KR102421926B1 - 고선명 가상현실 입체 영상 확대장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고 선명 가상현실 입체영상 확대 장치에 관한 것으로서
종래 영상의 밝기를 저하하는 편광판, 반투명경 구조를 삭제하고
하나의 2D 모니터와 또는 독립된 2개의 모니터에 입체용 영상을 2 분할한 입체용 좌, 우안용 영상과
좌,우 방향으로 90° 직각으로 반사 굴절각을 갖는 제1좌, 우 반사경과
좌, 우 접안렌즈 전면에 우 방향으로 90° 직각으로 굴절각을 갖는 제2좌, 우 반사경으로 구성하되
필요에 따라 광학적으로 왜곡현상을 소거한 좌 접안렌즈와 우 접안렌즈를 일반모니터에 결합하되 상기 좌우관측렌즈의 초점거리 F와 모니터와 거리 간격은 동일하거나 그 이내로 구성하는 광학적 구성으로 구성한 광학케이스와
자이로 센서가 포함되는 위치센서와 광학케이스 좌, 우에 구비되는 상, 하 회전장치와 좌, 우회전대로 구성하는 것을 특징으로 하는 가상현실 영상 확대 장치에 관한 것이다.

Description

고선명 가상현실 입체 영상 확대장치{Virtual Reality 3D Image Expansion Device with High Brightness}

본 발명은 시청자가 상, 하 좌, 우 방향으로 회전 시 해당 시각 방향의 입체 영상을 관찰할 수 있는 가상현실 영상 장치로서 이건 출원인이 미국 특허 출원번호 14/625,993호 및 한국특허 출원번호 제10-2014-0028487호로 출원한 ‘무 안경 가상현실 관측 장치’를 개량하여 일반 모니터에서 3D 입체 영상을 관측할 수 있게 구성하되 종래 대비 밝기와 선명도를 8배 이상 -100배까지 증대시킨 가상현실 입체 영상 확대장치에 관한 것이다.

가상현실 입체영상은 좌, 우 120-360°, 상, 하 90-360°의 시야각 범위로 영상을 제공하고 그 중 일부 시야각, 예를 들면 좌, 우 60°, 상, 하 30°의 작은 범위로 회전 이동하면서 현장에 있는 것과 같은 광시야각의 영상 관측을 목적으로 한다. 따라서 좌안용 영상과 우안용 영상을 편광 하여 하나의 프레임에서 합치하고 이를 다시 좌, 우안용 영상으로 분리하여 각각 시청자의 좌, 우 눈으로 분리 시청하는 기술이 필요하게 된다.

그런데 이 건 출원인이 출원한 미국 특허 출원번호 14/625,993호 및 한국특허 출원번호 제10-2014-0028487 호의 기술은 모니터 영상 표면에 편광판을 구비하여 각각 편광한 후 각각의 모니터 중앙에 반투명경을 구비하여 영상을 분리하고 이를 다시 편광안경 등에 의해 관측하는 구조이다.

공지된 바와 같이 편광판의 최대 투과율은 30-50%이며 영상을 분리하는 반투명경의 반사율과 투과율은 각각 30-50%이다.

따라서 편광판에서 30- 50% 투과하고 반투명경에서 다시 30- 50%로 투과하고 편광안경에서 다시 30-50% 투과하므로 총 밝기는 결과적으로 2.7 - 12.5%로 급격하게 저하된다. 결과적으로 밝기가 1/100- 1/8 이하로 급격하게 저하되어 매우 흐린 영상을 보게 된다.

또 다른 3D 영상방식의 하나인 셔터방식의 화면은 좌, 우안용 영상이 순차 투사할 때 밝기가 50%로 저하되고 셔터 안경에서 투과율이 15% - 2%대로 낮아지므로 밝기와 선명도가 7.5% - 1%대로 급격히 떨어진다.

결과적으로 종래 3D 영상장치 및 3D 모니터의 밝기와 선명도는 2D 영상대비 1/8-1/100로 급격히 저하된다.

입체화면은 하나의 영상 프레임에 입체용 좌, 우안용 영상이 동시에 제공해야 하므로 영상을 분리하는 별도의 장치가 필요하였다.

또한, 종래 HMD(HEAD MOUNTED DISPLAY) 구조는 단순 접안렌즈로 입체영상을 보는 구조만 제시되어 있어 화면 크기가 사람 좌, 우 눈의 간격인 65mm 즉 좌, 우 33mm 미만의 2개의 작은 화면의 영상만 시청 가능하고 구조 자체가 눈앞에 장착하고 목을 돌려 회전하는 구조이므로 목뼈 부상과 시력 저하의 문제점으로 인해 아동에게는 사용 자제를 권장하고 있다.

따라서 기존의 가상현실 영상구조는 밝기가 매우 어둡거나 화면의 크기가 소형으로써 활용에 제한을 가져와 관련 산업이 발전하지 못하는 원인으로 작용해왔다.

한국특허 출원번호 제10-2014-0028487 미국특허 출원번호 제14/625,993 중국특허 출원번호 제201510104420.9 일본국 특허 출원번호 제2015-023990

상기와 같은 문제점을 감안하여 본 발명은 종래 HMD 구조 대비 화면크기 4- 400배 확대할 수 있고 기존 입체 영상대비 8-100배 밝기를 증대하여 초대형 화면으로 고선명 화면을 제공하는 방법을 제시하고자 한다.

본 발명에서는 상기 문제점을 해결하기 위해

2D 영상을 구현하는 하나의 일반 모니터 또는 독립된 2개의 모니터와

상기 모니터의 중간 사이를 2 분할하는 차단대와

상기 2 분할한 모니터에 제공하는 입체용 좌, 우안용 영상과

상기 모니터 일방에 구비하는 자이로 센서와 같은 위치센서와

상기 좌, 우 접안렌즈 전면에 각각 좌, 우 양방향으로 90도 직각으로 굴절 반사하게 구비하는 제1좌, 우 반사경과

상기 제1좌, 우 반사경 전면에 설치하는 제2좌, 우 반사경으로 구비한다.

필요에 따라 접안렌즈를 결합하되 상기 접안렌즈에서 상기 모니터까지 제1, 제2좌·우 반사경이 갖는 반사 길이는 상기 좌, 우 접안렌즈가 갖는 초점거리 이내로 구성하고

상기 모니터에서 2 분할된 좌, 우 영상의 중심축인 광축과 좌, 우 접안렌즈의 광축이 일치하도록 구성한 상기 광학적 구조 전체를 하나의 광학케이스로 구성하고

상기 광학케이스를 상, 하 회전수단 및 좌, 우회전수단과 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1좌, 우 반사경(33, 34)과 제2좌·우 반사경(36, 37)은 80% 이상의 반사율을 갖는 표면경으로 구성한다.

