KR20020016063A - 3-Dimensional Stereo Imaging Game Display System - Google Patents

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KR20020016063A
KR20020016063A KR1020000049179A KR20000049179A KR20020016063A KR 20020016063 A KR20020016063 A KR 20020016063A KR 1020000049179 A KR1020000049179 A KR 1020000049179A KR 20000049179 A KR20000049179 A KR 20000049179A KR 20020016063 A KR20020016063 A KR 20020016063A
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KR
South Korea
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image
game
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beam splitter
image source
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Application number
KR1020000049179A
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Korean (ko)
Inventor
김용민
박규영
Original Assignee
김용민
(주)엑스오비스
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

PURPOSE: A three-dimensional image game display system is provided to allow a user to enjoy graphic games conveniently and to remove ghost images caused by external lights to produce vivid three-dimensional images. CONSTITUTION: A three-dimensional image game display system includes a projection image source(700), a background image source(600), a spherical concave mirror(900), a beam splitter(800), and an image source controller. The projection image source provides a projection image of a game character or game unit that is focused on a position protruded from the system. The background image source provides a background image of a game. The beam splitter is located on an optical path between the image sources and the mirror and inclined at 45 degrees approximately. The image source controller provides and controls image contents.

Description

3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템 {3-Dimensional Stereo Imaging Game Display System}3-D Stereoscopic Imaging Game Display System

본 발명은 3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 게임의 일부 영상을 배경 화면으로부터 물리적으로 분리시켜 3차원적인 입체감을 부여하여 더욱 생동감있는 게임을 연출할 수 있고, 바람직하게는 외부광에 의한 고스트상의 생성을 방지하는 시스템을 제공한다.The present invention relates to a three-dimensional stereoscopic video game display system, and in particular, a part of the image of the game can be physically separated from the background screen to give a three-dimensional three-dimensional effect to create a more lively game, preferably external light Provided is a system for preventing generation of ghost images.

일반적으로, 게임 화면은 배경영상(Background image)과 투영영상(Foreground image)으로 양분될 수 있다. 종래의 전자오락 게임은 배경영상에 게이머(Gamer)가 선택한 게임 캐릭터(game character)나 게임 유닛(game unit)이 투영영상으로 등장한다. 게임 캐릭터나 게임 유닛은 게이머가 조이스틱(joy stick) 또는 기능 버튼을 조작하는 것에 의해 위치가 움직인다. 물리적으로 볼 때, 종래의 게임은 2차원 평면 스크린상에 게임 캐릭터(또는 게임 유닛)가 함께 표시되지만, 시각적으로는 원근법이 적용되어 투영영상의 게임 캐릭터가 배경영상에 있는 것처럼 보이게 함으로써 게이머에게 더 가깝게 느껴지게 된다.In general, a game screen may be divided into a background image and a foreground image. In the conventional electronic entertainment game, a game character or a game unit selected by a gamer appears in the projection image as a projection image. The game character or game unit is moved by the gamer operating a joy stick or a function button. Physically, conventional games display game characters (or game units) together on a two-dimensional flat screen, but are visually applied to give gamers more visibility by allowing the game characters in the projection image to appear in the background image. You will feel close.

기술적인 관점에서 보았을 때, 종래에 가장 뛰어난 입체감을 발휘하는 게임은 가상현실(virtual reality) 기술기반 게임이다. 가상현실 게임은 주로 편광 렌즈를 사용한 헤드 마운터(head mount)라는 별도의 장비를 착용하여 즐기게 되므로, 별도의 장비를 사용해야 하는 문제점과 오랫동안 게임을 하면 눈이 매우 피로해져서 눈물이 나거나 현기증을 일으키기도 하는 문제점을 안고 있다. 또한, 게이머의 플레이를 옆이나 뒤에서 관람하기 위해서는 관람자도 게이머와 같이 헤드 마운터를 착용해야 하는 문제점이 있다. 비용상의 이유 또는 기술상의 이유로 현재의 가상현실 기술기반의 오락장비는 한 대에 여러 대의 헤드 마운터를 제공하지 않고 있다. 따라서, 특정 게이머가 게임을 하는 것을 다른 관람자들이 입체적으로 즐길 수 없다.From a technical point of view, the game that exhibits the most excellent three-dimensional effect in the past is a game based on virtual reality technology. Virtual reality games are mainly enjoyed by wearing a separate device called a head mount using a polarized lens, so the problem of using a separate device and playing a game for a long time can cause tears or dizziness. I have a problem. In addition, in order to watch the game of the gamer from the side or the back there is a problem that the viewer must also wear a head mounter like the gamer. For cost reasons or technical reasons, current virtual reality-based entertainment equipment does not provide multiple head mounters in one. Thus, other gamers cannot enjoy playing a game in three dimensions.

또 다른 방법으로는 홀로그램(Hologram) 기법이 있으나, 레이저를 사용하고 유리기판과 같은 매체에 투영하므로 입체감의 표현이 한계가 있다.Another method is a hologram technique, but since a laser is used and projection onto a medium such as a glass substrate, there is a limit in expressing a three-dimensional effect.

