KR20020088016A - 홀로그램 입체 영상 재생장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 홀로그램 입체영상 재생장치에 관한 것이다. 본 발명은 광원에 의해 재생하고자 하는 입체 영상이 기록되어 있는 홀로그램 영상원으로부터 실상의 홀로그램 입체 영상이 재생되어 확산판 스크린에 투영된다. 확산판 스크린을 투과하여 산란되는 빛에 의한 영상은 반사 거울과 투명 유리창을 통하여 공간상에 입체 영상으로서 결상되어 재생된다.
또한 본 발명은 홀로그램 입체영상의 해상도와 입체감이 더욱 향상된 느낌을 주도록 하기위하여 2차원 평면 영상을 홀로그램 입체영상과 공간에서 결합시켜 향상된 화질을 갖는 입체영상을 재생할 수 있는 평면영상원을 더 포함한다. 본 발명의 입체 영상 재생 장치는 홀로그램 영상원에 기록된 홀로그램 입체영상과 동기화되어 기록된 2차원 평면 영상이 평면 영상원으로부터 재생되고, 이들 두가지의 홀로그램 실상의 입체영상과 2차원 평면영상이 함께 확산판 스크린에 투영되어 일치된다. 확산판 스크린을 투과하여 산란되는 빛에 의한 홀로그램 입체영상과 2차원 평면영상은 반사거울과 투명 유리창을 통하여 공간상에 함께 결상되어 해상도와 입체감이 향상된 입체영상이 재생된다. 본 발명의 입체영상 재생 장치는 모두 확대된 영상의 입체감을 최대로 크게 느끼게 해주며, 대형 및 소형으로 구성할 수 있다.
Description
본 발명은 홀로그램 입체영상 재생장치에 관한 것으로 , 홀로그램 영상을 허상이 아닌 실상의 홀로그램 영상으로 확대 재생할 수 있는 홀로그램 입체 영상 재생 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 홀로그램 영상원으로부터 얻어진 실상의 홀로그램 입체영상 만을 이용하여 확산판 스크린과 반사거울 그리고 투명유리창을 통하여 확대된 홀로그램 입체영상을 공간상에서 볼 수 있게 하는 재생장치와 홀로그램 입체영상의 해상도와 입체감이 더욱 향상된 느낌을 주도록 하기 위하여 홀로그램 영상원 외에 2차원 평면 영상원을 추가로 장치하여 홀로그램 영상원으로 부터 얻어진 실상의 홀로그램 입체영상과 2차원 평면 영상원으로 부터 얻어진 평면영상을 함께 이용하여 확산판 스크린과 반사거울 그리고 투명유리창을 통하여 확대된 홀로그램 입체영상과 2차원 평면영상을 공간상에서 결합시켜 결과적으로 향상된 화질을 갖는 입체영상을 재생하도록 구성된 평면영상결합 홀로그램 입체영상 재생장치에 관한 것이다.
인터넷의 빠른 보급과 무선이동통신 기술의 발달에 따라 입체 동영상 재생 기술을 필요로 하는 분야가 급증하고 있다. 또한 앞으로 입체영상 TV를 중심으로 한 입체영상 재생장치에 대한 수요는 대단히 크다고 할 수 있다. 인터넷 분야에 있어서는 전자상거래에서, 광고분야에 있어서는 컴퓨터 모니터 상에 입체영상을 필요로 하고 있으며, 그리고 무선이동통신 분야에서는 휴대폰 단말기에 입체영상의 재생을 요구하고 있다. 이러한 요구뿐만 아니라 안방에서 TV 홈쇼핑 및 영화관람 등 입체영상 TV는 대단히 중요한 위치를 차지할 것이며, 게임기 분야 혹은 입체영상 전시관 혹은 대형 광고판에 이르기까지 그 응용분야는 실로 크다고 할 수 있다.
입체영상을 기록하고 재생할 수 있는 기술 중에서 현재 많은 관심을 집중하고 있는 홀로그래피 기술은 이러한 분야에 가장 효과적으로 이용할 수 있는 기술임에도 불구하고 아직까지 홀로그램을 재현하고 이를 감상할 수 있게 하는 효과적인 디스플레이 기술과 투사장치를 사용한 효과적인 관측 방법이 구현되지 않아 실용화된 상품이 없는 실정이다. 현재 유통되고 있는 홀로그래피 기술은 홀로그램 스티커 또는 전시용으로 전시관과 박물관 등에 설치되어있는 대형 홀로그램이 그 대표적인 활용 예에 그치고 있다.
통상의 홀로그래피 입체영상 기술은 대형 홀로그램 필름에 레이저를 이용하여 홀로그램을 기록한 후에 기록시에 사용한 것과 동일한 파장의 레이저 혹은 백색광원을 홀로그램 필름에 비추어 관측자가 그로부터 일정한 거리에서 홀로그램 필름 안쪽에 재생된 허상의 홀로그램 입체영상을 관측하는 것이었다. 홀로그램에 기록되어 있는 영상은 재생할 때 사용하는 광원의 투사 방향에 따라 허상의 영상과 실상의 영상을 얻을 수 있다. 허상은 관측자의 입장에서 볼 때 홀로그램을 마주 한 채로 바라보아야 관측할 수 있으며, 홀로그램 필름 안쪽에 재생된 입체영상을 관측자가 볼 수 있는 것이다. 이때 관측자는 제작된 홀로그램 크기만큼의 입체영상만을 관측할 수 있었기 때문에 큰 입체 영상을 관측하려면 홀로그램의 크기도 크게 제작하여야 한다. 따라서 홀로그램의 크기에 비례하여 관측할 수 있는 입체영상의 크기도 제한된다. 다시 말하면, 대형 홀로그램 입체영상을 관측하려면 대형의 홀로그램을 제작하여야 하며 일반적으로 홀로그램 입체영상을 감상하였다면 허상을 감상한 것이라고 할 수 있다. 반면에 실상의 홀로그램은 홀로그램 필름 내에 재생되는 것이 아니라 홀로그램 밖으로 나와 공간상으로 진행하며 스크린에 결상하여 볼 수 있는 영상을 뜻한다. 그러나 이러한 실상의 홀로그램은 입체영상 정보를 가지고 있음에도 불구하고 스크린에 결상된 영상이 3차원 영상으로 보이지 않고 2차원의 평면영상으로 관측되어 중요성이 인식되지 못하였으며 재생방식과 투사장치에 관한 관심이 부족하여 활용되지 못하고 있는 형편이다.
홀로그래피 기술을 이용한 입체영상 기술 외에 컴퓨터그래픽과 같은 평면영상을 이용한 스테레오스코픽 입체영상 재생장치 혹은 소프트웨어적인 기법을 동원하여 2차원 평면영상을 이용하여 모방입체영상으로 변환시키는 재생장치의 기술이 발달하고 있으나 아직까지 많은 문제점을 노출하고 있으며 이를 개선하기 위한 많은 연구가 진행되고 있는 중이다.
