KR101032753B1 - Stereo scope apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 힘 반력 시스템의 스테레오 스코프 장치에 관한 것으로, 특히 두 개의 서로 크기가 다른 미러를 사용하여 사용자의 눈과 LCD 패널 사이의 거리를 줄이고 LCD 제어 보드를 중앙에 세워 배치함으로써 전체적으로 장치의 소형화를 이루면서도 넓은 뷰앵글을 제공할 수 있게 되는 힘 반력 시스템의 스테레오 스코프 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a stereoscopic device of a force reaction system, and in particular, by using two different sized mirrors to reduce the distance between the user's eyes and the LCD panel and to center the LCD control board to reduce the overall size of the device This invention relates to a stereoscopic device of a force reaction system that is capable of providing a wide viewing angle.
힘 반력, 스테레오 스코프, 입체 영상 Force reaction, stereoscope, stereoscopic image
Description
본 발명은 힘 반력 시스템의 스테레오 스코프 장치에 관한 것으로, 특히 두 개의 서로 크기가 다른 미러를 사용하여 사용자의 눈과 LCD 패널 사이의 거리를 줄이고 LCD 제어 보드를 중앙에 세워 배치함으로써 전체적으로 장치의 소형화를 이루면서도 넓은 뷰앵글을 제공할 수 있게 되는 힘 반력 시스템의 스테레오 스코프 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a stereoscopic device of a force reaction system, and in particular, by using two different sized mirrors to reduce the distance between the user's eyes and the LCD panel and to center the LCD control board to reduce the overall size of the device This invention relates to a stereoscopic device of a force reaction system that is capable of providing a wide viewing angle.
3차원 입체영상이란 2차원 평면정보와 달리 깊이 및 공간 형상 정보를 동시에 제공하는 보다 사실적인 영상을 말한다. 즉, 이러한 3차원 입체영상은 이미 학습한 경험이 있는 볼륨(Volume)을 갖는 환경을 인간의 양안(즉, 좌/우측 눈)이 인식하여 뇌에서 정리하는 과정에서 종합되는 공간인식 개념의 영상으로, 현장에서 실물을 보는 듯한 임장감, 사실감 및 가상현실감 등을 제공하게 된다.Unlike 2D plane information, a 3D stereoscopic image is a more realistic image that simultaneously provides depth and spatial shape information. That is, the 3D stereoscopic image is an image of a spatial recognition concept that is synthesized in a process in which the human eyes (that is, the left and right eyes) recognize the environment having a volume that has already been learned and organize in the brain. In other words, it provides a sense of presence, realism and virtual reality as if you are watching the real thing in the field.
3차원 디스플레이는 기존의 2차원 평면 디스플레이에서는 불가능했던 깊이감이 있는 3차원 입체영상을 표시함으로써, 실물을 보는 것과 같은 입체감을 표현할 수 있는 입체 디스플레이 기술이다. 3차원 영상 디스플레이 방법에는 물체의 전후(즉, 깊이) 정보가 있는 입체 영상과 물체의 측면 정보가 있는 3차원 영상이 있다. 먼저, 입체 영상 디스플레이는 양안시차효과의 원리에 의한 기술로서, 양안에 해당하는 각각의 2차원 영상을 어떻게 좌/우안구에 독립적으로 바르게 제시하고 융합할 수 있는가의 기술에 달려있다. 현재의 제시 기술로서는 특수안경을 사용하는 방식과 지향성이 강한 표시면을 이용하는 방식의 두 종류가 있다. 3차원 영상 디스플레이 기술로서는 특수한 렌즈판을 사용하는 다안 방식, 가변초점 미러(Varifocal Mirror) 방식인 깊이 방향 표본화 방식, 광의 진폭과 위상을 기록하고 재생하는 홀로그래픽 방식 등이 있다.The three-dimensional display is a three-dimensional display technology that can express a three-dimensional feeling such as viewing the real by displaying a three-dimensional stereoscopic image with a sense of depth that was impossible in the conventional two-dimensional flat panel display. The three-dimensional image display method includes a three-dimensional image having information before and after (ie, depth) of the object and a three-dimensional image having side information of the object. First, stereoscopic image display is a technique based on the principle of binocular disparity effect, and depends on the technique of how to properly present and fuse each two-dimensional image corresponding to both eyes independently to the left and right eyes. There are two types of presenting techniques, a method of using special glasses and a method of using a strong display surface. The three-dimensional image display technology includes a multi-lens system using a special lens plate, a depth sampling method that is a variable focus mirror method, and a holographic method that records and reproduces the amplitude and phase of light.
