KR20020072428A - 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치 - Google Patents

합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치는 입체 영상을 나타내기 위하여 서로 직각으로 배치된 제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자와;제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자의 전면에 각각 형성된 제1 마이크로렌즈 배열판 및 제2 마이크로렌즈 배열판과; 제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자의 사이에 45도의 기울기로 형성된 하프 거울을 포함한다.
여기서, 제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자는 액정 패널로 이루어진다.
또한, 제1 화상 표시 소자와 마주보며 평행이 되도록 배치된 투명윈도우를 더 포함한다.
이상에서와 같이 본 발명은 2매의 마이크로렌즈 배열판 및 두개의 액정 패널을 이용하여 공간 해상도를 개선하여 입체 화질을 향상시켰다.

Description

합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치{The display apparatus of the solid image using integral photography method}
본 발명은 입체 화상 표시 분야에 관한 것으로서, 특히 2매의 마이크로렌즈 배열판 및 두개의 액정 패널을 이용하여 공간 해상도를 개선하여 입체 화질을 향상시킨 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근 들어 현장감 있고 실감나는 영상을 보기 위하여 입체 화상을 표시하는 장치를 많이 요구하고 있다.
일반적으로 입체 화상을 보려면 좌우 눈에 서로 다른 영상이 들어와서 우리 머리 속에서 좌우 영상이 합성되어 입체감을 느끼게 된다. 입체 화상을 만들기 위해서는 좌우 눈에 서로 다른 영상을 표시하는 장치가 필요한데 그 중에서 입체 안경을 이용하여 좌안 화상과 우안 화상을 분리하여 좌우 눈이 각각 분리 인식하는 종래의 선편광 방식 입체 표시 장치가 있다.
그러나, 이러한 안경 방식의 입체 방식은 관찰자가 안경을 착용해야 한다는 불편함이 있었다. 따라서 이를 해결하기 위하여 렌티큘러 방식, 시차(parallax) 방식, 합체 사진(integral photography) 방식, 홀로그래피 방식 등의 안경을 착용하지 않아도 되는 다양한 오토스테레오스코피 방식이 제안되었다.
상기의 방식들은 각각 그 나름데로의 장단점을 가지고 있다.
그 중에서 합체 사진 방식은 수평 시차만으로 입체를 구현하는 다른 방식에 비하여 수평을 포함하여 모든 방향의 시차를 구현한다.
따라서 3차원 실제 공간 속의 실제의 물체를 관찰자가 보는 환경을 가장 잘 묘사해 주는 방식 중의 하나로 알려져 있다.
이러한 모든 방향의 시차를 구현하는 또 다른 방식으로는 입체 영상 방식이 있으나 이 방식에서 처리가 요구되는 데이터의 양이 너무나 많으므로 현실적으로는 먼 장래에 실현 가능한 방식으로 간주되고 있다.
따라서, 최근에는 모든 방향의 시차를 구현 가능하면서도 입체 영상 방식에 비하여 보다 처리 정보량이 적은 합체 사진 방식의 입체 표시 장치가 많은 관심을 끌고 있다.
제1도는 종래의 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치에서 영상 기록 방식을 나타낸 도면이다.
도1을 참조하면, 합체 사진 방식에 있어서 입체 영상의 기록은 촬상 카메라의 렌즈(100)로부터 피사체(130)가 투사되고, 그 투사된 피사체(130)는 촬상 소자(시시디;CCD, 사진 건판등)(110)의 앞부분에 결상되도록 상기 촬상 소자(110)의 전면에는 마이크로렌즈 배열판(120)이 설치된다.
상기 마이크로렌즈 배열판(120)을 구성하고 있는 각각의 마이크로렌즈에 대응하여 물체상의 마이크로렌즈들이 각각 촬상 소자(110)에 의하여 기록된다.
제2도는 종래의 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치에서 영상 재생 방식을 나타낸 도면이다.
도2를 참조하면, 합체 사진 방식의 입체 영상의 재생 방식은 액정 모니터와 같은 액정 패널(210)의 표면에 다시 마이크로렌즈 배열판(220)을 설치하여 입체 영상을 재생한다. 즉 상기 액정 패널(210)에 기록된 마이크로 영상들로 구성된 입체 영상을 그 액정 패널에 표시하고 표면 조명을 하면 부착된 마이크로렌즈 배열판(220)에 의하여 액정 패널(210)의 전후방에 입체 영상이 재생된다.
즉, 3차원 실상(230)은 상기 액정 패널(210)의 면상에 나타난 것 뿐이지만 관측자에게는 허상이 상기 액정 패널의 전후면에 나타난 것처럼 보여서 3차원 입체 영상이 재생되는 것이다.
