주될 수 있지만, 동일한 광 빔을 통과시키고 이를 정해진 평면에 집중시킬 수 있는, 서로에 대해 정해진 물리 위치 내의 하나 이상의 그러한 피스들의 집합은 본 명세서에서 '렌즈'로서 참조될 것이다. 도면들 내에 도시된 이러한 피스들의 특정 수량, 위치들 및 형상들은 예시적일 뿐, 본 발명의 다양한 실시예들에 대한 한정으로서 해석되지 않아야 한다. 도면들에 도시되지 않은, 렌즈들을 포함하는 다른 광 컴포넌트들도 포함될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, '광 컴포넌트'라는 용어는 광 이미지를 특정 위치에 집중시키기 위한 목적으로 굴절 및/또는 반사를 통해 광의 방향을 변경하는 임의의 물리적인 물체를 포함한다.
도 2A는 각각의 렌즈에 대한 개별 광센서를 나타낸다. 렌즈(210)를 통과하는 광은 제1 광센서(230) 상에 집중된 이미지를 생성하는 반면, 렌즈(220)를 통과하는 광은 제2 광센서(240) 상에 집중된 이미지를 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광센서는 개별 광센서들의 직사각 어레이를 포함할 수 있으며, 이들은 렌즈에 의해 어레이 상에 집중되는 이차원 이미지를 공동으로 감지할 수 있다. 광센서로부터의 전기 신호들은 광센서들에 의해 캡처된 이미지를 나타내는 디지털 값들로서 저장될 수 있다.
도 2B는 양 렌즈(210, 220)에 대한 단일 광센서(230)를 나타내며, 여기서는 반사 표면(예로서, 미러 또는 프리즘)(260)을 이용하여 어느 이미지가 광센서에 도달할지를 선택한다. 반사 표면(260)이 도시된 위치에 있을 때에는, 렌즈(220)로부터의 광이 다른 반사 표면(250)으로부터 반사한 후에 반사 표면(260)으로부터 반사하여 광센서(230)에 도달하는 반면, 렌즈(210)로부터의 광은 차단되어 광센서(230)에 도달하지 못한다. 반사 표면(260)이 교대 위치에 있을 때, 렌즈(210)로부터 광은 방해되지 않고 광센서(230)에 도달하는 반면, 렌즈(220) 및 반사 표면(250)으로부터의 광은 광센서(230)와 다른 방향으로 반사된다.
도 2C는 도 2B에 도시된 것과 유사한, 양 렌즈에 대한 단일 광센서(230)를 나타내지만, 여기서는 이동 가능한 반사 디바이스가 필요하지 않다. 이 실시예에서, 물체(270)는 렌즈(210)로부터의 광을 광센서(230)로 반사하고, 또한 렌즈(220) 및 반사 표면(250)으로부터의 광을 통과시켜 광센서(230)에 또한 도달하게 하는 빔 결합기일 수 있다. 그러나, 양 렌즈로부터의 광이 광센서(230)에 의해 동시에 검출되는 것을 방지하기 위하여, 각각의 렌즈는 하나의 렌즈로부터의 이미지를 차단하는 반면에 다른 렌즈로부터의 이미지는 감지되게 하는 관련 광 차단 디바이스(280, 290)(예로서, 셔터)를 구비할 수 있다. 각각의 렌즈로부터의 광을 반사기 또는 빔 결합기를 이용하여 재지향시켜 광 경로의 많은 부분이 카메라의 얇은 '깊이' 방향에 수직이 되게 함으로써 그리고 이러한 재지향된 광을 수신하기 위한 각도로 광센서(230)를 배치함으로써, 매우 얇은 카메라 내에 비교적 긴 광 경로가 제공될 수 있다. 도면들은 비례하여 도시된 것이 아니고, 렌즈를 통해 반사 표면(또는 빔 결합기)으로 이동하는 광 경로의 부분은 반사 표면(또는 빔 결합기)으로부터 광센서로 이동하는 광 경로의 부분보다 짧을 수 있다는 점에 유의한다. 'L' 형상의 광 경로를 형성하는 이러한 기술은 얇은 카메라 내에 긴 광 경로를 가능하게 하기 위해 본 명세서에서 설명되는 구성들 모두를 포함하는 임의의 가능한 렌즈 및 센서 구성과 더불어 이용될 수 있다. 그러한 기술이 줌 렌즈가 아니라 고정 초점 거리 렌즈를 이용하는 것과 결합될 때, 카메라가 2개의 렌즈 또는 단일 렌즈만을 사용하는지에 관계없이 극히 얇은 카메라가 가능하다.
도 2D는 2개의 센서 및 추가적인 광학 기구(optic)와 더불어 단일 정면 렌즈를 도시한다. 이 실시예에서는, 빔 분할기(275)가 렌즈(225)로부터의 광을 분할한다. 광의 일부는 광센서(230)로 이동하는 반면, 광의 일부는 광센서(240)에 도달하기 전에 내부 광 컴포넌트(227)를 통과한다. 내부 렌즈는 초점 거리를 변화시키며, 따라서 광센서(240)에 도달하는 이미지는 광센서(230)에 도달하는 이미지와 다른 시야를 갖는다. 이러한 기술은 본질적으로 도 2A의 렌즈들(210, 220)과 유사한 2개의 렌즈를 제공하지만(하나의 센서에서 넓은 시야각을, 다른 센서에서 좁은 시야각을 제공함), 이 2개의 렌즈는 225에서 광학 피스들을 공유하며, 양 이미지는 동축을 가질 것이다(즉, 양 이미지의 중심은 사진 내의 동일 스폿에 있을 것이다). 일부 이용들에서, 동축 특징은 시차를 보상하기 위해 기록된 이미지들 중 하나를 디지털 방식으로 시프트시킬 필요를 없앨 수 있다.