접안렌즈의 구성방법은 광학적으로 선명도를 증대하기 위해

좌 접안렌즈와 우 접안렌즈의 형태를 사용자의 동공 방향을 기준으로 렌즈의 표면 형태는 -의 힘을 갖는 오목 구면 형태로 구성하고 렌즈의 이면 형태는 +의 힘을 갖는 볼록구면의 형태를 갖되 렌즈가 갖는 전체의 굴절률은 +의 확대기능을 갖는 형태의 접안렌즈로 구성하거나.

굴절률이 상이한 두 개의 초자를 하나의 렌즈로 합성하여 색수차가 현저히 감소한 하나의 접안렌즈로 구성한다.

또 하나의 접안렌즈 구성 방법으로는 좌, 우 접안렌즈의 구성을 일방은 작게 보이는 -의 오목렌즈로 구성되고, 타방은 확대하여 크게 보이는 +의 볼록렌즈의 영상 대물렌즈로 구성하여 원거리의 모니터가 제공하는 입체 영상을 근거리로 확대하는 기능을 갖게하거나

좌, 우측 접안렌즈의 구성이 직각 프리즘의 입사면과 반사면의 위치에 각각 + 또는 - 볼록렌즈 또는 오목렌즈로 구비한다.

상기와 같은 제반 광학구성요소를 하나의 케이스에 구성한 광학케이스를 좌, 우회전 수단과 상하 회전 수단과 결합 구성한다.

일반 모니터에서 입체 영상 관측은 불가능하다.

본 발명은 하나의 영상박스 내부에 제1좌·우 반사경, 제2좌, 우 반사경과 하나 또는 두 개의 일반모니터를 하나의 케이스 내부에 결합하여 밝기를 저해하는 요소인 반투명경, 편광판, 편광안경을 사용하지 않고 3D 영상을 시청할 수 있으므로 영상의 밝기를 2D 영상 상태로 유지하면서 3D 영상을 제공하므로 결과적으로 종래 3D 영상대비 8~100배 밝기와 고 선명도를 제공한다.

또한, 하나의 프레임에서 가상현실 입체용 영상인 좌, 우안용 영상을 반사경으로 자동 분리하므로 별도의 전자적 장치 없이 좌, 우 영상을 분리 한다.

좌, 우 접안렌즈와의 결합 구성하는 효과는 초점거리 이내에 제1, 제2 좌우 반사경의 굴절 반사거리를 구성함으로써 합치된 입체 영상을 선명하게 관측할 수 있으며, 사람의 좌, 우 눈 간격으로 좌, 우 접안렌즈의 좌,우 간격을 유지하면서 제1좌, 우 반사경과 제2좌, 우 반사경 사이의 간격은 확대함으로써 사람의 좌,우 눈 간격에서 모니터의 영상 광축과 일치하게 구성함으로써 화면 크기를 대각선 기준 10-100″ 까지 확대할 수 있으므로 4배 이상 400배까지 화면을 확대할 수 있다.

또한, 접안렌즈의 표면 구성을 사람의 동공과 같은 곡면을 갖는 오목 구면 형태로 하고 이면을 확대하는 곡률로 구성함으로써, 사람의 동공이 갖는 구면형태로 렌즈의 형태가 형성되므로 대형영상의 왜곡 현상과 어지러움 현상을 소거 하며.

굴절률이 상이한 두 개의 초자를 하나의 렌즈로 합성하여 색수차가 현저히 감소한 하나의 접안렌즈로 구성하여 렌즈에서 오는 색깔 번짐과 같은 색수차를 소거하며

망원경과 같이 접안렌즈 구조와 대물렌즈 구조로 이중 구성하고 이를 반사경 또는 직각 프리즘과 결합하여 원거리에 있는 영상을 근거리로 당겨 관측하는 효과로 가상현실 효과를 배가할 수 있다.

도 1의 (a)는 본 발명의 광학케이스 내부에 구성되는 광학케이스(1)의
구성 실시 설명도
도 1의 (b)는 광학케이스(1)의 작용 설명도
도 2는 광학케이스(1)의 구성실시의 예 1 설명도
도 3은 광학케이스(1)의 구성실시의 예 1 설명도
도 4의 (a)는 좌, 우 관측렌즈 중 몰색렌즈에 대한 구성의 예
도 4의 (b)는 프리즘과 영상 대물렌즈 및 접안렌즈의 구성실시의 예1
도 4의 (c)는 프리즘과 영상 대물렌즈 및 접안렌즈의 구성실시의 예2
도 4의 (d)는 프리즘과 영상 대물렌즈 및 접안렌즈의 구성실시의 예3
도 4의 (e)는 프리즘과 영상 대물렌즈 및 접안렌즈의 구성실시의 예4
도 4의 (f)는 왜곡 없는 대물렌즈 형상의 실시의 예 5
도 5는 광학케이스가 상,하 좌,우 회전대와 결합구성시 설명도
도 6은 도 5의 단면 설명도
도 7은 기존 헤드 마운티드 디바이스(HMD)에 관한 설명도

본 발명은 도 1의 (a), (b), 도 2, 도 3, 도 5 와 같이

하나의 2D 영상용 모니터(2)와

상기 모니터(2)가 전면에 배치하는 광학 케이스(1)와

상기 하나의 모니터(2)의 가운데에 구비하여 모니터 영상을 좌,우로 2분할하는 차단대(35)와

상기 분할된 모니터(2) 좌, 우에 제공하는 각각의 좌, 우 영상(21, 22)과

상기 좌, 우 영상(21, 22)의 각각의 중심인 CR, CL을 광축(CR, CL)으로 하여 좌,우 내방향으로 직각 반사하게끔 사각으로 구비하는 제1 좌, 우반사경(33, 34)과

상기 제1좌, 우 반사경(33, 34) 전면에 상기 좌, 우 관측구 (H1, H2)방향으로 직각 반사하게끔 사각으로 구비하는 제2 좌, 우 반사경(36, 37)으로 구성하되

상기 모니터(2)의 광축(CR, CL)과 상기 제1좌, 우 반사경(33.34)과 제2좌, 우 반사경(36, 37)과 상기 좌,우 관측구(H1, H2)의 광축(CR, CL)이 일치하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광학케이스(1)를

상,하 회전수단과 결합하고 다시 좌, 우회전수단과 결합한다.

또 하나의 실시의 예로는 상기 도 1의 구조에서 모니터 구성만 다르게 도 2와 같이 좌, 우 방향으로 구비하는 독립된 두 개의 2D용 모니터 즉 좌,우 모니터(2a,2b)와 상기 좌, 우 모니터(2a, 2b)의 영상중심인 광축(CR, CL)과 제2좌, 우 반사경(36, 37)의 광축(CR, CL)과 제1좌, 우 반사경(33, 34)의 광축(CR, CL)과 좌, 우 관측구(H1,H2)의 광축(CR, CL)을 동일하게 구성한다.

