KR101879430B1 - 3차원 영상 표시 장치 및 방법 - Google Patents

3차원 영상 표시 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101879430B1
KR101879430B1 KR1020160175834A KR20160175834A KR101879430B1 KR 101879430 B1 KR101879430 B1 KR 101879430B1 KR 1020160175834 A KR1020160175834 A KR 1020160175834A KR 20160175834 A KR20160175834 A KR 20160175834A KR 101879430 B1 KR101879430 B1 KR 101879430B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
rays
diffused
ray
display panel
Prior art date
Application number
KR1020160175834A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180072354A (ko
Inventor
문석일
이창건
조재범
이승재
이병호
Original Assignee
서울대학교산학협력단
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 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020160175834A priority Critical patent/KR101879430B1/ko
Publication of KR20180072354A publication Critical patent/KR20180072354A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101879430B1 publication Critical patent/KR101879430B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/363—Image reproducers using image projection screens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/10—Processing, recording or transmission of stereoscopic or multi-view image signals
    • H04N13/106—Processing image signals
    • H04N13/161—Encoding, multiplexing or demultiplexing different image signal components
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/322—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using varifocal lenses or mirrors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

픽셀 단위로 광선을 투사하는 프로젝터; 광선을 서로 다른 방향의 광선들로 확산시키는 확산판; 광선들을 소정의 위치에 포커싱하는 광학 소자; 및 광선들의 경로 상에 위치하고, 광선들 각각을 변조시켜, 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 시점 영상들을 제공하는, 디스플레이 패널;를 포함하는 3차원 영상 표시 장치 및 그에 따른 3차원 영상 표시 방법을 개시한다.

Description

3차원 영상 표시 장치 및 방법{Apparatus and method for displaying 3D image}
본 개시는 다시점을 제공할 수 있는 3차원 영상 표시 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 게임, 광고, 의료영상, 교육, 군사 등 여러 분야에서 입체 영상을 제공하는 3차원 영상 디스플레이 장치의 필요성이 크게 요구되고 있다. 또한, 고해상도 TV가 대중화됨에 따라, 입체로 TV를 시청할 수 있는 3차원 TV가 점차 상용화되고 있다. 이에 따라, 다양한 3차원 영상 재현 기술이 제안되고 있다. 현재 상용화되고 있는 3차원 영상 디스플레이 장치는 두 눈의 양안시차(binocular parallax)를 이용하는 것으로, 시점이 서로 다른 좌안용 영상과 우안용 영상을 시청자의 좌안과 우안에 각각 제공함으로써 시청자가 입체감을 느낄 수 있도록 한다. 이러한 3차원 영상 디스플레이 장치에는 특수 안경을 필요로 하는 안경식 3차원 영상 디스플레이 장치와 안경을 필요로 하지 않는 무안경식 3차원 영상 디스플레이 장치가 있다.
본 실시예들에 따르면, 서로 다른 시점 영상들을 표시하기 위한 3차원 영상 표시 장치 및 방법을 제공한다.
제 1 측면에 따른 3차원 영상 표시 장치는, 픽셀 단위로 광선을 투사하는 프로젝터; 광선을 서로 다른 방향의 광선들로 확산시키는 확산판; 광선들을 소정의 위치에 포커싱하는 광학 소자; 및 광선들의 경로 상에 위치하고, 광선들 각각을 변조시켜, 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 시점 영상들을 제공하는, 디스플레이 패널;를 포함할 수 있다.
또한, 프로젝터는, 광원; 및 광원으로부터의 광을 픽셀 단위로 변조시켜, 광선을 투사하는 공간 광 변조기;를 포함하고, 디스플레이 패널은, 광선들 각각을 픽셀 단위로 변조 시켜, 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 방향에서 서로 다른 시점 영상들을 제공할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널은, 픽셀 단위로 투과율(transmittance)을 다르게 하여, 픽셀들을 투과하는 광선들 각각의 세기(intensity)를 조절할 수 있다.
또한, 확산판은, 광선을 수직 및 수평 방향으로 일정 각도만큼 광선들로 확산시키고, 디스플레이 패널은, 수직 및 수평 방향으로 확산된 광선들 각각을 변조시켜, 서로 다른 시점 영상들을 수직 및 수평 방향 각각으로 제공할 수 있다.