이 때 재생된 입체 영상은 특별한 입체 안경을 사용하지 않고 바로 관찰자들은 입체 영상을 즐길 수가 있다.
상기와 같이 합체 사진 방식의 입체 영상은 특별한 안경을 착용하지 않고, 그리고 모든 방향의 입체 영상을 즐길 수 있는 방식이지만 상기에서 설명된 바와 같이 각각의 마이크로렌즈에 의하여 마이크로 이미지가 재생되어야 한다.
따라서, 고해상도의 공간 해상도를 가진 재생 소자가 요구된다.
그러나, 현존하는 표시 소자는 입체 영상을 나타내는 데이타를 모두 수용치 못하여 그에 따른 공간 해상도가 요구되는 공간 해상도에 비하여 지나치게 낮아서 이를 이용하여 입체 영상을 재생하게 되면 재생된 영상의 해상도가 지나치게 낮아서 입체 영상 화질이 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 2매의 마이크로렌즈 배열판 및 두개의 액정 패널을 이용하여 공간 해상도를 개선하여 입체 화질을 향상시킨 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치를 제공함에 그 목적이있다.
제1도는 종래의 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치에서 영상 기록 방식을 나타낸 도면.
제2도는 종래의 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치에서 영상 재생 방식을 나타낸 도면.
제3도는 본 발명에 따른 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치를 나타낸 도면.
제4도는 본 발명에 따른 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치에서 입체 재생 공간이 Z방향으로 분할된 합체 사진 방식의 일 실시예를 나타낸 도면.
제5도는 본 발명에 따른 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치에서 입체 재생 공간이 수직 방향으로 분할된 합체 사진 방식의 일 실시예를 나타낸 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
300:입체 화상 표시 장치 310:제1 액정 패널
320:제2 액정 패널 330:하프 거울
340:제1 마이크로렌즈 배열판 350:제2 마이크로렌즈 배열판
360:투명 윈도우
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치는 입체 영상을 나타내기 위하여 서로 직각으로 배치된 제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자와;
상기 제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자의 전면에 각각 형성된 제1 마이크로렌즈 배열판 및 제2 마이크로렌즈 배열판과;
상기 제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자의 사이에 45도의 기울기로 형성된 하프 거울을 포함하는 점을 그 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자는 액정 패널로 이루어진 점을 그 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 화상 표시 소자와 마주보며 평행이 되도록 배치된 투명윈도우를 더 포함하는 점을 그 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명에 따른 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도3을 참조하면, 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치(300)는 제1 액정 패널(310)과 제2 액정 패널(320)이 서로 직각으로 배치되어 있으며 이들 사이에는 영상을 합치기 위한 하프 거울(330)이 설치되어 있다.
따라서 상기 하프 거울(330)에 의하여 관찰자의 눈에는 마치 상기 제1 액정패널(310)과 제2 액정 패널(320)이 상기 제1 액정 패널(310)의 위치에 겹쳐져 있는 것처럼 보인다.
상기 제1 액정 패널과 제2 액정 패널의 윗면에는 각각 제1 마이크로렌즈 배열판(340) 및 제2 마이크로렌즈 배열판(350)이 배치되어 있다.
상기 입체 화상 표시 장치(300)의 전면에 부착된 투명 윈도우(360)는 시스템의 내부를 보호하도록 부착되어 있다. 한편 관찰자는 특별한 안경을 착용하지 않고 상기 제1 및 제2 액정 패널과 상기 제1 및 제2 마이크로렌즈 배열판에 의하여 만들어진 입체 영상을 감상한다.
제4도는 본 발명에 따른 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치에서 입체 재생 공간이 Z방향으로 분할된 합체 사진 방식의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도4를 참조하면, 입체 화상이 표시되는 입체 공간을 번갈아 Z 방향으로 2개의 영역으로 세분된다.
즉, 입체 영상이 재생되는 영역을 Z 방향(시선 방향)으로 번갈아 An(n:1,2,3,...)영역들과 Bn(n:1,2,3,...)영역들로 세분된다.
여기서 An영역들에만 재생되는 입체 영상 신호를 고려하여 상기 제1 액정 패널(또는 제2 액정 패널)에 표시되어야 할 영상을 제작하여 표시한다.
물론 상기 제1 액정 패널(또는 제2 액정 패널)에 의하여는 Bn영역들에는 영상이 결상되지 않도록 상기 제1 액정 패널(또는 제2 액정 패널)에 표시되는 영상을 제어한다.
그리고, Bn영역들에만 재생되는 입체 영상 신호를 고려하여 상기 제2 액정 패널(또는 제1 액정 패널)에 표시되어야 할 영상을 제작하여 표시한다. 물론 상기 제2 액정 패널(또는 제1 액정 패널)에 의하여는 An영역들에는 영상이 결상되지 않도록 상기 제2 액정 패널(또는 제1 액정 패널)에 표시되는 영상을 제어한다.
이러한 공간 추출(sampling)된 입체 게임 영상은 컴퓨터를 이용하여 합성하여 제작될 수 있다.
제5도는 본 발명에 따른 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치에서 입체 재생 공간이 수직 방향으로 분할된 합체 사진 방식의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
이때에도 도4에서의 상기 Z방향 분할 방식에서 설명한 바와 마찬가지로 상기 제1 액정 패널(또는 제2 액정 패널)에는 An영역들에만 재생되는 입체 영상 신호를 고려하여 영상을 제작하여 상기 제1 액정 패널(또는 제2 액정 패널)에 표시한다.
물론 상기 제1 액정 패널(또는 제2 액정 패널)에 의하여는 Bn영역들에는 영상이 결상되지 않도록 상기 제1 액정 패널(또는 제2 액정 패널)에 표시되는 영상을 제어한다.
그리고, 상기 제2 액정 패널(또는 제1 액정 패널)에는 Bn영역들에만 재생되는 입체 영상 신호를 고려하여 영상을 제작하여 상기 제2 액정 패널(또는 제1 액정 패널)에 표시한다.
물론, 상기 제2 액정 패널(또는 제1 액정 패널)에 의하여는 An영역들에는 영상이 결상되지 않도록 상기 제2 액정 패널(또는 제1 액정 패널)에 표시되는 영상을 제어한다.
물론 이러한 공간 추출된 입체 게임 영상은 컴퓨터를 이용하여 합성하여 제작될 수 있다. 이처럼 도4와 도5에서와 같이 공간 분할하여 영상 처리를 하고 하프 거울을 이용하여 이를 합성하여 관찰함으로써 공간 해상도가 개선된 입체 영상을 감상할 수 있다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치는 2매의 마이크로렌즈 배열판 및 두개의 액정 패널을 이용하여 공간 해상도를 개선하여 입체 화질을 향상시켰다.

Claims (3)

  1. 입체 영상을 나타내기 위하여 서로 직각으로 배치된 제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자와;
    상기 제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자의 전면에 각각 형성된 제1 마이크로렌즈 배열판 및 제2 마이크로렌즈 배열판과;
    상기 제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자의 사이에 45도의 기울기로 형성된 하프 거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 화상 표시 소자 및 제2 화상 표시 소자는 액정 패널로 이루어진 것을 특징으로 하는 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 화상 표시 소자와 마주보며 평행이 되도록 배치된 투명윈도우를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치.
KR1020010012397A 2001-03-10 2001-03-10 합체 사진 방식의 입체 화상 표시 장치 KR20020072428A (ko)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100741151B1 (ko) * 2003-08-25 2007-07-20 가부시키가이샤 엔.티.티.도코모 간섭줄무늬 기록 장치 및 입체 화상 표시 시스템
US9709816B2 (en) 2014-07-21 2017-07-18 Korea Institute Of Science And Technology Image display apparatus using transflective electro-optic device
KR20200032895A (ko) * 2018-09-19 2020-03-27 주식회사 케이티 하프 미러를 이용한 원통형 공간 영상 투영 장치

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