또 하나의 실시의 예로는 도 3과 같이 모니터의 구성을

상기 광학케이스(1) 좌, 우 양단에 전, 후 방향으로 독립된 2D의 좌,우 모니터(2a,2b)를 구성하되 화면은 서로 맞보게 구성하고 상기 좌, 우 모니터(2a, 2b)에 제공하는 좌, 우 영상(21, 22)을 좌, 우 관측구(H1, H2) 방향으로 직각 굴절 반사하게끔 사각으로 구비하는 제1좌, 우 반사경(33, 34)의 구성 위치는 상기 좌 모니터(2a)와 우 모니터(2b)의 광축(CR, CL)과 상기 좌, 우 관측구(H1, H2)의 광축(CR, CL)이 직각으로 교차하는 위치에 구성한다

이러한 구성은 결과적으로 좌, 우 모니터(2a, 2b)의 좌, 우 영상(R, L)의 중심축(CR, CL)과 좌,우 관측구(H1, H2)의 중심축인 광축과 일치하게 된다.

또 하나의 실시의 예로는 도 1의 (a), (b)와 도 2, 도 3의 좌, 우 관측구(H1, H2) 구조에 도 4의 (a), (b), (c), (d),(e),(f)와 같은 좌접안렌즈(31)와 우 접안렌즈(32)를 결합 구성한다.

또 하나의 실시의 예는 반사경 구조 없이 하나의 모니터(2)를 전면에 배치하는 광학 케이스(1)와 상기 광학케이스(1) 후단에 형성하는 좌, 우 관측구(H1, H2)와

상기 좌, 우 관측구(H1, H2)에 사용자의 동공방향을 기준으로 렌즈의 표면 형태는 -의 힘을 갖는 오목 구면 형태로 구성하고 렌즈의 이면 형태는 +의 힘을 갖는 볼록구면의 형태를 갖되 렌즈가 갖는 전체의 굴절률은 +의 확대기능을 갖게끔 구성하는 좌접안렌즈(31)와 우 접안렌즈(32)를 포함하여 구성하거나

상이한 굴절률을 갖는 두 개의 렌즈 소재를 하나의 렌즈로 합성하여 색수차가 현저히 감소한 좌, 우 렌즈와 결합 구성하는 방법을 제시 한다

이를 하기에서 도면에 의거 상세히 설명하고자 한다.]

도 1의 (a), (b)와 같이 광학케이스(1) 내부에 일반 2D 영상을 구현하는 일반 모니터(2)의 영상을 입체영상으로 영상화하기 위한 상기 제반 광학구조를 광학적 재원에 의해 구비하되 하나의 단위로 전, 후 좌, 우로 회전하게 구성한 광학케이스(1)를 구성 한다

상기와 같은 모니터(2, 2a, 2b)는 광학적 구조와 배치와 간격에 의한 광학적 요소 즉 반사경과 모니터 등을 광학적으로 계산된 위치에 배치하기 위한 광학 케이스(1) 내부에 각각 독립된 두 개의 모니터 또는 하나의 모니터로 구성한다.

도 1의 (a), (b)와, 도 2, 도 3과 같이 본 발명은

관측 구(3)와 상기 좌 접안렌즈(31) 앞면에 외 방향으로 반사하게끔 한정하지는 않지만 좌 방향 45° 사각으로 구성하여 90° 직각으로 반사 굴절각을 갖는 제1 좌 반사경(33)과

상기 제1좌 반사경(33) 앞면에 전 방향 즉 모니터 방향으로 반사하게끔 한정하지는 않지만 45° 기준으로 하여 사각으로 구성하여 90° 직각으로 굴절각을 갖는 제 2 좌 반사경(36)과

상기 우 접안렌즈(32) 앞면에 외 방향으로 반사하게끔 한정하지는 않지만 우 방향 45° 사각으로 구성하여 90° 직각으로 굴절각을 갖는 제 1 우반사경(34)과

상기 제1 우 반사경(34) 앞면에 전 방향 즉 모니터(2) 방향으로 반사하게끔 한정하지는 않지만 45° 기준으로 하여 사각으로 구성하여 90° 직각으로 굴절각을 갖는 제 2 우반사경(37)과

상기 제2좌 반사경(36)과 제2 우 반사경(37) 앞면에 소정 위치에 하나의 모니터(2)를 구비한다.

상기 도 1의 (a), (b), 도 2, 도 3에 사용되는 모니터는 일반 2D 영상을 구현하는 모든 디스플레이가 적용된다.

예를 들면 LCD, LED, OLED, QLED와 같은 평면 또는 곡면 형태, 또는 소형의 프로젝터와 스크린 구조로 구성하여 일반 2D 영상을 구현하는 하나의 모니터 (2) 또는 좌 모니터(2a), 우 모니터(2b)로 구비한다.

상기 제1좌, 우 반사경(33, 34)과 제2좌·우 반사경(36, 37)의 설치각도와 반사각도는 각각 기준 설치 각을 제시한 것 일뿐 특정 하는 건 아니다.

제1, 제2좌, 우 반사경(33, 34, 36, 37)은 한정하지는 않지만 표면에 반사면을 형성한 표면 반사경 또는 프리즘으로 사용하여 반사율을 최대 80-99% 까지 올려 밝기 손실을 방지할 것을 권장한다.

상기 모니터(2) 구조는 하나의 일반 모니터(2)로 구비하되 모니터(2) 화면에서 좌, 우 방향기준 하여 중심부분을 2 분할하여 좌, 우로 입체용 좌 영상(21)과 우 영상(22)을 분리한다.

상기 관측 구(3)와 상기 제1, 제2좌, 우 반사경(33, 34, 36, 37)과 상기 모니터(2) 또는 좌, 우 모니터(2a, 2b)가 이루는 거리간격과 상기 좌, 우 접안렌즈(31, 32)의 초점거리 F와 모니터(2)와 거리 간격은 동일하거나 ±20% 이내로 구성한다.

이러한 이유는 모니터(2)의 영상이 대물렌즈의 초점거리 F를 벗어나면 흐려지고 그 이내에서는 초점 심도가 있어서 사람의 시력 차이에 따라 차이가 있을 수 있으나 그 차이는 20% 이내이다.

상기 광학적 구조는 하나의 광학케이스(1) 내부에 구성하여 회전 이동하게 구성한다.

상기 광학케이스(1) 일방에 구비되는 자이로 센서가 포함되는 위치센서(4)와

상기 광학케이스(1) 좌, 우에 구비되는 공지된 상, 하 회전장치(6)와

상기 상,하 회전 장치(6) 하부에 구비되는 공지된 좌, 우 회전대(7)로 구성하는 방법으로 구성한다.

이를 좀 더 상세히 설명하면 도 1의(a), (b)와 같이 하나의 광학케이스(1) 내부에 제1좌, 우 반사경(33, 34) 과 제2좌, 우 반사경(36, 37)과 좌, 우 접안렌즈(31, 32)가 구비된 관측 구(3)와 중앙영상부분을 차단하는 차단대(35)와 편광장치와 반투명경 구조가 없는 모니터(2)와 가상현실 영상의 해당시야각의 영상을 검출해주는 위치센서(4)와 위치센서(4)에서 검출된 영상위치를 계산해주는 컴퓨터(4a)로 구성하되 상기 제 구성요소가 모두 하나의 광학케이스(1)에 하나의 이동 단위로 구성하여 상, 하 좌, 우 방향으로 동시에 회전 이동할 수 있는 독립된 광학케이스(1)로 구성한다.

