KR20010024328A - 이동하는 관찰자에게 영상을 표시하는 디스플레이 장치 - Google Patents

이동하는 관찰자에게 영상을 표시하는 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20010024328A
KR20010024328A KR1020007003317A KR20007003317A KR20010024328A KR 20010024328 A KR20010024328 A KR 20010024328A KR 1020007003317 A KR1020007003317 A KR 1020007003317A KR 20007003317 A KR20007003317 A KR 20007003317A KR 20010024328 A KR20010024328 A KR 20010024328A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
slit
board
observer
width
Prior art date
Application number
KR1020007003317A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100741330B1 (ko
Inventor
조슈아 디. 스포덱
매튜 에이치. 그로스
Original Assignee
조슈아 디. 스포덱
매튜 에이치. 그로스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조슈아 디. 스포덱, 매튜 에이치. 그로스 filed Critical 조슈아 디. 스포덱
Publication of KR20010024328A publication Critical patent/KR20010024328A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100741330B1 publication Critical patent/KR100741330B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02—Viewing or reading apparatus
    • G02B27/06—Viewing or reading apparatus with moving picture effect
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/06—Simple or compound lenses with non-spherical faces with cylindrical or toric faces
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F19/00—Advertising or display means not otherwise provided for
    • G09F19/22—Advertising or display means on roads, walls or similar surfaces, e.g. illuminated
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F19/00—Advertising or display means not otherwise provided for
    • G09F19/22—Advertising or display means on roads, walls or similar surfaces, e.g. illuminated
    • G09F2019/221—Advertising or display means on roads, walls or similar surfaces, e.g. illuminated on tunnel walls for underground trains

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 전철의 탑승객과 같이 상대 이동하는 관찰자에게 정지 영상을 표시하는 장치에 관한 것으로, 그 표면에 설치되는 복수 개의 영상, 그리고 상기 표면과 관찰자 사이에 설치되는 슬릿보드를 포함한다. 관찰자가 통과할 때에, 슬릿보드가 셔터처럼 작동하여 애니메이션 효과를 발생시킨다. 또한, 영상을 확대하는 스트레칭 효과나 와이드닝 효과로 인해, 영상이 "사전 수축(preshrink)"될 수 있게 되어, 대다수의 영상을 적은 공간에 수용할 수 있으므로, 애니메이션의 이용 가능한 프레임 속도가 증대된다. 스트레칭 효과는 영상 표면과 슬릿보드 사이의 거리에 좌우된다.

