KR101118745B1 - 영상 디스플레이 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

영상 디스플레이 시스템은 입체 영상 정보를 포함하는 기초 영상을 투사하는 제1 프로젝터, 2차원 영상을 투사하는 제2 프로젝터, 기초 영상을 표시하는 후면투사형 스크린, 그리고 표시되는 기초 영상을 3차원 영상으로 변환하여, 3차원 영상과 상기 2차원 영상을 동시에 표시하는 핀홀 스크린을 포함한다.
이러한, 영상 디스플레이 시스템은 제1 프로젝터와 후면투사형 스크린 및 핀홀 스크린을 이용하여 3차원 영상을 보여주고, 제2 프로젝터와 핀홀 스크린을 이용하여 2차원 영상을 각각 표시할 수 있으며, 동시에 2차원 영상 및 3차원 영상을 표시할 수 있다.
영상, 3차원, 2차원

Description

영상 디스플레이 시스템 및 그 방법{Method and system for imaging display}
본 발명은 영상 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 무안경식 프로젝션형 3차원 영상을 디스플레이하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
무안경식 3차원 디스플레이 방법은 예를 들어, 렌즈 어레이와 같은 수단을 이용하여 3차원 영상 정보를 표시하는 집적 영상법(integral imaging) 등을 포함한다.
집적 영상법을 이용하는 영상 디스플레이 시스템은 복수개의 기초 렌즈(elemental lens)들로 구성된 렌즈 어레이(lens array)를 이용하여 대상물의 3차원 정보를 기초 영상(elemental image)의 형태로 저장하고, 그 기초영상을 다시 렌즈 어레이를 통해 3차원 영상으로 표시한다.
이러한 영상 디스플레이 시스템은 광학적 장치의 크기가 매우 크게되어, 2차원 디스플레이로서의 전환이 용이하지 않는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 2차원 디스플레이와 3차원 디스플레이를 자유롭게 전환하거나, 2차원 영상 및 3차원 영상을 동시에 재생하는 영상 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 영상 디스플레이 시스템은
입체 영상 정보를 포함하는 기초 영상을 투사하는 제1 프로젝터, 2차원 영상을 투사하는 제2 프로젝터, 상기 기초 영상을 표시하는 후면투사형 스크린, 그리고
상기 후면투사형 스크린에 표시되는 기초 영상을 3차원 영상으로 변환하고, 상기 3차원 영상 또는 상기 2차원 영상을 표시하는 핀홀 스크린을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른, 제1 프로젝터, 후면투사형 스크린, 핀홀 스크린 및 제2 프로젝터를 포함하는 시스템이 영상을 디스플레이하는 방법은
상기 제1 프로젝터가 입체 영상 정보를 포함하는 기초 영상을 상기 후면투사형 스크린에 투사하는 단계, 상기 제2 프로젝터가 2차원 영상을 상기 핀홀 스크린에 투사하는 단계, 상기 핀홀 스크린이 상기 후면투사형 스크린에 표시되는 기초 영상을 3차원 영상으로 변환하는 단계, 그리고 상기 핀홀 스크린이 상기 3차원 영상 또는 상기 2차원 영상을 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 영상 디스플레이 시스템은 하나의 프로젝터와 후면투사형 스크린 및 핀홀 스크린을 이용하여 3차원 영상을 보여줄 수 있으며, 다른 하나의 프로젝터와 핀홀 스크린을 이용하여 2차원 영상을 보여줄 수 있다. 또한, 영상 디스플레이 장치는 2차원 영상 및 3차원 영상을 동시에 표시할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 핀홀 어레이를 이용하는 3차원 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 핀홀 어레이를 이용하는 3차원 디스플레이 시스템은 컨트롤러(10), 2차원 디스플레이 장치(20) 및 핀홀 어레이(30)를 포함한다.
2차원 디스플레이 장치(20)는 컨트롤러(10)로부터 전달받은 기초영상 데이터를 디스플레이한다.