그러므로, 본 발명은 상술한 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 홀로그램 영상원에 기록된 홀로그램 영상을 실상으로 재생하여 다수의 관측자가 넓은 범위에서 동시에 입체영상을 관측할 수 있으며 홀로그램 영상원으로부터 재생되어 관측되는 홀로그램 입체영상의 크기를 임의로 조절할 수 있도록 한 홀로그램 입체 영상 재생 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 홀로그램 영상원에서 재생되어 얻어진 실상의 홀로그램 만을 이용하지 않고, 2차원 평면 영상원을 함께 장착하여 2차원 평면 영상원으로 부터 얻어진 평면영상과 홀로그램 영상원으로 부터 얻어진 실상의 홀로그램 입체영상을 동시에 이용하는 것으로 이들 평면영상과 홀로그램 입체영상을 광학적인 방법으로 공간상에서 결합시킴으로써 더욱 뛰어난 화질을 얻을 수 있는 평면영상결합 홀로그램 입체영상 재생장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 응용관점에서 또 다른 목적은 홀로그램 입체영상 TV, 전시관용 홀로그램 입체영상 투사장치, 입체 게임기, 대형 홀로그램 입체광고판, 무선이동통신 단말기 그리고 인터넷 전자상거래 및 광고를 위하여 컴퓨터 모니터 상에 홀로그램 입체영상을 재생하는 데 사용되는 홀로그램 입체영상 재생장치 및 평면영상결합 홀로그램 입체영상 재생장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따라서 구성된 제 1 실시예의 반사형 홀로그램 입체 영상 재생 장치의 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따라서 구성된 제 2 실시예의 반사형 홀로그램 입체 영상 재생 장치의 블록 구성도,
도 3은 본 발명에 따라서 구성된 제 3 실시예의 투과형 홀로그램 입체 영상 재생 장치의 블록 구성도,
도 4는 본 발명에 따라서 구성된 제 4 실시예의 투과형 홀로그램 입체 영상 재생 장치의 블록 구성도,
도 5는 본 발명에 따라서 구성된 제 5 실시예의 평면영상결합 반사형 홀로그램 입체 영상 재생 장치의 블록 구성도,
도 6은 본 발명에 따라서 구성된 제 6 실시예의 평면영상결합 반사형 홀로그램 입체 영상 재생장치의 블록 구성도,
도 7은 본 발명에 따라서 구성된 제 7 실시예의 평면영상결합 투과형 홀로그램 입체 영상 재생 장치의 블록 구성도,
도 8은 본 발명에 따라서 구성된 제 8 실시예의 투과형 평면영상결합 홀로그램 입체 영상 재생장치의 블록 구성도,
도 9는 본 발명에 따라서 구성된 제 1 및 제 2 실시예의 반사형 홀로그램 입체 영상 재생 장치와 제 5 및 제 6 실시예의 평면영상결합 반사형 홀로그램 입체 영상 재생 장치의 홀로그램 영상원인 홀로그램 집적회로 칩의 상세 블록 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전원 공급 장치 20 : 광원
50, 52 : 홀로그램 영상원 60 : 확산판 스크린
70, 80 : 반사 거울 90 : 투명 유리창
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 반사형홀로그램 입체 영상 재생 장치는: 단색 입체영상을 재생할 수 있는 모든 단색광원 즉 단색 발생 기체 레이저, 단색발생 고체 레이저, 단색발생 다이오드 레이저 및 발광다이오드와 같은 모든 단색광원 그리고 컬러 입체 영상을 재생하기 위한 텅스텐 할로겐램프와 같은 모든 종류의 백색광원 및 백색광 레이저, 그리고 적색, 녹색, 청색의 빛을 각각 발생하는 상기의 모든 단색광원의 조합으로 이루어진 광원; 재생하고자 하는 입체 영상이 기록되어 있으며, 상기 광원으로부터 제공된 광빔이 반사 됨으로써 상기 기록된 입체 영상이 확대 재생되어 실상의 입체 영상으로서 공간상에 투사되는 광 반사형 홀로그램 영상원; 재생하고자 하는 입체영상이 기록된 것이 아니라 실시간으로 홀로그램 영상원으로 들어오는 2차원의 영상을 3차원의 홀로그램 영상으로 변환하는 광 반사형 반도체 집적회로칩 형태의 홀로그램 영상원; 상기 광 반사형 홀로그램 영상원으로부터 재생되는 실상의 입체영상이 투영되는 확산판 스크린 및 홀로그래픽 확산판; 상기 확산판 스크린 또는 홀로그래픽 확산판을 투과하여 산란되는 빛에 의한 영상을 관측 가능한 위치에 반사시키는 평면거울 또는 오목거울 그리고 홀로그래픽 오목거울과 같은 반사 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 투과형 홀로그램 입체영상 재생장치는: 단색 입체영상을 재생할 수 있는 모든 단색광원 즉 단색 발생 기체 레이저, 단색발생 고체 레이저, 단색발생 다이오드 레이저 및 발광다이오드와 같은 모든 단색광원 그리고 컬러 입체 영상을 재생하기 위한 텅스텐 할로겐램프와 같은 모든 종류의 백색광원 및 백색광 레이저, 그리고 적색, 녹색, 청색의 빛을 각각 발생하는 상기의 모든 단색광원의 조합으로 이루어진 광원; 재생하고자 하는 입체 영상이 기록되어 있으며, 상기 광원으로부터 제공된 광빔이 투과 됨으로써 상기 기록된 입체 영상이 확대 재생되어 실상의 입체 영상으로서 공간상에 투사되는 광 투과형 홀로그램 영상원; 상기 광 투과형 홀로그램 영상원으로부터 재생되는 실상의 입체영상이 투영되는 확산판 스크린 및 홀로그래픽 확산판; 상기 확산판 스크린 또는 홀로그래픽 확산판을 투과하여 산란되는 빛에 의한 영상을 관측 가능한 위치에 반사시키는 평면거울 또는 오목거울 그리고 홀로그래픽 오목거울과 같은 반사 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따르면, 반사형 평면영상결합 홀로그램 입체영상 재생장치는: 단색 입체영상을 재생할 수 있는 모든 단색광원 즉 단색 발생 기체 레이저, 단색발생 고체 레이저, 단색발생 다이오드 레이저 및 발광다이오드와 같은 모든 단색광원 그리고 컬러 입체 영상을 재생하기 위한 텅스텐 할로겐램프와 같은 모든 종류의 백색광원 및 백색광 레이저, 그리고 적색, 녹색, 청색의 빛을 각각 발생하는 상기의 모든 단색광원의 조합으로 이루어진 광원; 재생하고자 하는 입체 영상이 기록되어 있으며, 상기 광원으로부터 제공된 광빔이 반사됨으로써 상기 기록된 입체 영상이 확대 재생되어 실상의 입체 영상으로서 공간상에 투사되는 광 반사형 홀로그램 영상원; 재생하고자 하는 입체영상이 기록된 것이 아니라 실시간으로 홀로그램 영상원으로 들어오는 2차원의 영상을 3차원의 홀로그램 영상으로 변환하는 광 반사형 반도체 집적회로칩 형태의 홀로그램 영상원; 상기 광 반사형 홀로그램 영상원에서 재생되는 실상의 홀로그램 입체영상과 함께 공간상에서 결합하여 입체감과 해상도를 향상시킬 수 있도록 평면영상을 제공하는 평면영상원; 상기 광 반사형 홀로그램 영상원으로 부터 재생되는 실상의 홀로그램 입체영상과 상기 평면영상원으로 부터 재생되는 평면영상이 함께 투영되는 확산판 스크린 및 홀로그래픽 확산판; 상기 확산판 스크린 또는 홀로그래픽 확산판을 투과하여 산란되는 빛에 의한 홀로그램 입체영상과 평면영상을 관측 가능한 위치에 결합되도록 반사시키는 평면거울 또는 오목거울 그리고 홀로그래픽 오목거울과 같은 반사 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따르면, 투과형 평면영상결합 홀로그램 입체영상 재생장치는: 단색 입체영상을 재생할 수 있는 모든 단색광원 즉 단색 발생 기체 레이저, 단색발생 고체 레이저, 단색발생 다이오드 레이저 및 발광다이오드와 같은 모든 단색광원 그리고 컬러 입체 영상을 재생하기 위한 텅스텐 할로겐램프와 같은 모든 종류의 백색광원 및 백색광 레이저, 그리고 적색, 녹색, 청색의 빛을 각각 발생하는 상기의 모든 단색광원의 조합으로 이루어진 광원; 재생하고자 하는 입체 영상이 기록되어 있으며, 상기 광원으로부터 제공된 광빔이 투과됨으로써 상기 기록된 입체 영상이 확대 재생되어 실상의 입체 영상으로서 공간상에 투사되는 광 투과형 홀로그램 영상원; 상기 광 투과형 홀로그램 영상원에서 재생되는 실상의 홀로그램 입체영상과 함께 공간상에서 결합하여 입체감과 해상도를 향상시킬 수 있도록 평면영상을 제공하는 평면영상원; 상기 광 투과형 홀로그램 영상원으로 부터 재생되는 실상의 홀로그램 입체영상과 상기 평면영상원으로 부터 재생되는 평면영상이 함께 투영되는 확산판 스크린 및 홀로그래픽확산판; 상기 확산판 스크린 또는 홀로그래픽 확산판을 투과하여 산란되는 빛에 의한 홀로그램 입체영상과 평면영상을 관측 가능한 위치에 결합되도록 반사시키는 평면거울 또는 오목거울 그리고 홀로그래픽 오목거울과 같은 반사 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 동작을 상세하게 설명한다.
