KR200295406Y1 - 광각 곡면(曲面) 영상장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 터미널, 지하철, 대형건물내의 원형 기둥면이나 좌우시야각이 90도 이상의 와이드한 시야각을 갖은 전자게임기나 시뮬레이터 등을 구성하기 위하여 프로젝터와 광각 곡면 스크린으로 시스템을 구성하되 프로젝터는 영상 부문에 공지된 영상 보정장치를 결합하여 영상자체를 임의 왜곡 조정하고, 스크린은 0.5에서 10mm의 박판으로 구성하고 그 표면은 광택이 없는 산란면으로 구성하되 그 표면에 상하 방향으로 횡곡면을 형성하여 확산 효과를 증대하므로서 스크린 곡면 중심하여 90도에서 180도의 하이커브 광각 곡면에서 선명한 영상을 시현하는 고안이다.

Description

광각 곡면(曲面) 영상장치 {Projection system for high curved screen with wide viewing angle}

본 고안은 원형곡면(圓形曲面) 기둥에 광고 영상 및 시뮬레이터를 시현하고, 전자게임기나 시뮬레이터 등에 시야각이 넓은 와이드 곡면 영상을 시현할 수 있는 영상 시스템으로 구성하되,

도4- A 및 도4- B와 같이 광각 곡면 스크린(3)이 갖는 곡률 중심을 기준하여 90도 이상의 곡면각 및 시야각을 갖는 하이커브(HIGH-CURVE)의 광각 곡면영상을 시현 할 수 있는 것이 특징인 영상 장치에 관한 것이다.

지하철 역사, 대형 건물, 인구 유동율이 많은 지하상가 내에는 원형 기둥이 많다.

종래 평면 영상 광고장치의 고안들은 공지되어 있으나,

이와 같은 평면 영상 장치들은 스크린 자체를 곡면화 할 수가 없었으며 곡면화가 가능하더라도 스크린 표면의 확산기능의 한계로 화면이 불균일 하여 상기와 같은 원형 기둥의 공간 자원이 활용되지 못하였다.

또한 일부 공지된 곡면 스크린이 있으나 이는 고휘도 스크린의 밝기 균일성을 확보하기 위한 수단일 뿐 스크린 시야각을 확대하는 것은 아니며, 스크린의 곡면 형태로 스크린 곡률 중심 기준하여 10도 내외의 저곡면이다.

이러한 종래의 기술로는 도1-A의 원형기둥의 광고 장치나 도1-B와 같은 와이드 화면의 광시야 시뮬레이터 및 전자게임장치에 적용 할 수가 없다.

또한 종래의 시뮬레이터 등에서 시야각 90도 이상의 와이드 영상을 시현하기 위해서는 통상 프로젝터 1대당 시야각이 40도 이상을 넘지 못하므로 프로젝터(1)를좌우로 3개 이상 배열하여 각기 영상을 분할한 다음 이를 합치하여 90도 이상의 와이드 영상을 시현하였으나,

이 경우 프로젝터가 과다하게 소요되고, 분할된 각 영상의 경계선상에서 영상이 끊어져 일체감이 적고, 이를 하나의 영상으로 형성하기 위해서는 별도의 영상제어장치 등을 설치해야 하는 등 많은 난제가 있었다.

도1-A, 도1-B와 같이 하나의 프로젝터(1)로 곡률 중심 기준하여 90도 이상 180도의 와이드 화면을 시현할 수 있는 하이커브 광각곡면 영상을 시현하기 위해서는 다음 3가지의 기술적 과제가 대두된다.

상기와 같은 하이커브의 광각 곡면 스크린(3)면에 영상 투사시 영상의 좌우와 중심의 밝기가 균일해야 하며 이를 곡면에 따라 영상의 초점 등이 중심과 좌우면이 균일하도록 조정이 가능해야 하며,

스크린 자체가 좌우 밴딩이 자유로워야 각기 상이한 기둥에 곡면 직경 따라 스크린이 휘어질 수가 있어야 하며,

동시에 스크린이 휘어진 상태에서 산란이 균일하여 영상의 밝기가 균일하여야 한다.

