KR101258584B1 - 부피표현방식 3차원 영상표시장치 - Google Patents

부피표현방식 3차원 영상표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101258584B1
KR101258584B1 KR1020060055783A KR20060055783A KR101258584B1 KR 101258584 B1 KR101258584 B1 KR 101258584B1 KR 1020060055783 A KR1020060055783 A KR 1020060055783A KR 20060055783 A KR20060055783 A KR 20060055783A KR 101258584 B1 KR101258584 B1 KR 101258584B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light guide
wedge
incident
image
images
Prior art date
Application number
KR1020060055783A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070121124A (ko
Inventor
홍형기
이병주
정성민
박주언
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020060055783A priority Critical patent/KR101258584B1/ko
Priority to US11/636,627 priority patent/US7736004B2/en
Publication of KR20070121124A publication Critical patent/KR20070121124A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101258584B1 publication Critical patent/KR101258584B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/50—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels
    • G02B30/52—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels the 3D volume being constructed from a stack or sequence of 2D planes, e.g. depth sampling systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

본 발명은 휘도 및 입체감이 개선된 부피표현방식 3차원 영상표시장치에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은, 다수의 영상을 각각 투사하는 다수의 투사부와; 상기 다수의 표시부에 각각 대응되며, 상기 다수의 영상을 동일한 방향으로 각각 방출하는 다수의 웨지형 도광판과; 상기 다수의 웨지형 도광판에 각각 대응되며, 상기 웨지형 도광판에서 방출되는 영상을 확산시키는 다수의 방향성 확산스크린을 포함하는 3차원 영상표시장치를 제공한다.

