KR101448018B1 - 3d구현 및 선명도 강화 장치 - Google Patents

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Abstract

확대율이 다른 두 개의 볼록렌즈를 사용해 입체 영상을 획득할 수 있는 3D구현 및 선명도 강화 장치를 제공한다.
3D구현 및 선명도 강화 장치는 물체에 대한 상을 굴절 수집하여 1차적인 상을 맺는 대물 볼록렌즈와, 대물 볼록렌즈에서 1차적으로 굴절 수집하여 맺힌 상에 대해 2차적으로 초점을 맞추어 입체적인 상을 맺는 대안 볼록렌즈와, 대안 볼록렌즈 또는 대물 볼록렌즈를 전후로 이동시켜 초점을 조절하는 초점 조절부를 포함하고, 대물 볼록렌즈는 대안 볼록렌즈보다 확대율이 높으므로, 2개의 볼록렌즈를 사용하여 입체 영상을 획득할 수 있고, 2개의 볼록렌즈 간의 거리를 용이하게 조절할 수 있다.

Description

3D구현 및 선명도 강화 장치{APPARATUS FOR OBTAINING 3 DIMENTION AND ENHANCING SHARPNESS}
본 발명은 복수 개의 렌즈로 입체 영상을 획득할 수 있는 3D구현 및 선명도 강화 장치에 관한 것이다.
최근에는 화소를 증가시킨 고해상도 영상 표시 장치뿐만 아니라 입체 영상을 구현할 수 있는 3D 영상 표시 장치가 개발되고 있다. 3D 영상 표시 장치는 2차원 평면 영상으로부터 3차원의 깊이감과 입체감을 느낄 수 있는 3차원 입체 영상을 출력할 수 있다. 3차원 입체 영상 기술은 디스플레이 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.
3차원 입체 영상 기술은 어떤 원리를 기준으로 사람에게 3차원 영상을 제공할 수 있는지를 기준으로 부피 표현 방식(volumetric type), 3차원 표현방식(holographic type) 및 입체감 표현방식(strepscopic type)으로 구분될 수 있다.
부피 표현 방식은 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 제공하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 것 같은 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있다.
3차원 표현방식은 레이저광 재생 홀로그래피 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다.
입체감 표현방식은 양안의 생리적 요인을 이용하여 입체감을 느끼는 방식으로, 약 65mm정도 떨어져 존재하는 인간의 좌우안에 시차정보가 포함된 평면의 연관화상이 보여질 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 스테레오그라피(sterepgraphy)를 이용한 것이다. 이러한 입체감 표현방식은 다안상 표시방식이라 불리며, 실질적인 입체감 생성위치에 따라 관찰자 측의 특수안경을 이용하는 안경방식 또는 표시면 측의 패럴랙스 베리어(parallax barrier)나 렌티큘러(lenticular) 또는 인테그릴(integral) 등의 렌즈 어레이(lens array)를 이용하는 무안경 방식으로 구분될 수 있다.
본 발명의 일측면은 굴절력이 다른 두 개의 볼록 렌즈를 사용해 입체 영상을 획득할 수 있는 3D구현 및 선명도 강화 장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 일측면에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치는 물체에 대한 상을 굴절 수집하여 1차적인 상을 맺는 대물 볼록렌즈;와, 상기 대물 볼록렌즈에서 1차적으로 굴절 수집하여 맺힌 상에 대해 2차적으로 초점을 맞추어 입체적인 상을 맺는 대안 볼록렌즈;와, 상기 대안 볼록렌즈 또는 대물 볼록렌즈를 전후로 이동시켜 초점을 조절하는 초점 조절부를 포함하며, 상기 대물 볼록렌즈는 상기 대안 볼록렌즈보다 확대율이 높을 수 있다.
상기 대물 볼록렌즈 또는 대안 볼록렌즈와 연결되는 손잡이부를 더 포함하고, 상기 초점 조절부는 상기 손잡이부에 부착되어 상기 대안 볼록렌즈 또는 대물 볼록렌즈를 전후로 이동시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 측면에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치는 TV 화면과 같은 2D 화면을 관측하여 잔상을 형성하는 대물렌즈; 및 상기 대물렌즈를 통해 상기 2D 화면이 관측되어 생성된 잔상에 대한 초점을 잡아 3D로 변환하는 대안렌즈를 포함하며, 상기 대물렌즈와 상기 대안렌즈는 볼록렌즈이며, 상기 대물렌즈의 배율은 상기 접안렌즈의 배율보다 높을 수 있다.
상기 대물렌즈와 상기 대안렌즈는 길이 조절이 가능한 경통에 부착되며, 상기 경통의 길이 조절에 의해 상기 대물렌즈와 상기 대안렌즈와의 초점을 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일측면에 의하면 2개의 볼록 렌즈를 사용하여 입체 영상을 획득할 수 있고, 2개의 볼록렌즈 간의 거리를 용이하게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 3D구현 및 선명도 강화 장치의 구조도