임의의 실시예에서, 광 경로는 (도 2B에 도시된 직각 반사와 같이) 한번 이상 반사될 수 있으며, 따라서 좁은 치수의 디바이스(110) 내에 긴 광 경로가 수용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사 표면은 볼록 또는 오목 형상을 가질 수 있으며, 따라서 반사 표면은 렌즈는 물론, 반사기로서도 유효하게 작용한다. 본 명세서에서의 설명들의 대부분이 2개의 렌즈를 참조하지만, 추가적인 렌즈들도 사용될 수 있다. 예컨대, 아마도 디바이스의 제3 에지 근처에 배치되는 카메라의 표면에의 제3 렌즈는 훨씬 더 좁은 시야(더 큰 배율)를 갖는 이미지를 제공함으로써 유효 줌 범위를 확장할 수 있다. 이 렌즈는 또한 다른 2개의 렌즈의 중심 대 중심 축으로부터 떨어져 배치됨으로써 더 강건한 스테레오 거리/변위 계산들을 가능하게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 렌즈를 갖는 카메라를 조작하는 방법의 흐름도를 도시한다. 도시된 흐름도(300)에서, 310에서, 이 예에서 더 넓은 시야를 갖는 렌즈인 제1 렌즈를 이용하여 제1 사진이 촬영될 수 있으며, 결과적인 제1 이미지는 디지털 포맷으로 저장됨으로써 기록된다. 320에서, (더 좁은 시야를 갖는) 제2 렌즈를 이용하여 제2 사진이 촬영될 수 있고, 결과적인 제2 이미지가 저장된다. 전술한 바와 같이, 사진들은 일반적으로 (지시된 순서로 또는 그 순서의 반대로) 약간 상이한 시각들에 촬영될 수 있지만, 2개의 카메라를 갖는 실시예들에서는 동시에 촬영될 수도 있다. 330에 지시된 바와 같이, 기록된 이미지들은 도 3의 후속 부분들에 설명되는 다양한 방식으로 처리될 수 있다. 이러한 4개의 프로세스 중 하나 또는 다수의 프로세스가 2개의 기록된 이미지들에 대해 이용되거나, 어느 것도 이용되지 않을 수 있다.
제1 프로세스에서, 340에서 추가 이용을 위해 2개의 저장된 이미지 중 하나가 선택될 수 있다. 예를 들어, 풍경의 제1 이미지가 그 풍경의 작은 부분의 제2 이미지보다 심미적으로 더 만족스러운 것으로 결정할 수 있으며, 제1 이미지를 더 편집하여 풍경의 예술적인 사진을 생성할 수 있다. 다른 예에서는, 꽃의 클로즈업을 나타내는 제2 이미지가 전체 정원을 나타내는 제1 이미지보다 바람직한 것으로 결정하고, 추가 처리를 위해 제2 이미지를 선택할 수 있다. 일부 예들에서, 양 이미지는 보유 및 후속 이용에 적합한 것으로 간주될 수 있다.
제2 프로세스에서, 줌 렌즈의 효과들이 에뮬레이트될 수 있다. 제1 이미지의 일부를 간단히 선택하고, 이를 풀 사이즈로 확대함으로써 제1 이미지에 대해서만 단순 디지털 줌이 생성될 수 있지만, 디지털 확대된 제1 이미지는 충분한 해상도를 갖지 못할 수 있는데, 이는 오리지널 픽셀 카운트가 해상도의 임의의 개선을 방해하기 때문이다. 그러나, 제2 이미지는 제1 이미지의 일부의 더 상세한 묘사를 제공하므로, 350에서 제2 이미지의 더 상세한 텍스처들이 제1 이미지의 디지털 확대 부분의 대응 부분들에 적용될 수 있다. 게다가, 제1 이미지의 부분들이 제2 이미지의 시야 밖에 있지만, 유사한 텍스처들(예를 들어, 들판의 잔디, 빌딩의 벽돌들 등)을 갖는 것으로 결정되는 경우, 이러한 더 상세한 텍스처들도 그러한 영역들에 적용될 수 있다. 이러한 텍스처 맵핑은 자동으로 또는 사용자에 의해 수행될 수 있다. 제2 이미지로부터의 더 상세한 정보를 제1 이미지에 적용한 후에, 352에서, 변경된 제1 이미지를 크로핑 및 확대하여, 오리지널 제1 및 제2 이미지들에 의해 제공되는 시야들 사이의 어딘가인 중간 시야를 제공할 수 있다.
350 및 352의 액션들이 특정 순서로 설명되지만, 이들은 역순으로 수행되거나, 350과 352 사이에서 앞뒤로 스위칭함으로써 점진적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 넓은 시야의 렌즈로부터의 이미지는 추가 디지털 줌잉이 관심 영역들에서(아마도 이미지의 중심 근처에서) 수용 불가하게 열악한 픽셀 해상도를 유발할 때까지 디지털 줌잉(계산적 확대)될 수 있다. 이어서, 좁은 시야의 이미지를 넓은 시야의 이미지의 관련 부분들에 적용하여, 넓은 시야의 이미지 내의 이미지 상세를 향상시킬 수 있다. 이어서, 결과적인 이미지가 더욱더 디지털 줌잉될 수 있다.
도 3의 제3 프로세스에서, 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이의 분리 거리는 입체 정보를 도출하는 데 이용될 수 있다. 이러한 분리 거리는 제1 이미지와 제2 이미지 사이에서 동일 물체의 약간 상이한 시야각을 제공한다. 오리지널 시야들도 상이하므로, 프로세스는 360에서 제2 이미지를 제1 이미지의 대응 부분에만 비교함으로써 시작할 수 있고, 362에서 약간 상이한 시야각에 기초하여 이미지들 내에 묘사된 하나 이상의 물체들에 대한 입체 정보를 도출할 수 있다. 한 가지 기술은 제2 이미지 내의 물체의 위치를 결정하고, 제1 이미지의 동등하게 확대된 부분 내의 동일 물체의 위치를 결정하는 것이다. 이미지들 사이의 물체의 변위는 2개의 렌즈 사이의 분리 거리에 대한 지식과 더불어 카메라로부터의 물체의 거리를 결정하는 데 사용될 수 있다. 카메라로부터의 다수의 물체의 거리들은 이러한 방식으로 결정되고, 물체들의 계층화된 맵핑을 구축하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 더 작은 피사계 심도는 카메라로부터의 거리들의 소정 범위 밖에 있는 물체들을 블러링(blurring)함으로써 시뮬레이션될 수 있다. 다른 기술에서, 심도 이미지들을 GPS 정보와 결합하여, 주위 환경의 물리적 3D 모델을 개발할 수 있다. 다른 예에서는, 2개의 이미지(제2 이미지 및 이에 대응하는 제1 이미지의 확대 부분)를 입체 뷰어 내에 배치하여, 이미지들 내의 물체들에 대한 추가 데이터를 도출할 필요 없이 입체 관찰 경험을 제공할 수 있다.
