KR101691292B1 - Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법 Download PDF

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KR101691292B1 KR1020150059427A KR20150059427A KR101691292B1 KR 101691292 B1 KR101691292 B1 KR 101691292B1 KR 1020150059427 A KR1020150059427 A KR 1020150059427A KR 20150059427 A KR20150059427 A KR 20150059427A KR 101691292 B1 KR101691292 B1 KR 101691292B1
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김은수
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광운대학교 산학협력단
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
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    • G02B27/22—
    • H04N13/0402—

Abstract

Table-top 3D디스플레이를 구현하기 위하여, 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 사용하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 것으로,
따라서 본 발명은 Table-top 형태로써, 양안이 같은 축 상에 있어 양안을 커버 할 수 있고, 어레이 렌즈를 사용한 집적영상 디스플레이 기술을 이용하고, Table-top 3D 디스플레이를 구성하기 위해 높은 차수의 시역을 이용함으로써, VZ의 차수가 높아질수록 시역이 좁아지며 복원되는 영상의 화질이 좋아지며, 광 경로를 조절해주는 방법으로 렌즈 어레이 위에 linear prism을 부착하여 시역을 확보해주는 현저한 효과가 있다.

Description

Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법 { Table-top 3D display system and method }
본 발명은 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Table-top 3D 디스플레이를 구현하기 위하여, 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 사용하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현되는 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 렌즈 어레이는 정면부에만 영상을 출력할 수 있는 직시형이며, 일반적으로 집적영상 디스플레이를 직시형으로 사용할 때에는 SVZ의 시역이 넓지 않아 양안을 커버하지 못해 사용하지 못하는 경우가 발생한다.
종래기술로서 등록특허공보 공개번호 제10-2014-0025784호의 입체영상표시장치에 의하면, 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 3D 모드에서 멀티뷰 영상을 표시하는 표시패널; 상기 2D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 통과시키고, 상기 3D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 부분적으로 통과시키는 3D 필터; 상기 3D 모드에서 사용자로부터 시청자의 수 및 시청자의 위치를 입력받는 사용자 입력부; 상기 사용자 입력부로부터 입력된 상기 시청자의 수에 따른 뷰어의 수 신호 및 상기 시청자의 위치에 따른 뷰어의 위치 신호를 생성하는 뷰 신호 생성부; 상기 2D 모드에서 입력된 영상 데이터를 출력하고, 상기 3D 모드에서 상기 뷰어의 수 신호에 따라 상기 영상 데이터의 해상도를 가변하여 멀티뷰 영상 데이터로 변환하는 멀티뷰 영상 변환부; 및 상기 3D 모드에서 상기 뷰어의 수 및 뷰어의 위치 신호에 따라 상기 3D 필터를 제어하는 구동 전압을 공급하는 3D 필터 구동부를 포함하는 입체영상표시장치라고 기재되어 있다.