Description

이동하는 관찰자에게 영상을 표시하는 디스플레이 장치{APPARATUS FOR DISPLAYING IMAGES TO VIEWERS IN MOTION}
정지 영상을 이동하는 관찰자에게 동영상화되어 보이도록 정지 영상을 표시하는 표시 장치는 공지되어 있다. 이러한 장치는 일련의 단계적인(graduated) 영상(즉, 직전 영상과 직후 영상이 약간씩 점진적으로 서로 달라지는 인접 영상)을 포함한다. 이들 영상은 연속하여 보이도록 관찰자의 이동 방향으로(예를 들어, 철도 선로를 따라) 배열된다. 관찰자가 이들 영상을 지나쳐 이동하게 되면 이들 영상은 동영상화되어 보이게 된다. 이러한 효과는 플립 북(flip-book)의 효과와 유사하다. 플립 북은 각 페이지 상의 그 바로 앞 페이지의 화상 및 바로 뒤 페이지의 영상이 약간 다르게 되어 있어, 페이지를 빠르게 넘길 경우 관찰자는 애니메이션을 인식하게 된다.
대중 교통 체계의 오랜 추세에 따라, 지하철 체계의 승객에게 동영상화된 화를 제공하기 위한 시설물이 개발되어 왔다. 이러한 이동 화상의 동영상화는 지하철 체계의 터널 벽에 고정된 시설물에 대한 관찰자의 이동에 의해 야기되는 것이다. 이러한 시설물은, 시설물이 없었다면 어둠밖에는 달리 아무것도 불 수 없었던 창문을 통해 이동 화상을 볼 수 있다는 점에서 현저한 가치가 있다. 이동 화상으로서 가능하고 유용한 주제로는 미적 가치가 있는 선정물 또는 대중 교통 체계나 광고주로부터의 정보 제공 메시지가 있을 수 있다.
공지되어 있는 각각의 장치는 일련의 단계적인 영상 또는 "프레임"을 제공하여 관찰자/승객이 연속하는 프레임이 잇따라 보이도록 한다. 잘 알려진 바와 같이, 고속으로 이동하는 관찰자에게 너무 가까운 위치에서 일련의 정지 영상을 표시하면, 일련의 정지 영상은 단순히 흐릿한 얼룩(blur)으로서만 인식될 뿐이다. 선택적으로, 저속으로 먼 거리에서 표시할 경우에는 관찰자가 일련의 각각의 영상을 비애니메이션 상태로서 보게 된다. 따라서 화상 이동 효과를 달성하기 위해, 공지된 장치에서는 극도로 짧은 주기 동안 각각의 영상을 표시하는 방법을 도입하였다. 이와 같이 표시 시간이 충분히 짧을 경우에는, 관찰자와 영상 사이의 상대 이동이 효과적으로 저지되어 흐릿하게 보이는 현상이 무시될 수 있다. 이와 같은 상대 이동 저지 방법은 영상의 스트로보 조명(stroboscopic illumination)을 기본으로 하고 있다. 이 방법은 관찰자가 고속으로 이동하는 경우에도 각각의 이미지가 관찰자에 대해 동일한 위치에서 빛이 비춰지는 정도로 관찰자와 시설물 사이의 정확한 동시성을 필요로 한다.
스트로보 장치의 요구 조건은 여러 가지가 있는데, 즉 빠르게 이동하는 관찰자의 경우 플래쉬가 극도로 짧음에 따라 관찰자에게 충분한 빛이 도달하기 위해서는 플래쉬가 그만큼 밝아야 한다는 것이다. 이 요구 조건은 다시, 극도로 정확하게 시간이 맞춰진 플래쉬를 필요로 한다. 이러한 정확성은 관찰자측에 속도 변경이 거의 또는 전혀 없는 극도로 일관된 이동을 요구한다. 전술한 모든 요구 조건은 높은 수준의 기계적인 또는 전기적인 복잡함과 비용, 또는 기존보다 상당히 높은 수준의 열차 이동 일관성을 초래한다. 다른 공지된 장치에서는, 관찰자의 차량에 어느 정도 품질의 응답기를 제공하고 시설물에는 수신기를 제공하여 관찰자의 위치를 결정하는 방식으로 높은 수준의 순간 정확성에 대한 요구를 해결하고 있다. 이러한 장치에는 상당한 기계적이고도 전기적인 복잡함 및 비용이 포함된다.
전술한 공지된 장치들은 일반적으로 관찰자가 차량 내에 있을 것을 필요로 한다. 이것은, 예를 들어 차량이 시간 조절 장치, 조명 장치 또는 신호 장치 등을 수반하고 있기 때문에, 또는 높은 수준의 속도 일관성을 유지하여야 하는 필요성 때문에, 또는 관찰자의 속도를 빠르게 하여야 하기 때문일 수도 있다. 차량의 사용은 기계 요소의 개수로 인해, 그리고 종종 개조를 필요로 하는 기존의 장비를 다룸으로 인해 구조가 상당히 복잡해질 것을 필요로 한다. 이동하는 전철 차량에 장착되었을 때의 그 열악한 환경으로 인해, 기계적인 또는 전기적인 정확성을 필요로 하는 유닛에서 획득할 수 있는 그러한 정확성이 제약을 받거나, 또는 종종 높은 수준의 정확성이 획득된 부분에 대해서는 그 정확성을 종종 유지 관리하여야 할 수도 있다.
차량의 사용에는 또한 제약이 따른다. 가장 기본적인 수준에서 보면, 차량의 사용은 관찰자가 위치하는 차량에 따라 가능한 응용 범위를 제한한다. 보다 구체적으로 말하자면, 차량의 물리적인 치수의 제약이 스트로보 장치의 응용성을 제한한다. 설계시 차량의 높이와 폭, 차량 창문의 크기와 간격, 그리고 차량 내에서의 관찰자의 위치와 같은 정보를 고려하여야 한다. 예를 들어 고속 전철에 있어서 창문이 근접한 간격으로 배치되어 있는 경우, 전철의 모든 탑승자가 표시를 볼 수 있도록 하기 위해서는 스트로보가 상당히 자주 방출되어야 한다. 전철 터널의 하드웨어 시설물용으로 이용 가능한 물리적 공간과 같은 환경의 크기 및 영상 투사에 이용되는 거리 또한 장치의 화소의 크기 뿐만 아니라 그 각종 부품의 품질과 내구성을 제약하는 요인이 된다.
기본적으로 스트로보 장치는 관찰자가 느리게 이동하는 경우에 사용될 수 있는 것이긴 하지만, 단순히 투사형 디스플레이 장치(projector)를 보다 근접한 간격으로 배치하는 것만으로는 이와 같이 사용하기가 어렵다. 우선, 간격이 보다 가까워지면 비용과 복잡함이 증대된다. 또한, 일단 투사형 디스플레이 장치 사이의 거리가 고정된 상태로 장치가 설치되고 나면, 관찰자의 속도는 최소로 된다.
관찰자와 장치 사이의 상대 이동을 포함하는 애니메이션 영상의 표시를 위한 기존의 방법은 주트로프(zootrope)이다. 이 주트로프는 단순한 중공 원통형 장치로, 실린더 벽에 슬릿 절삭부가 기하학적으로 배열되고 이 슬릿 하나당 하나의 단계적인 영상을 실린더의 내측에 배치하여 애니메이션을 생성하고 있다. 실린더가 그 축선을 중심으로 회전하면, (빠르게 이동하는)슬릿을 통해 애니메이션을 볼 수 있다.
그러나, 주트로프는 그 단면이 원형이기 때문에 그 비율이 거의 모두 일정하게 고정되어 있다. 애니메이션은 최소의 프레임 속도를 필요로 하며 이 프레임 속도는 회전 속도에 좌우되므로, 주트로프를 사용하여서는 상당히 짧은 애니메이션만을 볼 수 있을 뿐이다. 관찰자와 장치가 상대 이동하긴 하지만, 실제로는 관찰자가 주트로프 둘레를 원을 그리면서 원활하게 이동할 수는 없다. 따라서, 정지하고 있는 관찰자가 회전 실린더를 통해 짧은 애니메이션을 관찰하는 주트로프에 의해서는 단 하나의 형상만이 실제로 가능하다.
형태가 변경될 수 없고, 그 애니메이션의 기간이 짧으며, 또한 장치가 회전한다는 사실로 인해, 주트로프는 실제로 응용되지는 않고 장난감이나 골동품으로만 사용되고 있다. 그러나, 적어도 하나의 공지된 시스템은 슬릿이 마련된 벽 뒤에 영상이 설치되어 있는 "선형 주트로프"로서 간주될 수도 있는 장치를 사용하여 야외 선로에 영상을 표시하고 있다. 이러한 야외 환경에서는 본래 제약이 없다.
전술한 관점에서, 공간적으로 제약이 있는 환경에 사용되어 이동하는 관찰자에게 동영상화되어 보이도록 정지 영상을 표시하는 장치를 제공할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 주위의 조명이 어두운 공간적으로 제약이 있는 환경에 사용되는 그러한 장치를 제공할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 정지 영상에 대하여 이동하는 관찰자에게 동영상화되어 보이도록 정지 영상을 표시하는 것에 관한 것이다. 보다 구체적으로 말하자면, 본 발명은 공간적으로 제약이 있는 환경에서 이러한 정지 영상을 표시하는 것에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예의 사시도.
도 2는 도 1의 장치의 분해 사시도.
도 2a는 도 1과 도 2에 도시된 장치의 바람직한 변형예의 사시도.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 장치의 기하 광학의 개략적인 다이아그램.
도 3a는 본 발명의 곡선형 실시예의 기하학적 형상의 개략적인 다이아그램.
도 4a, 도 4b, 그리고 도 4c(총괄하여 "도 4"로 함)는 상이한 3개의 지점에서 상이한 3시점에 관찰자가 본 단일 영상 및 슬릿을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5a, 도 5b, 그리고 도 5c(총괄하여 "도 5"로 함)는 상이한 3개의 지점에서 상이한 3시점에 관찰자가 본 한 쌍의 영상 및 슬릿을 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 시간 경과에 따라 관찰자가 본 단일 영상을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 스트레칭 효과를 보여주는 도면.
도 6a는 백보드가 이동 방향과 평행하지 않은 곳에서의 스트레칭 효과를 개략적으로 보여주는 도면.
도 7은 영상이 곡선형인 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 개략적인 평면도.
도 8은 영상이 백보드에 대해 경사진 본 발명의 바람직한 제3 실시예의 개략적인 평면도.
도 9는 도 8의 실시예와 유사하지만, 슬릿보드의 일련의 섹션이 영상에 대해서는 평행하고 백보드에 대해서는 경사진 본 발명의 바람직한 제4 실시예의 개략적인 평면도.
도 10은 본 발명의 바람직한 제5 실시예로부터 2면형(two-sided)의 한 쌍의 슬릿보드/백보드를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 11은 도 10의 실시예의 개략적인 평면도.
도 12는 도 7의 실시예에서와 같은 곡선형 영상을 갖추고 있으며, 도 10과 도 11의 실시예에서와 같이 2면형인 제6 실시예의 개략적인 평면도.
도 13은 본 발명의 바람직한 제7 실시예에 사용되는 롤러형 영상 홀더의 사시도.
도 14는 본 발명의 바람직한 제8 실시예의 사시도.
도 15는 본 발명의 바람직한 제8 실시예의 도 14의 직선 15-15을 따라 취한 종단면도.
도 16은 본 발명에 따른 복수 개의 모듈 유닛을 지하철 터널에 장착하는 것을 보여주는 간략한 사시도.
본 발명의 목적은 공간적으로 제약이 있는 환경에 사용되어 이동하는 관찰자에게 동영상화되어 보이도록 정지 영상을 표시 하는 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 주위의 조명이 어두운 공간적으로 제약이 있는 환경에 사용되는 그러한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 복수 개의 정지 영상에 실질적으로 평행한 공지된 궤도를 따라 실질적으로 공지된 속도로 이동하는 관찰자에게 동영상화되어 보이도록 그러한 복수 개의 정지 영상을 표시하는 장치가 제공된다. 이러한 장치는 그 길이부가 궤도의 길이를 따라 배치된 백보드를 포함한다. 정지 영상은 백보드의 표면에 설치되며, 이 때 각각의 정지 영상은 실제 영상의 폭과 중심을 갖추고 있다. 인접 영상의 영상 중심은 프레임 간의 거리 만큼 떨어져 있다. 슬릿보드가 백보드에 실질적으로 평행하게 배치되어, 백보드의 표면과 마주하는 상태로 보드 간의 거리 만큼 백보드로부터 떨어져 있다. 슬릿보드는 궤도로부터 가시 거리에 설치된다. 보드간의 거리와 이 가시 거리가 합쳐져 백보드의 거리가 된다. 슬릿보드의 길이는 궤도의 길이와 같으며, 그 길이 방향에 실질적으로 연직 방향으로 복수 개의 슬릿이 마련되어 있다. 각각의 슬릿은 각각의 영상에 대응하며, 슬릿의 폭과 중심은 슬릿보드의 길이를 따라 측정한 것으로, 각각의 인접 슬릿 간의 중심은 프레임 간의 거리 만큼 떨어져 있다. 각각의 영상을 그 또렷한 영상 폭으로 표시하기 위하여, 보드 간의 거리와 가시 거리 및 실제 영상 폭은, (a) 실제 영상 폭과, (b) (i) 가시 거리를 (ii) 보드 간의 거리로 나눈 몫과의 곱이 또렷한 영상 폭과 실질적으로 동일해지도록 선정된다. 실질적으로 흐릿한 현상 없이 각각의 영상을 투사하기 위하여, 슬릿 폭은 실제 영상 폭의 최대 약 10분의 1로 선정된다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 목적 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 이루어진 아래의 상세한 설명을 고려함으로써 분명해질 것이며, 도면에 있어서 전체적으로 동일한 도면 부호는 동일한 부품을 나타내는 것이다.