또한, 시점 영상들 간의 간격은, 프로젝터와 디스플레이 패널 간의 거리 및 디스플레이 패널의 픽셀들의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 시점 영상들 간의 간격은, 프로젝터와 디스플레이 패널 간의 거리가 가까워질수록 좁아지고, 디스플레이 패널의 픽셀들의 크기가 작아질수록 좁아질 수 있다.
또한, 광학 소자는 프레넬 렌즈이고, 프레넬 렌즈는, 확산판에 의해 확산되는 광선들을 소정의 위치로 포커싱할 수 있다.
또한, 광학 소자는 오목 반거울이고, 오목 반거울은, 디스플레이 패널에 의해 변조된 광선들을 소정의 위치로 포커싱할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널은, 서로 다른 시점 영상들을 시청자의 동공 내에 제공하여, 초다시점(super multi-view)을 구현할 수 있다.
또한, 제 2 측면에 따른 3차원 영상 표시 방법은, 픽셀 단위로 광선을 투사하는 단계; 광선이 서로 다른 방향의 광선들로 확산되도록 제어하는 단계; 광선들을 소정의 위치에 포커싱하는 단계; 및 광선들 각각을 변조시켜, 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 시점 영상들을 제공하는 단계;를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따라, 전술한 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 하나의 프로젝터가 하나의 시점 영상이 아닌 복수의 시점 영상들을 시청자에게 제공할 수 있는 바, 다수의 시점 영상을 고해상도로 제공하는데 필요한 프로젝터의 개수를 줄여서 전체 시스템의 크기 및 부피를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 시청자의 동공에 복수의 시점 영상을 제공할 수 있는 바, 초점 반응을 일으킬 수 있는 초다시점(super multi-view) 조건을 만족시킬 수 있다. 따라서, 시청자는 자연스러운 3차원 입체 영상을 감상할 수 있으며, 단안으로도 입체감을 느낄 수 있다.
본 발명은, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 3차원 영상 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 3차원 영상 표시 장치의 일 실시예를 나타낸다.
도 3은 3차원 영상 표시 장치가 초다시점(super multi-view)을 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따라 3차원 영상 표시 장치가 서로 다른 시점 영상들을 표시하는 실시예를 나타낸다.
도 5는 3차원 영상 표시 장치의 다른 실시예를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따라, 3차원 영상 표시 장치가 3차원 영상 표시 방법을 수행하는 흐름도를 나타낸다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예에 의해 발명을 상세히 설명하기로 한다. 하기 실시예는 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
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 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
도 1은 일 실시예에 따른 3차원 영상 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
3차원 영상 표시 장치(100)는, 적어도 하나의 프로젝터(110), 확산판(120), 광학 소자(130), 및 디스플레이 패널(140)을 포함할 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
적어도 하나의 프로젝터(110)는 픽셀 단위로 광선을 투사할 수 있다. 보다 구체적으로, 적어도 하나의 프로젝터(110)는 광원 및 공간 광 변조기를 포함할 수 있는 바, 공간 광 변조기는 광원으로부터의 광을 픽셀 단위로 변조시켜, 광선을 투사할 수 있다. 공간 광 변조기는 각 픽셀 마다 투과율(transmittance)을 다르게 하여, 각 픽셀로부터 투사되는 광선의 세기를 조절할 수 있다.
확산판(diffuser)(120)은 적어도 하나의 프로젝터(110)로부터 투사되는 광선을 서로 다른 방향의 광선들로 확산시킬 수 있다. 구체적으로, 확산판(120)은 적어도 하나의 프로젝터(110)로부터 투사되는 광선을 수직 방향으로 일정 각도만큼 확산 시킬 수 있고, 또한, 수평 방향으로 일정 각도만큼 확산시킬 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 프로젝터(110)로부터 투사되는 광선이 확산판(120)에 의해 수직 및 수평 방향의 복수의 광선들로 확산될 수 있다.
광학 소자(130)는 확산판(120)에 의해 확산되는 광선들을 소정의 위치로 포커싱할 수 있다. 일 실시예에 따라, 광학 소자(130)는 광선들을 소정의 위치로 포커싱하는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)가 될 수 있다. 또한, 다른 실시예에 따라, 광학 소자(130)는 광선들을 소정의 위치로 포커싱하는 오목 반거울(Concave half mirror)이 될 수 있다.
