KR101831748B1 - 무안경 3d 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무안경 3D 디스플레이 장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치는 3D 가상 물체를 포함하는 3D 영상 혹은 3D 가상 물체 및 텍스트를 포함하는 3D 영상을 표시하는 영상 표시부; 및 상기 영상 표시부로부터 표시되는 상기 3D 영상을 시청자를 향해 반사 및 투과시키고, 시청자와 마주하고 있는 실제 물체를 투과시켜, 상기 3D 영상과 상기 실제 물체가 합쳐져 시청자에게 보여지도록 하는 광학부를 포함한다.

Description

무안경 3D 디스플레이 장치{AUTOSTEREOSCOPIC 3D DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 무안경 3D 디스플레이 장치에 관한 것으로, 상세하게는 증강현실 구현이 가능한 무안경 3D 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 양안(兩眼) 사이의 거리를 안간(interocular)이라 하는데, 좌안과 우안은 물체를 바라볼 때 안간으로 인해 약간씩 서로 다른 영상을 관측하게 된다. 이를 양안시차(Binocular Disparity)라 하며, 사람은 이 양안시차 때문에 입체감을 느낀다.
따라서, 좌우의 눈이 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면, 뇌는 이를 서로 융합하여 본래의 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 된다. 이를 통상적으로 스테레오그라피(steerography)라 한다.
입체영상을 구현하는 기술들은 대부분 양안시차를 이용한다. 이 기술들은 좌안에 좌측에서 본 영상(좌안 영상)을 제시하고, 우안에 우측에서 본 영상(우안 영상)을 제시함으로써 양안에 시차를 준다.
좌안 영상과 우안 영상을 분리하여 좌안과 우안 각각에 제시하는 방식으로는 안경(stereoscopic) 방식과 무안경(autostereoscopic) 방식이 있고, 무안경 방식에는 패럴렉스 배리어(parallax barrier) 방식과 렌티큘러(lenticular) 방식 등이 있다.
무안경 방식의 3D 디스플레이 방식의 경우에는, 디스플레이 패널 뒤에 위치하는 실제 물체가 보이지 않기 때문에, 디스플레이 패널 뒤의 물체가 보여야 하는 증강현실 등의 서비스 목적으로 사용 불가능한 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 디스플레이 스크린 뒤의 물체가 육안에 관측되게 함으로써, 증강현실 구현이 가능한 무안경 3D 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치는 3D 가상 물체를 포함하는 3D 영상 혹은 3D 가상 물체 및 텍스트를 포함하는 3D 영상을 표시하는 영상 표시부; 및 상기 영상 표시부로부터 표시되는 상기 3D 영상을 시청자를 향해 반사 및 투과시키고, 시청자와 마주하고 있는 실제 물체를 투과시켜, 상기 3D 영상과 상기 실제 물체가 합쳐져 시청자에게 보여지도록 하는 광학부를 포함한다.
상기 광학부는 상기 실제 물체의 전방에 위치하는 하나의 빔 스플리터를 포함하고, 상기 영상 표시부는 상기 빔 스플리터 하방에 위치하여, 3D 가상 물체를 포함하는 3D 영상을 표시하는 제 1 영상 표시부를 포함하고, 상기 빔 스플리터는 상기 제 1 영상 표시부로부터의 3D 영상을 시청자를 향해 반사시킨다.
상기 광학부는 상기 실제 물체의 전방에 위치하는 하나의 빔 스플리터를 포함하고, 상기 영상 표시부는 3D 가상 물체 및 텍스트를 포함하는 3D 영상을 표시하고, 상기 빔 스플리터는 상기 영상 표시부로부터의 3D 가상 물체를 시청자를 향해 반사시키고, 상기 영상 표시부로부터의 텍스트를 시청자를 향해 반사시키거나 투과시킨다.
상기 영상 표시부는 3D 가상 물체를 표시하는 제 1 영상 표시부와, 텍스트를 표시하는 제 2 영상 표시부로 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 영상 표시부는 상기 빔 스플리터 하방에 상하 구조로 위치하되, 상기 제 1 영상 표시부 상부에 상기 제 2 영상 표시부가 위치한다.
