KR101332024B1 - Reflection-selective integral imaging device, image display apparatus and method using the device - Google Patents

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Abstract

영상 디스플레이 장치는 2차원 영상을 투사하는 제1 프로젝터, 입체 영상 정보를 포함하는 기초 영상을 투사하는 제2 프로젝터, 2차원 영상을 표시하는 후면투사형 스크린, 그리고 투사되는 기초 영상을 3차원 영상으로 변환하고, 변환한 3차원 영상을 표시하는 동시에 2차원 영상을 투과시키는 반사 선택적 집적 영상 소자를 포함한다.The image display apparatus includes a first projector for projecting a 2D image, a second projector for projecting a basic image including stereoscopic image information, a rear projection screen for displaying a 2D image, and converting the projected basic image to a 3D image. And a reflective selective integrated image device for displaying the converted three-dimensional image and simultaneously transmitting the two-dimensional image.

Description

반사 선택적 집적 영상 소자, 이를 이용한 영상 디스플레이 장치 및 그 방법{Reflection-selective integral imaging device, image display apparatus and method using the device}Reflective selective integrated imaging device, image display apparatus using the same and method thereof {Reflection-selective integral imaging device, image display apparatus and method using the device}

본 발명은 프로젝션 타입의 영상 디스플레이 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 반사 선택적 집적 영상 소자와 이를 이용하여 3차원 영상 또는/및 2차원 영상을 표시하는 가변 프로젝션 타입의 영상 디스플레이 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a projection type image display apparatus and a method thereof, and more particularly, to a reflective projection type image display apparatus and a variable projection type image display apparatus for displaying a 3D image and / or a 2D image using the same. will be.

프로젝션 타입의 3차원 디스플레이 방법은 예를 들어, 오목 거울 어레이와 같은 수단을 이용하여 3차원 영상 정보를 표시하는 집적 영상법(integral imaging) 등을 포함한다. Projection type three-dimensional display methods include, for example, integrated imaging for displaying three-dimensional image information by means such as a concave mirror array.

집적 영상법을 이용하는 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 기초 영상을 오목 거울 어레이(concave mirror array)를 통해 3차원 영상으로 다시 표시한다.A display system using an integrated imaging method stores a three-dimensional information of an object in the form of an elemental image by using a lens array composed of a plurality of elemental lenses, and stores the elementary image. The 3D image is displayed again through a concave mirror array.

이러한 디스플레이 시스템은 광학적 장치의 크기가 매우 크기 때문에 2차원 영상을 디스플레이하는 2차원 디스플레이로서의 전환이 용이하지 않는 문제점이 있다. Such a display system has a problem that switching to a two-dimensional display for displaying a two-dimensional image is not easy because the size of the optical device is very large.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 2차원 디스플레이와 3차원 디스플레이를 자유롭게 전환하거나, 2차원 영상 및 3차원 영상을 동시에 재생하는 영상 디스플레이 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an image display apparatus and a method for freely switching a two-dimensional display and a three-dimensional display, or simultaneously reproducing a two-dimensional image and a three-dimensional image.

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반사 선택적 집적 영상 소자를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a reflective selective integrated image device.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 반사 선택적 집적 영상 소자는, 오목 또는 볼록 반거울들이 2차원 형태로 배열되어 있는 반거울 어레이를 포함하며, 상기 반거울 어레이가 빛을 투과시키는 투명 재질로 이루어진 판에 삽입되어 있는 형태로 이루어진다. In accordance with an aspect of the present invention for achieving the above object, a reflective selective integrated imaging device comprises a half mirror array in which concave or convex half mirrors are arranged in a two-dimensional form, wherein the half mirror array transmits light. It is made of a shape inserted into a plate made of a transparent material.

여기서 상기 반거울 어레이에 포함되는 오목 또는 볼록 반거울은 각각 서로 다른 구경 및 초점 거리를 가질 수 있다. Herein, the concave or convex half mirrors included in the half mirror array may have different aperture and focal lengths.

본 발명의 다른 특징에 따른 영상 디스플레이 장치는 입체 영상 정보를 포함하는 기초 영상을 투사하는 제1 프로젝터; 2차원 영상을 투사하는 제2 프로젝터; 상기 2차원 영상을 표시하는 후면 투사형 스크린; 및 상기 기초 영상을 3차원 영상으로 표시하고, 상기 후면 투사형 스크린 상에 표시되는 2차원 영상을 투과시키는 반사 선택적 집적 영상 소자를 포함한다. According to another aspect of the present invention, an image display apparatus includes: a first projector configured to project a basic image including stereoscopic image information; A second projector for projecting a two-dimensional image; A rear projection screen displaying the two-dimensional image; And a reflective selective integrated image device for displaying the base image as a 3D image and transmitting a 2D image displayed on the rear projection screen.