일 실시예에 따라, 디스플레이 패널(140)은 소정의 위치로 포커싱되는 광선들의 경로 상에 위치할 수 있으며, 광선들 각각을 변조시켜 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 시점 영상들을 제공할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(140)은 소정의 위치로 포커싱되는 광선들 각각을 픽셀 단위로 변조시킬 수 있다. 즉, 디스플레이 패널(140)은 각 픽셀 마다 투과율(transmittance)을 다르게 하여, 각 픽셀을 투과하는 광선들 각각의 세기를 조절할 수 있다. 따라서, 서로 다른 세기의 광선들이 소정의 위치로 포커싱될 수 있고, 소정의 위치를 기준으로 좌우 또는 상하 방향으로 서로 다른 시점 영상들이 제공될 수 있다.
또한, 다른 실시예에 따라, 디스플레이 패널(140)은 확산판(120)으로부터 확산되는 광선들의 경로 상에 위치할 수 있으며, 광선들 각각을 변조시켜 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 시점 영상들을 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 프로젝터(110) 중 일 프로젝터의 하나의 픽셀로부터 투사되는 광선이 확산판(120) 및 디스플레이 패널(140)을 통과함에 따라, 서로 다른 세기의 광선들이 생성될 수 있는 바, 일 프로젝터가 하나의 시점 영상이 아닌 복수의 시점 영상들을 시청자에게 제공할 수 있다. 따라서, 하나의 프로젝터가 하나의 시점 영상이 아닌 복수의 시점 영상들을 시청자에게 제공할 수 있는 바, 다수의 시점 영상을 고해상도로 제공하는데 필요한 프로젝터의 개수를 줄여서 전체 시스템의 크기 및 부피를 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 프로젝터(110)로부터의 광선이 확산판(120)에 의해 수직 및 수평 방향의 광선들로 확산되고, 수직 및 수평 방향으로 확산된 광선들이 디스플레이 패널(140)에 의해 변조되는 바, 적어도 하나의 프로젝터(110)가 수직 방향 또는 수평 방향으로 복수의 시점 영상들을 시청자에게 제공할 수 있다.
도 2는 3차원 영상 표시 장치의 일 실시예를 나타낸다.
3차원 영상 표시 장치(100)는 프로젝터(112), 확산판(122), 프레넬 렌즈(132), 및 LCD 패널(142)을 포함할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
프로젝터(112)는 광원(114) 및 공간 광 변조기(116)를 포함할 수 있다. 공간 광 변조기(116)는 광원(114)으로부터의 광을 픽셀 단위로 변조시켜, 픽셀 단위로 광선을 투사할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 살펴보면, 공간 광 변조기(116)는 픽셀 단위로 세기
Figure 112016125772904-pat00001
,
Figure 112016125772904-pat00002
, 및
Figure 112016125772904-pat00003
의 광선을 투사할 수 있다.
확산판(122)은 프로젝터(112)로부터 투사되는 광선을 서로 다른 방향의 광선들로 확산시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2를 살펴보면, 확산판(122)은 프로젝터(112)로부터 투사되는 세기
Figure 112016125772904-pat00004
,
Figure 112016125772904-pat00005
, 및
Figure 112016125772904-pat00006
의 광선들 각각을 세 방향의 광선들로 확산시킬 수 있다.
프레넬 렌즈(132)는 확산판(122)에 의해 확산되는 광선들을 소정의 위치로 포커싱할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 살펴보면, 프레넬 렌즈(132)는 세기
Figure 112016125772904-pat00007
의 광선으로부터 확산되는 광선들을 위치(210)로 포커싱할 수 있고, 세기
Figure 112016125772904-pat00008
의 광선으로부터 확산되는 광선들을 위치(220)로 포커싱할 수 있고, 세기
Figure 112016125772904-pat00009
의 광선으로부터 확산되는 광선들을 위치(230)로 포커싱할 수 있다
LCD 패널(142)은 프레넬 렌즈(132)에 의해 소정의 위치로 포커싱될 광선들 각각을 변조시켜, 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 시점 영상들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 살펴보면, LCD 패널(142)은 세기
Figure 112016125772904-pat00010
를 갖는 광선들 각각이 통과하는 픽셀의 투과율을 다르게 하여, 세기
Figure 112016125772904-pat00011
의 광선, 세기
Figure 112016125772904-pat00012
의 광선, 및 세기
Figure 112016125772904-pat00013
의 광선을 생성할 수 있다. 또한, LCD 패널(142)은 세기
Figure 112016125772904-pat00014
를 갖는 광선들 각각이 통과하는 픽셀의 투과율을 다르게 하여, 세기
Figure 112016125772904-pat00015
의 광선, 세기
Figure 112016125772904-pat00016
의 광선, 및 세기
Figure 112016125772904-pat00017
의 광선을 생성할 수 있다. 또한, LCD 패널(142)은 세기
Figure 112016125772904-pat00018
를 갖는 광선들 각각이 통과하는 픽셀의 투과율을 다르게 하여, 세기
Figure 112016125772904-pat00019
의 광선, 세기
Figure 112016125772904-pat00020
의 광선, 및 세기
Figure 112016125772904-pat00021
의 광선을 생성할 수 있다.