상기 영상 표시부는 상기 영상 표시부는 3D 가상 물체를 표시하는 제 1 영상 표시부와, 텍스트를 표시하는 제 2 영상 표시부로 구성되고, 상기 제 1 영상 표시부는 상기 빔 스플리터의 하방에 위치하고, 상기 제 2 영상 표시부는 상기 빔 스플리터의 전방에 위치한다.
상기 영상 표시부는 3D 가상 물체를 표시하는 제 1 영상 표시부와, 텍스트를 표시하는 제 2 영상 표시부로 구성되고, 상기 제 1 영상 표시부는 상기 빔 스플리터의 하방에 위치하고, 상기 제 2 영상 표시부는 상기 빔 스플리터의 후방에 위치한다.
상기 제 1 영상 표시부는 저화질 무안경 3D 표시 패널이고, 상기 제 2 영상 표시부는 고화질 투명 2D 표시 패널이다.
상기 영상 표시부는 3D 가상 물체 및 텍스트를 포함하는 3D 영상을 표시하고, 상기 광학부는 상기 영상 표시부로부터의 3D 가상 물체 및 텍스트를 반사 혹은 투과시키는 제 1 빔 스플리터; 및 상기 제 1 빔 스플리터로부터 입사되는 3D 가상 물체와 텍스트를 시청자 방향으로 반사시키는 제 2 빔 스플리터를 포함한다.
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이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치는 각 화소별로 소정의 투명 영역이 형성된 디스플레이 스크린을 구비하기 때문에, 투명 영역을 통해 실제 물체가 육안에 의해 관측될 수 있다.
이와 같이 실제 물체가 육안에 의해 관측될 수 있기 때문에, 패럴랙스 배리어 방식의 무안경 3D 디스플레이 장치를 이용하여 구글 글래스, MS 홀로렌즈 등 See-through 디스플레이 장치와 같이 3D 증강현실 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 일례의 구성을 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 다른 예의 구성을 도시한 도면이다.
도 2c는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 또 다른 예의 구성을 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 일례의 구성을 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 다른 예의 구성을 도시한 도면이다.
고문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 “~사이에”와 “바로 ~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치(100)는 영상 표시부(110) 및 광학부(130)를 포함한다.
상기 영상 표시부(110)는 3D 영상을 디스플레이하도록 구현되는 것으로서, 예를 들면, 영상 표시부(110)를 통해 디스플레이되는 3D 영상에는 3D 가상 물체(Virtual Object, VO)가 포함되어 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 상기 영상 표시부(110)가 3D 가상 물체(VO)를 디스플레이하는 것으로 설명한다.
이때, 상기 영상 표시부(110)는 무안경 방식의 3D 표시 패널(111, ‘제 1 영상 표시부’ )로 구현될 수 있으며, 예를 들어 패럴랙스 배리어 방식의 3D 표시 패널 혹은 렌티큘러(lenticular) 방식의 3D 표시 패널로 구현될 수 있다.
상기 광학부(130)는 영상 표시부(110)에 디스플레이되는 3D 가상 물체(VO)를 시청자를 향해 반사시키고, 시청자와 마주하고 있는 실제 물체(Real Object, RO)를 투과시켜, 3D 가상 물체(VO)와 실제 물체(RO)가 합쳐진 합성 물체(150)가 시청자에게 보여지도록 하기 위해 구성된다.
상기 광학부(130)는 예를 들면, 하나의 빔 스플리터(131)로 구현될 수 있으며, 영상 표시부(110) 상부에 기울여서 설치된다. 이때, 시청자를 기준으로, 상기 광학부(130)의 후방에 실제 물체(RO)가 위치한다.
즉, 상기 광학부(130)는 영상 표시부(110)에 표시되는 3D 가상 물체(VO)를 시청자를 향해 반사시키고, 광학부(130)의 후방에 위치하는 실제 물체(RO)를 투과시켜, 3D 가상 물체(VO)와 실제 물체(RO)가 합쳐진 합성 물체(150)가 시청자에게 보여지도록 영상 표시부(110) 상부에 설치된다.
이때, 상기 광학부(130)로서 이용되는 빔 스플리터(131)의 특성에 따라, 빔 스플리터(131)는 시청자를 향해 기울어지도록 설치된다. 즉, 상기 빔 스플리터(131)는 실제 물체(RO) 반대 방향으로 기울어지도록 설치된다.
