KR19980066053A - 이동 개구를 이용한 다시야 3차원 영상 구현 방법 및 시스템 - Google Patents

이동 개구를 이용한 다시야 3차원 영상 구현 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대형 렌즈 등에 의해 상이 맺히는 수렴역에 반사 또는 편향 소자가 부착된 주사기(scanner)를 설치하고, 상기 수렴역에 맺히는 상을 입사각별로 반복 주사함으로써, 여러 대의 카메라를 배열하여 여러 방향에서 순차적으로 촬영한 대상체의 2차원 상과 같은 영상이 형성되도록 한 3차원 영상 시스템에 관한 것이다. 주사기에 부착된 반사 또는 편향 소자의 크기는 렌즈 등에 의해 형성된 상의 광축방향에 수직인 단면보다 작지 않아야 한다. 렌즈 등에 의해 형성된 상은 렌즈 등의 입력 개구에 의해 정의되는 시야각내의 광경을 축소, 중첩시킨 것이므로 주사기에 의한 주사에 의해 형성된 상은 시야각내에 공간적으로 분포된 광경을 시 방향에 따라 분할된, 시차를 달리하는 2차원 상의 열로 주어진다. 이 2차원 상의 열은 광섬유, 카메라를 포함한 TV 시스템 등에 의해 전송이 가능하며, 전송된 상은 주사기와 동기되어 움직이는 주사기에 의해, 기록할 때와 유사한 방법으로 공간상으로 변환되어 원래의 3차원 광경이 3차원 공간상으로 재생된다. 또한, 상의 확대를 위해서는 홀로그래픽 스크린 등이 사용될 수 있다.

Description

이동 개구를 이용한 다시야 3차원 영상 구현 방법 및 시스템
본 발명은 일반적으로 다시야 3차원 영상 구현 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히 주사기(scanner)와 같은 수단을 통해 이동 개구(moving aperture)를 형성하여 3차원 영상을 구현하는 다시야 3차원 영상 구현 방법 및 시스템에 관한 것이다.
지금까지 다시야 3차원 영상을 얻기 위해서는, 대상체의 다각도에서의 영상을 여러 대의 카메라를 이용하여 동시에 촬영하거나, 한 대의 카메라를 여러 각도로 이동시켜 가면서 촬영하거나, 또는 대형 개구를 가진 대물 렌즈에 전체 개구를 분할하여 여러개의 스위치를 장착하고 이 스위치들을 순차적으로 연속 개폐시켜 여러각도의 영상을 촬영하는 방식 등이 사용되어 왔다.
여러 대의 카메라를 사용하는 방식에서는, 일반적으로 사용되는 캠코더 또는 CCD 카메라들을 통상 사람의 두 눈 간격(약 6.5cm 정도) 만큼씩 이격 배열하고 모든 카메라들을 동기화시켜 대상체를 각 카메라당 매초 30프레임씩 촬영하여 수신단으로 전송하고 수신단에서 모든 카메라들로부터 전송된 영상을 중첩시켜 동시에 송출하게 된다. 이와 같이 2대 이상의 카메라를 사용하는 경우에는, 렌티큘라(lenticular), 패럴렉스 배리어(parallax barrier), 홀로그래픽(holographic) 스크린 등과 같이 특수 광학판으로 이루어진 표시 장치를 필요로 한다.
한편, 한 대의 카메라를 사용하는 방식은 대상체에 관해 카메라를 다각도로 이동시키기 위한 구동 장치를 필요로 한다. 그러나, 일반적인 구동 장치를 사용하여 위치당 30프레임을 촬영할 수 있도록 카메라를 구동시키는 것은 매우 어려우며, 또한 대상체가 움직이는 경우에는 더욱 적용하기 어렵게 된다.