상기 광학케이스(1) 내부 후단에는 일반 영상을 구현하는 일반 모니터(2)를 구비한다.

본 발명에서는 종래 입체 모니터를 사용하는 구조와는 달리 일반 모니터(2)를 사용하는 것을 특징으로 한다.

이러한 이유는 종래 입체 모니터는 모니터 전면에 픽셀단위로 좌, 우 영상을 분리하고 편광판을 구비하게 되므로 이를 다시 편광안경을 통해 관측해야 하고 영상을 분리하기 위하여 반 투명경까지 사용할 경우 밝기가 1/8-1/100까지 급격히 저하된다.

본 발명에서는 일반 모니터(2)에서 도 1의(a), (b) 도 2, 도 3과 같이 하나의 모니터(2) 좌,우 또는 두 개의 좌,우 모니터(2a, 2b) 영상표면에 각각 입체용 좌 영상(21)과 우 영상(22)을 동시에 편집하여 하나 또는 두 개의 모니터에 입력하고 이를 하나의 모니터(2) 또는 두 개의 좌,우 모니터(2a, 2b)에서 좌우로 동시에 표출한다.

이와 같은 상기 모니터(2)에 현출된 좌,우 영상(21.22) 사이에는 차단대(35)를 구비함으로써 좌, 우 영상이 이중 복상으로 관측되는 것을 차단한다.

즉, 상기 제1좌, 우 반사경(33, 34)의 중심부분과 모니터(2) 중심부분에 차단대(35)를 구비하고, 동 차단대(35)를 기준으로 모니터(2)의 좌,우 영상이 중복되게 보이지 않게 구성한다.

상기 모니터(2) 후면 일방에는 자이로 센서, 중력센서, 이동 센서 등이 포함되는 위치센서(4)와 이러한 위치센서(4)를 제어하는 컴퓨터 장치(4a)를 구성한다.

상기 좌,우 모니터(2a, 2b)에도 동일하게 적용한다.

이와 같은 위치센서(4)는 회전에 따라 시야각을 감지하는 자 이로 센서(gyro sensors), 회전속도에 따른 가속센서(accelerometer sensor), 시간차 센서(proximity sensors)와 기차 또는 선박과 같은 운송수단에 탑재되어 이동할 시 그 위치계산이 가능한 GPS 센서 및 바로미터 (barometer) 센서가 추가 장착될 수 있으며 필요에 따라 입체 영상 프로그램 송출 등을 위해 WI 센서와 NFC센서가 추가될 수 있으며 위치센서는 기타 공지된 위치센서, 카메라 센서 등을 광학케이스(1) 내부 또는 필요에 따라 외부에 결합하거나 이격하여 분리 구성할 수 있다.

상기 위치센서(4) 중 자이로 센서와 같은 센서나 움직이는 물체의 이동을 감지하는 카메라 센서장치는 광학케이스(1)의 상, 하 좌, 우회전을 감지해야 하므로 필수적이다 따라서 선택 적용할 수는 있으나 필수적으로 구비하여 모니터(2.2a, 2b)에서 현출되는 영상을 제어해야 가상현실 기능이 제공 되는 것이다

또한 광학케이스(1) 내부에 구성한 각 영상 구성 요소는 광학적으로 계산된 위치에 구성하지 않으면 입체 영상 관측이 불가능하다.

따라서 각 구성요소가 광학적으로 계산된 위치에 구성되는 것이 중요하다.

즉, 상기 각각의 좌 모니터(2a), 우 모니터(2b)의 영상은 입체영상을 위한 좌안용 영상과 우안용 영상을 제공하거나 동일한 영상으로 시야각이 2배 확대되는 2D 의 가상현실 영상을 제공하게 된다.

좌, 우 모니터(2a, 2b)에 제공하는 입체용 영상용 좌, 우 영상(21, 22)은 영상 분배기(38) 등을 통해 제시한다.

도 2는 좌, 우 모니터(2a, 2b)를 좌, 우 평행으로 구비하는 실시의 예이다.

좌 모니터(2a)의 영상은 그 화면 중심인 CR을 기준으로 동일한 광축(CR, CL)에 사각으로 제2좌 반사경(36)을 구비하되 제2좌 반사경(36)으로 입사하는 영상은 내 방향인 우 방향으로 직각 반사하여 제1좌 반사경(33)으로 입사하게 하고 다시 관측자의 좌측 시각 방향인 좌 관측구(H1)로 직각 반사하게 구성한다.

우 모니터(2b)의 영상은 화면 중심인 CL을 기준으로 동일한 광축(CR, CL)선상에 사각으로 제2 우 반사경(37)을 구비하여 제2 우 반사경(37)으로 입사하는 우 모니터(2b)의 영상을 내 방향인 좌 방향으로 직각 반사하여 제 1 우 반사경(34)으로 입사하게하고 다시 우 관측구(H2)로 직각 반사하게 구성한다.

또한, 제1, 제2좌 반사경(33, 36)과 제1, 제2 우 반사경(34, 37) 사이에 차단대(35)를 구성하여 좌, 우 모니터(2a, 2b)의 영상이 각각 분리 되게 한다.

상기와 같이 좌, 우 관측구(H1, H2)로 입사하는 광축(CR, CL)이 이루는 간격(H)은 사람 눈의 간격인 65mm내외가 기준이 된다.

이와 같이 좌, 우 모니터(2a, 2b)의 영상은 제2좌, 우 반사경(36, 37)의 중심 광축(CR, CL)과 일치하고 다시 제1좌, 우 반사경(33, 34)의 광축(CR, CL)과 일치하며 다시 사람의 좌, 우 눈 간격(H1, H2)과 일치하게 구성한다..

즉, 좌, 우 모니터(2a, 2b)의 크기가 대형이라 하더라도 크기와 관계없이 좌, 우 모니터(2a, 2b)의 광축(CR, CL) 간격과 좌, 우 관측구(H1,H2)의 광축(CR, CL) 간격은 사람의 눈의 간격(H)으로 일치하게 구성 한다..

따라서 도 2와 같이 각각 좌, 우 평행으로 구성한 좌, 우 모니터(2a, 2b)의 중심 광축인 CR, CL은 제2좌, 우 반사경(36, 37)에 입사한 후 좌, 우 내 방향으로 각각 직각 반사하고 다시 제1좌, 우 반사경(33, 34)에 의해 좌, 우 관측구(H1, H2)에 위치한 관측자의 좌, 우 눈으로 직각 굴절 반사하게 되는 것이다.