따라서, 3차원 영상 표시 장치(100)는 위치(210,220,230)를 기준으로 서로 다른 방향으로 서로 다른 세기의 광선을 진행시킬 수 있으므로, 시청자에게 서로 다른 시점 영상들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 시청자(242)는 시야에 들어오는 세기
Figure 112016125772904-pat00022
의 광선, 세기
Figure 112016125772904-pat00023
의 광선, 및 세기
Figure 112016125772904-pat00024
의 광선을 통해 제 1 시점 영상(252)을 볼 수 있다. 또한, 시청자(244)는 시야에 들어오는 세기
Figure 112016125772904-pat00025
의 광선, 세기
Figure 112016125772904-pat00026
의 광선, 및 세기
Figure 112016125772904-pat00027
의 광선을 통해 제 2 시점 영상(254)을 볼 수 있다. 또한, 시청자(246)는 시야에 들어오는 세기
Figure 112016125772904-pat00028
의 광선, 세기
Figure 112016125772904-pat00029
의 광선, 및 세기
Figure 112016125772904-pat00030
의 광선을 통해 제 3 시점 영상(256)을 볼 수 있다.
또한, 프로젝터(112)는 프로젝터(112)로부터 투사되는 이미지가 LCD 패널(142)에 의해 왜곡되는 현상을 방지하기 위해, 미리 보정된 이미지에 해당하는 광선들을 픽셀 단위로 조사할 수 있다. 예를 들어, 프로젝터(112)로부터 투사되는 이미지는 체커보드(checkerboard)를 이용하여 미리 보정된 이미지일 수 있다.
또한, 3차원 영상 표시 장치(100)가 표시하는 서로 다른 시점 영상들 간의 간격 또는 위치들(210,220,230) 간의 간격은, 프로젝터(112)와 LCD 패널(142) 사이의 거리, 및 LCD 패널(142)의 픽셀들의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 서로 다른 시점 영상들 간의 간격 또는 위치들(210,220,230) 간의 간격은, 프로젝터(112)와 LCD 패널(142) 사이의 거리가 멀어질수록 넓어질 수 있고, 프로젝터(112)와 LCD 패널(142) 사이의 거리가 가까워질수록 좁아질 수 있다. 또한, 서로 다른 시점 영상들 간의 간격 또는 위치들(210,220,230) 간의 간격은, LCD 패널(142)의 픽셀들의 크기가 커질수록 넓어질 수 있고, LCD 패널(142)의 픽셀들의 크기가 작아질수록 좁아질 수 있다.
도 2에서는 이해의 편의를 위해, 프로젝터(112)로부터 투사되는 광선이 3개의 광선들로, 확산판(122)으로부터 확산되는 광선들이 3개의 광선들로 도시되었지만, 프로젝터(112)로부터 투사되는 광선 및 확산판(122)으로부터 확산되는 광선은 소정의 이미지를 표현하기 위한 한 다발의 광선들이 될 수 있다. 또한, 도 2에서 도시되는 광선의 진행 경로 변화는 일 예시일 뿐, 이에 한정하여 해석되지 않는다.
또한, 도 2에서는 이해의 편의를 위해, 하나의 프로젝터로 설명되었지만, 복수의 프로젝터들에도 마찬가지로 적용이 가능하다.
도 3은 3차원 영상 표시 장치가 초다시점(super multi-view)을 구현하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
3차원 영상 표시 장치(100)는 초다시점을 구현할 수 있다. 다시 말해, 3차원 영상 표시 장치(100)는 시청자의 단안의 동공(310) 내에 복수의 시점 영상들을 제공하므로써 초다시점을 구현할 수 있다.
