KR101960516B1

KR101960516B1 - 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템

Info

Publication number: KR101960516B1
Application number: KR1020180162298A
Authority: KR
Inventors: 임정일
Original assignee: 임정일
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2019-07-15

Abstract

본 발명은, 공중에 허상을 투영하여 교육영상를 수행하는 교육영상 시스템에 있어서, 공중에 허상으로 투영될 영상을 출력하는 영상출력부; 상기 영상출력부의 출력 수평면과 45도의 각도를 유지하도록 기울게 설치되어 상기 영상출력부를 통하여 출력되는 영상을 투과 굴절시켜 상기 영상출력부의 출력 영상과 동일한 크기의 허상을 공중의 허상부에 투영하는 반사부; 상기 영상출력부의 영상 출력을 제어하는 제어부; 통제실로부터 3차원 입체영상 생성을 위한 제1소스 이미지 및 제2소스 이미지가 포함되는 방송신호를 수신하여 상기 제어부에 전달하는 방송수신부; 상기 방송수신부로부터 전달되는 방송신호에 의해 3차원 입체영상이 구현되면 3차원 입체영상의 깊이(Depth)를 조절하도록 키 신호를 상기 제어부에 제공하는 키입력부; 상기 제어부에 의해 이루어지는 동작을 제어하는 프로그램과 상기 영상출력부의 제어동작이 수행될 때에 입출력되는 데이터를 저장하는 메모리; 상기 영상출력부가 설치되는 커버프레임; 상기 커버프레임을 지지하고, 상기 제어부가 수납되는 서랍이 출몰 가능하게 설치되는 중단프레임; 상기 서랍이 닫힌 상태를 유지시키고, 사용자의 조작에 따라 상기 서랍을 상기 중단프레임 외측으로 개방시키는 착탈부; 상기 착탈부의 작동에 의해 상기 서랍이 개폐될 때에 상기 영상출려부와 상기 제어부를 연결하는 케이블이 상기 서랍과 간섭되는 것을 방지하는 간섭방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템 {EDUCATION VIDEO SYSTEM USING HOLOGRAM}

본 발명은 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 영상원으로부터 출력되는 영상을 특정한 각도로 기울어져 설치된 유리에 반사되어 영상이 공중에 떠 있는 상태에서 허상으로 디스플레이될 수 있도록 하여 교육영상나 사인물 등에 활용할 수 있도록 하고, 영상 데이터를 수신하여 교육영상으로 사용할 수 있으며, 제어부의 교체작업 및 수리작업을 손쉽게 행할 수 있고, 교체작업 또는 수리작업을 행할 때에 케이블이 간섭되는 것을 방지할 수 있는 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 교육 키트란 대상자에게 실험을 하게 함으로써 원리나 방법 등을 교육하는 제품이다.

종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1285222호의 교육용 과학키트장치 제어 시스템 및 제어 방법에 있어서, 추가 구성 부착이 가능한 출력부에 대한 제어를 하기 위해 전원 제어모듈,통신 제어모듈, 메모리 제어모듈 및 메인 제어모듈을 포함하는 제어부를 구비하는 교육용 과학키트장치에 대한 제어 방법에 있어서, 상기 전원제어모듈이 웨이크업(Wake-Up)에 따라, 상기 출력부를 구성하는 LED모듈, 멀티LED모듈, 부저-출력모듈, DC모터모듈 및 서보모터모듈에 대한 전력 전송 및 데이터 송수신 설정하는 제 1 단계; 상기 전원 제어모듈의 상기 통신 제어모듈에 대한 웨이크업에 따라, 상기 통신 제어모듈이 소프트웨어 I/O제어부로의 질의를 통해 메모리에 저장된 어플이 최신인지에 대한 여부를 확인하는 제 2 단계; 상기 통신 제어모듈이 현재까지 업데이트되지 않은 최신 어플이 있다고 경우 통신부를 제어하여 스마트폰 또는 유선단말로부터 업데이트 어플을 수신하는 제 3 단계; 및 상기 메인 제어모듈이 상기 업데이트 어플의 알고리즘에 따라 센서부를 구성하는 적외선센서, 터치센서, 광센서, 소리감지센서 및 온도센서로부터 각각 인식/센싱데터를 수신하여 상기 LED모듈, 상기 멀티LED모듈, 상기 부저-출력모듈, 상기 DC모터모듈 및 상기 서보모터모듈에 대한 제어를 수행하는 제 4 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 과학키트장치 제어 방법이라고 기재되어 있다.

다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1440901호의 교육용 맹점 관찰 키트 및 이를 이용한 맹점 관찰방법에 있어서, 판부재로 구비되는 본체; 상기 본체의 상부에 구비되어 관찰자의 시야를 차단하는 눈가림판; 및 일정높이를 갖는 판상으로 구비되어 표시부재를 갖는 한 쌍의 관찰부재;를 포함하고, 상기 관찰부재는 상기 눈가림판의 전방에 이격 배치되어 맹점의 위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 교육용 맹점 관찰키트라고 기재되어있다.

