KR101929332B1

KR101929332B1 - 3차원 픽셀 구조를 이용한 3차원 영상 획득 및 표시 장치

Info

Publication number: KR101929332B1
Application number: KR1020130079044A
Authority: KR
Inventors: 이기석
Original assignee: 공주대학교 산학협력단
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2018-12-14
Also published as: KR20140117245A

Abstract

본 발명의 3차원 영상 표시 장치는, 이미지 정보 신호를 제공하는 신호 처리부, 및 상기 이미지 정보 신호에 따라 구동되어 3차원 영상을 디스플레이하는 표시 모듈을 포함하고, 상기 표시 모듈은, 다수의 광 출력 포트를 포함하는 돔 구조의 광 가이드, 상기 광 출력 포트에 대응되는 2차원 이미지 정보를 가지는 R, G, B의 컬러 표시 소자, 및 상기 컬러 표시 소자에 광을 조사하는 OLED를 포함한다. 본 발명에 의하면, 특수 안경을 사용하지 않고도 3차원 입체 영상을 감상할 수 있으며, 누운 상태에서도 감상할 수 있다.

Description

3차원 픽셀 구조를 이용한 3차원 영상 획득 및 표시 장치 {Three-dimensional pixel structure, and three-dimensional image acquisition and display device using the same}

본 발명은 3차원 픽셀 구조를 이용한 3차원 영상 획득 및 표시 장치에 관한 것으로, 특히 스칼라 값을 가지는 R, G, B의 2차원 서브 픽셀이 돔 표면에 방사상의 메쉬 형태로 배열되고, 서브 픽셀이 돔 중심을 향하여 얼라인 되는 3차원 픽셀 구조에 의하여, 벡터 값을 가지는 R, G, B의 3차원 이미지 정보를 제공할 수 있으며, 이러한 3차원 픽셀 구조는 영상 표시 장치는 물론이고 영상 획득 장치에 적용하여 수평 방향에서는 물론이고 수직 방향에서도 양안 시차를 구현하여 누워서도 3차원 입체 영상을 감상할 수 있고, 화면을 바라보는 시야각에 따라 오브젝트가 쉬프트 되는 것처럼 보여 현장감을 더욱 높여주는 3차원 픽셀 구조 및, 이를 이용한 3차원 영상 획득 및 표시 장치에 관한 것이다.

최근 입체성을 가져 더욱 실감 있는 영상을 표현하기 위한 표시 장치에 대한 사용자들의 요구가 증대되고, 이에 부응하여 3차원 영상 구현이 가능한 표시 장치가 개발되고 있다.

일반적으로 3차원 영상을 표현하는 입체 화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어진다. 두 눈에는 약 65㎜정도 시차가 존재하기 때문에 이러한 양안 시차(binocular disparity)를 이용하여 입체감 있는 영상을 보여줄 수 있는 표시 장치가 제안되고 있다.

조금 더 상세히 3차원 영상 구현에 대해 설명하면, 표시 장치를 바라보는 좌/우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 된다. 이 같은 현상을 통상 스테레오그라피(stereography)라 한다.

2차원 화면 표시를 갖는 장치에서 3차원 입체 화상을 표시하기 위해 제시된 기술로는 특수 안경에 의한 입체 화상 디스플레이, 무안경식 입체 화상 디스플레이, 및 홀로그래픽(holographic) 디스플레이 방식이 있다.

이중 특수 안경에 의한 입체 화상 디스플레이 방식은 편광의 진동 방향 또는 회전 방향을 이용한 편광 안경 방식, 좌우 화상을 서로 전환시켜 가면서 교대로 제시하는 시분할 안경 방식, 및 좌/우안에 서로 다른 밝기의 빛을 전달하는 방식인 농도 차이 방식으로 나눌 수 있다.