본 고안은 상기의 기술적 과제를 감안하여

프로젝터(1) 영상 자체에서 영상이 곡면으로 휘어지는 만큼 영상자체를 미리 왜곡시켜 하이커브의 곡면 형태로 영상 투사하여 하이커브의 광각곡면스크린(3)에서의 화면과 균일하게 하고,

스크린 자체의 표면은 산란면으로 형성하되 재질은 플라스틱, 금속 등으로 하고 두께는 박막 형태로 구성하여 밴딩이 원활하게 하고,

스크린 표면에 미세한 횡곡면을 형성하여 어느 각도에서도 균일한 영상 시청이 가능하게 고안하므로서 하나의 프로젝터로 와이드 광시야의 광각 곡면 영상을 시현할 수 있는 고안인 것이다.

도1은 본 고안을 설치한 실 예도

도2는 본 고안의 구성 설명도

도3은 투사화면을 곡면화 하기 위한 설명도

도4는 스크린의 곡면각 및 시야각의 설명도

도5는 본 고안 중 스크린의 구성 설명도

도6은 본 고안 중 스크린의 횡곡면에 대한 설명도

도7은 본 고안을 응용하여 복수개 구성 시의 설명도

도8은 본 고안을 투과형 광각 곡면 스크린으로 구성 시 설명도

도면의 부호에 대한 명칭의 간략한 설명

1. 프로젝터 2.지지대 3. 광각곡면(廣角曲面) 스크린

3A. 표면산란 광각곡면스크린 3B.투과산란광각곡면스크린 3C.횡곡면

4. 스크린 표면 6. 영상판 6C. 영상보정장치

이러한 본 고안은 우선 스크린의 구성에 있어서 광각 곡면 스크린(3)의 구성이 2가지로 구성된다.

도1-A와 같이 표면에서 산란하여 영상을 결상하는 표면산란곡면스크린(3A)과 도1-B와 같이 영상이 투과하여 산란하는 투과산란곡면스크린(3B) 두 종류가 있다.

그러나 두 가지 스크린 모두 곡면화 할 수 있는 구성과 산란기능은 같다.

따라서 광각곡면스크린(3)으로 통칭하여 설명하고 사용 실시의 예에 따라 상이한 점만 별도 설명한다.

도2와 같이 곡면 원형 기둥에 시현하는 영상 광고장치는 프로젝터(1)와 프로젝터(1)를 지지하고 곡면 기둥에 부착할 수 있는 지지대(2)와, 좌우 밴딩할 수 있는 표면산란 광각 곡면 스크린(3A)으로 구성한다.

도1-B와 같이 시뮬레이터나 스크린 전자게임기에는 투과산란 곡면 스크린(3B)과 프로젝터(1)로 구성한다.

프로젝터(1)는 도3-A와 같이 광원램프(5)에 의해 조사된 액정(LCD)이나 DLP 등으로 구성된 영상판(6)의 영상을 투사렌즈(7)에 의해 스크린으로 투사하는 구조로 구성되어 있다.

도3-B와 같이 평면 기준하여 정평면으로 결상된 영상판(6A)의 영상은 투사렌즈(7)에 의해 평면 영상(8A)으로 투영 초점대가 평면이 된다.

따라서 도3-C와 같이 곡면영상(8B)을 투영하기 위해서는 정평면의 영상판(6A)의 영상을 좌우 왜곡한 왜곡영상판(6B)처럼 미리 왜곡한 후 투사렌즈(7)로 투사해야 스크린에서 곡면 영상(8B) 시현이 가능하게 된다.

영상판(6)에 영상을 상기와 같이 스크린의 곡면대로 임의왜곡(歪商)시킬 수 있는 장치는 다음과 같은 영상 보정장치(6C)를 이용하면 된다.