본 발명은 홀로그램으로부터 재생되는 허상뿐만 아니라 실상에도 3차원의 영상 정보가 포함되어 있다는 점에 착안하여 실상의 홀로그램에 숨겨져 있던 입체영상을 확대 재생하고, 재생된 상을 효과적으로 관측할 수 있게 하는 투사장치와 관련되어 있다.
도 1 및 도 2는 각기 소형의 반사형 홀로그램으로부터 확대되어 확산판 스크린에 투사된 홀로그램 실상을 투명 유리창을 통하여 재생되는 입체영상을 관측할 수 있도록 구성한 장치의 제 1 및 제 2 실시예를 도시한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀로그램 입체 영상 재생 장치는 하우징(100)과, 하우징(100) 내에 배치되어 있는 전원 공급 장치(10), 광원(20), 반사형 홀로그램 필름(50), 확산판 스크린(60), 평면형 반사 거울(70) 및 투명 유리창(90)을 포함한다.
광원(20)은 전원 공급 장치(10)로부터 제공되는 전원에 따라 물체의 원래의 단색 입체영상 재생을 위한 모든 단색광원, 즉 단색 발생 기체 레이저, 단색발생 고체 레이저, 단색발생 다이오드 레이저 및 발광다이오드와 같은 모든 단색광원;그리고 컬러 입체 영상을 재생하기 위한 텅스텐 할로겐램프, 제논램프, 수은램프, 네온램프와 같은 모든 종류의 백색광원 및 백색광 레이저; 그리고 적색, 녹색, 청색의 빛을 각각 발생하는 상기의 모든 단색광원의 조합으로 이루어진 광원을 포함한다. 광원(20)으로부터 발생된 빔은 빔 각도 조정용의 소형 반사(또는 평면) 거울(32)에서 반사됨으로써 그 진행 방향이 바뀌어 반사형 홀로그램 필름(50)으로 입사된다.
영상원으로서의 반사형 홀로그램 필름(50)은 재생하고자 하는 이미지가 기록되어 있으며, 반사 거울(32)로부터 입사된 빔을 반사시킴으로써, 홀로그램 필름(50)에 기록된 입체 영상이 재생되어 공간으로 투사된다. 공간으로 투사되는 입체 영상은 실상의 3차원 정보를 갖는 홀로그램 영상으로서 확산판 스크린(60)에 투영된다.
확산판 스크린(60)은 홀로그램 필름(50)으로부터 반사하여 공간으로 전송된 실상의 홀로그램 입체영상이 투영되어 입체 영상 정보를 시각적으로 표출시키는 디스플레이 패널로서, 반투명 재질의 스크린으로 구성된다. 재질 측면에서, 확산판 스크린(60)은 홀로그래픽 방법으로 제작된 홀로그래픽 스크린을 사용할 수도 있는데, 이 경우 홀로그램 실상의 관측 가능한 시야각을 약 180°정도로 넓게 함과 동시에 입체영상의 밝기를 더욱 향상시킬 수 있다.
확산판 스크린(60)에 결상된 실상의 홀로그램 입체 영상은 관측 각도를 넓히기 위하여 사용된 대형의 평면형 반사 거울(70)에 의해 다시 진행 방향이 바뀌어 투명 유리창(90)을 통하여 관측자에게 제공된다. 대형의 반사 거울(70)은 확산판스크린(60)에 결상된 투과 영상에 숨겨져 있던 3차원 영상의 특징을 더욱 뚜렷하게 하여 완벽한 입체영상을 재생하며, 투명 유리창(90)은 입체 영상의 관측 범위를 정해줌으로써, 관측자는 투명 유리창(90)의 상하좌우 네변에 의해 공간상에 존재하는 입체 영상을 스크린상에 존재하는 영상으로 느낄 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따라 확산판 스크린(60)에 투영된 홀로그램의 실상을 평면 거울(70)과 투명 유리창(90)의 조합을 사용하여 입체감을 향상시키고 관측 범위가 넓어 다수의 사람이 동시에 입체영상을 감상할 수 있고, 확산판 스크린(60)에 투영된 홀로그램의 실상을 거울과 투명 유리창(90)의 조합을 사용하여 공간상에 입체영상을 결상시켜 마치 허공에 입체영상이 재생된 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 관측자(200)에게 관측되는 입체 영상의 크기는 홀로그램 영상원(50)과 확산판 스크린(60) 사이의 거리를 조절함으로써 조절될 수 있다.
이제, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따라서 구성된 홀로그램 재생 장치의 제 2 실시예가 도시된다. 도 2에 도시된 본 발명의 제 2 실시예는 도 1의 제 1 실시예에서 사용된 평면형 반사 거울 대신 오목형 반사 거울을 사용한 것을 제외하고는 제 1 실시예와 동일하므로, 도 1과 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그램 입체 영상 재생 장치는 하우징(100)과, 하우징(100) 내에 배치되어 있는 전원 공급 장치(10), 광원(20), 반사형 홀로그램 필름(50), 확산판 스크린(60), 오목형 반사거울(80) 및 투명 유리창(90)을 포함한다.
그 동작에 있어서, 광원(20)으로부터 발생된 빔은 영상원으로서의 반사형 홀로그램 필름(50)으로 입사되며, 그에 따라 홀로그램 필름(50)에 기록된 영상이 재생되어 공간으로 투사된다. 공간으로 투사되는 입체 영상은 실상의 홀로그램 입체 영상으로서 확산판 스크린(60)상에 투영된다.
확산판 스크린(60)에 투영된 실상의 입체영상은 입체영상 장치의 크기를 줄이기 위해 사용된 평면의 반사거울(36)에 의해 진행방향이 바뀌어 오목형 반사 거울(80)에 입사되고, 투명 유리창(90)을 통하여 관측자(200)에게 제공된다.
본 발명에 있어서, 홀로그램 필름(50)으로부터 오목 거울(80)까지의 거리를 오목거울(80)의 초점거리의 두 배가 되도록 하면 광선의 진행방향을 따라 오목거울(80)의 초점거리의 두 배 거리에서 확산판 스크린(60)에 투영된 입체영상의 실상이 허공에 맺히게 되고, 관측자(200)는 허공에 떠있는 입체영상을 관측하게 된다.
도 3 및 도 4는 각각의 도 1 및 도 2의 실시예에서 사용된 반사형 홀로그램 대신 투과형 홀로그램 필름을 사용한 것을 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 관한 상세한 설명은 생략된다.
먼저, 도 3에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 홀로그램 입체 영상 재생 장치는 하우징(100)과, 하우징(100) 내에 배치되어 있는 전원 공급 장치(10), 광원(20), 투과형 홀로그램 필름(52), 확산판 스크린(60), 평면형 반사 거울(70) 및 투명 유리창(90)을 포함한다.
광원(20)은 단색 입체영상 재생을 위한 모든 단색광원 즉 단색 발생 기체 레이저, 단색발생 고체 레이저, 단색발생 다이오드 레이저 및 발광다이오드와 같은 모든 단색광원 그리고 컬러 입체 영상을 재생하기 위한 텅스텐 할로겐램프, 제논램프, 수은램프, 네온램프와 같은 모든 종류의 백색광원 및 백색광 레이저, 그리고 적색, 녹색, 청색의 빛을 각각 발생하는 상기의 모든 단색광원의 조합으로 이루어진 광원을 포함한다. 이 때, 광원(20)으로부터 발생된 빔은 각도 조정용 제 1 반사(또는 평면) 거울(32)에서 반사되어 투사형 홀로그램 필름(52)으로 투사된다.