일 실시예에 따라, 3차원 영상 표시 장치(10)는 동공(310) 내의 서로 다른 위치들(311 내지 315)에서 서로 다른 시점 영상들을 시청자에게 제공할 수 있고, 위치들(311 내지 315) 간의 거리를 시청자의 동공(710) 내의 크기로 조절할 수 있다. 예를 들어, 3차원 영상 표시 장치()는 위치들(311,312) 간의 거리를 3mm로 조절할 수 있다.
따라서, 3차원 영상 표시 장치(100)는 시청자의 동공에 복수의 시점 영상을 제공할 수 있는 바, 초점 반응을 일으킬 수 있는 초다시점 조건을 만족시킬 수 있다. 따라서, 시청자는 자연스러운 3차원 입체 영상을 감상할 수 있으며, 단안으로도 입체감을 느낄 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따라 3차원 영상 표시 장치가 서로 다른 시점 영상들을 표시하는 실시예를 나타낸다.
3차원 영상 표시 장치(100)는 이미지(410)와 같이 '3'과 'D'가 서로 다른 깊이를 갖는 이미지를 서로 다른 시점 영상들로 재생할 수 있다.
일 실시예에 따라, 3차원 영상 표시 장치(100)는 2개의 프로젝터들 각각을 통해 서로 다른 시점 영상들을 표시할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 살펴보면, 3차원 영상 표시 장치(100)의 제 1 프로젝터는 좌안 영상을 위한 9개의 시점 영상들을 표시할 수 있다. 이미지(420)는 제 1 프로젝터가 표시하는 9개의 시점 영상들 중 1번째, 5번째, 및 9번째 시점 영상을 나타낸다. 마찬가지로, 3차원 영상 표시 장치(100)의 제 2 프로젝터는 우안 영상을 위한 9개의 시점 영상들을 표시할 수 있다. 이미지(430)는 제 2 프로젝터가 표시하는 9개의 시점 영상들 중 1번째, 5번째, 및 9번째 시점 영상을 나타낸다.
도 5는 3차원 영상 표시 장치의 다른 실시예를 나타낸다.
3차원 영상 표시 장치(100)는 프로젝터(118), 확산판(124), LCD 패널(144) 및 오목 반거울(134)을 포함할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
프로젝터(118)는 픽셀 단위로 광선을 투사할 수 있다.
확산판(124)은 프로젝터(118)로부터 투사되는 광선을 서로 다른 방향의 광선들로 확산시킬 수 있다.
LCD 패널(144)은 확산판(124)으로부터 확산되는 광선들의 경로 상에 위치할 수 있으며, 확산되는 광선들 각각을 변조시킬 수 있다. 구체적으로, LCD 패널(144)은 각 픽셀 마다 투과율(transmittance)을 다르게 하여, 각 픽셀을 투과하는 광선들 각각의 세기를 조절할 수 있다.
오목 반거울(134)은 LCD 패널(144)에 의해 변조된 광선들 각각을 소정의 위치에 포커싱할 수 있으며, 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 시점 영상들을 제공할 수 있다.
따라서, 3차원 영상 표시 장치(100)는 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 방향으로 서로 다른 세기의 광선들을 진행시킬 수 있으므로, 시청자에게 서로 다른 시점 영상들을 제공할 수 있다. 또한, 도 5에서의 3차원 영상 표시 장치(100)는 관찰자 입장에서 오목 반거울(134)을 바라보는 경우 서로 다른 시점 영상들을 볼 수 있는 바, 광학적 투명 증강 현실(optical see-through augmented reality)을 구현 할 수 있다. 따라서, 3차원 영상 표시 장치(100)는 광학적으로 투명한 HUD(Head Up Display)를 구현할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따라, 3차원 영상 표시 장치가 3차원 영상 표시 방법을 수행하는 흐름도를 나타낸다.
도 6에 도시된 흐름도는, 도 1, 도 2, 및 도 5의 3차원 영상 표시 장치(100)의 각 구성요소에 의해 수행될 수 있고, 중복되는 설명에 대해서는 생략한다.