이에, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치(100)에 따르면, 영상 표시부(110)에 표시되는 3D 가상 물체(VO)는 광학부(130)에 의해 반사되어 신청자를 향하게 되고, 광학부(130)의 후방에 위치하는 실제 물체(RO)는 광학부(130)를 투과하여 시청자에게 보여진다.
따라서, 시청자는 실제 물체(RO)와 영상 표시부(110)로부터의 3D 가상 물체(VO)가 합쳐진 합성 물체(150)를 볼 수 있게 되므로, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치(100)를 이용하여 증강 현실을 구현할 수 있다.
한편, 무안경 3D 디스플레이 장치는 보통 8개의 시점을 동시에 보여주는데, 이때 눈에 보이는 실제 해상도가 1/8로 감소하는 문제가 있다. 만약, 무안경 3D 디스플레이 장치가 2개의 시점을 동시에 보여주는 경우에는 실제 해상도는 1/2로 감소한다.
본 발명의 제 1 실시 예는 영상 표시부(110)가 3D 가상 물체(VO)를 디스플레이하는 경우로서, 영상 표시부(110)는 3D 가상 물체(VO) 이외에 텍스트도 디스플레이할 수 있다.
텍스트는 다시점 무안경 3D 디스플레이 장치로 디스플레이되는 경우, 해상도가 낮아져 눈으로 알아보기 어렵다는 문제점이 있다.
이하에서, 영상 표시부가 3D 가상 물체와 텍스트를 함께 디스플레이하는 경우에 대해서 설명하기로 한다.
도 2a는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 일례의 구성을 도시한 도면이고, 도 2b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 다른 예의 구성을 도시한 도면이고, 도 2c는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 또 다른 예의 구성을 도시한 도면이다.
도 2a 내지 2c를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치(200)는 영상 표시부(210) 및 광학부(230)를 포함한다.
상기 영상 표시부(210)는 3D 영상을 디스플레이하도록 구현되는 것으로서,
및 텍스트(T)를 디스플레이하도록 구현되는 것으로서, 영상 표시부(210)를 통해 디스플레이되는 3D 영상에는 3D 가상 물체(Virtual Object, VO)와 텍스트(T)가 포함된다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 상기 영상 표시부(210)가 3D 가상 물체(VO)와 텍스트(T)를 디스플레이하는 것으로 설명한다.
이때, 상기 영상 표시부(210)는 3D 가상 물체(VO)를 디스플레이하는 제 1 영상 표시부(211) 및 텍스트(T)를 디스플레이하는 제 2 영상 표시부(213)로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 영상 표시부(211)는 저화질 무안경 3D 표시 패널일 수 있고, 상기 제 2 영상 표시부(213)는 고화질 투명 2D 표시 패널일 수 있다.
즉, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치(200)는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치(100)와 대비하여, 텍스트(T)를 디스플레이하는 제 2 영상 표시부(213)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있다.
상기 광학부(230)는 영상 표시부(210)에 디스플레이되는 3D 가상 물체(VO)를 시청자를 향해 반사시키고, 영상 표시부(210)에 디스플레이되는 텍스트(T)를 반사시키거나 투과시키고, 시청자와 마주하고 있는 실제 물체(RO)를 투과시켜, 3D 가상 물체(V0), 실제 물체(RO) 및 텍스트(T)가 합쳐진 합성 물체(250)가 시청자에게 보여지도록 하기 위해 구성된다.
이때, 상기 광학부(230)는 예를 들면, 하나의 빔 스플리터(231)로 구현될 수 있으며, 시청자를 기준으로, 상기 광학부(230)의 후방에 실제 물체(RO)가 위치한다.
그리고, 상기 광학부(230)로서 이용되는 빔 스플리터(231)의 특성에 따라, 빔 스플리터(231)는 시청자를 향해 기울어지도록 위치된다. 즉, 상기 빔 스플리터(231)는 실제 물체(RO) 반대 방향으로 기울어지도록 위치된다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치(200)의 영상 표시부(210) 및 광학부(230)의 위치 관계에 대해서 좀 더 살펴보자.