또한, 무안경식 입체화상 디스플레이 방식은 좌/우안에 해당하는 각각의 화상 앞에 세로 격자 모양의 오픈부(aperture)를 통하여 화상을 분리하여 관찰할 수 있게 하는 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식과, 반원 통형 렌즈(cylindrical lens)를 스트라이프 형태로 배치한 렌티큘러 판(lenticular plate)을 이용하는 렌티큘러(lenticular) 방식, 및 파리 눈 모양의 렌즈 판을 이용하는 인테그럴 포토그래피(integral photography) 방식으로 나눌 수 있다.

그리고 홀로그래픽 디스플레이 방식은 입체감이 생기는 요인인 촛점 조절, 양안 시차, 운동 시차 등 모든 요인을 갖춘 3차원 입체 화상을 얻을 수 있는데, 레이저 광 재생 홀로그램과 백색광 재생 홀로그램으로 분류된다.

그러나 전술한 3차원 영상 표시 장치는 다음과 같음 문제점이 있다.

편광을 이용한 특수 안경에 의한 입체 화상 디스플레이의 경우, 안경을 착용해야하는 불편함이 크다. 무안경식 입체 화상 디스플레이의 경우에도, 좌안 픽셀과 우안 픽셀이 구분되고 좌안과 우안에서 선택적으로 관찰되기 때문에 해상도가 전체적으로 절반으로 줄어드는 단점이 있다.

더욱이, 이러한 입체 화상 디스플레이의 감상은 정면에서만 가능하고, 적, 녹, 청색 컬러가 수직 방향에서 스트라이프 타입으로 배열되기 때문에, 옆으로 누운 상태에서는 관찰자에게 3차원 입체 영상이 구현되지 않는다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 특수 안경이나 패러랙스 배리어 혹은 렌티큘러 등을 사용하지 않고도 3차원 입체 영상을 감상할 수 있는 3차원 픽셀 구조 및, 이를 이용한 3차원 영상 획득 및 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수직 방향에서도 스테레오 이미지를 구현하여 옆으로 누운 사용자도 3차원 입체 영상을 감상할 수 있는 3차원 픽셀 구조 및, 이를 이용한 3차원 영상 획득 및 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 별도의 좌안용 화상과 우안용 화상을 제작하지 않음으로써, 해상도를 높여 고 품질의 3차원 입체 영상을 실현하는 3차원 픽셀 구조 및, 이를 이용한 3차원 영상 획득 및 표시 장치를 제공하는 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 3차원 영상 표시 장치는, 이미지 정보 신호를 제공하는 신호 처리부, 및 상기 이미지 정보 신호에 따라 구동되어 3차원 영상을 디스플레이하는 표시 모듈을 포함하고, 상기 표시 모듈은, 다수의 광 출력 포트를 포함하는 돔 구조의 광 가이드, 상기 광 출력 포트에 대응되는 2차원 이미지 정보를 가지는 R, G, B의 컬러 표시 소자, 및 상기 컬러 표시 소자에 광을 조사하는 OLED를 포함한다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 수평 방향에서는 물론이고 수직 방향에서도 양안 시차를 적용하여 3차원 입체 영상을 구현할 수 있기 때문에, 사용자는 누운 상태로도 입체 영상을 감상할 수 있다.

둘째, 좌안용 R, G, B와 우안용 R, G, B의 시차를 적용하기 위하여 모자이크 타입의 배리어를 사용하지 않기 때문에, R, G, B의 공간별 휘도 분포를 개선하는 효과가 있다.

셋째, 화면을 바라보는 앵글(angle)에 따라 오브젝트가 쉬프트 되기 때문에, 더욱 현장감이 있는 3차원 입체 영상을 제공하는 효과가 있다.