따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하고 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는, 더욱 생동감있고 입체적인 게임 영상을 제공하기 위하여, 투영영상에 해당하는 게임 캐릭터 또는 게임 유닛을 배경영상으로부터 물리적으로 분리시켜 평면 스크린의 전방 허공상에 투영시킴으로써 헤드 마운터와 같은 별도의 장치를 착용하지 않고도 게이머뿐만 아니라 다른 관람자가 동시에 이를 즐길 수 있는, 투영영상과 배경영상을 동기화시키는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 여기에 덧붙여 종래의 영상 시스템에서 문제가 되고 있는 외부광에 의한 고스트상의 생성을 제거하여 더욱 선명한 게임 영상을 제공하는 시스템의 제공을 또 다른 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to solve the technical problems that have been requested from the past. Specifically, in order to provide a more realistic and three-dimensional game image, a separate device such as a head mounter by physically separating the game character or game unit corresponding to the projection image from the background image and projecting it in the air in front of the flat screen It is an object of the present invention to provide a device for synchronizing a projection image and a background image, in which not only a gamer but also other viewers can enjoy it at the same time. In addition, another object of the present invention is to provide a system that provides a clearer game image by eliminating generation of ghost images by external light, which is a problem in the conventional video system.

도 1은 종래기술의 게임 디스플레이 시스템과 본 발명의 하나의 실시예에 따른 3차원 입체 게임 디스플레이 시스템의 비교도이고;1 is a comparison of a three-dimensional stereoscopic game display system according to one embodiment of the present invention with a game display system of the prior art;

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시스템의 구성과 투영영상의 형성을 표시한 구성도이고;2 is a block diagram showing the configuration of a system and the formation of a projection image according to an embodiment of the present invention;

도 3은 인터넷을 통해 게임 컨텐츠 등을 전송받아 실행되는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시스템의 구성도이고;3 is a block diagram of a system according to an embodiment of the present invention executed by receiving game content or the like through the Internet;

도 4는 원근법에 의한 종래기술의 디스플레이 예와 본 발명의 3차원 투영법에 의한 디스플레이의 하나의 예에 대한 비교도이고;4 is a comparison of a display example of the prior art by perspective and an example display by the three-dimensional projection of the present invention;

도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시스템에 의해 투영되는 게임의 일 예에 대한 형상도이고;5 is a top view of an example of a game projected by a system according to one embodiment of the present invention;

도 6a 내지 6d와 도 7a 내지 7d는 외부광에 의한 고스트상이 만들어지지 않는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시스템의 구성도와 외부광의 소멸 단계를 도시한 단계도이다.6A through 6D and 7A through 7D are diagrams illustrating a configuration of a system according to an exemplary embodiment in which no ghost image is generated by external light and an extinction step of external light.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템은,In order to achieve this object, the three-dimensional stereoscopic game display system of the present invention,

(1) 빔 분할기에 의한 일부 투과 및 일부 반사와, 구면 오목거울에 의한 반사에 의해 시스템으로부터 돌출된 위치에 초점이 형성되는 게임 캐릭터 또는 게임유닛의 투영영상을 제공하는 투영상 소스,(1) a projection image source providing a projection image of a game character or game unit in which focus is formed at a position protruding from the system by partial transmission and partial reflection by a beam splitter and reflection by a spherical concave mirror,

(2) 빔 분할기에 의한 반사 또는 투과에 의해 투영되는 게임의 배경영상을 제공하는 배경상 소스,(2) a background source providing a background image of the game projected by reflection or transmission by a beam splitter,

(3) 구면 오목거울,(3) spherical concave mirror,

(4) 상기 영상 소스들과 거울 사이의 광로에 위치한 약 45도로 기울어진 빔 분할기, 및(4) a beam splitter inclined at about 45 degrees located in the optical path between the image sources and the mirror, and

(5) 투영상 소스와 배경상 소스에서 디스플레이되는 영상 컨텐츠를 제공 및 제어하는 영상소스 제어부를 포함하는 구성으로 되어있다.(5) a configuration including a video source control section for providing and controlling the video content displayed at the projection image source and the background image source.

상기 빔 분할기로는 광의 50% 투과/50% 반사(50T/50R)형 빔 분할기가 사용될 수 있는데, 투영상 소스로부터 발산된 광은 약 50:50 비로 기울어진 빔 분할기를 부분적으로 통과하거나 또는 반사되게 되고, 구면 오목거울에 반사되어 수렴하기 시작하여 시스템밖의 특정한 위치에 초점이 형성됨으로써, 시스템밖에서 투영상 소스의 영상이 맺히게 된다. 따라서, 관찰자의 위치에서 보았을 때에는 투영상 소스의 게임 캐릭터 또는 게임 유닛의 영상이 돌출된 모습으로 나타난다. 경우에 따라서는, 상기 비가 50T/50R 이외의 빔 분할기를 사용할 수도 있다. 게임 캐릭터 또는 게임 유닛의 영상이 맺히는 위치는 구면 오목거울의 초점 또는 반경에 의해 결정되므로 필요에 따라 변화시킬 수 있으며, 더욱 바람직하게는 영상 소스의 위치를 변화시켜 결정할 수도 있다.The beam splitter may be a 50% transmission / 50% reflection (50T / 50R) type beam splitter, wherein light emitted from the projected source partially passes through or reflects the beam splitter at an approximately 50:50 ratio. The reflection is reflected on the spherical concave mirror and starts to converge, forming a focal point at a specific position outside the system, thereby forming an image of the projected image source outside the system. Therefore, when viewed from the position of the observer, the game character of the projection image source or the image of the game unit appears to protrude. In some cases, the above ratio may use a beam splitter other than 50T / 50R. Since the position of the image of the game character or the game unit is determined by the focal point or radius of the spherical concave mirror, it may be changed as necessary, and more preferably, may be determined by changing the position of the image source.