2개의 사진이 상이한 시각들에 촬영되는 경우에만 이용될 제4 프로세스에서는, 2개의 이미지를 이용하여 모션 정보를 도출할 수 있다. 이 정보는 카메라의 모션(예를 들어, 카메라 흔들림)을 검출하는 데 사용되거나, 이미지들 내의 물체의 모션을 계산하는 데 사용될 수 있다. 양 이미지가 동일 시야를 나타내도록 시야들을 조정한 후에, 370에서 2개의 이미지 내의 하나 이상의 대응 물체들의 위치들을 비교하여, 이들이 양 이미지 내의 동일 위치에 위치하는지를 파악할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 372에서 2개의 이미지 사이의 위치 차이들이 비교되고, 374에서 그 차이에 의해 시사되는 모션의 양이 계산될 수 있다. 이 정보는 376에서 다양한 방식으로 이용될 수 있다.
전체 이미지가 동일 방향으로 시프트된 것으로 보이는 경우, 이러한 움직임은 사진들 간의 카메라의 모션(예로서, 의도적인 패닝(panning) 또는 비의도적인 카메라 흔들림)에 의해 유발된 것으로 추정될 수 있다. 이러한 결정은 1) 사용자가 카메라가 움직였다는 것을 경고받을 수 있고, 따라서 사용자가 어떤 액션들을 취해야할지를 결정할 수 있는 방식, 2) 이미지들의 추가 처리가 취소되고 그리고/또는 이미지들이 폐기될 수 있는 방식, 3) 하나의 이미지가 모션 없는 카메라로부터 촬영된 사진과 등가일 때까지 디지털 방식으로 시프트 백(shift back)될 수 있는 방식과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 다양한 방식으로 처리될 수 있다. 한편, 물체가 2개의 사진이 촬영된 시각들 사이에 시프트된 것으로 보이지만, 2개의 이미지의 중요한 부분들이 시프트되지 않은 것으로 보이는 경우, 물체가 움직인 것으로 추정될 수 있다. 시프트의 양은 측면 이동과 같은 물체에 대한 다양한 모션 정보로 변환될 수 있다. 이동의 방향은 쉽게 결정될 수 있다. 물체까지의 거리가 결정되는 경우, 이동의 양이 계산될 수 있고, 이어서 이것은 2개의 사진의 촬영 사이의 시간에 기초하여 그 이동의 평균 속도로 변환될 수 있다. 이미지들의 전부 또는 일부의 보이는 시프트에 기초하여 다른 타입의 유용한 정보도 결정될 수 있다.
응용에 따라 다른 처리 기술들도 이용될 수 있다. 예를 들어:
동축 이미지 정렬 - 2개의 렌즈 사이의 분리 거리로 인해, 캡처되는 2개의 이미지는 동축이 아닐 수 있는데, 즉 하나의 이미지의 중심에 보이는 장면의 일부가 다른 이미지의 중심으로부터 오프셋될 수 있다. 이러한 상대적인 이미지 시프트는 피사체까지의 거리에 따라 변하며, 줌 에뮬레이션과 같은 일부 응용들을 위해서는 교정되는 것이 필요할 수 있다. 제조 공차들도 2개의 이미지 사이의 소정의 측면 및/또는 회전 변위를 유발할 수 있다. 그러한 교정들은 이미지들의 처리 동안에 수행될 수 있다.
광도계 맵핑 - 이미지 센서들 및 광학 기구들의 제조 편차들로 인해, 휘도 및/또는 색차에 대한 교정 및 정규화가 필요할 수 있다.
안티-앨리어싱 - 개별 이미지들의 안티 앨리어싱, 특히 2개의 이미지 사이의 오버랩 영역들에서의 안티 앨리어싱은 2개의 이미지 내의 불연속 픽셀 구조들로 인해 필요할 수 있다.
모션 블러 저감 - 이것은 많은 이용 가운데 특히 후제작(post-production) 기술로서 비디오에 대해 유용할 수 있다. (이미지가 감지되는 인터벌 동안의 모션으로 인한) 크게 블러링된 프레임은 블러링된 프레임 전 또는 후로부터의 모션 보간되고 재배치된 복제 프레임으로 대체될 수 있다. 하나의 렌즈로부터의 이미지 내의 모션은 상이한 시각에 촬영된 다른 렌즈로부터의 이미지가 블러링되지 않은 경우에 유사하게 교정될 수 있다. (카메라가 움직였는지를 지시하기 위한 가속도계 데이터와 같은) 다른 센서 데이터를 이용하여, 잠재적으로 블러링된 프레임들을 식별할 수 있다.
잡음 저감 - 다양한 적분 및 신호 처리 기술들을 이용하여, 낮은 광 레벨들에서 캡처된 이미지들로부터 시각적 '잡음'을 줄일 수 있다.
모자이크 작업 - 다수의 사진, 즉 넓은 시야의 렌즈로부터의 사진 내에 묘사되는 영역을 공동으로 커버하는 사진들이 좁은 시야의 렌즈를 이용하여 촬영될 수 있다. 이어서, 상황 참조를 위해 넓은 이미지를 이용하면서, 좁은 이미지들을 함께 디지털 방식으로 꿰매어, 넓은 시야의 사진의 대부분 또는 전부를 커버하지만 좁은 시야의 이미지들의 세밀한 상세를 갖는 디지털 이미지를 생성할 수 있다.