도 1a는 본 발명에 의한 관찰자가 좌안 및 우안으로 실제 오브젝트를 관찰하는 앵글을 나타내는 구성도.
도 1b는 본 발명에 의한 오브젝트가 실제 (a)좌안, (b)우안, 및 (c)양안으로 관찰되는 원리를 나타내는 구성도.
도 1c는 본 발명에 의한 오브젝트가 디스플레이 평면에서 (a)좌안, (b)우안, 및 (c)양안으로 관찰되는 원리를 나타내는 구성도.
도 1d는 도 1c의 "T" 부분 확대도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 오목한 돔 형상 및 볼록한 돔 형상의 3차원 영상 표시 장치의 표시 모듈을 각각 나타내는 개념도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 3차원 픽셀을 구성하는 광 가이드의 부분 사시도.
도 3c는 본 발명에 의한 픽셀 어레이와 각 픽셀의 구조를 예시하는 개념도.
도 3d는 본 발명에 의한 일부가 오버랩 되는 픽셀 어레이의 구조를 예시하는 개념도.
도 4는 본 발명에 의한 3차원 영상 표시 장치의 표시 모듈을 나타내는 개념도.
도 5는 본 발명에 의한 3차원 픽셀을 이용한 3차원 영상 표시 장치의 사용상태도.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 의한 다양한 픽셀 구조를 예시하는 개념도.
도 7은 본 발명에 의한 3차원 픽셀을 이용한 3차원 영상 획득 장치의 개념도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 3차원 픽셀 구조 및, 이를 이용한 3차원 영상 획득 및 표시 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1a를 참조하면, 관찰자가 좌안(L) 및 우안(R)으로 창문(W)을 통해 오브젝트(object: J)를 관찰할 때, 양안 시차에 의하여 오브젝트(J)를 3차원으로 인식할 수 있다. 두 눈이 서로 떨어져 있기 때문에 각 눈의 이미지 사이에 약간의 차이가 발생하는데, 스테레오라고 불리는 깊이 지각으로 인하여 거리를 판단하면서 오브젝트(J)를 입체적으로 볼 수 있다.

또한, 관찰자가 x축 방향으로 이동하여 오브젝트(J)를 관찰하더라도 입체적으로 볼 수 있다. 다만, 이동전의 좌안(L) 및 우안(R)으로 보는 경우와 비교하여, 이동후의 좌안(L′) 및 우안(R′)으로 보는 경우에 오브젝트(J)가 오른쪽으로 쉬프트(shift)되어 보인다. 이는 관찰자에게 관찰되는 오브젝트(J)의 이미지 정보는 방향에 따라 달리 관찰되는 벡터(vector)의 성질을 가지기 때문이다. 반면 그림이나 사진 혹은 2차원 영상 표시 장치를 보는 경우, 방향을 바꾸어 관찰하더라도 오브젝트가 쉬프트 되어 보이지 않는다.

도 1b를 참조하면, 흑색과 백색으로 된 사각형의 오브젝트(J)가 평면(제1기준면)에 위치하고, 좌안(L) 및 우안(R)을 이용하여 오브젝트(J)를 관찰하면, 뇌(제2기준면)에 오브젝트(J)의 이미지가 맺히게 된다. 좌안(L)을 통해 뇌에 맺히는 오브젝트(J)의 이미지는 흑색이 지배적으로 보인다. 즉, 흑색이 지배적인 2차원 이미지로 비추어진다.((a) 참조) 우안(R)이 좌안(L)보다 우측에 있기 때문에, 우안(R)을 통해 뇌에 맺히는 오브젝트(J)의 이미지는 상대적으로 흑색이 더 지배적으로 보인다.((b) 참조) 좌안(L)을 통해 뇌로 전달된 2차원 이미지와 우안(R)을 통해 뇌로 전달된 2차원 이미지는 각각 뇌에서 융합하여 3차원 이미지로 재생된다.((c) 참조)

도 1c를 참조하면, 이와 같은 원리를 이용하여, 디스플레이 장치의 평면(제3기준선)에 표시 소자를 설치한다고 가정할 때, 표시 소자의 각 픽셀(P)은 방향성을 가지는 3차원 이미지를 제공할 수 있다. 그러면 마치 제3기준선 후방에 실제 오브젝트(J)가 위치되고 있는 것처럼 3차원적으로 느껴진다.