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치의 손잡이부의 내부 구성을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치의 초점 조절 작동부의 내부 구성을 도시한 구성도
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치의 사용 상태도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치의 사용 상태를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치의 사용 상태를 도시한 도면
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 3D구현 및 선명도 강화 장치의 구조도이다.
3D구현 및 선명도 강화 장치(100)는 2개의 볼록렌즈(10,20)의 연결을 통해서 구현될 수 있다. 2개의 볼록 렌즈(10,20) 중 대물 볼록렌즈(10)는 물체에 대한 상을 1차적으로 굴절 수집하고, 대물 볼록렌즈(10)와 연결되는 대안 볼록렌즈(20)는 1차적으로 굴절 수집된 상의 초점을 맞추어 물체의 선명도를 강화할 수 있다. 또한, 상술한 방법으로 2D화면을 관측 시, 입체적인 관찰이 가능하게 된다.
3D구현 및 선명도 강화 장치(100)는 도 1을 참조하면, 대안 볼록렌즈(20), 대물 볼록렌즈(10), 손잡이부(30) 및 초점 조절부(40)를 포함하여 구성된다.
대안 볼록렌즈(20)는 사람의 눈에 인접하는 대안렌즈로 사용되며, 대안 렌즈 보호테(22)의 내부에 대안용 볼록 렌즈(24)가 마련되어 형성될 수 있다. 대안용 볼록 렌즈(24)는 후술하는 대물용 볼록 렌즈(14)와 비교 시 확대율이 상대적으로 낮다.
대물 볼록렌즈(10)는 사물을 관찰하는 대물렌즈로 사용되며, 대물 렌즈 보호테(12)의 내부에 대물용 볼록 렌즈(14)가 마련되어 형성될 수 있다. 대물용 볼록 렌즈(14)는 대안용 볼록 렌즈(24)보다 확대율이 상대적으로 높다.
손잡이부(30)는 후술하는 초점 조절부(40)의 동작을 조정할 수 있는 입력부(31)를 포함할 수 있다. 입력부(31)는 초점 조절부(40)의 동작을 제어할 수 있는 높이 증감 버튼과, 자동으로 높이를 조절할 수 있는 자동 버튼을 구비할 수 있다.
손잡이부(30)는 대물 볼록렌즈(10)와 결합하며, 초점 조절부(40)를 결합시켜 대안 볼록렌즈(20)의 높이 조절 동작이 가능하도록 한다.
초점 조절부(40)는 수직으로 세워진 이송 볼트(41)에 이송 너트(42)가 끼워지고, 이송 너트(42)에 대안 볼록렌즈(20)가 끼움 결합된다. 초점 조절부(40)는 이송 볼트(41)가 회전함에 따라 이송 너트(42)에 부착된 대안 볼록렌즈(20)를 상하로 이동시킨다. 즉, 이송 볼트(41)가 회전하면 이송 너트(42)가 상하로 이동하게 되고, 이송 너트(42)가 상하로 이동하면 이송 너트(42)에 끼움 결합된 대안 볼록렌즈(20)가 상하로 이동하게 된다.
초점 조절부(40)는 이송 볼트(41)가 회전할 때 이송 너트(42)가 이송 볼트(41)를 따라 회전하지 못하도록 이송 볼트(41)의 양측에 세워지는 보조 기둥(43)을 포함하여 구성된다. 보조 기둥(43)은 이송 볼트(41)가 결합되는 하부 지지판(44)의 양측에 부착된다. 보조 기둥(43)에는 보조암(46)이 끼움되어 미끄럼 접촉을 하며, 보조암(46)은 대안 볼록렌즈(20)에 부착된다.
초점 조절부(40)는 이송 볼트(41)와 보조 기둥(43)의 상단을 지지할 수 있는 상단 지지대(45)를 구비할 수 있다.
한편, 도 1에 제시한 실시예에서 대물 볼록렌즈(10)와 대안 볼록렌즈(20)의 위치가 바뀔 수 있고, 대물 볼록렌즈(10)를 이동시켜 초점을 조절할 수 있음은 물론이며, 3D구현 및 선명도 강화 장치(100)는 상하 관측뿐만 아니라 좌우관측도 가능하다. 그리고, 대물 볼록렌즈(10)와 대안 볼록렌즈(20)의 위치 이동과 관계없이 대물 볼록렌즈(10)의 확대율이 대안 볼록렌즈(20)의 확대율보다 높다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치의 손잡이부의 내부 구성을 도시한 도면이다.
3D구현 및 선명도 강화 장치(100)의 손잡이부(30)는 입력부(31), 제어부(35), 초점 조절 작동부(50) 및 전원부(33)를 포함할 수 있다.
입력부(31)는 사용자의 조작이 입력되는 인터페이스이다. 입력부(31)는 초점 조절부(40)의 동작을 제어할 수 있는 높이 증감 버튼과, 자동으로 높이를 조절할 수 있는 자동 버튼을 구비할 수 있다. 사용자가 자동 버튼을 누르면, 제어부(35)에 내장된 프로그램에 따라 대안 볼록렌즈(20)의 위치가 높아짐과 낮아짐을 반복한다. 사용자는 자동으로 높아짐과 낮아짐을 반복하는 대안 볼록렌즈(20)를 보면서 초점이 맞는 시점에 자동 버튼을 다시 눌러 대안 볼록렌즈(20)의 위치 이동을 정지시킬 수 있다.