제 1 반사 거울(32)로부터 입사된 빔은 재생원으로서의 투과형 홀로그램 필름(52)을 통하여 투사됨으로써, 홀로그램 필름(52)에 기록된 입체 영상이 재생되어 공간으로 투사된다. 이 때, 공간으로 투사되는 입체 영상은 실상의 홀로그램 입체 영상으로서 확산판 스크린(60)에 투영된다.
확산판 스크린(60)에 투영된 실상의 홀로그램 입체 영상은 관측 각도를 넓히기 위하여 사용된 대형의 평면 반사 거울(70)에 의해 다시 진행 방향이 바뀌어 투명 유리창(90)을 통하여 관측자(200)에게 제공된다.
도 4는 본 발명에 따른 홀로그램 입체 영상 재생 장치의 제 4 실시예를 도시한다. 도 4에 도시된 홀로그램 입체 영상 재생 장치는 하우징(100)과, 하우징(100) 내에 배치되어 있는 전원 공급 장치(10), 광원(20), 투과형 홀로그램 필름(52), 확산판 스크린(60), 오목형 반사 거울(80) 및 투명 유리창(90)을 포함한다.
그 동작에 있어서, 광원(20)에서 발생된 빛은 각각의 반사 거울(32, 34)에 의해 순차적으로 방향이 바뀌어 투과형 홀로그램 필름(52)에 입사된다. 이 때 홀로그램 필름(52)을 투과하여 재생되는 홀로그램 실상의 입체 영상은 공간으로 전송되어 홀로그램 필름(52)의 전면에 있는 확산판 스크린(60)에 투영된다.
확산판 스크린(60)에 투영된 실상의 입체영상은 반사 거울(36)에 의해 진행방향이 바뀌어 오목 거울(80)에 입사되고, 입체영상 관측 범위를 정해주는 투명 유리창(90)을 통하여 3차원의 입체 영상이 관측자(200)에게 제공된다.
도 1 내지 도 4와 관련하여 예시되고 설명된 제 1 내지 제 4 실시예는 홀로그램을 사용한 입체영상 재생장치에 대해서 기술되었다. 본 발명은 홀로그램 입체영상 재생장치의 입체감과 아울러 해상도를 더욱 향상시키기 위한 방법으로 홀로그램 영상원외에 2차원 평면 영상원을 함께 사용하여 홀로그램 영상원으로부터 얻어진 홀로그램 입체영상과 평면 영상원으로부터 얻어진 평면영상을 공간상에서 결합시킬 수 있는 평면영상결합된 홀로그램 입체영상 재생장치를 고려 할 수 있다. 단, 여기에서 홀로그램 입체영상과 평면영상의 두 영상을 공간상에서 동일하게 일치시키는 것이 매우 중요하다. 이때 두 영상의 주된 역할을 구분하여 본다면, 홀로그램 영상은 입체감을 더욱 크게 하여주고, 평면영상은 홀로그램 입체영상의 해상도를 더욱 높여주는 역할을 한다고 말할 수 있다. 여기에 더하여, 평면영상 결합된 홀로그램 입체영상에서는 평면영상이 더하여지는 영향으로 영상의 밝기가 더욱 밝아지므로 홀로그램 광원의 전력을 더욱 줄일 수 있는 효과가 있다.
평면영상 결합된 홀로그램 입체영상 재생장치에 있어서 평면 영상원에서 얻어지는 평면영상은 홀로그램 영상원으로부터 얻어지는 홀로그램 입체영상과 확산판 스크린에서 결합되어 입체감에 손상을 주지 않는 범위에서 일치감을 갖도록 해야하는데, 이렇게 하기 위해서는 평면 영상원에서 얻어진 평면영상이 확산판 스크린에 투영될 때 홀로그램 영상원으로부터 재생되는 홀로그램 입체영상의 원근투영영상, 즉 홀로그램 입체영상이 확산판 스크린에 투영된 영상과 모든 좌표점에서 일치되어야 한다. 이러한 결과를 얻기 위한 가장 효과적인 영상 기록 방법은 입체영상 재생장치에서 재생하고자 하는 영상에 해당하는 물체를 광 분할기를 사용하여 직각으로 두 개의 물체정보로 나누어 하나는 홀로그램 영상원에 기록하고 또 다른 하나는 도시안된 CCD 카메라로 촬영하여 원근투영법을 사용하여 3차원 좌표를 갖는 컴퓨터그래픽 평면영상으로 변환하여 평면 영상원으로 보내지게 된다. 이렇게 광 분할기를 사용하여 직각으로 두 개의 영상으로 나누어 기록하게 되면 동일한 방향에서 바라본 두 개의 영상을 얻을 수 있으며, 따라서 재생시에 홀로그램 영상원에서 재생되는 실상의 홀로그램 입체영상과 평면 영상원으로부터 재생되는 3차원 좌표를 갖는 컴퓨터그래픽 평면영상이 확산판 스크린에서 결합하여 모든 좌표점에서 일치되는 결과를 얻을 수 있다.
또한 실물을 투사하는 대신 컴퓨터 게임이나 만화 영화등에서와 같이 컴퓨터를 이용하여 생성시킨 애니매이션 영상을 3차원으로 구현하고자 하는 경우에도 위에서와 동일한 방법을 사용하여 입체영상을 투사할 수 있다. 즉, 애니매이션 영상에 대해서도 홀로그램 영상원을 이용하여 3차원 홀로그램 애니메이션 입체영상을 기록 및 재생하고, 홀로그램 영상원으로부터 재생되는 홀로그램 애니메이션 입체영상의 원근투영영상, 즉 홀로그램 애니매이션 입체영상이 확산판 스크린에 투영된 영상과 모든 좌표점에서 일치되는 애니매이션 평면영상을 평면 영상원으로부터 생성시켜서, 동일한 방향에서 바라본 두 개의 영상을 얻을 수 있다. 따라서, 재생시에는 홀로그램 영상원에서 재생되는 실상의 애니매이션 홀로그램 입체영상과 평면 영상원으로부터 재생되는 3차원 좌표를 갖는 컴퓨터그래픽 애니매이션 평면영상이 확산판 스크린에서 결합되어 모든 좌표점에서 일치되는 결과가 얻어지도록 할 수 있다.
이제 이렇게 확산판 스크린에서 결합된 두 개의 영상은 도 1과 도 4에서 제시한 반사형 거울과 투명스크린으로 이루어진 재생장치를 사용하여 공간상에서 함께 결합하여 훌륭한 입체감과 해상도가 뛰어난 입체영상을 재현할 수 있다. 한편, 평면 영상원은 기존에 상품화 되어 시판되고 있는 어떠한 형태의 표시장치를 포함한다. 본 발명에서 사용되는 표시장치는, 예를 들면, 기존의 CRT 스크린, 액정 표시장치, 플라즈마 표시장치, EL 표시장치를 포함한다.
도 5 및 도 6은 각기 본 발명에 따른 소형의 반사형 홀로그램으로부터 확대되어 확산판 스크린에 투사된 홀로그램 실상과 평면 영상원으로부터 재생되어 확산판 스크린에 투사된 평면영상을 공간상에서 결합하여 투명 유리창을 통하여 재생되는 입체영상을 관측할 수 있도록 구성한 반사형 평면영상 결합 홀로그램 입체영상 재생장치의 제 5 및 제 6 실시예를 도시한다. 또한 도 7 및 도 8은 각기 본 발명에 따른 소형의 투과형 홀로그램으로부터 확대되어 확산판 스크린에 투사된 홀로그램 실상과 평면 영상원으로부터 재생되어 확산판 스크린에 투사된 평면영상을 공간상에서 결합하여 투명 유리창을 통하여 재생되는 입체영상을 관측할 수 있도록 구성한 투과형 평면영상 결합 홀로그램 입체영상 재생장치의 제 7 및 제 8 실시예를 도시한다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 평면영상 결합 반사형 홀로그램 입체 영상 재생 장치는 하우징(100)과, 하우징(100) 내에 배치되어 있는 전원 공급 장치(10), 광원(20), 평면 영상원(40), 볼록렌즈(41), 반사형 홀로그램 필름(50), 확산판 스크린(60), 평면형 반사 거울(70) 및 투명 유리창(90)을 포함한다.