다음, 핀홀 어레이(30)는 2차원 디스플레이 장치(20)에서 디스플레이한 기초영상 데이터를 3차원 영상으로 집적한다. 이때, 핀홀 어레이(30)를 액정(Liquid Crystal)으로 구현하는 경우에는 핀홀 어레이 상태와 투명한 상태로 전환할 수 있게 되므로, 2차원 디스플레이와 3차원 디스플레이 시스템으로 전환할 수 있다.
핀홀 어레이 상태의 디스플레이 시스템은 2차원 디스플레이 장치(20) 상의 기초영상 데이터가 핀홀 어레이(30)를 통해 집적되어 3차원 디스플레이 시스템으로서의 역할을 한다. 반면에, 투명한 상태의 디스플레이 시스템은 2차원 디스플레이 장치(20) 상의 기초영상 데이터가 그대로 투과되어 2차원 디스플레이 시스템으로서의 역할을 한다.
이러한 핀홀 어레이를 이용하는 3차원 디스플레이 시스템은 2차원 디스플레이와 3차원 디스플레이 전환이 가능할 수 있으나, 투명한 상태로 전환이 가능한 핀홀 어레이를 대형으로 만들기 어려운 문저점이 있다, 즉, 핀홀 어레이를 이용하는 3차원 디스플레이 시스템은 프로젝션형 3차원 디스플레이 시스템에 적용하기에 어려움이 있다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 무안경식 프로젝션형 3차원 영상 디스플레이 시스템을 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무안경식 프로젝션형 3차원 영상 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참고하면, 무안경식 프로젝션형 3차원 영상 디스플레이 시스템(이하, "영상 디스플레이 시스템"라고 함)은 제1 프로젝터(100), 후면투사형 스크린(200), 핀홀 스크린(300) 및 제2 프로젝터(400)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템은 제1 프로젝터(100), 후면투사형 스크린(200), 핀홀 스크린(300) 및 제2 프로젝터(400) 순으로 또는 제2 프로젝터(400), 핀홀 스크린(300), 후면투사형 스크린(200) 및 제1 프로젝터(100) 순으로 구성할 수 있다.
제1 프로젝터(100)는 3차원 정보를 포함하는 기초 영상을 투사한다. 여기서, 3차원 정보는 입체 영상을 생성할 수 있는 정보이다.
제2 프로젝터(400)는 2차원 영상을 투사한다.
후면투사형 스크린(200)은 제1 프로젝터(100)에서 투사한 기초 영상을 표시한다. 이때, 기초 영상은 전면 투사형 스크린에 핀홀 어레이를 형성한 핀홀 스크린(300)을 통과한다.
핀홀 스크린(300)은 핀홀 어레이를 형성하고 있으며, 후면투사형 스크린(200)을 통해 표시되는 기초 영상을 집적하여 3차원 영상으로 변환한다. 또한, 핀홀 스크린(300)은 일반적인 프로젝션 스크린의 역할을 수행하여, 제2 프로젝터(400)에서 투사한 2차원 영상을 표시한다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 3차원 영상, 2차원 영상을 각각 표시하는 방법과 3차원 및 2차원 영상을 동시에 관찰자에게 표시하는 방법을 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 3차원 영상을 표 시하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3을 참고하면, 제1 프로젝터(100)는 3차원 정보를 포함하는 기초 영상을 후면투사형 스크린(200)에 투사한다(S301).
후면투사형 스크린(200)은 기초 영상을 표시한다(S302).
핀홀 스크린(300)은 후면투사형 스크린(200)에 표시되는 기초 영상을 집적하여 3차원 영상으로 생성하여, 관찰자에게 3차원 영상을 표시한다(S303). 이때, 제2 프로젝터(400)는 영상을 투사하지 않는다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 도면이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상 만을 표시하는 경우, 제1 프로젝터(100)는 영상을 투사하지 않는다.