예를 들면 미국 SILICON OPTIC사의 영상 보정장치(EMAGE PROCESSOR=6C)는 도3-C와 같이 영상판(6) 입력 전단에 설치할 시 영상의 형상을 임의대로 왜곡 조정할 수 있다.

도5-A와 같이 광각 곡면 스크린(3) 중 표면 산란 광각 곡면 스크린(3A)은 재질을 금속, 플라스틱, 비닐수지등으로 하되, 스크린 표면(4)은 광택이 없는 산란면으로 구성하고, 도5와, 도6과 같이 상하방향으로 횡곡면(3C)을 형성한다.

횡곡면(3C)의 구성은 도6-C와 도6-B와 같이 모든 면으로 빛을 확산할 수 있게끔 표면에 광택이 전혀 없는 산란면으로 구성하고, 횡곡면(3C)의 간격(A)은 2mm미만으로 하되 그 높이(B)는 0.1mm이상 2mm이하로 한다.

도6-B와 같이 투과 산란 광각 곡면 스크린(3B)의 재질구성은 투과할 수 있는 박막의 플라스틱을 재질로 하고, 그 스크린 표면(4)도 광택이 없는 산란면으로 구서하며 상기와 같은 논리로 횡곡면(3C)을 구성한다.

횡곡면(3C)의 간격(A)을 2mm이하로 하는 이유는 2mm 이상일 시 영상이 거칠어 해상도에 지장이 있으며 그 높이(B)를 0.1mm 이상 2mm 이하로 하는 이유는 0.1mm 이하일 경우 확산작용이 저하되고 높이(B)는 높을수록 확산효과가 좋으나 횡곡면(3C)의 간격(A)이 2mm 이하이므로 높이(B)의 최대치도 2mm로 제한 받기 때문이다.

광각곡면 스크린(3)의 두께는 0.5mm에서 10mm의 박막으로 구성한다.

이와 같은 이유는 상기 스크린의 두께를 10mm 이상으로 할 시는 밴딩하기가 어렵고, 0.5mm 미만으로 할 시는 그 표면에 횡곡면(3C)을 형성하기가 어렵다.

따라서 이러한 광각 곡면 스크린(3)은 0.5mm에서 10mm의 박막구조 재질에, 모든 방향으로 산란하는 산란면과, 2mm이하의 간격(A)과, 0.1mm 이상 2mm이하의 높이(B) 횡곡면(3C)이 구성되는 것이다.

도4-A와 같이 원형 기둥에 부착된 표면 산란 광각 곡면 스크린(3A)은 스크린 중심축을 기준하여 90도에서 180도의 스크린 곡면각(∠A)을 형성하며,

도4-B와 같이 투과 산란 광각 곡면 스크린(3B)의 경우는 시청자 기준하여 좌우 시야각을 90도에서 180도까지 와이드한 시야각(∠B)을 시현할 수 있다.

이러한 스크린 곡면각(∠A)과 시야각(∠B)의 범위가 90도에서 180도인 이유는는 90도 이하는 곡면각(∠A)이나 시야각(∠B)의 와이드한 광시야 효과가 저감되고 180도 이상은 물리적으로 투사가 불가능하기 때문이다.

이러한 본 고안은 표면 산란 광각 곡면 스크린(3A)의 경우는 도면7-A 및 도7-B와 같이 원형기둥(9)에 좌우 복수조로 구성하여 360도 각도의 영상판시현을구성할 수 있다.

도8-A 및 도8-B와 같이 투과산란 곡면 스크린(3B) 시는 하나의 프로젝터(1)로 좌우 180도까지 와이드 광시야를 갖는 시뮬레이터 또는 스크린 전자게임기로 구성 할 수 있다.

이러한 본 고안은 도1-A와 같이 프로젝터(1)의 영상을 원기둥에 설치한 표면산란곡면스크린(3A)에 결상 하므로서 도4-A와 같이 90도 이상 180도의 곡면 영상을 기둥 표면에서 시현할 수 있다.