도 3의 구조는 도 2의 구조와 모니터와 반사경의 구성이 다르게 구성되는 실시의 예이다.

두 개의 독립된 모니터 즉 좌 모니터(2a)와 우 모니터(2b)를 도 3과 같이 광학케이스(1) 좌, 우 양 단 벽면에 에 각각 전, 후 방향으로 구성하되 화면이 서로 맞 보게 대칭 형태로 구성 한다.

즉 좌 모니터(2a)는 광학케이스(1) 왼편에, 우 모니터(2b)는 광학케이스(1) 오른편에 각각 구비하되 화면은 광학케이스(1) 내 방향으로 서로 맞보게 구성 하는 것이다.

또한, 제1좌, 우 반사경(33, 34)의 위치는 좌, 우 모니터(2a, 2b)의 광축(CR, CL) 위치와 좌, 우 관측구(H1, H2)의 광축(CR, CL) 위치가 상호 직각으로 교차하는 위치에 구성하되

좌, 우 창구(H1, H2)의 간격 H는 사람의 눈 간격과 동일한 간격으로 구성한다.

따라서 도 3의 구조는 좌, 우 모니터(2a, 2b)의 CR, CL의 영상은 차단막(35) 구조와 좌, 우 시야 차단막(35a, 35b) 구조에 의해 각각 분리된 후 좌, 우 사각 대칭 형태로 구성한 제1좌, 우 반사경(33, 34)에서 직각 반사하여 좌, 우 창구(H1, H2) 방향으로 반사하고 관측자의 좌, 우 눈에 각각 분리 입사하게 됨으로써 CRT 영상은 관측자의 좌측 눈에 CL 영상은 관측자의 우측 눈에 각각 입사하게 된다.

도 3과 같이 좌 모니터(2a)가 제공하는 좌안용 영상은 영상의 좌, 우 방향이 제2좌 반사경(33)에서 직각 굴절 반사하는 과정에서 좌, 우가 바뀌고 좌 관측구(H1)에서 좌, 우 형태로 제공된다.

우 모니터(2b)에서 제공하는 우안용 영상은 좌 모니터(2a)와 대칭 형태로 맞보게 구성되므로 우, 좌 방향의 영상이 되고 이러한 우, 좌 방향의 영상은 제2 우 반사경(34)에서 반사되어 우관측구(H2)에서 좌, 우 방향으로 바뀌어 제공된다.

따라서 좌, 우 관측구(H1, H2)에서 좌, 우가 동일하게 사람의 눈 간격(H)으로 제공되므로 가상현실 영상의 입체용 영상 또는 시야각 이 2배 이상 확대되는 영상을 감상할 수 있게 되는 것이다.

이때 위치 센서(4)의 위치는 자이로센서를 위주로 구성할 시는 좌, 우 관측구(H1, H2)와 맞대면하는 위치인 광학케이스(1) 제 1 좌, 우 반사경(33, 34) 후단에 구성해야 한다.

이러한 이유는 좌, 우 모니터(2a, 2b)가 좌, 우에 구성되어도 가상현실 영상은 정면을 기준으로 회전하기 때문이다.

도 3의 구조는 제1좌, 우 반사경(33, 34)에 의해 각각 한 번만 굴절 반사하므로 반사경에 의한 밝기의 손실이 적고 복상이 감소하므로 2배 선명한 가상현실 영상 시청이 가능하다.

광학케이스(1)의 전, 후 길이는 사용자와 시청거리로 인해 기본 거리가 공통으로 존재한다. 반면에 좌, 우 길이는 모니터의 크기, 배치에 따라 그 부피가 달라진다.

따라서 도 3의 구조는 도 2의 구조 대비 광학케이스(1)의 좌, 우 크기를 최대 1/2까지 현저히 감소시킬 수 있다.

또한, 도 1의 구조는 가로, 세로 화면비 예컨대 16:9인 하나의 모니터의 화면을 2 분할 하므로(8:9) x 2의 화면이 된다.

이 경우 좌, 우 시야각의 화면도 1/2로 줄게 되므로 가상현실 효과 또한 약 1/4로 줄게 된다.

반면에 도 2, 도 3의 구조는 각각의 독립된 모니터 즉 16:9 화면을 2배로 확대하게 되므로(16:9) x 2가 되므로 그 가상현실의 효과는 4배가 된다.

이러한 상기 도 1, 도 2, 도 3의 구조는 각각 입체용 좌, 우안용 영상 또는 좌, 우안용 영상이 광학적으로 분리된 후, 각각 사용자의 좌, 우 눈에 분리 입사하여 입체 및 광시야 영상이 가능하다.

모니터의 영상과 관측자의 시각 거리가 30 CM 이상이 되면 접안렌즈, 확대렌즈 또는 편광 구조를 삭제 구성하여도 선명한 영상 시청이 가능하게 된다.

그러나 필요에 따라 영상을 확대하거나 또는 시청거리를 짧게 하여 광학케이스(1) 크기를 작게 하거나 모니터(2), 또는 좌,우 모니터(2a, 2b)에 현출하는 입체용 좌, 우 영상(21, 22)을 사용자가 왜곡 없이 입체로 관측하기 위해서는 도 1의(a), (b)과 같이 광학케이스(1) 전면 좌, 우 창구(H1, H2)에 사용자의 눈 간격(H)으로 좌, 우 접안렌즈(31, 32)를 구비하고 좌, 우 접안렌즈(31, 32) 가운데를 정각으로 좌, 우 45° 내각이 90°가 되게끔 제1좌, 우 반사경(33, 34)을 구비하고, 좌, 우 양방향 45° 사각으로 구성하여 모니터(2)의 영상이 90도로 직각 굴절하게끔 각각 제2좌, 우 반사경(33, 34)을 구비한 다음 각각 확대렌즈와 결합 구성 한다.

그러나 이러한 확대렌즈를 접안렌즈로 사용할 때 왜곡현상으로 인해 어지러움 현상이 증가하게 된다. 이러한 부작용을 제거하기 위해서는 접안렌즈의 광학적 구성이 필요하게 된다.

즉, 도 1의(a), (b)와 같이 좌, 우 관측 렌즈(31, 32)와 제1좌, 우 반사경(31, 32)의 간격을 a 라 하고, 각 제1좌, 우 반사경(31, 32)과 제2좌, 우 반사경(36, 37)의 간격을 b, 제2좌, 우 반사경(36, 37)의 반사 중심과 모니터(2)의 각 좌, 우 중심(CR, CL)과의 간격을 c라고 할 때 각 좌, 우 접안렌즈(31, 32)의 초점거리 F와 상기 a + b +c 상기 좌, 우 접안렌즈(31a, 32a)의 초점거리 F 와 같거나 그 이내여야 한다.

즉, F >= a+b+c 가 되어야 한다.

또한, 모니터(2)의 통상 가로: 세로 화면 비가 16:9가 되므로 모니터(2)의 중심을 기준으로 각각 2분 할 하여 8:9의 화면 비로 좌 영상(21)과 우영상(22)을 구성하고 상기 좌 영상(21)과 우영상(22)의 각 중심위치(CR, CL)와 제2좌, 우 반사경(36, 37) 및 제1좌, 우 반사경(33, 34)의 중심위치와 좌, 우 접안렌즈(31, 32)의 중심 광축(CR, CL)(光軸)이 일치하도록 구성한다.

이러한 이유는 좌,우 접안렌즈(31, 32)와 제1좌, 우 반사경(33, 34)과 제2 좌우반사경(36, 37)과 모니터(2)의 좌우 화면의 중심축(CR, CL)이 일치하게 구성해야 하기 때문이다.

본 발명에서 기술한 중심(CR, CL)과 광축(CR, CL)은 같은 개념이다.

즉, 이와 같은 이유로 도 1의(a), (b)과 같이 D 1 = D 2 = D 3 = D 4로 구성하되 모니터(D)의 총 가로길이 D=D1+D2+D3+D4로 구성한다.

*174

즉 F>= a + b +c가 되고 DR=DL이 되어야 하며 D 1=D 2= D 3= D 4가 될 때 좌,우 접안렌즈(32)와 모니터(2)의 좌, 우 영상(L, R)의 중심(CR, CL)과 일치하여 좌, 우 영상이 하나의 영상으로 복합 관측되고 a + b +c의 거리에 있는 모니터(2)의 좌, 우 영상(R, L)이 좌, 우 접안렌즈(31, 32)의 초점거리 F와 일치하거나 초점 심도 이내로 구성함으로써 편광판, 편광안경, 반투명경 없이 입체 영상 관측이 가능하게 되는 것이다.

즉, 모니터(2)의 크기는 별도의 무게를 보정해주는 완충장치를 구비해주면 화면 크기 대각선 100″ 모니터(2)까지 적용할 수 있다.

특히, 이와 같은 광학적 구조는 좌, 우 영상의 광학적 제원 즉, F >= a + b +c가 동일하게 좌, 우에 구성함으로써 좌, 우 두 개의 영상이 동일한 크기로 확대되어 하나의 영상으로 합치하면서 입체 영상으로 관측 가능한 것이다.

>=는 같거나 이상이라는 뜻이다.

이렇게 모니터(2)의 좌, 우 영상은 각각 제2좌, 우 반사경(36, 37)으로 입사하여 90° 각도로 양방에서 제1좌, 우 반사경(33, 34)으로 입사하고 다시 90°로 상향으로 직각 굴절하여 각각 좌, 우 접안렌즈(31, 32) 로 입사하게 되므로 사용자는 좌, 우 영상을 하나의 영상으로 합치하여 관측하되 각각 좌 영상은 좌측 눈에, 우영상은 우측 눈에 입사하게 되므로 입체 영상이 관측되는 것이다.

도 4의 (a), (b), (c), (d), (e) (f)와 같이 좌, 우 접안렌즈(31, 32)의 구성은 다음과 같이 구성한다.

도 4의 (a)와 같이 좌, 우 접안렌즈(31, 32)의 구성은 렌즈의 재료를 각각 굴절 특성이 상이한 두 개의 렌즈 초자를 하나의 렌즈로 제조 합성하여 이른바 색수차가 소거된 확대기능의 렌즈로 구성한다.

예를 들면 황색선 기준하여 굴절률이 1.5인 크라운(crown) 초자와 굴절률이 1.617인 프린트(flint)) 초자는 그 굴절률이 상대적으로 다르다.

따라서 2개의 상이한 소재를 하나는 -의 곡률로 하나는 +의 곡률로 구성하여 하나의 렌즈로 합성할 시 색수차가 소거된 몰색렌즈가 된다. 색수차가 현저히 감소할 시 선명한 칼라 영상 관측이 가능하게 된다.

플라스틱 또는 플라스틱과 유리초자로 결합 구성할 시도 같은 논리로 적용된다.

그러나 어떠한 경우에도 상기 2개의 렌즈가 합성된 좌, 우 접안렌즈(31.32) 초점거리 F>= a + b + c 가 되어야한다.

또한, 좌, 우 접안렌즈(31, 32) 초점거리(F)는 좌우가 동일해야 한다.

즉 좌,우 접안렌즈(31, 32) 초점거리(F)가 다를 경우 그 확대배율이 달라져

좌, 우 영상이 합치되지 않으므로 해서 사실상 입체 관측이 불가능하게 된다.

도 4의 (b)와 같이 제1좌, 우 반사경(36a, 37a)을 프리즘으로 구성하고 각기 그 입사 면에 -의 힘을 갖는 오목렌즈를 구성하고 굴절되어 나오는 출사면에 +의 힘을 갖는 볼록렌즈를 구성하되 +-위 곡률이 갖는 초점거리에 의한 확대배율은 1배 이상 1.01 - 4배가 되도록 한다.

이 경우 배율은 발생하지 않으면서도 광축(CR, CL) 효과가 발생하므로 모니터(2)의 좌, 우 영상이 합치되는 효과가 발생하므로 입체 영상을 관측할 수가 있다.

도 4의 (c)는 도 4의 (b)와 같은 오목렌즈와 볼록렌즈의 구성 위치만 바뀌었을 뿐 같은 논리로 작용한다.

도 4의 (d)는 좌, 우 접안렌즈(31e, 32e)를 -의 힘을 갖는 오목렌즈로 구성하고 제1좌, 우 반사경(36, 37) 을 반사경 또는 직각 프리즘 중 하나의 소재로 구성하고, 그 전면에 영상 대물렌즈(31f, 32f)는 + 힘을 갖는 볼록렌즈로 구성한다.

이러한 구성은 +의 힘을 갖는 영상 대물렌즈(31f, 32f)의 초점거리 F는 b 1+c가 되게 한다.

이러한 구성은 망원경과 같은 작용을 하게 되며 영상 대물렌즈(31f, 32f)의 초점거리가 20mm이고 좌, 우접안렌즈(31.32)의 초점거리가 + 또는 - 기준으로 5mm가 되면 그 배율은 4배가 된다.

즉, 관측자는 좌, 우 접안렌즈(31.32)를 통해 원거리에 있는 모니터(2)의 좌, 우 영상을 4배 확대하거나 4배 근거리에 있는 영상시청효과의 작용을 하게 된다.

도 4의 (e)는 도 4의 (d)와 같은 논리이나 영상 대물렌즈(31f, 32f)의 구성을 + 힘을 갖는 + 렌즈로 구성한다.

이 경우 영상 대물렌즈의 초점거리 대비 접안렌즈의 초점거리의 합이 + 배율이 된다.

즉, 영상 대물렌즈의 초점거리 F가 500mm이고 접안렌즈의 초점거리 F가 50mm이면 배율은 10배가 되는 것이다. 즉, 10배 확대된 입체 영상 관측이 가능하게 된다.