본 발명의 목적은 상대 이동하는 관찰자에게 애니메이션을 표시하도록 기하 광학 원리에 따라 작동하는 간단한 장치를 제조하는 것이다. 실질적으로 이러한 장치는 관찰자가 실질적으로 예고 가능한 속도로 예고 가능한 경로로만 이동할 것을 필요로 한다. 전철 탑승자, 통로 또는 인도의 보행자, 지상 전철의 탑승자, 자동차 탑승자, 엘리베이타 탑승자 등을 포함(이것으로만 제한되는 것은 아닌)하는 이러한 조건을 만족하는 많은 공통례들이 있다. 본 명세서의 후술하는 부분에서는 용이한 설명을 위해, 열차 탑승자가 볼 수 있는 지하철 체계의 시설물과 같은 특정 용례를 주로 참조하였지만, 본 발명이 이 특정 용례로만 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 장점은 아래와 같다:
1. 관찰자가 차량 내에 있는 것을 필요로 하지 않는 것이 바람직하다.
2. 복잡한 스트로보 조명을 필요로 하지 않는 것이 바람직하다.
3. 장치와 관찰자 사이의 정확한 시간 조절이나 위치 설정 트리거(triggers)를 필요로 하지 않는 것이 바람직하다.
4. 가동부를 필요로 하지 않는 것이 바람직하다.
5. 셔터를 필요로 하지 않는 것이 바람직하다.
6. 관찰자 또는 관찰자의 차량(관찰자가 차량에 있는 경우)에 설치하여야 하는 특별한 장치를 필요로 하지 않는 것이 바람직하다.
7. 관찰자의 위치, 이동 속도나 방향과 관련된 정보를 장치에 전달할 필요가 없는 것이 바람직하다.
8. 상당히 폭넓은 가시능 영역을 제공하는 것이 바람직하다.
9. 관찰자의 이동 방향과 무관하게, 설계된 바에 따라 작동하는 것이 바람직하다.
10. 관찰자의 간격이나 상대 이동과 무관하게, 매우 가깝게 위치한 일련의 관찰자 각각에 대해 효과적인 것이 바람직하다.
11. 간단한 슬릿 이상으로 정확한 기하 광학(다른 기하 광학이 사용될 수도 있긴 하지만)을 필요로 하지 않아 바람직하다.
12. 차량 창문 간격과 화상의 간격이 무관한 것이 바람직하다.
13. 이동 방향으로 영상을 효과적으로 확대할 수 있는 것이 바람직하다.
14. 확대로 인해 단계적인 영상의 간격이 상당히 가까워진다는 사실에 기인하여 관찰자의 속도를 상당히 낮은 최소 속도로 할 수 있는 것이 바람직하다.
15. 특정한 기하학적 형상을 필요로 하지 않고 원형이나 직선형 또는 다른 기하학적 형상으로 될 수 있는 것이 바람직하다.
16. 최대 속도를 필요로 하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 장치는 일정한 간격으로 배치된 일련의 단계적인 화상["영상" 또는 "프레임"]을 포함하는 것이 바람직하며, 보다 더 바람직하게는 화상과 관찰자 사이에 관찰자가 각 화상의 얇은 띠만을 볼 수 있도록 제한하는 광학 장치를 포함하는 것이 바람직하다. 이 광학 장치는 그 길이 방향이 관찰자의 이동 방향의 수직 방향으로 배향된 투명하고 얇은 일련의 슬릿을 구비한 불투명 재료이다. 일련의 화상을 일반적으로 "백보드"라 칭하며, 바람직한 광학 장치를 일반적으로 "슬릿보드"라 칭한다.
본 발명에 필수적이지는 않지만, 대개는 화상의 광도가 관찰자 환경의 광도보다 높도록 조명원이 마련되는 것이 바람직하다. 조명을 화상의 뒤에서 비추거나, 또는 관찰자 환경에는 거의 빛을 비추지 않고 화상의 전방만을 비추도록 조명원을 슬릿보드와 백보드 사이에 배치할 수 있다. 조명원이 사용되는 경우에 그 광도는 일정한 것이 바람직하다. 자연광이나 주변광을 사용할 수도 있다. 주변광으로도 충분하다면 조명원을 설치하지 않고 장치를 작동시킬 수도 있다.
또한 필수적인 것은 아니지만, 슬릿보드를 통해 볼 수 있는 화상과 슬릿보드 사이의 콘트라스트(contrast)가 최대가 되도록 하기 위하여, 대개는 슬릿보드의 관찰자쪽 표면을 어두운 상태나 비반사 상태로 만들거나, 또는 이 모든 상태로 만드는 것이 바람직하다. 그러나, 슬릿보드 자체가 어두운 상태나 비반사 상태로 될 필요는 없다. 예를 들면, 슬릿보드의 관찰자쪽 표면의 소망하는 위치에 슬릿 절삭부를 구비하는 통상적인 광고판을 배치할 수 있다. 이러한 형상은 특히, 일부 관찰자는 장치에 대해 상대 운동하고 일부 관찰자는 정지하고 있는 경우에 유용한데, 그러한 경우의 예를 들자면, 고속 전철은 정지하지 않고 통과하면서 탑승자는 플랫폼에 서서 완행 전철을 기다리는 그러한 지하철역을 들 수 있다. 이동하는 관찰자는 슬릿보드 전방의 통상적인 광고판의 미세하고 흐릿한 얼룩을 통해 애니메이션을 볼 수 있다. 정지하고 있는 관찰자는 바람직하게 통상적인 광고판만을 보게 된다.
이제, 본 발명이 도 1 내지 도 16을 참조하여 후술된다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치(10)의 바람직한 실시예의 기본 구조가 도 1과 도 2에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 디스플레이 장치(10)는 기본적으로 하우징(20)과 뚜껑(21)으로 형성되는 직사각형의 중실체이다. 디스플레이 장치(10)의 앞면과 뒷면은 슬릿보드(22)와 백보드(23)로 형성되는 것이 바람직한데, 이들에 대해서는 보다 상세히 후술된다. 슬릿보드(22)와 백보드(23)는 이들을 위해 제공된 하우징(20)의 슬롯(24)에 끼워 맞춰지는 것이 바람직하다. 광프레임(25)이 하우징(20)과 뚜껑(21) 사이에 개재되는 것이 바람직하며, 이 광프레임의 내부에는 백보드(23) 상의 "프레임" 또는 영상(230)을 비추는 2개의 형광등(27)으로 이루어지는 것이 바람직한 광원(26)이 설치된다. 슬릿보드(22)는 보다 상세히 후술하는 바와 같은 복수 개의 슬릿(220)을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 특히 지하철 터널과 같이 열악한 더러운 환경에 사용되는 경우, 이물질이 장치(10)에 침입하지 않도록 각각의 슬릿(220)은 바람직하게 광투과성이면서 투명한 커버(221)[단 하나만 도시]로 덮혀 있다. 선택적으로, 각각의 슬릿(220)은 관찰 영상의 해상도를 향상시키는 반원통형의 렌즈(222)[단 하나만 도시]에 의해 덮혀 있을 수도 있다. 특히, 렌즈의 초점 거리가 슬릿보드(22)와 백보드(23) 사이의 거리와 대략 동일한 경우, 영상의 해상도가 높아질 수도 있다. 이러한 해상도 향상은 관찰자가 주어진 순간에 볼수 있는 실제 영상 슬라이버의 폭을 좁힘으로써 야기된다. 선택적으로, 렌즈의 사용을 통해 해상도를 떨어트리지 않고서도 슬릿의 폭을 넓힐 수도 있다.
도 2a에 도시된 변형예의 디스플레이 장치(200)에 있어서는, 하우징(201)이 바람직하게 광투과성이면서 투명한 앞벽(202)과 뒷벽(203)으로 구성되어 완전히 포위된 구조를 형성하고 있는 점을 제외하고는, 하우징(20)과 유사하다. 앞벽(202)과 뒷벽(203) 중 하나 이상[도시된 바에 따르면 벽(202)]은 힌지(204) 연결되어 유지 도어(205)를 형성하는데, 이것은 예를 들어 백보드(23)를 교체하기 위해[그 위의 영상(230)을 변경하기 위해 또는 형광등(27)을 교체하기 위해] 개방될 수도 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이 형광등(27)이 광프레임(25) 대신에 역광 유닛(206)에 제공되므로, 백보드(23)와 영상(230)은 광투과성이어야 한다. 물론, 실시예의 장치(200)도 역광 유닛(206) 대신 광프레임(25)을 사용할 수 있다. 마찬가지로, 디스플레이 장치(10)에도 광프레임(25) 대신 역광 유닛(206)이 제공될 수 있는데, 이 경우 백보드(23)와 영상(230)은 광투과성이다.
도 3은 디스플레이 장치(10)에 거의 평행한 트랙(31)을 따라 거의 일정한 속도(Vw)로 이동하는 관찰자(30)가 본 디스플레이 장치(10)의 일부의 개략적인 평면도이다. 트랙(31)은 선로를 개략적으로 도시한 것으로, 실질적으로 관찰자가 공지된 거의 일정한 속도로 이동하게 되는 고가 도로나, 통로 또는 인도와 같은 공지된 궤도일 수도 있다.
도 3에는 아래의 변수들이 규정되어 있다.
Ds= 슬릿 폭
Dff= 프레임 간의 거리
Dbs= 백보드와 슬릿보드 간의 거리
Vw= 장치에 대한 관찰자의 속도
Dsb= 슬릿보드의 두께
D1= 단일 영상 프레임의 실제 폭
Dvs= 관찰자로부터 슬릿보드까지의 거리
B(광도), c(콘트라스트), 및 D1'(단일 영상 프레임의 또렷한 또는 인식 가능한 폭)을 포함하는 표시되지 않은 기타 매개변수는 후술된다.
트랙(31')이 곡선형으로, 그에 따라 슬릿보드(22')와 백보드(23')가 곡선형으로 형성되며, 이들 모두가 서로에 대해 실질적으로 평행한 변형예의 기하학적 형상이 도 3a에 도시되어 있다. 도 3a에 표시되지는 않았지만, 곡률 정도에 따라 후술한 바와 같은 영상의 스트레칭 또는 확대 정도가 어느 정도 조절될 수도 있다는 점을 제외하고는, 다른 매개변수도 도 3에서와 동일하다.
이동하는 차량에서 바라보도록 설계된 전술한 공지된 장치로부터 출발한 본 발명의 가장 중요한 장점 중 하나는 영상의 분명한 이동을 저지하려는 시도가 전혀 이루어지지 않는다는 점이다. 즉, 본 발명의 장치에서는 영상이 항상 관찰자에 대해 상대 이동하며, 관찰자는 영상 중 일부를 항상 볼 수 있다. 이것은 영상의 실제 이동이 관찰자와 상대적임에도 불구하고 이러한 각각의 영상 또는 프레임의 분명한 이동을 중지시키기 위하여 스트로보 플래쉬가 가능한 한 즉각적으로 빨라지도록 설계된 공지된 시스템과는 대조적이다.
모든 애니메이션의 경우처럼, 본 발명에 따른 장치는 잘 알려진 비전 지속 효과(effect of persistence of vision)에 좌우되므로, 관찰자가 일련의 불연속적인 영상을 보는 경우에도 연속적으로 이동하는 영상으로 인식하게 된다. 본 발명의 작동은 별개의 동시에 존재하는 2개의 비전 지속 표시를 사용한다. 제1 표시는 눈에서 발생하는 것으로, 실제로는 영상의 작은 슬라이버가 전체 영상을 압도하는 경우에, 단 한번에 확실하게 전체를 볼 수 있는 일관된 영상을 재구성한다. 제2 표시는 보통의 플립-북 효과로, 일련의 단계적인 영상이 연속적인 애니메이션으로 인식된다.
도 4에는 제1의 비전 지속 효과가 도시되어 있다. 이것은 시간 내의 연속적인 지점(도 4a, 도 4b, 도 4c)에서의 하나의 영상에 대한 관찰자(30)의 위치를 보여준다. 도 4a, 도 4b, 도 4c 각각에서, 양방향 화살표(40)는 영상의 실제 총 폭(D1)을 나타내는 반면, 폭(41)은 주어진 시간에 볼 수 있는 영상의 일부를 나타낸다. 이들 다이아그램은 관찰자(30)가 짧은 시간 주기 동안에 영상의 각각의 부분을 보게 됨을 보여준다. 그러나, 주어진 순간에는 화상의 단지 얇은 폭(41)의 슬라이버만을 볼 수 있다. 슬라이버를 볼 수 있는 시간 주기가 매우 짧고, 따라서 그 시간 내에 슬릿을 통해 보이는 영상의 이동이 매우 적기 때문에, 관찰자는 매우 고속인 경우에도 흐릿한 얼룩을 거의 또는 전혀 인식할 수 없다. 장치의 작동 속도의 이론적인 상한은 없으며, 관찰자의 이동 속도가 빠를수록 주어진 슬라이버를 볼 수 있는 시간이 적어진다. 즉, 흐릿한 얼룩 유발 효과(관찰자의 속도 증대)는 흐릿한 얼룩 감소 효과(주어진 슬라이버의 가시능 주기)로 인해 없어진다.