투영상 소스로부터 제공되는 상기 3차원 입체영상의 게임 캐릭터 및 게임 유닛은 하나 또는 둘 이상이 선택될 수 있다. 즉, 게이머가 움직임을 제어하는 캐릭터나 유닛 이외에 프로그램된 내용에 의해 제어되는 캐릭터 등도 투영영상으로 표현할 수 있다.One or more game characters and game units of the 3D stereoscopic image provided from the projection image source may be selected. That is, in addition to the character or unit that the gamer controls the movement, the character controlled by the programmed contents may also be expressed in the projection image.

상기 투영상 소스와 배경상 소스는 상기 광학구조하에서 영상을 만들어 낼 수 있는 것이라면 특별한 제한이 없다. 다만, 배경영상에 비해 투영영상은 더 많은 수의 광학소자들을 거쳐 투영되기 때문에 상대적으로 영상의 광도가 떨어지므로, 투영상 소스의 광도를 배경상 소스의 광도보다 상대적으로 높게 설정하는 것이 바람직하다. 투영상 소스와 배경상 소스의 예로는 PDP, 프로젝션 TV, 일반 컬러 TV, 컴퓨터 모니터 등이 있다.The projection image source and the background image source are not particularly limited as long as they can produce an image under the optical structure. However, since the projected image is projected through a greater number of optical elements than the background image, the luminance of the image is relatively lower. Therefore, it is preferable to set the luminance of the projection image source to be higher than that of the background image source. Examples of projected and background sources include PDPs, projection TVs, general color TVs, and computer monitors.

상기 영상소스 제어부는 컴퓨터로부터 게임 컨텐츠 및 이들의 작동 구성내용을 전달받아 투영상 소스와 배경상 소스를 구동하게 된다.The image source controller receives game contents and operation configuration thereof from a computer to drive a projection image source and a background image source.

이러한 구동이 가능한 영상소스 제어부의 더욱 구체적인 내용을 살펴보면,Looking at the more specific content of the image source control unit that can be driven,

(A) 게임 컨텐츠와 그 구성 내용을 디스플레이 드라이버 1과 2에 제공하고 동기화 신호를 동기부에 제공하는 컴퓨터(A) A computer that provides game content and its composition to display drivers 1 and 2 and provides a synchronization signal to the synchronizer.

(B) 투영상 소스에 연결되어 있는 디스플레이 드라이버 1(Display Driver 1)(B) Display Driver 1 connected to the projected image source

(C) 배경상 소스에 연결되어 있는 디스플레이 드라이버 2(Display Driver 2)(C) Display Driver 2 connected to the source on the background

(D) 디스플레이 드라이버 1과 드라이버 2로의 정보 송출을 동기화하는 동기부(Synchronizer)를 포함한다.(D) A synchronizer for synchronizing the transmission of information to the display driver 1 and the driver 2 is included.

경우에 따라서는, 본 발명의 게임 시스템은 인터넷과 같은 통신망으로부터 게임 컨텐츠와 그것의 작동 구성내용을 전달받아 투영상 소스와 배경상 소스를 구동할 수도 있다. 이때의 영상소스 제어부는,In some cases, the game system of the present invention may receive the game content and its operating configuration from a communication network such as the Internet and drive the projection image source and the background image source. At this time, the video source control unit,

(a) 통신망에 접속하여 정보를 송/수신하는 네트워크 접속 모듈(Network Access Module)(a) A network access module for transmitting / receiving information by connecting to a communication network

(b) 전송받은 정보를 재생하는 멀티미디어 플레이 모듈(Multimedia Play Module)(b) Multimedia Play Module for playing the received information

(c) 재생된 정보를 저장하는 하드디스크 드라이브(Hard Disc Drive)(c) Hard Disc Drive to store the reproduced information

(d) 투영상 소스에 연결되어 있는 디스플레이 드라이버 1(Display Driver 1)(d) Display Driver 1 connected to the projected image source

(e) 배경상 소스에 연결되어 있는 디스플레이 드라이버 2(Display Driver 2)(e) Display Driver 2 connected to the source on the background

(f) 디스플레이 드라이버 1과 드라이버 2로의 정보 송출을 동기화하는 동기부(Synchronizer)를 포함한다.(f) A synchronizer for synchronizing the transmission of information to the display driver 1 and the driver 2 is included.

상기 게임 컨텐츠 및 그것의 작동 구성내용을 컴퓨터가 아닌 인터넷과 같은 통신망에 접속하여 제공받는 구조일 때에는, 다자간 동시접속 게임의 실행이 가능하다.When the game content and its operation configuration are provided by being connected to a communication network such as the Internet instead of a computer, it is possible to execute a multi-party simultaneous access game.

본 발명의 상기 게임 시스템은 영상과 더불어 음향을 복합시킴으로써 더욱 생동감이 있는 게임 연출이 가능하도록, 오디오 시스템과 이를 제어하는 오디오 제어부를 더 첨가한 구조일 수 있다.The game system of the present invention may have a structure in which an audio system and an audio control unit for controlling the same are further added to enable a more lively game production by combining sound with an image.

게임 시스템 외부의 광원 또는 영상("외부광")이 시스템내로 투영됨으로써 만들어지는 고스트상(ghost image)을 제거하기 위하여, 바람직하게는 상기 시스템의 구성에,In order to remove the ghost image created by projecting a light source or image ("external light") outside the game system into the system, preferably in the configuration of the system,

(6) 빔 분할기와 구면 오목거울 사이의 광로에 위치한, 광빔을 원형 편광시키기 위한 원형편광 수단 및(6) circularly polarized means for circularly polarizing the light beam, located in an optical path between the beam splitter and the spherical concave mirror;

(7) 투영상이 맺히는 광로의 말단과 빔 분할기 사이의 광로에 위치한, 광을 선형 편광시키기 위한 선형편광 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 구성의 부가에 의해 본 발명의 게임 시스템에 입사된 외부광은 시스템을 빠져나가기 전에 거의 차단되어 외부광원으로부터 유발되는 고스트상의 형성이 거의 제거된다.(7) Linear polarization means for linearly polarizing light, located in the optical path between the beam splitter and the end of the optical path to which the projected image can be further included. By the addition of the above configuration, the external light incident on the game system of the present invention is almost blocked before exiting the system, thereby almost eliminating the formation of ghost images caused from the external light source.

바람직하게는 상기 원형편광 수단은 1/4 파장판(quater wave plate)이 사용된다. 따라서, 고스트상의 소멸을 위한 본 발명의 주요 구성 중의 하나는 빔 분할기와 거울 사이에 1/4 파장판을 배치한다는 것이고, 이로 인하여, 1/4 파장판과 거울 사이에서 외부광은 원형 편광이 유지되어 타원 성분이 도입되는 것을 막을 수 있다.Preferably, the circularly polarized means is a quarter wave plate. Thus, one of the main constructions of the present invention for extinction of ghosts is to place a quarter wave plate between the beam splitter and the mirror, thereby keeping the circular polarization of the external light between the quarter wave plate and the mirror. To prevent the elliptic component from being introduced.

더욱 바람직하게는, 약 45도로 기울어진 빔 분할기 후방에 1/4 파장판을 두는 구성을 포함하는데, 이럴 경우 시스템에 입사되어 투영구상의 선형편광 수단에 의해 선형 편광된 외부광은 다른 배향의 광, 예컨대 비편광, 원형 편광 또는 타원 편광된 광에 비해 빔 분할기에 의해 보다 효과적으로 시스템의 상방 및 외부로 반사된다. 이것은 상형성 시스템내에서 외부광의 광도를 감소시키고 나아가 고스트상 형성의 감소에 이바지한다.More preferably, the configuration includes a quarter wave plate behind the beam splitter inclined at about 45 degrees, in which case the external light incident on the system and linearly polarized by the linearly polarized means on the projection sphere is light of a different orientation. For example, the beam splitter more effectively reflects up and out of the system as compared to unpolarized, circularly polarized or elliptically polarized light. This reduces the brightness of external light in the image forming system and further contributes to the reduction of ghost image formation.

종래의 기술에서는 상이 맺혀지는 광로의 말단과 빔 분할기 사이에 선형 편광기와 1/4 파장판이 위치하므로 비편광 광은 선형 편광기에서 예를 들어 수평 편광으로 바뀌고 1/4 파장판에서 원형 편광된 상태에서 빔 분할기를 통과하게 된다. 빔 분할기는 직각 이외의 각도, 예를 들어 약 45도로 기울어져 있는데, 원형 편광 광이 이러한 기재를 통과하게 되면 타원 편광 성분이 도입되어 타원 편광 광이 되므로, 거울에 의해 반사되어 재차 빔 분할기를 거치면서 일그러지기 때문에, 선형 편광기를 거치더라도 완전히 걸러지지 않고 고스트상을 형성하게 된다.In the prior art, since the linear polarizer and the quarter wave plate are positioned between the ends of the optical path and the beam splitter, the unpolarized light is changed to, for example, horizontal polarization in the linear polarizer and circularly polarized in the quarter wave plate. It passes through the beam splitter. The beam splitter is inclined at an angle other than a right angle, for example, about 45 degrees. When the circularly polarized light passes through the substrate, the elliptical polarization component is introduced to become the elliptical polarized light, so it is reflected by the mirror and passes through the beam splitter again. Because of the distortion, the ghost image is formed without being completely filtered through the linear polarizer.

반면에, 본 발명에서는 게임 시스템으로 유입된 외부광은 선형편광 수단에 의해 예를 들어 수평 편광되고, 빔 분할기를 거쳐도 수평 편광을 유지하며, 원형편광 수단을 거치면서 우원 편광된다. 우원 편광은 거울에 반사되면 좌원 편광으로 바뀌고, 원형편광 수단을 거치면 수직 편광이 되며, 빔 분할기를 거쳐도 수직 편광이 유지되며, 선형편광 수단에 의해 완전히 차단되게 된다. 따라서, 시스템에 투입된 외부광은 고스트상을 만들지 못하게 된다.On the other hand, in the present invention, the external light introduced into the game system is horizontally polarized, for example, by linearly polarized means, maintains horizontally polarized light even through the beam splitter, and is circularly polarized while passing through the circularly polarized means. When the right polarized light is reflected by the mirror, the left polarized light is changed to the left polarized light, and the polarized light is vertically polarized through the circular polarization means, and the vertical polarized light is maintained even through the beam splitter and completely blocked by the linear polarized light means. Therefore, external light applied to the system does not produce a ghost image.