사용자 메모리 지원 - 넓은 사진을 이용하여, 관련된 좁은 사진에 대한 전체 상황을 제공할 수 있으며, 따라서 사용자는 사진이 어디에서 촬영되었는지 그리고 상황이 어떠했는지와 같은 좁은 사진에 대한 다양한 정보를 기억할 수 있다. 저장된 이미지들은 다른 방식으로도 사용자에게 도움이 될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 다양한 기술들 중 다수는 세 가지의 상이한 모드, 뷰파인더, 슛 및 후처리 모드에서 이용될 수 있다. 뷰파인더 모드에서, 주요 목적은 이미지(예로서, 중간의 줌잉된 이미지)를 카메라의 디스플레이에 빠르게 표시하여, 사용자가 정지 또는 비디오 캡처에 대한 프레임을 구성할 수 있게 하는 것이다. 표시되는 사진의 품질은 그 디스플레이 상에서의 시각적 구성에 충분할 만큼만 양호하면 된다. 이것은 이미지 센서들로부터의 출력의 다운샘플링을 허가하며, 이는 계산 부하를 크게 줄일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 뷰파인더 모드에서 하나의 렌즈로부터의 이미지만이 사용될 수 있지만, 이러한 이미지는 디지털 줌잉될 수 있다. 뷰파인더 모드에서는, 1) 줌 설정을 검사하고, 2) 그 줌 설정에 대한 최상의 이미지(좁은 또는 넓은 시야)를 선택하고, 3) 적절한 해상도로 이미지를 캡처하고, 4) 이미지를 원하는 줌 설정으로 디지털 줌잉하고, 5) 줌잉된 이미지를 디바이스의 디스플레이 상에 표시하는 것과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 다양한 작업들이 수행될 수 있다.
슛 모드에서는, 캡처된 이미지들로부터의 완전한 출력을 적절한 메타데이터와 더불어 저장하고 처리하여, 고품질 결과물을 생성할 수 있다. 이러한 작업들은 1) 양 이미지를 캡처하여 풀 해상도로 저장하고, 2) (시각, GPS 판독치, 사진을 촬영한 시각에서의 원하는 줌 설정 등과 같은) 이미지들과 관련된 메타데이터를 저장하고, 3) 이미지들을 처리하여, 뷰파인더에 대한 검토 이미지(통상적으로, 뷰파인더 모드에서 표시되는 이미지보다 양호한 이미지 품질을 갖지만, 후처리에서 가능한 것보다는 낮은 품질을 가짐)를 생성하는 것을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
후처리 모드에서는, 다양한 이미지 향상 기술들을 이용하여, 저장된 이미지들로부터 생성되는 최종 사진들의 품질을 향상시킬 수 있다. 이러한 후처리는 카메라 디바이스에서 수행되거나, 더 큰 처리 능력을 가진 외부 디바이스에서 수행될 수 있다. 후처리는 2개의 렌즈로부터의 오리지널 기록 이미지들에 대해 수행되고, 그리고/또는 이러한 2개의 기록 이미지의 중간 결과물에 대해 수행될 수 있다. 이러한 작업들은 1) 사용자가 줌 설정(슛 타임에 선택되는 줌 설정과 다를 수 있음)을 변경하고, 새로운 줌 설정에서 고품질 이미지를 생성하게 하고, 2) 이미지 정합, 안티 앨리어싱, 이미지들 간의 컬러 균형화, 전역적인 텍스처 향상, 스테레오 및 모션 처리 등과 같은 다양한 다른 이미지 처리를 수행하고, 3) 이용 가능한 디스플레이 스크린에 적합한 검토 표시를 제공하고, 4) 이러한 고품질 이미지를 저장하고, 5) 오리지널 데이터를 보관하여 추가 처리를 가능하게 하는 것을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 후처리는 카메라 디바이스에서, 별개의 처리 디바이스에서 또는 이들 양자의 조합에서 수행될 수 있다.
카메라 기반 바코드 판독기 및 디스플레이
본 발명의 다양한 실시예들은 바코드의 표준 디지털 사진을 촬영하고 이미지를 분석하여 바코드 내에 인코딩된 숫자들을 결정하는 핸드헬드 사용자 디바이스와 관련된다. 게다가, 이 디바이스는 바코드를 그의 디스플레이 스크린 상에 표시할 수 있으며, 이는 다양한 목적에 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 카메라 상에서 특수화된 카메라 렌즈를 사용하여, 렌즈가 통상적으로 더 먼 물체들에 대해 초점이 맞춰지는 경우에도 (인쇄된 바코드와 같은) 클로즈업 물체들의 사진이 촬영되게 할 수 있다. 본 명세서와 관련하여, '초점 거리'라는 용어는 물체의 이미지가 초점이 맞을 때, 즉 그 이미지가 광센서의 평면에 집중될 때 카메라 렌즈의 정면과 촬영되는 물체 사이의 거리를 나타내는 데 사용된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 붙박이 카메라를 갖는 다기능 핸드헬드 사용자 디바이스를 나타낸다. 디바이스(410)는 디스플레이(420) 및 카메라 렌즈(430)를 구비하는 것으로 도시되어 있다. 카메라의 나머지는 물론, 프로세서, 메모리, 라디오 및 다른 하드웨어 및 소프트웨어 기능도 디바이스 내에 포함될 수 있으며, 이 도면에서는 보이지 않는다. 도시된 디바이스(410)는 특정 형상, 비율 및 외관을 갖는 것으로 도시되지만, 이것은 예시적일 뿐, 본 발명의 실시예들은 이러한 특정 물리 구성으로 한정되지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 디바이스(410)는 주로 많은 추가적인 기능이 없는 카메라 및 디스플레이 디바이스일 수 있다. 다른 실시예들에서, 디바이스(410)는 카메라와 관계없는 많은 다른 기능을 가질 수 있다. 설명의 편의를 위해, 디스플레이(420) 및 카메라 렌즈(430)는 디바이스의 동일 측에 도시되지만, 많은 실시예에서 렌즈는 디바이스의 디스플레이와 반대 쪽에 또는 대안으로서 디바이스의 에지 측에 배치될 것이며, 따라서 디스플레이는 사용자에 대해 뷰파인더로서 작용할 수 있다. 일부 실시예들에서는, 디바이스 상의 상이한 위치들에 상이한 렌즈들이 존재할 수 있으며, 각각의 렌즈는 사진들을 촬영하기 위해 광센서와 더불어 동작할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 시스템을 나타낸다. 도시된 카메라 시스템(500)의 실시예에서, 주요 렌즈(510)는 광센서(520) 상에 광 이미지를 집중시킬 수 있다. 주요 렌즈(510)는 먼 객체의 이미지를 광센서(520)의 수신기들 상에 공동으로 집중시키는 광 반사 재료의 하나 이상의 피스를 포함할 수 있다. 주요 렌즈는 이미지가 센서에 적절히 집중되게 하는 물체까지의 거리들의 범위가 카메라의 통상적인 의도된 용도에 적합하도록(예를 들어, 단지 일례이지만, 6 피트 내지 무한대) 선택될 수 있다. 광센서 자체는 광센서들의 직사각 어레이를 포함할 수 있으며, 각각의 광센서는 감지되는 이미지 내의 단 하나의 픽셀을 구성하는 광을 감지한다. 일부 실시예들에서, 상이한 스펙트럼 컬러를 각각 감지하는 다수의 광센서를 함께 다발(cluster)화하여, 감지되는 이미지 내의 하나의 컬러 픽셀을 공동으로 생성할 수 있다.