도 4에는 관찰자의 눈의 이동이 나타내어져 있다. 실제로 관찰자의 시선은 정지한 것으로 인식되는 스크린에 고정되어 있으며, 프레임 전체를 통상적인 광고판의 경우처럼 주변 비전을 통해 볼 수 있다.
도 5에는 제2의 비전 지속 효과가 도시되어 있다. 이것은 시간 내에 3개의 연속적인 지점을 고정된 방향에서 바라보고 있는 관찰자(30)를 보여주고 있다. 도 5a에서는, 관찰자가 슬릿(221)을 통해 얇은 슬라이버의 제1 영상(n)을 직시하고 있다. 도 5b에서는, 관찰자가 슬릿보드(22)의 차단부를 직시하고 있다. 관찰자는 슬릿보드(22)의 불투명한 부분을 직시하고 있는 동안에도 슬릿(221)을 통해 본 슬라이버의 영상(n) 만을 계속해서 인식한다. 도 5c에서는, 관찰자가 슬릿(221)의 인접 슬릿(222)을 직시하고 있으며, 관찰자(30)는 인접 슬라이버의 영상(n+1)을 보게 된다. 각각의 슬릿(221, 222)이 바람직하게 각각의 영상과 실질적으로 완벽하게 정렬되므로, 이들 2개의 별개의 슬롯을 통해 주어진 각도에서 볼 수 있는 슬라이버는 바람직하게는 실질적으로 정확하게 일치한다. 즉, 화상의 좌측 연부로부터 3인치 떨어진 일 위치에서, 이 화상의 좌측 연부로부터 3인치까지의 슬라이버를 일 프레임으로부터 다은 프레임까지 볼 수 있으며, 영상의 다른 부분의 슬라이버는 없다. 이와 같이, 슬릿과 영상을 정렬함으로써 그렇지 않을 경우에 영상의 빠른 이동에 의해 유발되는 불명료함과 흐릿한 얼룩을 관찰자가 인식할 수 없게 된다. 연속적인 프레임은 종래의 애니메이션의 연속적인 영상에서처럼 약간 상이하므로, 관찰자는 에니메이션을 인식하게 된다.
이러한 2가지의 비전 지속 효과는 실제로 동시에 작용한다. 하한 속도 이상에서, 관찰자(30)는 별개의 영상이나 슬라이버 모두를 인식할 수 없다.
이러한 디스플레이 장치(10)의 상당히 유용한 효과는 아동 방향으로의 영상의 명확한 스트레칭 또는 와이드닝(widening)이다. 도 6에는 이러한 스트레칭 효과를 설명하는 기하학적 요건이 도시되어 있다. 표시된 "위치 1"과 "위치 2"는 주어진 프레임(230)의 2개의 위치로, 프레임(230)의 대향하는 가장자리를 볼 수 있다. 프레임(230)의 이들 위치와 슬릿(220)이 서로에 대해 고정되므로, 슬릿(220)이 영상(230)의 연부와 정렬되도록 관찰자(30)의 가시 각도가 정확하게 결정된다.
위치 1에서는, 영상(230)의 좌측 연부가 슬릿(220) 및 관찰자의 눈과 정렬된다. 위치 2에서는, 영상(230)의 우측 연부가 슬릿(220) 및 관찰자의 눈과 정렬된다. 사실상, 2개의 위치는 상이한 시점에 발생하지만, 전술한 바와 같이 관찰자(30)는 이를 알아차리지 못한다. 오직 하나의 완전한 영상만을 인식할 뿐이다.
2개의 슬릿(220) 사이의 중점으로부터 위치1 또는 위치 2 중 하나의 위치까지의 거리를 x로 하면, 인식 영상의 폭(D1')은 2x이다. 유사한 삼각형에 의해,
따라서, 인식 영상의 폭(D1')은 관찰자와 슬릿보드 간의 거리 대 슬릿보드와 백보드 간의 거리의 비에 의해 영상의 실제 폭을 초과하여 증가된다.
도 6a에는 백보드(23')가 관찰자의 궤도와 실질적으로 평행하지 않은 경우의 확대 효과가 도시되어 있다. 이러한 확대는 수학식 f(x)을 규정함으로써 확인되는데, 여기서 x는 각각의 슬릿 둘레에서의 백보드의 형상[예를 들어, 도 7에는 백보드(71) 위의 각각의 영상(730)이 각각의 슬릿(220) 둘레에서 반원을 형성하고 있는 경우가 도시되어 있다], 즉 관찰자의 궤도에 의해 형성되는 축선으로부터 백보드까지의 거리로, 관찰자의 궤도에 따른 거리이다. 협정이 용이하도록, 관찰자의 이동 방향을 x축선이라 하고, 이 x축선의 연직 방향을 y축선이라 하며, 관찰자(30)의 위치를 원점으로 하였다.
확대비율을 구하기 위해, 백보드(23') 상의 무작위의 화소(230')가 투사용의 평평한 백보드(23") 상의 관찰자(30)에게 어떻게 보여지는지를 결정한다. 도 6a에서, 실제 백보드(23')의 섹션은 슬릿보드(22)와 투사용의 백보드(23") 사이에 도시되어 있다. 백보드(23')의 길이(PR)는 화소(230')의 길이를 나타내고 있다. 관찰자(30)는 이 화소(230')가 투사용의 평평한 백보드(23") 상에 있는 것처럼 인식한다.
용이한 표시를 위해, 도시된 백보드(23')의 섹션이 직선 세그먼트이긴 하지만, 이와 같이 직선형일 필요는 없다. 또한, 백보드의 형태가 공식 y=f(x)에 완벽하게 맞춰질 필요는 없다. 실제로, 백보드의 실제 형태를, 예를 들어 각각의 직선 세그먼트의 일련의 미소한 화소로 백보드를 처리함으로써 여러 가지 형태로 가정할 수 있다.
관찰자(30)는 위치 A에서, 슬릿(220)이 위치(Q)에 있는 경우 화소(230')의 좌측 연부(P)를 볼 수 있다. 화소(230')와 슬릿(220)의 위치가 서로에 대해 고정되어 있으므로, 슬릿(220)이 화소(230')의 연부와 정렬되는 정도로 관찰자(30)의 시선 각도를 정확하게 결정한다. 따라서, 직선이 QR에 평행하게 위치 A를 통과하는 위치로 장치가 관찰자(30)에 대하여 상대 이동되는 경우 이 화소(230')의 우측 연부(R)를 볼 수 있다.
화소(230')의 좌측 연부는 투사용 백보드(23") 상에 y축선으로부터 거리(Δx)의 있는 위치 B에서 보인다. 화소(230')의 우측 연부는 투사용 백보드(23") 상의 위치 B에서 보인다. 영상(D1')의 또렷한 폭은 거리(BC)이다.
점 P는 위치 A와 위치 B를 통과하는 직선과 백보드(23')의 교차 지점이다.
점 Q는 위치 A와 위치 B를 통과하는 직선과 실릿보드(22)의 교차 지점이다.
점 R은 점 Q와 점 R을 통과하는 직선과 백보드(23')의 교차 지점이다.
거리(D1)는 점 P로부터 점 R까지의 거리이다.
점 P의 좌표(Px, Py)는 y=f(x)의 해(x, y)이며,
상기 방정식은 위치 A와 위치 B를 통과하는 직선에 대한 수학식이다.
점 Q의 좌표(Qx, Qy)는 y=(Dvb/Δx)x의 해(x, y)이며,
점 R의 좌표(Rx, Ry)는 y=f(x)의 해(x, y)이며,
마지막으로, 화소(230')는 크기(D1')로 연신되는 정도의 크기(D1)를 갖추어야 한다.
이 수학식의 우측의 변수들은 장치의 치수 및 Δx와 관련하여 구할 수 있다.
전술한 도출은 영상이 실질적으로 백보드와 평행하거나 평행하지 않게 사전 수축되도록 신장 효과를 결정하는 실용적인 방법을 증명해준다. 어느 백보드 형상에나 유용한 엄지손가락 법칙은 각도(BAC)가 각도(BQC)와 동일하다는 사실로부터 도출되는 것으로, 관찰자가 본 투사된 영상의 각도는 슬릿(220)의 위치에서의 실제 영상의 각도와 동일하다.
영상은 사전 수축되기 위하여 다수의 화소로 분할되며, Δx=0에서 시작하고, Δx가 적절하게 증가되면서 연속하여 어느 한 방향으로 이동할 수 있다. 그 후, 각각의 화소가 사전 수축되어 백보드 상의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
관찰자의 궤도가 도 3a에 도시된 기하학적 형상과 같이 곡선형인 경우, 슬릿보드나 백보드가 직선일 필요는 없다. 관찰자에 대한 슬릿의 경로용의 함수 g(x)를 규정하고 관련 수학식 2에서 y를 g(x)로 대체함으로써 평행하지 않은 백보드의 경우에도 유사한 도출이 사용될 수 있다.
실제로, 영상은 투사된 경우 적절한 비율로 신장되어 비교적 적은 공간에 큰 영상이 표시될 수 있도록 백보드에 설치되기 전에 이동 방향으로 수축될 수도 있다. 백보드에는 곡선형의 또는 경사진 표면이 사용되어 상기 효과를 증대시킨다. 즉, 평평하지 않은 백보드가 슬릿보드에 접근할 때에는 확대비율이 크게 증가한다. 그러나, 단순성을 위해, 후술하는 내용에서는 달리 지시가 없는한 평평한 백보드를 가정한다.
후술하는 바와 같이, 스트레칭 효과는 디스플레이 장치(10)의 관련된 가변적인 매개변수를 통해 조절되는 경우 매우 유용할 수 있다. 또한, 인식된 영상의 크기(D1')와 관찰자의 거리(Dvs) 사이의 관계는 선형이다[관찰자가 멀리 이동할수록 영상은 더 커진다]. 이것은 정상적인 환경에서는 유용한 효과일 수 있다.
몇몇 제약과 보조 효과가 있다. 전술한 양자의 비전 지속 효과는 최소 속도를 필요로 하는데, 이 속도는 동일할 필요는 없다. 속도가 너무 느리면, 단지 불연속적인 수직선 외관이나 깜빡임, 또는 에니메이션 효과 결핍이 초래될 수 있다. 실제로, 단지 불연속적인 수직선 외관이 가장 문제이다. 유용한 스트레칭 효과는 복수 개의 프레임의 슬라이버를 동시에 볼 수 있다는 사실로부터 발생한다. 즉, 인식 영상이 실제 영상의 10배인 경우, 10개의 상이한 영상의 슬라이버를 주어진 시간에 볼 수도 있다. 각 프레임이 애니메이션의 상이한 시간 내의 지점을 나타내므로, 몇배의 영상을 동시에 볼 수 있다. 이 효과는, 예를 들어 필요한 경우 서로 엇갈린 영상에 사용될 수도 있다. 마찬가지로, 단일 프레임의 복수 개의 순간이 실시되고 있는 이동 화상 투사에 사용되는 방식과 유사한 방식으로 표시될 수 있다. 선택적으로 이 효과로 인해 관찰자(30)는 불명료함 또는 흐릿한 얼룩을 인식하게 될 수도 있다. 그러나 실제로는, 이러한 불명료함은 거의 눈에 뛰지 않는 것으로, 애니메이션의 주제 변화를 보다 느리게 하거나 프레임 속도를 빠르게 함으로써 감소시킬 수 있다.
일 프레임의 영상(230)을 인접 프레임의 영상(230)에 대응하는 슬릿(220)을 통해 볼 수 있는 경우 다른 유용한 효과가 발생한다. 이 경우에, 관찰자는 복수 개의 나란한 애니메이션을 볼 수도 있다. 이러한 "2차(second order)" 영상은 필요한 경우 그래픽 효과에 사용될 수 있다. 또는 필요하지 않은 경우에는, 슬릿보드 두께(Dsb) 또는 비율(Dff/D1)을 증대시킴으로써, 슬릿보드(22)와 백보드(23) 사이에 광 배플(32)을 도입함으로써, 또는 백보드(23)의 기하학적 형상을 변경함으로써 그러한 그래픽 효과를 제거할 수도 있다. 이러한 모든 기술은 후술된다.
또 다른 이용 가능한 효과는 스트레칭 효과가 영상(230)의 비율을 일그러뜨린다는 사실로부터 발생한다. 필요하지 않다면, 영상(230)을 사전 수축시켜 스트레칭 효과가 실제 비율로 복원되도록 하여 그러한 스트레칭 효과를 제거할 수 있다. 그러나, 서로 다른 관찰자(30)가 디스플레이 장치(10)를 서로 다른 거리(Dvs)에서 주시하는 경우에는 주의가 필요하다. 이 경우에, 완전한 치수로의 정확한 복원은 하나의 Dvs에서만 발생한다. 다른 Dvs에서는 복원이 정확하지 않다. 그러나 실제로는, 많은 매개변수의 유용한 범위에서, 적절한 비율은 안좋은 효과를 거의 또는 전혀 갖고 있지 않다.
일반적으로, 환경에 의해 부과되는 4개의 매개변수(Vw, Dbs, Dvs, D1') 중 관찰자의 속도(Vw)는, 예를 들어 차량의 속도, 통상적인 관찰자의 보행 속도, 또는 이동하는 무빙 워크웨이의 속도, 에스컬레이터 등에 의해 부과된다. 백보드와 슬릿보드 간의 거리(Dbs)는 일반적으로, 열차와 터널 벽 사이의 간격, 또는 보행자 도로의 이용 가능한 간격에 의해 제한된다. 관찰자로부터 슬릿보드까지의 거리(Dvs)는, 예를 들어 열차의 폭이나 보행자 도로의 폭에 의해 부과된다. 마지막으로, 인식 영상의 폭(D1')은 주어진 순간에 관찰자(30)가 볼 수 있는 영역, 예를 들어 열차의 창문 폭보다 커서는 안된다.
또한, 연속적으로 에니메이션을 효과를 인식하기 위해서는, 벽에 설정된 최소 프레임 속도가 1초당 대략 15-20이어야 한다. 프레임 속도, 프레임 간의 거리, 그리고 관찰자의 속도는 다음 수학식과 관련되어 있다.
프레임 속도가 대체로 한계 하한보다 크고 Vw는 일반적으로 환경에 의해 부과되므로 이 수학식에 의해 최대 Dff가 설정된다.
예를 들어, 1시간에 약 30(1시간에 약 48킬로미터)마일을 이동하는 열차의 경우, 1초당 약 20 프레임의 최소 프레임 속도가 주어지며, 상기 수학식에 따르면 Dff가 약 2피트(약 67cm) 정도로 길 수 있다.
선택적으로, 최소 Vw는 영상에 의해 허용 가능한 최소 Dff에 의해 결정되며, Dff가 D1보다 작지 않을 수 있다는 사실이 제약이 된다. 스트레칭 효과로 인해, 이론적으로 D1'를 낮추지 않고도 D1이 단독으로 낮아질 수 있는데, 그 이유는 Dbs가 기본적으로 단독으로 낮아질 수 있기 때문이다. 그러나 실제로는 Dbs는 단독으로 낮아질 수 없는데, 그 이유는 Dvs가 상이하면 각각의 관찰자(30)가 인식하는 영상 폭이 별로 달라지지 않기 때문이다. 즉, Dvs가 너무 작은 경우, 열차 양편의 관찰자는 너무 현저하게 상이한 비율의 영상을 볼 수 있다. 더욱이, 고배율을 초래하는 작은 Dbs는 그에 대응하는 고품질 영상 또는 인쇄 해상도를 필요로 한다.
상이한 거리(Dvs)에서 관찰자가 장치(10)를 주시하는 경우, 가장 근접한 관찰자(Dvs가가장 작은)가 일반적으로 Dbs의 한계 값을 결정한다. 영상은 오버랩될 수 없으므로,
D1= Dff이고 2차 영상을 볼 수 있는 경우, 2차 영상은 동시성이 약간 결여된 상태로 1차 영상에 접하여 보인다. 그에 따른 외관은 서로 나란히 배치되어 약간 다른 시점에 프로그램을 시작하는 복수 개의 텔레비전 세트의 외관과 동일하다. 이 효과는 그래픽 의도로 사용되며, 필요하지 않은 경우에는 3개의 매개변수가 그 효과를 제거할 수 있다.
첫째, 비율(D1/Dff)을 감소시켜, 인접 영상 사이의 간극에 효과적으로 삽입할 수 있다. 이러한 변경은 1차 영상으로부터 멀리 2차 영상을 전송한다.
둘째, 2차 영상이 차단 각도에 의해 방해받도록 슬릿보드 두께(Dsb)를 증대시킬 수도 있다. 즉, 슬릿보드(22)의 두께가 제로가 아닌 경우에는, 슬릿을 통해 2차 영상을 볼 수 없는 각도로 된다. 슬릿보드(22)의 두께가 증가함에 따라, 이 각도는 작아지며, 아래의 수학식을 구할 수 있다.
이 수학식은 다음과 같이 변형될 수도 있다.
이 식은 수학식 1에서 D1'를 교체한 것이다. 이것은 소정의 인식 영상 폭에 의해 부과되는 Dsb의 한계 값을 보여준다.
선행하는 단락에 기재된 바와 동일한 효과가 슬릿보드(22)와 백보드(23) 사이에 광 배플(32)을 배치하여, 인접 영상(230)의 슬릿(220)을 통해 그 영상(230)이 보이지 않도록 함으로써 달성될 수 있다.
셋째, 도 7에 도시된 바와 같이 백보드의 형태를 변경할 수 있다. 장치(70)에서, 백보드(71)는 2차 영상을 주시할 수 없도록 곡선형 영상(730)을 수용한다. 백보드의 형태 변경은 스트레칭 효과를 약간 변경시킨다. 전술한 바와 같이, 이 스트레칭 효과는 이동 방향으로 영상을 사전 수축시킴으로써 무시될 수 있다.
도 7에 도시된 실시예는 2차 영상을 보이지 않도록 하는 것 뿐만 아니라 1차 영상만 넓다는 잠재적으로 유용한 특성을 갖는다. 이 효과는 평평한 백보드의 기하학적 형상을 가정한 전술한 스트레칭 효과와 관련되어 있지만 그 효과와는 별개이다. 인식 영상의 최종 폭은 슬릿보드의 비그네팅(vignetting)에 의해 제한된다[정확한 관련성은 관련 수학식 9의 D1'를 풀어 구할 수 있다]. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 가시 각도가 커질수록 관찰자는 계속해서 주어진 각각의 슬릿(220)을 통해 슬릿(220)에 대응하는 영상(730)만을 계속해서 주시한다. 슬릿보드의 폭이 제로가 되는 이상적인 한계에서는, 관찰자가 좌측에 대해 90°에서 바라본 경우 영상의 최좌측 슬라이버를 볼 수 있으며, 관찰자가 우측에 대해 90°에서 바라본 경우 최우측 슬라이버를 볼 수 있다. 그 사이의 슬라이버는 이들 최대 각도 사이에서 연속적으로 볼 수 있다. 다시 말해, 각각의 영상을 상당히 넓게 주시할 수 있다[도 7에서, 곡선형 영상(730)은 슬릿보드의 폭이 제로가 아닌 비그네트에 의해 허용되는 최대 가시 각도를 예시하도록 슬릿보드(22)에 도달하지 않는다. 기본적으로, 곡선형 영상(730)은 슬릿보드에 도달할 수도 있다.].
슬릿 폭은 광도와 상당히 반대로, 즉 Ds∝ 1/B로 된다. 일반적으로, 장치는 슬릿 폭이 좁을수록 해상도가 높아지며 보다 덜 흐릿해진다[핀홀 카메라의 핀홀이 작을수록 해상도가 높아지는 것과 유사하다]. 슬릿이 좁을수록 빛이 덜 전달되므로, 관찰자(30)에게 도달하는 전체 빛의 양이 같아지도록 하기 위해서는 슬릿 폭 감소에 따라 광도가 증대되어야 한다.
영상 폭에 대한 슬릿(220)의 폭은 이동 방향의 관찰자(30)가 인식하는 흐릿한 정도를 결정한다. 보다 구체적으로 말하자면, 관찰자(30)로부터 백보드(23) 상으로 투사되는 슬릿(220)의 크기는 스케일을 결정하며 이것을 초과하면 본 발명의 장치는 흐릿한 현상을 감소시키지 못한다. 상기 길이는 주어진 순간에 슬릿(220)을 통해 볼 수 있는 영상 슬라이버가 이동하여 관찰자가 흐릿하게 인식하게 되는 길이로 설정된다. 따라서, 영상 폭에 대한 슬릿(220)의 크기는 최대로 가능한 해상도가 필요한 경우 가능한 한 작아야 한다. 2개의 후술하는 예제의 매개변수 범위에서, 슬릿의 폭은 약 0.3125 인치(약 0.8 mm) 미만일 수 있다.
달성 가능한 광도 및 해상도, 그리고 이들의 관계가 결정될 수 있다.
우선, 아래의 추가의 매개변수를 정의하면,
Iambient는 관찰자의 환경의 주위 휘도이고,
Idevice는 장치 상의 백보드의 휘도이며,
c는 관찰자 위치의 주위 환경과 영상 사이의 콘트라스트이고,
Dvb= Dvs+ Dbs는 관찰자와 백보드 사이의 거리이며,
Bambient는 관찰자의 위치에서의 주위 환경의 광도이고,
Bdevice는 관찰자 위치에서의 영상의 광도이며,
TF는 슬릿보드를 통과하는 빛의 비율 또는 전송비이고,
R은 영상의 해상도이다.
Iambient는 장치에 의해 투사된 영상을 바라보는 중의 관찰자의 시야 내에 있는 통상의 물체의 휘도를 나타낸다. 이러한 통상의 물체는 관찰자 환경의 일반적인 광도를 대표하여야 하며, 주위 광 레벨을 특징지어야 한다. 예를 들어, 열차의 경우에는, 장치를 볼 수 있는 창문 가까이의 차량 벽이 통상의 물체가 될 수도 있다.
Bambient는 관찰자가 바라봤을 때의 물체의 광도로,
여기서, Dambient는 관찰자와 주위 물체 사이의 거리이다. 때대로 주위를 대표하는 특정 물체를 선정하기는 약간 어렵다. 전술한 바와 같이, 전철 터널에 사용된 실시예에서, 주위 물체는 창문 가까이의 차량 벽일 수 있으며, 이 경우 Dambient는 관찰자와 그 벽 사이의 거리이다. 계산이 용이하도록, 이것을 Dvs로서 가정할 수도 있는데, 그 이유는 창문으로부터 장치까지의 추가 거리가 비교적 작기 때문이다.
Ldevice는 장치의 백보드 상의 영상의 휘도를 나타낸다. 백보드는 항상, 통과 빛을 효과적으로 여과하는 슬릿보드를 통해 보이므로, 관찰자의 위치에서 본 백보드의 광도는 다음 식으로 나타내어진다.
여기서, 슬릿보드의 전송비(TF)는 슬리보드 광 전송 길이 대 총 길이의 비율로, 즉
여기서, Dff= D1인 경우 등식은 제2 라인에 일치된다.
영상 해상도 R는 영상의 크기 대 백보드로 투사된 슬릿의 크기의 비율이다.
이 값을 해상도라 칭하는데, 그 이유는 영상이 이러한 스케일의 슬릿 폭에 따라 이동 방향으로 흐려지기 쉽기 때문이다. 눈으로는 슬릿 폭 내에 한정된 영상의 전체 영역을 볼 수 있고 영상은 그 가시 시간 내에 이동하므로, 투사된 슬릿 폭보다 상당히 미세한 영상을 눈으로 자세히 식별할 수는 없다. 따라서, Ds는 이동 방향의 영상의 화소 크기를 효과적으로 정의한다. 슬릿 폭이 영상 폭의 10분의 일인 경우, 영상은 이동 방향으로 효과적으로 10개의 화소를 구비한다. 실제로, 눈으로 해상도 R보다 약간 우수한 영상을 볼 수 있지만, 해상도 R가 스케일을 결정한다.
또렷하고 흐릿함이 없는 영상을 투사하기 위하여, 해상도 R는 10보다 큰 것이 바람직하지만, 이것은 투사될 영상에 좌우될 수도 있다. 또한, D1= Dff인 경우 R = 1/TF임에 주의하여야 하며, 해상도가 증가할수록 전송 광은 감소한다.
c는 관찰자의 위치에서의 장치의 영상과 주위 환경 사이의 콘트라스트이다. 관찰자의 환경에서 영상을 볼 수 있도록, 장치의 광도는 최소 광도 이상이어야 한다.
c는 사람이 장치를 완전히 볼 수 있도록 개개인의 시력에 좌우되는 장치의 최소 광도를 규정한다. 장치의 영상이 그 환경에 비해 너무 어두운 경우 영상을 볼 수 없다. 장치의 광도는 항상 c에 의해 규정되는 최소치보다 밝아야 한다. 실제로, c는 약 0.1 이상이어야 한다. 상업 광고와 같은 많은 용례에서는, c가 1보다 큰 것이 바람직하다.
아래의 매개변수는 본 발명에 따른 장치를 완벽하게 설명하는 가장 작은 매개변수 세트["독립적인" 매개변수로서 간주될 수도 있는], 즉 Dvs, Dbs, Vw, Lambient, Dambient, c, Ldevice, D1, Ds및 Dff를 포함한다. "독립 매개변수"로서 규정될 수도 있는 기타 매개변수로는,
D1' = D1×Dvs/Dbs
Dvd= Dvs+ Dbs
R = D1/Ds
FR = Vw/Dff
TF = Ds/Dff
Bambient= Lambient/4Dambient 2
Bdevice= (Ldevice/4Dvb 2) ×TF 가 있다.
독립적인 매개변수 중에서, 처음 5개는 실질적으로 장치가 설치된 환경에 의해 결정된다. 전철 체계에서, 예를 들어 이들 5개의 매개변수는 터널과 열차, 열차 속도, 그리고 열차의 광도의 교차 섹션에 의해 결정된다. 다른 예로서 보행자 도로나 빌딩내에서는, 이들 매개변수가 보도 또는 복도의 치수, 보행자의 걸음 속도, 그리고 주위 광도 조건에 의해 결정된다.
c와 종속 매개변수 R 및 FR은 인간의 인식 특성에 의해 제한되며, 장치의 영상이 또렷해지고, 전체적으로 흐릿한 현상에 의해 저하되지 않는다. D1'는 환경[예를 들어, 열차 창문 폭], 또는 장치에 의해 표시될 영상의 조건[미적 요건], 또는 이들 모두에 의해 제약을 받는다. 나머지 종속 변수는 독립 변수에 의해 결정된다.
이들 매개변수가 실질적으로 제약을 받지 않는 경우, 나머지 4개의 독립 변수에 의해 손실이 상당히 커지며, 후술하는 특정관 관계가 성립되지 않는다. 이러한 완화 조건은, 예를 들어 Dvs가 상당히 자유로운 경우 평평한 환경에서 외기에서 주행하는 열차 표면과 관련하여 발생한다. 종종 실질적으로 자유로운 매개변수에 의해, 주위 광도가 상당히 빈번하게 변화하거나 관찰자 속도가 완전히 공지되어 있지 않은 환경과 같은 장치를 전혀 사용할 수 없는 환경이 초래된다.
나머지 독립 변수에 대한 제약은 후술한 바와 같은 일련의 부등식으로서 잘 나타내어진다.
Ds용의 관련 수학식 13를 풀면,
상기 수학식 15와 16을 조합하면, 전술 및 후술한 바와 같이 슬릿 폭이 한정된다.
이 수학식에서, Lambient와 슬릿 폭을 제외한 모든 거리는 실질적으로 환경에 의해 제약을 받으며, R과 c는 인간의 시력에 의해 제약을 받는다. 전술한 바와 같이, 계산이 용이하도록, Dambient는 Dvs에 의해 가정할 수 있으며, 또한 (Dbs×D1')/Dvs= D1임에 유의하여야 한다. 이 부등식의 좌측과 우측 사이의 관계는 장치의 최소 휘도(Ldevice)를 산출한다. 즉, 장치의 휘도가 한계 하한 아래인 경우, 장치 영상은 관찰자의 환경의 광도에서 보기에는 너무 어둡다.