또한, 스위치를 사용하는 방식은 개구 면적이 큰 카메라의 대물 렌즈의 주평면 가까이에 액정(liquid crystal)과 같은 전기 광학 셔터(electro-optical shutter)를 여러개 배열하고 이 셔터들을 순차적으로 연속 개폐시켜 시방향(viewing direction)이 다른 영상들을 촬영하는 방식이다. 이 방식은 한 대의 카메라를 사용하여 카메라를 이동시키지 않고도 여러대의 카메라를 사용한 것과 같은 효과를 얻을 수 있으므로 구조적인 면에서는 효율적이라 할 수 있으나, 스위치에 의한 광 손실, 특히 액정 스위치를 사용하는 경우 액정에 부착되는 편광기에 의해 입사광의 3/4 이상이 감쇄되어 상의 밝기가 크게 감소하고, 사용되는 대물 렌즈의 개구가 매우 크기 때문에 촬영에 필요한 2차원 영상 센서의 크기도 보통 카메라에 사용되는 것보다 상대적으로 훨씬 커야 하며, 또한 각 위치당 매초 30프레임씩을 얻기 위하여 각 스위치는 매초 30번씩 동작해야 하므로 초고속 구동 스위치를 필요로 한다.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대상체의 밝고 선명한 다시야 3차원 영상을 얻을 수 있는 다시야 3차원 영상 구현 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 대상체의 다각 영상을 집광하는 집광 수단의 구성을 단순화하고 대상체로부터 가능한 한 최소의 각 간격을 갖는 다각 영상을 얻기 위한 수단을 구비하여 보다 밝고 선명한 3차원 영상을 얻을 수 있는 다시야 3차원 영상시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다시야 3차원 영상 구현 방법은, 대상체로부터 여러 방향에서 입사되는 영상광들을 이동 개구를 이용하여 촬영, 전송 및 표시 장치에 투사시켜 3차원 영상을 제공하는 3차원 영상 구현 방법에 있어서, 대상체로부터 여러 방향에서 입사되는 영상광들을 주어진 영역에 집광하는 단계, 상기 집광된 다시야 영상광들을 집광 위치에 놓인 이동 개구 역할을 대신하는 주사 또는 광편향 장치를 이용하여 주어진 주파수로 반복 주사함으로써 시각이 다른 방향에서 본 대상체의 단면상을 제작하는 단계 및 상기 제작된 단면상들을 표시 장치에 투사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은 시각이 다른 방향에서 본, 제작된 대상체의 단면상들을 2차적으로 집광하는 단계, 상기 2차적으로 집광된 영상광들을 주어진 광 경로를 따라 전송하는 단계, 상기 전송된 영상광들을 확대하는 단계 및 상기 확대된 영상광들을 이동 개구 역할을 대신하는 주사 또는 광편향 장치와 동기되어 움직이는 주사 또는 광편향 장치로 반복 주사하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다시야 3차원 영상 시스템은, 대상체로부터 여러 방향에서 입사되는 영상광들을 이동 개구를 이용하여 촬영, 전송 및 표시 장치에 투사시켜 3차원 영상을 제공하는 3차원 영상 시스템에 있어서, 대상체로부터 여러 방향에서 입사되는 영상광들을 주어진 영역에 집광하기 위한 수단, 상기 집광된 다시야 영상광들을 집광 위치에 놓인 이동 개구 역할을 대신하는 주사 또는 광편향 장치를 이용하여 주어진 주파수로 반복 주사함으로써 시각이 다른 방향에서 본 대상체의 단면상을 제작하기 위한 수단 및 상기 제작된 단면상들을 수광하여 영상을 표시하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 집광 수단과 상기 주사 수단 사이에 시방향의 상을 선별하기 위한 수단, 예컨대 다이어프램 등을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 시스템은 시각이 다른 방향에서 본, 제작된 대상체의 단면상들을 2차적으로 집광하기 위한 수단, 상기 2차적으로 집광된 영상광들을 주어진 광 경로를 따라 전송하기 위한 수단, 상기 전송된 영상광들을 확대하기 위한 수단 및 상기 확대된 영상광들을 이동 개구 역할을 대신하는 주사 또는 광편향 장치와 동기되어 움직이는 주사 또는 광편향 장치로 반복 주사하기 위한 수단을 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 다시야 3차원 영상 구현 방법 및 시스템의 일 예에 따르면, 하나의 직경이 큰 렌즈 등의 결상 지역에 반사경 등과 같이 빛의 방향을 바꾸는 기능을 가진 광 부품(이하, 반사경으로 대표시킴)이 부착된 주사기(scanner)를 설치하고 이 주사기를 구동시킴에 의해 이동 개구를 형성하여 시방향에 따른 상의 분절효과(segmenting effect)가 일어나도록 한다. 