다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1019244호의 디스플레이 장치 및 그 각도 조절방법에 의하면, 디스플레이 사용자의 방향 및 높이를 감지하는 복수의 센서; 및 상기 복수의 센서에 의해 감지된 결과에 따라 상기 디스플레이의 각도를 조절하는 복수의 각도 조절부를 포함하고, 상기 각도 조절부는 상기 디스플레이의 각 모서리와 테이블 탑 디스플레이 후면 사이에 수직 방향으로 위치하고, 상기 수직 방향으로 그 높이가 변하는 기둥 형태로 형성되어 있는 테이블 탑 디스플레이 장치라고 기재되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 시스템들은 디스플레이의 한쪽 면으로만 3D영상을 볼 수 있고, 동시에 다른 위치에 존재하는 사용자들이 볼 수 없으며, 상기를 해결한 후에도 시역과 차수를 모두 맞추지 못하거나, 시역이 맞지 않거나, 차수가 낮아짐으로써 복원되는 영상의 화질이 저하되는 문제가 발생하는 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 Table-top 형태로써, 양안이 같은 축 상에 있어 양안을 커버하는 데는 문제가 없으며, 어레이 렌즈를 사용한 집적영상 디스플레이 기술을 이용하고, Table-top 3D 디스플레이를 구성하기 위해 높은 차수의 시역을 이용함으로써, VZ의 차수가 높아질수록 시역이 좁아지며 복원되는 영상의 화질이 저하되는 문제를 해결하고, 광 경로를 조절해주는 방법으로 렌즈 어레이 위에 linear prism을 부착하여 시역을 확보해주는 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, Table-top 3D디스플레이를 구현하기 위하여, 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 사용하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 Table-top 형태로써, 양안이 같은 축 상에 있어 양안을 커버 할 수 있고, 어레이 렌즈를 사용한 집적영상 디스플레이 기술을 이용하고, Table-top 3D 디스플레이를 구성하기 위해 높은 차수의 시역을 이용함으로써, VZ의 차수가 높아질수록 시역이 좁아지며 복원되는 영상의 화질이 좋아지며, 광 경로를 조절해주는 방법으로 렌즈 어레이 위에 linear prism을 부착하여 시역을 확보해주는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 전체 블록도.
도 2는 본 발명 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 Table-top 3D 디스플레이의 광선 추적도의 그래프.
도 3은 본 발명 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 임의의 깊이에 따른 위치에 대하여 집적영상을 보정하는 방법의 그래프
도 4는 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 Table-top 3D 디스플레이 시스템의 시역
도 5는 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 요소렌즈의 f number에 따른 시야각의 그래프
도 6은 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 Linear prism을 사용한 시스템의 시역
도 7은 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 촬영 화상의 좌표 변환을 위한 개요도
본 발명은 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, Table-top 3D디스플레이를 구현하기 위하여, 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 사용하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 방법은 요소영상면 (Elemental image plane)이 하부에 위치하여 요소영상이 디스플레이 되고, 이에 대응되게 렌즈어레이가 상부에 위치하여 상기 렌즈어레이를 통해 Oblique projection view영상의 밝기 및 깊이 정보를 획득하는 영상획득단계; 상기 획득된 Oblique projection view 영상을 Table-top 3D 디스플레이를 위한 축변환을 통한 깊이 정보를 보정하는 보정단계; 밝기 정보와 상기 보정된 깊이 정보를 이용하여 요소영상을 생성하는 요소영상 생성단계; Table-top 디스플레이 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보정단계는 3차원 정보를 통하여 디스플레이하는 것으로, 측면부의 영상을 획득하기 위해서는 카메라가 기울어져 위치해 있어 픽업광축이 기울어지지만 디스플레이는 아래에 바로 놓여있고 이에 수직한 디스플레이광축을 갖게 되므로 픽업과 디스플레이에 광축간의 차이(θpd)가 생기고 이를 보정하는 작업이 필요하되, 상기 광축간의 차이는 SVZ의 차수에 따라 결정이 되는 것이며, 기준면과 기준면에 물체를 두고 획득한 밝기 및 깊이정보를 나타내되, 깊이영상은 기준면이 광축과 기울어져 있기 때문에 영상의 일부 부분은 밝고 다른 부분은 어두우므로 이 정보를 이용하여 요소영상을 