광센서(520)에 의해 감지된 이미지는 디지털 이미지로서 메모리(530)에 저장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리(530)는 이미지들의 저장에 전용화되지만, 다른 실시예들에서 메모리(530)는 단지 다른 목적들에도 사용되는 더 큰 메모리의 일부일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 광센서는 수신된 이미지가 충분히 처리될 때까지 저장 요소로서 사용될 수 있어서, 수신된 이미지를 메모리(530)에 저장할 필요를 없앨 수 있다. 하나 이상의 프로세서(540)를 이용하여, 카메라 시스템(500)의 다양한 컴포넌트들의 전체 제어를 제공하고, 그러한 컴포넌트들 중 적어도 일부로부터 입력들을 수신할 수 있다. 디스플레이(560)는 감지되는 이미지를 표시하거나, 이미 저장된 이미지를 표시하기 위한 뷰파인더로서 동작하는 것과 같은 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 라디오(550)는 안테나(들)(552)를 통해 다른 디바이스들과 무선으로 통신하는 데 사용될 수 있다. 하나의 목적은 이미지 또는 이미지로부터 도출된 정보를 하나 이상의 다른 디바이스로 전송하는 것일 수 있으며, 이 하나 이상의 다른 디바이스는 이 정보를 이용하여 더 유용한 정보를 도출할 수 있다. 다양한 사용자 제어들(570)도 포함되어, 사용자로 하여금 카메라 시스템(500)에 의해 어떤 기능들이 수행되는지를 제어할 수 있게 한다. 예를 들어, 사용자는 언제 사진을 촬영할지, 디스플레이(560) 상에 무엇을 표시할지, 어떤 정보를 다른 디바이스로 전송할지 등을 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 이동 가능한 보조 렌즈(505)가 포함되어, 카메라가 카메라에 매우 가까운(예를 들어 10 인치 미만, 그러나 이것은 일례일 뿐이다) 물체에 초점을 맞출 수 있게 한다. 보조 렌즈는 다양한 방식으로 그의 초점에 가까운 위치 안팎으로 이동될 수 있다. 예컨대, 보조 렌즈는 (도면에 지시되는 바와 같은) 렌즈(510)의 광축에 수직인 방향으로 미끄러질 수 있으며, 따라서 클로즈업 사진이 필요할 때에는 렌즈(510)의 광 경로 내에 위치하고(즉, 렌즈(510)를 통과하는 광은 보조 렌즈(505)도 통과한다), 다른 때에는 그 광 경로의 밖에 위치한다. 다른 실시예에서, 보조 렌즈(505)는 광축에 평행한 방향으로 이동할 수 있으며, 따라서 이미지는 항상 양 렌즈(505, 510)를 통과하지만, 상이한 위치들이 카메라로부터 상이한 거리들에 있는 물체들을 적절히 집중시킬 것이다. 이러한 보조 렌즈는 렌즈(510)의 앞에 도시되지만, 다른 실시예들에서는 렌즈(510)의 뒤에 위치할 수 있다. 통상적으로 훨씬 더 크고 복잡한 렌즈 어셈블리를 필요로 하는 초점 거리들의 연속적인 마이크로 내지 매크로 범위를 가능하게 하는 것 아니라, 보조 렌즈는 단지 2개의 동작 위치만을 가질 수 있으며, 하나의 위치는 카메라가 클로즈업 사진들을 촬영할 수 있게 하고, 다른 위치는 카메라가 더 먼 물체들의 사진들을 촬영할 수 있게 한다. 다양한 기술들은 보조 렌즈를 그러한 2개의 위치에서만 물리적으로 안정되고 고정되도록 제한할 수 있으며, 임의의 중간 위치에서는 물리적으로 불안정하고(즉, 렌즈가 안정된 하나의 위치로 이동하려고 시도할 것이다), 동작하지 못하는 것으로 간주된다. 예를 들어, 일례일 뿐이지만, 기계적인 조리개들이 보조 렌즈를 그러한 2개의 위치로 제한할 수 있으며, 스프링에 의해 가해지는 힘은 보조 렌즈가 임의의 중간 위치에서 안정되는 것을 방해한다. 게다가, 렌즈 시스템의 광학적 특성들은 보조 렌즈가 제1 또는 제2 위치에 있지 않을 때 어떠한 이미지도 광센서에 집중되지 않게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자는 보조 렌즈를 2개의 위치 중 어느 위치에 배치할지를 수동으로 선택할 수 있다.
다른 실시예에서는, 렌즈(510)의 초점 거리를 변경하는 것이 아니라, 보조 렌즈(505)는 렌즈(510)와의 어떠한 상호작용도 없이 클로즈업 사진들을 촬영하기 위한 완전히 별개의 렌즈로서 독립적일 수 있다. 일부 예들에서, 이러한 클로즈업 렌즈는 본질적으로 클로즈업 사진을 위한 별개의 카메라를 제공하는 그 자신의 광센서를 구비할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 보조 렌즈(505)는 생략될 수 있으며, 렌즈(510)는 광센서(520)로부터의 상이한 거리들로 (화살표로 도시된 바와 같이) 간단히 이동될 수 있으며, 따라서 카메라에 가까운 물체들 상에 적절히 초점을 맞출 것이다. 전술한 바와 같이, 초점에 가까운 위치 및 정상 초점 위치는 렌즈(510)가 그러한 2개의 위치 중 어느 하나에서 물리적으로 안정되지만 중간 위치들에서는 물리적으로 불안정하게 하는 기계적 조리개들 또는 다른 물리적 제한들에 의해 정의될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 바코드를 판독하는 카메라를 나타낸다. 띠 형태의 바코드가 도시되지만, 다른 타입의 바코드도 사용될 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 카메라를 이용하여 바코드를 판독하는 방법의 흐름도를 나타낸다. 아래의 설명은 도 6 및 도 7의 흐름도(700) 모두에 적용된다.
(카메라 시스템(500)의 컴포넌트들을 포함할 수 있는) 디바이스(410)가 먼저 단계 710에서 바코드의 사진을 촬영하기 위한 적절한 모드에 들어갈 수 있다. 이 모드에 들어가는 것은 1) 보조 렌즈를 클로즈업 사진을 위한 그의 동작 위치에 배치하거나, 클로즈업 사진들을 위해 사용되는 개별 카메라를 활성화하고, 2) 바코드 정보를 디코딩하는 소프트웨어를 활성화하고, 3) 바코드 이미지 상에 초점을 맞추는 것을 돕는 기능을 활성화하는 것과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 다양한 효과들을 디바이스에 대해 가질 수 있다. 720에서, 사용자는 바코드 라벨이 광센서에 의해 감지되고 있는 것으로 결정될 때까지 카메라를 바코드 라벨(610) 앞에 배치할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자는 뷰파인더 내의 이미지에 기초하여 이러한 결정을 행할 수 있다. 다른 실시예들에서, 이미지 내의 풀 라벨의 존재가 자동으로 검출될 수 있다.
730, 740에서, 카메라는 바코드 라벨 상에 초점이 맞춰질 수 있다. 일부 실시예들에서, 이것은 카메라 내의 자동 초점 기능을 필요로 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 사용자는 740에 지시되는 바와 같이 이미지에 초점이 맞춰질 때까지 라벨로부터의 카메라의 거리를 변경할 수 있다. 필요한 경우, 동작들 720, 730 및 740은 상호 작용적으로 그리고 동시에 수행될 수 있다. 클로즈업 사진의 속성은 카메라가 매우 작은 피사계 심도를 갖게 할 수 있으므로, 사용자는 카메라를 바코드로부터의 올바른 거리에 정확히 배치하는 것이 중요할 수 있다. 이것은 다음과 같은, 그러나 그에 한정되지 않는 여러 상이한 방식으로 달성될 수 있다.
1) 카메라의 디스플레이가 뷰파인더로서 사용되는 경우, 사용자는 뷰파인더에 표시되는 이미지가 초점이 맞게 보일 때까지 카메라를 앞뒤로 이동시킬 수 있다. 디스플레이 내의 초점이 벗어난 이미지는 광센서에서의 초점이 벗어난 이미지를 의미한다.
2) 간단한 가시 이미지가 카메라의 정면으로부터 바코드 라벨을 포함하는 표면 상에 투영될 수 있다. 바코드가 올바른 거리에 있을 때, 가시 이미지는 이를 지시할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 2개의 좁은 가시 광빔이 수렴 각도들로 투영될 수 있다. 반사된 스폿들이 라벨 중심의 단일 스폿에 수렴될 때, 카메라는 올바른 거리에 있고, 이미지는 중심이 맞춰진다. 대안으로서, 2개의 더 복잡한 이미지가 바코드 라벨 상에 투영될 수 있고, 카메라는 올바른 거리에 있으며, 그러면 이들은 완전히 오버랩된다. 다른 실시예에서, 투영된 이미지는 카메라가 라벨로부터 올바른 거리에 있을 때만 라벨 표면 상에 초점이 맞춰질 것이다. 일부 실시예들에서는, 홀로그래픽 광학 요소를 이용하여, 적절한 카메라 거리를 결정할 수 있다.
3) 카메라의 정면으로부터 사운드 펄스들(가청 또는 초음파)이 생성될 수 있다. 반사된 음파들이 카메라에 의해 수신되는 데에 얼마나 오래 걸리는지를 측정함으로써, 바코드 라벨까지의 거리가 결정될 수 있다.
이용되는 초점 설정 기술에 관계없이, 바코드 이미지가 초점이 맞춰질 때, 일부 실시예들에서는 거리가 올바르다는 지시(예로서, 가청 발신음, 발광된 LED, 디스플레이 상의 시각적 표시 등)가 사용자에게 제공될 수 있다.
카메라가 올바른 거리에 위치하고, 바코드가 카메라의 시야 내에 있으면, 사용자는 750에서 사진을 촬영하고, 그 이미지를 추가 처리를 위해 메모리에 저장할 수 있다. 필요한 경우, 바코드는 이러한 사진을 위해 카메라로부터의 광에 의해 조명될 수 있다. 이러한 조명은 붙박이 플래시 유닛으로부터 또는 카메라 상의 다른 광원으로부터 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 이러한 조명 소스는 카메라에 대한 올바른 초점 거리를 결정할 때에도 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 카메라는 인쇄된 바코드가 아니라 비디오 스크린 상에 표시되고 있는 바코드의 이미지를 기록할 수 있다. 이것은 상이한 조명 고려 사항들을 제공할 수 있는데, 그 이유는 디스플레이가 자체 조명되어 카메라로부터의 추가 조명을 필요로 하지 않을 수 있기 때문이다. 또한, 디스플레이의 매끄럽게 반사하는 스크린은 가능한 초점 설정 메커니즘들을 바꿀 수 있다.
이어서, 사진이 촬영되고 저장된 후에, 760에서, 저장된 이미지를 분석하여, 바코드의 값(예를 들어, 바코드 내에 인코딩된 숫자들의 시퀀스)을 디코딩하고, 770에서 이 값을 메모리에 저장한다. 바코드를 디코딩하는 복잡성은 사용되는 바코드의 타입에 의존할 수 있다. 예를 들어, 간단한 띠 형태의 바코드의 경우, 이것은 단일 래스터 스캔 라인을 검사하여, 각각의 바코드 라인의 픽셀 단위의 폭을 측정하고, 인접하는 바코드 라인들 사이의 픽셀 단위의 거리를 측정하는 것과 만큼 간단할 수 있다. 이어서, 이러한 상대적인 값들은 인코딩된 숫자들의 시퀀스로 변환될 수 있다. 바코드가 바코드의 상이한 인식되는 크기들을 보상하기 위한 조정 필드를 제공하는 경우, 회전된 이미지에 의해 유발된 명백한 거리 압축은 보상될 필요가 없을 수 있으며, 사용자는 사진이 촬영될 때 카메라와 바코드 라벨 사이의 상대적인 배향에 대해 걱정할 필요가 없을 수 있다. 그러나, 배향이 중요한 경우, 초점 설정 지원은 사진이 촬영되기 전에 카메라가 바코드에 대해 적절히 배향되어 있는지에 대한 시각적 지시를 포함할 수 있다.
다른 실시예들은 다른 더 복잡한 기술들을 이용할 수 있다. 예로서, 일부 바코드들은 사람이 판독 가능한 수치 심벌들 내에 인쇄된 그들의 인코딩된 시퀀스도 가지므로, 분석은 바코드 심벌이 아니라 또는 그에 더하여 그러한 심벌들을 디코딩하는 데 집중할 것이다.
바코드가 판독되고 디코딩되면, 다양한 작업들이 수행될 수 있다. 하나의 작업에서, 저장된 코드는 미래의 시간 및 상황이 그러한 정보를 필요로 할 때까지 (아마도 다른 저장된 코드들과 함께) 단순히 유지될 수 있다. 다른 작업에서는, 추가 정보가 그의 바코드에 의해 식별되는 물체에 대해 추구될 수 있다. 예를 들어, 780에서, 카메라 디바이스는 디코딩된 바코드 정보를 다른 디바이스로 전송할 수 있으며, 이 다른 디바이스는 1) 바코드와 연관된 물체에 대한 설명, 2) 물체의 가격, 3) 얼마나 많은 물체가 이용 가능한지, 4) 다른 그러한 물체들이 어디에 위치하는지, 4) 제조 정보, 5) 물체의 크기 및/또는 무게, 6) 물체의 실효 일자, 7) 기타 등등과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 정보를 얻을 수 있다. 일부 작업들에서, 790에서, 이러한 정보는 저장 및/또는 사용자에게 제공하기 위해 카메라 디바이스로 다시 전송될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 디바이스(410)의 도움으로 구현될 수 있는 바코드들에 대한 다른 용도들이 발견될 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 바코드 값들을 이용하는 방법의 흐름도를 나타낸다. 예를 들어, 흐름도 800에서, 810에서 다양한 바코드 값들이 디바이스(410)에 입력되고, 820에서 다른 시기에서의 표시 또는 비교를 위해 저장될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 이들은 무선 통신을 통해 수신될 수 있거나, 키보드 또는 다른 수동 입력 디바이스를 통해 수동으로 입력될 수 있거나, 바코드의 사진을 촬영함으로써 입력될 수 있거나, 디바이스에 접속된 임시 신호 케이블을 통해 수신될 수 있다.
830에서, 이러한 방식으로 수신된 바코드는 1) 바코드가 할인 구매에 사용될 수 있는 쿠폰을 나타낼 수 있고, 2) 바코드가 공개 이벤트에 대한 입장 티켓을 나타낼 수 있고, 3) 바코드가 온라인으로 구매하였지만, 구매자에 의해 지역 점포에서 수령되어야 하는 아이템을 나타낼 수 있고, 4) 기타 등등과 같은, 그러한 이에 한정되지 않는 다양한 용도를 위해 나중에 제공될 수 있다. 바코드는 1) 바코드가 사용자의 디바이스로부터, 그 자신의 데이터베이스를 통해 코드의 유효성을 검증할 수 있는 판매자의 디바이스로 무선 전송될 수 있고, 2) 바코드의 사진이 사용자의 디바이스 상에 표시될 수 있고, (사용자의 디바이스와 유사할 수 있는) 판매자의 디바이스가 바코드의 사진을 판독하고 디코딩할 수 있는 것과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 다양한 방식으로 사용자에 의해 제공될 수 있다. 디스플레이는 디바이스의 주요 디스플레이일 수 있지만, 다른 실시예에서는 이러한 목적을 위해 보조 디스플레이가 사용될 수 있다. 바코드 데이터가 어떻게 통신되는지에 관계없이, 판매자 디바이스는 그 자신의 데이터베이스를 통해 코드의 유효성을 검증할 수 있다.
사용자는 또한, 840에서, 디바이스를 이용하여 다른 바코드들을 판독하고, 850에서 이들을 저장된 바코드와 비교할 수 있다. 예를 들어, 이전 단락에서 설명된 판매자들은 이러한 방식으로 동작할 수 있다. 사용자는 그가 찾고 있는 아이템에 대한 바코드를 저장하고, 재고 박스로부터 바코드를 판독하여, 그가 찾고 있는 구매품을 포함하고 있는지를 확인할 수 있다. 사용자에게 특수화된 상용 바코드 장비를 구매하는 것을 요구하지 않고, 본 명세서에서 설명되는 방식으로 바코드들을 이용하기 위한 다양한 다른 실세계 응용들이 발견될 수 있다.