도 1d는 도 1c의 (c)양안에서 “T"부분을 확대한 부분으로, 제3기준선의 각 표시 소자에서 방향이 상이한 2차원 이미지가 각각 좌안(L) 및 우안(R)을 통해 뇌로 전달되어 뇌에서 3차원 이미지로 재현되는 것을 보여주고 있다.

이에 본 발명의 영상 표시 장치(도 4의 100)에 의하면, 관찰자가 실제 오브젝트(J)를 관찰하는 것과 같이 3차원적으로 거리감을 가지고 볼 수 있고, x축 방향으로 이동하면 오브젝트(J)가 좌우로 쉬프트(shift) 되게 보이도록 구현하고자 한다.

도 2a, 도 2b, 및 도 4를 참조하면, 3차원 영상 표시 장치(100)는, 이미지 정보 신호를 제공하는 신호 처리부(도시되지 않음), 및 상기 신호 처리부의 이미지 정보 신호에 따라 구동되어 3차원 영상을 디스플레이하는 표시 모듈(110)을 포함한다.

3차원 이미지 정보가 표시되는 표시 모듈(110)은 다수의 픽셀(P)로 구성된다. 즉, 다수의 픽셀(P)이 x축 및 y축 방향에서 매트릭스(matrix) 형태로 배열된다.

본 발명에서 픽셀(P)은 3차원 픽셀을 정의한다. 즉, 픽셀(P)은 방향과 크기를 모두 가지는 벡터(vector)이다. 픽셀(P)은 다수의 서브 픽셀(가령, P1 내지 P9, 이하 Pn)로 구성된다.

서브 픽셀(Pn)은 2차원 픽셀을 정의한다. 크기만을 가지는 스칼라(scalar)이다. 서브 픽셀(Pn)은 적, 녹, 청색(이하, R, G, B)로 구성되는 2차원 픽셀이다. 따라서 2차원 픽셀은 방향성을 가지지 않는다. 다만 R, G, B 값만을 표시할 뿐이다. 서브 픽셀(Pn)은 R, G, B 외에 CMY(Cyan, Magenta, Yellow), HIS(Hue, Intensity, Saturation) 혹은 YUV 등으로 구성될 수 있다.

2차원 서브 픽셀(Pn)이 방향성을 가짐으로써 1개의 3차원 픽셀(P)을 형성한다. 따라서 3차원 픽셀(P)은 방향성을 가지는 R, G, B로 표시된다. 동일한 픽셀(P)을 바라보는 관점에 따라서 방향성이 다른 R, G, B로 관찰될 수 있다. 좌안(L)과 우안(R)으로 각각 동일한 픽셀(P)을 바라보더라도, 서로 다른 방향성을 가지기 때문에, 관찰되는 이미지 정보가 다를 수 있다.

가령, 좌안(L)에서는 R의 서브 픽셀(P4)이 관찰되고, 우안에서는 G의 서브 픽셀(P3)이 관찰될 수 있다. 단안 시차에 의하여 각각 R의 서브 픽셀(P4)과 G의 서브 픽셀(P3)로 관찰되던 것이, 양안 시차에 의하여 3차원 이미지 정보로 관찰될 수 있다.

1개의 픽셀 구조(P)는 서로 다른 방향성을 가지는 다수의 서브 픽셀(Pn)의 집합 구조를 가진다.