본 발명의 다른 특징에 따른 방법은, 제1 프로젝터와 제2 프로젝터를 포함하는 장치의 영상 디스플레이 방법이며, 상기 장치가 제1 프로젝터만 구동시면서 2차원 영상을 반거울 어레이를 포함하는 반사 선택적 집적 영상 소자로 투사하여 2차원 영상을 표시하는 단계; 상기 장치가 제2 프로젝터만 구동시켜 3차원 정보를 포함하는 기초 영상을 반거울 어레이를 포함하는 반사 선택적 집적 영상 소자로 투사시켜 3차원 영상을 표시하는 단계; 상기 장치가 상기 제1 및 제2 프로텍터를 모두 구동시켜 반거울 어레이를 포함하는 반사 선택적 집적 영상 소자로 각각 2차원 영상과 기초 영상을 투사하여 2차원 영상 및 3차원 영상을 동시에 표시하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of displaying an image of a device including a first projector and a second projector, wherein the device includes a reflective mirror image array including a half-mirror array while driving only the first projector. Projecting onto a device to display a two-dimensional image; Displaying, by the apparatus, only a second projector to project a basic image including three-dimensional information to a reflective selective integrated image element including a half-mirror array to display a three-dimensional image; The device driving both the first and second protectors and simultaneously displaying a two-dimensional image and a three-dimensional image by projecting the two-dimensional image and the basic image to a reflective selective integrated image element including a half-mirror array; do.

본 발명의 실시예에 따르면, 영상 디스플레이 장치는 하나의 프로젝터와 후면투사형 스크린 및 반사 선택적 집적 영상 소자를 이용하여 2차원 영상을 보여줄 수 있으며, 다른 하나의 프로젝터와 반사 선택적 집적 영상 소자를 이용하여 3차원 영상을 보여줄 수 있다. 또한, 영상 디스플레이 장치는 2차원 영상 및 3차원 영상을 동시에 표시할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the image display apparatus may display a two-dimensional image by using one projector, a rear projection screen, and a reflective selective integrated image device, and using a third projector and a reflective selective integrated image device, Can show 3D images. In addition, the image display apparatus may simultaneously display a 2D image and a 3D image.

도 1은 오목 거울 어레이를 이용하는 영상 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사 선택적 집적 영상 소자의 구조를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반사 선택적 집적 영상 소자의 기능을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사 선택적 집적 영상 소자를 제작하는 방법을 나타내는 도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치가 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치가 2차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치가 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시하는 방법을 나타내는 도이다.1 is a diagram schematically illustrating an image display apparatus using a concave mirror array.
2 is a diagram illustrating a structure of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a structure of a reflective selective integrated image device according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating the function of the reflective selective integrated image device according to the embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a method of manufacturing a reflective selective integrated image device according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a method of displaying a 3D image by an image display apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a method of displaying a 2D image by the image display apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a method of simultaneously displaying a 2D image and a 3D image by an image display apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

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.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

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. 또한 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated. Also, when a portion of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only when the other part is "right over" but also when there is another part in the middle. Conversely, when a part is referred to as being "directly on" another part, it means that there is no other part in the middle.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an image display apparatus and a method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 오목 거울 어레이를 이용하는 프로젝션 타입의 영상 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a projection type image display apparatus using a concave mirror array.

첨부한 도 1을 참고하면, 오목 거울 어레이를 이용하는 프로젝션 타입의 영상 디스플레이 장치는 컨트롤러(10), 프로젝터(20) 및 오목 거울 어레이(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a projection type image display apparatus using a concave mirror array includes a controller 10, a projector 20, and a concave mirror array 30.

이러한 구조의 영상 디스플레이 장치에서, 디프로젝터(20)는 컨트롤러(10)로부터 전달받은 기초영상 데이터를 디스플레이 하며, 오목 거울 어레이(30)는 프로젝터(20)에서 프로젝션한 기초 영상 데이터를 3차원 영상으로 집적하여 디스플레이 한다. In the image display apparatus having such a structure, the deprojector 20 displays the basic image data received from the controller 10, and the concave mirror array 30 converts the basic image data projected by the projector 20 into a three-dimensional image. Integrate and display.