장치의 휘도가 충분히 높으면, Ds와 관련된 부등식의 좌측 및 우측 사이의 관련은 허용 가능한 슬릿 폭 범위를 결정한다. 슬릿 폭이 보다 작아지면 해상도가 보다 높아지지만 광도는 보다 약해지며, 슬릿 폭이 보다 커지면 해상도를 떨어트리는 광도가 부여된다. 장치의 휘도가 보다 높아지면 허용 가능한 슬릿 폭의 범위의 한계 하한 값이 연장된다.
프레임 간의 간격에 대한 다른 유사한 방정식은 전술한 관련 수학식으로부터 도출될 수도 있다. 수학식 7과 관련된 수학식은 다음과 같다.
프레임 속도가 Vw/Dff인 관련 수학식 6은 다음과 같이 나타내어질 수도 있다.
여기서, FR은 프레임 속도를 나타내며, 이 등식은 FR이 애니메이션 효과에 필요한 최소 프레임 속도로 되는 것을 반영하는 부등식으로 변경된다.
상기 수학식 18과 19를 조합하면, 다음과 같다.
여기서, Vw및 Dff를 제외한 모든 거리는 실질적으로 환경에 의해 제약을 받으며, FR은 인간의 시력에 의해 제약을 받는다. 따라서, 관련 수학식은 Dff용의 허용 가능한 범위를 규정한다. 또한, 본 발명이 적용될 수도 있는 환경 조건을 입력한다. 즉, 부등식이 관련 수학식의 가장 좌측과 가장 우측 사이에 유지되지 않는 경우, 본 발명은 유용하지 않다.
Dff가 보다 낮게 선정되면, 프레임 속도는 향상시키면서 1차 프레임에 보다 가깝도록 2차 프레임을 선정한다. 또한, Dff를 감소시키면, 해상도 감소 없이도 전송비가 증가된다. Dff를 보다 높게 선정하면, 감소된 프레임 속도가 손실되면서 영상이 보다 더 멀리 전송된다.
기본적으로 디스플레이 장치(10)는 외기[뚜껑(21) 또는 백보드(23)는 광전송이어야 한다]와 같이 주위 광이 충분한 경우 그 작동을 위한 광원을 필요로 하지 않는다. 즉, 주위의 저광 조건 및 소망하는 중간 해상도 상태로 작동할 때, 내부의 휘도가 밝은 것이 바람직하다. 용어 "내부"란, 백보드(23)와 슬릿보드(230) 사이의 장치(10)의 내용적부를 지시하는 것으로, 항상 "외부"에 반대되는 의미로 사용된다. 내부에는 도 1과 도 2 및 도 2a와 관련하여 전술한 바와 같이, 가시 영상(230)이 내장되어 있지만, 비어 있을 수도 있으며, 그렇지 않고 지지 구조물, 조명원, 광학상 배플 등이 내장될 수도 있다.
또한, 그러한 조명의 빛은 장치의 외부를 비추거나, 관찰자의 환경을 비추거나, 직접 관찰자에게 도달하는 것이 바람직한데, 그 이유는 어두운 외부와 밝은 내부 사이의 보다 큰 콘트라스트가 최종 영상의 외관을 향상시키기 때문이다. 이 광도 조건은 스트로보 장치의 경우에서보다 덜 까다롭다. 즉, 전철 터널 환경에서는, 이 조명이 보통의 가정용 형광등과 같은 상업적인 유형의 조명에 의해 달성 가능한 것보다 밝은 필요는 없다. 조명은 일정한 것이 바람직하므로, 시간 조절과 같은 복잡함은 발생하지 않는다. 디스플레이 장치(10)의 내부는 필요하다면 조명원으로부터의 열 방사를 허용하면서 전술한 바와 같이 외부 전철 터널로부터는 가능한 한 물리적으로 밀봉되는 것이 바람직하다. 포위 구조가 빛을 반사함으로써 내부의 조명을 돕도록 사용될 수도 있는데, 그렇지 않은 경우 내부 조명은 가시 영상(230)을 향해 안내되지 않는다.
후술하는 2개의 예제는 각종 매개변수가 어떻게 연관되어 있는지를 보다 상세히 보여준다.
예제 1
제1 예제는 Vw가 증가함에 따라 모든 제약 요건이 어떻게 완화되는지를 보여준다. 예를 들어, 통상의 전철 체계에는 아래의 매개변수들이 부과된다.
Vw= 30 mph (전철 속도)
Dbs= 6 inch (열차와 벽 사이의 간격)
Dvs= 6 ft (차량 내부의 관찰자(30)의 평균 위치에 대한 열차 폭의 절반)
D1' = 3 ft (열차 창문 폭)
관련 수학식 7과 1에 의해
Dff= D1이 되도록 영상이 접하는 경우, 최대 프레임 속도가 얻어졌다. 그 후, 관련 수학식 6에 의해,
이 프레임 속도에서, 매개변수는 고품질의 애니메이션을 유지하면서 상당히 조절될 수 있다. 이 프레임 속도는 또한 엇갈림에 기인한 효과적인 프레임 속도의 감소에도 불구하고, 필요한 경우 영상의 엇갈림을 지지할 만큼 충분히 높다.
예제 2
제2 예제는 대략 최소 프레임 속도에서 제약 요건이 얼마나 더 강화되는지를 보여준다.
가장 낮은 실용 가능한 Vw를 구하기 위하여, 아래의 매개변수들을 가정한다;
프레임 속도 = 20 frame/sec
Dbs= 6 inch
Dvs= 2 feet
D1' = 2 ft
관련 수학식 1에 의해
D1= (Dbs×D1')/Dvs= (0.5 feet ×2 feet)/6 feet = 2 inch
인접 영상의 경우, Dff= D1이고,
Vw= Dff×프레임 속도 = 2 inch ×20 frame/sec = 40 inch/sec
이것은 대략 보행자의 걸음 속도이다.
디스플레이 장치가 일단의 보행자에 대해 고품질 애니메이션을 성공적으로 표시할 수 있다는 이 마지막 결과의 관계는, 스트로보에 기초한 장치에 대한 본 발명의 장치의 잠재적인 응용 가능성을 상당히 증대시킨다.
아래의 바람직한 변형예는 본 발명의 정신 및 영역 내에 있다.
도 8에는 애니메이션의 최적의 관찰 각도를 변경한 다른 바람직한 실시예(80)가 도시되어 있다. 이 장치(80)에서, 백보드(83)는 그 백보드(83)에 대해 예각으로 경사진 영상(83)을 지탱하고 있으며, 이와 같은 예각에 직각이 되도록 주시 각도가 변경된다. 이 변형예는, 예를 들어 이동 방향으로부터 멀어짐에 따라 보행자가 머리를 돌릴 필요가 없게 되므로 보행자에게 보다 자연스러운 관찰을 허용한다. 이 실시예는 또한 2차 영상을 배제할 수도 있다.
도 9에는 디스플레이 장치(80)와 유사한 또 다른 바람직한 실시예(90)가 도시되어 있는데, 이 실시예에서도 슬릿보드(92)가 각이지게 형성되어 있다. 이 실시예 또한 보행자에게 보다 자연스러운 관찰 위치를 제공한다. 비대칭적인 삼각형 구조는 좌측에서 우측으로 관찰자가 이동하는 경우 자연스러운 관찰을 허용한다. 슬릿보드의 상면과 보다 유사한 대칭적인 구조(도시 생략)의 경우, 예를 들어 일련의 2등변 삼각형은 양 방향으로 이동하는 관찰자를 수용할 수 있다.
도 10은 슬릿보드(102)를 사용하면서 이와 상이한 슬릿보드(101)를 백보드로서 사용하는기술을 보여주고 있다. 이 형상은 하나의 공간에 2개의 장치가 뒷면을 맞대고 설치되도록 한다. 이 디스플레이 장치(100)는 D1의 절반 정도로 또는 D1의 몇분지 일 정도로, 하나의 슬릿으로부터 다른 슬릿으로 오프셋됨으로써 향상될 수도 있다.
도 11은 디스플레이 장치(100)의 간단한 개략적인 평면도이다. 슬릿보드(101)의 슬릿(220)은 대향하는 슬릿보드(102)의 슬릿(220) 사이의 중간에 있으며, 상기 슬릿보드(102)는 슬릿보드(102)의 백보드로서 작용한다. 즉, 일 슬릿보드의 슬릿(220) 사이에서 다른 슬릿보드를 통해 영상(230)을 볼 수 있다. 슬릿이 매우 얇기 때문에, 백보드에 마련된 슬릿은 무시할 수 있는 정도의 불명료함을 발생시킨다.
도 12는 대향하는 슬릿보드/백보드(101, 102)의 슬릿(220)에 마주하는 한 세트의 곡선형 영상(1230)[도 7 참조]을 구비한 디스플레이 장치(100)와 유사한 다른 실시예의 디스플레이 장치(120)를 보여준다. 따라서, 디스플레이 장치(120)는 양 디스플레이 장치(70, 100)의 특징 및 장점을 갖고 있다.
도 13은 백보드의 위치에 배치될 수도 있는 롤러형 영상 표시 기구(130)를 보여준다. 롤러는 일련의 영상 세트로부터 다른 영상 세트로 간단히 구름 운동하여 변경될 수 있는 복수 세트의 영상을 포함할 수도 있다. 이러한 기구는 영상의 변경이 상당히 단순해지도록 한다. 일 애니메이션로부터 다른 애니메이션으로 수동으로 변경되도록 할 때에 각각의 영상을 수동으로 변경하는 대신, 상이한 영상 세트가 이러한 롤러를 구름 운동하도록 할 수 있다. 이러한 변경은 수동으로 또는 자동으로, 예를 들어 타이머에 의해 수행될 수 있다. 슬릿(220)을 합체함으로써, 롤러형 영상 표시 기구(130)는 디스플레이 장치(100 또는 120)에 사용될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예의 디스플레이 장치(140)가 도 14와 도 15에 도시되어 있다. 이 디스플레이 장치(140)에서는, 영상(142)을 구비한 "백보드"(141)가 관찰자(30)와 일련의 거울(142) 사이에 배치된다. 각 거울(143)은 전술한 실시예에 사용된 슬릿과 실질적으로 동일한 크기 및 방위인 것이 바람직하다. 거울(143)은 슬릿보드 위치에 있는 보드(144) 상에 장착되는 것이 바람직하지만, 거울(143)만 별도로 장착되거나 다른 적당한 방법으로 장착될 수도 있다. 디스플레이 장치(140)의 작동 원리는 전술한 실시예의 원리와 실질적으로 동일하다. 그러나, 관찰자(30)가 거울(143)을 보는 것이 백보드(143)에 의해 방해받을 수 있으므로, "백보드"(141)가 관찰자(30)의 시선 아래나 위에 배치될 수도 있다. 도 14와 도 15에 도시된 바와 같이, "백보드"(141)는 관찰자(30)의 시선 위에 있다. 또한 도 14와 도 15에 도시된 바와 같이, "백보드"(141)와 "거울판"(144)ㅇ,ㄴ 모두 경사져 있다. 그러나, 적절한 배치의 경우, 이 백보드(141)와 거울판(144)은 경사지게 형성될 필요가 없다. 슬릿보드의 경우에, "거울판"(144)은 그 거울이 아닌 부분이 어두운 경우 가장 잘 작용하여, 영상과의 콘트라스트가 증대된다.
전철 체계에 사용되는 본 발명의 장치를 사용하여 표시된 완벽한 애니메이션은 길이가 일 마일(또는 그 이상) 정도로 상당한 길 수도 있다. 본 발명의 다른 태양에 따르면, 애니메이션이 보다 작은 유닛인 경우에는 영상을 지지하고 있는 백보드를 잘라, 본 발명에 따른 복수 개의 장치를 실시 가능한 전철 터널 구조물의 국부적인 구조에 일치시킴으로써 수행될 수 있다. 다수의 전철 체계는 터널의 길이를 따라 반복적인 지지 구조물을 구비하며, 상기 터널에는 이러한 모듈러 장치가 기계적으로 간단한 방식으로 부착될 수도 있다.
그 일예로써 뉴욕시의 전철 체계에서는, 그 터널망 전체에 걸쳐 여러 쌍의 트랙 사이에 일정한 간격으로 배치된 I-빔 지지 칼럼을 사용한다. 본 발명에 따른 장치의 설치는 이들 I-빔의 장점과, 그 일정한 간격, 그리고 전철의 경로가 아닌 단지 한쪽을 따라 이루어지는 배치 확실성에 의해 상당히 촉진될 수도 있다. 그러나, 이러한 단일 예는 단지 하나의 전철 체계로의 응용으로 제한하고자 하는 것은 아니다.
모듈 조립 기술은 많은 다수의 장점을 갖고 있다. 전철 터널의 공학적인 구조를 염두에 두고 설계한 구조물의 장점을 취함으로써, 구성 및 유지를 촉진할 잠재 가능성을 갖고 있다. I-빔 구조는 튼튼하며, 트랙 공간에 접근하지 않도록 되어 있다. I-빔의 일정한 크기로 인해 Dbs가 일관되게 일정하게 유지되므로 설계가 용이하다. 또한, 장치가 기존 구조물을 천공하거나 파괴하지 않고 구조물의 외부에 용이하게 부착될 수 있는 한, 비용 및 공학적인 어려움이 감소된다.
도 16은 도 10과 도 11의 양면 장치용으로 가능한 모듈 조립의 일예를 보여준다. 도시된 바와 같이, 그 길이가 1/2 마일 이상일 수 있는 2개의 슬릿보드로 전체 길이를 구성함으로써, 각각 인접한 I-빔 컬럼(161) 사이의 거리 만큼 긴 동일한 슬릿보드(160)의 수를 줄일 수 있다. 각각의 슬릿보드는 그 후, 전술한 바와 같은 장치의 다른 부분과 함께 기존의 한 쌍의 지지 I-빔에 부착된다.
따라서, 이동하는 관찰자에게 동영상화되어 보이도록 정지 영상을 표시하는 공간적으로 제약이 있는 환경에 사용되는 디스플레이 장치가 제공됨을 알 수 있다. 당업자라면 본 발명의 예시를 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아닌 전술한 실시예가 아닌 다른 실시예에 의해 본 발명이 실시될 수 있으며, 본 발명이 후술한 청구의 범위에 의해서만 제한됨을 알 수 있을 것이다.

Claims (26)

  1. 복수 개의 정지 영상에 실질적으로 평행한 공지된 궤도를 따라 실질적으로 공지된 속도로 이동하는 관찰자에게 그 정지 영상이 동영상화되어 보이도록 표시하는 디스플레이 장치에 있어서,
    그 길이부가 궤도의 길이를 따라 배치된 백보드로서, 정지 영상이 그 표면에 설치되며, 각각의 정지 영상은 각각 실제 영상 폭과 영상 중심을 갖추고 있고, 인접 영상의 영상 중심은 프레임 간의 거리 만큼 떨어져 있는 그러한 백보드와;
    상기 백보드에 실질적으로 평행하게 배치되어, 백보드의 표면과 마주하는 상태로 보드 간의 거리 만큼 백보드로부터 떨어져 있는 슬릿보드로서, 궤도로부터 가시 거리에 설치되며, 이러한 가시 거리와 보드 간의 거리가 합쳐져 백보드의 거리가 되고, 그 길이부가 궤도를 따라 배치되며, 그 길이부에 실질적으로 연직 방향으로 복수 개의 슬릿이 마련되어 있고, 각각의 슬릿은 각각의 영상에 대응하며, 슬릿이 슬릿보드의 길이를 따라 측정한 폭과 중심을 가지며, 각각의 인접 슬릿 간의 중심은 프레임 간의 거리 만큼 떨어져 있는 그러한 슬릿보드;
    를 포함하며, 또렷한 영상 폭을 갖는 각각의 영상을 표시하기 위하여, 보드 간의 거리와 가시 거리 및 실제 영상 폭은, (a) 실제 영상 폭과; (b) (i) 가시 거리를 (ii) 상기 보드 간의 거리로 나눈 몫과의 곱이 상기 또렷한 영상 폭과 실질적으로 동일하도록 선정되고,
    실질적으로 흐릿한 현상 없이 각각의 영상을 투사하도록 슬릿 폭은 실제 영상 폭의 최대 약 10분의 1로 선정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 영상에는 그 영상 휘도로 빛이 비춰지며, 또한 상기 관찰자에게 주위 휘도로 빛이 비춰지는 경우, 상기 슬릿의 폭은 (a) 실제 영상 폭과; (b) 백보드 거리와 가시 거리의 몫의 제곱; 그리고 (c) 상기 주위 휘도와 영상 휘도의 몫과의 곱의 10분지 일과 적어도 대략 동일한 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 슬릿의 폭은 (a) 실제 영상 폭과; (b) 백보드와 가시 거리의 몫의 제곱; 그리고 (c) 주위 휘도와 영상 휘도의 몫과의 곱과 적어도 대략 동일한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 영상 휘도로 상기 영상에 빛을 비추기 위한 광원(光源)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광원은 슬릿보드와 백보드 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 백보드는 광투과성이며, 상기 광원과 상기 슬릿보드 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 각각의 슬릿에 실질적으로 원통형의 렌즈를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 궤도와, 상기 백보드, 그리고 상기 슬릿보드가 곡선형인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서, 한번에 상기 슬릿을 통해 단 하나의 영상만을 볼 수 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서, 복수 개의 배플을 추가로 포함하며, 이들 배플은 각각의 인접 영상 사이에서 슬릿보드로부터 백보드까지 연장하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 슬릿보드와 백보드 사이에 이물질이 침입하는 것을 방지하는 밀봉체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 슬릿보드와 백보드는 밀봉체의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서, 각각의 상기 슬릿용의 각각의 투명한 덮개를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 슬릿보드와 백보드는 밀봉체 내에 마련되며, 이 밀봉체는 백보드가 교체시에 통과하게 되는 유지 도어(maintenance door)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 영상은 백보드와 슬릿보드에 비해 곡선형인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 영상은 백보드와 슬릿보드에 비해 경사진 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 프레임 간의 거리는 공지된 속도와 관련하여 관찰자가 주시하게 되는 소망하는 프레임 속도를 산출하도록 선정되며, 상기 프레임 속도는 적어도 약 15 frame/sec인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 공지된 궤도는 지하철 선로로, 상기 관찰자는 이 지하철 선로 상에서 주행하는 열차의 탑승객인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 공지된 궤도는 인도로, 상기 관찰자는 인도 상의 보행자인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  20. 제1항에 있어서, 각각의 상기 슬릿의 중심은 각각의 영상 중심과 정확히 대향하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  21. 복수 개의 정지 영상에 실질적으로 평행한 공지된 궤도를 따라 그 각각의 정지 영상에 대해 실질적으로 공지된 각각의 속도로 이동하는 2명의 관찰자 각각에게 동영상화되어 보이도록 그러한 복수 개의 정지 영상을 표시하는 장치에 있어서,
    그 제1 길이부가 궤도의 길이를 따라 배치되며 일련의 슬릿이 상기 제1 길이부를 따라 연직 방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 제1 슬릿보드로서, 관찰자쪽 측면과 그 반대쪽 측면으로 이루어지며, 그 제1 길이부를 따라 상기 반대쪽 측면에 복수 개의 정지 영상 중 제1 정지 영상을 구비하는 그러한 제1 슬릿보드와;
    그 제2 길이부가 궤도의 길이를 따라 배치되며 일련의 슬릿이 상기 제2 길이부를 따라 연직 방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 제2 슬릿보드로서, 관찰자쪽 측면과 그 반대쪽 측면으로 이루어지며, 그 제2 길이부를 따라 상기 반대쪽 측면에 복수 개의 정지 영상 중 제2 정지 영상을 구비하는 그러한 제2 슬릿보드;
    를 포함하며,
    상기 제1 슬릿보드와 제2 슬릿보드는 서로 실질적으로 평행하고 제1 거리로 떨어져 있고,
    상기 제1 슬릿보드의 관찰자쪽 반대쪽의 측면이 제2 슬릿보드의 관찰자쪽 반대쪽의 측면과 마주하며,
    상기 제1 슬릿보드의 정지 영상은 제2 슬릿보드의 슬릿에 대응하고,
    상기 제2 슬릿보드의 정지 영상은 제1 슬릿보드의 슬릿에 대응하고,
    상기 제2 슬릿보드의 영상은 제1 슬릿보드의 관찰자쪽 측면을 따라 디스플레이 장치에 대체로 평행하게 이동하는 관찰자에게 동영상화되어 보이며,
    상기 제1 슬릿보드의 영상은 제2 슬릿보드의 관찰자쪽 측면을 따라 디스플레이 장치에 대체로 평행하게 이동하는 관찰자에게 동영상화되어 보이도록 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  22. 복수 개의 정지 영상에 실질적으로 평행한 공지된 궤도를 따라 실질적으로 공지된 속도로 이동하는 관찰자에게 동영상화되어 보이도록 그러한 복수 개의 정지 영상을 표시하는 장치에 있어서,
    그 길이부가 궤도의 길이를 따라 배치된 백보드로서, 정지 영상이 그 표면에 설치되며, 각각의 정지 영상은 각각 실제 영상 폭과 중심을 갖추고 있고, 이들 인접 영상의 영상 중심은 프레임 간의 거리 만큼 떨어져 있는 그러한 백보드와;
    상기 궤도를 따라 영상으로부터 관찰자에게로 빛을 전달하도록 배치된 광학 장치로서, 상기 궤도로부터 가시 거리에 관찰자가 볼 수 있는 광학 요소를 구비하며, 각각의 광학 요소는 각각의 영상으로부터 광학 거리에 있고, 상기 궤도에 평행하게 측정한 폭과 이 폭을 따라 마련되는 중심을 가지며, 각각의 인접 영상의 중심은 프레임 간의 거리 만큼 떨어져 있는 그러한 광학 장치;
    를 포함하며, 또렷한 영상 폭을 갖는 각각의 영상을 표시하기 위하여, 광학 거리, 가시 거리 및 실제 영상 폭은, (a) 실제 영상 폭과; (b) (i) 가시 거리와 (ii) 상기 광학 거리와의 몫과의 곱이 상기 또렷한 영상 폭과 실질적으로 동일하도록 선정되고,
    실질적으로 흐릿한 현상 없이 각각의 영상을 투사하도록 각각의 요소의 폭은 실제 영상 폭의 최대 약 10분의 1로 선정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 영상에는 그 영상 휘도로 빛이 비춰지며, 또한 상기 관찰자에게 주위 휘도로 빛이 비춰지는 경우, 상기 요소의 폭은 (a) 실제 영상 폭과; (b) 가시 거리와 광학 거리의 몫의 제곱; 그리고 (c) 상기 주위 휘도와 영상 휘도와의 몫과의 곱의 10분지 일과 적어도 대략 동일한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 영상에는 그 영상 휘도로 빛이 비춰지며, 또한 상기 관찰자에게 주위 휘도로 빛이 비춰지는 경우, 상기 요소의 폭은 (a) 실제 영상 폭과; (b) 가시 거리와 광학 거리의 몫의 제곱; 그리고 (c) 상기 주위 휘도와 영상 휘도와의 몫과의 곱과 적어도 대략 동일한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 광학 장치는 백보드에 실질적으로 평행하게 배치되어, 백보드의 표면과 마주하는 상태로 보드 간의 거리 만큼 백보드로부터 떨어져 있는 슬릿보드이며, 이 슬릿보드는 궤도로부터 가시 거리에 설치되고 그 길이부가 궤도를 따라 배치되며, 상기 광학 장치는 상기 슬릿보드 길이부에 실질적으로 연직 방향의 슬릿인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  26. 제22항에 있어서, 상기 백보드의 표면은 상기 궤도의 반대 방향을 향하고 있으며, 각각의 광학 요소는 거울인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
KR1020007003317A 1998-07-29 1999-07-28 이동하는 관찰자에게 영상을 표시하는 디스플레이 장치 KR100741330B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9448498P 1998-07-29 1998-07-29
US60/094,484 1998-07-29
US12716499P 1999-03-26 1999-03-26
US60/127,164 1999-03-26
US13474799P 1999-05-18 1999-05-18
US60/134,747 1999-05-18
PCT/US1999/017016 WO2000007059A1 (en) 1998-07-29 1999-07-28 Apparatus for displaying images to viewers in motion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010024328A true KR20010024328A (ko) 2001-03-26
KR100741330B1 KR100741330B1 (ko) 2007-07-23