본 발명의 제 2 실시 예에 따르면, 영상 표시부(210)는 2개의 영상 표시부(211, 213)로 구현되고, 광학부(230)는 하나의 빔 스플리터(231)로 구현된다.
도 2a에서와 같이, 시청자를 기준으로 빔 스플리터(231)는 실제 물체(RO)의 전방에 위치하고, 빔 스플리터(231) 하방에 제 1 영상 표시부(211) 및 제 2 영상 표시부(213)가 상하 구조로 위치하되, 제 1 영상 표시부(211)가 제 2 영상 표시부(313) 하방에 위치할 수 있다.
이와 같이, 제 1 영상 표시부(211)가 제 2 영상 표시부(213) 하방에 위치하는 이유는 투명한 제 2 영상 표시부(213)가 제 1 영상 표시부(211) 전면에 위치하여야, 제 1 영상 표시부(211)에 디스플레이되는 3D 가상 물체(VO)를 투과시킬 수 있기 때문이다.
따라서, 제 1 영상 표시부(211)에 디스플레이되는 3D 가상 물체(VO)는 전방에 위치하는 제 2 영상 표시부(213)를 투과하여 빔 스플리터(231)에 도달된 후 빔 스플리터(231)에 의해 반사되어 시청자를 향하게 된다.
그리고, 제 2 영상 표시부(213)에 디스플레이되는 텍스트(T)는 빔 스플리터(231)에 의해 반사되어 시청자를 향하게 되고, 빔 스플리터(230)의 후방에 위치하는 실제 물체(RO)는 빔 스플리터(230)에 의해 투과되어 시청자에게 보여진다.
이에, 시청자는 제 1 영상 표시부(211)로부터의 3D 가상 물체(VO), 제 2 영상 표시부(213)로부터의 텍스트(T) 및 실제 물체(RO)가 합쳐진 합성 물체(250)를 볼 수 있게 되므로, 도 2a에 도시된 무안경 3D 디스플레이 장치(200)를 이용하여 증강 현실을 구현할 수 있다.
도 2b에서와 같이, 시청자를 기준으로 빔 스플리터(231)가 실제 물체(RO)의 전방에 위치하고, 제 1 영상 표시부(211)가 빔 스플리터(231) 하방에 위치하고, 제 2 영상 표시부(213)는 시청자를 기준으로 빔 스플리터(231) 전방에 위치할 수 있다.
즉, 상기 빔 스플리터(231) 전방에 제 2 영상 표시부(211)가 위치하고, 빔 스플리터(231) 후방에 실제 물체(RO)가 위치하며, 빔 스플리터(231) 하방에 제 1 표시부(211)가 위치한다.
따라서, 제 1 영상 표시부(211)에 디스플레이되는 3D 가상 물체(VO)는 빔 스플리터(231)에 의해 반사되어 시청자를 향하고, 제 2 영상 표시부(213)에 디스플레이되는 텍스트(T)는 시청자를 향해 디스플레이되고, 실제 물체(RO)는 빔 스플리터(231) 및 제 2 영상 표시부(213)를 통해 투과되어 시청자에게 보여진다.
이에, 시청자는 제 1 영상 표시부(211)로부터의 3D 가상 물체(VO), 제 2 영상 표시부(213)로부터의 텍스트(T) 및 실제 물체(RO)가 합쳐진 합성 물체(250)를 볼 수 있게 되므로, 도 2b에 도시된 무안경 3D 디스플레이 장치(200)를 이용하여 증강 현실을 구현할 수 있다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 시청자를 기준으로 빔 스플리터(231)가 실제 물체(RO) 전방에 위치하고, 제 1 영상 표시부(211)가 빔 스플리터(231) 하방에 위치하고, 제 2 영상 표시부(213)가 빔 스플리터(231)와 실제 물체(RO) 사이에 위치할 수 있다.
즉, 상기 빔 스플리터(231) 하방에 제 1 영상 표시부(211)가 위치하고, 빔 스플리터(231) 후방에 제 2 영상 표시부(213)가 위치하고, 제 2 영상 표시부(213) 후방에 실제 물체(RO)가 위치한다.