확대배율을 구하는 공식은 같다. 다만, 이 경우 영상이 도립 상으로 보이므로 모니터(2)의 영상 자체를 미리 상하를 전도시켜 놓는다.

따라서 이러한 상기 실시의 예는 접안렌즈의 확대작용이 있어야 하므로 그 배율은 1.01-4배 이내로 권장한다. 1배 미만도 가능하나 화면 확대 효과가 상쇄되고 4배 이상은 상대적으로 모니터의 시야각이 작아지므로 확대된 모니터의 확대 효과가 상쇄된다.

도 4의 (f)는 상기와 같은 논리이나 좌, 우 접안렌즈( 31, 32)의 구성은 사람의 동공 위치 방향인 렌즈면 의 내면인 제1 구면(r 1) - 컨커브(concave) 형태로 구성하고 렌즈 면의 외면인 제2구면(r 2)의 형태는 +의 컨벡스(convex) 형태로 구성하되 상기 제1. 제2구면이 갖는 초점거리의 합은 +의 힘을 갖게 구성한다.

이를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

사람의 안구 즉, 동공(33)은 구(ball) 형태로 되어 있다.

렌즈의 초점 F를 구하는 공식은 다음과 같다.

F=(ND-1)(1/r 1)+(1/r 2) 가 된다(ND= 렌즈 재질의 굴절률).

좌,우 접안렌즈(31, 32)의 재질을 굴절률 1.5 소재로 하고 r 1은 도 4 의(f)와 같이 동공(33)이 갖는 곡률반경의 중심축인 c를 기준으로 동공과 약간 이격되어 있는 거리가 갖는 구면 즉, 사람 안구 크기가 25mm 크기라고 가정할 경우 10mm 정도 이격 하여 35mm 위치에 구비한다면 F=2r가 되므로 r 1을 -70R의 구면으로 로 구성 한다.

r 2를 +65R로 형성하면 상기 공식에 의해 계산된 초점거리 F=455mm가 된다.

이러한 기준으로 초점거리 F=455mm의 렌즈를 만드는 것을 예로 들면 상기 렌즈제작 공식에 의해

ND=1.50 r 1=-70 r 2=+65로 구성하면 F=455mm가 된다.

이러한 구성은 도 4 의(f)와 같이 동공의 구면이 갖는 구면의 시야각대로 확대되므로 모니터(2)의 영상을 왜곡시키지 않고 자연스러운 영상을 제공하게 되므로 어지러움 현상을 소거시키는 효과가 있다.

즉 좌,우 접안렌즈(31, 32)의 초점거리 F를 상기와 같이 455mm로 할 경우 좌,우 접안렌즈(31, 32)와 모니터(2)와의 거리는 455mm X 80%인 364mm이상 455mm 미만으로 한다.

이러한 본 발명은 상기와 같이 좌, 우 접안렌즈(31, 32)의 초점거리 F와 좌, 우 접안렌즈(31, 32)와 모니터(2)와의 거리가 상호 일치하거나 초점심도 이내로 구성하고 각각의 좌, 우 접안렌즈(31, 32)로 좌, 우상을 분리하여 각각 좌, 우 눈에 관측하게 하므로 입체영상 관측이 가능하게 되는 것이다.

상기와 같이 도 4에 도시된 모든 광학렌즈 구조 즉 도 4의(a), (b), (c), (d), (e), (f) 구조는 도 2, 도 3의 구조에 모두 동일한 논리로 적용된다.

종래 접안렌즈의 구성은 상, 하 좌, 우 이동횟수가 많은 가상현실 영상의 특성상 어지럼증과 근시화를 유발하는 것이 커다란 문제점으로 지적받아 왔다.

그러나 상기에서 제시한 접안렌즈의 구성은 이러한 어지럼증과 영상의 왜곡현상을 현저히 감소시키는 구조이므로 반사경이 없는 가상현실장치에도 같은 논리로 적용 될 수 있다.

이러한 모니터(2)에 제공되는 입체 영상은 가로, 세로 화면 비(이하 화면비 라 함)는 8:9x 2 또는 16:9 x 2로 하여 제공되도록 미리 화면을 편집하고 이를 인터넷 또는 메모리 통신 방법에 의해 제공하게 된다.

이러한 본 발명의 또 하나의 실시의 예로는

하나의 모니터(2)를 전면에 배치하는 광학 케이스(1)와

상기 광학케이스(1) 후단에 형성하는 좌, 우 관측구(H1, H2)와

상기 좌,우 관측구(H1, H2)에 사용자의 동공방향을 기준으로 렌즈의 표면 형태는 -의 힘을 갖는 오목 구면 형태로 구성하고

렌즈의 이면 형태는 +의 힘을 갖는 볼록구면의 형태를 갖되 렌즈가 갖는 전체의 굴절률은 +의 확대기능을 갖게끔 구성하는 좌접안렌즈(31)와 우 접안렌즈(32);를 포함하여 구성한 광학케이스(1)가

상,하 회전수단과 결합하고 다시 좌, 우회전수단과 결합하게 구성한다.

또한, 상기 구조에 좌 접안렌즈(31)와 우 접안렌즈(32)의 구성을

상이한 굴절률을 갖는 두 개의 렌즈 소재를 하나의 렌즈로 합성하여 색수차가 현저히 감소한 좌, 우 렌즈로 구성한다.

이와 같은 본 발명의 구조는 상기 실시의 예인 도 1, 도 2, 도 3 대비 반사경의 구조가 없지만 좌, 우 접안렌즈(31, 32) 가 상기와 같이 광학적으로 구성되어 영상의 색수차, 왜곡현상을 소멸시키고 선명도를 2배 이상 증대하므로 어지러움과 근시안적 시력 장애를 현저하게 감소시킨다.

따라서 본 발명은 하나의 일반 모니터(2) 또는 각각 독립된 좌, 우 모니터 (2a, 2b). 제1좌, 우 반사경(33, 34), 제2좌, 우 반사경(36, 37), 자이로 센서가 포함되는 위치 센서(4)와 위치센서(4)의 계산 및 영상을 입력받는 컴퓨터(4a)로 구성하는 하나의 광학케이스(1)가 좌우 회전수단과 결합하고 다시 상, 하 회전수단과 결합 구성되는 것이다.

다만, 좌우 회전수단과 상하회전수단의 결합 순서와 결합방법은 제한하지 않는다.

상기와 같은 광학적 구조는 하나의 광학케이스(1) 내부에 구성하여 상기 광학적 구조 전체가 하나의 광학케이스(1) 단위로 동시에 회전하게 된다.

도 5와 도 6과 같이 광학케이스(1) 좌, 우측 양방으로 한정하지는 않지만 상, 하로 45° 이상 300°까지 회전할 수 있는 상, 하 회전대(6)와 상기 광학케이스(1)와 상, 하 회전대(6a)가 좌, 우로 100° 이상 360° 까지 회전할 수 있는 좌, 우 회전대(7)와 결합 구성한다.