광원(20)은 전원 공급 장치(10)로부터 제공되는 전원에 따라 물체의 원래의 단색 입체영상 재생을 위한 모든 단색광원, 즉 단색 발생 기체 레이저, 단색발생 고체 레이저, 단색발생 다이오드 레이저 및 발광다이오드와 같은 모든 단색광원 그리고 컬러 입체 영상을 재생하기 위한 텅스텐 할로겐 램프, 제논 램프, 수은 램프, 네온 램프와 같은 모든 종류의 백색광원 및 백색광 레이저, 그리고 적색, 녹색, 청색의 빛을 각각 발생하는 상기의 모든 단색광원의 조합으로 이루어진 광원을 포함한다. 광원(20)으로부터 발생된 빔은 빔 각도 조정용의 소형 반사(또는 평면) 거울(32)에서 반사됨으로써 그 진행 방향이 바뀌어 반사형 홀로그램 필름(50)으로 입사된다.
반사형 홀로그램 필름(50)은 재생하고자 하는 홀로그램 입체영상이 기록되어 있으며, 반사 거울(32)로부터 입사된 빔을 반사시킴으로써, 홀로그램 필름(50)에 기록된 입체 영상이 재생되어 공간으로 투사된다. 공간으로 투사되는 입체 영상은 실상의 3차원 정보를 갖는 홀로그램 영상으로서 확산판 스크린(60)에 투영된다.
한편, 평면 영상원(40)은 CRT 스크린, 액정 표시장치, 플라즈마 표시장치,EL 표시장치를 포함하며, 반사형 홀로그램 필름(50)에 기록된 영상과 동기가 맞게 기록된 영상을 가지고 있다. 재생시, 평면 영상원(40)은 재생되는 반사형 홀로그램 필름(50)으로부터 재생되는 홀로그램 영상과 동기화되어 재생되고, 이러한 평면 영상원(40)으로 부터 재생되고 있는 평면영상은 볼록렌즈(41)를 통하여 확대되어 확산판 스크린(60)에 결상된다. 이 때, 반사형 홀로그램 필름(50)으로부터 실상으로 재생되어 확산판 스크린(60)에 투영된 홀로그램 입체영상은 평면 영상원(40)로부터 재생되어 볼록렌즈(41)를 통하여 확산판에 결상되어 투영된 평면영상과 확산판 스크린(60)상에서 모든 좌표점에서 일치하도록 결합된다. 이때 확산판 스크린(60)상에서 홀로그램 입체영상과 평면 영상이 모든 좌표점에서 일치하도록 소프트웨어적으로 평면영상의 크기 및 방향을 조절할 수 있다. 확산판 스크린(60)은 홀로그램 필름(50)으로부터 반사하여 공간으로 전송된 실상의 홀로그램 입체영상이 투영되어 입체 영상 정보를 시각적으로 표출시키는 디스플레이 패널로서, 반투명 재질의 스크린으로 구성된다. 재질 측면에서, 확산판 스크린(60)은 홀로그래픽 방법으로 제작된 홀로그래픽 스크린을 사용할 수도 있는데, 이 경우 홀로그램 실상의 관측 가능한 시야각을 약 180°정도로 넓게 함과 동시에 입체영상의 밝기를 더욱 향상시킬 수 있다.
이제 확산판 스크린(60)에 함께 결상된 실상의 홀로그램 입체 영상과 평면영상은 관측 각도를 넓히기 위하여 사용된 대형의 평면형 반사 거울(70)에 의해 다시 진행 방향이 바뀌어 투명 유리창(90)을 통하여 함께 공간상에서 결합되어 관측자(200)에게 제공된다. 대형의 반사 거울(70)은 확산판 스크린(60)에 결상된투과 영상에 숨겨져 있던 3차원 영상의 특징을 더욱 뚜렷하게 하여 완벽한 입체영상을 재생하며, 투명 유리창(90)은 입체 영상의 관측 범위를 정해줌으로써, 관측자(200)는 투명 유리창(90)의 상하좌우 네 변에 의해 공간상에 존재하는 입체 영상을 스크린상에 존재하는 영상으로 느낄 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따라 확산판 스크린(60)에 함께 투영된 홀로그램의 실상과 평면영상을 평면 거울(70)과 투명 유리창(90)의 조합을 사용하여 공간상에 함께 결합하여 입체감을 향상시키고 관측 범위가 넓어 다수의 사람이 동시에 입체영상을 감상할 수 있고, 확산판 스크린(60)에 투영된 홀로그램의 실상과 평면영상을 거울과 투명 유리창(90)의 조합을 사용하여 공간상에 결합시키는 방법으로 입체영상을 결상시켜 마치 허공에 입체영상이 재생된 효과를 얻을 수 있으며 홀로그램 입체영상과 평면영상을 결합시킴으로서 입체감 및 해상도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 관측자(200)에게 관측되는 입체 영상의 크기는 홀로그램 영상원(50)과 확산판 스크린(60) 사이의 거리를 조절함으로써 조절될 수 있다.
이제, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따라서 구성된 평면영상결합 반사형 홀로그램 입체 영상 재생 장치의 제 6 실시예가 도시된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 반사형 평면영상결합 홀로그램 입체 영상 재생 장치는 하우징(100)과, 하우징(100) 내에 배치되어 있는 전원 공급 장치(10), 광원(20), 평면 영상원(40), 볼록렌즈(41), 반사형 홀로그램 필름(50), 확산판 스크린(60), 오목형 반사 거울(80) 및 투명 유리창(90)을 포함한다. 도 6에 도시된 본 발명의 제 6 실시예는 도 5의 제 5 실시예에서 사용된 평면형 반사 거울(70) 대신 오목형 반사 거울(80)을 사용한 것을 제외하고는 제 5 실시예와 동일하므로, 도 5와 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략된다.
그 동작에 있어서, 광원(20)으로부터 발생된 빔은 빔 각도 조정용의 소형 반사(또는 평면) 거울(32)에서 반사됨으로써 그 진행 방향이 바뀌어 반사형 홀로그램 필름(50)으로 입사된다.
반사형 홀로그램 필름(50)은 재생하고자 하는 홀로그램 입체영상이 기록되어 있으며, 반사 거울(32)로부터 입사된 빔을 반사시킴으로써, 홀로그램 필름(50)에 기록된 입체 영상이 재생되어 공간으로 투사된다. 공간으로 투사되는 입체 영상은 실상의 3차원 정보를 갖는 홀로그램 영상으로서 확산판 스크린(60)에 투영된다.
이와 동시에 평면영상원(40)으로 부터 재생되고 있는 평면영상은 볼록렌즈(41)를 통하여 확산판 스크린(60)에 결상된다. 이제 반사형 홀로그램 필름(50)으로부터 실상으로 재생되어 확산판 스크린(60)에 투영된 홀로그램 입체영상은 평면영상원(40)으로부터 재생되어 볼록렌즈(41)를 통하여 확산판에 결상되어 투영된 평면영상과 확산판 스크린(60)상에서 모든 좌표점에서 일치하도록 결합된다.
이제 확산판 스크린(60)에 함께 결상된 실상의 홀로그램 입체 영상과 평면영상은 입체영상 장치의 크기를 줄이기 위해 사용된 평면의 반사거울(36)에 의해 진행방향이 바뀌어 오목형 반사 거울(80)에 입사되고, 투명 유리창(90)을 통하여 관측자(200)에게 제공된다.
본 발명에 있어서, 홀로그램 필름(50)으로부터 오목 거울(80)까지의 거리를 오목거울(80)의 초점거리의 두 배가 되도록 하면 광선의 진행방향을 따라 오목거울(80)의 초점거리의 두 배 거리에서 확산판 스크린(60)에 투영된 입체영상의 실상이 허공에 맺히게 되고, 관측자(200)는 허공에 떠있는 입체영상을 관측하게 된다.