따라서, 제 1 영상 표시부(211)에 디스플레이되는 3D 가상 물체(VO)는 빔 스플리터(231)에 의해 반사되어 시청자를 향하고, 제 2 영상 표시부(213)에 디스플레이되는 텍스트(T)는 빔 스플리터(231)를 통해 투과되어 시청자에게 보여지고, 실제 물체(RO)는 제 2 영상 표시부(213) 및 빔 스플리터(231)를 통해 투과되어 시청자에게 보여진다.
이에, 시청자는 제 1 영상 표시부(211)로부터의 3D 가상 물체(VO), 제 2 영상 표시부로부터의 텍스트(T) 및 실제 물체(RO)가 합쳐진 합성 물체(250)를 볼 수 있게 되므로, 도 2c에 도시된 무안경 3D 디스플레이 장치(200)를 이용하여 증강 현실을 구현할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 일례의 구성을 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치의 다른 예의 구성을 도시한 도면이다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치(300)는 영상 표시부(310) 및 광학부(330)를 포함한다.
상기 영상 표시부(310)는 3D 영상을 디스플레이하도록 구현되는 것으로서, 영상 표시부(310)를 통해 디스플레이되는 3D 영상에는 3D 가상 물체(Virtual Object, VO)와 텍스트(T)가 포함되어 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 상기 영상 표시부(310)가 3D 가상 물체(VO)와 텍스트(T)를 디스플레이하는 것으로 설명한다.
이때, 상기 영상 표시부(310)는 3D 가상 물체(VO)를 디스플레이하는 제 1 영상 표시부(311) 및 텍스트(T)를 디스플레이하는 제 2 영상 표시부(313)로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 영상 표시부(311)는 저화질 무안경 3D 표시 패널일 수 있고, 상기 제 2 영상 표시부(313)는 고화질 투명 2D 표시 패널일 수 있다.
상기 광학부(330)는 영상 표시부(310)에 디스플레이되는 3D 가상 물체(VO)와 텍스트(T)가 시청자에게 보여지도록 하기 위한 것으로서, 반사 및 투과를 이용하여 3D 가상 물체(VO)와 텍스트(T)가 시청자에게 보여지도록 구성된다.
또한, 상기 광학부(330)는 시청자와 마주하고 있는 실제 물체(RO)가 시청자에게 보여지도록 구성된다.
즉, 상기 광학부(330)는 3D 가상 물체(V0), 실제 물체(RO) 및 텍스트(T)가 합쳐진 합성 물체(350)가 시청자에게 보여지도록 하기 위해 구성된다.
이때, 상기 광학부(330)는 제 1 및 제 2 빔 스플리터(331, 333)로 구현될 수 있다.
상기 제 1 빔 스플리터(331)는 제 1 영상 표시부(311)에 디스플레이되는 3D 가상 물체(VO)를 반사 혹은 투과시켜 제 2 빔 스플리터(333)로 입사되도록 한다.
또한, 상기 제 1 빔 스플리터(331)는 제 2 영상 표시부(313)에 디스플레이되는 텍스트(T)를 반사 혹은 투과시켜 제 2 빔 스플리터(333)로 입사되도록 한다.
그리고, 상기 제 2 빔 스플리터(333)는 제 1 빔 스플리터(331)로부터 입사되는 3D 가상 물체(VO)와 텍스트(T)를 시청자 방향으로 반사시킨다.
또한, 상기 제 2 빔 스플리터(333)는 후방에 위치하는 실제 물체(RO)를 투과시켜 실제 물체(RO)가 시청자에게 보여지도록 한다.
본 발명의 제 3 실시 예에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치(300)의 영상 표시부(310) 및 광학부(330)의 위치 관계에 대해서 좀 더 살펴보자.
본 발명의 제 3 실시 예에 따르면, 영상 표시부(210)는 2개의 영상 표시부(311, 313)로 구현되고, 광학부(230)는 2개의 빔 스플리터(331, 333)로 구현된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 시청자를 기준으로, 실제 물체(RO) 전방에 제 2 빔 스플리터(333)가 위치하고, 제 2 빔 스플리터(333) 하방에 제 1 빔 스플리터(331)가 위치한다.
상기 제 2 빔 스플리터(333)는 실제 물체(RO)가 투영되어 시청자가 볼 수 있도록 위치하고, 상기 제 1 빔 스플리터(331)는 제 1 영상 표시부(311)로부터의 3D 가상 물체(VO)와 제 2 영상 표시부(313)로부터의 텍스트(T)를 제 2 빔 스플리터(333)로 입사시키도록 위치한다.