단계 s610에서, 3차원 영상 표시 장치(100)는 픽셀 단위로 광선을 투사할 수 있다. 보다 구체적으로, 3차원 영상 표시 장치(100)는 광원으로부터의 광을 픽셀 단위로 변조시켜, 광선을 투사할 수 있다.
단계 s620에서, 3차원 영상 표시 장치(100)는 투사되는 광선이 서로 다른 방향의 광선들로 확산되도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 3차원 영상 표시 장치(100)는 투사되는 광선이 확산판에 의해 수직 및 수평 방향의 복수의 광선들로 확산되도록 제어할 수 있다.
단계 s630에서, 3차원 영상 표시 장치(100)는, 확산되는 광선들을 소정의 위치에 포커싱할 수 있다. 일 실시예에 따라, 3차원 영상 표시 장치(100)는 프레넬 렌즈를 이용하여 광선들을 소정의 위치로 포커싱할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 3차원 영상 표시 장치(100)는 오목 반거울을 이용하여 광선들을 소정의 위치로 포커싱할 수 있다.
단계 s640에서, 3차원 영상 표시 장치(100)는 광선들 각각을 변조시켜 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 시점 영상들을 제공할 수 있다. 구체적으로, 3차원 영상 표시 장치(100)는 소정의 위치로 포커싱되는 광선들 각각을 픽셀 단위로 변조시킬 수 있다. 즉, 3차원 영상 표시 장치(100)는 각 픽셀 마다 투과율(transmittance)을 다르게 하여, 각 픽셀을 투과하는 광선들 각각의 세기를 조절할 수 있다. 따라서, 서로 다른 세기의 광선들이 소정의 위치로 포커싱될 수 있고, 소정의 위치를 기준으로 좌우 또는 상하 방향으로 서로 다른 시점 영상들이 제공될 수 있다.
또한, 다른 실시예에 따라, 3차원 영상 표시 장치(100)는 확산되는 광선들 각각을 변조시켜 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 시점 영상들을 제공할 수 있다.
상기 살펴 본 실시 예들에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.
본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서 설명하는 특정 실행들은 예시들로서, 어떠한 방법으로도 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다.
본 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (17)

  1. 3차원 영상 표시 장치에 있어서,
    픽셀 단위로 광선을 투사하는 프로젝터;
    상기 광선을 서로 다른 방향의 광선들로 확산시키는 확산판;
    상기 광선들을 소정의 위치에 포커싱하는 광학 소자; 및
    상기 광선들의 경로 상에 위치하고, 상기 광선들 각각을 변조시켜, 상기 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 시점 영상들을 제공하는, 디스플레이 패널;을 포함하고,
    상기 프로젝터는,
    픽셀 단위로 제 1 광선 및 제 2 광선을 투사하고,
    상기 확산판은,
    상기 제 1 광선을 서로 다른 방향의 광선들로 확산시키고, 상기 제 2 광선을 서로 다른 방향의 광선들로 확산시키고,
    상기 광학 소자는,
    상기 제 1 광선으로부터 확산되는 광선들을 제 1 위치로 포커싱하고, 상기 제 2 광선으로부터 확산되는 광선들을 제 2 위치로 포커싱하고,
    상기 디스플레이 패널은,
    상기 제 1 광선으로부터 확산되는 광선들 각각을 변조시켜 상기 제 1 위치에서 제 1 시점 영상을 제공하고, 상기 제 2 광선으로부터 확산되는 광선들 각각을 변조시켜 상기 제 2 위치에서 제 2 시점 영상을 제공하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로젝터는,
    광원; 및 상기 광원으로부터의 광을 픽셀 단위로 변조시켜, 상기 제 1 광선 및 상기 제 2 광선을 투사하는 공간 광 변조기;를 포함하고,
    상기 디스플레이 패널은,
    상기 제 1 광선으로부터 확산되는 광선들 및 상기 제 2 광선으로부터 확산되는 광선들 각각을 픽셀 단위로 변조시켜, 상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치를 기준으로 서로 다른 방향에서 상기 제 1 시점 영상 및 상기 제 2 시점 영상을 제공하는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    픽셀 단위로 투과율(transmittance)을 다르게 하여, 픽셀들을 투과하는 상기 제 1 광선으로부터 확산되는 광선들 및 상기 제 2 광선으로부터 확산되는 광선들 각각의 세기(intensity)를 조절하는, 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산판은,
    상기 제 1 광선 및 제 2 광선을 수직 및 수평 방향으로 일정 각도만큼 서로 다른 광선들로 확산시키고,
    상기 디스플레이 패널은,
    상기 수직 및 수평 방향으로 확산된 상기 광선들 각각을 변조시켜, 상기 제 1 시점 영상 및 상기 제 2 시점 영상을 수직 및 수평 방향 각각으로 제공하는, 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시점 영상들 간의 간격은,
    상기 프로젝터와 상기 디스플레이 패널 간의 거리 및 상기 디스플레이 패널의 픽셀들의 크기에 기초하여 결정되는, 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 시점 영상들 간의 간격은,
    상기 프로젝터와 상기 디스플레이 패널 간의 거리가 가까워질수록 좁아지고, 상기 디스플레이 패널의 픽셀들의 크기가 작아질수록 좁아지는, 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 프레넬 렌즈이고,
    상기 프레넬 렌즈는,
    상기 확산판에 의해 확산되는 광선들을 소정의 위치로 포커싱하는, 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 오목 반거울이고,
    상기 오목 반거울은,
    상기 디스플레이 패널에 의해 변조된 광선들을 소정의 위치로 포커싱하는, 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    상기 서로 다른 시점 영상들을 시청자의 동공 내에 제공하여, 초다시점(super multi-view)을 구현하는, 장치.