도 4를 참고하면, 제2 프로젝터(400)는 2차원 영상을 핀홀 스크린(300)에 투사한다(S401).
핀홀 스크린(300)은 자신의 앞쪽에 2차원 영상을 표시한다(S402). 이때, 핀홀 스크린(300)은 일반적인 프로젝션 스크린으로써의 역할을 수행하여 2차원 영상을 표시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시하는 방법을 나타내는 도면이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시하는 경우, 제1 프로젝터(100) 및 제2 프로젝터(400)는 모두 동작한다.
도 5를 참고하면, 제1 프로젝터(100)는 3차원 정보를 포함하는 기초 영상을 후면투사형 스크린(200)에 투사하고(S501), 제2 프로젝터(400)는 2차원 영상을 핀홀 스크린(300)에 투사한다(S502).
핀홀 스크린(300)은 후면투사형 스크린(200)에 표시되는 기초 영상을 집적하여 3차원 영상으로 생성하여 디스플레이한다(S503). 또한, 핀홀 스크린(300)은 3차원 영상을 표시하는 동시에, 제2 프로젝터(400)에 의해 투사되는 2차원 영상을 자신의 앞쪽에 표시한다(S504). 즉, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템은 핀홀 스크린(300)에 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시할 수 있다.
이러한 영상 디스플레이 시스템에서는 도 4와 같이 2차원 영상을 표시하는 경우, 핀홀 스크린(300)의 핀홀 어레이에 의해 영상 정보가 손실 될 수 있다. 이하, 손실되는 영상 정보를 보상하는 방법을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템에서 손실되는 영상 정보를 보상하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 6을 참고하면, 핀홀 스크린(300)은 제2 프로젝터(400)로부터 투사된 2차원 영상을 표시한다. 이때, 핀홀 스크린(300)에 형성되어 있는 핀홀 어레이에 의해 2차원 영상이 부분적으로 손실될 수 있다.
이러한 손실되는 2차원 영상을 보상하기 위하여, 제1 프로젝터(100)는 손실된 2차원 영상을 핀홀 스크린(300) 뒤에 위치하는 후면투사형 스크린(200)의 해당 기초 영상 영역(A)에 투사한다.
예를 들어, 손실된 2차원 영상이 RGB 공간(RGB space)상에서 (128, 250, 55)인 경우, 제1 프로젝터(100)는 기초 영상 영역(A)에 (128, 250, 55)의 값을 후면투사형 스크린(200)에 투사한다. 다음, 후면투사형 스크린(200)은 투사되는 (128, 250, 55)의 값을 가지는 2차원 영상을 표시한다.
즉, 영상 디스플레이 시스템은 핀홀 어레이에 의해 손실된 2차원 영상을 보상할 수 있다. 이때, 영상 디스플레이 시스템은 2차원 영상을 보상하여 관찰자에게 제공 시, 시야각에 제한이 발생할 수 있다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템에서 손실되는 영상 정보를 보상하는 경우, 발생하는 시야각 제한을 해결하는 방법을 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템에서 시야각 제한을 해결하는 방법을 나타내는 도면이다.
먼저, 핀홀 스크린(300)은 제2 프로젝터(400)으로부터 투사된 2차원 영상을 표시한다. 이때, 제1 프로젝터(100)는 제2 프로젝터(400)에서 투사한 2차원 영상 중 손실된 2차원 영상을 핀홀 스크린(300) 뒤에 위치하는 후면투사형 스크린(200)의 해당 기초 영상 영역(A)에 투사한다. 그러면, 후면투사형 스크린(200)은 손실된 2차원 영상을 표시한다.
도 7을 참고하면, 영상 디스플레이 시스템은 핀홀 스크린(300)과 후면투사형 스크린(200)사이에 위치하는 기초 영상 영역(A)의 경계에 거울 격벽(250)을 더 포함한다. 이때, 기초 영상 영역(A)에는 한가지 색상 정보가 표시된다.