이때, 상기 제 1 빔 스플리터(331)는 제 2 빔 스플리터(333) 하방에 제 2 빔 스플리터(333)와 대칭되도록 위치할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 빔 스플리터(331)의 하방에는 제 2 영상 표시부(313)가 위치하고, 시청자를 기준으로, 제 1 빔 스플리터(331) 전방에는 제 1 영상 표시부(311)가 위치한다.
즉, 상기 제 1 빔 스플리터(331)는 전방에 위치하는 제 1 영상 표시부(311)로부터의 3D 가상 물체(VO)를 제 2 빔 스플리터(333)로 반사시키고, 하방에 위치하는 제 2 영상 표시부(313)로부터의 텍스트(T)를 제 2 빔 스플리터(333)로 투과시킨다.
따라서, 상기 제 1 영상 표시부(311)로부터의 3D 가상 물체(VO)는 제 1 빔 스플리터(331)에 의해 제 2 빔 스플리터(333)로 반사되고, 제 2 빔 스플리터(333)에 의해 시청자 방향으로 반사된다.
그리고, 상기 제 2 영상 표시부(313)로부터의 텍스트(T)는 제 1 빔 스플리터(331)를 투과하여 제 2 빔 스플리터(333)로 입사되고, 제 2 빔 스플리터(333)에 의해 시청자 방향으로 반사된다.
이에, 시청자는 제 1 영상 표시부(311)로부터의 3D 가상 물체(VO), 제 2 영상 표시부(313)로부터의 텍스트(T) 및 실제 물체(RO)가 합쳐진 합성 물체(350)를 볼 수 있게 되므로, 도 3a에 도시된 무안경 3D 디스플레이 장치(300)를 이용하여 증강 현실을 구현할 수 있다.
한편, 도 3b에 도시된 구성은 제 1 및 제 2 영상 표시부(311, 313)의 위치가 서로 바뀐 것 이외에는 도 3a에 도시된 구성과 동일하다.
즉, 도 3b에 있어서는, 상기 제 1 빔 스플리터(331)의 하방에 제 1 영상 표시부(311)가 위치하고, 시청자를 기준으로, 제 1 빔 스플리터(331)의 전방에 제 2 영상 표시부(313)가 위치한다.
따라서, 상기 제 1 빔 스플리터(331)는 전방에 위치하는 제 1 영상 표시부(313)로부터의 텍스트(T)를 제 2 빔 스플리터(333)로 반사시키고, 하방에 위치하는 제 1 영상 표시부(311)로부터의 3D 가상 물체(VO)를 제 2 빔 스플리터(333)로 투과시킨다.
이에, 상기 제 1 영상 표시부(311)로부터의 3D 가상 물체(VO)는 제 1 빔 스플리터(331)를 투과하여 제 2 빔 스플리터(333)로 입사되고, 제 2 빔 스플리터(333)에 의해 시청자 방향으로 반사된다.
그리고, 상기 제 2 영상 표시부(313)로부터의 텍스트(T)는 제 1 빔 스플리터(331)에 의해 제 2 빔 스플리터(333)로 반사되고, 제 2 빔 스플리터(333)에 의해 시청자 방향으로 반사된다.