Description

부피표현방식 3차원 영상표시장치{Volumetric type 3-Dimension Image Display Device}
도1은 일반적인 부피표현방식의 3차원 영상표시장치의 사시도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 부피표현방식 3차원 영상표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 평면도.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 부피표현방식 3차원 영상표시장치의 웨지형 도광판을 도시한 단면도.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 부피표현방식 3차원 영상표시장치의 방향성 확산스크린을 도시한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 3차원 영상표시장치 120, 130, 140 : 제1, 2, 3표시부
120a, 130a, 140a : 제1, 2, 3투사부
120b, 130b, 140b : 제1, 2, 3웨지형 도광판
120c, 130c, 140c : 제1, 2, 3방향성 확산스크린
I1, I2, I3 : 제1, 2, 3 부분영상
본 발명은 3차원 영상표시장치(3-dimension image display device)에 관한 것으로, 더 구체적으로는 부피표현방식(volumetric type)의 3차원 영상표시장치에 관한 것이다.
평면영상으로부터 3차원의 깊이감과 입체감을 느낄 수 있도록 하는 3차원 입체영상 구현기술은 디스플레이(display) 등의 직접적인 관련분야를 비롯해서 가전이나 통신산업은 물론 우주항공, 예술산업, 자동차 사업분야 등에 광범위하게 영향을 미치고 있으며, 그 기술적 파급효과는 현재 각광받고 있는 HDTV(High Definition Television) 이상이 될 것으로 기대되고 있다.
인간이 깊이감과 입체감을 느끼는 요인으로 가장 중요하게는 두 눈 사이 간격에 의한 양안시차를 들 수 있지만, 이외에도 심리적, 기억적 요인에도 깊은 관계가 있고, 이에 따라 3차원 입체영상 구현기술 역시 관찰자에게 어느 정도의 3차원 화상정보를 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 부피표현방식(volumetric type), 3차원표현방식(holographic type), 입체감표현방식(stereoscopic type)으로 구분된다.
부피표현방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이방향에 대한 원근감이 느껴지도록 하는 방법으로서, 투시도법, 중첩, 음영과 명암, 움직임 등을 계산에 의해 표시하는 3차원 컴퓨터그래픽 또는 관찰자에게 시야각이 넓은 대화면을 제공 하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 것 같은 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있다.
가장 완전한 입체영상 구현기술이라 알려져 있는 3차원표현방식은 레이저광 재생 홀로그래피 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다.
그리고 입체감표현방식은 양안(兩眼)의 생리적 요인을 이용하는 입체감을 느끼는 방식으로, 구체적으로 약 65㎜정도 떨어져 존재하는 인간의 좌우안(左右眼)에 시차정보가 포함된 평면의 연관화상이 보여질 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 스테레오그라피(stereography)를 이용한 것이다. 이러한 입체감표현방식은 다안상 표시방식이라 불리며, 실질적인 입체감 생성위치에 따라 관찰자 측의 특수안경을 이용하는 안경방식 또는 표시면 측의 패럴랙스 베리어(parallax barrier)나 렌티큘러(lenticular) 또는 인테그럴(integral) 등의 렌즈어레이(lens array)를 이용하는 무안경 방식으로 구분될 수 있다.
이 중에서 부피표현방식은 대화면을 제공할 수 있다는 점에서 널리 연구되고 있는데, 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
도1은 일반적인 부피표현방식의 3차원 영상표시장치의 사시도이다.
도1에 도시한 바와 같이, 부피표현방식 3차원 영상표시장치(10)는 제1, 2, 3, 4표시부(20, 30, 40, 50)를 포함하는데, 각각의 표시부(20, 30, 40, 50)는 하나의 영상을 각각 깊이별로 분할한 제1, 2, 3, 4부분영상(I1, I2, I3, I4)을 표시한 다.
이러한 부분영상(I1, I2, I3, I4)은 사용자(60)에 의하여 다시 하나의 영상으로 합성되고, 사용자(60)는 각각의 부분영상(I1, I2, I3, I4)에 담겨있는 영상정보에 실제 각 표시부(20, 30, 40, 50)의 위치, 즉 사용자(60)로부터 각 표시부(20, 30, 40, 50)까지의 거리에 대한 정보를 부가하여 입체적인 하나의 영상으로 인식하게 된다.
그러나 이러한 부피표현방식 3차원 영상표시장치는 몇 가지 단점이 있는데, 우선 각 표시부가 표시하는 부분영상이 사용자에게 전달되기 위해서는 각 표시부가 사용자로부터 먼 쪽의 부분영상을 투과시켜야 한다는 것을 들 수 있다. 예를 들어, 제2표시부(30)는 제1표시부(20)가 표시한 제1부분영상(I1)을 투과시켜야 하고, 제3표시부(40)는 제1 및 제2표시부(20, 30)가 각각 표시한 제1 및 제2영상(I1, I2)을 투과시켜야 하고, 제4표시부(50)는 제1, 2, 3표시부(20, 30, 40)가 각각 표시한 제1, 2, 3영상(I1, I2, I3)을 투과시켜야 한다. 따라서 각각의 표시부(20, 30, 40, 50)는 자신의 부분영상을 표시하면서도 사용자로부터 더 먼 쪽에서 표시되는 부분영상을 투과시켜야 하는데, 그에 따라 각 표시부(20, 30, 40, 50)로 이용될 수 있는 수단에 제한이 발생한다.