도 7 및 도 8은 각각의 도 5 및 도 6의 실시예에서 사용된 반사형 홀로그램 대신 투과형 홀로그램 필름을 사용한 것을 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 관한 상세한 설명은 생략된다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 평면영상결합 투과형 홀로그램 입체 영상 재생 장치는 하우징(100)과, 하우징(100) 내에 배치되어 있는 전원 공급 장치(10), 광원(20), 평면영상원(40), 볼록렌즈(41), 투과형 홀로그램 필름(52), 확산판 스크린(60), 평면형 반사 거울(70) 및 투명 유리창(90)을 포함한다.
광원(20)은 단색 입체영상 재생을 위한 모든 단색광원 즉 단색 발생 기체 레이저, 단색발생 고체 레이저, 단색발생 다이오드 레이저 및 발광다이오드와 같은 모든 단색광원 그리고 컬러 입체 영상을 재생하기 위한 텅스텐 할로겐램프, 제논램프, 수은램프, 네온램프와 같은 모든 종류의 백색광원 및 백색광 레이저, 그리고 적색, 녹색, 청색의 빛을 각각 발생하는 상기의 모든 단색광원의 조합으로 이루어진 광원을 포함한다. 이 때, 광원(20)으로부터 발생된 빔은 각도 조정용 제 1 반사(또는 평면) 거울(32)에서 반사되어 투과형 홀로그램 필름(52)으로 투사된다.
투과형 홀로그램 필름(52)은 재생하고자 하는 홀로그램 입체영상이 기록되어 있으며, 반사 거울(32)로부터 입사된 빔을 투과시킴으로써, 홀로그램 필름(52)에 기록된 입체 영상이 재생되어 공간으로 투사된다. 공간으로 투사되는 입체 영상은 실상의 3차원 정보를 갖는 홀로그램 영상으로서 확산판 스크린(60)에 투영된다.
평면 영상원(40)은 CRT 스크린, 액정 표시장치, 플라즈마 표시장치, EL 표시장치를 포함하며 이러한 평면 영상원(40)으로 부터 재생되고 있는 평면영상은 볼록렌즈(41)를 통하여 확대되어 확산판 스크린(60)에 결상된다. 이제 투과형 홀로그램 필름(52)으로부터 실상으로 재생되어 확산판 스크린(60)에 투영된 홀로그램 입체영상은 평면 영상원(40)로부터 재생되어 볼록렌즈(41)를 통하여 확산판에 결상되어 투영된 평면영상과 확산판 스크린(60)상에서 모든 좌표점에서 일치하도록 결합된다. 이때 확산판 스크린(60)상에서 홀로그램 입체영상과 평면 영상이 모든 좌표점에서 일치하도록 소프트웨어적으로 평면영상의 크기 및 방향을 조절할 수 있다.
이제 확산판 스크린(60)에 함께 결상된 실상의 홀로그램 입체 영상과 평면영상은 관측 각도를 넓히기 위하여 사용된 대형의 평면형 반사 거울(70)에 의해 다시 진행 방향이 바뀌어 투명 유리창(90)을 통하여 함께 공간상에서 결합하여 관측자에게 제공된다.
도 8은 본 발명에 따른 평면영상결합 투과형 홀로그램 입체 영상 재생 장치의 제 8 실시예를 도시한다. 도 8에 도시된 홀로그램 입체 영상 재생 장치는 하우징(100)과, 하우징(100) 내에 배치되어 있는 전원 공급 장치(10), 광원(20), 평면영상원(40), 볼록렌즈(41), 투과형 홀로그램 필름(52), 확산판 스크린(60), 오목형반사 거울(80) 및 투명 유리창(90)을 포함한다.
광원(20)으로부터 발생된 빔은 빔 각도 조정용의 소형 반사(또는 평면) 거울(32)에서 반사됨으로써 그 진행 방향이 바뀌어 투과형 홀로그램 필름(50)으로 입사된다.
투과형 홀로그램 필름(52)은 재생하고자 하는 홀로그램 입체영상이 기록되어 있으며, 반사 거울(32)로부터 입사된 빔을 투과시킴으로써, 홀로그램 필름(52)에 기록된 입체 영상이 재생되어 공간으로 투사된다. 공간으로 투사되는 입체 영상은 실상의 3차원 정보를 갖는 홀로그램 영상으로서 확산판 스크린(60)에 투영된다.
이와 동시에 평면 영상원(40)으로 부터 재생되고 있는 평면영상은 볼록렌즈(41)를 통하여 확산판 스크린(60)에 결상된다. 이제 투과형 홀로그램 필름(52)으로부터 실상으로 재생되어 확산판 스크린(60)에 투영된 홀로그램 입체영상은 평면영상원(40)로부터 재생되어 볼록렌즈(41)를 통하여 확산판에 결상되어 투영된 평면영상과 확산판 스크린(60)상에서 모든 좌표점에서 일치하도록 결합된다.
이제 확산판 스크린(60)에 함께 결상된 실상의 홀로그램 입체 영상과 평면영상은 관측 각도를 넓히기 위하여 사용된 대형의 오목형 반사 거울(80)에 의해 다시 진행 방향이 바뀌어 투명 유리창(90)을 통하여 함께 공간상에서 결합하여 관측자에게 제공된다.
상술한 본 발명의 각각의 실시예들에 있어서, 소형의 반사 거울들(32, 36)은 하우징(100)내에서 다른 구성 요소들이 밀집하게 배치되어 소형의 디스플레이 장치의 구현이 가능하도록 하기 위하여 광의 이동 경로를 바꾸어주는 수단으로 사용된것일 뿐이며, 반드시 본 발명의 각 실시예들에서 배치된 위치나 개수로 한정되는 것은 아님을 알아야 할 것이다.
또한, 본 발명의 각각의 실시예들에 있어서, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 여러 가지 다른 형태의 변형 실시예가 가능할 것이다.
예를 들면, 본 발명의 제 2 및 제 4, 그리고 제 6 및 제 8 실시예에서, 오목형태의 반사 거울(80) 대신 홀로그래픽 오목거울(holographic concave mirror)을 사용할 수 있다. 홀로그래픽 오목 거울은 평면 유리판 또는 평면 필름면 위에 홀로그래픽 감광 물질을 도포한 후, 레이저를 노출광원으로 사용하여 홀로그래픽 방법으로 오목 거울의 역할을 하는 패턴을 감광 물질에 기록하고, 이를 현상과정을 거쳐 건조시켜 제조된 것이다. 이 때, 오목 거울의 역할을 하는 패턴은 오목 거울의 초점 거리, 오목 거울의 반경, 오목 거울의 입사각 등의 모든 정보를 홀로그래픽 방법으로 간섭 무늬의 형태로 변환시킨 것을 의미한다. 이와 같은 정보가 포함되어 기록된 홀로그래픽 오목 거울에 홀로그램 실상이 입사되면 기록된 정보대로의 오목 거울의 역할을 하여 상이 맺히게 된다. 홀로그래픽 오목 거울을 사용함으로써 얻을 수 있는 가장 큰 특징은 홀로그래픽 오목거울이 평면 필름의 형태이면서도 오목거울의 기능을 나타내므로 장치의 크기를 상당히 줄일 수 있으며, 평면형 브라운관이 중요하듯이 평면형 입체영상장치를 만들 수 있다는 것이다. 따라서 본 발명에서 명시한 중요한 응용 분야 중 하나인 휴대폰과 같은 소형의 무선이동통신 단말기에 홀로그램 입체영상기능을 부가할 경우 대단히 유용하다. 이러한 변형 실시예에 있어서의 또 다른 특징은 대형 화면으로 제작하기가 용이하며, 저렴한 가격으로 대량생산이 용이하고, 더욱 넓은 시야각을 확보 할 수 있다는 장점이 있다.
또 다른 변형 실시예로서, 본 발명의 제 1 및 제 2 그리고 제 5 및 제 6 실시예의 반사형 홀로그램 재생장치에서, 영상원으로서 반사형 홀로그램 필름(50) 대신 반도체를 이용한 CCD 나 CMOS 영상소자 등과 유사하게 반도체 칩과 같은 형태의 홀로그램 집적회로 칩을 사용하여 입체 영상을 재생할 수 있다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 반도체를 이용한 홀로그램 칩(500)은 반도체 기판(510) 위에서 형성되어 있는 3차원 물체의 광정보를 전기적 신호로 변환시키는 간섭무늬 생성 전자회로(520)와 복수개의 전극판(530)에 복합적으로 전기 기계성 감광 물질의 층(540)이 결합되어 제조된 층상 구조의 셀들(550)과, 각 셀(550)을 구동하기 위한 구동 회로/디코더(560), 데이터 버퍼(570), 제어기(580)를 포함한다. 본 발명의 변형 실시예에서 사용되는 홀로그램 칩(500)은 물체의 정보를 담은 홀로그램 간섭 무늬가 기록된 감광 물질(540)에 복합적으로 미세한 구조의 전극판(530)을 결합하여 제조된 것이다.
그 구동 방식은 간섭무늬 생성 전자 회로(520)에서 3차원 물체의 빛의 정보(광정보)를 전기적 신호로 변환시킨 홀로그램 간섭 무늬 패턴을 전극판(530)을 통하여 그 위에 결합된 감광 물질(540)에 보내면 감광 물질(540)의 굴절률이 홀로그램 간섭무늬대로 변하게 되며, 이 때 홀로그램 칩(500)으로 빛이 제공되면 홀로그램 실상이 재생되는 원리를 이용한 것이다.
그 동작에 있어서, 물체의 정보를 가진 전기 신호가 홀로그램 영상을 위해 전처리된 후 제어 신호와 함께 홀로그램 칩(500)에 입력되면 버퍼(570),제어기(580) 및 구동 회로/디코더(560)와 같은 주변 회로들에 의해 각 셀(550)에 위치에 따른 영상 정보가 전송되어 저장되고, 각 셀(550)에 전달된 정보에 따라 전극판(530)에 전기 신호가 인가되고 그 위에 결합된 전기 기계적 물질(540)의 특성으로 홀로그램 간섭 무늬가 홀로그램 칩(500)의 표면에 형성된다.
따라서, 이러한 영상원으로서의 홀로그램 칩(500)에 광 빔이 주사 될 때 회절되어 나오는 실상의 영상이 확대되어 확산판 스크린(60)에 투영되고, 평면거울(70) 또는 오목거울(80)에서 반사되어 투명 유리창(90)을 통하여 관찰 할 수 있다.
또 다른 변형 실시예로서, 도 3 및 도 4의 홀로그램 필름(52)을 미세한 크기로 제작하여 재생할 수 있는 특징을 이용하여 영상원으로서의 투사형 홀로그램 필름(52) 대신 감광물질이 도포된 디스크 형태의 유리판(54)에 각각의 영상 정보를 수반하는 다수의 홀로그래픽 간섭무늬를 연속적으로 구간별로 기록하여 사용할 수도 있다. 이와 관련하여, 디스크 형태의 홀로그램 유리판(54)을 스텝 모우터(300)와 함께 사용하여 입체적인 동영상을 구현할 수 있다. 이 경우, 홀로그램 유리판(54)을 스텝 모우터(300)에 장착하고, 스텝 모우터(300)를 영상의 구간별로 기설정된 각도 만큼씩 회전시킴으로써 연속적인 실상의 입체 영상이 홀로그램 유리판(54)으로부터 발생되며, 이 때 재생되는 실상의 입체 영상은 움직이는 애니메이션 효과를 주는 동영상으로 재현된다. 또한, 스텝 모우터(300)의 회전 속도를 제어하면, 동영상의 재현 속도를 조절할 수 있다.
이와 관련된 또 다른 변형 실시예로서, 스텝 모우터(300)를 사용하는 대신롤 구동기(400)를 사용하여 입체 동영상을 구현할 수도 있다. 이것은 마치 기존의 영화가 영사기의 릴(reel)에 감겨진 롤(roll) 형태로 감겨진 필름을 회전시켜 동영상을 구현하듯이, 연속적인 동작의 이미지가 구간별로 기록된 홀로그램 필름을 롤 형태로 감은 릴(56)을 릴 구동기(400)에 올려놓고 릴(56)을 구간별로 회전시키면서 광원(20)으로부터 발생된 레이저 빔을 조사함으로써 동영상을 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이 예시되고 설명된 본 발명의 홀로그램 입체 영상 재생장치는 홀로그램 입체 TV, 홀로그램 대형 옥외 광고판, 인터넷 전자상거래를 위한 단말기상의 입체영상 재생장치, 그리고 휴대폰과 같은 무선이동통신 단말기상의 입체영상 재생장치, 그리고 애니메이션 입체 영상 재생 장치에 응용할 수 있다. 특히, 본 발명은 인터넷을 위한 단말기상의 입체영상 재생 및 휴대폰과 같은 무선이동통신 단말기상에서 입체영상을 구현하는 경우 본 발명의 장치를 소형, 예로 10cm x 5cm x 5cm 으로 제작하여 컴퓨터 단말기 또는 그 보다 더욱 작은 크기로 휴대폰 단말기 내부에 제작하거나 별도의 장치를 만들어 장착할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 홀로그램 입체영상 장치는 홀로그램 영상원으로부터 얻어진 실상의 홀로그램 입체영상만을 이용하는 홀로그램 입체영상장치와 홀로그램 영상원외에 평면영상원을 별도로 장착하여 평면영상원에서 재생되는 평면영상과 홀로그램 영상원에서 재생되는 홀로그램 영상을 공간상에서 함께 결합하여 관측하도록 한 평면영상결합 홀로그램 입체영상장치에 관한 것으로, 기존의 홀로그램을 감상할 때 홀로그램의 허상을 관측하는 방식 대신에 소형의 홀로그램으로부터 재생되는 실상을 확대하여 확산판 스크린(60)에 투사한 후 평면거울 또는 오목거울을 통하여 입체영상을 관측할 수 있게 함으로서 확대된 영상의 입체감을 최대한 크게 느낄 수 있도록 구성한 점이 가장 큰 특징이며, 특히 평면영상을 홀로그램 영상과 결합한 평면영상결합 홀로그램 입체영상장치는 입체감과 해상도를 더욱 향상시킨 새로운 방식의 입체영상장치로서 현재까지 이러한 형태의 홀로그램 입체영상 재생장치가 개발되지 않은 상황이므로 본 발명의 기대효과는 대단히 크다고 할 수 있다.
또한 본 발명에서는 소형의 홀로그램으로부터 대형의 홀로그램 입체영상을 확대 재생할 수 있는 특징을 이용하여 홀로그램 롤 필름 또는 홀로그램 디스크에 소형의 홀로그램을 연속적으로 기록하여 컴팩트 디스크형태의 동영상 입체영상장치를 구현할 수 있는 큰 효과를 얻을 수 있으며, 또한 반도체 제조기술을 이용한 홀로그램 집적회로 칩을 사용하여, 차세대 홀로그램 입체동영상 재생장치를 구현 할 수 있는 모든 기술을 포함하고 있다.
이에 더하여 본 발명은 홀로그램으로부터 확산판 스크린(60)까지의 거리를 조절하여 입체영상의 크기를 임의대로 변화시킬 수 있기 때문에, 평면거울 또는 오목거울의 크기를 원하는 입체영상의 크기에 맞추어 준다면 대형 입체영상 프로젝션 텔레비전과 동일한 효과를 얻을 수 있는 장점이 있으며, 특히 평면영상과 홀로그램 영상을 결합하는 방식인 평면영상결합 홀로그램 입체영상 재생장치는 입체감과 해상도는 물론이고 화면의 밝기를 더욱 향상시킨 입체영상 재생장치를 제공한다.