각 서브 픽셀(Pn)은 일 지점을 조사한다. 일 지점을 바라볼 때 관찰자에게는 관찰자 시점의 방향의 서브 픽셀(Pn)의 이미지 정보만 관찰될 수 있다. 가령, 좌안(L)에서는 오직 1개의 R의 서브 픽셀(P4)만이 관찰된다. 또한 우안(R)에서도 관찰자 시점의 방향의 G의 서브 픽셀(P3)의 이미지 정보만이 관찰될 수 있다. 반드시 1개의 서브 픽셀(Pn)만이 관찰되는 것은 아니고, 해상도 혹은 거리에 따라 1개 혹은 그 주변의 서브 픽셀(Pn)들이 관찰될 수 있다. 따라서 방향을 달리하여 일 지점을 바라보면 상이한 서브 픽셀(Pn)의 이미지 정보가 관찰될 수 있고, 결과적으로 방향에 따라 3차원 픽셀(P)이 구현될 수 있다.

표시 모듈(110)은, 광 가이드(112), R, G, B의 컬러 표시 소자(116), 및 광 소스(118)를 포함한다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 광 가이드(112)는 다수의 서브 픽셀(Pn)이 일 지점을 조사하도록, 픽셀(P)은 3차원 돔(dome) 구조를 가질 수 있다. 그 단면은 아크(arc) 형태일 수 있다. 이때, 돔은 오목한 경우(도 2a 참조)와 볼록한 경우(도 2b 참조)를 모두 포함한다. 돔 표면(혹은 아크 단면)에 일정한 간격을 가지고 다수의 서브 픽셀(Pn)이 배열되되, 배열된 서브 픽셀(Pn)에서 조사되는 이미지 정보는 일 지점을 향한다. 여기서 일 지점은 돔의 중심(O)일 수 있다.

광 가이드(112)는 광 출력 포트(114)를 포함할 수 있다. 서브 픽셀(Pn)이 돔의 중심(O)을 향하도록 돔 구조의 픽셀 표면에는 광 출력 포트(114)가 형성될 수 있다. 광 출력 포트(114)가 돔 표면에 메쉬(mesh) 형태로 배열된다. 예컨대, 잠자리 눈이나 파리 눈 혹은 골프 공과 같이 서브 픽셀(Pn)이 삼각형, 오각형, 혹은 육각형 형태로 반복 배열되는 메쉬 구조를 가질 수 있다. 광 출력 포트(114)는 돔 중심을 향하도록 설계되고, 광 경로가 가급적 회절되지 않고 직진성을 가지도록 광 출력 포트(114)는 소정 길이로 길게 연장될 수 있다. 가령, 광 출력 포트(114)는 광의 직진성을 위해, 직경 대비 길이가 1: 10 이상일 수 있다.

도 3c를 참조하면, 다수의 픽셀(P)이 x축 방향 및 y축 방향으로 어레이 되어 있음을 알 수 있다. 이때, 각 픽셀(P)은 삼각형이 연속적으로 배열된 메쉬 구조일 수 있다. 각 픽셀(P)을 구성하는 서브 픽셀(Pn)의 숫자가 많아질수록 고품질의 3차원 이미지를 제공할 수 있다.

한편, 픽셀(P) 어레이는 독립적인 반구 형태들이 반복적으로 배열되는 구조를 가질 수 있지만, 도 3d에 도시된 바와 같이, 반구의 하부 일부가 오버랩 되도록 하고 반구의 상부 일부만이 사용되도록 함으로써, 시야각을 다소 제한하는 대신 해상도를 높일 수 있다.

각 서브 픽셀(Pn)은 광 출력 포트(114)에 대응되는 2차원 이미지 정보를 가지는 R, G, B의 컬러 표시 소자(116)를 포함한다.

각 서브 픽셀(Pn)은 R, G, B의 컬러 표시 소자(116)에 조사되는 광 소스(118)를 포함한다. 광 소스(118)는 LCD 혹은 LED을 이용하는 백라이트 유닛 형태의 단일 광 소스이거나 혹은 OLED를 이용하는 독립 광 소스일 수 있다. 본 발명에서는 광 경로를 효과적으로 조절하고, 고 해상도를 실현하기 위하여 각 광 출력 포트(114)와 각각 대응되게 광 소스(118)가 OLED와 같이 독립적으로 분할 설치될 수 있다.