한편, 힘 반력 시스템은 3차원 공간 상에서 컴퓨터 공간 상의 위치와 실제 힘 반력 시스템의 작업 공간에서의 위치를 비교해가면서 임의의 평면에 1:1 맵핑이 이루어질 수 있도록 구현되게 된다. On the other hand, the force reaction system is implemented so that 1: 1 mapping can be made in any plane while comparing the position in the computer space with the position of the actual force reaction system in the three-dimensional space.
즉, 가상현실 분야에 적용되는 입체영상 재현기기로서 보다 더 입체적이고 시각적인 가상 현실의 기술향상을 위해서 단순한 입체 영상재현기술을 뛰어넘는 사용자 인터페이스 장치와 입체영상을 일치시키는 기술을 구현하게 된다. That is, as a stereoscopic image reproducing apparatus applied to the field of virtual reality, a technology for matching stereoscopic images with a user interface device that goes beyond simple stereoscopic image reproducing technology is implemented in order to improve the technology of virtual reality more and more stereoscopic.
하지만, 기존의 입체영상장치의 경우 뷰 앵글이 제한적이어서 몰입감이나 임장감을 주기에 부족한 것이 사실이다. However, in the case of the conventional stereoscopic image device, the view angle is limited, so it is not enough to give a sense of immersion or presence.
또한, 장치 내에 LCD 패널과 반사용 미러가 함께 들어가게 되기 때문에 전체적으로 장치가 비대하여 설치와 활용에 많은 제약이 있었다. In addition, since the LCD panel and the reflecting mirror are put together in the device, the device is too large and there are many limitations in installation and utilization.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 아래를 향하는 전면으로 좌우에 2 개의 카메라(11)가 장착되며, 상부가 개방된 함 형태로 형성되어 내부에 2 개의 LCD 패널(12)을 가로 방향이 연속된 상태로 배치되게 장착할 수 있는 하부 커버(10); 상기 하부 커버(10)의 짧은 세로면과 결합하게 되는 사선형으로 경사진 세로 경사면과 하부 커버(10)의 긴 가로면과 결합하게 되는 수직하게 형성된 가로 수직면으로 외면이 구성되며, 양측 세로 경사면의 안쪽에는 양측 LCD 패널(12)들로부터 출력되는 영상을 반사시키기 위한 제 1 미러(21)가 각각 설치되고, 상부 중심에는 지지구(24)가 고정되어 역V 형 유동판(23)이 설치되고 해당 역V 형 유동판(23)의 바깥쪽에는 양측 제 1 미러(21)로부터 반사된 영상을 반사시키기 위한 제 2 미러(22)가 각각 설치되는 하우징(20); 및 상기 하우징(20)과 결합되어 인체의 얼굴 안면부가 밀착될 수 있는 구조를 가지며 좌우 눈이 위치되는 아이피스 글래스(31)를 통해 상기 하우징(20)의 제 2 미러(22)로부터 반사된 영상을 사용자의 좌우 눈에 전달하게 되는 접안면(30); 을 포함하며, 상기 하부 커버(10)의 중심부에는 2 개의 LCD 패널(12)의 배치를 구획하고 해당 2 개의 LCD 패널(12)에서 보여지는 좌우 영상 이미지를 분리해주는 V 자 형태의 V 형 고정판(13)이 세워지며, V 형 고정판(13)의 마주하는 면에는 각각 좌우측의 LCD 패널들을 제어하기 위한 제어보드(14)가 면상으로 장착되는 것을 특징으로 한다. The present invention for solving the above problems, the two
바람직하게는, 상기 하우징(20)의 세로 경사면에 설치된 제 1 미러(21)와 역V 형 유동판(23)에 설치된 제 2 미러(22)는 평행을 이루게 배치되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the
더욱 바람직하게는, 상기 접안면(30)에는 가압조절 나사(32)가 설치되며, 상기 가압조절 나사(32)에 대한 사용자의 회전조절에 따라 상기 역V 형 유동판(23)이 당겨지거나 밀리게 되어 해당 역V 형 유동판(23)에 장착된 제 2 미러(22)의 각도를 조절할 수 있게 되는 것을 특징으로 한다. More preferably, the