상기 상, 하 및 좌, 우회전 범위는 한정하지 않는다.

또한, 광학케이스(1) 전면에는 상, 하 좌, 우로 자유롭게 회전할 수 있는 회전 손잡이(5)를 구성한다.

따라서 사용자는 소형컴퓨터(4a)로부터 영상을 하나의 영상 프레임에 입체용 좌, 우안용 영상(L, R) 또는 2D의 편집된 전체 가상현실 영상을 입력받은 광학케이스(1)를 상, 하 회전대(6)와 좌, 우 회전대(7)에 의해 상, 하 좌, 우로 회전하여 회전된 시야 방향의 영상을 위치센서(4)로 위치를 검출하여 제공한다.

따라서 회전하는 회전 방향에 상응하는 시야의 입체 영상을 검출하여 제시해야 하므로 자이로 센서 등의 위치 센서(4)가 포함되는 위치 센서(4)가 구비되어야 한다.

이와 같은 위치센서(4)의 위치 검출 작용에 의해 입력되는 가상현실 영상을 광학케이스(1)가 회전하는 시야각 방향대로 변화하는 영상을 제공하기 위해서는 도 6과 같이 광학케이스(1)를 상, 하 회전대(6)와 좌, 우 회전대(7)와 결합 구성한다.

따라서 이러한 위치센서(4)의 구성은 광학케이스(1)의 모니터(2) 후면 또는 광학케이스(1)와 별개로 분리된 고정된 위치에서 움직이는 광학케이스(1)를 감지하는 구조로 구비할수 있다.

또한, 카메라 센서에 의한 위치센서(4)를 사용시는 사용자 기준 광학케이스(1) 후면에 카메라 센서를 구비하고 상기 광학케이스(1) 후단 부위에 기준 감응센서를 결합한다

따라서 위치센서(4)의 감응 위치 기준은 본 발명에서는 모두 사용자가 관측하는 정면 화면의 위치를 기준으로 상,하, 좌우 회전 기준이 되며

이러한 기준은 본 발명의 상기 모든 실시의 예에 동일하게 적용된다.

따라서 이러한 본 발명은 도 1의 (a), (b) 도 2, 도 3과 같이 제1좌, 우 반사경(33, 34)과 제2좌·우 반사경(36, 37) 의 좌,우 간격인 b를 확대함으로써 일반 모니터(2)의 좌, 우 영상 중심(CR, CL) 간격을 확대할 수 있으므로 일반 모니터(2)의 크기를 임의대로 확대구성할 수 있으며, 따라서 종래 4-5″ 화면 대비 10-100”의 모니터가 구비될 수 있으므로 4-400배의 입체영상 가상현실 영상을 구성할 수 있으며 본 발명에서 예시된 좌, 우 접안렌즈(31, 32)의 구성은 기존의 가상현실 영상 관측 장치에 적용될 수 있다.

이렇게 확대된 고선명의 가상현실 영상을 상,하 좌,우 회전하는 시야각으로 관측할 수 있으며, 종래 입체 영상 구조 대비하여

밝기를 현저하게 저하하는 반투명경, 편광판, 편광안경 없이 입체영상 관측이 가능하게 함으로서 광학케이스(1)의 경량화는 물론 조립 및 구성의 간편 및 입체 모니터 대비 4 -100배의 획기적 밝기를 구현할 수 있다.

또한, 좌, 우 접안렌즈(31, 32)를 영상 대물렌즈 및 접안렌즈로 분리 구성하고 반사경 또는 직각 프리즘과 결합함으로써 1.01-4배로 확대하여 확대배율만큼 원거리에 있는 화면을 근거리에서 관측하게 함으로서 1.01-4배의 가상현실 효과를 얻을 수 있다.

종래 헤드 마운티드 디바이스(HMD) 장치의 대각선 5-6″ 화면대비 10″-100″ 화면까지 장착하므로 4배 이상 400배까지 가상현실 영상을 확대할 수 있으며 가상현실 관광장치 가상현실 게임장치에 유용하게 사용될 수 있다.

1. 광학케이스
2. 모니터 2a. 좌모니터 2b. 우모니터
21. 좌 영상 22. 우영상
3. 관측 구 H1. 좌 관측구 H2. 우 관측구
4. 위치센서 4a. 소형컴퓨터
5. 회전손잡이 6. 상하 회전대 7. 좌,우 회전대 8. 지지대
9. 받침대 10. 코인 박스
31. 좌 접안렌즈 32. 우 접안렌즈 33. 제1 좌 반사경 34. 제1 우 반사경
35. 차단대 36. 제2 좌 반사경 37. 제2 우 반사경
36a. 좌 직각프리즘 37a. 우 직각프리즘
31a, 32a. 좌, 우 -접안렌즈
31b, 32b. 좌, 우 +접안렌즈
31c, 32c. 좌, 우 +영상 대물렌즈
31d, 32d. 좌, 우 -영상 대물렌즈
31f, 32f. 좌, 우 영상 대물렌즈
31g, 32g. 좌, 우 접안렌즈
31h, 32h. 좌, 우 영상 대물렌즈
D.모니터의 가로 길이 38. 영상 분리기

Claims (10)

1. 가상현실 입체영상을 관측하기 위하여 광학케이스(1)가 상,하 회전수단 및 좌,우 회전수단과 결합하여 회전하는 고선명 가상현실 입체 영상 확대장치에 있어서
   상기 광학케이스(1)의 앞면에 구성되는 관측구(3)에 사람의 눈 간격으로 구비되는 좌,우 접안렌즈(31,32);와
   상기 광학케이스(1) 내부 후단에 자이로 센서가 포함되는 위치센서(4)가 구비되고 입체용 좌,우 영상(21,22)이 대각선 기준 10″이상 100″미만의 화면에 표시되는 하나의 모니터(2);와
   상기 좌,우 영상(21,22)이 분리 되도록 상기 모니터(2)의 가운데에 구비되는 차단대(35);와
   상기 분리된 좌,우 영상(21,22)의 중심과 상기 좌,우 접안렌즈(31,32)의 중심을 일치하기 위하여 상기 좌,우 접안렌즈(31,32)에서 좌,우 외 방향으로 직각 반사하는 제1 좌,우 반사경(33,34)과 상기 제1 좌,우 반사경(33,34)에서 상기 좌,우 영상(21,22)방향으로 직각 반사하는 제2 좌,우 반사경(36,37)을 포함하여 구성함으로서
   상기 좌,우 접안렌즈(31,32)로 대각선 10″이상 100″의 상기 좌,우 영상(21,22)을 관측하고
   편광 입체 영상 대비 8배 이상 37배의 밝기로 입체 가상현실 영상을 관측할 수 있는 것을 특징으로 하는 고선명 가상현실 입체 영상 확대장치
2. 제1항에 있어서 상기 모니터(2)가 좌,우 평행으로 2개가 구비되는 것을 특징으로 하는 고선명 가상현실 입체 영상 확대장치
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