그러나 상기와 같은 종래의 장치는 홀로그램을 교육하기에는 [0005] 적합하지 않는 단점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 반사형 홀로그램 기록용 실험 교육 키트가 개발되었으며, 종래기술에 따른 홀로그램 교육 키트는, 레이저 다이오드가 고정된 제 1광원 파트인 레이저 마운트와, 레이저 마운트 앞에 부착된 제 2광원 파트인 광학필터가 구성된 광원파트와, 레이저 다이오드를 구동하기 위해 연결된 배터리 팩과, 광학필터에서 확산된 레이저 빔이 마주보는 면에 투영될 수 있도록 일정거리에 놓인 홀로그램 기록 plate와, 반사형 홀로그램을 기록하기 위해 홀로그램 기록 plate 후면에 놓인 물체 plate와, 각 파트를 배치 고정 시킬 수 있는 밑받침으로 이루어진다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0005308호(2017년 01월 12일 공개, 발명의 명칭 : 반사형 홀로그램 기록용 교육 키트)에 개시되어 있다.

종래기술에 따른 교육용 키트는, 제어부의 메모리에 저장되는 영상만을 교육영상으로 사용할 수 있으므로 다양한 교육영상을 출력하기 어려운 문제점이 있고, 제어부의 오작동 및 파손이 발생되는 경우에 제어부의 교체작업 또는 수리작업을 행하기 어려운 문제점이 있다.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 영상원으로부터 출력되는 영상을 특정한 각도로 기울어져 설치된 유리에 반사되어 영상이 공중에 떠 있는 상태에서 허상으로 디스플레이될 수 있도록 하여 교육영상나 사인물 등에 활용할 수 있도록 하고, 영상 데이터를 수신하여 교육영상으로 사용할 수 있으며, 제어부의 교체작업 및 수리작업을 손쉽게 행할 수 있고, 교체작업 또는 수리작업을 행할 때에 케이블이 간섭되는 것을 방지할 수 있는 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 상기 간섭방지부는, 상기 서랍의 상단 일측 및 타측으로부터 중앙 방향으로 출몰 가능하게 설치되는 한 쌍의 스크린; 한 쌍이 상기 스크린의 단부를 지지하고, 상기 서랍의 상단을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 한 쌍의 봉부재; 한 쌍의 상기 봉부재를 연결하는 제1탄성부재; 상기 서랍에 회전 가능하게 설치되고, 상기 스크린이 권취되는 드럼부재; 및 상기 서랍의 개방작동 및 폐쇄작동을 상기 스크린의 개방작동 또는 폐쇄작동으로 변환하여 전달하는 동력제공부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제어부는, (a) 3차원 입체영상 생성을 위한 제1소스 이미지 및 제2소스 이미지가 포함되는 영상신호를 수신하는 단계; (b) 상기 수신된 제1 및 제2 소스 이미지를 이용하여 3차원 입체영상을 생성하는 단계; (c) 미리 설정된 상기 영상출려부의 표시패널의 종류 및 성능을 나타내는 정보 및 입체영상 깊이값을 근거로 상기 생성된 3차원 입체영상의 입체감을 조절하는 단계; (d) 상기 입체감이 조절된 3차원 입체영상을 표시하는 단계; 및 (e) 상기 표시된 3차원 입체영상의 깊이를 조절하기 위한 키신호가 입력되면, 상기 키신호에 상응하게 상기 3차원 입체영상의 깊이를 조절하여 표시하는 단계를 포함하여 이루어지는 제어방법에 의해 교육영상를 구현하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템은, 영상출력장치로부터 출력되는 영상을 유리에 반사시켜 공중에 투영함으로써, 다양한 영상매체를 이용할 수 있고, 영상원의 투영에 따른 거리에 제한이 없어 설치 및 운영이 용이한 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템은, 공중에 영상이 투영됨으로써 시야각 제한이 없어 관찰자가 전후좌우 등 다양한 위치에서 영상을 시청할 수 있으며, 허상이 맺히는 위치의 자유로운 조절이 가능하여 공중에 투영되는 영상을 관찰자 시선의 아래쪽 또는 위쪽으로 조절할 수 있어 교육 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템은, 영상출력장치의 스크린 크기의 영상이 공중에 투영됨으로써 영상출력장치의 스크린 크기에 따라 소형장치로부터 대형장치에까지 사용이 가능하며, 2면이나 3면 또는 4면에 동일한 영상을 투영하거나 서로 다른 영상을 투영할 수 있어 교육 효과를 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템은, 3차원 입체교육영상를 영상출력장치의 종류 및 성능을 고려하여 표시함으로써 사용자에게 최적화된 3차원 입체영상을 제공하고, 시청자신의 눈높이에 맞게 3차원 입체영상의 깊이를 조절할 수 있어 3차원 입체교육영상를 보다 편안하게 시청할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템은, 제어부가 수납되는 서랍을 손쉽게 개폐할 수 있는 착탈부가 구비되고, 서랍을 개폐할 때에 서랍과 케이블이 간섭되는 것을 방지하는 간섭방지부가 구비되므로 제어부의 교체작업 또는 수리작업을 용이하게 진행할 수 있어 시스템 설치 및 유지관리에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 영상출력부와 반사부의 관계를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 영상출력부 좌우 위치 변화에 따른 허상의 위치 변화를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 영상출력부 상하 위치 변화에 따른 허상의 위치 변화를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 영상출력부 상하좌우 이동에 따른 허상의 위치변화를 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 설치 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 커버프레임이 도시된 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 서랍 및 간섭방지부가 도시된 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 서랍 및 간섭방지부가 도시된 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 서랍 및 착탈부가 도시된 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 일 실시예를 설명한다.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 영상출력부와 반사부의 관계를 나타낸 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 영상출력부 좌우 위치 변화에 따른 허상의 위치 변화를 나타낸 개념도이다.