분절된 상은 대물 렌즈를 통해 상의 손실이 없이 2차원 영상 센서 또는 광섬유를 통해 전송된다. 전송된 화상은 다시 주사기에 의해 화상의 순서별로 스크린에 투사된다. 상기 이동 개구를 통해 얻을 수 있는 최대 분절 화상 수는 이동 개구의 유효 폭에 따라 결정된다.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 영상 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 영상 시스템에서 상을 맺히게 하는 수단으로 이용될 수 있는 광학계의 여러가지 예와 이에 의해 형성되는 영상광의 수렴역을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 영상 시스템에서 이동 개구를 형성하기 위한 다양한 수단들을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 3차원 영상 시스템에서 분절된 영상광을 전송하기 위한 다양한 수단들을 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 3차원 영상 시스템에 특수 영상 스크린을 추가하여 영상을 확대하는 방법을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11, 31, 81 : 대상체
12, 91 : 상을 맺히게 하는 수단으로 이용될 수 있는 광학계
13, 21 : 주사기
14, 32, 72, 82 : 대물 렌즈
15 : 입력단
16 : 전송로
17 : 입력 개구
18 : 다시야 분포
19 : 출력단
20 : 투사 렌즈
22 : 관람자
23 : 초점된 영상
24 : 표시 장치
25 : 발산된 영상
33 : 3차원 영상
34, 45 : 구면 반사경
35 : 소형반사경으로 구성된 구면 반사경
36 : 수렴역
37 : 수렴각
41 : 다면경
42 : 회전기
43 : 평면경
44, 48 : 주사용 드라이버
46 : 홀로그래픽 디스크
47 : 분절된 소형 반사경
51 : 2차원 영상센서 제어기
52 : 2차원 영상센서
53 : 신호 전송기
54 : 신호 수신기
55 : 2차원 표시기 제어기
56 : 2차원 표시기
57 : 전송선
58 : 광섬유 다발 입력단
59 : 광섬유 다발 출력단
60 : 광섬유 다발
61 : 금속 하우징
71 : 입력상
73 : 필드 렌즈
74 : 중계 렌즈
75, 87 : 출력상
83 : 초점된 입력상
84 : 영생 변환관
85 : 광음극
86 : 정전 초점 제어부
92 : 특수 영상 스크린
93 : 시역
94 : 부시역
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 3차원 영상 시스템은 대상체로부터 여러 방향에서 입사되는 영상광들을 하나의 수렴역에 집광하는 하나의 대구경 광학계(12)와, 상기 광학계(12)의 수렴역에 설치되어 상기 광학계(12)를 통해 입사된 다시야 영상광들을 입사각별로 순차적으로 편향시키는 편향 장치가 장착된 제 1주사기(13)와, 상기 주사기(13)의 편향 장치로부터 순차적으로 투사된 영상광들을 하나의 초점에 집광시키는 대물 렌즈(14)와, 상기 대물 렌즈(14)의 초점에 설치되어 영상광을 수광하는 수신단(15)과 영상광을 전송하는 전송로(16) 및 전송된 영상광을 출사하는 출력단(19)으로 이루어진 전송 장치와, 상기 전송 장치로부터 출력되는 영상광들을 확대하는 투사 렌즈(20)와, 상기 투사 렌즈(20)에 의해 확대된 영상광을 상기 제 1주사기(13)와 동기되어 상기 입사각별로 순차적으로 주사시키는 제 2주사기(21) 및 상기 제 2주사기(21)에 의해 입사각별로 주사된 영상광들을 시방향별 화상으로 순차적으로 재생하는 표시 장치(24)로 구성되어 있다.