다시 도 2a, 도 2b, 및 도 4를 참조하면, 관찰자가 픽셀(bP)을 바라볼 때, 관찰자의 좌안(L)으로 픽셀(bP) 중에서 서브 픽셀(bP4)에서 출사되는 2차원 모노큘러 이미지 정보(R 컬러 값)가 입력되고, 관찰자의 우안(R)으로 픽셀(bP) 중에서 서브 픽셀(bP3)에서 출사되는 2차원 모노큘러 이미지 정보(G 컬러 값)가 입력됨으로써, 스테레오그라피 현상에 의하여 2차원 모노큘러 이미지 정보는 3차원 스테레오 이미지 정보로 인식될 수 있다. 도면에는 일부 픽셀(가령, aP, bP cP)만 표시되어 있으나, 나머지 픽셀(가령, dP, eP 등도 마찬가지다.

예컨대, 좌안(L)에서는 화면에 단안 시차에 의하여 좌안 모노큘러 이이미지(L mono image)가 표시되고, 우안(R)에서는 화면에 단안 시차에 의하여 우안 모노큘러 이미지(R mono image)가 표시되며, 양안(L, R)에서는 화면에 양안 시차에 의하여 3차원 이미지(LR stereo image)가 표시된다.

한편, 관찰자가 x축 방향으로 이동하여, 픽셀(bP)을 바라볼 때, 좌안(L′)으로 픽셀(bP)의 서브 픽셀(bP7)에서 출사되는 2차원 모노큘러 이미지 정보(G 컬러 값)가 입력되고, 우안(R′)으로 픽셀(bP)의 서브 픽셀(bP6)에서 출사되는 2차원 모노큘러 이미지 정보(B 컬러 값)가 입력됨으로써, 2차원 모노큘러 이미지 정보는 3차원 스테레오 이미지 정보로 인식될 수 있다.

예컨대, 좌안(L′)에서는 화면에 단안 시차에 의하여 좌안 모노큘러 이미지(L mono image)가 표시되고, 우안(R′)에서는 화면에 단안 시차에 의하여 우안 모노큘러 이미지(R mono image)가 표시되며, 양안(L′, R′)에서는 화면에 양안 시차에 의하여 3차원 이미지(L′R′ stereo image)가 표시된다.

이와 같이 관찰자가 x축 방향으로 이동하면, 동일한 픽셀(bP)을 관찰하더라도 앵글(angle)이 변경됨으로써, 입사되는 서브 픽셀이 달라진다. 따라서 좌측으로 이동하면서 오브젝트(J)가 우측으로 쉬프트(shift) 되게 이미지 정보가 파노라마처럼 변경되어 관찰될 수 있다.

이는 양안 시차에 의한 입체감을 제공하는 것과 동시에 단안 시차로 관찰하더라도 앵글(angle)에 따라 관찰되는 사물의 다양한 측면으로 변경 인식되어 좌우로 쉬프트 되는 방식으로 진정한 의미의 3차원 이미지 정보가 제공된다.

도 5를 참조하면, 관찰자는 누워서도 3차원 입체 영상을 즐길 수 있다.

도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 실제 오브젝트(J)를 보는 것처럼 보다 고품질의 3차원 영상을 구현하려면 서브 픽셀(Pn)이 많아져야 한다. 서브 픽셀(Pn) 즉, 광 출력 포트(114)의 숫자가 많아지더라도, 컬러 표시 소자(116), 및 광 소스(118)를 포함하는 표시 모듈(110)을 반도체 패키지로 제작하여 대량 생산할 수 있다.