또한, 도 4는 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 영상출력부 상하 위치 변화에 따른 허상의 위치 변화를 나타낸 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 영상출력부 상하좌우 이동에 따른 허상의 위치변화를 나타낸 개념도이고, 도 6은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 블록도이다.

또한, 도 7은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 설치 구성도이고, 도 8은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 커버프레임이 도시된 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 서랍 및 간섭방지부가 도시된 사시도이다.

또한, 도 10은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 서랍 및 간섭방지부가 도시된 단면도이고, 도 11은 본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 서랍 및 착탈부가 도시된 단면도이다.

도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템은, 공중에 허상을 투영하여 교육영상를 수행하는 교육영상 시스템에서, 공중에 허상으로 투영될 영상을 출력하는 영상출력부와, 영상출력부의 출력 수평면과 45도의 각도를 유지하도록 기울게 설치되어 영상출력부를 통하여 출력되는 영상을 투과 굴절시켜 영상출력부의 출력 영상과 동일한 크기의 허상을 공중의 허상부에 투영하는 반사부와, 영상출력부의 영상 출력을 제어하는 제어부와, 통제실로부터 3차원 입체영상 생성을 위한 제1소스 이미지 및 제2소스 이미지가 포함되는 방송신호를 수신하여 상기 제어부에 전달하는 방송수신부와, 방송수신부로부터 전달되는 방송신호에 의해 3차원 입체영상이 구현되면 3차원 입체영상의 깊이(Depth)를 조절하도록 키신호를 제어부에 제공하는 키입력부와, 제어부에 의해 이루어지는 동작을 제어하는 프로그램과 영상출력부의 제어동작이 수행될 때에 입출력되는 데이터를 저장하는 메모리와, 영상출력부가 설치되는 커버프레임과, 커버프레임을 지지하고, 제어부가 수납되는 서랍(730)이 출몰 가능하게 설치되는 중단프레임과, 서랍(730)이 닫힌 상태를 유지시키고, 사용자의 조작에 따라 서랍(730)을 중단프레임 외측으로 개방시키는 착탈부(780)와, 착탈부(780)의 작동에 의해 서랍(730)이 개폐될 때에 영상출려부와 제어부를 연결하는 케이블(734)이 서랍(730)과 간섭되는 것을 방지하는 간섭방지부(770)를 포함한다.

본 발명의 실시예에서 제어부(100)는 영상출력부(200)의 영상 출력을 제어하는 컴퓨터 시스템으로 구현되고, 영상출력부(200)는 제어부(100)의 제어에 의해 영상을 출력할 수 있는 LCD, LED, PDP, DID, 프로젝션, 아날로그 필름 및 홀로그램 필름 등 다양한 영상 매체를 통하여 구현된다.

반사부(300)는 영상출력부(200)로부터 출력되는 영상을 반사시켜 공중에 투영하는 투명판으로 이루어지는데, 반사부(300)가 밝은 빛은 더욱 밝게 방출하고 어두운 빛은 더욱 어둡게 흡수하는 것이 허상을 투영하는데 유리하기 때문에 투명판에 이러한 특성을 갖는 필름이 부착하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서 반사부(300)의 투명판은 반사유리로 이루어지며, 이 반사유리에는 열차단용 필름이 부착되어 공중에 허상이 투영될 수 있도록 하고 있는데, 이러한 반사부(300)의 구성은 동일한 기능을 수행하는 다른 종류의 투명판으로 대치될 수 있다.

한편, 허상부(400)는 물리적 장치를 의미하는 것이 아니라 영상출력부(200)로부터 출력되어 반사부(300)를 통하여 만들어지는 허상이 투영되는 공간을 의미한다.

영상출력부(200)가 하부에 위치하고 반사부(300)는 영상출력부(200)의 상부에 일정한 기울기를 갖도록 경사지게 설치되어, 영상출력부(200)를 통하여 출력되는 영상이 반사부(300)에서 반사되어 공중의 허상부(400)에 허상(410)으로 투영된다.

영상출력부(200)와 반사부(300)의 각도 조절을 통해 공중에 투영되는 허상(410)의 각도를 조절할 수 있는데, 허상(410)이 가장 잘 맺히는 영상출력부(200)와 반사부(300)의 각도는 45도를 이루는 경우로서, 이 경우 관찰자 시선의 정면에 허상(410)이 맺히게 된다.

반사부(300)를 통하여 허상이 맺히는 것은 빛의 특성에 따라 반사되고 투영되는 유리의 원리를 이용하는 것이다.

통상 거울의 경우 들어오는 빛의 대부분을 다시 반사시킴으로써 똑같은 형태를 비추어 보일 수 있다.

유리의 경우 입사되는 빛이 그대로 투과되지 못하도록 유리 후면을 불투명한 재질을 이용해 차단하게 되면 빛은 유리를 통해 투과되지 못하고 다시 반사되는데 이의 원리를 이용한 것이 거울이다.

허상은 이러한 유리의 특성과 빛의 투과, 반사성질을 이용하여 특정 빛은 투과시키고 특정 빛은 반사시키도록 함으로써 가능해진다.

여기에서 특정 빛이라 함은 빛의 밝고 어두움으로 구분할 수 있으며, 이러한 구분은 색에 따라 미치는 영향이 크게 된다.

검은색 계열로 갈수록 반사하는 빛의 양이 줄게 되어 유리를 통해 맺히는 상은 투명하게 뚫려 보이며, 흰색계열로 갈수록 빛의 반사정도가 많아져 유리를 통해 반사되는 빛의 양이 많아지게 된다.

따라서 유리의 특정 빛의 투과를 조절함으로써 거울과 같은 특징을 만들어 낼 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에서 이러한 빛의 반사를 보다 극명하고 선명하게 나타낼 수 있도록 열차단 필름을 사용하게 되는데, 열차단 필름은 표면에 알루미늄, 은, 금속합금 등이 코팅되어 있어 유리로 들어오는 빛을 반사하는 양을 늘려줄 수 있다.

따라서 이러한 특정 필름을 유리에 부착함으로써, 유리를 통해 반사되는 상을 보다 선명하고 밝게 반사할 수 있게 된다.

또한, 유리의 반사성질 중 반사되는 원래의 상과의 각도에 따라 반사되어 보여지는 상은 동일한 각도로 반대쪽에 상을 맺히게 된다.

예를 들어 하단의 영상 위에 30도를 기울여 유리를 올려놓았을 경우 반대쪽에 30도 기울어진 상이 맺히게 된다. 즉, 원상이 60도 기울어져 상이 맺히게 되는 것과 같은 거울의 원리이며, 이러한 원리는 거울과 같은 원리로 설명될 수 있다.

영상출력부(200)와 반사부(300) 사이의 좌측거리(Da1)와 우측거리(Da2)는 반사부(<34> 300)를 거쳐 허상(410)이 맺히는 반사부(300)와 허상(410) 사이의 상단 거리(Db1) 및 하단거리(Db2)와 일치하는데, 영상출력부(200)와 반사부(300), 반사부(300)와 허상(410) 사이 거리 관계는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 1

Da1 = Db1, Da2 = Db2

또한, 상기 영상출력부(200)의 스크린(772) 크기(M)는 허상(410)의 크기와 정확히 일치하게 되는데, 이 영상출력부(200)의 크기를 달리함으로써 허상(410)의 크기 또한 조절할 수 있게 된다.

영상출력부(200)가 수평상에서 좌측으로 위치 이동을 하게 되면 영상출력부(200)와 반사부(300) 사이의 좌측거리(Da1)와 우측거리(Da2)는 길어지게 되며, 우측으로 이동하게 되면 짧아지게 된다.

따라서 영상출력부(200)의 좌우이동은 반사부(300)를 통해 허상부(400)에 맺혀지는 허상(410)의 상하 위치변화를 가져오게 되는데, 이러한 영상출력부(200)의 좌우 위치 조절을 통하여 허상(410)의 높이 조절을 할 수 있게 된다.

영상출력부(200)가 하부로 이동하게 되면 영상출력부(200)와 반사부(300) 사이의 좌측거리(Da1)와 우측거리(Da2)는 멀어지게 되며, 반사부(300)를 통해 맺히는 허상(410)의 위치는 우측으로 이동하여 깊이가 깊어지는 결과를 가져오게 된다.

따라서 영상출력부(200)의 상하 위치 조절을 통하여 허상(410)의 좌우 위치, 즉 관찰자가 느끼는 깊이를 조절할 수 있게 된다.

영상출력부(200)의 상하좌우 이동에 따라 허상(410)의 위치는 상하 위치이동과 함께 좌우 이동을 하게 됨으로써 허상(410)의 높이 및 깊이가 조절되게 된다.

관찰자가 전후좌우 사방에서 허상(410)을 관측하기 위해서는 4개 방향에 모두 허상(410)이 투영되어야 하는데, 이를 위해서 영상출력부(200)에는 각각 영상을 출력하는 4개의 영상출력기(210)가 구비되고, 반사부(300)에는 상기 영상출력부(200)의 각 영상출력기(210)와 대응되도록 열차단 필름(311)이 부착된 4개의 반사유리(310)가 설치되어 영상출력부(200)에서 출력되는 4개의 영상을 각각 반사시켜 허상부(400)에 4개의 허상(410)을 각각 투영하게 된다.

이때, 영상출력부(200)의 각 영상출력기(210)를 통하여 출력되는 영상이 동일한 경우 허상부(400)에는 각각 동일한 허상(410)이 투영되고, 각 영상출력기(210)의 영상이 서로 다른 경우 허상부(400)에는 각각 서로 다른 허상(410)이 투영되게 된다.

교육영상 시스템은 하단프레임(30)의 상부에 중단프레임(20)이 설치되고, 중단프레임(20)의 상부에 커버프레임(10)이 설치된다.

하단프레임(30)은 관찰자의 시각을 고려하여 높이를 조절하기 위한 프레임이고, 중단프레임(20)의 내측에는 영상출력 제어를 위한 제어부(100)가 설치된다.

커버프레임(10)에는 영상출력부(200) 및 반사부(300)가 설치되는데, 영상출력부(200)의 각 영상출력기(210)는 빛 간섭 및 외부노출을 피할 수 있도록 커버프레임(10)의 하부에 매립되어 설치된다.

반사부(300)는 반사부지지대(350)를 통하여 커버프레임(10)에 고정 설치되는데, 반사부(300)는 각각의 반사유리(310)가 역 피라미드 형태로 설치되어 하부의 영상출력부(200)의 각 영상출력기(210)로부터 출력되는 영상을 커버프레임(10) 내측 공간인 허상부(400)에 허상(410)으로 투영하게 된다.

영상출력부(200)가 하부에 위치하고 반사부(300)가 역 피라미드 형태로 설치되는 구성은 관찰자가 허상부에 투영되는 허상을 올려다보는 경우에 적합한 구조로서, 관찰자가 허상부(400)에 투영되는 허상(410)을 내려다보는 경우에는 영상출력부(200)가 상부에 위치하고 하부에 정 피라미드 형태의 반사부(300)가 설치되는 것이 바람직하다.

각각의 반사유리(310)가 역 피라미드 형태로 <47> 설치되는 반사부(300)는 그 연장선과 영상출력부(200)의 바닥면이 45도의 각도를 이루고 있는데, 이러한 반사부(300)는 전후좌우 4개의 반사유리(310)가 동일한 각도를 유지하는 것이 바람직하다.

반사부(300)를 지지하는 반사부지지대(350)는 다양한 형태로 구성할 수 있는데, 빛의 반사를 최소화하고 외부반사를 흡수할 수 있는 검은색의 무광택 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 영상출력부(200)의 각 영상출력기(210)의 상부에는 영상출력기(210)를 보호하기 위한 커버(211)가 씌워지는데, 이 영상출력부 커버(211)의 소재 또한 반사부지지대(350)와 같은 무광택의 빛을 흡수할 수 있는 소재가 적용되는 것이 바람직하다.

반사부(300)의 반사유리(310)에는 영상출력부(200)의 각 영상출력기(210)로부터 출력되는 영상의 허상이 좀 더 선명하게 맺히게 하기 위하여 열차단 필름(311)이 코팅되거나 덧씌워진다.

열차단 필름(311)의 농도는 주변 조도를 고려해 투과율 5∼50％까지 다양하게 적용될 수 있는데, 내부에서 가장 이상적인 투과율은 15~20%정도인 것이 바람직하다. 반사부(300)를 통해 허상부(400)에 허상(410)이 투영되는 경우 반사부지지대(350) 및 영상출력부 커버(211)가 검은색 소재로 이루어져 빛을 흡수하므로 반사부(300)에는 허상이 맺히지 않게 된다.

역 피라미드 형태로 설치된 반사유리(310)의 연장선이 만나는 꼭지점과 상하좌우에 위치한 영상출력부(200)의 각 영상출력기(210)와의 거리는 반사부(200)의 중심에 맺히는 허상의 높이와 같게 된다.

또한, 본 실시예의 간섭방지부(770)는, 서랍(730)의 상단 일측 및 타측으로부터 중앙 방향으로 출몰 가능하게 설치되는 한 쌍의 스크린(772)과, 한 쌍의 스크린(772)의 단부를 지지하고, 서랍(730)의 상단을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 한 쌍의 봉부재(774)와, 한 쌍의 봉부재(774)를 연결하는 제1탄성부재(776)와, 서랍(730)에 회전 가능하게 설치되고, 스크린(772)이 권취되는 드럼부재(777)와, 서랍(730)의 개방작동 및 폐쇄작동을 스크린(772)의 개방작동 또는 폐쇄작동으로 변환하여 전달하는 동력제공부(750)를 포함한다.

따라서 제어부의 수리작업 또는 교체작업이 요구되면 작업자가 착탈부(780)를 조작하여 서랍(730)의 구속상태를 해제하고, 서랍(730)을 당기면서 중단프레임으로부터 서랍(730)을 배출시키면 동력제공부(750)의 작동에 의해 서랍(730)의 상부를 덮었던 스크린(772)이 서랍(730)의 전단부 및 후단부 측으로 벌어지면서 제어부가 서랍(730) 상부로 노출된다.

이후에, 작업자는 서랍(730) 상부로 노출되는 제어부를 교체하거나 수리할 수 있게 되고, 교체작업 또는 수리작업이 종료되면 작업자는 서랍(730)을 중단프레임 내측으로 슬라이딩시키면서 폐쇄시키게 된다.

이때, 동력제공부(750)의 작동에 의해 서랍(730)이 중단프레임의 내측으로 삽입됨과 동시에 한 쌍의 스크린(772)이 서랍(730)의 전단부 및 후단부로부터 중앙부 측으로 이동되면서 서랍(730)의 상부가 폐쇄되므로 제어부로부터 상측으로 연장되어 영상출력부에 연결되는 케이블(734)이 서랍(730)의 중앙부 측으로 모아지면서 서랍(730) 및 중단프레임과 케이블(734)이 간섭되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 실시예의 서랍(730)의 전단부 내측 및 후단부 내측에는 각각 드럼부재(777)가 설치되고, 드럼부재(777)에 권취되는 스크린(772)은 서랍(730)의 상단부로부터 중앙부 측으로 연장되게 설치되며, 한 쌍의 스크린(772) 외측 단부에는 각각 봉부재(774)가 연결되어 서랍(730)의 상단을 따라 슬라이딩 가능하게 설치된다.

서로 대향되게 배치되는 한 쌍의 봉부재(774)에는, 한 쌍의 봉부재(774)를 연결하는 복수 개의 제1탄성부재(776)가 설치되므로 제1탄성부재(776)에서 제공되는 장력에 의해 봉부재(774)는 서랍(730)의 중앙부 측으로 당겨지게 되고, 봉부재(774)에 연결되는 스크린(772)이 서랍(730)의 중앙부 측으로 당겨지면서 드럼부재(777)로부터 풀리게 되어 서랍(730)의 상부를 폐쇄시키게 된다.

상기한 바와 같은 봉부재(774)와 스크린(772)의 작동에 의해 제어부로부터 상측으로 연장되어 영상출력부에 연결되는 케이블(734)은 서랍(730)의 중앙부 측으로 모아지게 되므로 서랍(730)과 중단프레임 사이에 케이블(734)이 개재되면서 간섭되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 실시예의 동력제공부(750)는, 드럼부재(777)의 양단부에 설치되는 기어부재(779)와, 기어부재(779)와 기어연결되고 서랍(730)의 하단에 회전 가능하게 설치되어 바퀴 역할을 행하는 피니언부재(752)와, 중단프레임 내측으로 연장되게 설치되고, 피니언부재(752)와 기어연결되는 랙부재(754)를 포함한다.

따라서 작업자가 서랍(730)을 중단프레임 외측으로 당기면 피니언부재(752)가 랙부재(754)를 따라 회전하면서 이동하게 되고, 피니언부재(752)에 기어연결되는 기어부재(779)가 회전되면서 드럼부재(777)를 회전시키고, 드럼부재(777)에 권취되는 스크린(772)이 드럼부재(777)에 감기면서 서랍(730)의 내부를 개방하게 된다.

제어부의 교체작업 또는 수리작업이 종료된 후에는 작업자가 서랍(730)을 중단프레임 내측으로 삽입하게 되는데, 이때 피니언부재(752)가 역방향으로 회전되면서 기어부재(779) 및 드럼부재(777)를 역방향으로 회전시켜 봉부재(774) 및 스크린(772)을 당기던 장력이 해제되고, 제1탄성부재(776)의 복원력에 의해 한 쌍의 봉부재(774)가 서랍(730)의 중앙부 측으로 이동되면서 스크린(772)을 당겨 서랍(730)의 상부를 폐쇄시키게 된다.

이때, 봉부재(774)에 의해 가압되는 케이블(734)들이 서랍(730)의 중앙부 측으로 모아지게 되므로 서랍(730)이 중단프레임 내측으로 삽입될 때에 케이블(734)과 서랍(730)이 간섭되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

서랍(730)이 중단프레임 내측으로 완전히 삽입되면 착탈부(780)의 작동에 의해 서랍(730)의 닫힘상태가 구속되는데, 본 실시예으 착탈부(780)는, 중단프레임의 입구부에서 중앙 측으로 출몰 가능하게 설치되는 후크부재(782)와, 후크부재(782)와 걸림결합되도록 서랍(730)에 형성되는 걸림홈부(784)와, 후크부재(782)를 서랍(730) 측으로 가압하여 돌출시키는 제2탄성부재(786)와, 제2탄성부재(786)를 압축시키면서 후크부재(782)를 후퇴시키도록 후크부재(782)의 배면으로부터 중단프레임 외측으로 연장되는 외이어와, 와이어의 단부에 설치되는 레버부재(788)를 포함한다.

따라서 작업자가 서랍(730)을 중단프레임 내측으로 삽입하면 서랍(730)의 모서리에 의해 가압되어 후크부재(782)가 후퇴되면서 제2탄성부재(786)가 압축되고, 서랍(730)의 삽입이 완료되면 제2탄성부재(786)의 복원력에 의해 후크부재(782)가 돌출되면서 걸림홈부(784)에 걸림결합되어 서랍(730)의 닫힘상태를 구속하게 된다.

이후에, 서랍(730)을 개방할 때에는 레버부재(788)를 외측 방향으로 당겨 제2탄성부재(786)를 압축시키면서 후크부재(782)를 후퇴시킬 수 있어 서랍(730)의 걸림결합 상태를 해제시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템의 제어방법은, 3차원 입체영상 생성을 위한 제1소스 이미지 및 제2소스 이미지가 포함되는 영상신호를 수신하는 단계와, 수신된 제1소스 이미지 및 제2소스 이미지를 이용하여 3차원 입체영상을 생성하는 단계와, 미리 설정된 영상출려부의 표시패널의 종류 및 성능을 나타내는 정보 및 입체영상 깊이값을 근거로 상기 생성된 3차원 입체영상의 입체감을 조절하는 단계와, 입체감이 조절된 3차원 입체영상을 표시하는 단계와, 표시된 3차원 입체영상의 깊이를 조절하기 위한 키신호가 입력되면, 키신호에 상응하게 3차원 입체영상의 깊이를 조절하여 표시하는 단계를 포함한다.

제1 및 제2 소스 이미지는, 좌측 이미지(Left Side Image) 및 우측 이미지(Right Side Image)인 점이다.

또한, 생성 단계는 한 화면상에서 제1 및 제2 소스 이미지를 겹치게 하여 생성하는 점이다.

또한, 본 발명에 따른 방송용 단말기의 3차원 입체영상 제공 방법은, 상기 생성된 3차원 입체영상을 미리 설정된 상기 방송용 단말기의 표시패널 정보 및 입체영상 깊이값에 상응하게 조절하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 점이다.

또한, 본 발명에 따른 방송용 단말기는, 3차원 입체영상 생성을 위한 제1 및 제2 소스 이미지가 포함된 방송신호를 수신하는 방송수신부와, 3차원 입체영상의 깊이 조절을 위한 키입력부와; 3차원 입체영상을 표시하는 영상출력부와, 제1 및 제2 소스 이미지를 이용하여 3차원 입체영상을 생성하고, 키입력부로부터 3차원입체영상의 깊이 조절을 위한 키신호가 입력되면 키신호에 상응하게 상기 표시패널에 표시된 3차원 입체영상의 깊이를 조절하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

제어부는, 영상출력부의 한 화면상에서 제1 및 제2 소스 이미지를 겹치게 하여 3차원 입체영상을 생성하는 점이다.

또한, 본 발명에 따른 방송용 단말기는, 상기 표시패널의 정보 및 입체영상 깊이값이 설정된 메모리를 더 포함하되, 제어부는 생성한 3차원 입체영상을 메모리에 설정된 표시패널 정보 및 입체영상 깊이값에 상응하게 조절하는 점이다.

이하, 본 발명에 따른 방송용 단말기의 3차원 입체영상 방송 제공 방법 및 이를 위한 방송용 단말기는 다양한 디지털 방송 규격에 적용될 수 있다.

디지털 방송 규격의 예를 들면, 유레카-147[ETSI EN 300 401]에 기반한 유럽의 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting; 이하 'DAB'), 휴대 이동 방송(Digital Video Broadcasting-Handheld; 이하 'DVB-H'), 미국 퀄컴사에 의해 주도되고 있는 미디어플로(MediaFLO), 한국의 디지털 멀티미디어방송(Digital Multimedia Broadcasting; 이하 'DMB') 등이 있고, 한국의 DMB는 지상파 DMB와 위성파 DMB로 분류된다.

각각의 디지털 방송 규격에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명에 따른 방송용 영상출려부는, PDA, PMP, 휴대폰, 스마트폰, 디지털 TV등, 게임기와 같은 여러 타입의 디지털방송 수신이 가능한 단말기를 뜻한다.

이하, 지상파 DMB 방송을 중심으로 본 발명에 따른 방송용 단말기의 3차원 입체영상 방송 제공 방법 및 이를 영상출력부로 설명하기로 한다. 물론, 본 발명이 반드시 지상파 DMB에만 국한되는 것은 아니다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다.

방송수신부(710)는, 통제실로부터 3차원 입체영상 생성을 위한 제1 및 제2 소스 이미지가 포함된 방송신호를 수신한다.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 소스 이미지라 함은, 3차원 입체영상을 생성하기 위한 원본이미지에 대한 좌측 이미지(Left Side Image)와 우측 이미지(Left Side Image)이다.

키입력부(120)는, 유저 인터페이스로써, 복수개의 숫자 키와 기능 키를 구비하고, 상기 키들에 대한 키신호를 제어부(160)로 출력한다. 바람직하게, 상기 키입력부(120)는, 방송용 단말기의 구성에 따라 터치패드 또는 터치스크린(772)의 형태로 형성될 수 있다.

메모리(714)는, 방송용 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 소정 프로그램과 상기 방송용 단말기의 제어동작이 수행될 때 입출력되는 각종 데이터들을 저장한다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따라 영상출력부(200) 정보와 3차원 입체영상 깊이값이 설정되어 저장된다.

바람직하게, 영상출력부 정보라 함은 영상출력부의 종류와 성능을 나타낸 정보로써, 3차원 입체영상이 영상출력부의 종류 및 성능에 따라 서로 다르게 표시될 수 있기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부가 3차원 입체영상을 생성하여 표시할 경우 표시패널 정보를 고려하여 표시함으로써 최적화된 3차원 입체영상을 표시하기 위한 정보이다.

또한, 3차원 입체영상의 깊이값은 3차원 입체영상의 입체감을 표현하기 위한 인공적인 것으로써, 사용자에 따라서 편안하게 입체감을 느낄 수 있을 정도의 값이 바람직하다.

표시부(140)은, 제어부(100)의 제어에 따라, 키입력부(120)로부터 키 신호에 상응하는 표시 데이터를 입력받아 표시하고, 방송용 단말기의 동작 상태와, 다수의 정보를 아이콘 및 문자 형태로 표시하고, 방송수신부(710)를 통해 복호된 문자 및 영상신호를 화면에 표시한다.

제어부(100)는, 영상출력부의 전반적인 동작을 제어하고, 본 발명에 따른 3차원 입체영상 생성 및 상기 3차원 입체영상의 깊이 조절 과정을 상세히 설명한다.

제어부(100)는 방송수신부(710)을 통해 방송센터로부터 좌측 및 우측 이미지가 포함된 방송신호를 수신하고, 수신된 좌측 및 우측 이미지를 영상출력부(200)의 한 화면상에 겹치게 하여 3차원 입체영상을 생성한다.

이때, 제어부(100)는 상기 3차원 입체영상을 생성한 상태에서, 메모리(714)에 영상출력부(200)의 정보 및 3차원 입체영상의 깊이값이 설정되어 있으면, 생성된 3차원 입체영상을 영상출력부(200)의 정보 및 3차원 입체영상의 깊이값에 상응하게 조절하여, 영상출력부(200)의 화면에 표시한다.

영상출력부(200)에 상기 3차원 입체영상이 표시된 상태에서, 제어부(100)은 키입력부(120)로부터 표시된 3차원 입체영상의 깊이를 재 조절하기 위한 키신호가 입력되면, 키신호에 상응하게 3차원 입체영상의 깊이를 재 조절하여 영상출력부(200)의 화면에 표시한다.

또한, 본 실시예의 제어부(100)은 3차원 입체영상 방송 설정 메뉴 상에서, 사용자로부터 영상출력부(200)의 정보와 3차원 입체영상의 깊이값을 설정받아 이를 메모리(714)에 저장한다.

이후, 제어부(100)은 방송수신부(710)로부터 수신된 좌측 및 우측 이미지를 이용하여 3차원 입체영상을 생성하고, 생성된 3차원 입체영상을 영상출력부(200)의 정보와 3차원 입체영상의 깊이값에 따라 조절하여 영상출력부(200)에 표시한다.

이후, 제어부(100)은 키입력부(120)를 통해 사용자로부터 3차원 입체영상의 깊이를 재 조절하기 위한 키신호가 입력되면, 표시된 3차원 입체영상을 입력된 키신호에 상응하게 재 조절하여 표시한다.

이로써, 영상원으로부터 출력되는 영상을 특정한 각도로 기울어져 설치된 유리에 반사되어 영상이 공중에 떠 있는 상태에서 허상으로 디스플레이될 수 있도록 하여 교육영상나 사인물 등에 활용할 수 있도록 하고, 영상 데이터를 수신하여 교육영상으로 사용할 수 있으며, 제어부의 교체작업 및 수리작업을 손쉽게 행할 수 있고, 교체작업 또는 수리작업을 행할 때에 케이블이 간섭되는 것을 방지할 수 있는 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템을 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 시스템이 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 커버프레임 20 : 중단프레임
30 : 하단프레임 100 : 제어부
110 : 운영컴퓨터 120 : 관리자 모니터
130 : 모니터 공유기 140 : 그래픽카드
200 : 영상출력부 210 : 영상출력기
250 : 프로젝터 300 : 반사부
310 : 반사유리 311 : 열차단 필름
350 : 반사부 지지대 400 : 허상부
410 : 허상 500 : 적외선센서부
600 : LCD부 610 : 적외선센서
620 : LCD 710 : 방송수신부
712 : 키입력부 714 : 메모리
730 : 서랍 732 : 조작부
734 : 케이블 736 : 제1단자
738 : 제2단자 750 : 동력제공부
752 : 피니언부재 754 : 랙부재
770 : 간섭방지부 772 : 스크린
774 : 봉부재 776 : 제1탄성부재
777 : 드럼부재 778 : 가이드롤러
779 : 기어부재 780 : 착탈부
782 : 후크부재 784 : 걸림홈부
786 : 제2탄성부재 788 : 레버부재

Claims

공중에 허상을 투영하여 교육영상를 수행하는 교육영상 시스템에 있어서,
공중에 허상으로 투영될 영상을 출력하는 영상출력부;
상기 영상출력부의 출력 수평면과 45도의 각도를 유지하도록 기울게 설치되어 상기 영상출력부를 통하여 출력되는 영상을 투과 굴절시켜 상기 영상출력부의 출력 영상과 동일한 크기의 허상을 공중의 허상부에 투영하는 반사부;
상기 영상출력부의 영상 출력을 제어하는 제어부;
통제실로부터 3차원 입체영상 생성을 위한 제1소스 이미지 및 제2소스 이미지가 포함되는 방송신호를 수신하여 상기 제어부에 전달하는 방송수신부;
상기 방송수신부로부터 전달되는 방송신호에 의해 3차원 입체영상이 구현되면 3차원 입체영상의 깊이(Depth)를 조절하도록 키 신호를 상기 제어부에 제공하는 키입력부;
상기 제어부에 의해 이루어지는 동작을 제어하는 프로그램과 상기 영상출력부의 제어동작이 수행될 때에 입출력되는 데이터를 저장하는 메모리;
상기 영상출력부가 설치되는 커버프레임;
상기 커버프레임을 지지하고, 상기 제어부가 수납되는 서랍이 출몰 가능하게 설치되는 중단프레임;
상기 서랍이 닫힌 상태를 유지시키고, 사용자의 조작에 따라 상기 서랍을 상기 중단프레임 외측으로 개방시키는 착탈부;
상기 착탈부의 작동에 의해 상기 서랍이 개폐될 때에 상기 영상출력부와 상기 제어부를 연결하는 케이블이 상기 서랍과 간섭되는 것을 방지하는 간섭방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템.
제1항에 있어서, 상기 간섭방지부는,
상기 서랍의 상단 일측 및 타측으로부터 중앙 방향으로 출몰 가능하게 설치되는 한 쌍의 스크린;
한 쌍이 상기 스크린의 단부를 지지하고, 상기 서랍의 상단을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 한 쌍의 봉부재;
한 쌍의 상기 봉부재를 연결하는 제1탄성부재;
상기 서랍에 회전 가능하게 설치되고, 상기 스크린이 권취되는 드럼부재; 및
상기 서랍의 개방작동 및 폐쇄작동을 상기 스크린의 개방작동 또는 폐쇄작동으로 변환하여 전달하는 동력제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템.
제2항에 있어서, 상기 제어부는,
(a) 3차원 입체영상 생성을 위한 제1소스 이미지 및 제2소스 이미지가 포함되는 영상신호를 수신하는 단계;
(b) 상기 수신된 제1 및 제2 소스 이미지를 이용하여 3차원 입체영상을 생성하는 단계;
(c) 미리 설정된 상기 영상출력부의 표시패널의 종류 및 성능을 나타내는 정보 및 입체영상 깊이값을 근거로 상기 생성된 3차원 입체영상의 입체감을 조절하는 단계;
(d) 상기 입체감이 조절된 3차원 입체영상을 표시하는 단계; 및
(e) 상기 표시된 3차원 입체영상의 깊이를 조절하기 위한 키신호가 입력되면, 상기 키신호에 상응하게 상기 3차원 입체영상의 깊이를 조절하여 표시하는 단계를 포함하여 이루어지는 제어방법에 의해 교육영상를 구현하는 것을 특징으로 하는 홀로그램을 이용하는 교육영상 시스템.