도 1에는 원근법에 의해 3차원 이미지를 부여한 종래의 2차원 게임 디스플레이 시스템의 하나의 예와, 게임 캐릭터가 3차원적으로 투영된 본 발명에 따른 3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템의 하나의 실시예가 비교 도시되어 있다. 종래의 시스템에서는 게임 캐릭터의 영상이 배경영상과 함께 같은 2차원 평면에 연출되지만, 본 발명의 시스템에서는 게임 캐릭터가 배경영상으로부터 물리적으로 분리되어 3차원적으로 연출된다. 도 1에서는 설명의 편의를 위하여 게임 캐릭터가 분리된 배경영상을 여백 상태로 표시하였지만, 바람직하게는 현재 연출되는 배경영상을 연속시킨 형태일 수 있다.Figure 1 compares an example of a conventional two-dimensional game display system in which a three-dimensional image is given by perspective and one embodiment of a three-dimensional stereoscopic image game display system according to the present invention in which a game character is three-dimensionally projected. Is shown. In the conventional system, the image of the game character is produced on the same two-dimensional plane together with the background image, but in the system of the present invention, the game character is physically separated from the background image and is produced three-dimensionally. In FIG. 1, for convenience of description, a background image in which a game character is separated is displayed in a blank state, but preferably, the background image that is currently produced may be continuous.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 3차원 입체영상 게임 시스템의 대략적인 단면 구조와, 이로부터 투영영상과 배경영상이 만들어지는 과정이 설명되어 있다. 여기서는 50T/50R형 빔 분할기를 사용하고 있는바, 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.2 illustrates a schematic cross-sectional structure of a 3D stereoscopic game system according to an embodiment of the present invention, and a process of generating a projection image and a background image therefrom. Here, a 50T / 50R type beam splitter is used. The operation process is as follows.

컴퓨터(300)로부터 게임 배경영상의 컨텐츠와 그것의 작동 구성내용에 관한 정보가 디스플레이 드라이버 1(401)로 전달되고, 게임 캐릭터의 컨텐츠 등에 관한 정보가 디스플레이 드라이버 2(402)로 각각 전달된다. 동기부(500)가 작동되면, 디스플레이 드라이버 1(401)과 드라이버 2(402)의 정보를 동기화시키고, 디스플레이 드라이버 1(401)의 영상정보는 배경상 소스(600)에서 재생되고, 디스플레이 드라이버 2(402)의 영상정보는 투영상 소스(700)에서 재생된다. 배경상 소스(600)로부터의 게임 배경영상은 빔 분할기(800)를 통과하여 50% 투과율로 시스템의 전면에서 인식할 수 있다. 반면에, 투영상 소스(700)로부터의 영상(①)은 50%의 투과율로 빔 분할기(800)를 통과(②)하고, 구면 오목거울(900)에 의해 반사(③)되면 42.5%를 유지하게 되며, 빔 분할기(800)에 의해 반사(④)되면서 21.25%로 되고, 반사방지 코팅이 되어있는 윈도우(1000)를 통과(⑤)하여 투영상 소스(700)의 초기 광도 대비 10.62%의 광도를 유지한 투영영상이 시스템의 전면에 돌출된 형태로 형성된다. 게임의 음향은 오디어 제어부(501)로부터 전송되는 신호에 의해 시스템에 내장되어 있거나 외장되어 있는 오디오에서 만들어진다.Information about the content of the game background image and its operation configuration is transmitted from the computer 300 to the display driver 1 401, and information about the content of the game character and the like is transmitted to the display driver 2 402, respectively. When the synchronization unit 500 is operated, the information of the display driver 1 401 and the driver 2 402 is synchronized, and the image information of the display driver 1 401 is reproduced in the source 600 on the background, and the display driver 2 The image information of 402 is reproduced in the projection image source 700. The game background image from the source 600 on the background passes through the beam splitter 800 and can be recognized at the front of the system with 50% transmission. On the other hand, the image ① from the projection image source 700 passes through the beam splitter 800 with a transmittance of 50% (②), and is maintained at 42.5% when reflected by the spherical concave mirror 900 (③). It is reflected by the beam splitter 800 and becomes 21.25% while passing through the window 1000 having the anti-reflective coating (⑤) and having a luminous intensity of 10.62% compared to the initial luminance of the projection source 700. The projected image is formed to protrude in front of the system. The sound of the game is made from audio embedded in or external to the system by a signal transmitted from the audio control unit 501.

도 3에는 인터넷을 통해 게임 컨텐츠와 그것의 작동 구성내용에 대한 정보를 전송받아 운영되는 본 발명의 게임 시스템의 일 실시예가 도시되어 있다.3 illustrates an embodiment of a game system of the present invention operated by receiving information about game content and its operation configuration through the Internet.

인터넷으로부터 게임 컨텐츠와 그것의 작동 구성내용이 전송되면, 네트워크 접속 모듈(100)이 이를 수신한다. 상기 정보의 전송방법은 시스템에서 그대로 실행될 수 있는 형태이거나 또는 압축된 형태일 수 있으나, 바람직하게는 압축된 형태로 정보를 전송한다. 수신된 정보는 멀티미디어 플레이 모듈(200)에서 압축이풀려 복원되면서 동시에 멀티미디어로 변환 재생된다. 그러한 정보는 하드디스크(310)에 저장되었다가, 배경상 소스에서 디스플레이된 정보는 디스플레이 드라이버 1(401)로, 투영상 소스에서 디스플레이될 정보는 디스플레이 드라이버 2(402)로 각각 전달된다. 이후의 진행 과정은 상기 도 2에서와 동일하다. 도 3에는 도시되어 있지 않지만, 게이머가 게임을 행하면서 만들어낸 작동 신호는 상기 네트워크 접속 모듈(100)을 통해 인터넷으로 전송된다.When game content and its operational configuration are transmitted from the Internet, the network connection module 100 receives it. The method of transmitting the information may be in a form that can be executed as it is in the system or in a compressed form, but preferably, the information is transmitted in a compressed form. The received information is decompressed and restored by the multimedia play module 200 and converted and reproduced at the same time as multimedia. Such information is stored in the hard disk 310, and the information displayed in the source on the background is passed to the display driver 1 401, and the information to be displayed in the projected image source is sent to the display driver 2 402, respectively. The subsequent process is the same as in FIG. Although not shown in FIG. 3, operation signals generated by gamers while playing games are transmitted to the Internet through the network connection module 100.

도 4에는 2차원 평면에서 원근법에 의해 입체영상의 이미지를 표현하는 종래기술과 3차원 투영영상에 의해 입체영상를 표현하는 본 발명의 시스템이 비교 도시되어 있다.FIG. 4 shows a comparison between the prior art expressing an image of a stereoscopic image by perspective in a two-dimensional plane and a system of the present invention expressing a stereoscopic image by a three-dimensional projection image.

도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 게임 시스템의 단면 구조와 그것에 의해 실제로 게임이 실행되는 외부 형상의 일 예가 도시되어 있다.5 shows an example of a cross-sectional structure of a game system according to one embodiment of the present invention and an external shape whereby a game is actually executed.

도 6과 7에는 시스템에 도입된 외부광에 의한 고스트상의 생성을 제거하는 본 발명의 게임 시스템의 실시예들이 도시되어 있다.6 and 7 illustrate embodiments of the game system of the present invention that eliminate the generation of ghost images by external light introduced into the system.

도 6a의 3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템에서, 영상 소스(100)로부터의 광빔(103)은 50% 투과/50% 반사(50T/50R)형 빔 분할기(800)에 대해 표시되는 50:50 비로 기울어진 빔 분할기(800)를 부분적으로 통과하거나 또는 반사된다. 경우에 따라서는, 이러한 비가 50T/50R 이외의 다른 것일 수 있다. 빔 분할기(800)는 투명기재(806), 빔 분할기 코팅(808) 또는 임의의 부분 반사 코팅, 및 경우에 따라 반사방지 코팅(810)을 포함한다. 반사된 비편광의 광빔(112)은 비편광이기 때문에 광빔(112)에 대해 영향이 없는 1/4 파장판(114)을 통과한 다음,오목거울(900)에 의해 반사된다. 1/4 파장판(114)은 1/4 파장층(118) 및 바람직하게는 각 층(118)의 표면상에 투명 기재층(160)을 포함한다. 각 층(160)은 바람직하게는 반사방지층(162)으로 도포된다. 구면 오목거울(900)은 기재(924), 거울 코팅(926) 및 보호 오버코트(928)를 포함한다. 거울(900)에 충돌한 후, 광빔(103)은 거울(900)의 곡률 반경에 의해 결정된 초점을 향해 수렴하기 시작한다. 이후, 광빔(103)은 각각의 판(114)을 통과하고, 투과율이 50%인 빔 분할기(800)를 통과한 다음, 광빔(103)을 편광시키는 선형편광 윈도우(130)를 최초 광도의 약 10.6%로 통과한다. 광은 수평 편광으로서 나타난다. 선형편광 윈도우(130)는 투명기재(132), 선형 편광기(134) 및 반사방지 막(136)을 포함한다. 상기 반사방지 막은 외부광원(170)로부터의 광빔(171)이 상기 반사방지 막(136)에서 산란되어 반사되지 않는다. 경우에 따라서, 반사방지 막(136)이 투명기재(132)의 표면에 코딩된 형태일 수 있다. 이후, 광빔(103)은 수렴하여 상(701)을 형성한다. 상(101)의 정확한 위치는 거울(900)의 초점 또는 반경에 따라 다르다.In the three-dimensional stereoscopic game display system of FIG. 6A, the light beam 103 from the image source 100 is in a 50:50 ratio displayed for a 50% transmission / 50% reflection (50T / 50R) type beam splitter 800. It partially passes or is reflected through the tilted beam splitter 800. In some cases, this ratio may be other than 50T / 50R. Beam splitter 800 includes a transparent substrate 806, a beam splitter coating 808 or any partially reflective coating, and optionally an antireflective coating 810. The reflected non-polarized light beam 112 passes through a quarter wave plate 114 which has no influence on the light beam 112 because it is non-polarized and then is reflected by the concave mirror 900. The quarter wave plate 114 comprises a quarter wave layer 118 and preferably a transparent substrate layer 160 on the surface of each layer 118. Each layer 160 is preferably coated with an antireflective layer 162. Spherical concave mirror 900 includes a substrate 924, a mirror coating 926 and a protective overcoat 928. After impinging on the mirror 900, the light beam 103 begins to converge toward the focal point determined by the radius of curvature of the mirror 900. The light beam 103 then passes through each plate 114, passes through a beam splitter 800 with a transmittance of 50%, and then passes through a linearly polarized window 130 that polarizes the light beam 103 at about the initial luminous intensity. Pass at 10.6%. Light appears as horizontal polarization. The linear polarization window 130 includes a transparent substrate 132, a linear polarizer 134, and an antireflection film 136. The anti-reflection film is not reflected because the light beam 171 from the external light source 170 is scattered in the anti-reflection film 136. In some cases, the anti-reflection film 136 may be coded on the surface of the transparent substrate 132. The light beam 103 then converges to form an image 701. The exact position of the image 101 depends on the focal point or radius of the mirror 900.