이러한 오목 거울 어레이를 이용한 프로젝션 타입의 영상 디스플레이 장치는 전면 투사형이기 때문에 후면 투사형에 비해 필요한 공간이 적으며, 동일한 곡률 반경에 대해서 볼록 렌즈에 비해 오목 거울의 촛점거리가 짧기 때문에 넓은 시야각을 구현할 수 있는 장점이 있다. 하지만 현재까지는 이러한 오목 거울 어레이를 이용한 영상 디스플레이 장치에서 2차원 디스플레이와 3차원 디스플레이를 전환하는 것이 어렵다. Since the projection type image display device using the concave mirror array is a front projection type, it requires less space than the rear projection type, and the focal length of the concave mirror is shorter than that of the convex lens for the same radius of curvature, so that a wide viewing angle can be realized. There is an advantage. However, until now, it is difficult to switch between two-dimensional display and three-dimensional display in the image display apparatus using the concave mirror array.

본 발명의 실시 예에서는 2차원 영상을 디스플레이 하는 2차원 디스플레이로서의 기능과 3차원 영상을 디스플레이 하는 3차원 디스플레이로서의 기능을 자유로이 전환할 수 있는 영상 디스플레이 장치를 제공한다. An embodiment of the present invention provides an image display apparatus capable of freely switching between a function as a two-dimensional display for displaying a two-dimensional image and a function as a three-dimensional display for displaying a three-dimensional image.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치의 구조를 나타낸 도이다. 2 is a diagram illustrating a structure of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 디스플레이 장치(100)는, 제1 프로젝터(110), 제2 프로젝터(120), 컨트롤러(130), 반사 선택적 집적 영상 소자(140)를 포함하며, 후면 투사형 스크린(150)을 더 포함한다. As shown in FIG. 2, the image display apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a first projector 110, a second projector 120, a controller 130, and a reflection selective integrated image device 140. ), And further includes a rear projection screen 150.

제1 프로젝터(110)는 2차원 영상을 투사한다.The first projector 110 projects a 2D image.

제2 프로젝터(120)는 3차원 정보를 포함하는 기초 영상을 투사한다. 여기서, 3차원 정보는 입체 영상을 생성할 수 있는 정보이며, 기초 영상은 예를 들어, 3차원 물체를 여러 방향에서 촬영하여 획득한 영상들이거나, 또는 촬영 없이 컴퓨터로 영상을 계산하여 생성하는 CGII(Computer-Generated Integral Imaging)에 의하여 생성된 영상 데이터들일 수 있다. The second projector 120 projects a base image including three-dimensional information. Here, the 3D information is information capable of generating a stereoscopic image, and the basic image is, for example, images obtained by photographing a 3D object in various directions, or CGII generated by calculating an image with a computer without photographing. It may be image data generated by (Computer-Generated Integral Imaging).

반사 선택적 집적 영상 소자(140)는 입사되는 빛을 투과하거나 반사하여 집적한다. 특히 영상 디스플레이 장치(100)가 3차원 디스플레이로서 기능하는 경우에는 입사되는 빛을 반사시키고, 영상 디스플레이 장치(100)가 2차원 디스플레이로서 기능하는 경우에는 입사되는 빛을 투과시킨다. 이러한 반사 선택적 집적 영상 소자(140)에 대해서는 추후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다. The reflective selective integrated image device 140 transmits or reflects incident light and integrates it. In particular, when the image display apparatus 100 functions as a 3D display, the incident light is reflected, and when the image display apparatus 100 functions as the 2D display, the incident light is transmitted. The reflective selective integrated image device 140 will be described in more detail later.

후면 투사형 스크린(150)은 제1 프로젝터(110)에서 투사한 2차원 영상을 표시한다. 이때, 2차원 영상은 반사 선택적 집적 영상 소자(140)를 투과하여 관찰자에게 보이게 되며, 반사 선택적 집적 영상 소자(140)는 투과하는 빛에 대해서는 투명한 판과 같은 역할을 하므로 표시된 2차원 영상 그대로 관찰자에게 보이게 된다.The rear projection screen 150 displays a 2D image projected by the first projector 110. In this case, the 2D image is visible to the viewer through the reflective selective integrated image element 140, and the reflective selective integrated image element 140 acts as a transparent plate to the transmitted light, and thus is displayed to the observer as it is displayed. It becomes visible.