구체적으로는 유기전기발광소자(organic electroluminescent display device), 전계발광소자(field emission display device), 플라즈마표시소자(plasma display device) 같은 발광형 표시소자(emissive display device)는 부피표현방식 3차원 영상표시장치에는 사용할 수 없다.
물론, 액정표시장치(liquid crystal display device)와 같은 수광형 표시소자(non-emissive display device)는 부피표현방식 3차원 영상표시장치에 사용할 수 있으나, 백라이트와 같은 광원의 설치가 어려운 면이 있으며, 수광형 표시소자 자체의 투과율이 낮을 경우 여러 개의 수광형 표시소자를 통과하여 부분영상이 표시되면서 그 전체 투과율이 급격히 저하되어 전체 영상의 휘도가 감소되는 단점이 있다.
따라서 부피표현방식 3차원 영상표시장치의 각 표시부로는 주로 투사형 표시소자(projection display device)가 사용되는데, 일반적으로 투사형 표시소자는 복잡하고 큰 광학부와 이를 통하여 생성된 영상이 투사되는 스크린을 필요로 한다. 따라서 이러한 투사형 표시소자를 부피표현방식 3차원 영상표시장치의 표시부에 적용할 경우, 필수요소로 하는 광학부의 설치를 위하여 실질적으로 표시부가 되는 스크린 간의 거리를 충분히 확보해야 하는 단점이 있다. 즉, 스크린 간의 거리가 너무 멀어져서 각 스크린에 표시된 부분영상을 합성할 때 제대로 된 하나의 입체영상으로 인식하기 어려워지는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 웨지형 도광판과 방향성 확산스크린을 이용하여 각 표시부의 투과율을 개선하고 표시부간의 거리를 최소화함으로써, 휘도 및 입체감이 개선된 부피표현방식 3차원 영상표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다수의 영상을 각각 투사하는 다수의 투사부와; 상기 다수의 투사부에 각각 대응되며, 상기 다수의 영상을 동일한 방향으로 각각 방출하는 다수의 웨지형 도광판과; 상기 다수의 웨지형 도광판에 각각 대응되며, 상기 웨지형 도광판에서 방출되는 영상을 확산시키는 다수의 방향성 확산스크린을 포함하는 3차원 영상표시장치를 제공한다.
상기 다수의 웨지형 도광판 각각은, 상기 다수의 영상이 입사되는 제1면과 서로 경사지게 마주보는 제2 및 제3면을 포함하고, 상기 다수의 영상 각각은 상기 제2 및 제3면에서 반복적으로 반사되어 상기 제3면으로 방출된다.
또한 상기 다수의 영상 각각은, 상기 제2 및 3면에서 반복적으로 반사되는 동안 상기 제3면에 대한 입사각이 점점 작아지며, 상기 제3면에 대한 입사각이 상기 제3면에서의 전반사를 일으키는 임계각보다 작은 경우에 상기 제3면으로 방출된다.
그리고 상기 다수의 방향성 확산스크린 각각은, 상기 다수의 영상을 입사각에 따라 확산 또는 투과시키며, 상기 다수의 영상 중 대응되는 상기 웨지형 도광판으로부터 방출되는 영상은 확산시키고, 대응되지 않는 상기 웨지형 도광판으로부터 방출되는 영상은 투과시킨다.
상기 다수의 방향성 확산스크린은 서로 이격되어 나란히 배치되며, 상기 다수의 투사부 각각은, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 전계발광표시장치(FED: Field Emission Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 전기발광표시장치(EL: Electroluminescent Display) 중 하나를 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 부피표현방식 3차원 영상표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 부피표현방식 3차원 영상표시장치(110)는 제1, 2, 3표시부(120, 130, 140)로 구성된다.
제1, 2, 3표시부(120, 130, 140)는 사용자(160)로부터 먼 곳으로부터 가까운 곳으로 순차적으로 배치되며, 서로 이격되어 있다. 제1표시부(120)는 사용자(160)로부터 가장 멀리 배치되며 제1투사부(120a), 제1웨지형 도광판(120b), 제1방향성 확산스크린(120c)으로 구성되어 제1부분영상(I1)을 사용자(160)에게 전달한다.
마찬가지로, 제2표시부(130)는 제1, 3표시부(120, 140) 사이에 배치되며 제2투사부(130a), 제2웨지형 도광판(130b), 제2방향성 확산스크린(130c)으로 구성되어 제2부분영상(I2)을 사용자(160)에게 전달하고, 제3표시부(140)는 사용자로부터 가장 가까이 배치되며 제3투사부(140a), 제3웨지형 도광판(140b), 제3방향성 확산스크린(140c)으로 구성되어 제3부분영상(I3)을 사용자(160)에게 전달한다.
그리고 각각의 투사부(120a, 130a, 140a)는 표시패널(미도시)을 포함한다.
이 때 각각의 표시부(120, 130, 140)에서 부분영상(I1, I2, I3)을 표시하는 원리는 동일하다.
