KR19990074246A - 개인용 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체영상을 표시할 수 있는 헤드마운트 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치는 프리즘과 릴레이 렌즈 등의 간단한 구성으로 제작되어 화질의 저감없이 가볍고, 싼 가격으로 제작된다.

Description

개인용 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치
본 발명은 입체영상을 표시할 수 있는 헤드마운트 디스플레이 장치에 관한 것이다.
인간이 3차원 공간을 인식하는 요인은 여러 가지가 있으나 크게 생리적 요인과 경험적 요인으로 나눌 수 있다. 생리적 요인으로는 수정체의 조절(accomodation), 양안복주(convergence), 양안시차(binocular parallax) 등을 들 수 있으며, 경험적 요인으로 단안운동시차(monocular movement disparity), 선원근(linear perspective), 면적원근(areal perspective), 음영(light & shade) 그리고 겹침(overlapping) 등을 들 수 있다. 인간의 3차원 인식은 위와 같은 요인들이 복합적으로 종합되어 나타나는 것이다. 종래의 3차원 디스플레이는 이러한 3차원 인식 요인들 중 특히 양안시차를 이용하여 3차원 영상을 표현하는 것이다.
헤드마운트 디스플레이를 이용하여 3차원 영상을 표시하기 위해서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 좌, 우안에 필요한 영상을 공급해 주는 디스플레이 2개(1L, 1R)와 여기서 표시된 영상을 좌, 우안에 정확하게 공급하기 위해서는 좌우안 영상에 의한 상호 간섭을 막기 위한 격리벽(6)을 중심으로 그 양쪽에 각각의 영상을 별도록 표시하기 위한 복잡한 광학계가 필요하다. 이 광학계로는 디스플레이에 표시된 화상을 좌, 우안에 별도로 공급하기 위하여 복잡한 구성의 미러(2), 릴레이 렌즈(3), 표시렌즈(4) 등이 필요하게 된다. 따라서 헤드 마운트 디스플레이 장치는 그 크기가 커지게 되고, 무게 또한 무거워져 사용자가 착용시 불편한 느낌을 받게 된다. 따라서 헤드 마운트 디스플레이를 구성하고 있는 디스플레이 및 광학계의 구성을 간단하게 할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 프리즘 및 릴레이 렌즈만으로 입체영상을 따로 표시할 수 있는 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 입체 헤드 마운트 디스플레이 장치의 개략적 구성을 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 입체 헤드 마운트 디스플레이 장치의 개략적 구성을 보여주는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1L. 좌안용 영상을 표시하는 2차원 표시장치
1R. 우안용 영상을 표시하는 2차원 표시장치
2. 미러
3. 릴레이 렌즈
5L. 좌측 영상
5R. 우측 영상
6. 좌우측 영상에 의한 간섭을 막아주는 격리벽
11L. 좌안용 영상을 표시하는 2차원 표시장치
11R. 우안용 영상을 표시하는 2차원 표시장치
12. 프리즘
13. 릴레이 렌즈
14L. 좌측 영상이 표시되는 스크린
14R. 우측 영상이 표시되는 스크린
15. 좌 우측 영상에 의한 간섭을 막아주는 격리벽
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치는, 입체영상을 표시하기 위하여 각각 좌우안용의 2차원 영상신호를 표시하는 2개의 2차원 영상표시수단; 상기 2개의 2차원 영상표시수단에 의해 각각 표시된 좌우안 영상이 서로 간섭하는 것을 방지하기 위한 격리벽; 상기 2개의 2차원 영상표시수단에 의해 각각 표시된 좌우안 영상 신호를 각각 별도로 원하는 방향으로 굴절시키는 프리즘; 상기 프리즘에 의해 집속된 좌우안 영상 신호를 별도로 집속시키는 두 개의 릴레이 렌즈; 및 상기 릴레이 렌즈를 통과한 좌우안 영상 신호를 각각 표시하는 두 개의 스크린;를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 2차원 영상표시수단은 소형 CRT, LCD, FED 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치의 개략적 구성을 보여주는 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치는 입체영상을 표시하기 위하여 각각 좌우안용의 2차원 영상신호를 표시하는 2개의 2차원 영상표시수단(11L, 11R)과 2차원 영상 신호의 상호 간섭을 방지하기 위한 격벽(15) 및 상기 2개의 2차원 영상표시수단에 의해 각각 표시된 좌우안 영상을 좌, 우안에 독립하여 입력될수 있도록하는 광학계로 구성된다. 2차원 영상표시수단으로는 소형 CRT, LCD, FED 등 2차원 영상을 표시할수 있는 모든 표시장치를 사용할 수 있으며, 광학계로는 빛을 원하는 방향으로 굴절시켜주는 프리즘(12)과 굴절된 표시화상을 좌 우안 각각에 집적시켜주는 릴레이 렌즈(13) 및 스크린(14L, 14R)으로 이루어진다.
이상과 같은 구성의 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치는 인간의 3차원 인식 요인중 양안시차를 인위적으로 느끼게 하기 위해 2차원 디스플레이 두 개를 이용하여 좌우안 각각에 서로 다른 영상신호를 입력하여 주는 개인용 헤드마운트 디스플레이 장치이다. 좌우안용 영상을 표시하는 2차원 영상표시수단(11L, 11R)에 2차원영상이 각각 표시되면 표시된 영상이 프리즘(12)에 의하여 굴절된다. 굴절된 화상은 다시 릴레이 렌즈(13)에 의하여 스크린(14L, 14R)에 투영되어 관찰자의 양측 눈에 각기 다른 영상을 입력하게 되고 관찰자는 인위적인 양안시차를 뇌에서 종합하여 입체 영상을 느낄 수 있게 된다.
본 장치에서는 화상표시를 위한 영상신호는 기 제작되어 있는 입체 소프트를 외부에서 입력되게하며 본 장치내에서는 이를 표시만 할 수 있게한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치는 프리즘과 릴레이 렌즈 등의 간단한 구성으로 제작되어 화질의 저감없이 가볍고, 싼 가격으로 제작되는 장점이 있다.

Claims (2)

  1. 입체영상을 표시하기 위하여 각각 좌우안용의 2차원 영상신호를 표시하는 2개의 2차원 영상표시수단;
    상기 2개의 2차원 영상표시수단에 의해 각각 표시된 좌우안 영상이 서로 간섭하는 것을 방지하기 위한 격리벽;
    상기 2개의 2차원 영상표시수단에 의해 각각 표시된 좌우안 영상 신호를 각각 별도로 원하는 방향으로 굴절시키는 프리즘;
    상기 프리즘에 의해 집속된 좌우안 영상 신호를 별도로 집속시키는 두 개의 릴레이 렌즈; 및
    상기 릴레이 렌즈를 통과한 좌우안 영상 신호를 각각 표시하는 두 개의 스크린;를
    구비한 것을 특징으로 하는 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2차원 영상표시수단은 소형 CRT, LCD, FED 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 입체영상 헤드마운트 디스플레이 장치.
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