한편 제2 프로젝터(120)에 의해 투사된 기초 영상은 반사 선택적 집적 영상 소자(140)에 의해 반사되어 관찰자에게 보이게 되며, 반사 선택적 집적 영상 소자(140)는 반사되는 빛에 대해서는 오목 거울 어레이의 역할을 하므로, 투사되는 기초 영상을 집적하여 3차원 영상으로 변환한다.On the other hand, the base image projected by the second projector 120 is reflected by the reflective selective integrated image element 140 and is visible to the viewer, and the reflective selective integrated image element 140 serves as a concave mirror array for the reflected light. Therefore, the projected base image is integrated and converted into a 3D image.

컨트롤러(130)는 제1 프로젝터(110)나 제2 프로젝터(120)를 구동시켜 2차원 영상 또는 3차원 영상이 각각 표시되도록 하거나, 제1 프로젝터(110) 및 제2 프로젝터(120)를 동시에 구동시켜 2차원 영상 및 3차원 영상이 동시에 표시되도록 한다. 그러나 이러한 컨트롤러(130)가 반드시 사용되는 것은 아니며, 경우에 따라 제1 프로젝터(110) 및 제2 프로젝터(120)가 별도의 컨트롤러에 의한 제어 없이 독립적으로 구동될 수도 있다. The controller 130 drives the first projector 110 or the second projector 120 to display two-dimensional images or three-dimensional images, respectively, or simultaneously drives the first projector 110 and the second projector 120. 2D and 3D images are displayed at the same time. However, the controller 130 is not necessarily used, and in some cases, the first projector 110 and the second projector 120 may be driven independently without control by a separate controller.

이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 디스플레이 장치에서, 제1 프로젝터(110), 후면 투사형 스크린(150), 반사 선택적 집적 영상 소자(140) 및 제2 프로젝터(120) 순으로 각 구성 요소들이 배치될 수 있으며, 또는 제2 프로젝터(120), 반사 선택적 집적 영상 소자(140), 후면 투사형 스크린(150) 및 제1 프로젝터(110) 순으로 배열될 수 있다. In the image display apparatus according to the embodiment of the present invention having such a structure, each component in the order of the first projector 110, rear projection screen 150, reflective selective integrated image device 140 and the second projector 120 in order. Or the second projector 120, the reflective selective integrated image device 140, the rear projection screen 150, and the first projector 110.

다음에는 반사 선택적 집적 영상 소자(140)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. Next, the reflective selective integrated image device 140 will be described in more detail.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 반사 선택적 집적 영상 소자(140)의 구조를 나타낸 도이고, 도 4는 본 발명이 실시 예에 따른 반사 선택적 집적 영상 소자(140)의 기능을 나타낸 도이다. 3 is a diagram illustrating a structure of a reflective selective integrated image device 140 according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a function of a reflective selective integrated image device 140 according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 반사 선택적 집적 영상 소자(140)는 전체적으로 투명한 매질로 이루어진 판의 형태를 가지며, 내부에 확대한 단면(A)에서 볼 수 있듯이 복수의 반거울이 2차원 어레이의 형태로 삽입되어 있다. 반거울들은 X축 및 Y축으로 복수개 배열되는 2차원 어레이 형태로 이루어지며, 반거울들로 이루어진 2차원 어레이(141)를 설명의 편의상 "반거울 어레이"라고 명명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 반거울들을 오목 거울로 이루어지거나 볼록 거울로 이루어질 수 있으며, 또한 각각의 오목 거울 혹은 볼록 거울은 서로 다른 구경 및 초점 거리를 가질 수 있다. 이하의 실시 예에서는 반거울들이 오목 거울로 이루어진 것을 예로 들어 설명한다. 한편 반거울 어레이가 반거울들이 2차원 어레이 형태로 이루어진 것을 예로 들었으나, 어레이 형태는 이러한 것에 한정되지 않으며, 예를 들어 반거울들이 1차원 어레이 형태로 구현될 수도 있다. Referring to FIG. 3, the reflective selective integrated image device 140 has a shape of a plate made of a transparent medium as a whole, and a plurality of semi-mirrors are inserted in the form of a two-dimensional array as shown in the enlarged cross section A. It is. The half mirrors are formed in the form of a two-dimensional array that is arranged in plural on the X-axis and the Y-axis, and the two-dimensional array 141 made of the half mirrors is referred to as a "half mirror array" for convenience of description. Semi-mirrors according to an embodiment of the present invention may be made of a concave mirror or a convex mirror, and each concave mirror or convex mirror may have a different aperture and focal length. In the following embodiments, the half mirrors are made of concave mirrors. On the other hand, although the half-mirror array has been described as having a half-mirror in the form of a two-dimensional array, the array form is not limited to this, for example, the half-mirrors may be implemented in a one-dimensional array form.