도 6b는 광빔(103)이 시스템(900)을 통과할 때의 투과율을 나타낸다.6B shows the transmission as the light beam 103 passes through the system 900.

시스템내로 입사된 외부광의 변화를 도 6c 및 6d를 기초로 설명하면, 시스템내에서 외부광(140)의 투과는 선형편광 윈도우(130)를 통해 시스템으로 입사되고, 예를 들어 수평 편광이 얻어지는 비편광된 외부 광빔(141)을 나타낸다. 이후, 광빔(141)은 그 수평편광을 유지하면서 빔 분할기(800)를 통과한 다음, 1/4 파장판(114)을 통과하여 우원("RC")으로 된다. 이후, 광빔(141)은 오목거울(900)로부터 반사되어 좌원("LC")으로 되고, 1/4 파장판(114)을 통과한 후수직편광("VP")된다. 광빔(141)은 다시 빔 분할기(800)를 통과한 후, 선형 편광기(130)에 의해 거의 차단되어 외부광이 시스템을 빠져나가는 것을 막음으로써 고스트상 형성의 원인을 거의 제거한다.6C and 6D, the change in the external light incident into the system is described. The transmission of the external light 140 in the system enters the system through the linear polarization window 130, for example, the ratio at which horizontal polarization is obtained. Represents the polarized external light beam 141. Thereafter, the light beam 141 passes through the beam splitter 800 while maintaining its horizontal polarization, and then passes through the quarter wave plate 114 to become a right circle (“RC”). Thereafter, the light beam 141 is reflected from the concave mirror 900 to become a left circle ("LC"), and after passing through the quarter wave plate 114 is vertically polarized light ("VP"). The light beam 141 again passes through the beam splitter 800 and is almost blocked by the linear polarizer 130 to prevent external light from exiting the system, thereby virtually eliminating the cause of ghost formation.

도 7a 내지 7d의 3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템을 설명하면, 본 시스템은 1/4 파장층(118)이 빔 분할기 코팅(808) 상에 위치하여 빔 분할기(800)와 1/4 파장판 구조(141)의 조합체를 형성하는 주된 차이를 제외하고는, 도 6a의 시스템과 유사하게 배열된다. 나타낸 대로, 층(118)은 거울(900)과 대면하는 빔 분할기 코팅(808)의 표면(843)상에 위치한다.Referring to the three-dimensional stereoscopic game display system of FIGS. 7A to 7D, the system has a quarter wave layer 118 positioned on the beam splitter coating 808 so that the beam splitter 800 and the quarter wave plate structure are provided. It is arranged similarly to the system of FIG. 6A, except for the main difference that forms the combination of 141. As shown, layer 118 is located on surface 843 of beam splitter coating 808 facing mirror 900.

도 7b는 시스템을 통과한 상형성 광의 투과율을 나타내는 것으로, 광로 내의 몇몇 변화들에도 불구하고 도 6b에서와 동일 또는 거의 동일한 투과율을 달성한다.FIG. 7B shows the transmittance of the imaging light passing through the system, achieving the same or nearly the same transmittance as in FIG. 6B despite some changes in the optical path.

도 7c 및 7d는 시스템내로 입사된 외부광의 변화를 나타내는 것으로, 광학소자의 상이한 상대적 위치에 기인한 광로에 따른 몇몇 변화들을 제외하고는 도 6a의 시스템과 유사하고, 윈도우(130)를 빠져나가기 전에 외부광이 거의 차단되므로, 고스트상 형성의 원인을 거의 제거하는데 효과가 있다.7C and 7D show changes in external light incident into the system, similar to the system of FIG. 6A except for some variations along the optical path due to different relative positions of the optical elements, and before exiting the window 130 Since external light is almost blocked, it is effective to almost eliminate the cause of ghost image formation.

상기 도 6a의 시스템과 도 7a의 시스템은 경우에 따라서는, 제2영상(246; 환영으로 표시)을 투영하고, 상(701)에서 또는 그 근방에서 가시성 제2상(248)을 형성하는 단색성, 흑백 또는 컬러 제2 광빔(244)에 대해 바람직하게는 약 45도 기울어진 제2빔 분할기(242, 환영으로 표시), 바람직하게는 50T/50R 빔 분할기를 포함한다. 이러한 추가적인 빔 분할기(242)는 상(700)과 다른 면에서 제2상(248)이 투영되도록 한다.The system of FIG. 6A and the system of FIG. 7A may optionally project a second image 246 (indicated by a illusion) and form a visible second image 248 at or near image 701. A second beam splitter 242 (indicated by illusion), preferably tilted at about 45 degrees relative to the castle, black and white or color second light beam 244, preferably a 50T / 50R beam splitter. This additional beam splitter 242 causes the second image 248 to be projected on a different surface than the image 700.

상기 도 6a의 시스템과 도 7a의 시스템은 예컨대 하나 이상의 게임 배경영상(background image)을 투영하는 하나 이상의 추가적인 배경상 소스(600)를 포함한다. 이 배경영상은 시스템내에 위치하는 허상으로서 나타난다. 배경영상의 이점은 제1상 후방에 데이터 또는 상의 제2면이 제공될 수 있다는 것이다.The system of FIG. 6A and the system of FIG. 7A include, for example, one or more additional background sources 600 that project one or more game background images. This background image appears as a virtual image located in the system. An advantage of the background image is that data or a second side of the image can be provided behind the first phase.