입력부(31)는 터치 패널로 구현할 수 있으며, 외부 리모콘으로부터 명령을 수신할 수 있는 수신부를 구비할 수 있다.
제어부(35)는 입력부(31)를 통해 입력되는 사용자의 명령에 따라 초점 조절 작동부(50)를 제어한다. 제어부(35)는 구동 모터(51)의 정회전 또는 역회전을 제어하여 대안 볼록렌즈(20)을 상하로 이동시킬 수 있다. 제어부(35)는 내부에 저장된 프로그램에 의해 자동으로 동작하거나, 사용자의 입력에 의하여 수동으로 동작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치의 초점 조절 작동부의 내부 구성을 도시한 구성도이다.
초점 조절 작동부(50)는 구동 모터(51), 기어(52) 및 스토퍼(53)를 포함할 수 있다.
구동 모터(51)는 기어(52)에 연결되어 이송 볼트(41)를 회전시킬 수 있다. 구동 모터(51)는 정회전 또는 역회전이 가능하며, 구동 모터(51)의 구동 방향에 따라 대안 볼록렌즈(20)가 상하로 이동할 수 있다.
스토퍼(53)는 핀(54)과 결합되고, 핀(54)은 손잡이부(30)의 구멍을 통해 외부로 돌출된다. 외부로 돌출된 핀(54)은 하부 고정판(44)의 구멍에 끼움 결합된다. 하부 고정판(44)은 스토퍼(53)와 연결된 핀(54)에 고정되어 좌우 회전을 방지할 수 있다. 스토퍼(53)는 솔레노이드 작용으로 핀(54)을 상하로 움직일 수 있다.
초점 조절 작동부(50)는 손잡이부(30)의 내부에 고정되어 이송 볼트(41)의 하단을 지지하며, 이송 볼트(41)의 상단은 상단 지지대(45)에 의해 고정된다.
초점 조절 작동부(50)는 이송 볼트(41)의 회전저항을 감소시키는 베어링(미도시)이 이송 볼트(41)를 지지하도록 형성될 수 있다.
전원부(33)는 전원 버튼(32)의 조작에 의해 온 또는 오프되는 건전지를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 전원 버튼(32)은 회전에 의해 3D구현 및 선명도 강화 장치(100)의 전원을 온 또는 오프시킬 수 있다. 건전지는 전원 버튼(32) 조작에 의해 입력부(31), 제어부(35), 구동 모터(51) 등에 전원을 공급할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 영상 획득 장치의 사용 상태도이다.
3D구현 및 선명도 강화 장치(100)는 도 1 내지 도 3에 설명한 것처럼, 사물을 1차적으로 확대하는 대물 볼록렌즈(10)와, 사물을 2차적으로 확대하는 대안 볼록렌즈(20)와, 대안 볼록렌즈(20)을 상하로 이동시키는 초점 조절부(40)와, 초점 조절부(40)를 작동시키는 초점 조절 작동부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
3D구현 및 선명도 강화 장치(100)는 사용자의 입력에 의해 대안 볼록렌즈(20)를 전후로 이동시킬 수 있으며, 사용자가 초점이 맞는다고 판단한 시점의 입력에 의해 대안 볼록렌즈(20)의 이동이 정지될 수 있다.
3D구현 및 선명도 강화 장치(100)는 자동 모드에 의해 대안 볼록렌즈(20)를 전후로 이동시킬 수 있으며, 사용자가 초점이 맞는다고 판단한 시점의 입력에 의해 대안 볼록렌즈(20)의 이동을 정지시킬 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는 대안 볼록렌즈(20)를 이동시켜 초점을 조절하였지만, 대안 볼록렌즈(20)와 대물 볼록렌즈(10)의 위치를 변경시켜 대물 볼록렌즈(20)를 이동시킬 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치의 사용 상태를 도시한 도면이다.
3D구현 및 선명도 강화 장치(200)는 TV화면과 같은 2D 화면을 관측하는 대물렌즈(210)와, 대물렌즈(210)에서 2D화면이 측정되어 생성된 잔상에 대한 초점을 잡아 3D로 변환하는 대안렌즈(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
대물렌즈(210)는 대안렌즈(220)보다 확대율이 높다. 대물렌즈(210)와 대안렌즈(210)는 볼록 렌즈가 사용된다. 대물렌즈(210)와 대안렌즈(220)의 거리는 경통(230)의 이동에 의해 조절될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치(200)는 케플러 망원경의 원리를 역으로 이용하여 2D를 3D로 전환할 수 있다.
한편, 경통(230) 내부에는 프리즘이 장착되어 도립상을 정립상으로 전환시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 3D구현 및 선명도 강화 장치의 사용상태를 도시한 도면이다.
도 6의 실시예는 도 5에 도시된 실시예와 비교 시, 손잡이(240)를 더 구비하고 있다. 사용자는 손잡이(240)를 양손으로 파지하여 경통(230)의 길이를 조절할 수 있다. 사용자는 경통(230)의 길이를 조절하여 대물렌즈(210)와 대안렌즈(220)의 초점거리를 맞출 수 있게 된다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위의 범위에 속함은 자명하다.

Claims (4)

  1. 2개의 볼록렌즈 중 물체에 대한 상을 굴절 수집하여 1차적인 상을 맺는 하나의 대물 볼록렌즈;
    상기 대물 볼록렌즈에서 1차적으로 굴절 수집하여 맺힌 상에 대해 2차적으로 초점을 맞추어 입체적인 상을 맺는 다른 하나의 대안 볼록렌즈; 및
    상기 대안 볼록렌즈 또는 상기 대물 볼록렌즈를 전후로 이동시켜 초점을 조절하는 초점 조절부를 포함하며,
    상기 초점 조절부는 하부 고정판에 수직으로 세워진 이송 볼트에 이송 너트가 끼워지고, 상기 이송 너트에 상기 대안 볼록렌즈가 끼움 결합되며,
    상기 초점 조절부는 상기 이송 볼트가 회전할 때 상기 이송 너트가 상기 이송 볼트를 따라 회전하지 못하도록 상기 하부 고정판의 양측에 부착되어 상기 이송 볼트 양측에 세워지는 보조 기둥을 포함하고,
    상기 보조 기둥에는 보조암이 끼움되어 미끄럼 접촉을 하며, 상기 보조암은 상기 대안 볼록렌즈가 부착되며,
    상기 대물 볼록렌즈는 상기 대안 볼록렌즈보다 확대율이 높은 3D 구현 장치.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 대물 볼록렌즈 또는 상기 대안 볼록렌즈와 연결되는 손잡이부를 더 포함하고,
    상기 초점 조절부는 상기 손잡이부에 부착되어 상기 대안 볼록렌즈 또는 상기 대물 볼록렌즈를 전후로 이동시키는 3D 구현 장치.
  3. 2개의 렌즈 중 2D 화면을 관측하여 잔상을 형성하는 하나의 대물렌즈;
    상기 대물렌즈를 통해 생성된 잔상에 대한 초점을 형성하여 3D로 변환하는 다른 하나의 대안렌즈; 및
    상기 대안렌즈 또는 대물렌즈를 전후로 이동시켜 초점을 조절하는 초점 조절부를 포함하고,
    상기 초점 조절부는 하부 고정판에 수직으로 세워진 이송 볼트에 이송 너트가 끼워지고, 상기 이송 너트에 상기 대안렌즈가 끼움 결합하며,
    상기 초점 조절부는 상기 이송 볼트가 회전할 때, 상기 이송 너트가 상기 이송 볼트를 따라 회전하지 못하도록 상기 하부 고정판의 양측에 부착되어 상기 이송 볼트 양측에 세워지는 보조 기둥을 포함하고,
    상기 보조 기둥에는 보조암이 끼움되어 미끄럼 접촉을 하며, 상기 보조암은 상기 대안렌즈가 부착되며,
    상기 대물렌즈와 상기 대안렌즈는 볼록렌즈이며, 상기 대물렌즈의 확대율은 상기 대안렌즈의 확대율보다 높은 3D 구현 장치.
  4. 삭제
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KR102242984B1 (ko) * 2019-10-28 2021-04-20 박기철 이미지 회전기능을 갖는 프로젝터

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