반사 선택적 집적 영상 소자(140)는, 도 4에서와 같이, 입사되는 빛을 일부는 투과시키고 일부는 반사시킨다. 즉, 반사 선택적 집적 영상 소자(140)의 내부에 삽입되어 있는 반거울 어레이(141)의 반거울 특성으로 인하여 입사되는 빛의 일부는 투과되고 일부는 반사되게 된다. 반거울 어레이(141)를 구성하는 반거울들의 두께가 설정값 이하로 매우 얇을 때 터널링 효과에 의하여 빛이 투과될 수 있으며, 빛의 굴절률 특성에 영향을 미치지 않으므로 투과되는 빛에 대해서는 밝기 감소 외에는 영향을 미치지 않게 된다. 즉, 투과되는 빛에 대하여 반사 선택적 집적 영상 소자(140)는 투명한 판으로 작용하게 된다. The reflective selective imaging device 140 partially transmits and partially reflects incident light, as shown in FIG. 4. That is, due to the semi-mirror characteristic of the semi-mirror array 141 inserted into the reflective selective integrated image device 140, part of the incident light is transmitted and part is reflected. When the thickness of the half mirrors constituting the half mirror array 141 is very thin below a set value, light may be transmitted by the tunneling effect. Since the light does not affect the refractive index characteristic of the light, it is only affected by the decrease in brightness. Will not affect. That is, the reflective selective integrated image device 140 may act as a transparent plate with respect to the transmitted light.

반면, 반거울에 의하여 반사되는 빛은 반거울 어레이의 형태에 의해서 반사되는 것과 같은 효과를 느끼게 된다.On the other hand, the light reflected by the semi-mirror feels the same effect as reflected by the shape of the semi-mirror array.

이러한 반거울 어레이(141)를 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 반사 선택적 집적 영상 소자(140)를 제조하는 과정에 대하여 살펴보기로 한다. A process of manufacturing the reflective selective integrated image device 140 according to the exemplary embodiment of the present invention including the half mirror array 141 will be described.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 반사 선택적 집적 영상 소자(140)를 제조하는 공정을 간략하게 나타낸 도이다. 5 is a view briefly illustrating a process of manufacturing the reflective selective integrated image device 140 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 오목 거울들로 이루어지는 2차원 렌즈 어레이 위에 금속 박막을 형성한다(S100). 이 때, 금속 박막 형성 공정은 증착 또는 스퍼터 등의 방법을 사용할 수 있다. 이 때 2차원 렌즈 어레이의 형태는 반사 선택적 집적 영상 소자(140)의 반거울 어레이의 형태를 결정하게 된다. 금속 박막의 두께는 반사 선택적 집적 영상 소자의 투과율과 반사율을 결정하게 되며, 금속 박막의 두께가 두꺼울수록 반사 선택적 집적 영상 소자의 반사율이 증가하고 투과율은 감소하게 된다. 예를 들어, 반거울 어레이로 입사된 빛이 금속 박막에 의하여 반사되며, 또한 반사울 어레이로 입사된 빛이 반거울 어레이를 투과하게 된다. 이 경우 금속 박막의 두께에 따라 투과율이 달라진다.First, a metal thin film is formed on a two-dimensional lens array made of concave mirrors (S100). At this time, the metal thin film formation process may use a method such as vapor deposition or sputtering. In this case, the shape of the two-dimensional lens array determines the shape of the semi-mirror array of the reflective selective integrated image device 140. The thickness of the metal thin film determines the transmittance and reflectance of the reflective selective integrated image device. As the thickness of the metal thin film increases, the reflectivity of the reflective selective integrated image device increases and the transmittance decreases. For example, the light incident on the half mirror array is reflected by the metal thin film, and the light incident on the reflection mirror array is transmitted through the half mirror array. In this case, the transmittance varies depending on the thickness of the metal thin film.

다음, 금속 박막의 위에 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane:PDMS) 프리폴리머(prepolymer)를 부어주어 PDMS 레이어를 형성하고(S110), 형성된 PDMS 레이어를 경화시켜(S120), 전체적으로 투명한 판형의 반사 선택적 집적 영상 소자(140)를 완성한다. Next, a polydimethylsiloxane (PDMS) prepolymer is poured on the metal thin film to form a PDMS layer (S110), and the formed PDMS layer is cured (S120) to form an overall transparent plate-shaped reflective selective integrated image device ( Complete 140).

이러한 과정을 통하여 본 발명의 실시 예에 따른 반사 선택적 집적 영상 소자(140)는 빛을 투과시키는 투명 재질로 이루어진 판에 반거울 어레이가 들어 있는 구조로 이루어지며, 금속 박막, PDMS, 반거울 어레이를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 여기서 금속 박막 대신에 빔스플리터 코팅막이 사용될 수 있으며, PDMS 대신에 인덱스 매칭 리퀴드가 사용되거나 오목 렌즈 어레이가 사용되는 등의 변경이 가능하다. Through this process, the reflective selective integrated image device 140 according to an exemplary embodiment of the present invention has a structure in which a half mirror array is included in a plate made of a transparent material that transmits light, and includes a metal thin film, PDMS, and a half mirror array. It may be implemented in a form containing. Here, a beam splitter coating film may be used instead of the metal thin film, and an index matching liquid may be used instead of the PDMS, or a concave lens array may be used.

다음에는 이러한 구조로 이루어지는 반사 선택적 집적 영상 소자(140)를 이용한 본 발명의 실시 예에 따른 영상 디스플레이 장치를 토대로, 3차원 영상, 2차원 영상을 각각 표시하는 방법과, 3차원 및 2차원 영상을 동시에 관찰자에게 표시하는 방법을 설명한다. Next, based on the image display apparatus according to the embodiment of the present invention using the reflective selective integrated image device 140 having such a structure, a method of displaying three-dimensional images and two-dimensional images, and three-dimensional and two-dimensional images At the same time, explain how to display to the observer.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치가 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a method of displaying a 3D image by an image display apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

3차원 영상을 표시하고자 하는 경우, 컨트롤러(130)는 제1 프로젝터(110)의 구동을 정지시키고 제2 프로젝터(120)만을 구동시킨다. 이에 따라 제2 프로젝터(120)는 첨부한 도 6에 도시되어 있듯이, 3차원 정보를 포함하는 기초 영상을 반사 선택적 집적 영상 소자(140)에 투사한다. 특히 제2 프로젝터(120)는 반사 선택적 집적 영상 소자(140)의 반거울 어레이(141)의 금속 박막이 형성되어 있는 방향으로 기초 영상을 투사한다. When the 3D image is to be displayed, the controller 130 stops driving the first projector 110 and drives only the second projector 120. Accordingly, as shown in FIG. 6, the second projector 120 projects the base image including the 3D information onto the reflective selective integrated image device 140. In particular, the second projector 120 projects the base image in a direction in which the metal thin film of the semi-mirror array 141 of the reflective selective integrated image device 140 is formed.

반사 선택적 집적 영상 소자(140)는 투사되는 기초 영상을 집적하여 3차원 영상으로 생성하여, 관찰자에게 3차원 영상을 표시한다. 즉, 반사 선택적 집적 영상 소자(140)의 반거울 어레이(141)는 제2 프로젝터(120)로부터 투사되는 기초 영상을 반사시키면서 결상시켜 3차원 영상으로 표시한다. 이 때, 제1 프로젝터(110)는 영상을 투사하지 않는다.The reflective selective imaging device 140 integrates the projected base image to generate a 3D image, and displays the 3D image to the viewer. That is, the semi-mirror array 141 of the reflective selective integrated image device 140 forms an image while reflecting the base image projected from the second projector 120 to display the 3D image. At this time, the first projector 110 does not project an image.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치가 2차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a method of displaying a 2D image by the image display apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

2차원 영상을 표시하고자 하는 경우, 컨트롤러(30)는 제1 프로젝터(110)만을 구동시키고, 제2 프로젝터(120)의 구동을 정지시킨다. When the 2D image is to be displayed, the controller 30 drives only the first projector 110 and stops the driving of the second projector 120.

이에 따라 제1 프로젝터(110)는 도 7에서와 같이, 2차원 영상을 투사한다. 이때 제1 프로젝터(110)는 후면 투사형 스크린(150)에 2차원 영상을 투사한다. 후면 투사형 스크린(150)에 표시되는 영상은 반사 선택적 집적 영상 소자(140)를 투과하여, 관찰자에게 2차원 영상으로 표시된다. Accordingly, as shown in FIG. 7, the first projector 110 projects a 2D image. In this case, the first projector 110 projects a 2D image on the rear projection screen 150. The image displayed on the rear projection screen 150 passes through the reflective selective integrated image element 140 and is displayed to the viewer as a two-dimensional image.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치가 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시하는 방법을 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a method of simultaneously displaying a 2D image and a 3D image by an image display apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치가 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시하는 경우, 제1 프로젝터(110) 및 제2 프로젝터(120)는 모두 동작한다.First, when the image display apparatus according to the embodiment of the present invention simultaneously displays a 2D image and a 3D image, both the first projector 110 and the second projector 120 operate.

첨부한 도 8에서와 같이, 제1 프로젝터(110)는 2차원 영상을 후면 투사형 스크린(150)에 투사하고, 제2 프로젝터(120)는 3차원 정보를 포함하는 기초 영상을 반사 선택적 집적 영상 소자(140)에 투사한다.As shown in FIG. 8, the first projector 110 projects the 2D image onto the rear projection screen 150, and the second projector 120 reflects the basic image including the 3D information. Project to 140.

반사 선택적 집적 영상 소자(140)는 전면에서 제2 프로젝터(120)에 의하여 투사되는 기초 영상을 집적하여 3차원 영상으로 생성하여 디스플레이 한다. 또한, 후면 투사형 스크린(150)에 표시되는 2차원 영상은 반사 선택적 집적 영상 소자(140)를 투과하여 관찰자에게 보여진다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치는 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시할 수 있다.The reflective selective imaging device 140 integrates the base image projected by the second projector 120 from the front, generates a 3D image, and displays the 3D image. In addition, the two-dimensional image displayed on the rear projection screen 150 passes through the reflective selective integrated image device 140 and is viewed by the viewer. That is, the image display apparatus according to the embodiment of the present invention may display a 2D image and a 3D image at the same time.

이러한 방법을 통하여 본 발명의 실시 예에 따른 영상 디스플레이 장치(100)는 제1 디스플레이 모드에서 2차원 영상을 표시하고, 제2 디스플레이 모드에서는 3차원을 영상을 표시하고, 제3 디스플레이 모드에서는 2차원 영상 및 3차원 영상을 모두 표시할 수 있다. Through this method, the image display apparatus 100 according to an exemplary embodiment displays a 2D image in a first display mode, displays a 3D image in a second display mode, and a 2D image in a third display mode. Both images and three-dimensional images can be displayed.

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. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (9)

오목 반거울들이 2차원 형태로 배열되어 있는 반거울 어레이를 포함하며,
상기 반거울 어레이가 빛을 투과시키는 투명 재질로 이루어진 판에 삽입되어 있는 형태로 이루어지며,
상기 오목 반거울은 각각 서로 다른 구경 및 초점 거리를 가지는, 반사선택적 집적 영상 소자.A concave mirror array in which concave mirrors are arranged in a two-dimensional form,
The semi-mirror array is made of a shape that is inserted into a plate made of a transparent material that transmits light,
And the concave half mirrors each have a different aperture and focal length. 삭제delete 입체 영상 정보를 포함하는 기초 영상을 투사하는 제1 프로젝터;
2차원 영상을 투사하는 제2 프로젝터;
상기 2차원 영상을 표시하는 후면 투사형 스크린; 및
상기 기초 영상을 3차원 영상으로 표시하고, 상기 후면 투사형 스크린 상에 표시되는 2차원 영상을 투과시키는 반사 선택적 집적 영상 소자
를 포함하고,
상기 반사 선택적 집적 영상 소자는 반거울들이 2차원 형태로 배열되어 있는 반거울 어레이를 포함하고, 상기 반거울 어레이는 일측면에 금속 박막이 형성되어 있으며,
상기 제1 프로젝터는 기초 영상을 상기 반거울 어레이의 금속 박막이 형성되어 있는 방향으로 투사하고, 상기 후면 투사형 스크린은 상기 반거울 어레이의 금속 박막이 형성되어 있는 방향의 반대 방향에 위치되어 있는, 영상 디스플레이 장치A first projector projecting a basic image including stereoscopic image information;
A second projector for projecting a two-dimensional image;
A rear projection screen displaying the two-dimensional image; And
A reflective selective integrated image device displaying the base image as a 3D image and transmitting a 2D image displayed on the rear projection screen;
Lt; / RTI >
The reflective selective integrated image device includes a half mirror array in which half mirrors are arranged in a two-dimensional form, and the half mirror array has a metal thin film formed on one side thereof.
The first projector projects a base image in a direction in which the metal thin film of the half mirror array is formed, and the rear projection screen is positioned in a direction opposite to the direction in which the metal thin film of the half mirror array is formed. Display device 제3항에 있어서
상기 반거울 어레이는 상기 제1 프로젝터로부터 투사되어 입사되는 기초 영상을 반사시켜 3차원 영상으로 표시하고, 상기 제2 프로젝터로부터 투사되어 상기 후면 투사형 스크린 상에 표시되는 2차원 영상을 투과시키는, 영상 디스플레이 장치.The method of claim 3, wherein
The semi-mirror array reflects the base image projected from the first projector to display a 3D image, and transmits the 2D image projected from the second projector to be displayed on the rear projection screen. Device. 제3항에 있어서,
상기 반거울 어레이에 형성된 상기 금속 박막의 두께에 따라 빛의 투과율 및 반사율이 달라지는, 영상 디스플레이 장치.The method of claim 3,
The transmittance and reflectance of light vary according to the thickness of the metal thin film formed on the half mirror array. 삭제delete 제1 프로젝터와 제2 프로젝터를 포함하는 장치의 영상 디스플레이 방법에서,
상기 장치가 제1 디스플레이 모드에서, 제1 프로젝터만 구동시면서 2차원 영상을 반거울 어레이를 포함하는 반사 선택적 집적 영상 소자로 투사하여 2차원 영상을 표시하는 단계;
상기 장치가 제2 디스플레이 모드에서 제2 프로젝터만 구동시켜 3차원 정보를 포함하는 기초 영상을 반거울 어레이를 포함하는 반사 선택적 집적 영상 소자로 투사시켜 3차원 영상을 표시하는 단계; 및
상기 장치가 제3 디스플레이 모드에서 상기 제1 및 제2 프로젝터를 모두 구동시켜 반거울 어레이를 포함하는 반사 선택적 집적 영상 소자로 각각 2차원 영상과 기초 영상을 투사하여 2차원 영상 및 3차원 영상을 동시에 표시하는 단계
를 포함하고,
상기 반거울 어레이의 일측면에 금속 박막이 형성되어 있으며,
상기 2차원 영상을 표시하는 단계에서 상기 제1 프로젝터는 상기 금속 박막이 형성되어 있는 일측면의 반대측면에 해당하는 방향에 위치되어 있는 후면 투사형 스크린 상에 2차원 영상을 투사하여, 상기 후면 투사 스크린상에 표시되는 2차원 영상이 상기 반사 선택적 집적 영상 소자를 투과되도록 하는, 영상 디스플레이 방법.In the image display method of a device including a first projector and a second projector,
Displaying, in the first display mode, the two-dimensional image by projecting the two-dimensional image to a reflective selective integrated image element including a half mirror array while driving only the first projector;
Displaying, by the device, only the second projector in the second display mode to project a base image including three-dimensional information to a reflective selective integrated image element including a half-mirror array to display a three-dimensional image; And
The apparatus drives both the first and second projectors in a third display mode to simultaneously project two-dimensional and three-dimensional images by projecting a two-dimensional image and a basic image into a reflective selective integrated image element including a half-mirror array. Marking Step
Lt; / RTI >
A metal thin film is formed on one side of the half mirror array,
In the displaying of the two-dimensional image, the first projector projects the two-dimensional image on a rear projection screen located in a direction corresponding to an opposite side of one side on which the metal thin film is formed, and the rear projection screen And a two-dimensional image displayed on the image is transmitted through the reflective selective integrated image device. 삭제delete 제7항에 있어서
상기 반거울 어레이의 일측면에 금속 박막이 형성되어 있으며,
상기 3차원 영상을 표시하는 단계에서 상기 제2 프로젝터는 상기 반사 선택적 집적 영상 소자의 금속 박막이 형성되어 있는 일측면으로 상기 기초 영상을 투사하여, 상기 기초 영상이 상기 반거울 어레이에 의하여 반사되어 3차원 영상으로 표시되도록 하는, 영상 디스플레이 방법.The method of claim 7, wherein
A metal thin film is formed on one side of the half mirror array,
In the displaying of the three-dimensional image, the second projector projects the base image onto one side on which the metal thin film of the reflective selective integrated image element is formed, so that the base image is reflected by the half mirror array, An image display method for displaying a three-dimensional image.
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