광 가이드(112)가 돔 형상을 하기 때문에, 여기에 대응되는 컬러 표시 소자(116), 및 광 소스(118)의 표시 모듈(110)도 함께 굽어야 하는데, 각 소자가 패턴닝 되는 웨이퍼 자체가 평판이기 때문에, 공정이 복잡해진다. 따라서 웨이퍼 상에 증착 및 식각 공정을 통하여 용이하게 패턴닝 공정을 수행하기 위하여, 이를 평판으로 되는 PCB 혹은 반도체 기판 상에 배열하고, 광 소스(118)에서 광 가이드(112)의 광 출력 포트(114)까지 광 섬유(optical fiber)를 이용하여 3차원 입체 영상을 구현할 수 있다.

도 7을 참조하면, 3차원 영상 획득 장치(200)는, 오브젝트(J)의 R, G, B의 이미지 정보를 결상하는 컬러 렌즈(210), R, G, B의 이미지 정보를 기초로 광전 변환하는 촬상 모듈(220), 광전 변환 신호를 이용하여 3차원 영상을 형성하는 영상 처리부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 촬상 모듈(220)은, 컬러 렌즈(210)를 통과한 R, G, B의 이미지 정보를 방향에 따라 선택적으로 입사시키는 광 가이드(212) 및 입사된 R, G, B의 이미지 정보를 전기 신호로 전환하는 이미지 센서(216)를 포함할 수 있다. 또한 광 가이드(212)는, 돔 표면에 광 입력 포트(214)가 잠자리 눈 형태로 반복 배열되는 메쉬 구조를 가질 수 있다. 이 경우에도 돔은 오목한 경우와 볼록한 경우로 모두 구현가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 스칼라의 2차원 R, G, B의 서브 픽셀에 방향성을 제공하여 벡터의 3차원 R, G, B 픽셀로 변경하여 3차원 입체 영상을 제공하고, 시야각에 따라 오브젝트가 쉬프트 되어 현실감을 더해주는 구성을 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

100: 영상 표시 장치 110: 표시 모듈
112: 광 가이드 114: 광 출력 포트
116: 컬러 표시 소자 118: 광 소스
200: 영상 획득 장치 210: 컬러 렌즈
212: 광 가이드 214: 광 입력 포트
216: 이미지 센서 220: 촬상 모듈

Claims

이미지 정보 신호를 제공하는 신호 처리부; 및
상기 이미지 정보 신호에 따라 구동되어 3차원 영상을 디스플레이하는 표시 모듈을 포함하고,
상기 표시 모듈은,
다수의 광 출력 포트를 포함하는 돔 구조의 광 가이드;
상기 광 출력 포트에 대응되는 2차원 이미지 정보를 가지는 R, G, B의 컬러 표시 소자; 및
상기 컬러 표시 소자에 광을 조사하는 OLED를 포함하고,
상기 광 출력 포트와 상기 OLED 사이에서 광을 가이드 하는 광 섬유를 더 포함하며,
상기 광 출력 포트는 상기 광 가이드 상에 방사상의 메쉬 형태로 배열되되, 광의 직진성을 위해, 직경 대비 길이가 1: 10 이상인 것을 특징으로 하는 3차원 영상 표시 장치.
삭제
삭제
오브젝트의 R, G, B의 이미지 정보를 결상하는 컬러 렌즈;
상기 R, G, B의 이미지 정보를 기초로 광전 변환하는 촬상 모듈; 및
상기 광전 변환 신호를 이용하여 3차원 영상을 형성하는 영상 처리부를 포함하고,
상기 촬상 모듈은,
상기 컬러 렌즈를 통과한 상기 R, G, B의 이미지 정보를 방향에 따라 선택적으로 입사시키는 광 가이드; 및
입사된 상기 R, G, B의 이미지 정보를 전기 신호로 전환하는 이미지 센서를 포함하고,
상기 광 가이드는, 돔 표면에 광 입력 포트가 잠자리 눈 형태로 반복 배열되는 메쉬 구조인 것을 특징으로 하는 3차원 영상 획득 장치.