따라서, 시청자는 제 1 영상 표시부(311)로부터의 3D 가상 물체(VO), 제 2 영상 표시부(313)로부터의 텍스트(T) 및 실제 물체(RO)가 합쳐진 합성 물체(350)를 볼 수 있게 되므로, 도 3b에 도시된 무안경 3D 디스플레이 장치(300)를 이용하여 증강 현실을 구현할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 무안경 3D 디스플레이 장치를 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300 : 무안경 3D 디스플레이 장치
110, 210, 310 : 영상 표시부
130, 230, 330 : 광학부
150, 250, 350 : 합성 물체
RO : 실제 물체(Real Object)
T : 텍스트
VO : 가상 물체(Virtual Object)

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 3D 가상 물체를 포함하는 3D 영상 혹은 3D 가상 물체 및 텍스트를 포함하는 3D 영상을 표시하는 영상 표시부; 및
    상기 영상 표시부로부터 표시되는 상기 3D 영상을 시청자를 향해 반사 및 투과시키고, 시청자와 마주하고 있는 실제 물체를 투과시켜, 상기 3D 영상과 상기 실제 물체가 합쳐져 시청자에게 보여지도록 하는 광학부를 포함하고,
    상기 광학부는 상기 실제 물체의 전방에 위치하는 하나의 빔 스플리터를 포함하고,
    상기 영상 표시부는 3D 가상 물체 및 텍스트를 포함하는 3D 영상을 표시하고,
    상기 빔 스플리터는 상기 영상 표시부로부터의 3D 가상 물체를 시청자를 향해 반사시키고, 상기 영상 표시부로부터의 텍스트를 시청자를 향해 반사시키거나 투과시키며,
    상기 영상 표시부는 3D 가상 물체를 표시하는 제 1 영상 표시부와, 텍스트를 표시하는 제 2 영상 표시부로 구성되고,
    상기 제 1 및 제 2 영상 표시부는 상기 빔 스플리터 하방에 상하 구조로 위치하되, 상기 제 1 영상 표시부 상부에 상기 제 2 영상 표시부가 위치하는
    무안경 3D 디스플레이 장치.
  5. 3D 가상 물체를 포함하는 3D 영상 혹은 3D 가상 물체 및 텍스트를 포함하는 3D 영상을 표시하는 영상 표시부; 및
    상기 영상 표시부로부터 표시되는 상기 3D 영상을 시청자를 향해 반사 및 투과시키고, 시청자와 마주하고 있는 실제 물체를 투과시켜, 상기 3D 영상과 상기 실제 물체가 합쳐져 시청자에게 보여지도록 하는 광학부를 포함하고,
    상기 광학부는 상기 실제 물체의 전방에 위치하는 하나의 빔 스플리터를 포함하고,
    상기 영상 표시부는 3D 가상 물체 및 텍스트를 포함하는 3D 영상을 표시하고,
    상기 빔 스플리터는 상기 영상 표시부로부터의 3D 가상 물체를 시청자를 향해 반사시키고, 상기 영상 표시부로부터의 텍스트를 시청자를 향해 반사시키거나 투과시키며,
    상기 영상 표시부는 상기 영상 표시부는 3D 가상 물체를 표시하는 제 1 영상 표시부와, 텍스트를 표시하는 제 2 영상 표시부로 구성되고,
    상기 제 1 영상 표시부는 상기 빔 스플리터의 하방에 위치하고, 상기 제 2 영상 표시부는 상기 빔 스플리터의 전방에 위치하는
    무안경 3D 디스플레이 장치.
  6. 3D 가상 물체를 포함하는 3D 영상 혹은 3D 가상 물체 및 텍스트를 포함하는 3D 영상을 표시하는 영상 표시부; 및
    상기 영상 표시부로부터 표시되는 상기 3D 영상을 시청자를 향해 반사 및 투과시키고, 시청자와 마주하고 있는 실제 물체를 투과시켜, 상기 3D 영상과 상기 실제 물체가 합쳐져 시청자에게 보여지도록 하는 광학부를 포함하고,
    상기 광학부는 상기 실제 물체의 전방에 위치하는 하나의 빔 스플리터를 포함하고,
    상기 영상 표시부는 3D 가상 물체 및 텍스트를 포함하는 3D 영상을 표시하고,
    상기 빔 스플리터는 상기 영상 표시부로부터의 3D 가상 물체를 시청자를 향해 반사시키고, 상기 영상 표시부로부터의 텍스트를 시청자를 향해 반사시키거나 투과시키며,
    상기 영상 표시부는 3D 가상 물체를 표시하는 제 1 영상 표시부와, 텍스트를 표시하는 제 2 영상 표시부로 구성되고,
    상기 제 1 영상 표시부는 상기 빔 스플리터의 하방에 위치하고, 상기 제 2 영상 표시부는 상기 빔 스플리터의 후방에 위치하는
    무안경 3D 디스플레이 장치.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제 1 영상 표시부는 저화질 무안경 3D 표시 패널이고, 상기 제 2 영상 표시부는 고화질 투명 2D 표시 패널인
    무안경 3D 디스플레이 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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