만들고 복원하게 되면 기준면의 위치에 따른 깊이차이가 발생하게 되어 복원영상이 기울어져 보이게 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 Sub-viewing zone의 차수에 따른 복원영상의 이동량 차이를 통해 직립영상을 표현할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 렌즈어레이 위에 linear prism을 설치하여 직립영상의 보정 및 시야각 조정을 하는 방법을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 설치하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 것으로, 요소영상면 (Elemental image plane)이 하부에 위치하여 요소영상이 디스플레이 되고, 이에 대응되게 렌즈어레이가 상부에 위치하여 상기 렌즈어레이를 통해 영상을 획득하고 디스플레이 하되, 깊이(mg)에 위치한 포인트M(ym, zm)에 대하여 n번째 렌즈를 통해 복원하되, 원래의 요소렌즈(n-th)에 이웃한 요소렌즈{(n-1)-th}로 복원을 하게 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 mg의 거리에 위치한 포인트M을 n번째 요소렌즈로 픽업한후 l만큼 떨어진 요소렌즈를 통해 복원하게 되면 복원되는 포인트가 (m+1)lP만큼 이동하고 이로부터 Table-top형태의 디스플레이 시스템에서 측면으로의 시역을 형성하여 측면에서 영상을 관찰할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 렌즈어레이 위에 linear prism을 설치하여 직립영상의 보정 및 시야각 조정이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 전체 블록도, 도 2는 본 발명 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 Table-top 3D 디스플레이의 광선 추적도의 그래프, 도 3은 본 발명 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 임의의 깊이에 따른 위치에 대하여 집적영상을 보정하는 방법의 그래프, 도 4는 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 Table-top 3D 디스플레이 시스템의 시역, 도 5는 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 요소렌즈의 f number에 따른 시야각의 그래프, 도 6은 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 Linear prism을 사용한 시스템의 시역, 도 7은 Table-top 3D 디스플레이 시스템 및 그 방법의 촬영 화상의 좌표 변환을 위한 개요도이다.
본 발명에 대해 구체적으로 기술하면, 본 발명은 도 1과 같이, 크게 네 부분으로 나뉘는 것을 볼 수 있다. 첫째, Table-top 3D 디스플레이를 위한 Oblique projection view 영상의 밝기 및 깊이 정보 획득, 둘째, 획득된 Oblique projection view 영상을 제안된 Table-top 3D 디스플레이를 위한 축 변환을 통한 깊이 정보 보정, 셋째, 밝기 정보와 보정된 깊이 정보를 이용한 요소영상 생성, 마지막으로 Table-top 3D 디스플레이로 구성된다.
도 2에 도시된바와 같이, 요소영상면 (Elemental image plane)에 요소영상이 디스플레이 되고 이에 대응되는 렌즈 어레이를 통해 영상을 획득, 디스플레이 하게 된다.
일반적인 직시형 3D 디스플레이의 경우 도 2의 Viewer 1의 위치에서 영상을 보게 된다. 하지만 Table-top 3D 디스플레이의 경우 Viewer 1의 위치가 아닌 Viewer 2의 위치에서 영상을 보게 된다. 하지만 일반적인 집적영상 기반의 3D 디스플레이의 경우 좁은 시야각으로 인하여 Viewer 2의 위치에서는 제대로 된 영상을 볼 수 없다.
또한, 도 2와 같이 Viewer 2에서 보기에 디스플레이에 수직으로 서 있는 세 점 A'M'B'을 잇는 화살표와 같은 영상을 표현 하려면 A'M'B'을 잇는 화살표의 정보를 획득 하여야 하는데 일반적인 집적영상 기술에서는 같은 광축상에 세 점이 위치하기 때문에 영상을 얻을 수 없다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 기존의 집적영상 기술을 변형하여 해당 요소렌즈를 통해 복원되는 Main viewing zone (MVZ)이 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 사용하여 Table-top 형태의 디스플레이에 직립으로 서 있는 영상을 표현할 수 있는 새로운 디스플레이 시스템을 제안한다.
또한, 도 3에 도시된바와 같이, 임의의 깊이 mg에 위치한 포인트 M(ym,zm)에 대하여 집적영상 기법을 통하여 n번째 렌즈를 통해 픽업을 하게 되면 yen의 위치에 픽업이 된다. 이 픽업된 영상을 원래 n번째 렌즈를 통해 복원하게 되면 원래의 위치인 M(ym,zm)에 복원이 된다. 하지만 이 이를 각각 원래의 요소렌즈(n-th)에 이웃한 요소렌즈((n-1)-th,(n-2)-th)로 복원을 하게 되면 다음과 같이 될 것이다.