본 발명에 따른 힘 반력 시스템의 스테레오 스코프 장치는 각각의 LCD 패널을 제어하기 위한 제어보드가 LCD 패널의 배면에 장착되지 않고 V 형 고정판에 장착됨으로써 해당 LCD 패널의 두께가 얇아질 수 있어서 전체적인 장치의 콤팩트화가 가능하게 된다. 즉, 결과적으로 V 형 고정판은 LCD 패널의 영상이 경사진 제 1 미러에 전달되는데 아무런 지장을 주지 않으면서도, 뾰족한 하부를 통해 양측 LCD 패널을 구획하면서 동시에 양측 LCD 패널의 구동을 위한 제어보드를 수용시킴으로써 전체적인 장치의 콤팩트화를 달성할 수 있게 되는 것이다. In the stereoscopic device of the force reaction system according to the present invention, the control board for controlling each LCD panel is not mounted on the back of the LCD panel, but is mounted on the V-type fixing plate so that the thickness of the corresponding LCD panel can be reduced. It becomes possible to compact. That is, the V-type fixing plate consequently receives the control board for driving both LCD panels while partitioning the two LCD panels through the pointed lower portion without affecting the image of the LCD panel being transmitted to the inclined first mirror. By doing so, the compactness of the overall apparatus can be achieved.
더군다나, 상기 V 형 고정판은 상기 제어보드의 장착을 위한 역할도 하지만 좌우 이미지를 분리해 주는 가로막으로서의 역할을 하게 된다. 즉, 상기 V 형 고정판이 없다면 좌우 LCD 패널의 영상이 양안으로 다 보이게 되지만, 상기 V 형 고정판이 좌우 LCD 패널의 사이에 설치됨으로써 좌우 눈 사이에 이미지 전달을 막아 좌우 이미지를 분리시킬 수 있게 된다. In addition, the V-shaped fixing plate also serves as a mounting for the control board but serves as a barrier separating the left and right images. That is, if there is no V-type fixing plate, the images of the left and right LCD panels are seen by both eyes, but the V-type fixing plate is installed between the left and right LCD panels to prevent image transmission between the left and right eyes, thereby separating the left and right images.
또한, 실제로 대부분의 헤드 마운트 디스플레이는 가벼우면서도 고화질의 재생이 가능하도록 하는 것에 초점이 맞추어져 있기 때문에 뷰앵글이 90°이하에 불과해서 임장감이나 몰입감을 느끼기에는 부족함이 많았지만, 본 발명의 스테레오 스코프 장치는 서로 크기가 다른 평행한 미러를 사선 배치하여 사용함으로써 넓은 뷰앵글을 가능하게 하는 효과도 있다. In addition, since most head-mounted displays are focused on enabling light and high-quality playback, the view angle is only 90 ° or less, which is not enough to feel a sense of presence or immersion. The device also has the effect of enabling a wide viewing angle by diagonally arranging parallel mirrors of different sizes.
또한, 실제로 사용자의 눈과 눈 사이의 거리는 제각기 차이가 있기 때문에 보다 정확한 입체 영상의 전달을 가능하게 하고 입체 영상을 볼 때 위화감을 느끼지 않도록 하기 위해 가압조절 나사를 구비시켜 제 2 미러의 설치각도를 조절할 수 있게 된다. In addition, since the distance between the user's eyes and eyes is different, the installation angle of the second mirror is provided with a pressure adjusting screw so as to enable a more accurate transmission of stereoscopic images and to not feel discomfort when viewing stereoscopic images. It can be adjusted.