  10. 3차원 영상 표시 방법에 있어서,
    픽셀 단위로 광선을 투사하는 단계;
    상기 광선이 서로 다른 방향의 광선들로 확산되도록 제어하는 단계;
    상기 광선들을 소정의 위치에 포커싱하는 단계; 및
    상기 광선들 각각을 변조시켜, 상기 소정의 위치를 기준으로 서로 다른 시점 영상들을 제공하는 단계;를 포함하고,
    상기 투사하는 단계는,
    픽셀 단위로 제 1 광선 및 제 2 광선을 투사하고,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 제 1 광선을 서로 다른 방향의 광선들로 확산되도록 제어하고, 상기 제 2 광선을 서로 다른 방향의 광선들로 확산되도록 제어하고,
    상기 포커싱하는 단계는,
    상기 제 1 광선으로부터 확산되는 광선들을 제 1 위치로 포커싱하고, 상기 제 2 광선으로부터 확산되는 광선들을 제 2 위치로 포커싱하고,
    상기 제공하는 단계는,
    상기 제 1 광선으로부터 확산되는 광선들 각각을 변조시켜 상기 제 1 위치에서 제 1 시점 영상을 제공하고, 상기 제 2 광선으로부터 확산되는 광선들 각각을 변조시켜 상기 제 2 위치에서 제 2 시점 영상을 제공하는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 투사하는 단계는,
    광원으로부터의 광을 픽셀 단위로 변조시켜, 상기 제 1 광선 및 상기 제 2 광선을 투사하고,
    상기 제공하는 단계는,
    상기 제 1 광선으로부터 확산되는 광선들 및 상기 제 2 광선으로부터 확산되는 광선들 각각을 픽셀 단위로 변조 시켜, 상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치를 기준으로 서로 다른 방향에서 상기 제 1 시점 영상 및 상기 제 2 시점 영상을 제공하는, 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제공하는 단계는,
    픽셀 단위로 투과율(transmittance)을 다르게 하여, 픽셀들을 투과하는 상기 제 1 광선으로부터 확산되는 광선들 및 상기 제 2 광선으로부터 확산되는 광선들 각각의 세기(intensity)를 조절하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 제 1 광선 및 제 2 광선이 수직 및 수평 방향으로 일정 각도만큼 서로 다른 광선들로 확산되도록 제어하고,
    상기 제공하는 단계는,
    상기 수직 및 수평 방향으로 확산된 광선들 각각을 변조시켜, 상기 제 1 시점 영상 및 상기 제 2 시점 영상을 수직 및 수평 방향 각각으로 제공하는, 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 포커싱하는 단계는,
    프레넬 렌즈를 이용하여 상기 확산되는 광선들을 소정의 위치로 포커싱하는, 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 포커싱하는 단계는,
    오목 반거울을 이용하여 상기 변조된 광선들을 소정의 위치로 포커싱하는, 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 제공하는 단계는,
    상기 서로 다른 시점 영상들을 시청자의 동공 내에 제공하여, 초다시점(super multi-view)을 구현하는, 방법.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
KR1020160175834A 2016-12-21 2016-12-21 3차원 영상 표시 장치 및 방법 KR101879430B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160175834A KR101879430B1 (ko) 2016-12-21 2016-12-21 3차원 영상 표시 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160175834A KR101879430B1 (ko) 2016-12-21 2016-12-21 3차원 영상 표시 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180072354A KR20180072354A (ko) 2018-06-29
KR101879430B1 true KR101879430B1 (ko) 2018-07-17

Family

ID=62781203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160175834A KR101879430B1 (ko) 2016-12-21 2016-12-21 3차원 영상 표시 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101879430B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110012285B (zh) * 2019-04-19 2023-11-10 成都工业学院 一种多视点立体显示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1114937A (ja) * 1997-06-23 1999-01-22 Victor Co Of Japan Ltd カラー立体画像表示装置