포인트 M에 대하여 n번째 요소렌즈를 통해 픽업을 하게 되면 요소영상에서의 위치 yen은 식 (1), (2)와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015041206575-pat00001
(1)
Figure 112015041206575-pat00002
(2)
그리고, 요소영상의 yen포인트를 인접한 n-1번째 요소렌즈를 통해 복원하게 되면 식(3), (4)와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015041206575-pat00003
(3)
Figure 112015041206575-pat00004
(4)
따라서 식 (2)와 (4)로부터 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015041206575-pat00005
(5)
즉, mg의 거리에 위치한 포인트 M을 인접한 요소렌즈를 통해 복원하게 되면 복원되는 포인트가 (m+1)P만큼 이동하는 것을 볼 수 있다. 이를 일반화 하여 (n-l)번째 요소 렌즈를 통해 복원하게 되면 식 (6)과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015041206575-pat00006
(6)
즉, mg의 거리에 위치한 포인트 M을 n번째 요소렌즈로 픽업한 후 l만큼 떨어진 요소렌즈를 통해 복원하게 되면 복원되는 포인트가 (m+1)lP만큼 이동하는 것을 볼 수 있고 이로부터 Table-top 형태의 디스플레이 시스템에서 측면으로의 시역을 형성하여 측면에서 영상을 관찰할 수 있는 것을 볼 수 있다.
따라서 도 2의 포인트 A와 B에 대하여 인접한 요소렌즈를 통해 복원한다고 하면 3g의 거리에 위치한 포인트 A는 4P만큼 이동하고 9g의 거리에 위치한 포인트 B는 10P만큼 이동하게 된다. 즉, 렌즈 어레이에서 많이 떨어질수록 인접한 요소렌즈를 통해 복원했을 때 많이 이동하게 된다. 따라서 적절한 포인트 A, B를 선택하게 되면 복원된 포인트 A', B'이 Table-top 3D 디스플레이에 수직으로 설 수 있게 되어 Table-top 3D 디스플레이가 가능해지게 된다.
도 4에 도시된바와 같이, Table-top 3D 디스플레이 시스템의 시역을 나타낸다. 이를 보면 여러 시역이 존재하는 것을 볼 수 있다. 첫 번째로 디스플레이의 중앙에 위치한 MVZ으로 다음과 같은 시야각을 갖는 것을 볼 수 있다.
Figure 112015041206575-pat00007
(7)
MVZ은 가장 넓은 영역을 차지하는 시역으로 일반적인 직시형에서 주로 사용하는 시역이다. 하지만 Table-top 3D 디스플레이에서는 MVZ을 사용할 수 없고 SVZ을 사용한다. 도 4로부터 인접한 요소렌즈를 통해 복원된 1stSVZ,2ndSVZ의 경우 다음과 같은 시야각을 갖는 것을 볼 수 있다.
Figure 112015041206575-pat00008
(8)
Figure 112015041206575-pat00009
(9)
도 5에 도시된바와 같이, f number가 작을수록 시역이 넓어지는 것을 볼 수 있다. 하지만 SVZ은 MVZ에 비해 상대적으로 작아지는 것을 볼 수 있다. 예를 들어 f number 1의 요소 렌즈를 사용하게 되면 MVZ, 1stSVZ,2ndSVZ,3rdSVZ는 각각 53.130, 29.745, 11.889, 5.856도를 갖는 것을 볼 수 있다. 이를 보면 1stSVZ또는 2ndSVZ를 사용하면 Table-top 3D 디스플레이로 사용 가능할 것으로 기대된다. 하지만 f number가 작은 렌즈를 제작하는 것은 쉽지 않다.
일반적으로 집적영상 디스플레이를 직시형으로 사용할 때에는 SVZ의 시역이 넓지 않아 양안을 커버하지 못해 사용하지 못하는 경우가 발생한다. 하지만 Table-top으로 사용할 경우 양안이 같은 축 상에 있어 양안을 커버하는 데는 문제가 없는 것을 볼 수 있다.
따라서 일반적인 렌즈 어레이를 사용한 집적영상 디스플레이 기술을 이용하여 Table-top 3D 디스플레이를 구성하기 위해서는 높은 차수의 시역을 이용하면 가능해지게 된다. 하지만 도 5 및 식 (8), (9)를 보면 SVZ의 차수가 높아질수록 시역은 좁아지는 것을 볼 수 있다.
일실시예로 f number 5의 렌즈를 사용하였고 이 경우 MVZ, 1stSVZ,2ndSVZ,3rdSVZ는 각각 11.421, 10.989, 9.866, 8.427도를 갖는 것을 볼 수 있다. 하지만 이 경우 3rdSVZ의 경우에도 시역이 63.435도에서 55.008도로 Table-top으로 적용하기에는 시역이 맞지 않아 더 높은 차수의 VZ을 사용하여야 한다. 하지만 VZ의 차수가 높아질수록 시역이 좁아지는 것은 물론 복원되는 영상의 화질이 저하되는 문제가 발생한다.
따라서 Table-top으로 구성을 하기 위해서는 광 경로를 조절해주는 방법을 접목해야 하며, 렌즈 어레이 위에 linear prism을 부착 하여 시역을 확보하였다.
도 6은 Linear prism을 사용한 제안된 시스템의 시역을 나타낸다. 본 시스템의 방법에서는 아주 조밀한 Linear prism을 사용하여 광 경로를 조절 하였다. 프리즘 공식에 따라 Linear prism에서의 굴절 각도는 식 (10)과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015041206575-pat00010
(10)
여기서 n0, np는 각각 공기 중의 굴절률, 프리즘의 굴절률을 나타내고, α는 프리즘의 각도를 나타낸다. 따라서 조절된 광 경로는 각각 θ's11=θs11+θP, θ's12=θs12+θP로 나타낼 수 있다. 따라서 시역은 θs1으로 유지되고 전체적인 각도는 외곽으로 이동하는 것을 볼 수 있다. 따라서 Table-top 3D 디스플레이에 Linear prism을 채용함으로써 Table-top 3D 디스플레이에 적합한 시역을 만들 수 있는 것을 볼 수 있다.
Table-top 3D 디스플레이 시스템에서는 직시형 3D 디스플레이와는 다르게 측면부의 영상을 보여줄 수 있어야 한다.
따라서 측면부에 대한 영상을 획득하고 이를 디스플레이 할 수 있어야 한다.
도 7(a)는 임의의 물체에 대하여 3차원 정보를 획득하고 디스플레이하는 기하학 구조를 나타내며, 측면부의 영상을 획득하기 위하여 카메라가 기울어져 위치해 있어 픽업 광축이 기울어진 것을 볼 수 있다. 하지만 디스플레이는 아래에 바로 놓여있고 이에 수직한 디스플레이 광축을 갖게 되며, 픽업과 디스플레이 간에 광축의 차이(θpd)가 생기고 이를 보정하는 작업이 필요하게 된다. 상기에서 광축 간의 차이는 디스플레이 시스템에서 사용하는 SVZ의 차수에 따라 결정이 된다.
도 7의 7(b)와 7(c)는 기준면과 기준면에 Box를 두고 획득한 밝기 및 깊이 정보를 나타낸다. 이중 깊이 영상을 보면 기준면이 광축과 기울어져 있기 때문에 영상의 아래 부분은 밝고 윗부분은 어두운 것을 볼 수 있으며, 상기 정보를 이용하여 요소영상을 만들고 복원하게 되면 기준면의 위치에 따른 깊이 차이가 발생하게 되어 복원 영상이 기울어져 보이게 된다. 7(d)는 7(c)의 밝기 영상과 7(c)의 깊이 정보에서 7(b)의 깊이 정보를 뺀 것으로서 기준면에 대한 기준 깊이를 보상한 것으로, 7(b)-(c)의 붉은 선에 대한 수치를 7(e)의 그래프의 검은색, 붉은색 선에 각각 나타내었으며, 앞에서 언급한 것처럼 검정색과 붉은색 선은 y축에 따라 깊이 정보가 달라 기울어진 것을 볼 수 있다.
특히 7(a)의 Plane A, Plane B에 대해서는 같은 기울기를 갖고 Plane C에 대해서는 일정 기울기를 갖고 있는 것을 볼 수 있다. 도 7(e)의 녹색 선은 7(d)의 붉은 선에 대한 정보로 이를 보면 Plane A의 깊이 정보는 0이고, Plane B의 깊이 정보는 일정한 값(96)을 갖는 것을 볼 수 있다. 하지만 Plane C의 정보는 특정 기울기를 갖고 있는 것을 볼 수 있으며, 상기를 이용하여 요소영상을 만들고 복원하게 되면 MVZ에서 보았을 때 같은 모양으로 복원이 되며, 상기를 SVZ를 통해 보게 되면 도 2 및 식 (6)과 같이 깊이 정보에 따라 수평 이동을 하게 된다. 즉, 깊이 정보가 크면 많이 이동하고 작으면 적게 이동되며, 특히 높은 차수의 SVZ를 통해 보면 수평 이동량이 많을 것이고 낮은 차수의 SVZ를 통해 보면 수평 이동량이 적다. 하지만 앞에서 언급한 것처럼 높은 차수의 SVZ는 디스플레이 시스템의 특성에 따라 영상의 화질 저하 등의 문제가 발생하여 사용할 수 없게 되며, 디스플레이 시스템의 특성에 따라 적절한 SVZ를 선택하고 이 SVZ를 통해 복원된 정보를 보면 8(e)의 파란색 선처럼 복원이 될 것이다.
제안된 방법에서는 앞에서 언급한 것처럼 시역 확보를 위하여 Linear prism을 추가적으로 사용하고 이를 통하여 복원된 영상의 수평 이동량을 추가적으로 보정하게 되고, 보정되는 양이 SVZ의 경우와 같이 깊이 정보의 양에 따라 달라진다. 따라서 적절한 Linear prism을 선택하게 되면 도 8(e)의 하늘색 선과 같이 Box 모양이 복원 되며, 더 자세하게는, Plane A의 깊이 정보는 0, Plane B의 깊이 정보는 일정 값(96)을, Plane C는 PLANE A와 수직으로 같은 y의 위치에 복원되어 원래의 Box 모양이 복원되는 것을 볼 수 있다.
지금까지 언급한 Table-top 3D 디스플레이 시스템은 디스플레이의 한쪽 면에서만 3차원 영상을 볼 수 있다. 하지만 진정한 Table-top 3D 디스플레이를 위해서는 광 경로를 조절해 모든 방향에서 3차원 영상을 볼 수 있어야 한다.
광 경로를 조절하는 방법으로는 프리즘의 각도 및 방향을 변경시켜줄 수 있는 가변 Linear prism을 사용하거나 Linear prism을 회전시킬 수 있다. 이때 이러한 변경 또는 회전에 맞추어 프리즘의 방향에 따라 그 방향에 해당하는 영상을 획득하여 요소영상을 만들어 디스플레이 해야 하며. 프리즘의 방향과 디스플레이 된 영상을 동기화 시켜 Time-sequential하게 변경하거나 사람의 눈을 추적하여 그에 맞는 방향 및 영상을 표현할 수 있다.
따라서 본 발명은 Table-top 형태로써, 양안이 같은 축 상에 있어 양안을 커버 할 수 있고, 어레이 렌즈를 사용한 집적영상 디스플레이 기술을 이용하고, Table-top 3D 디스플레이를 구성하기 위해 높은 차수의 시역을 이용함으로써, VZ의 차수가 높아질수록 시역이 좁아지며 복원되는 영상의 화질이 좋아지며, 광 경로를 조절해주는 방법으로 렌즈 어레이 위에 linear prism을 부착하여 시역을 확보해주는 현저한 효과가 있다.