위의 설명은 제한이 아니라 예시적인 것을 의도한다. 이 분야의 기술자들에게는 변형들이 떠오를 것이다. 그러한 변형들은 아래의 청구항들의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 다양한 실시예들에 포함되는 것을 의도한다.

Claims (19)

  1. 바코드 이미지를 처리하기 위한 핸드헬드 디바이스로서,
    바코드의 이미지를 픽셀들의 직사각 어레이로서 감지하기 위한 광센서;
    상기 광센서에 결합되어, 상기 광센서 상에 상기 이미지를 집중시키기 위한 렌즈;
    상기 바코드를 포함하는 표면 상에 적어도 하나의 가시광 이미지를 투영하여, 사용자가 상기 이미지를 상기 광센서 상에 집중시키도록 상기 바코드로부터 초점 거리에 상기 핸드헬드 디바이스를 배치하는 것을 돕기 위한 적어도 하나의 광 투영기 - 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 상기 디바이스가 상기 바코드로부터 초점 거리에 위치할 때 상기 핸드헬드 디바이스의 상기 사용자에게 시각 표시를 제공함 -;
    상기 광센서에 결합되어, 상기 이미지를 상기 픽셀들의 직사각 어레이에 대한 값들로서 저장하기 위한 저장 요소; 및
    상기 저장 요소에 결합되는 프로세서 - 상기 프로세서는 상기 저장된 이미지를 분석하여 상기 바코드를 디코딩함 -
    를 포함하는 핸드헬드 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바코드의 상기 이미지를 표시하기 위한 디스플레이를 더 포함하는 핸드헬드 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 바코드를 상기 디스플레이 상에 표시하는 핸드헬드 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 프로세서에 결합되어, 상기 디코딩된 바코드를 나타내는 메시지를 다른 디바이스로 무선 통신하기 위한 라디오를 더 포함하는 핸드헬드 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 상기 디바이스가 상기 바코드로부터 초점 거리에 있을 때 수렴하는 2개의 광 빔을 포함하는 핸드헬드 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 상기 디바이스가 상기 바코드로부터 초점 거리에 있을 때 오버랩되는 2개의 이미지를 포함하는 핸드헬드 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 투영된 이미지를 포함하고, 상기 투영된 이미지는 상기 디바이스가 상기 바코드로부터 초점 거리에 있을 때만 상기 사용자에게 초점이 맞춰진 것으로 보이는 핸드헬드 디바이스.
  8. 바코드를 처리하는 방법으로서,
    사용자가 핸드헬드 카메라를 바코드로부터 초점 거리에 배치할 수 있게 하기 위하여, 사진을 촬영하기 전에 초점 설정 지원을 제공하는 단계;
    상기 카메라를 이용하여 상기 바코드의 사진을 촬영하는 단계 - 상기 사진은 픽셀들의 직사각 어레이를 나타내는 저장된 이미지로서 보유됨 -; 및
    프로세서를 이용해서 상기 저장된 이미지를 분석하여 상기 바코드를 디코딩하는 단계
    를 포함하고,
    상기 초점 설정 지원을 제공하는 단계는 상기 바코드를 포함하는 표면 상에 적어도 하나의 가시광 이미지를 투영하는 단계를 포함하고, 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 상기 핸드헬드 카메라가 상기 바코드로부터 초점 거리에 있을 때 상기 사용자에게 시각 표시를 제공하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 바코드에 대한 정보를 상기 헨드헬드 카메라로부터 다른 디바이스로 무선 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 바코드로부터 식별되는 물체에 대한 정보를 상기 다른 디바이스로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 상기 핸드헬드 카메라가 상기 바코드로부터 초점 거리에 있을 때 수렴하는 2개의 광 빔을 포함하는 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 상기 핸드헬드 카메라가 상기 바코드로부터 초점 거리에 있을 때 오버랩되는 2개의 이미지를 포함하는 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 투영된 이미지를 포함하고, 상기 투영된 이미지는 상기 핸드헬드 카메라가 상기 바코드로부터 초점 거리에 있을 때만 상기 사용자에게 초점이 맞춰진 것으로 보이는 방법.
  14. 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때,
    사용자가 핸드헬드 카메라를 바코드로부터 초점 거리에 배치할 수 있게 하기 위하여, 사진을 촬영하기 전에 초점 설정 지원을 제공하는 단계;
    상기 카메라를 이용하여 바코드의 사진을 촬영하는 단계 - 상기 사진은 픽셀들의 직사각 어레이를 나타내는 저장된 이미지로서 보유됨 -; 및
    프로세서를 이용해서 상기 저장된 이미지를 분석하여 상기 바코드를 디코딩하는 단계
    를 수행하게 하는 명령어들을 갖고,
    상기 초점 설정 지원을 제공하는 단계는 상기 바코드를 포함하는 표면 상에 적어도 하나의 가시광 이미지를 투영하는 단계를 포함하고, 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 상기 핸드헬드 카메라가 상기 바코드로부터 초점 거리에 있을 때 상기 사용자에게 시각 표시를 제공하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 명령어들은 상기 바코드에 대한 정보를 다른 디바이스로 무선 전송하는 단계를 더 수행하게 하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 명령어들은 상기 바코드로부터 식별되는 물체에 대한 정보를 상기 다른 디바이스로부터 수신하는 단계를 더 수행하게 하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  17. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 상기 핸드헬드 카메라가 상기 바코드로부터 초점 거리에 있을 때 수렴하는 2개의 광 빔을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  18. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 상기 핸드헬드 카메라가 상기 바코드로부터 초점 거리에 있을 때 오버랩되는 2개의 이미지를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  19. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가시광 이미지는 투영된 이미지를 포함하고, 상기 투영된 이미지는 상기 핸드헬드 카메라가 상기 바코드로부터 초점 거리에 있을 때만 상기 사용자에게 초점이 맞춰진 것으로 보이는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
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