KR20090002662A (ko) * 2007-07-02 2009-01-09 엘지디스플레이 주식회사 집적영상방식의 3차원 영상표시장치
KR20110029619A (ko) * 2009-09-16 2011-03-23 한국과학기술연구원 3차원 디스플레이 장치
KR20120010644A (ko) * 2010-07-22 2012-02-06 삼성전자주식회사 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치
JP2015004853A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 株式会社ニコン 表示装置
KR20160030034A (ko) * 2014-09-05 2016-03-16 전자부품연구원 홀로그램과 다시점 영상을 이용한 3차원 영상 시스템 및 디스플레이 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1114937A (ja) * 1997-06-23 1999-01-22 Victor Co Of Japan Ltd カラー立体画像表示装置
KR20090002662A (ko) * 2007-07-02 2009-01-09 엘지디스플레이 주식회사 집적영상방식의 3차원 영상표시장치
KR20110029619A (ko) * 2009-09-16 2011-03-23 한국과학기술연구원 3차원 디스플레이 장치
KR20120010644A (ko) * 2010-07-22 2012-02-06 삼성전자주식회사 초다시점 3차원 영상 디스플레이 장치
JP2015004853A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 株式会社ニコン 表示装置
KR20160030034A (ko) * 2014-09-05 2016-03-16 전자부품연구원 홀로그램과 다시점 영상을 이용한 3차원 영상 시스템 및 디스플레이 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180072354A (ko) 2018-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8988474B2 (en) Wide field-of-view virtual image projector
US9905143B1 (en) Display apparatus and method of displaying using image renderers and optical combiners
CN107076984A (zh) 虚像生成器
EP3734971B1 (en) High speed binary compressive light field projection system
JP2021516517A (ja) オフアングル分離が強化されたスーパーステレオスコピックディスプレイ
US20180018943A1 (en) Dual display immersive screen technology
CN111751988B (zh) 一种景深调节方法、装置及双目近眼显示设备
JP3453086B2 (ja) 三次元表示方法およびヘッドマウントディスプレイ装置
KR102411661B1 (ko) 영상 처리 방법 및 디바이스
CN113272710A (zh) 通过分色扩展视场
US11924401B2 (en) System and method for displaying a 3D image with depths
KR101879430B1 (ko) 3차원 영상 표시 장치 및 방법
US8717425B2 (en) System for stereoscopically viewing motion pictures
US9261703B2 (en) Multi-view autostereoscopic display
KR101927904B1 (ko) 기록매체, 그 기록매체에 기록된 헤드 마운티드 디스플레이용 양안거리 캘리브레이션 프로그램, 기록매체가 탑재된 모바일 장치 및 헤드 마운티드 디스플레이의 양안거리 캘리브레이션 방법
JP5487935B2 (ja) 表示装置および表示方法
JP3739350B2 (ja) 三次元表示装置
JP4492208B2 (ja) 三次元画像再生装置
KR101093929B1 (ko) 깊이 지도를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법 및 시스템
Surman Stereoscopic and autostereoscopic displays
JP2006330327A (ja) 投影型三次元画像表示装置
WO2010098159A1 (ja) 立体表示装置
Jang et al. 100-inch 3D real-image rear-projection display system based on Fresnel lens
KR101754979B1 (ko) 3차원 영상 표시 장치 및 방법
KR102172329B1 (ko) 다중 배열된 디스플레이 면을 이용한 플로팅 방식의 홀로그램 디스플레이 장치와 그를 위한 다중영상 생성방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant