KR102290144B1 - Three-dimensional image projection apparatus - Google Patents
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Abstract
공간 영상 투영 장치는 제 1 홀로그램 영상을 출력하는 제 1 출력 영역 및 제 2 홀로그램 영상을 출력하는 제 2 출력 영역을 포함하는 디스플레이 및 디스플레이의 전방에 위치하고, 제 1 홀로그램 영상 및 제 2 홀로그램 영상의 광선을 굴절시키는 프리즘 어레이를 포함하고, 프리즘 어레이는 디스플레이와 제 1 각도를 가지고 기울어져 있다. The spatial image projection apparatus is positioned in front of a display and a display including a first output area for outputting a first holographic image and a second output area for outputting a second holographic image, and rays of the first holographic image and the second holographic image and a prism array that refracts the prism array, and the prism array is inclined at a first angle with the display.
Description
본 발명은 공간 영상 투영 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a spatial image projection apparatus.
3차원 입체 영상 디스플레이 기술은 2차원 영상에 일정한 깊이 정보를 부가함으로써 3차원 영상을 재구성하는 기술이다. 이러한 3차원 입체 영상 디스플레이 기술은 사람의 양안 시차(binocular disparity) 원리를 이용하여 3차원 영상을 제공하고 있다. 이러한 3차원 입체 영상의 구현 방법에 따르면, 좌안과 우안에 비치는 상이 서로 다르기 때문에 관찰자의 양안에 의한 시차의 지각을 통하여 영상의 입체감 및 돌출감을 제공할 수 있다. The 3D stereoscopic image display technology is a technology for reconstructing a 3D image by adding certain depth information to the 2D image. The 3D stereoscopic image display technology provides a 3D image by using the principle of human binocular disparity. According to the 3D stereoscopic image implementation method, since the images reflected by the left eye and the right eye are different from each other, it is possible to provide a three-dimensional effect and a sense of protrusion through the perception of parallax by both eyes of an observer.
양안 시차를 이용한 좌우 영상을 분리하는 방식에는 안경 방식과 무안경 방식이 있다. 안경 방식은 애너글리프(anaglyph) 방식, 편광 안경 방식, 셔터 안경 방식 등이 있고, 무안경 방식에는 렌티큘러(lenticular) 방식, 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 방식 및 광학판 방식 등이 있다. 여기서, 안경 방식 중 편광 안경 방식 및 셔터 안경 방식은 가장 오래된 3차원 디스플레이 방식으로 입체 영화, 3D TV 등에 널리 사용되고 있다. 하지만, 편광 안경 방식 및 셔터 안경 방식은 입체 영상용 특수 안경을 착용해야 하는 불편함과 눈의 피로감을 증대시키는 문제점을 갖고 있다. 무안경 방식 중 렌티큘러 방식 및 패럴랙스 배리어 방식은 낮은 휘도와 저해상도의 영상으로 시청자의 관찰 지점이 고정되어 있으며 시청자의 지속적인 관찰 시, 두통이나 어지러움을 유발하는 단점을 가지고 있다. A method of separating left and right images using binocular disparity includes a glasses method and a glasses-free method. The glasses method includes an anaglyph method, a polarized glasses method, a shutter glasses method, and the like, and the glasses-free method includes a lenticular method, a parallax barrier method, an optical plate method, and the like. Here, the polarized glasses method and the shutter glasses method among the glasses methods are the oldest three-dimensional display methods and are widely used in stereoscopic movies, 3D TV, and the like. However, the polarized glasses method and the shutter glasses method have problems in that they have to wear special glasses for a stereoscopic image and increase eye fatigue. Among the glasses-free methods, the lenticular method and the parallax barrier method have a low luminance and low-resolution image, and the viewer's observation point is fixed, and has a disadvantage of causing a headache or dizziness during continuous observation of the viewer.
한편, 완전 입체 방식에는 홀로그램 및 체적형 3차원 디스플레이 방식이 있다. 이러한 완전 입체 방식은 고가의 레이저 및 정밀한 광학적 장치를 통해 정지 상태의 입체 영상만이 구현되며 실시간 고화질의 입체 영상은 제공하지 못하고 있다. On the other hand, the full three-dimensional method includes a hologram and a volume-type three-dimensional display method. In this fully stereoscopic method, only a static stereoscopic image is implemented through an expensive laser and a precise optical device, and a high-definition stereoscopic image in real time is not provided.
최근 들어, 하프 미러, 오목 거울, 프레넬 렌즈, 프리즘 어레이 등을 이용하여 저렴한 비용으로 실시간 입체 영상을 구현하는 방식들이 제안되고 있다. 하지만, 하프 미러를 이용한 방식은 영상이 허상으로 맺히고, 시스템의 물리적인 크기가 커지는 문제점이 있고, 오목 거울 및 프레넬 렌즈를 이용한 방식은 제조 비용이 많이 들고, 시야각이 좁다는 문제점이 있다.Recently, methods for realizing a real-time stereoscopic image at low cost using a half mirror, a concave mirror, a Fresnel lens, a prism array, and the like have been proposed. However, the method using the half mirror has problems in that the image is formed as a virtual image and the physical size of the system increases, and the method using the concave mirror and the Fresnel lens has problems in that manufacturing cost is high and the viewing angle is narrow.
이에 대한 해결 방안으로 최근에는 프리즘 어레이를 이용하여 공간상에 허상으로 입체 영상을 형성하는 방법이 제안되고 있다. 이러한 방법은 디스플레이 패널의 전방의 상단에 프리즘 어레이가 설치되고, 프리즘 어레이의 후방에 입체 영상이 투영된다. As a solution to this problem, recently, a method of forming a stereoscopic image as a virtual image in space using a prism array has been proposed. In this method, a prism array is installed on the top of the front of the display panel, and a stereoscopic image is projected on the rear of the prism array.
한편, 최근 프리즘 어레이 기반의 홀로그램 장치에서 홀로그램 효과를 향상시키기 위해, 공간상에서 복수의 레이어를 가지는 공간 투영 영상을 투영시키는 방법이 제안되었다. 잠시, 도 1을 참조하여 종래의 이중 디스플레이를 이용한 공간 영상 투영 장치를 설명하기로 한다. Meanwhile, in order to improve the hologram effect in a prism array-based hologram device, a method of projecting a spatial projection image having a plurality of layers in space has been recently proposed. For a moment, a spatial image projection apparatus using a conventional dual display will be described with reference to FIG. 1 .
도 1을 참조하면, 종래의 이중 디스플레이를 이용한 공간 영상 투영 장치는 제 1 홀로그램 영상을 출력하는 제 1 디스플레이(100), 제 2 홀로그램 영상을 출력하는 제 2 디스플레이(102) 및 프리즘 어레이(104)를 포함할 수 있다. 제 1 디스플레이(100)는 프리즘 어레이(104)으로부터 제 1 거리(106)만큼 떨어져 프리즘 어레이(104)의 후방 하부에 위치하고, 제 2 디스플레이(102)는 프리즘 어레이(104)으로부터 제 2 거리(108)만큼 떨어져 프리즘 어레이(104)의 후방 상부에 위치한다. Referring to FIG. 1 , a conventional spatial image projection apparatus using a dual display includes a
종래의 이중 디스플레이를 이용한 공간 영상 투영 장치는 프리즘 어레이(104)와 제 1 디스플레이(100) 및 제 2 디스플레이(102) 간의 거리 차이로 인해 제 1 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상(110)과 제 2 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상(112)을 다른 깊이감으로 공간상에 투영시킬 수 있다. The conventional spatial image projection apparatus using a dual display is a
이러한 종래의 이중 디스플레이를 이용한 공간 영상 투영 장치에서의 이중 레이어를 가지는 공간 영상 투영 방법의 경우에는 두 개의 디스플레이가 필요하고, 각 디스플레이를 서로 다른 깊이에 위치시켜야 하며, 디스플레이의 베젤 두께 등을 고려해야 하기 때문에 전체 시스템이 커지는 문제가 있다.In the case of a spatial image projection method having a double layer in a spatial image projection apparatus using such a conventional dual display, two displays are required, each display must be located at different depths, and the bezel thickness of the display must be considered. Therefore, there is a problem in that the overall system becomes large.
이러한 문제를 해결하기 위하여 단일 디스플레이를 이용하여 이중 레이어로 이루어진 공간 투영 영상을 투영시키는 방법이 제안되었다. 잠시, 도 2를 참조하여 종래의 단일 디스플레이를 이용한 공간 영상 투영 장치를 설명하기로 한다. In order to solve this problem, a method of projecting a spatial projection image composed of a double layer using a single display has been proposed. For a moment, a spatial image projection apparatus using a conventional single display will be described with reference to FIG. 2 .
도 2를 참조하면, 종래의 단일 디스플레이를 이용한 공간 영상 투영 장치는 디스플레이(200) 및 프리즘 어레이(202)를 포함할 수 있다. 디스플레이(200)는 프리즘 어레이(202)로부터 기설정된 거리(204)만큼 떨어져 후방에 위치하고, 프리즘 어레이(202)와 서로 수평을 이루며 배치된다. 디스플레이(200)는 제 1 홀로그램 영상을 출력하는 제 1 영역(206)과 제 2 홀로그램 영상을 출력하는 제 2 영역(208)으로 동일한 사이즈로 분할되어 서로 다른 홀로그램 영상을 출력할 수 있다. Referring to FIG. 2 , a conventional spatial image projection apparatus using a single display may include a
이러한, 종래의 단일 디스플레이를 이용한 공간 영상 투영 장치의 경우에는 디스플레이(200)와 프리즘 어레이(202)가 수평으로 배치된 구성으로 인해 관찰자가 공간 영상 투영 장치를 정면에서 바라볼 때, 제 1 홀로그램 영상에 대응하는 제 1 공간 투영 영상(208)과 제 2 홀로그램 영상에 대응하는 제 2 공간 투영 영상(210)이 같은 깊이에 존재하게 되어 제 1 공간 투영 영상(208)과 제 2 공간 투영 영상(210) 간의 깊이감을 형성할 수 없고, 단지 위에서 내려다 보거나 아래에서 올려다 보는 경우에만 깊이감을 형성할 수 있다. 또한, 시청자가 제 1 공간 투영 영상(208)과 제 2 공간 투영 영상(210)을 보면서 이동하면 각 영상의 깊이가 달라지고, 어느 임계점을 넘어가면 각 영상의 깊이가 뒤집어지는 문제가 발생한다. In the case of the conventional spatial image projection apparatus using a single display, when the observer looks at the spatial image projection apparatus from the front due to the configuration in which the
또한, 종래의 단일 디스플레이를 이용한 공간 영상 투영 장치의 경우, 디스플레이를 동일한 사이즈의 두 영역으로 나누어 사용하기 때문에 공간상에 투영되는 공간 투영 영상의 크기가 작아지는 문제가 있고, 정해진 시역 외에 불필요한 영상이 보여 전체 시스템의 시역이 제한되는 문제가 있었다. 또한 공간상에 투영되는 공간 투영 영상의 높이만큼 시스템의 깊이가 깊어져야 하기 때문에 전체 시스템의 크기가 커지는 문제도 있었다. In addition, in the case of the conventional spatial image projection apparatus using a single display, since the display is divided into two regions of the same size and used, there is a problem in that the size of the spatial projection image projected on the space becomes small, and unnecessary images other than the predetermined viewing area are generated. There was a problem that the viewing area of the entire system was limited. In addition, since the depth of the system must be as deep as the height of the spatial projection image projected on the space, there is a problem in that the size of the entire system increases.
이러한 문제를 해결하기 위하여 비대칭 프리즘 어레이를 사용하는 방법이 제안되었으나, 시역의 위치에 따라서 공간 투영 영상이 기울어져 보이는 문제가 있다. 비대칭 프리즘 어레이를 사용한 공간 영상 투영 장치의 경우에도 디스플레이를 두 영역으로 나누어 사용하기 때문에 공간상에 투영되는 공간 투영 영상의 크기가 작아지는 문제가 있다. 또한 프리즘 어레이가 가로로 배치되고 디스플레이와 프리즘 어레이 간의 거리가 멀어져 시스템의 좌측과 우측에서 볼 때, 공간 투영 영상이 떠오르거나 가라앉는 스마일 왜곡이 발생하여 좌우의 유효 시역이 제한되는 문제가 있다. In order to solve this problem, a method of using an asymmetric prism array has been proposed, but there is a problem in that the spatial projection image looks tilted according to the position of the viewing area. Even in the case of a spatial image projection apparatus using an asymmetric prism array, since the display is divided into two regions and used, there is a problem in that the size of the spatial projection image projected onto the space becomes small. In addition, when the prism array is arranged horizontally and the distance between the display and the prism array is increased, when viewed from the left and right sides of the system, smile distortion occurs in which the spatially projected image rises or sinks, thereby limiting the effective viewing area on the left and right.
이와 관련하여, 등록특허 10-1365449에는 입체 영상을 디스플레이하는 입체 영상 디스플레이 장치가 개시되어 있다.In this regard, Korean Patent No. 10-1365449 discloses a stereoscopic image display device for displaying a stereoscopic image.
프리즘 어레이와 기설정된 각도로 배치된 단일 디스플레이를 이용하여 이중 레이어의 공간 투영 영상을 제공하고자 한다. 또한, 단일 디스플레이에서 제 1 홀로그램 영상을 출력하는 영역을 제 2 홀로그램 영상을 출력하는 영역보다 크게 제작함으로써 공간 상에 공간 투영 영상이 작게 투영되는 기존의 문제점을 해결하고자 한다. 또한, 단일 디스플레이의 제 1 홀로그램 영상을 출력하는 영역의 전면에 시역 조절 필터를 배치함으로써 제 1 홀로그램 영상의 광선 중 정해진 시역을 방해하는 광선을 차단하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. It is intended to provide a double-layered spatial projection image using a prism array and a single display arranged at a predetermined angle. In addition, by making the area for outputting the first hologram image larger than the area for outputting the second hologram image on a single display, an existing problem in which a spatial projection image is projected to be small in space is to be solved. In addition, by arranging a viewing area control filter in front of an area for outputting the first holographic image of a single display, it is intended to block the light rays that interfere with a predetermined viewing area among the light rays of the first holographic image. However, the technical problems to be achieved by the present embodiment are not limited to the technical problems described above, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 공간 영상 투영 장치는 제 1 홀로그램 영상을 출력하는 제 1 출력 영역 및 제 2 홀로그램 영상을 출력하는 제 2 출력 영역을 포함하는 디스플레이; 및 상기 디스플레이의 전방에 위치하고, 상기 제 1 홀로그램 영상 및 상기 제 2 홀로그램 영상의 광선을 굴절시키는 프리즘 어레이를 포함하고, 상기 프리즘 어레이는 상기 디스플레이와 제 1 각도를 가지고 기울어져 있다. As a technical means for achieving the above technical problem, the spatial image projection apparatus according to the first aspect of the present invention includes a first output area for outputting a first holographic image and a second output area for outputting a second holographic image display to; and a prism array positioned in front of the display and refracting light rays of the first holographic image and the second holographic image, wherein the prism array is inclined at a first angle to the display.
일예에 있어서, 상기 제 1 출력 영역의 전면에 위치하고, 상기 제 1 홀로그램 영상의 광선 중 제 2 각도로 입사되는 광선을 차단하는 시역 조절 필터를 더 포함할 수 있다. 상기 시역 조절 필터는 상면 및 하면 사이에서 횡방향으로 연장된 복수의 배리어를 포함할 수 있다. 상기 복수의 배리어는 상기 하면으로부터 상기 상면을 향해 수직 방향으로 돌출되어 있으며, 종방향을 따라 간격을 두고 배치될 수 있다. 상기 시역 조절 필터는 상기 복수의 배리어의 높이 및 배치 간격 중 적어도 하나를 변경함으로써 상기 제 2 각도를 제어하도록 구성될 수 있다. In an example, the display device may further include a viewing area control filter positioned in front of the first output area and blocking a light beam incident at a second angle among the light beams of the first holographic image. The viewing area control filter may include a plurality of barriers extending laterally between the upper surface and the lower surface. The plurality of barriers may protrude from the lower surface toward the upper surface in a vertical direction, and may be disposed at intervals along the longitudinal direction. The viewing area control filter may be configured to control the second angle by changing at least one of a height and an arrangement interval of the plurality of barriers.
일예에 있어서, 제 1 홀로그램 영상은 오브젝트 영상이고, 상기 제 2 홀로그램 영상은 배경 영상일 수 있다. In an example, the first holographic image may be an object image, and the second holographic image may be a background image.
일예에 있어서, 상기 제 1 출력 영역은 상기 제 2 출력 영역보다 크게 형성될 수 있다. 상기 제 1 출력 영역은 상기 디스플레이의 상부 영역이고, 상기 제 2 출력 영역은 상기 디스플레이의 하부 영역일 수 있다. In an example, the first output area may be larger than the second output area. The first output area may be an upper area of the display, and the second output area may be a lower area of the display.
일예에 있어서, 상기 제 1 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상은 상기 디스플레이와 제 3 각도를 가지고 기울어져 있다. In an example, the spatial projection image corresponding to the first holographic image is inclined at a third angle with respect to the display.
일예에 있어서, 상기 제 1 홀로그램 영상에서 출력된 광선 중 상기 프리즘 어레이의 제 1 패싯(facet)에서 굴절된 광선이 시청자의 방향으로 향하고, 상기 제 2 홀로그램 영상에서 출력된 광선 중 상기 프리즘 어레이의 제 2 패싯에서 굴절된 광선이 상기 시청자의 방향으로 향할 수 있다. In one example, among the rays output from the first holographic image, a ray refracted by a first facet of the prism array is directed toward the viewer, and among the rays output from the second holographic image, the second prism array A ray refracted in the two facets may be directed in the direction of the viewer.
본 발명의 제 2 측면에 따른 공간 영상 투영 장치는 제 1 홀로그램 영상을 출력하는 제 1 디스플레이 및 상기 제 1 디스플레이와 인접하고 제 2 홀로그램 영상을 출력하는 제 2 디스플레이를 포함하는 디스플레이부; 상기 디스플레이부의 전방에 위치하고, 상기 제 1 홀로그램 영상 및 상기 제 2 홀로그램 영상의 광선을 굴절시키는 프리즘 어레이를 포함하고, 상기 프리즘 어레이는 상기 디스플레이부와 제 1 각도를 가지고 기울어져 있다. A spatial image projection apparatus according to a second aspect of the present invention comprises: a display unit including a first display outputting a first holographic image and a second display adjacent to the first display and outputting a second holographic image; and a prism array positioned in front of the display unit to refract light rays of the first holographic image and the second holographic image, wherein the prism array is inclined at a first angle to the display unit.
일예에 있어서, 상기 제 1 디스플레이 및 상기 제 2 디스플레이 중 어느 하나의 전면에 위치하고, 상기 제 1 홀로그램 영상의 광선 중 제 2 각도로 입사되는 광선을 차단하는 시역 조절 필터를 더 포함할 수 있다. In an example, the display device may further include a viewing area control filter positioned on the front surface of any one of the first display and the second display and blocking a light beam incident at a second angle among the light beams of the first holographic image.
일예에 있어서, 상기 제 1 홀로그램 영상은 오브젝트 영상이고, 상기 제 2 홀로그램 영상은 배경 영상일 수 있다. In an example, the first holographic image may be an object image, and the second holographic image may be a background image.
일예에 있어서, 상기 제 1 디스플레이의 높이는 상기 제 2 디스플레이의 높이보다 크게 형성될 수 있다. In an example, a height of the first display may be greater than a height of the second display.
일예에 있어서, 상기 제 1 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상은 상기 디스플레이부와 제 3 각도를 가지고 기울어져 있다. In an example, the spatial projection image corresponding to the first holographic image is inclined at a third angle with respect to the display unit.
일예에 있어서, 상기 제 1 홀로그램 영상에서 출력된 광선 중 상기 프리즘 어레이의 제 1 패싯(facet)에서 굴절된 광선이 시청자의 방향으로 향하고, 상기 제 2 홀로그램 영상에서 출력된 광선 중 상기 프리즘 어레이의 제 2 패싯에서 굴절된 광선이 상기 시청자의 방향으로 향할 수 있다. In one example, among the rays output from the first holographic image, a ray refracted by a first facet of the prism array is directed toward the viewer, and among the rays output from the second holographic image, the second prism array A ray refracted in the two facets may be directed in the direction of the viewer.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary, and should not be construed as limiting the present invention. In addition to the exemplary embodiments described above, there may be additional embodiments described in the drawings and detailed description.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 프리즘 어레이와 기설정된 각도로 배치된 단일 디스플레이를 이용하여 이중 레이어의 공간 투영 영상을 제공할 수 있다. 또한, 단일 디스플레이만으로 이중 레이어의 공간 투영 영상을 제공하기 때문에 시스템의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 단일 디스플레이에 포함된 제 1 홀로그램 영상을 출력하는 영역이 제 2 홀로그램 영상을 출력하는 영역보다 크게 형성되어 있기 때문에 공간 상에 공간 투영 영상(제 1 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상)을 크게 투영시킬 수 있다. 또한, 단일 디스플레이의 제 1 홀로그램 영상을 출력하는 영역의 전면에 시역 조절 필터를 배치함으로써 제 1 홀로그램 영상의 광선 중 정해진 시역을 방해하는 광선을 차단할 수 있다. 이를 통해, 시스템의 전체 시역을 확대시킬 수 있고, 홀로그램 영상들의 광선이 굴절되어 형성된 각 공간 투영 영상의 겹침 문제가 해결되고, 보다 큰 공간 투영 영상이 넓은 수직 시역에서 제공될 수 있다. According to any one of the above-described problem solving means of the present invention, it is possible to provide a double-layered spatial projection image using a single display disposed at a predetermined angle with the prism array. In addition, since only a single display provides a spatial projection image of a double layer, the size of the system can be reduced. In addition, since the region for outputting the first holographic image included in the single display is formed to be larger than the region for outputting the second hologram image, the spatial projection image (the spatial projection image corresponding to the first holographic image) is enlarged in space. can be projected. In addition, by disposing the viewing area control filter in front of the area for outputting the first holographic image of the single display, it is possible to block the light rays that interfere with the predetermined viewing area among the light rays of the first holographic image. Through this, the entire viewing area of the system can be enlarged, the overlapping problem of each spatial projection image formed by refracting light rays of the holographic images is solved, and a larger spatial projection image can be provided in a wide vertical viewing area.
도 1은 종래의 이중 디스플레이를 이용한 공간 영상 투영 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 단일 디스플레이를 이용한 공간 영상 투영 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 프리즘 어레이의 공간 영상 투영 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 플로팅 홀로그램 시스템에서 발생하는 색수차 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 공간 영상 투영 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 시역 조절 필터에 사용되는 복수의 배리어를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 색수차를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 공간 영상 투영 장치를 통해 투영된 공간 투영 영상을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view showing a spatial image projection apparatus using a conventional dual display.
2 is a view showing a spatial image projection apparatus using a conventional single display.
3 is a diagram for explaining a spatial image projection principle of a prism array.
4 is a view for explaining a chromatic aberration phenomenon occurring in a floating hologram system.
5 is a view for explaining a spatial image projection apparatus according to an embodiment of the present invention.
6A to 6C are diagrams for explaining a plurality of barriers used in a time region control filter according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining a method of correcting chromatic aberration according to an embodiment of the present invention.
8A to 8B are diagrams for explaining a spatial projection image projected through a spatial image projection apparatus according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. In this specification, a "part" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. In addition, one unit may be implemented using two or more hardware, and two or more units may be implemented by one hardware.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다. Hereinafter, detailed contents for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying configuration diagram or process flow diagram.
도 3은 프리즘 어레이의 공간 영상 투영 원리를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining a spatial image projection principle of a prism array.
도 3을 참조하면, 디스플레이(300)에서 출력된 홀로그램 영상의 광선 중 제 1 방향으로 프리즘 어레이(302)에 입사되는 제 1 광선(304)은 프리즘 어레이(302)에서 굴절된다. 이 때, 시청자(306)는 프리즘 어레이(302)의 후방에 허상으로 투영된 입체 영상(308)을 관찰할 수 있다. Referring to FIG. 3 , among the rays of the holographic image output from the
한편, 실 공간으로부터 제 2 방향으로 프리즘 어레이(302)로 입사되는 배경 영상의 광선(310)은 프리즘 어레이(302)에서 굴절되어 시청자(306)에게 향하게 된다.Meanwhile, a
다시 말해, 디스플레이(300)에서 출력된 제 1 광선(304)은 프리즘의 제 1 패싯(312)을 통과하며 굴절되고, 배경 광선(310)은 프리즘의 제 2 패싯(314)을 통과하여 굴절되어 입체 영상(308)과 실제 배경 영상이 함께 투영된다.In other words, the
도 4는 플로팅 홀로그램 시스템에서 발생하는 색수차 현상을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 디스플레이(400)에서 출력되는 제 1 광선(404)이 프리즘 어레이(402)를 통과하게 되면, 파장에 따른 굴절률의 차이로 인하여 적색 파장의 광선(406), 녹색 파장의 광선(408) 및 청색 파장의 광선(410)이 서로 다른 위치로 분산되어 플로팅 홀로그램의 색수차가 발생하게 된다. 4 is a view for explaining a chromatic aberration phenomenon occurring in a floating hologram system. Referring to FIG. 4 , when the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 공간 영상 투영 장치(50)를 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view for explaining a spatial
도 5를 참조하면, 공간 영상 투영 장치(50)는 디스플레이(500) 및 프리즘 어레이(502)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 5의 공간 영상 투영 장치(50)는 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 5를 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니며, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 도 5와 다르게 구성될 수도 있다.Referring to FIG. 5 , the spatial
디스플레이(500)는 공간 영상 투영 장치(50)의 전방으로 복수의 홀로그램 영상을 출력할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이(500)는 제 1 홀로그램 영상을 출력하는 제 1 출력 영역(504) 및 제 2 홀로그램 영상을 출력하는 제 2 출력 영역(506)을 포함할 수 있다. 여기서, 디스플레이(500)의 제 1 출력 영역(504)은 디스플레이(500)의 상부 영역으로 설정되고, 디스플레이(500)의 제 2 출력 영역(506)은 디스플레이(500)의 하부 영역으로 설정될 수 있다. 예를 들면, 제 1 출력 영역(504)의 높이를 제 2 출력 영역(506)의 높이보다 크게 형성함으로써 공간 상에 제 1 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상을 크게 투영시킬 수 있다. The
디스플레이(500)는 특정 사이즈로 투영시키고자 하는 공간 투영 영상에 따라 제 1 출력 영역(504)의 높이 및 제 2 출력 영역(506)의 높이를 다양하게 조절할 수 있다. The
디스플레이(500)는 제 1 출력 영역(504)을 통해 제 1 홀로그램 영상으로서 오브젝트 영상을 출력시키고, 제 2 출력 영역(506)을 통해 제 2 홀로그램 영상으로서 배경 영상을 출력시킬 수 있다. The
이러한 디스플레이(500)는 2차원 영상을 출력할 수 있는 LCD(Liquid Crystal Display) 디스플레이, OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, 퀀텀닷(Quantum Dot) 디스플레이 중 하나를 포함할 수 있다. 다른 예를 들면, 디스플레이(500)는 3차원 영상을 출력할 수 있는 패럴렉스 배리어(Parallax Barrier), 렌티큘러(Lenticular Lens) 및 프리즘 어레이(Prism Array)를 포함하는 3D 디스플레이 중 하나를 포함할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 디스플레이(500)는 3차원 체적 영상을 출력할 수 있는 집적 영상 디스플레이, 홀로그램 디스플레이, 회전 스크린 기반 체적 디스플레이, 다층 구조 기반의 체적 디스플레이 등을 포함할 수 있다. The
디스플레이(500)는 디스플레이(500)의 제 1 출력 영역(504)의 전면에 시역을 조절할 수 있는 시역 조절 필터(508)를 포함할 수 있다. 여기서, 시역 조절 필터(508)에는 패럴랙스 배리어를 이용한 시역필터, 회절광학소자(DOE, Diffractive Optical Element) 또는 홀로그램 광학 소자(HOE, Hologram Optical Element)가 포함될 수 있다. 또한 디스플레이(500)의 후면에 시역 조절 광학계를 추가하여 디스플레이의 시역을 조절할 수도 있다.The
시역 조절 필터(508)는 디스플레이(500)의 제 1 출력 영역(504)에서 출력되는 제 1 홀로그램 영상의 광선 중 소정 범위의 각도(예컨대, 제 2 각도)로 입사되는 광선을 차단함으로써 넓은 방향으로 광선이 분산되는 것을 막을 수 있다. The viewing
예를 들면, 디스플레이(500)의 제 1 출력 영역(504)에서 출력되는 제 1 홀로그램 영상의 제 1 광선(제 2 각도 외의 각도로 입사되는 광선)은 시역 조절 필터(508)를 통과하고, 프리즘 어레이(502)의 제 2 패싯(facet)(512)에서 굴절되어 공간 투영 영상을 형성하지만, 제 1 광선과 다른 방향으로 출력되는 제 2 광선(제 2 각도로 입사되는 광선)은 시역 조절 필터(508)에 의해 차단된다. For example, the first ray of the first holographic image output from the
잠시, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 시역 조절 필터(508)를 설명하기로 한다. For a moment, the time
도 6a를 참조하면, 시역 조절 필터(508)는 상면(601) 및 하면(603)을 포함하고, 상면(601) 및 하면(603) 사이에서 횡방향으로 연장된 복수의 배리어(611)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6A , the viewing
복수의 배리어(611)는 하면(603)으로부터 상면(601)을 향해 수직 방향으로 돌출되어 있으며, 시청자가 공간 영상 투영 장치(50)를 바라볼 때 종방향을 따라 간격을 두고 배치될 수 있다. The plurality of
복수의 배리어(611)의 높이(605)가 Ph이고, 복수의 배리어(611) 간의 배치 간격(607)이 Pw라고 할 때, 시역 조절 필터(508)를 통과할 수 있는 홀로그램 영상의 광선의 통과 각도(609)는 [수학식 1]과 같다. When the
도 6b를 참조하면, 시역 조절 필터(508)는 복수의 배리어(611)의 높이 및 배치 간격(607) 중 적어도 하나를 변경함으로써 광선이 차단되는 제 2 각도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 도면 부호 613은 복수의 배리어(611)의 제 1 배치 형태로서, 광선의 특정 각도 이내의 광선만을 통과시켜 특정 방향에서만 입체 영상을 볼 수 있다. Referring to FIG. 6B , the viewing
또한, 도면 부호 615는 복수의 배리어(611)의 제 2 배치 형태로서, 배리어(611)의 높이를 비교적 높게 설정함으로써 광선의 통과 각도를 좁게 조절할 수 있다. In addition,
또한, 도면 부호 617은 복수의 배리어(611)의 제 3 배치 형태로서, 배리어(611)의 높이를 낮게 설정함으로써 광선의 통과 각도를 넓게 조절할 수도 있다. 또한, 도면 부호 619 및 621와 같이, 복수의 배리어(611)의 배치 간격을 넓게 또는 좁게 설정함으로써 광선의 통과 각도를 넓게 또는 좁게 조절할 수도 있다. In addition,
도 6c를 참조하면, 디스플레이(500)와 프리즘 어레이(502)의 각도, 프리즘 어레이(502)의 프리즘 꼭지각 등의 특성에 따라서 좌우 시야각에 차이가 생길 수 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로, 복수의 배리어(611)가 소정 각도( ,)로 기울어진 시역 조절 필터(508)를 사용할 수 있다. Referring to FIG. 6C , the left and right viewing angles may differ depending on characteristics such as the angle between the
여기서, 복수의 배리어(611)는 소정 각도()로 기울어져 돌출되어 있으며, 시청자가 공간 영상 투영 장치(50)를 바라볼 때 종방향을 따라 간격을 두고 배치될 수 있다. Here, the plurality of
복수의 배리어(611)가 경사진 상태로 배치되기 때문에 각 배리어(611)와 대략 평행을 이루는 광선만이 시역 조절 필터(508)를 통과할 수 있다. Since the plurality of
복수의 배리어(611)의 배치 간격(607)이 Pw이고, 높이(605)가 Ph이고, 각 배리어(611)의 기울어진 각도가 라고 하면, 시역 조절 필터(508)를 통과하는 광선의 통과 각도 (609)는 [수학식 2]와 같다. An
따라서 시역 조절 필터(508)는 복수의 배리어(611)의 높이(605), 배치 간격(607) 및 각도(배리어(611)의 기울어진 정도,)를 조절하여 광선의 출력 방향 및 통과 각도를 조절할 수 있게 된다.Therefore, the viewing
다시 도 5로 돌아오면, 프리즘 어레이(502)는 디스플레이(500)의 전방에 위치하고, 디스플레이(500)의 제 1 출력 영역(504)에서 출력되는 제 1 홀로그램 영상의 광선과 디스플레이(500)의 제 2 출력 영역(506)에서 출력되는 제 2 홀로그램 영상의 광선을 굴절시킬 수 있다. 5 , the
제 1 출력 영역(504)의 제 1 홀로그램 영상에서 출력된 광선 중 제 1 방향으로 프리즘 어레이(502)로 입사된 광선이 프리즘 어레이(502)의 제 2 패싯(512)에서 굴절되어 시청자의 시야 방향으로 향하게 된다. 반면, 제 1 홀로그램 영상에서 출력된 광선 중 제 1 방향 이외의 방향으로 프리즘 어레이(502)로 입사되는 광선의 경우, 프리즘 어레이(502) 내부에서 전반사가 일어나거나 굴절되어 시청자의 시야 방향과 다른 방향으로 향하게 된다. Among the light rays output from the first holographic image of the
한편, 디스플레이(500)의 제 2 출력 영역(506)에는 시역 조절 필터(508)가 설치되어 있지 않아서, 제 2 출력 영역(506)에서 출력되는 제 2 홀로그램 영상의 광선이 넓은 방향으로 퍼져나가게 된다. 이 경우, 제 2 홀로그램 영상에서 출력된 광선 중 프리즘 어레이(502)의 제 1 패싯(510)에서 굴절된 광선만이 시청자의 시야 방향으로 향하게 된다. On the other hand, the field of
프리즘 어레이(502)는 디스플레이(500)로부터 제 1 각도(514)로 기울어진 형태로 배치될 수 있다. The
제 1 출력 영역(504)에서 출력되는 제 1 홀로그램 영상의 광선이 프리즘 어레이(502)로 입사하는 입사 거리는 제 1 출력 영역(504)의 하부에서 출력되는 영상의 광선일수록 증가하게 되고, 제 1 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상(516)은 디스플레이(500)와 제 3 각도로 기울어져 형성된다. The incident distance at which the ray of the first holographic image output from the
예를 들어, 디스플레이(500)와 프리즘 어레이(502) 간의 제 1 각도(514)는 20도 내외일 수 있고, 이 경우, 제 3 각도는 10도 내외일 수 있다. For example, the
반면, 디스플레이(500)의 제 2 출력 영역(506)에서 출력되는 제 2 홀로그램 영상의 광선의 경우, 프리즘 어레이(502)로의 입사 거리가 멀기 때문에 제 2 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상(518)은 프리즘 어레이(502)로부터 멀리 떨어진 제 1 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상(516)의 후방에서 허상으로 맺히게 된다. On the other hand, in the case of the ray of the second holographic image output from the
제 1 홀로그램 영상의 광선과 제 2 홀로그램 영상의 광선 간의 입사 경로 차이는 공간상에 형성되는 공간 투영 영상들 간에도 깊이 차이를 발생시킨다. 이러한 깊이 차이의 발생으로 인하여 시청자는 입체감을 느끼게 된다. A difference in the incident path between the light beam of the first holographic image and the light beam of the second holographic image causes a depth difference between spatial projection images formed in space. Due to the occurrence of such a depth difference, the viewer feels a three-dimensional effect.
제 1 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상(516)이 프리즘 어레이(502)로부터 투영되는 거리는 [수학식 3]을 통해 도출될 수 있고, 제 2 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상(518)이 프리즘 어레이(502)로부터 투영되는 거리는 [수학식 4]를 통해 도출될 수 있다. The distance at which the
여기서, 여기서 Df은 제 1 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상(516)이 투영되는 거리이고, ds는 프리즘 어레이(502)와 디스플레이(500) 간의 거리이고, 는 디스플레이(500)의 제 1 출력 영역(504)에서 프리즘 어레이(502)로 입사되는 광선의 각도를 의미한다.Here, where D f is the distance at which the
여기서 Dr은 제 2 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상(518)이 투영되는 거리이고, ds는 프리즘 어레이(502)와 디스플레이(500) 간의 거리이고, 은 디스플레이(500)의 제 2 출력 영역(506)에서 프리즘 어레이(502)로 입사되는 광선의 각도를 의미한다. where D r is the distance at which the
한편, 굴절률이 다른 두 물질이 빛을 이동할 때의 투과와 반사를 살펴보면 입사면에 서로 수직한 극성을 가진 광의 투과 계수와 반사 계수는 프레넬 방정식 (Fresnel equation)에 의해 [수학식 5] 내지 [수학식 8]로 정의될 수 있다.On the other hand, looking at the transmission and reflection when two materials with different refractive indices move light, the transmission and reflection coefficients of light having polarities perpendicular to each other on the incident surface are calculated from [Equation 5] to [Equation 5] by the Fresnel equation. It can be defined by Equation 8].
빛이 프리즘 어레이(502)를 통과하여 공기중으로 나올 때 입사 매질의 굴절률이 투과 매질의 굴절률보다 높은 경우, 내부 반사(Internal reflection)가 일어나게 된다. When light passes through the
내부 반사의 경우, 스넬의 법칙에 의하여 항상 이 성립하며 그 관계에 의해 S파의 반사 계수(Rs)는 항상 양수가 되고 임계각(Critical angle) 에 이르면 반사 계수는 1이 된다. 즉, 이므로 가 커짐에 따라 투과 광선은 점차적으로 경계선에 접근하고 그 만큼 점점 더 많은 에너지가 반사된다. 결론적으로는 이 되는 입사각이 바로 임계각이 된다. 즉, 입사각이 임계각보다 크거나 같은 경우 입사하는 모든 빛은 내부 전반사(Total internal reflection)가 일어나 모두 입사 매질로 즉, 프리즘 어레이로 되돌아간다. 내부 반사에서 임계각을 구하는 식은 [수학식 9]와 같다.In case of internal reflection, Snell's law always is established, and due to the relationship, the reflection coefficient (R s ) of the S wave is always positive, and the critical angle is When , the reflection coefficient becomes 1. in other words, Because of As the ray increases, the transmitted ray gradually approaches the boundary line and more and more energy is reflected by it. In conclusion The angle of incidence becomes the critical angle. That is, when the incident angle is greater than or equal to the critical angle, total internal reflection occurs and all incident light returns to the incident medium, that is, to the prism array. The formula for calculating the critical angle in internal reflection is [Equation 9].
임계각을 확인한 것처럼 입사각을 증가시키면서 투과 계수와 반사 계수를 계산하면 P파와의 반사 계수가 0이 되는 특정 각도를 구할 수 있다. 이러한 특정 각도를 브루스터각(Brewster's angle)라 하며 그 각도에서는 P파는 반사되는 빛 없이 모두 투과된다. 내부 반사에서 브루스터 각을 구하는 식은 [수학식 10]과 같다.As if checking the critical angle, if the transmission coefficient and reflection coefficient are calculated while increasing the incident angle, a specific angle at which the reflection coefficient with the P wave becomes 0 can be obtained. This specific angle is called Brewster's angle, and at that angle, all P waves are transmitted without reflected light. The formula for calculating the Brewster angle from internal reflection is [Equation 10].
따라서 프리즘 어레이(502)로 입사되는 입사각에 따라 광선의 진행 경로는 달라지게 된다. 즉, 디스플레이(500)에서 출력되는 광선들은 시청자의 시야 방향으로 향하도록 정해진 경로를 따라 이동하는 광선들과 프리즘 어레이(502) 내부에서 전반사가 되어 다른 경로로 향하는 광선들로 이루어진다. Accordingly, the propagation path of the light beam is changed according to the incident angle of the
이러한 광선 중 일부가 프리즘 어레이(502)의 후면에서 다시 반사되어 프리즘 어레이(502)를 통해 시청자의 시야 방향으로 향하는 경우가 생기게 된다. 반사 계수와 반사율이 높은 각도로 입사되는 광선의 경우, 프리즘 어레이(502)의 내부 반사로 인하여 공간 투영 영상에 노이즈를 일으킨다. Some of these rays are reflected back from the rear surface of the
이러한 내부 반사 노이즈 영상 제거를 위하여, 프리즘 어레이(502)의 제 1 패싯(510) 또는 제 2 패싯(512)에 편광 필터를 부착할 수 있다. In order to remove the internal reflection noise image, a polarization filter may be attached to the
시청자의 시야 방향으로 나오는 광선들의 성분을 살펴보면 반사 계수의 특성에 따라 S파의 성분이 대부분이다. 따라서 S파의 성분을 필터링하면 내부 반사로 인한 노이즈 영상을 제거할 수 있다Looking at the components of the light rays coming out in the viewing direction of the viewer, most of the components of the S wave are based on the characteristics of the reflection coefficient. Therefore, by filtering the S wave component, the noise image due to internal reflection can be removed.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 색수차를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 7 is a diagram for explaining a method of correcting chromatic aberration according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 도면 부호 700은 색수차를 보정하지 않은 공간 투영 영상이고, 도면 부호 702는 색수차를 보정한 공간 투영 영상이다. 이 두 영상을 비교하면, RGB의 각 컬러에 대하여 일정 픽셀만큼 이동된 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 7 ,
예를 들면, 도 3과 같이, 디스플레이(300)와 프리즘 어레이(302)가 평행하도록 배치되면, 디스플레이(300)와 프리즘 어레이(302)는 일정한 간격을 이루게 된다. 이 경우, 전 영역에 대한 색분산의 양이 일정하기 때문에 전체 영상에 대하여 일정량에 해당하는 픽셀의 수만큼을 이동시킴으로써 역 왜곡을 주어 색수차를 보정할 수 있다. For example, as shown in FIG. 3 , when the
하지만, 도 5와 같이, 디스플레이(500)가 프리즘 어레이(502)로부터 제 1 각도(514)로 기울어지게 설치되면 디스플레이(500)와 프리즘 어레이(502)의 내부 위치에 따라 서로 간의 거리 차이가 생기게 된다. 이로 인해, 색수차 보정을 위한 픽셀 이동량에 차이가 생기게 된다. However, as shown in FIG. 5 , when the
이 때, 디스플레이(500)의 각 영역과 프리즘 어레이(502) 사이의 거리는 디스플레이(500)의 각 위치에 따라 선형적으로 변하기 때문에 거리가 가장 먼 부분과 가장 가까운 부분을 선정하고, 각 위치에 대한 픽셀 이동값을 계산하고, 이를 디스플레이(500)의 위치에 따라 선형적으로 적용하여 영상의 각 부분에 대한 픽셀 이동 값을 구할 수 있다. 계산된 픽셀 이동값만큼 픽셀을 이동시켜 역 왜곡을 주어 색수차를 보정할 수 있다.At this time, since the distance between each area of the
공간 투영 영상(702)의 왼쪽 부분을 확대한 영상(704)은 많은 픽셀이 이동된 것을 확인할 수 있고, 공간 투영 영상(702)의 오른쪽 부분을 확대한 영상(706)은 디스플레이(500)와의 거리가 가깝기 때문에 이동된 픽셀이 많지 않은 것을 확인할 수 있다. In the
도 8a 내지 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 공간 영상 투영 장치(50)를 통해 투영된 공간 투영 영상을 설명하기 위한 도면이다. 8A to 8B are diagrams for explaining a spatial projection image projected through the spatial
도 8a를 참조하면, 도면부호 80은 공간 영상 투영 장치(50)의 입력 영상을 나타낸 것으로, 제 1 홀로그램 영상(예컨대, 오브젝트 영상)(800)은 제 1 출력 영역(810)을 통해 출력되고, 제 2 홀로그램 영상(예컨대, 배경 영상)(820)은 제 2 출력 영역(830)에 출력될 수 있다. 여기서, 제 1 출력 영역(810)와 제 2 출력 영역(830)의 높이는 시스템의 특성에 따라 조절될 수 있다. Referring to FIG. 8A ,
도 8b를 참조하면, 도면 부호 82는 도면 부호 80의 입력 영상을 공간 영상 투영 장치(50)을 통해 디스플레이한 영상이다. 제 1 홀로그램 영상(800)에 대응하는 제 1 공간 투영 영상(840)이 전방에 형성되고, 제 2 홀로그램 영상(820)에 대응하는 제 2 공간 투영 영상(850)이 제 1 공간 투영 영상(840)으로부터 거리감 있게 후방에 형성된 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 8B ,
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .
50: 공간 영상 투영 장치
500: 디스플레이
502: 프리즘 어레이50: spatial image projection device
500: display
502: prism array
Claims (16)
제 1 홀로그램 영상을 출력하는 제 1 출력 영역 및 제 2 홀로그램 영상을 출력하는 제 2 출력 영역을 포함하는 디스플레이; 및
상기 디스플레이의 전방에 위치하고, 상기 제 1 홀로그램 영상 및 상기 제 2 홀로그램 영상의 광선을 굴절시키는 프리즘 어레이
를 포함하고,
상기 프리즘 어레이는 상기 디스플레이와 제 1 각도를 가지고 기울어져 있고,
상기 제 1 출력 영역의 전면에만 위치하고, 상기 제 1 홀로그램 영상의 광선 중 제 2 각도로 입사되는 광선을 차단하는 시역 조절 필터를 더 포함하고,
상기 시역 조절 필터는 상면 및 하면 사이에서 횡방향으로 연장되고, 종방향을 따라 간격을 두고 배치된 복수의 배리어를 포함하는 것인, 공간 영상 투영 장치.
A spatial image projection apparatus comprising:
a display including a first output area for outputting a first holographic image and a second output area for outputting a second holographic image; and
A prism array positioned in front of the display and refracting light rays of the first holographic image and the second holographic image
including,
The prism array is inclined at a first angle with the display,
It is located only on the front surface of the first output area and further comprises a viewing area control filter for blocking the light rays incident at a second angle among the light rays of the first holographic image,
Wherein the viewing area control filter comprises a plurality of barriers extending in the transverse direction between the upper surface and the lower surface and disposed at intervals along the longitudinal direction, the spatial image projection apparatus.
상기 시역 조절 필터는 상기 복수의 배리어의 높이 및 배치 간격 중 적어도 하나를 변경함으로써 상기 제 2 각도를 제어하도록 구성된 것인, 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 1,
and the viewing area adjustment filter is configured to control the second angle by changing at least one of a height and an arrangement interval of the plurality of barriers.
상기 제 1 홀로그램 영상은 오브젝트 영상이고, 상기 제 2 홀로그램 영상은 배경 영상인 것인, 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 1,
The first holographic image is an object image, and the second holographic image is a background image.
상기 제 1 출력 영역은 상기 제 2 출력 영역보다 크게 형성된 것인, 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 1,
The first output area is formed to be larger than the second output area, the spatial image projection apparatus.
상기 제 1 출력 영역은 상기 디스플레이의 상부 영역이고,
상기 제 2 출력 영역은 상기 디스플레이의 하부 영역인 것인, 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 1,
the first output area is an upper area of the display;
wherein the second output area is a lower area of the display.
상기 제 1 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상은 상기 디스플레이와 제 3 각도를 가지고 기울어져 있는 것인, 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 1,
The spatial projection image corresponding to the first holographic image is inclined to have a third angle with the display, the spatial image projection apparatus.
상기 제 1 홀로그램 영상에서 출력된 광선 중 상기 프리즘 어레이의 제 1 패싯(facet)에서 굴절된 광선이 시청자의 방향으로 향하고,
상기 제 2 홀로그램 영상에서 출력된 광선 중 상기 프리즘 어레이의 제 2 패싯에서 굴절된 광선이 상기 시청자의 방향으로 향하는 것인, 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 1,
Among the light rays output from the first holographic image, the light rays refracted by the first facet of the prism array are directed in the direction of the viewer,
Among the rays output from the second holographic image, the ray refracted by the second facet of the prism array is directed in the direction of the viewer.
제 1 홀로그램 영상을 출력하는 제 1 디스플레이 및 상기 제 1 디스플레이와 인접하고 제 2 홀로그램 영상을 출력하는 제 2 디스플레이를 포함하는 디스플레이부;
상기 디스플레이부의 전방에 위치하고, 상기 제 1 홀로그램 영상 및 상기 제 2 홀로그램 영상의 광선을 굴절시키는 프리즘 어레이
를 포함하고,
상기 프리즘 어레이는 상기 디스플레이부와 제 1 각도를 가지고 기울어져 있고,
상기 제 1 디스플레이의 전면에만 위치하고, 상기 제 1 홀로그램 영상의 광선 중 제 2 각도로 입사되는 광선을 차단하는 시역 조절 필터를 더 포함하고,
상기 시역 조절 필터는 상면 및 하면 사이에서 횡방향으로 연장되고, 종방향을 따라 간격을 두고 배치된 복수의 배리어를 포함하는 것인, 공간 영상 투영 장치.
A spatial image projection apparatus comprising:
a display unit including a first display outputting a first holographic image and a second display adjacent to the first display and outputting a second holographic image;
A prism array positioned in front of the display unit and refracting light rays of the first holographic image and the second holographic image
including,
The prism array is inclined at a first angle with the display unit,
It is located only on the front surface of the first display and further comprises a viewing area control filter for blocking the light rays incident at a second angle among the light rays of the first holographic image,
Wherein the viewing region control filter comprises a plurality of barriers extending in the transverse direction between the upper surface and the lower surface and arranged at intervals along the longitudinal direction, the spatial image projection apparatus.
상기 제 1 홀로그램 영상은 오브젝트 영상이고, 상기 제 2 홀로그램 영상은 배경 영상인 것인, 공간 영상 투영 장치.
12. The method of claim 11,
The first holographic image is an object image, and the second holographic image is a background image.
상기 제 1 디스플레이의 높이는 상기 제 2 디스플레이의 높이보다 크게 형성된 것인, 공간 영상 투영 장치.
12. The method of claim 11,
The height of the first display will be formed larger than the height of the second display, the spatial image projection apparatus.
상기 제 1 홀로그램 영상에 대응하는 공간 투영 영상은 상기 디스플레이부와 제 3 각도를 가지고 기울어져 있는 것인, 공간 영상 투영 장치.
12. The method of claim 11,
The spatial projection image corresponding to the first holographic image is inclined at a third angle with the display unit, the spatial image projection apparatus.
상기 제 1 홀로그램 영상에서 출력된 광선 중 상기 프리즘 어레이의 제 1 패싯(facet)에서 굴절된 광선이 시청자의 방향으로 향하고,
상기 제 2 홀로그램 영상에서 출력된 광선 중 상기 프리즘 어레이의 제 2 패싯에서 굴절된 광선이 상기 시청자의 방향으로 향하는 것인, 공간 영상 투영 장치.
12. The method of claim 11,
Among the light rays output from the first holographic image, the light rays refracted by the first facet of the prism array are directed in the direction of the viewer,
Among the rays output from the second holographic image, the ray refracted by the second facet of the prism array is directed in the direction of the viewer.
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KR1020170104055A KR102290144B1 (en) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | Three-dimensional image projection apparatus |
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