이하 본 발명에 따른 실시예를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 힘 반력 시스템의 스테레오 스코프 장치가 적용되는 전체적인 힘 반력 시스템이 도시되어 있다. 1 shows an overall force reaction system to which a stereoscope device of a force reaction system according to an embodiment of the present invention is applied.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 힘 반력 시스템의 스테레오 스코프 장치가 적용되는 힘 반력 시스템은 힘 반력 생성 햅틱 장치와 같이 사용자가 컴퓨터와 상호작용을 할 수 있도록 하는 휴먼인터페이스 장치(200)와, 해당 휴먼인터페이스 장치(200)를 제어하는 작업 컴퓨터(300)와, 사용자에게 상기 작업 컴퓨터(300)에서 전송되는 영상을 사용자에게 제공하거나 자체 카메라에 의해 상기 휴먼인터페이스 장치(200)를 촬영한 영상을 사용자에게 입체감 있게 제공하는 스테레오 스코프 장치(100)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, the force reaction system to which the stereoscopic device of the force reaction system of the present invention is applied includes a
여기에서 상기 휴먼인터페이스 장치(200)는 장력 기반의 힘반력 장치(특허출원 2003-0029201호 참조)를 포함한 인터페이스 장치로써 상기 스테레오 스코프 장치(100)를 장착할 수 있으며, 사용자로 하여금 위치/방향 조작 및 힘반력을 제시할 수 있는 장치를 말한다. Here, the
상기 작업 컴퓨터(300)는 상기 휴먼인터페이스 장치(200)의 정보를 제어하게 된다. 여기에서 상기 작업 컴퓨터(300)는 상기 휴먼인터페이스 장치(200)와 위치, 방향 정보는 1초에 60 번 정도의 데이터를 주고 받을 수 있는 속도가 되어야 하고, 힘 정보는 최소한 1초에 1000 번은 주고 받을 수 있는 성능을 가져야만 한다. 또한 내부 그래픽 카드는 좌우 이미지를 최소한 1초에 60번을 1024×768 해상도를 가지고 업데이트 가능해야 한다. The
본 발명에서는 휴먼인터페이스 장치(200)를 이용하여 컴퓨터와 상호작용을 할 수 있는 작업 공간을 휴먼인터페이스 작업공간이라 한다. In the present invention, a workspace that can interact with a computer using the
그리고 실제로 상기 스테레오 스코프 장치(100)를 보면서 휴먼인터페이스 장치(200)를 움직일 때 보이는 시각공간을 시각정보 작업공간이라 한다. 이 시각정보 작업공간은 컴퓨터가 만들어 낸 가상공간의 작업 공간과 일치한다. In addition, the visual space seen when the
상기 시각정보 작업공간과 휴먼인터페이스 작업공간을 쉐이브 펑션을 통하여 임의의 좌표축에 서로 일치(매핑)시키고 휴먼인터페이스 장치(200)의 엔드이펙터의 실시간 위치를 컴퓨터가 만들어내는 시각 작업공간에 재현하는 것을 코로케이션(Co-Location) 작업공간이라 한다. The visual information workspace and the human interface workspace coincide with each other on a certain coordinate axis through a shave function, and reproduce the real-time position of the end effector of the
휴먼 인터페이스 작업공간 속의 임의의 위치를 HP(x, y, z)라고 정의하고 이 위치는 휴먼인터페이스 장치(200)의 엔드이펙터의 위치를 의미한다. Any location in the human interface workspace is defined as HP (x, y, z) and this location refers to the location of the end effector of the
그리고 시각정보 작업공간(또는 가상 작업공간) 속의 임의의 위치를 VP(x, y, z)라고 정의한다. An arbitrary position in the visual information workspace (or the virtual workspace) is defined as VP (x, y, z).
코로케이션 작업공간 속의 임의의 위치를 CP(x, y, z)라고 정의하고 이 위치는 코로케이션 좌표계 속에서 HP(x, y, z)와 VP(x, y, z)의 관계를 나타낸 것이다. Any position in the colocation workspace is defined as CP (x, y, z), which represents the relationship between HP (x, y, z) and VP (x, y, z) in the colocation coordinate system. .
한편, 이러한 힘 반력 시스템에서 사용자에게 주관적인 느낌 보다는 보다 직관적인 느낌을 가상현실 상에서 구현시키기 위해 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 작업 공간에 제약을 받지 않고 직관적인 사용자의 조작이 가능하도록 하는 스테레오 스코프 장치(100)가 마련된다. On the other hand, in order to implement a more intuitive feeling in the virtual reality than the subjective feeling to the user in such a force reaction system as shown in Figures 2 and 3 stereo to enable intuitive user operation without being constrained by the work
스테레오 스코프 장치(100)는 전면으로 카메라(11)가 장착되며 내부에 LCD 패널(12)을 장착할 수 있는 하부 커버(10)와, 상기 하부 커버(10)와 결합되며 내부에 사선형으로 설치되는 제 1 미러(21) 및 제 2 미러(22)를 통하여 상기 LCD 패널(12)의 영상을 반사시키는 하우징(20)과, 그리고 상기 하우징(20)과 결합되어 인체의 얼굴 안면부가 밀착될 수 있는 구조를 가지며 좌우 눈이 위치되는 아이피스 글래스(31)를 통해 상기 하우징(20)에서 반사된 영상을 사용자의 좌우 눈에 전달하게 되는 접안면(30)을 포함하여 구성된다. The
상기 하부 커버(10)는 상부가 개방되고 가로 방향으로 긴 직사각형의 함 형상을 가지며, 개방된 내부 공간에는 상기 LCD 패널(12)이 상부를 향하여 영상을 표시할 수 있도록 설치되게 되고, 하부면에는 돌출된 상태로 2 개의 카메라(11)가 결합되게 된다. 상기 하부 커버(10)의 내부 공간은 2 개의 LCD 패널(12)이 가로 방향이 연속된 상태로 배치되도록 구성되며 중심부가 구획된다. The
또한, 상기 LCD 패널(12)은 상기 카메라(11)로부터 촬영된 영상을 표시하는 디스플레이로서 기능하게 되며, 좌우 이미지를 따로 생성할 수 있어야 하기 때문에 2 개의 LCD 패널을 가로 방향이 연속된 상태로 배치하게 된다. In addition, the
여기에서 상기 2 개의 카메라(11)는 해당 하부 커버(10)의 하부에 대한 좌우영상을 각각 촬영하고 촬영된 영상을 상기 LCD 패널(12) 측으로 출력하게 된다. 따라서 왼쪽 카메라의 화면이 왼쪽 LCD 패널로 전달되고 오른쪽 카메라의 화면이 오른쪽 LCD 패널로 각각 전달되어 진다. 즉 각각 다른 좌우 영상 이미지가 좌우 LCD 패널에 전달되어지게 된다. Here, the two
이때, 이러한 하부 커버(10)의 중심부에는 2 개의 LCD 패널(12)을 구획할 수 있는 V 자 형태의 V 형 고정판(13)이 세워지게 된다. 그리고 이러한 V 형 고정판(13)의 마주하는 면에는 각각 좌우측의 LCD 패널들을 제어하기 위한 제어보드(14)가 면상으로 장착되게 된다. In this case, a V-shaped V-
이와 같이 각각의 LCD 패널(12)을 제어하기 위한 제어보드가 LCD 패널(12)의 배면에 장착되지 않고 V 형 고정판(13)에 장착됨으로써 해당 LCD 패널(12)의 두께가 얇아질 수 있어서 전체적인 장치의 콤팩트화가 가능하게 되며, 또한 위에서 보 았을 때 양측 LCD 패널(12)을 구획하는 V 형 고정판(13)이 LCD 패널(12)의 상부를 일부 가린다 하더라도, 실제로는 LCD 패널(12)에서 출력되는 영상이 전달되는 다음 경로인 후술하는 제 1 미러(21)가 V 형 고정판(13)과 반대의 경사를 가지게 설치되므로 영상이 잘려서 제 1 미러(21)에 전달되지는 않게 된다. 즉, 결과적으로 V 형 고정판(13)은 LCD 패널(12)의 영상이 경사진 제 1 미러(21)에 전달되는데 아무런 지장을 주지 않으면서도, 뾰족한 하부를 통해 양측 LCD 패널(12)을 구획하면서 동시에 양측 LCD 패널(12)의 구동을 위한 제어보드(14)를 수용시킴으로써 전체적인 장치의 콤팩트화를 달성할 수 있게 되는 것이다. As such, the control board for controlling each
더군다나, 상기 V 형 고정판(13)은 상기 제어보드(14)의 장착을 위한 역할도 하지만 좌우 이미지를 분리해 주는 가로막으로서의 역할을 하게 된다. 즉, 상기 V 형 고정판(13)이 없다면 좌우 LCD 패널(12)의 영상이 양안으로 다 보이게 되지만, 상기 V 형 고정판(13)이 좌우 LCD 패널(12)의 사이에 설치됨으로써 좌우 눈 사이에 이미지 전달을 막아 좌우 이미지를 분리시킬 수 있게 된다. Furthermore, the V-shaped
한편, 상기 하우징(20)은 상기 하부 커버(10)의 짧은 세로면과 결합하게 되는 사선형으로 경사진 세로 경사면과, 하부 커버(10)의 긴 가로면과 결합하게 되는 수직하게 형성된 가로 수직면으로 구성된다. On the other hand, the
이러한 하우징(20)의 세로 경사면은 상기 하부 커버(10)에 설치된 LCD 패널(12)과 45°의 각도를 가지게 형성되는 것이 바람직하다. The vertical inclined surface of the
상기 하우징(20)의 양측 세로 경사면의 안쪽에는 상기 양측 LCD 패널(12)들로부터 출력되는 영상을 반사시키기 위한 제 1 미러(21)가 각각 설치되게 된다. First mirrors 21 for reflecting images output from the
이러한 제 1 미러(21)는 설치면이 안쪽으로 경사진 세로 경사면이기 때문에 해당 세로 경사면과 동일한 경사를 가지게 된다. 따라서 전술한 바와 같이 해당 제 1 미러(21)는 LCD 패널(12)에서 출력되는 영상을 V 형 고정판(13)의 방해를 받지 않고 온전히 반사하여 전달할 수 있게 된다. Since the installation surface is a vertical inclined surface inclined inward, the
한편, 해당 하우징(20)의 상부 중심에는 지지구(24)가 고정되게 되며, 해당 지지구(24)에는 역V 형 유동판(23)이 설치되게 된다. 이러한 역V형 유동판(23)은 상술한 V형 고정판(13)과는 여러모로 다른 특성을 가지게 된다. 우선 상기 역V 형 유동판(23)은 설치 형태가 상부 중심에 매달리는 역V 형이기 때문에 상기 V형 고정판(13)과 함께 봤을 때 전체적으로 마름모꼴을 가질 수 있게 되지만 그 하부 끝단이 상기 V형 고정판(13)의 상부와는 어느 정도 이격되게 된다. Meanwhile, the
이러한 역V형 유동판(23)의 양측 판은 상기 접안면(30)에 형성된 아이피스 글래스(31)와 45°의 각도를 가지게 형성되는 것이 바람직하다. Both sides of the reverse V-
이러한 역V 형 유동판(23)의 바깥쪽에는 상기 제 1 미러(21)로부터 반사된 영상을 전달받아 상기 아이피스 글래스(31)로 반사시키기 위한 제 2 미러(22)가 각각 설치되게 된다. A
즉, 도면에 도시된 바와 같이 상기 제 1 미러(21)와 상기 제 2 미러(22)는 평행하게 배열되기 때문에, 상기 LCD 패널(12)에서 출력된 영상은 해당 LCD 패널(12)과 45°의 각도를 가지는 제 1 미러(21)에 의해 반사되고, 해당 제 1 미러(21)에서 반사된 영상은 다시 평행한 제 2 미러(22)를 통하여 반사되며, 해당 제 2 미러(22)에서 반사된 영상은 아이피스 글래스(31)에 온전히 전달되게 된다. That is, as shown in the drawing, since the
이때, 상기 제 1 미러(21)와 제 2 미러(22)는 서로 다른 크기를 가지게 된다. 즉, 상기 제 1 미러(21)는 LCD 화면을 전부 비출 수 있어야만 하기 때문에 비교적 큰 크기를 가지게 되고, 이에 반해 상기 제 2 미러(22)는 눈에서 가깝기 때문에 상기 제 1 미러(21)에 비하여 작은 크기를 가지게 된다. In this case, the
이와 같이 서로 다른 크기의 미러를 사용하게 되는 이유는 실제 사람의 스펙트럼 뷰를 통해 이해될 수 있다. 사람이 어느 한쪽을 응시하고 제한된 각도에서 특정 공간을 바라본다면 눈과의 거리에 따라 보여지는 공간의 단면적은 다르게 나타나게 된다. 마찬가지로 상기 스테레오 스코프 장치(100)에서 내부의 LCD 패널(12) 화면을 사용자가 좌우 분리해서 볼 수 있으려면 사용자의 눈과 LCD 패널(12)과의 거리가 정확하게 고정되어야만 한다. 본 발명에서는 그 고정거리를 줄이기 위해 미러를 2개(21, 22) 사용하게 된다. 즉, 미러를 사용하여 사용자의 눈과 LCD 패널(12) 사이의 거리를 줄이면서도 실제로 사용자가 해당 LCD 패널(12)의 화면을 다 볼 수 있도록 설계하게 된다. The reason for using mirrors of different sizes can be understood through the spectrum view of a real person. If a person gazes at one side and looks at a specific space from a limited angle, the cross-sectional area of the space is different depending on the distance from the eye. Similarly, in order for the user to see the