본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 변형 및 응용이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and applications within the scope of the present invention based on the above contents.

본 발명의 3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템은 게임 캐릭터 또는 게임 유닛이 배경영상으로부터 물리적으로 분리되어 게이머의 전면에 투영되므로, 2차원 평면에서 원근법을 사용하거나 헤드 마운터와 같은 별도의 장치를 사용하는 종래의 게임 디스플레이 시스템에 비하여 더욱 입체감이 있고 생동감있는 게임을 간편하게 즐길 수 있다. 또한, 시스템에 투영된 외부광에 의한 고스트상을 제거함으로써 더욱 선명한 입체 영상을 창출할 수 있다.In the 3D stereoscopic game display system of the present invention, since a game character or a game unit is physically separated from a background image and projected to the front of the gamer, the 3D stereoscopic game display system uses a perspective device in a 2D plane or a separate device such as a head mounter. Compared to the game display system of the game, you can enjoy a more three-dimensional and lively game. In addition, by removing the ghost image by the external light projected on the system it is possible to create a more clear three-dimensional image.

Claims (5)

(1) 빔 분할기에 의한 일부 투과 및 일부 반사와, 구면 오목거울에 의한 반사에 의해 시스템으로부터 돌출된 위치에 초점이 형성되는 게임 캐릭터 또는 게임 유닛의 투영영상을 제공하는 투영상 소스,(1) a projection image source providing a projection image of a game character or game unit in which focus is formed at a position protruding from the system by partial transmission and partial reflection by a beam splitter and reflection by a spherical concave mirror, (2) 빔 분할기에 의한 반사 또는 투과에 의해 투영되는 게임의 배경영상을 제공하는 배경상 소스,(2) a background source providing a background image of the game projected by reflection or transmission by a beam splitter, (3) 구면 오목거울,(3) spherical concave mirror, (4) 상기 영상 소스들과 거울 사이의 광로에 위치한 약 45도로 기울어진 빔 분할기, 및(4) a beam splitter inclined at about 45 degrees located in the optical path between the image sources and the mirror, and (5) 투영상 소스와 배경상 소스에서 디스플레이되는 영상 컨텐츠를 제공 및 제어하는 영상소스 제어부를 포함하는 3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템.(5) a three-dimensional stereoscopic game display system including an image source control unit for providing and controlling image contents displayed on a projection image source and a background image source. 제 1항에 있어서, 상기 영상소스 제어부는,The method of claim 1, wherein the image source control unit, (A) 게임 컨텐츠와 그것의 작동 구성내용을 디스플레이 드라이버 1과 2에 제공하고 동기화 신호를 동기부에 제공하는 컴퓨터,(A) a computer providing game content and its operating configuration to display drivers 1 and 2 and providing synchronization signals to the synchronizer, (B) 투영상 소스에 연결되어 있는 디스플레이 드라이버 1,(B) display driver 1 connected to the projection image source, (C) 배경상 소스에 연결되어 있는 디스플레이 드라이버 2,(C) display driver 2 connected to source on background; (D) 디스플레이 드라이버 1과 드라이버 2로의 정보 송출을 동기화하는 동기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템.And (D) a synchronization unit for synchronizing the transmission of information to the display driver 1 and the driver 2; 제 1항에 있어서, 상기 영상소스 제어부는,The method of claim 1, wherein the image source control unit, (a) 통신망에 접속하여 정보를 송/수신하는 네트워크 접속 모듈,(a) a network connection module for connecting to a communication network and transmitting / receiving information; (b) 전송받은 정보를 재생하는 멀티미디어 플레이 모듈,(b) a multimedia play module for playing the received information; (c) 재생된 정보를 저장하는 하드디스크 드라이브,(c) a hard disk drive that stores the played information; (d) 투영상 소스에 연결되어 있는 디스플레이 드라이버 1,(d) display driver 1 connected to the projection source; (e) 배경상 소스에 연결되어 있는 디스플레이 드라이버 2,(e) display driver 2 connected to the source on the background; (f) 디스플레이 드라이버 1과 드라이버 2로의 정보 송출을 동기화하는 동기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템.(f) a synchronization unit for synchronizing the transmission of information to the display driver 1 and the driver 2; 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나에 있어서, 시스템 외부의 광원 또는 영상("외부광")이 시스템내로 투영됨으로써 만들어지는 고스트상(ghost image)을 제거하기 위하여, 상기 시스템의 구성에,The configuration of any one of claims 1 to 3, in order to remove a ghost image produced by projecting a light source or an image outside the system ("external light") into the system. (6) 빔 분할기와 구면 오목거울 사이의 광로에 위치한, 광빔을 원형 편광시키기 위한 원형편광 수단 및(6) circularly polarized means for circularly polarizing the light beam, located in an optical path between the beam splitter and the spherical concave mirror; (7) 투영영상이 맺히는 광로의 말단과 빔 분할기 사이의 광로에 위치한, 광을 선형 편광시키기 위한 선형편광 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템.(7) a three-dimensional stereoscopic game display system further comprising linear polarization means for linearly polarizing light, positioned in an optical path between the end of the optical path on which the projected image is formed and the beam splitter. 제 4항에 있어서, 상기 원형편광 수단은 1/4 파장판(quater wave plate)인것을 특징으로 하는 3차원 입체영상 게임 디스플레이 시스템.The 3D stereoscopic game display system according to claim 4, wherein the circularly polarized light means is a quarter wave plate.
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