Claims (8)

  1. Table-top 3D디스플레이를 구현하기 위하여, 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 사용하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 Table-top 3D 디스플레이 방법에 있어서,
    상기 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 방법은 요소영상면(Elemental image plane)이 하부에 위치하여 요소영상이 디스플레이 되고, 이에 대응되게 렌즈어레이가 상부에 위치하여 상기 렌즈어레이를 통해 Oblique projection view영상의 밝기 및 깊이 정보를 획득하는 영상획득단계; 상기 획득된 Oblique projection view 영상을 Table-top 3D 디스플레이를 위한 축변환을 통한 깊이 정보를 보정하는 보정단계; 밝기 정보와 상기 보정된 깊이 정보를 이용하여 요소영상을 생성하는 요소영상 생성단계; Table-top 디스플레이 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 Table-top 3D 디스플레이 방법
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 보정단계는 3차원 정보를 통하여 디스플레이하는 것으로, 측면부의 영상을 획득하기 위해서는 카메라가 기울어져 위치해 있어 픽업광축이 기울어지지만 디스플레이는 아래에 바로 놓여있고 이에 수직한 디스플레이광축을 갖게 되므로 픽업과 디스플레이에 광축간의 차이(θpd)가 생기고 이를 보정하는 작업이 필요하되, 상기 광축간의 차이는 SVZ의 차수에 따라 결정이 되는 것이며, 기준면과 기준면에 물체를 두고 획득한 밝기 및 깊이정보를 나타내되, 깊이영상은 기준면이 광축과 기울어져 있기 때문에 영상의 일부 부분은 밝고 다른 부분은 어두우므로 이 정보를 이용하여 요소영상을 만들고 복원하게 되면 기준면의 위치에 따른 깊이차이가 발생하게 되어 복원영상이 기울어져 보이게 되는 것을 특징으로 하는 Table-top 3D 디스플레이 방법
  4. 제1항에 있어서, 상기 Sub-viewing zone의 차수에 따른 복원영상의 이동량 차이를 통해 직립영상을 표현할 수 있는 것을 특징으로 하는 Table-top 3D 디스플레이 방법
  5. 제1항에 있어서, 상기 렌즈어레이 위에 linear prism을 설치하여 직립영상의 보정 및 시야각 조정을 하는 방법을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Table-top 3D 디스플레이 방법
  6. 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 설치하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 것으로, 요소영상면 (Elemental image plane)이 하부에 위치하여 요소영상이 디스플레이 되고, 이에 대응되게 렌즈어레이가 상부에 위치하여 상기 렌즈어레이를 통해 영상을 획득하고 디스플레이 하되, 깊이(mg)에 위치한 포인트M(ym, zm)에 대하여 n번째 렌즈를 통해 복원하되, 원래의 요소렌즈(n-th)에 이웃한 요소렌즈{(n-1)-th}로 복원을 하게 되는 것을 특징으로 하는 Table-top 3D 디스플레이 시스템
  7. 제6항에 있어서, 상기 mg의 거리에 위치한 포인트M을 n번째 요소렌즈로 픽업한 후 l만큼 떨어진 요소렌즈를 통해 복원하게 되면 복원되는 포인트가 (m+1)lP만큼 이동하고 이로부터 Table-top형태의 디스플레이 시스템에서 측면으로의 시역을 형성하여 측면에서 영상을 관찰할 수 있는 것을 특징으로 하는 Table-top 3D 디스플레이 시스템
  8. 제6항에 있어서, 상기 렌즈어레이 위에 linear prism을 설치하여 직립영상의 보정 및 시야각 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 Table-top 3D 디스플레이 시스템
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