이를 도 4를 통하여 설명하면, 도 4의 (a)는 미러를 사용하지 않는 경우로서, 사용자의 눈과 LCD 패널(12)에서 출력되는 영상과의 거리(D)와 사용자의 눈과 LCD 패널(12) 사이의 거리(L1+L2+L3)가 같게 된다. 반면 도 4의 (b)는 2개의 서로 크기가 다른 평행한 미러를 사선 배치하여 사용하는 경우로서, 사용자의 눈과 LCD 패널(12)에서 출력되는 영상과의 거리(D)는 상기 도 4의 (a)에 비하여 짧아졌음에도 불구하고 사용자의 눈과 LCD 패널(12) 사이의 거리(L1+L2+L3)는 상기 도 4의 (a)와 같기 때문에 여전히 D의 거리에서 사용자는 해당 LCD 패널(12)의 화면을 다 볼 수 있게 되는 것이다. Referring to FIG. 4, FIG. 4A illustrates a case in which a mirror is not used, a distance D between a user's eyes and an image output from the
즉, 넓은 뷰앵글을 만들기 위해서는 사람의 시야각을 덮을 수 있는 화면이 필요하고 좌우 이미지를 따로 생성할 수 있어야 하기 때문에 본 발명에서는 2 개의 LCD 패널(12)이 하부 커버(10)에 장착되게 된다. 해당 LCD 패널(12)의 크기는 사용자의 눈과 LCD 패널(12) 사이의 거리에 따라 달라질 수 있게 된다. 실제로 대부분의 헤드 마운트 디스플레이(HMD : Head Mount Display)는 가벼우면서도 고화질의 재생이 가능하도록 하는 것에 초점이 맞추어져 있기 때문에 뷰앵글이 90°이하에 불과해서 임장감이나 몰입감을 느끼기에는 부족함이 많았다. 하지만, 상술한 바와 같이 서로 크기가 다른 평행한 미러를 사선 배치하여 사용함으로써 뷰앵글이 150°를 넘을 수 있게 된다. That is, in order to make a wide view angle, a screen that can cover the viewing angle of a person is required and the left and right images must be separately generated, so in the present invention, the two
한편, 상기 접안면(30)은 사용자가 자신의 안면을 밀착시켜 아이피스 글래스(31)를 통해 좌우의 제 2 미러(22)들을 통해 좌우 이미지를 인식하게 되는 것으로, 전체적으로 사용자의 안면이 밀착될 수 있도록 얼굴 윤곽과 대응되는 외관을 가지며 부드러운 재질로 이루어져 접안 상태로 오랜시간 작업이 가능하도록 구성된다. On the other hand, the
이때, 실제로 사용자의 눈과 눈 사이의 거리는 제각기 차이가 있기 때문에 보다 정확한 입체 영상의 전달을 가능하게 하고 입체 영상을 볼 때 위화감을 느끼지 않도록 하기 위해 상기 제 2 미러(22)의 설치각도는 조절되어야만 한다. At this time, since the distance between the user's eyes and the eyes are different, the installation angle of the
이를 위해 해당 접안면(30)에는 가압조절 나사(32)가 설치된다. 상기 가압조절 나사(32)는 상부 나사머리 부분이 상기 접안면(30) 상으로 드러나서 사용자가 돌릴 수 있게 되고, 또한 하부 나사못 부분이 상기 접안면(30)을 관통하여 상기 역V 형 유동판(23)과 연결된 가압편(25a)과 결합되어 사용자가 나사머리 부분을 돌리는 회전방향에 따라 상기 가압편(25a)을 밀거나 당겨서 결과적으로 상기 역V형 유동판(23)의 각도를 조절하게 된다. To this end, the
즉, 상기 가압편(25a)은 연결바(25b)를 통하여 상기 역V 형 유동판(23)과 결합되며 해당 가압편(25a)은 상기 접안면과 수평을 이루게 된다. 그리고 상기 가압조절 나사(32)의 관통된 나사못 부분은 상기 가압편(25a)과 결합을 이루게 되며, 해당 접안면(30)과 가압편(25a)의 사이에 있는 가압조절 나사(32)의 나사못 부분에는 스프링(32a)이 끼워지게 되고, 해당 스프링(32a)의 양 끝단에는 플랜지(25c)가 끼워지게 된다. That is, the
따라서, 사용자가 상기 가압조절 나사(32)를 돌리게 되면 상기 가압편(25a)이 올라오면서 해당 역V 형 유동판(23)이 당겨지게 되고, 또한 사용자가 상기 가압조절 나사(32)를 반대방향으로 돌리게 되면 상기 스프링(32a)에 의해 상기 가압편(25a)이 밀려내려가면서 해당 역V 형 유동판(23)이 밀리게 되어, 결과적으로 해당 역V 형 유동판(23)에 장착된 제 2 미러(22)의 설치각도를 조절할 수 있게 되는 것이다. Therefore, when the user rotates the
이때, 상기 역V 형 유동판(23)의 상부가 결합되는 상기 지지구(24)에는 결합부위에 베어링(24a)이 구비되어 적은 힘으로도 조절이 가능하게 된다. At this time, the
따라서 사용자는 카메라(11)에서 촬영된 영상 이미지를 출력하는 좌우측의 LCD 패널(12)의 이미지는 그대로 상기 하우징(20) 내의 제 1 미러(21) 및 제 2 미 러(22)에 의해 사용자의 얼굴이 접안된 아이피스 글래스(31)로 전달되어 사용자에게 입체 이미지를 보여주게 된다. Therefore, the user can display the image of the
이때, 상술한 실시예에서는 상기 제어보드(14)에 의하여 LCD 패널(12)에 출력되는 영상이 상기 카메라(11)에서 촬영된 영상인 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 별도의 컴퓨터 장치(예컨데, 작업 컴퓨터(300))에서 가공된 영상을 상기 제어보드(14)에 전달하여 LCD 패널(12)로 출력시키는 것도 가능하다. In this case, in the above-described embodiment, the image output to the
이제 상술한 스테레오 스코프 장치(100)가 적용되는 힘 반력 시스템의 동작을 간단히 설명하면, 먼저 코로케이션을 만들기 위해서는 상술한 스테레오 스코프 장치(100)를 도 1에 도시된 바와 같이 휴먼 인터페이스 장치(200)에 고정시켜야 한다. Now, the operation of the force reaction system to which the above-described
여기에서 시각정보 작업공간 속의 임의의 위치를 VP(x, y, z)라 하고, 그때의 휴먼인터페이스 장치(200)의 작업공간 속의 대응점 HP(x, y, z)라 할 때, 이 상황에서 코로케이션을 발생시키는 과정은 임의의 HP(x, y, z)를 CP(x, y, z)로 변환하는 작업이다. 이를 위해서 별도의 쉐이브 펑션(Shape function) 좌표계를 설정하고 쉐이브 펑션을 사용하여 변환하는 작업을 거치게 된다. 이때, 시각정보 작업공간은 컴퓨터가 만들어내는 공간 또는 카메라가 촬영한 공간을 의미하고 고정되어있으므로 해당 좌표계는 움직이지 않고 고정되어 있다.Herein, an arbitrary position in the visual information workspace is called VP (x, y, z), and the corresponding point HP (x, y, z) in the workspace of the
도 1은 본 발명이 적용되는 힘 반력 시스템을 설명하기 위한 도면. 1 is a view for explaining a force reaction system to which the present invention is applied.
도 2는 본 발명에 따른 스테레오 스코프 장치의 사시도.2 is a perspective view of a stereoscope device according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 스테레오 스코프 장치의 측면도.3 is a side view of a stereoscope device according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 스테레오 스코프 장치의 미러 작용을 설명하기 위한 도면. 4 is a view for explaining the mirror operation of the stereoscope device according to the present invention.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020080068932 | 2008-07-16 |
Publications (2)
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KR20100008772A KR20100008772A (en) | 2010-01-26 |
KR101032753B1 true KR101032753B1 (en) | 2011-05-06 |
Family
ID=41817320
Family Applications (1)
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Citations (1)
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KR19980084799A (en) * | 1997-05-26 | 1998-12-05 | 구자홍 | HMD with selective mute |
-
2009
- 2009-07-16 KR KR1020090064908A patent/KR101032753B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980084799A (en) * | 1997-05-26 | 1998-12-05 | 구자홍 | HMD with selective mute |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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