Claims (31)
- 홀로그램 입체 영상 재생 장치에 있어서,입체 영상을 재생할 수 있는 광빔을 발생하는 광원;재생하고자 하는 물체의 입체 영상이 기록되어 있으며, 상기 광원으로부터 제공된 광빔이 반사됨으로써 상기 기록된 입체 영상이 재생되어 실상의 입체 영상으로서 공간상에 투사되는 광 반사형 홀로그램 영상원;상기 광 반사형 홀로그램 영상원으로부터 재생되는 실상의 입체영상이 투영되는 확산판 스크린;상기 확산판 스크린을 투사하여 산란되는 빛에 의한 영상을 관측 가능한 위치에 반사시키는 반사 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 홀로그램 입체 영상 재생 장치에 있어서,입체 영상을 재생할 수 있는 광빔을 발생하는 광원;재생하고자 하는 물체의 입체 영상이 기록되어 있으며, 상기 광원으로부터 제공된 광빔이 투과됨으로써 상기 기록된 입체 영상이 재생되어 실상의 입체 영상으로서 공간상에 투사되는 광 투과형 홀로그램 영상원;상기 광 투과형 홀로그램 영상원으로부터 재생되는 실상의 입체영상이 투영되는 확산판 스크린;상기 확산판 스크린을 투사하여 산란되는 빛에 의한 영상을 관측 가능한 위치에 반사시키는 반사 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 홀로그램 입체 영상 재생 장치에 있어서,입체 영상을 재생할 수 있는 광빔을 발생하는 광원;재생하고자 하는 물체의 입체 영상이 기록되어 있으며, 상기 광원으로부터 제공된 광빔이 반사됨으로써 상기 기록된 입체 영상이 재생되어 실상의 입체 영상으로서 공간상에 투사되는 광 반사형 홀로그램 영상원;재생하고자 하는 물체의 평면영상이 기록되어 있으며, 상기 기록된 평면영상이 재생되어 실상의 평면영상으로서 공간상에 투사되는 평면 영상원;상기 광 반사형 홀로그램 영상원으로부터 재생되는 실상의 홀로그램 입체영상과 상기 평면 영상원으로부터 재생되는 평면영상이 함께 투영되는 확산판 스크린;상기 확산판 스크린을 투사하여 산란되는 빛에 의한 상기 홀로그램 입체영상과 상기 평면영상이 결합된 입체 영상을 관측 가능한 위치에 반사시키는 반사 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 홀로그램 입체 영상 재생 장치에 있어서,입체 영상을 재생할 수 있는 광빔을 발생하는 광원;재생하고자 하는 물체의 입체 영상이 기록되어 있으며, 상기 광원으로부터 제공된 광빔이 투과됨으로써 상기 기록된 입체 영상이 재생되어 실상의 입체 영상으로서 공간상에 투사되는 광 투과형 홀로그램 영상원;재생하고자 하는 물체의 평면영상이 기록되어 있으며, 상기 기록된 평면영상이 재생되어 실상의 평면영상으로서 공간상에 투사되는 평면 영상원;상기 광 투과형 홀로그램 영상원으로부터 재생되는 실상의 홀로그램 입체영상과 상기 평면영상원으로부터 재생되는 평면영상이 함께 투영되는 확산판 스크린;상기 확산판 스크린을 투사하여 산란되는 빛에 의한 홀로그램 입체영상과 평면영상이 결합된 입체 영상을 관측 가능한 위치에 반사시키는 반사 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 광원은 입체영상을 단색으로 재생하는 데 사용하는 단색 광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 광원은 입체 영상을 컬러로 재생하기 위한 백색 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 광원은 입체 영상을 컬러로 재생하기 위하여 적색, 녹색, 청색의 빛을 각각 발생하는 단색광원의 조합으로 이루어진 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 확산판 스크린은 홀로그래픽 확산판 스크린인 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 장치는:상기 관측 위치와 상기 반사 수단 사이에 배치되어, 상기 재생되는 입체영상의 관측 범위를 제한하여 재생되는 영상의 3차원 입체감을 극대화하는 투명 유리창을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 반사 수단은 상기 확산판 스크린을 투사하여 산란되는 빛에 의한 영상을 관측 가능한 위치로 지향시키는 평면형 반사 거울을 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 반사 수단은 상기 확산판 스크린을 투사하여 산란되는 빛에 의한 영상을 관측 가능한 위치로 지향시키는 오목형 반사 거울을 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 홀로그램 영상원으로부터 상기 오목형 반사 거울까지의 거리와 상기 오목형 반사 거울로부터 상기 관측 위치까지의 거리는 상기 오목 거울의 초점 거리에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 반사 수단은 상기 확산판 스크린을 투사하여 산란되는 빛에 의한 영상을 관측 가능한 위치로 지향시키는 홀로그래픽 오목 거울(holographic concave mirror)을 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 홀로그램 영상원으로부터 상기 홀로그래픽 오목거울까지의 거리와 상기 홀로그래픽 오목 거울로부터 상기 관측 위치까지의 거리는 상기 홀로그래픽 오목 거울의 초점 거리에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 홀로그램 영상원으로부터 재생되는 입체 영상의 크기는 상기 홀로그램 영상원과 상기 확산판 스크린 사이의 거리를 조절함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 홀로그램 영상원과 상기 평면 영상원에 기록되어 있는 영상은 상기 재생하고자 하는 물체의 영상 정보가 서로 동기되어 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 16 항에 있어서, 상기 평면 영상원은 CRT 스크린, 액정 표시장치, 플라즈마 표시장치 또는 EL 표시 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 홀로그램 입체 영상 재생 장치는 상기 평면 영상원과 확산판 스크린 사이에서 상기 평면 영상원으로부터 재생되는 평면 영상을 상기 확산판 스크린에 결상시키는 볼록 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 18 항에 있어서, 상기 홀로그램 영상원으로부터 재생되는 입체 영상의 크기는 상기 홀로그램 영상원과 상기 확산판 스크린 사이의 거리를 조절함으로써 수행되며, 상기 평면 영상원으로부터 재생되는 평면영상의 크기는 볼록렌즈의 위치를 조절함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 광 반사형 홀로그램 영상원은 광 반사형 홀로그램 필름인 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 광 반사형 홀로그램 영상원은 물체의 정보를 담은 홀로그램 간섭 무늬가 기록된 감광 물질에 상기 홀로그램 간섭 무늬 패턴을 전달하는 전극판이 결합되어 제조된 홀로그램 집적 회로 칩을 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 광 투과형 홀로그램 영상원은 광 투과형 홀로그램 필름인 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 광 투과형 홀로그램 영상원은 감광물질이 도포되고, 상기 감광 물질에 연속적인 동작의 이미지가 구간별로 기록되어 있는 투과형 홀로그램 유리판을 구비하며;상기 재생 장치는 상기 홀로그램 유리판이 장착되고, 상기 홀로그램 유리판을 상기 구간별로 기설정된 각도 만큼씩 회전시키는 스텝 모우터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 2 항 및 제 4 항에 있어서, 상기 광 투과형 홀로그램 영상원은 감광물질이 도포되고, 상기 감광 물질에 연속적인 동작의 이미지가 구간별로 기록되어 있는 홀로그램 롤 필름을 구비하며;상기 재생 장치는 상기 홀로그램 롤 필름이 감겨진 릴이 장착되고, 상기 릴을 구간별로 회전시키는 구동기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 입체 영상 재생 장치.
- 제 1 항 내지 제 24 항에 개시된 홀로그램 입체 영상 재생 장치를 사용하는 홀로그램 입체 영상 텔레비젼.
- 제 1 항 내지 제 24 항에 개시된 홀로그램 입체 영상 재생 장치를 사용하는 홀로그램 광고판.
- 제 1 항 내지 제 24 항에 개시된 홀로그램 입체 영상 재생 장치를 사용하는 인터넷 전자상거래를 위한 단말기.
- 제 1 항 내지 제 24 항에 개시된 홀로그램 입체 영상 재생 장치를 사용하는 무선이동통신 단말기.
- 제 1 항 내지 제 24 항에 개시된 홀로그램 입체 영상 재생 장치를 사용하는 컴퓨터 모니터.
- 제 1 항 내지 제 24 항에 개시된 홀로그램 입체 영상 재생 장치를 사용하는인터넷 전자우편이 도착하였음을 알리는 장치.
- 제 1 항 내지 제 24 항에 개시된 홀로그램 입체 영상 재생 장치를 사용하는 애니메이션 입체 영상 재생 장치.
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