도 2는 본 발명의 3차원 영상 시스템에서 상을 맺히게 하는 수단으로 이용될 수 있는 광학계(12)로 사용될 수 있는 다양한 광학계와, 이에 의해 형성되는 영상광의 수렴역을 나타내고 있다. 수렴역(36)은 대상체(31)를 포함하여 촬영 장치의 시야 내에 포함된 광경이 광학계에 의해 상(33)으로써 나타나는 영역이다. 수렴역(36)에 나타나는 상(33)은 공간적으로 분포되어 있는 여러 시방향에서 입사된 대상체(31)를 포함한 공간 광경을 축소, 중첩시켜 놓은 것이다. 도 2a는 상을 맺히게 하는 수단으로 이용될 수 있는 광학계로 사용되는 대형 대물 렌즈(32)에 의해 대상체(31)를 포함한 주변 광경이 대물 렌즈(32)의 초점 거리와 대상체의 위치에 따라 정해지는 수렴각(37)에 의해 축소, 중첩된 3차원 상(33)이 형성되는 것을 나타낸다. 도 2b는 대형 구면 반사경(34)을 상을 맺히게 하는 수단으로 이용될 수 있는 광학계로 사용하는 경우 수렴역(36)의 형성을 나타내고 있다. 상을 맺히게 하는 수단으로 이용될 수 있는 광학계로 대물 렌즈(32)나 구면 반사경(34)을 사용하는 경우는 물체의 상(33)이 형성되는 영역이 수렴역(36)이다. 그러나, 도 2c에 도시된 바와같이, 상을 맺히게 하는 수단으로 이용될 수 있는 광학계로 소형의 평면 반사경 또는 구면 반사경의 배열로 구성된 대형 구면 반사경(35)을 사용하는 경우에 수렴역(36)은 이 소형 평면경 또는 구면경들에 의해 반사된 대상체(31)로부터의 상이 중첩되는 영역이 된다.
한편, 도 3은 본 발명의 3차원 영상 시스템에서 상기 제 1주사기(13)와 제 2주사기(21)로 사용될 수 있는 주사기의 다양한 실시예의 구조를 나타내고 있다. 수렴역에 설치되는 제 1주사기는 공간적으로 축소, 중복되어 있는 3차원 상을 주사기에 부착된 반사경의 위치에 따라 시방향을 달리하여 2차원 상으로 분할하는 역할을 한다. 따라서, 도 3에 도시된 주사기는, 공간적으로 분포된 대상체를 포함한 주변 광경을 여러 대의 카메라로 촬영하는 것과 같이, 주사기에 부착되어 회전하는 반사경이 광학계를 통해 시방향을 달리하여 입사된 광을 폭이 좁은 슬릿에 의해 순차적으로 주사하는 것과 같은 효과를 나타내므로, 소위 이동 개구를 형성한다. 이동개구의 유효폭은 주사 주파수에 반비례한다. 도 3a에 도시된 주사기는 다면경(41)을 모터와 같은 회전기(42)로 회전시키는 형이고, 도 3b와 도 3d의 주사기는 소형평면경(43) 또는 구면 반사경(45)을 갈바노메타(galvanometer)와 같은 주사기 드라이버(44)로 일정 각도 만큼 주기적으로 회전시켜 주는 형이며, 도 3c의 주사기는 홀로그래픽 디스크(46)를 사용하는 투과식이고, 도 3e의 주사기는 여러 개의 단위 이동개구가 동기되어 움직여 한 개의 대형 주사 스크린의 역할을 하는 형이다. 상기 도3e의 주사기는 광학계를 통해 맺혀지는 상을 직접 보기 위한 것으로 반사체 한 개를 사용하는 경우에 구동 장치 제작에 어려움이 많기 때문에 대형 반사경을 일정간격으로 잘라서 각각 잘려진 반사경(47)에 드라이버(48)를 부착하고 이 소형 반사경(47)들이 동기화되어 동시에 움직이게 함으로써 대형 반사경이 일정 각도 회전하는 것과 같은 효과를 얻도록 한 것이다. 본 발명에 사용되는 주사기는 그 실효 개구의 크기와 편향 각도가 각각 수렴역의 광축에 대한 단면의 크기와 최대 수렴각보다 적지 않아야 한다. 만약, 좌우와 상하로 편향 가능한 2 개의 주사기를 결합하면, 수직 및 수평 시차가 있는 완벽한 3차원 상의 표시가 가능하게 된다. 도 3의주사기에 의해 시방향별로 분절된 상을 집광시켜 전송과 관련된 기구에 입사시키려면 필드 렌즈(field lens)가 필요하다. 그 이유는 분절된 상은 발산되므로 한 개의 렌즈로 발산되는 상을 손실 없이 집광하여 전송과 관련된 기구의 입력 개구 크기에 맞추기 어렵기 때문에 필드 렌즈로 발산광을 수렴시키고 다시 다른 렌즈로 결상시키면 상의 손실이 없이 쉽게 전송이 가능하게 된다.
도 4는 본 발명의 3차원 영상 시스템에서 주사기(13)에 의해 시방향별로 분절된 이차원 상을 전송할 수 있는 여러가지 전송 장치를 나타내는 도면이다. 도 4a를 참조하면, 주사기에 의해 분절된 2차원 상은 CCD와 같은 2차원 영상 센서(52)에 순차적으로 입력되어 제어기(51)에 의해 화소 신호로 변환되고, 신호 전송 장치(53)를 통해 각종 케이블 또는 무선의 전송로(57)에 의해 신호 수신기(54)를 거쳐 표시 제어기(55)에 의해 순차적으로 화상 표시 장치(56)에 표시된다. 도 4b는 전송로로 영상 전송용 광섬유 다발(60)을 사용하는 전송 장치로서, 광섬유 다발(60)의 입력단(58)에 주사기에 의해 분절된 상이 재집광되며 출력단(59)을 통해 수신 장치로 들어간다. 일반적으로 광섬유 다발(60)의 양단(58, 59)은 금속 하우징(61)에 의해 보호되어 있다. 도 4c는 잠망경과 같이 렌즈를 이용한 전송 장치이다. 시방향에 따라 분할된 2차원 입력상(71)이 집광되어 평면에 나타나며, 이 상(71)은 대물 렌즈(72)와 필드 렌즈(73) 및 중계 렌즈(74)를 거쳐 출력상(75)을 맺는다. 필드 렌즈(73)는 대물 렌즈(72)를 통해 들어오는 상(71)을 상의 손실이 없이 후단으로 전달되도록 하는 역할을 한다. 도 4d는 적외선 영상을 전송하기 위한 전송 장치로 대상체(81)를 적외선용 대물 렌즈(82)로 촬영하여 그 상(83)을 영상 변환관(84)의 입력단, 즉 광음극(85)에 맺히게 하면, 이 광음극(85)상의 상(83)은 증배되어 인(P)이 도포된 스크린에 정전 초점 제어부(86)에 의해 초점되어 인광의 형태로 눈에 보이게 된다. 도 4에서 2차원 영상 센서(52)의 신호 처리 속도는 일반적인 TV보다 주사기의 편향 반복주파수를 일반 TV의 프레임 주파수로 나눈 값에다 분절된 화상의 수를 곱한 것보다 더 빨라야 한다. 따라서, 전송에 필요한 데이터의 양이 아주 많아지며, 수신단에서의 신호 처리 속도도 송신단의 속도와 같이 빨라야 한다. 광섬유 다발이나 렌즈에 의한 영상 전송의 경우는 화상을 직접 전송하게 되므로 시방향이 다른 영상 사이에 단속이 없이 연속적으로 전송 가능하다. 또한, 전송 장치에 데이터를 압축하는 수단과, 압축된 데이터를 복원하는 수단을 구비하면 고화질의 영상 신호를 빠르게 전송하는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 3차원 영상 시스템의 전체적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 2에 주어진 여러 종류의 광학계(12)에 의해 대상체(11)의 상이 형성되는 영역, 즉 수렴역에 주사기를 설치하여 상을 편향시키지 않으면 상은 수렴각(37)과 같은 값의 발산각으로 여러 방향으로 퍼져 나가게 된다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같은 제 1주사기(13)를 설치하여 주기적으로 편향시키게 되면, 발산되어 나가는 여러 시방향에서의 상온 편향되어 대물 렌즈(14)에 순차적으로 입사된다. 이때, 상기 상을 맺히게 하는 수단으로 이용될 수 있는 광학계(12)와 상기 제 1주사기(13)사이에 다이어프램과 같은 상 선별 수단(도시되지 않음)을 설치하여 필요한 시방향의 상을 선별하는 것도 바람직하다. 대물 렌즈(14)를 통과하는 상은 주사기(13)의 회전 특성에 따라 시방향의 위치에 따른 대상체(11)의 2차원 상을 순차적으로만 반복주사하거나 또는 순차와 역순을 번갈아 가면서 주사하여, 도 4에 도시된 바와 같은 2차원 영상 센서, 광섬유 다발의 입력단(15) 등에 초점되어 전송로(16)를 통해 송신된다. 주사기(13)에 의해 분절된 상은 발산되므로 대물 렌즈(14)의 크기가 충분하지 않으면 상의 일부가 유실되기 때문에 이 경우는 주사기(13) 가까이에 필드 렌즈를 설치하여 각 시방향의 상을 수렴시켜 대물 렌즈(14)의 크기에 맞게 축소시키는 것이 바람직하다. 대물 렌즈(14)에 의해 형성되는 상은 대물 렌즈(14)의 입력 개구(17)로 작용하며, 주사기를 통해 편향되어 입사되는 모든 상은 입력 개구(17) 내에 있게 된다. 전송로(16)를 거친 영상광은 전송로(16)의 출력단(19)에 나타나며, 이 상은 투사 렌즈(20)에 의해 확대되어 그 상이 나타나는 곳에 위치한 송신단의 제 1주사기(13)와 동기되어 움직이는 제 2주사기(23)에 의해 본래의 시방향별 화상이 순차적으로 재생되어 관람자(22)에 의해 관람된다. 투사 렌즈(20)에 의해 확대된 상은 주사기(21)에 부착된 반사경에 결상이 되므로 상의 확대를 위해서는 투사 렌즈(20)에 의한 상의 확대에 따라 주사기 반사경의 크기도 따라서 증가되어야 한다. 수신단에서 상을 크게 확대하여 보려면 주사기(21)를 거쳐 편향된 상을 다시 확대시켜 홀로그래픽 스크린과 같은 특수 스크린에 투사하면 된다.
도 5는 홀로그래픽 스크린, 프레넬 렌즈와 같온 특수 영상 스크린을 이용한 상의 확대 표시를 나타내는 도면이다. 도 1의 주사기(21)에 의해 편향된 상은 도 2에 예시된 상을 맺히게 하는 수단으로 이용될 수 있는 여러 광학계와 같은 대형 대물 렌즈(91)에 의해 확대되어 그 상이 특수 영상 스크린(92)에 투사되면, 특수 영상 스크린에 의해 형성된 대물 렌즈(91)의 출력 개구 상이 형성되는 영역, 즉 시역(93)에서 특수 영상 스크린(92)을 쳐다 볼 때 대상체의 3차원 상이 보여진다. 이 경우, 시방향이 다른 상들은 대물 렌즈(91)의 출력 개구를 통과하는 상대적인 위치에 따라 그 상이 형성되는 시역(93) 내의 위치가 달라지게 되는데, 시역 내에서 시방향이 다른 각각의 상들이 위치하는 영역을 부시역(94)이라 한다. 시방향이 다른 상들은 연속적으로 형성되므로 부시역(94)도 서로 연속되어 있다. 따라서, 이웃하는 두 부시역(94) 사이의 간격이 사람의 눈 사이의 거리에 대응하거나 이보다 적은 경우, 좌우 눈에 다른 부시역에 대응하는 상이 보이게 되므로 대상체의 3차원 상이 보이게 된다.