거울 격벽(250)은 기초 영상 영역(A)에 표시되는 특정 색상 정보를 반사한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템은 기초 영상 영역(A)의 경계에 위치하는 거울 격벽(250)에 의해 해당 색상 정보가 반사되어 시야각 제한없이 손실되는 2차원 영상을 보상할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 핀홀 어레이를 이용하는 3차원 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무안경식 프로젝션형 3차원 영상 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템에서 손실되는 영상 정보를 보상하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템에서 시야각 제한을 해결하는 방법을 나타내는 도면이다.

Claims (9)

  1. 입체 영상 정보를 포함하는 기초 영상을 투사하는 제1 프로젝터,
    2차원 영상을 투사하는 제2 프로젝터,
    상기 기초 영상을 표시하는 후면투사형 스크린, 그리고
    상기 후면투사형 스크린에 표시되는 기초 영상을 3차원 영상으로 변환하고, 상기 3차원 영상 또는 상기 2차원 영상을 표시하는 핀홀 스크린
    을 포함하며,
    상기 핀홀 어레이에 의해 상기 2차원 영상이 손실되는 경우 상기 제1 프로젝터는 손실된 2차원 영상을 상기 핀홀 스크린 뒤에 위치하는 후면투사형 스크린의 기초 영상 영역에 투사하는 영상 디스플레이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핀홀 스크린은 핀홀 어레이를 포함하며,
    상기 핀홀 어레이를 이용하여 상기 기초 영상을 집적하여 상기 3차원 영상으로 변환하는 영상 디스플레이 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서
    상기 후면투사형 스크린은
    상기 2차원 영상과 함께 상기 기초 영역에 투사되는 손실된 2차원 영상을 표시하는 영상 디스플레이 시스템.
  5. 제 1항에 있어서
    상기 기초 영상 영역의 경계에 거울 격벽을 더 포함하며,
    상기 거울 격벽은 상기 기초 영상 영역에 투사되는 손실된 2차원 영상의 색상 정보를 반사하는 영상 디스플레이 시스템.
  6. 제1 프로젝터, 후면투사형 스크린, 핀홀 스크린 및 제2 프로젝터를 포함하는 시스템이 영상을 디스플레이하는 방법에 있어서,
    상기 제1 프로젝터가 입체 영상 정보를 포함하는 기초 영상을 상기 후면투사형 스크린에 투사하는 단계
    상기 제2 프로젝터가 2차원 영상을 상기 핀홀 스크린에 투사하는 단계,
    상기 핀홀 스크린이 상기 후면투사형 스크린에 표시되는 기초 영상을 3차원 영상으로 변환하는 단계, 그리고
    상기 핀홀 스크린이 상기 3차원 영상 또는 상기 2차원 영상을 표시하는 단계
    를 포함하며,
    상기 2차원 영상을 투사하는 단계에서 상기 2차원 영상이 손실되는 경우,
    상기 제1 프로젝터가 손실된 2차원 영상을 상기 핀홀 스크린과 상기 후면 투사형 스크린 사이에 위치하는 기초 영상 영역에 투사하는 단계
    를 포함하는 영상 디스플레이 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 3차원 영상으로 변환하는 단계는
    상기 기초 영상을 집적하여 상기 3차원 영상으로 변환하는 영상 디스플레이 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기초 영상 영역에 투사하는 단계 이후에,
    상기 핀홀 스크린이 상기 2차원 영상과 함께 상기 기초 영역에 투사되는 손실된 2차원 영상을 표시하는 단계
    를 더 포함하는 영상 디스플레이 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기초 영상 영역의 경계에 위치하는 거울 격벽을 이용하여 상기 기초 영상 영역에 투사되는 손실된 2차원 영상의 해당 색상 정보를 반사하는 단계
    를 더 포함하는 영상 디스플레이 방법.
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