도1-B와 같이 투과산란 곡면 스크린(3B)일 경우는 도4-B와 같이 관측자(10)는 한 대의 프로젝터(1)로 90도 이상 180도의 와이드 영상을 시청할 수가 있다.

프로젝터(1)에 있어서는 영상의 곡면화에 따른 왜곡을 미리 광각 곡면 스크린(3)에 투사하면서 영상 보정장치(6C)를 조정, 곡면의 굵기에 따라 영상 곡면화를 조절할 수 있다.

광각 곡면 스크린(3)의 구조는 도5-A와 도5-B와 같이 박막으로 구성하여 그 표면에 산란면을 형성하여 구성하므로서 각기 다른 굵기의 원기등 곡면으로 밀착시킬 수 있다.

따라서 이러한 본 고안은 임의의 원형 기둥에 광각 곡면 스크린(3)을 밀착 구성하고, 프로젝터(1)를 투사한 다음, 영상 조정장치(6C)에 의해 영상의 곡면화를 조정하면 되는 것이다.

광각 곡면 스크린(3) 표면의 횡곡면(3C)은 도6-A와 같이 횡곡면(3C)에 입사한 영상을 횡곡면(3C)의 곡면단위로 세밀하게 확산하므로 시야각의 확대가 평면대비 하여 확산 증가를 가져온다.

도6-B와 같이 투과산란광각 곡면스크린(3B)도 같은 논리로 투과되는 영상을 횡곡면(3C)의 곡면 단위로 세밀하게 확산하므로 시야각이 확대된다.

따라서 표면산란광각스크린(3A)과 투과산란광각스크린(3B)의 요지와 논리는 같으며 동일한 논리의 광각 곡면 스크린(3)인 것이다.

이와 같은 고안은 도7-A 및 도7-B와 같이 180도의 표면산란광각곡면 스크린(3A)의 경우는 2조의 프로젝터(1)로 360도의 원형화면 시현이 가능하며, 도8-A와 같이 투과산란광각곡면스크린(3B)을 이용한 시뮬레이터나 전자게임기 등은 180도 이상의 와이드 영상으로 구성할 수 있으며,

도8-B와 같이 투과산란광각곡면스크린(3B) 후단에 반사경(31)을 45도 사각으로 구성하고, 그 하단에 프로젝터(1)를 구성하여 전체 구성기기의 부피를 줄일 수 있다.

따라서 이러한 본 고안은 대형건물, 상가, 역사 등에 원형 기둥을 광고자원화 할 수 있으며, 시뮬레이터, 전자게임기 등에서는 와이드 화면을 실현, 실감을 증대할 수 있다.

Claims (2)

1. 스크린의 곡면 중심축을 기준하여 90도 이상의 하이커브(HIGH-CURVE)의 광각 곡면 영상을 시현하기 위한 구성으로 프로젝터(1)와 광각 곡면 스크린(3)으로 구성하되, 프로젝터(1)는 프로젝터(1)의 영상판(6) 부문에 영상 보정장치(6C)를 결합 구성하고,

   광각 곡면 스크린(3)은 재료를 금속, 플라스틱등의 박판으로 구성하되, 스크린표면(4)은 광택이 없는 산란면으로 구성하고,

   재료의 두께는 0.5에서 10mm 두께의 박판으로 구성하여, 좌우 밴딩이 용이하게 하므로서, 광각 곡면 스크린(3)의 곡면 중심 기준하여 90도에서 180도의 하이커브 영상을 시현할 수 있는 것이 특징인 광각 곡면 영상장치
2. 제 1항에 있어서 광각 곡면 스크린(3) 표면에 상하 방향으로 횡곡면(3C)을 구성하되, 간격(A)은 2mm이하, 높이(B)는 0.1mm에서 2mm이하로 구성한 것이 특징인 광각 곡면 영상장치