예를 들어, 제1투사부(120a)는 제1웨지형 도광판(120b) 하부에 배치되어 제1 부분영상(I1)을 제1웨지형 도광판(120b) 쪽으로 투사한다. 제1투사부(120a)로부터 입력된 제1부분영상(I1)은 제1웨지형 도광판(120b)의 앞뒷면에서 반복적으로 반사되는데, 제1부분영상(I1)은 계속해서 입사각이 바뀌면서 제1웨지형 도광판(120b)의 앞뒷면에서 반복되다가 특정 입사각 이하가 되면 반사되지 않고 제1웨지형 도광판(120b) 밖으로 방출된다. 제1웨지형 도광판(120b) 외부로 방출된 제1부분영상(I1)은 제1방향성 확산스크린(120c)에서 확산되어 사용자(160)에게 전달된다. 이 때, 제1방향성 확산스크린(120c)은 입사광의 입사각에 따라 입사광을 확산 또는 투과시키는 특성을 가지고 있는데, 예를 들어, 특정 범위 내의 입사각을 갖는 입사광은 확산(또는 산란)시키고 그 외의 입사각을 갖는 입사광은 그대로 투과시킨다.
제2표시부에서의 부분영상의 표시원리도 이와 유사한데, 제2투사부(130a)는 제2웨지형 도광판(130b) 하부에 배치되어 제2부분영상(I2)을 제2웨지형 도광판(130b) 쪽으로 투사고, 제2부분영상(I2)은 제2웨지형 도광판(130b)의 앞뒷면에서 반복적으로 반사되다가 특정 입사각 이하가 되면 제2웨지형 도광판(130b) 밖으로 방출된다. 이 때, 제2방향성 확산스크린(130c) 역시 특정 입사각을 갖는 입사광만 확산(또는 산란)시키고 그 외의 입사각을 갖는 입사광은 그대로 투과시키는 특성이 있어서, 제2웨지형 도광판(130b)으로부터 특정 범위 내의 입사각으로 입사된 제2부분영상(I2)은 제2방향성 확산스크린(130c)에서 확산되어 사용자(160)에게 전달되고, 제1방향성 확산스크린(120c)에서 확산되어 제2방향성 확산스크린(130c)에 특정 범위 외의 입사각으로 입사되는 제1부분영상(I1)은 그대로 투과하여 사용자(160)에게 전달된다.
마찬가지로, 제3투사부(140a)는 제3웨지형 도광판(140b) 하부에 배치되어 제3부분영상(I3)을 제3웨지형 도광판(140b) 쪽으로 투사고, 제3부분영상(I3)은 제3웨지형 도광판(140b)의 앞뒷면에서 반복적으로 반사되다가 특정 입사각 이하가 되면 제3웨지형 도광판(140b) 밖으로 방출된다. 이 때, 제3방향성 확산스크린(140c) 역시 특정 입사각을 갖는 입사광만 확산(또는 산란)시키고 그 외의 입사각을 갖는 입사광은 그대로 투과시키는 특성이 있어서, 제3웨지형 도광판(140b)으로부터 특정 범위 내의 입사각으로 입사된 제3부분영상(I3)은 제3방향성 확산스크린(140c)에서 확산되어 사용자(160)에게 전달되고, 제1방향성 확산스크린(120c)에서 확산되어 제2방향성 확산스크린(130c)을 투과하여 제3방향성 확산스크린(140c)에 특정 범위 외의 입사각으로 입사되는 제1부분영상(I1)과 제2방향성 확산스크린(130c)에서 확산되어 제3방향성 확산스크린(140c)에 특정 범위 외의 입사각으로 입사되는 제2부분영상(I2)은 그대로 투과하여 사용자(160)에게 전달된다.
결국 사용자(160)는 제1, 2, 3부분영상(I1, I2, I3)을 전달받게 되고 이를 합성하여 하나의 입체영상으로 느끼게 된다. 여기서, 각 표시부(120, 130, 140)의 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b)과 방향성 확산스크린(120c, 130c, 140c)은 투과율을 저하시키는 별도의 층이나 패턴을 포함하지 않으므로 비교적 높은 투과율을 나타낸다. 또한 각 표시부(120, 130, 140)는 별도의 광학부를 두지 않고 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b)만으로 부분영상을 투사할 수 있으므로, 대형 광학부를 위한 설치공간은 필요치 않으며 표시부(120, 130, 140)간의 이격 거리를 최소화하여 사용자(160)가 느끼는 입체감을 최적화 할 수 있다.
도2에서는 3개의 표시부로 구성되는 부피표현방식 3차원 영상표시장치를 예로 들어 설명하였으나, 다른 실시예에서는 부피표현방식 3차원 영상표시장치를 더 많거나 더 적은 수의 표시부로 구성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 부피표현방식 3차원 영상표시장치의 웨지형 도광판과 방향성 확산스크린의 영상표시원리를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 부피표현방식 3차원 영상표시장치의 웨지형 도광판을 도시한 단면도이다.
도3에 도시한 바와 같이, 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b)은 빛이 입사되는 제1면(210)과 서로 마주보는 제2, 3면(220, 230)을 포함한다. 이 때 제2 및 제3면(220, 230)은 서로 평행하지 않고 약간 기울어져 있다.
도시하지는 않았지만 제1면(210) 하부에는 영사기 같은 투사부가 배치되어 부분영상을 제1면(210)으로 공급한다. 부분영상을 이루는 빛 중에서 제1광선(L1)과 제2광선(L2)을 예로 들어 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b) 내부에서의 빛의 경로를 설명하면, 투사부(미도시)로부터 방출된 제1 및 2광선(L1, L2)은 서로 다른 입사각을 가지고 제1면(210)으로 입사된다.
입사된 제1 및 제2광선(L1, L2)은 각각 제3면(230)으로의 입사각이 특정각도 이하가 될 때까지 제2 및 제3면(220, 230)에서 반복적으로 반사된다. 예를 들어, 제1광선(L1)은 제1면(210)으로 입사한 후 제3면(230)에 제1입사각(θ1)으로 입사하는데, 제1입사각(θ1)이 전반사를 일으키는 임계각(θC)보다 크므로 제1광선(L1)은 제1면(230)에서 반사되어 제2면(220)으로 진행하여 제2면(220)에서 다시 반사된다. 이 때 제2 및 제3면(220, 230)은 서로 평행하지 않고 일정한 각도로 기울어져 있으므로 제2면에서 반사된 제1광선(L1)이 제3면으로 다시 입사할 때는 제1입사각(θ1)보다 작은 제2입사각(θ2)을 갖는다. 즉, 제1광선(L1)은 제2 및 제3면(220, 230)에서 반복적으로 반사되는 동안 제3면(230)으로의 입사각이 점점 작아진다.
이에 따라 제2입사각(θ2)은 전반사를 일으키는 임계각(θC)보다 작으므로 제2입사각(θ2)으로 입사된 제1광선(L1)은 제3면(230)에서 반사되지 않고 투과되어 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b) 외부로 방출된다.
전반사를 일으키는 임계각(θC)은 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b)을 구성하는 물질의 굴절율에 의하여 정해지므로, 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b)의 재질을 통해 전반사를 일으키는 임계각(θC)을 제어할 수 있다.
한편, 제2광선(L2) 역시 제1면(210)으로 입사된 후 제2 및 제3면(220, 230)에서 반복적으로 반사되다가 최종적으로 전반사를 일으키는 임계각(θC)보다 작은 제3입사각(θ3)을 갖고 제3면(230)으로 입사할 때 제3면(230)에서 반사되지 않고 투과되어 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b) 외부로 방출된다.
따라서 제1 및 제2광선(L1, L2)은 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b)의 제3면(230)의 각각 다른 부분으로부터 외부로 방출된다. 즉, 제1광선(L1)은 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b)의 제1면(210)으로부터 제1거리(d1)가 되는 부분으로부터 방출되고, 제2광선(L2)은 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b)의 제1면(210)으로부터 제2거리(d2)가 되는 부분으로부터 방출된다.
이에 따라 웨지형 도광판(120b, 130b, 140b)을 이용하여 부피표현방식 3차원 영상표시장치를 구성할 경우, 비교적 좁은 폭을 갖는 제1면(210)으로 입사되는 영상을 비교적 넓은 폭을 갖는 제3면(230)으로 투사할 수 있으므로, 별도의 광학부를 위한 넓은 설치면적을 확보할 필요 없이 입체영상을 표시할 수 있다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 부피표현방식 3차원 영상표시장치의 방향성 확산스크린을 도시한 단면도이다.
도4에 도시한 바와 같이, 방향성 확산스크린(120c, 130c, 140c)으로 서로 다른 입사각을 갖는 제1, 2, 3광선(L1, L2, L3)이 입사되는 경우, 방향성 확산스크린(120c, 130c, 140c)은 일정한 조건을 만족하는 광선은 확산시키고 그 외의 광선은 그대로 투과시킨다. 즉, 방향성 확산스크린(120c, 130c, 140c)은 제1입사각(θ1)과 제2입사각(θ2) 사이의 입사각을 갖는 광선은 확산시키고 그 외의 입사각을 갖는 광선은 그대로 투과시키는 특성을 갖고 있을 경우, 하나의 부분영상을 제1입사각(θ1)을 갖는 제1광선(L1)과 제2입사각(θ2)을 갖는 제2광선(L2) 사이의 광선들로 구성할 수 있다. 이 때, 제1광선(L1)과 제2광선(L2) 사이의 광선들은 제1입사각(θ1)과 제2입사각(θ2) 사이의 입사각을 가지므로, 하나의 부분영상을 구성하는 광선들은 모두 방향성 확산스크린(120c, 130c, 140c)에서 확산된다. 반면에, 제1입사각(θ1)과 제2입사각(θ2) 사이의 각이 아닌 입사각, 즉 제1입사각(θ1)보다 작거나 제2입사각(θ2)보다 큰 입사각을 갖는 광선은 방향성 확산스크린(120c, 130c, 140c)에서 확산되지 않고 방향성 확산스크린(120c, 130c, 140c)을 그대로 통과하게 된다. 예를 들어, 제1입사각(θ1)보다 작은 제3입사각(θ3)을 갖는 제3광선(L3)은 방향성 확산스크린(120c, 130c, 140c)을 그대로 통과하여 사용자(260)에게 전달된다.
결국, 방향성 확산스크린(120c, 130c, 140c)은 특정 범위의 입사각(θ1~θ2)을 갖는 광선(L1, L2)에 대해서는 스크린 역할을 하지만 그 외의 입사각(θ3)을 갖는 광선(L3)에 대해서는 유리와 같은 투명한 판으로 작용하여 그대로 통과시킨다.
따라서 방향성 확산스크린(120c, 130c, 140c)을 이용하여 부피표현방식 3차원 영상표시장치를 구성할 경우, 방향성 확산스크린(120c, 130c, 140c)이 특정 부분영상에 대해서는 스크린으로 작용하고 그 외의 부분영상에 대해서는 투명한 판으로 작용하므로, 표시부의 투과율에 의한 휘도 저하 없이 입체영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 부피표현방식 3차원 영상표시장치의 투사부에 사용되는 표시패널은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 전계발광표시장치(FED: Field Emission Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 전기발광표시장치(EL: Electroluminescent Display) 중 하나일 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 부피표현방식 3차원 영상표시장치는 투사부, 웨지 형 도광판과 방향성 확산스크린을 이용하여 표시부 간의 거리를 최소화하고 표시부에서의 투과율을 극대화함으로써, 휘도 및 입체감이 개선된 3차원 영상을 표시할 수 있다.

Claims (9)

  1. 다수의 영상을 각각 투사하는 다수의 투사부와;
    상기 다수의 투사부에 각각 대응되며, 상기 다수의 투사부의 상기 다수의 영상이 입사되는 제1면과 상기 제1면의 마주보는 양변으로부터 연장되어 서로 경사지게 마주보는 제2 및 제3면을 포함하고, 상기 다수의 영상을 제1방향으로 각각 방출하는 다수의 웨지형 도광판과;
    상기 다수의 웨지형 도광판의 제3면 상부에 각각 배치되며, 각각이 확산범위 내의 입사각을 갖는 상기 다수의 영상은 확산시키고 상기 확산범위 외의 입사각을 갖는 상기 다수의 영상은 투과시키는 다수의 방향성 확산스크린
    을 포함하고,
    상기 다수의 투사부는, 제1 내지 제3영상을 각각 투사하는 제1 내지 제3투사부를 포함하고,
    상기 다수의 웨지형 도광판은 제1 내지 제3웨지형 도광판을 포함하고,
    상기 다수의 방향성 스크린은 제1 내지 제3방향성 확산스크린을 포함하고,
    상기 제1영상은, 상기 제1웨지형 도광판으로부터 상기 확산범위 내의 입사각으로 상기 제1방향성 확산스크린에 입사되어 확산된 후, 상기 확산범위 외의 입사각으로 상기 제2 및 제3방향성 확산스크린에 입사되어 투과되고,
    상기 제2영상은, 상기 제2웨지형 도광판으로부터 상기 확산범위 내의 입사각으로 상기 제2방향성 확산스크린에 입사되어 확산된 후, 상기 확산범위 외의 입사각으로 상기 제3방향성 확산스크린에 입사되어 투과되고,
    상기 제3영상은, 상기 제3웨지형 도광판으로부터 상기 확산범위 내의 입사각으로 상기 제3방향성 확산스크린에 입사되어 확산되는 3차원 영상표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 영상 각각은, 상기 제2 및 제3면에서 반복적으로 반사되다가, 상기 제3면에 대한 입사각이 상기 제3면에서의 전반사를 일으키는 임계각보다 작은 경우에 상기 제3면으로 방출되는 3차원 영상표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다수의 영상 각각은, 상기 제2 및 3면에서 반복적으로 반사되는 동안 상기 제3면에 대한 입사각이 점점 작아지는 3차원 영상표시장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 방향성 확산스크린 각각은, 상기 다수의 영상 중 대응되는 상기 웨지형 도광판으로부터 방출되는 영상은 확산시키고, 대응되지 않는 상기 웨지형 도광판으로부터 방출되는 영상은 투과시키는 3차원 영상표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 방향성 확산스크린은 서로 이격되어 나란히 배치되는 3차원 영상표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 투사부 각각은, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 전계발광표시장치(FED: Field Emission Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 전기발광표시장치(EL: Electroluminescent Display) 중 하나를 포함하는 3차원 영상표시장치.
KR1020060055783A 2006-06-21 2006-06-21 부피표현방식 3차원 영상표시장치 KR101258584B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060055783A KR101258584B1 (ko) 2006-06-21 2006-06-21 부피표현방식 3차원 영상표시장치
US11/636,627 US7736004B2 (en) 2006-06-21 2006-12-11 Three-dimensional display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060055783A KR101258584B1 (ko) 2006-06-21 2006-06-21 부피표현방식 3차원 영상표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070121124A KR20070121124A (ko) 2007-12-27
KR101258584B1 true KR101258584B1 (ko) 2013-05-02

Family

ID=38873071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060055783A KR101258584B1 (ko) 2006-06-21 2006-06-21 부피표현방식 3차원 영상표시장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7736004B2 (ko)
KR (1) KR101258584B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102654697A (zh) * 2012-04-25 2012-09-05 北京京东方光电科技有限公司 一种全息液晶显示器、立体显示方法及立体显示系统

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7976169B2 (en) * 2003-05-14 2011-07-12 Sun Innovations, Inc. Waveguide display
US8100539B2 (en) * 2007-04-10 2012-01-24 Tunable Optix Corporation 3D imaging system employing electronically tunable liquid crystal lens
JP4849091B2 (ja) * 2008-04-23 2011-12-28 セイコーエプソン株式会社 映像表示装置、映像表示方法
US8646917B2 (en) * 2011-01-20 2014-02-11 Disney Enterprises, Inc. Three dimensional display with multiplane image display elements
US8672486B2 (en) * 2011-07-11 2014-03-18 Microsoft Corporation Wide field-of-view projector
CN104737061B (zh) * 2012-06-11 2018-01-16 奇跃公司 使用波导反射器阵列投射器的多深度平面三维显示器
KR20150054967A (ko) 2012-09-11 2015-05-20 매직 립, 인코포레이티드 인체공학적 헤드 마운티드 디스플레이 디바이스 및 광학 시스템
WO2015081313A2 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 Magic Leap, Inc. Virtual and augmented reality systems and methods
JP2017207607A (ja) * 2016-05-18 2017-11-24 アルパイン株式会社 多層画像表示装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020130820A1 (en) * 1998-04-20 2002-09-19 Alan Sullivan Multi-planar volumetric display system and method of operation
US20040070737A1 (en) * 2000-11-25 2004-04-15 Travis Adrian Robert Leigh Achromatic flat-panel camera
JP2005208567A (ja) * 2003-12-25 2005-08-04 Nec Corp 画像表示装置、携帯端末装置、表示パネル及びレンズ

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4983031A (en) * 1988-07-13 1991-01-08 Solomon Dennis J Three-dimensional volumetric display system
US5764317A (en) * 1995-06-26 1998-06-09 Physical Optics Corporation 3-D volume visualization display
US5813742A (en) * 1996-04-22 1998-09-29 Hughes Electronics Layered display system and method for volumetric presentation
US6055100A (en) * 1998-02-11 2000-04-25 Atl Corporation Doublet based large aperture free space imaging system
US6466185B2 (en) * 1998-04-20 2002-10-15 Alan Sullivan Multi-planar volumetric display system and method of operation using psychological vision cues
US6525847B2 (en) * 1999-06-16 2003-02-25 Digilens, Inc. Three dimensional projection systems based on switchable holographic optics
US7224526B2 (en) * 1999-12-08 2007-05-29 Neurok Llc Three-dimensional free space image projection employing Fresnel lenses
GB2360603A (en) * 2000-03-20 2001-09-26 Cambridge 3D Display Ltd Planar optical waveguide and float glass process
EP1316225B1 (en) * 2000-09-07 2006-11-15 Actuality Systems, Inc. Volumetric display system
GB0024112D0 (en) * 2000-10-03 2000-11-15 Cambridge 3D Display Ltd Flat panel display
AU2002232910A1 (en) * 2000-10-20 2002-04-29 Robert Batchko Combinatorial optical processor
US6961045B2 (en) * 2001-06-16 2005-11-01 Che-Chih Tsao Pattern projection techniques for volumetric 3D displays and 2D displays
JP3918487B2 (ja) * 2001-07-26 2007-05-23 セイコーエプソン株式会社 立体表示装置及び投射型立体表示装置
JP3879510B2 (ja) * 2001-10-11 2007-02-14 セイコーエプソン株式会社 立体表示装置
IL148804A (en) * 2002-03-21 2007-02-11 Yaacov Amitai Optical device
US6969174B1 (en) * 2003-03-03 2005-11-29 Sorin Radulescu Apparatus and method for volumetric image reconstruction of volumetric images
US7976169B2 (en) * 2003-05-14 2011-07-12 Sun Innovations, Inc. Waveguide display
US7525541B2 (en) * 2004-04-05 2009-04-28 Actuality Systems, Inc. Data processing for three-dimensional displays
US7490941B2 (en) * 2004-08-30 2009-02-17 California Institute Of Technology Three-dimensional hologram display system
KR100656575B1 (ko) * 2004-12-31 2006-12-11 광운대학교 산학협력단 3차원 입체 동영상 디스플레이 장치
WO2007127319A2 (en) * 2006-04-25 2007-11-08 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Volumetric liquid crystal display for rendering a three- dimensional image
US7548677B2 (en) * 2006-10-12 2009-06-16 Microsoft Corporation Interactive display using planar radiation guide
KR101165650B1 (ko) * 2007-01-30 2012-07-17 에프. 포스잣 후, 엘.엘.씨. 이미지 전달 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020130820A1 (en) * 1998-04-20 2002-09-19 Alan Sullivan Multi-planar volumetric display system and method of operation
US20040070737A1 (en) * 2000-11-25 2004-04-15 Travis Adrian Robert Leigh Achromatic flat-panel camera
JP2005208567A (ja) * 2003-12-25 2005-08-04 Nec Corp 画像表示装置、携帯端末装置、表示パネル及びレンズ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102654697A (zh) * 2012-04-25 2012-09-05 北京京东方光电科技有限公司 一种全息液晶显示器、立体显示方法及立体显示系统

Also Published As

Publication number Publication date
US7736004B2 (en) 2010-06-15
KR20070121124A (ko) 2007-12-27
US20070296644A1 (en) 2007-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101258584B1 (ko) 부피표현방식 3차원 영상표시장치
JP4930631B2 (ja) 立体表示装置
JP5045826B2 (ja) 光源デバイスおよび立体表示装置
JP5545068B2 (ja) 光源デバイスおよび立体表示装置
US7333158B2 (en) Three-dimensional display system and method thereof
JP5674023B2 (ja) 光源デバイスおよび表示装置
JP2013076725A (ja) 光源デバイスおよび表示装置、ならびに電子機器
JP2010237416A (ja) 立体表示装置
JP2014029356A (ja) 光源デバイスおよび表示装置、ならびに電子機器
JP2013104917A (ja) 光源デバイスおよび表示装置、ならびに電子機器
KR20100135005A (ko) 영상 표시 장치 및 방법
CN104380157A (zh) 定向照明波导布置方式
JP2013083904A (ja) 光源デバイスおよび表示装置、ならびに電子機器
JP5069360B2 (ja) ３次元表示装置
KR20070120840A (ko) 확대된 영상을 표시하는 영상표시장치 및 이를 이용한 영상표시방법
JP4703477B2 (ja) ３次元表示装置
JP2013105005A (ja) 光源デバイスおよび表示装置、ならびに電子機器
US20050041162A1 (en) Display apparatus switchable between a two-dimensional display and a three-dimensoinal display
KR101329164B1 (ko) 집적영상방식의 3차원 영상표시장치
JP2013104915A (ja) 光源デバイスおよび表示装置、ならびに電子機器
KR102130133B1 (ko) 백 라이트 장치 및 이를 포함하는 3차원 영상 표시 장치
JP4284158B2 (ja) 立体的二次元画像表示システム及び画像表示方法
JP5031909B2 (ja) ３次元表示装置
KR101367121B1 (ko) 부피표현방식 3차원 영상표시장치
KR101958288B1 (ko) 3차원 영상 표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160329

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170320

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190318

Year of fee payment: 7