본 발명에 따르면, 3차원 영상을 구현하는 과정에서 광 손실이 거의 없으며, 영상광의 분절을 위해 주사기를 사용하므로 시방향에 따른 화상의 수를 증가시킬 수 있고, 또한 촬영에 필요한, CCD와 같은 2차원 영상 센서도 일반적인 캠코더의 영상 센서에 사용되는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상의 투사시 상의 확대가 가능하므로 어떤 크기의 스크린도 사용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 대상체로부터 여러 방향에서 입사되는 영상광들을 이동 개구(moving aperture)를 이용하여 촬영, 전송 및 표시 장치에 투사시켜 3차원 영상을 제공하기 위한 3차원 영상 구현 방법에 있어서, 대상체로부터 여러 방향에서 입사되는 영상광들을 주어진 영역에 집광하는 단계, 상기 집광된 다시야 영상광들을 집광 위치에 놓인 이동 개구 역할을 대신하는 주사 또는 광편향 장치를 이용하여 주어진 주파수로 반복 주사함으로써 시각이 다른 방향에서 본 대상체의 단면상을 제작하는 단계 및 상기 제작된 단면상들을 표시 장치를 향해 투사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 3차원 영상 구현 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 시각이 다른 방향에서 본, 제작된 상기 대상체의 상기 단면상들을 2차적으로 집광하는 단계 및 상기 2차적으로 집광된 영상광들을 주어진 광 경로를 따라 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 구현 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 전송된 영상광들을 확대하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 구현 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 확대된 영상광들을 제 1항에서 사용된 이동 개구 역할을 대신하는 주사 또는 광편향 장치와 동기되어 움직이는 주사 또는 광편향 장치로 반복 주사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 구현 방법.
  5. 제 1항 또는 4항에 있어서, 상기 영상광 집광 단계는, 다시 말해 대상체의 상을 맺히게 하는 수단으로는 볼록 렌즈, 오목 거울, 또는 다수의 평면경 또는 구면경의 조합으로 구성된 오목 거울 중 어느 하나에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 구현 방법.
  6. 제 1항 또는 4항에 있어서, 상기 영상광의 주사 단계는 광의 진행 방향과, 또는 형태를 바꿀 수 있는 광 부품이 부착된 주사기(scanner)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 구현 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 광 부품은 평면경, 구면경, 홀로그래픽 디스크, 혹은 일정한 간격으로 배치된 다수의 평면경으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 구현 방법.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 전송 단계는 영상광을 압축하는 단계와 압축된 영상광을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 구현 방법.
  9. 대상체로부터 여러 방향에서 입사되는 영상광들을 이동 개구를 이용하여 촬영, 전송 및 표시 장치에 투사시켜 3차원 영상을 제공하는 3차원 영상 시스템에 있어서, 대상체로부터 여러 방향에서 입사되는 영상광들을 주어진 영역에 집광하기 위한 수단, 상기 집광된 다시야 영상광들을 집광 위치에 놓인 이동 개구 역할을 대신하는 주사 또는 광편향 장치를 이용하여 주어진 주파수로 반복 주사하기 위한 수단, 상기 주사된 영상광들을 수광하여 영상을 표시하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 시각이 다른 방향에서 본, 제작된 상기 대상체의 상기 단면상들을 2차적으로 집광하기 위한 수단, 상기 2차적으로 집광된 영상광들을 주어진 광 경로를 따라 전송하기 위한 수단, 상기 전송된 영상광들을 확대하기 위한 수단 및 상기 확대된 영상광들을 이동 개구 역할을 대신하는 주사 또는 광편향 장치와 동기되어 움직이는 주사 또는 광편향 장치로 반복 주사하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 시스템.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 집광수단은, 다시 말해 대상체의 상을 맺히게 하는 수단으로는 볼록 렌즈, 오목 거울, 또는 다수의 평면경 또는 구면경의 조합으로 구성된 오목 거울 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 3차원 영상 시스템.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 영상광의 분절 수단은 광 방향을 바꾸는 광부품이 부착된 주사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 시스템.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 광부품은 평면경, 구면경, 홀로그래픽 디스크, 혹은 일정한 간격으로 배치된 다수의 평면경인 것을 특징으로 하는 3차원 영상 시스템.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 영상광 전송 수단은 광 도관, 광섬유 다발 또는 TV시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 시스템.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 영상광 전송 수단은 영상광을 압축하는 수단과 압축된 영상광을 복원하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 시스템.
  16. 제 9항에 있어서, 상기 집광 수단과 주사 수단 사이에 시방향의 상을 선별하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 시스템.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 선별 수단은 다이어프램인 것을 특징으로 하는 3차원 영상 시스템.
  18. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 표시된 영상을 확대 표시하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 시스템.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 확대 표시 수단은 홀로그래픽 스크린 또는 프레넬 렌즈인 것을 특징으로 하는 3차원 영상 시스템.
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