Family

ID=27377749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020007003317A KR100741330B1 (ko) 1998-07-29 1999-07-28 이동하는 관찰자에게 영상을 표시하는 디스플레이 장치

Country Status (11)

Country Link
US (3) US6564486B1 (ko)
EP (1) EP1034452B1 (ko)
JP (1) JP2002521734A (ko)
KR (1) KR100741330B1 (ko)
CN (1) CN1199069C (ko)
AT (1) ATE378618T1 (ko)
AU (1) AU763076B2 (ko)
BR (1) BR9906657A (ko)
CA (1) CA2304602A1 (ko)
DE (1) DE69937540D1 (ko)
WO (1) WO2000007059A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100966548B1 (ko) * 2007-11-23 2010-06-29 차승호 음료량 측정형 액상음료 배출기

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6731370B1 (en) 1999-10-12 2004-05-04 Submedia, Llc Apparatus for displaying multiple series of images to viewers in motion
US7365746B1 (en) * 2003-05-05 2008-04-29 Mirage Motion Media Inc. Signage display system and process
WO2002001544A2 (en) 2000-06-23 2002-01-03 Submedia, Llc Display of still images that appear animated to viewers in motion
EP1686556A3 (en) * 2000-06-23 2008-05-07 Submedia, LLC Display of still images that appear animated to viewers in motion
CA2314281A1 (en) * 2000-07-06 2002-01-06 Sidetrack Technologies Inc. Subway movie/entertainment medium
US7251011B2 (en) * 2000-07-28 2007-07-31 Sidetrack Technologies Inc. Subway movie/entertainment medium
CA2504835C (en) * 2001-11-05 2012-08-07 Russell H. Train Animation display process and assembly
GB0229432D0 (en) * 2002-12-18 2003-01-22 Flux Solutions Ltd Image display system
US7156519B2 (en) * 2003-11-24 2007-01-02 Xiaogang Mao System for visualizing images to viewers in motion
CN1308903C (zh) * 2004-02-19 2007-04-04 张帆 基于柱镜光栅的隧道动画实现方法
CN100365677C (zh) * 2004-10-12 2008-01-30 王大伟 静止画面的动态显示方法
JP5183024B2 (ja) * 2005-11-10 2013-04-17 三菱電機株式会社 表示装置の組み立て方法
US7827712B2 (en) * 2007-05-11 2010-11-09 Hines Stephen P Lighted signage using reflected light behind the signage
CN102879906A (zh) * 2011-07-12 2013-01-16 萨博梅迪亚有限责任公司 用于向运动中的观看者显示图像的系统和方法
CN102867464A (zh) * 2012-09-18 2013-01-09 希优新能源科技（上海）有限公司 对运动中的观众显示动态的静止图像的设备和实现方法
WO2014109663A1 (ru) * 2013-01-10 2014-07-17 Korolev Igor Engelsovich Рекламное анимационное устройство
CN103345895A (zh) * 2013-07-29 2013-10-09 肖亮 基于动车的多帧静态图像压缩且视频效果呈现装置
US10198976B2 (en) * 2015-07-31 2019-02-05 Canon Kabushiki Kaisha Display set and display method
CN105791807B (zh) * 2016-03-11 2018-04-10 京东方科技集团股份有限公司 一种3d显示方法及系统
KR101863164B1 (ko) * 2016-09-07 2018-06-01 주식회사 작품오늘 친환경 광고 쓰레기통
TWI696028B (zh) * 2019-02-22 2020-06-11 台達電子工業股份有限公司 投影顯示設備與投影方法
CN109837843B (zh) * 2019-03-20 2021-04-09 济南大学 一种光栅标志牌及其制造方法
CN110378251B (zh) * 2019-06-28 2021-04-27 湖南华菱涟源钢铁有限公司 火车衡司秤计量系统的控制方法、装置及可读存储介质

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US742632A (en) * 1903-01-31 1903-10-27 William A Hadden Scenic apparatus.
GB190506776A (en) 1905-03-30 1905-07-20 Albert Demierre Improvements in Cinematographic Advertising Apparatus for Railways.
US917587A (en) 1908-03-24 1909-04-06 Hardy Valdemar Good Advertising device.
US956857A (en) 1909-05-20 1910-05-03 George E Jennings Sign.
US1006769A (en) * 1909-09-25 1911-10-24 Zachara T Merrill Device for directing the attention to advertising-signs.
US978854A (en) 1909-11-29 1910-12-20 Waclaw Czerniewski Apparatus for producing animated pictures by the movement of vehicles.
GB106866A (en) 1916-06-08 1917-06-14 Charles William Rea Campbell Improvements in the Production of Picture Effects.
US1867051A (en) * 1930-07-17 1932-07-12 Charles J Bareis Advertising sign
US2026753A (en) 1934-02-14 1936-01-07 Leon W Rosenthal Display device
FR892874A (fr) 1943-03-26 1944-05-23 Dispositif cinématographique à partir d'images fixes pour observateur mobile
FR1029300A (fr) 1950-03-23 1953-06-01 Installation procurant un effet cinématographique aux usagers d'une voie ferrée ou d'une route
FR1051712A (fr) * 1952-02-19 1954-01-19 Perfectionnements aux dispositifs cinématographiques à images fixes pour observateur mobile
US3463581A (en) 1966-01-17 1969-08-26 Intermountain Res & Eng System for three-dimensional panoramic static-image motion pictures
US3653753A (en) 1970-07-22 1972-04-04 Seneca Plastic Ltd Optical shutter system and methods related thereto
FR2468961A1 (fr) 1979-10-29 1981-05-08 Brachet Roland Pierre Poismard Installation d'animation d'images
US4870768A (en) * 1988-02-11 1989-10-03 Watt James A Moving picture device
GB2230104A (en) * 1989-03-28 1990-10-10 Paul Warren Walsh A system for creating the effect of a stationary or moving image
JPH02273783A (ja) * 1989-04-17 1990-11-08 Dentsu Purotsukusu:Kk 残像を利用した表示装置
DE3932443C1 (ko) 1989-09-28 1990-12-20 Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7864 Maulburg, De
US5108171A (en) 1990-10-12 1992-04-28 Spaulding William J Apparatus for making a series of stationary images visible to a moving observer
US5394202A (en) * 1993-01-14 1995-02-28 Sun Microsystems, Inc. Method and apparatus for generating high resolution 3D images in a head tracked stereo display system
US5782026A (en) 1994-12-05 1998-07-21 Capie; John Back lit multi image transparency
CA2242807C (en) 1996-01-11 2006-12-05 Guy Edward John Margetson Visual information systems
JPH101996A (ja) * 1996-06-18 1998-01-06 Hitachi Home Tec Ltd 衛生洗浄器の火傷防止装置
EP0914648A2 (en) 1996-07-23 1999-05-12 Laura B. Howard Apparatus and method for presenting apparent motion visual displays
GB9618855D0 (en) 1996-09-10 1996-10-23 Cowin Timothy R K A means for and a method of displaying information
DE19806556A1 (de) 1998-02-17 1999-08-26 Lemken Vorrichtung zur Gestaltung einer wandartigen Fahrbahnumgebung
DE29820186U1 (de) 1998-11-11 2000-03-16 Kemper Lutz Installation zur Wahrnehmung bewegter Bilder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100966548B1 (ko) * 2007-11-23 2010-06-29 차승호 음료량 측정형 액상음료 배출기

Also Published As

Publication number Publication date
US20030192214A1 (en) 2003-10-16
EP1034452A1 (en) 2000-09-13
US20040216342A1 (en) 2004-11-04
AU763076B2 (en) 2003-07-10
US6564486B1 (en) 2003-05-20
CN1275211A (zh) 2000-11-29
US6807760B2 (en) 2004-10-26
JP2002521734A (ja) 2002-07-16
EP1034452B1 (en) 2007-11-14
WO2000007059A1 (en) 2000-02-10
CA2304602A1 (en) 2000-02-10
BR9906657A (pt) 2000-08-29
DE69937540D1 (de) 2007-12-27
CN1199069C (zh) 2005-04-27
ATE378618T1 (de) 2007-11-15
KR100741330B1 (ko) 2007-07-23
AU5235499A (en) 2000-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100741330B1 (ko) 이동하는 관찰자에게 영상을 표시하는 디스플레이 장치
US7827712B2 (en) Lighted signage using reflected light behind the signage
US20120188253A1 (en) Signage display system and process
KR100742168B1 (ko) 이동하는 관찰자에게 복수 개의 정지 이미지를 디스플레이하는 장치
US6718666B2 (en) Display of still images that appear animated to viewers in motion
KR100311202B1 (ko) 착시현상을 이용한 광고장치
US6731370B1 (en) Apparatus for displaying multiple series of images to viewers in motion
EP1686556A2 (en) Display of still images that appear animated to viewers in motion
RU2238579C2 (ru) Устройство для отображения изображений зрителям, находящимся в движении
MXPA00002913A (en) Apparatus for displaying images to viewers in motion
RU71465U1 (ru) Система для демонстрации изображений в транспортной магистрали
US20030024142A1 (en) Lenticular device containing an integral shuttering method for displaying an image, a series of which form an animated display when moving relative to an observer
RU31040U1 (ru) Система представления визуальной информации пассажирам метрополитена (варианты)
US20030015849A1 (en) In-line skate with latitudinal aligned skate wheels

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee