KR20030083877A - Auto stereoscopic display - Google Patents

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KR20030083877A
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KR1020020022269A
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Inventor
김만호
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주식회사 레이저넷
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof

Abstract

PURPOSE: An automatic three-dimensional image display system is provided to allow a viewer or user to watch vivid three-dimensional images without using an additional device. CONSTITUTION: An automatic three-dimensional image display system includes a back light unit for generating lights, a display panel(110), an achromates(120), a screen(130), and a virtual viewing zone(Z). The display panel is arranged in front of the back light and composed of a condenser lens and an LCD panel. The LCD panel is divided into a plurality of working regions. The achromates is located in front of the display panel and includes a plurality of objective lenses that respectively correspond to the working regions of the LCD panel. The screen is placed in front of the achromates. The line extended from the center of each of the objective lenses is focused on the center of the screen. The virtual viewing zone is located in front of the screen.

Description

자동 입체영상 디스플레이 장치{Auto stereoscopic display}Auto stereoscopic display device

본 발명은 자동 입체영상 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시청자가 별도의 보조수단을 이용하지 않고 카메라로 촬영한 영상을 현실감 있게 입체적으로 시청할 수 있는 자동 입체영상 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic stereoscopic image display apparatus, and more particularly, to an automatic stereoscopic image display apparatus that enables a viewer to realistically stereoscopically view an image photographed by a camera without using an additional auxiliary means.

일반적으로, 입체영상 디스플레이장치라 함은 시청자의 2개의 눈의 시차를 이용하여 좌, 우 눈에 서로 다른 방향에서 시청하는 영상을 투사함으로써 영상을 입체적으로 인식시키기 위한 장치를 의미한다. 이와 같이 눈의 영상을 분리하는 방식으로는 색상차, 편광차, 시간차 등을 이용한 안경식 이동시역 방식과 특수광학부품을 이용한 무안경식의 고정시역 방식이 있다. 여기서, 이동시역 방식은 투사되는 좌우 눈의 영상과 같은 광학 특성을 가진 안경 또는 투사되는 좌우 눈의 영상과 같은 주기로 개폐되는 셔터안경을 착용함에 의해 입체감이 인식된다. 이 경우 사용자가 안경을 착용하고 이동이 가능하므로 안경이 이동 시역의 역할을 하게되는 것이다. 한편, 고정시역방식은 영상이 투사되는 스크린의 전면에 시역이 형성되는 것으로 스크린에 의해 좌우 눈에 대응하는 영상을 투사하는 투사광학계의 출력개구의 상으로 주어지는 바, 이 경우 시역의 이동은 시선 또는 헤드트랙킹 방식에 의해 일부 가능하나 그 범위가 제한되어 있다. 또한, 편광특성을 이용한 입체영상 표시장치로는 현재까지 편광안경을 사용하는 안경방식과 편광띠판을 사용하는 무안경 방식이 있다. 이와 같은 종래의 입체영상 디스플레이장치 및 방식들이 미국특허 제5,132,839호, 한국 특허공개 제1999-72513호, 제2000-4296호, 제2001-103100호 등에 개시되어 있다.In general, the three-dimensional image display device refers to a device for three-dimensional recognition of the image by projecting the image viewed in different directions to the left and right eyes using the parallax of the two eyes of the viewer. As described above, there are two methods of separating an eye image using a spectacle shift mode using a color difference, a polarization difference, and a time difference, and an autostereoscopic fix field view using a special optical component. In this case, the stereoscopic view is recognized by wearing glasses having optical characteristics such as the image of the projected left and right eyes or shutter glasses that are opened and closed at the same cycle as the image of the projected left and right eyes. In this case, since the user can move while wearing the glasses, the glasses play a role of movement. On the other hand, in the fixed viewing method, the viewing area is formed on the front of the screen on which the image is projected, and is given to the image of the output opening of the projection optical system that projects the image corresponding to the left and right eyes by the screen. Headtracking is possible in part but limited in scope. In addition, as a three-dimensional image display device using the polarization characteristics to date there is a glasses method using a polarized glasses and a glasses-free method using a polarizing band plate. Such conventional stereoscopic image display apparatuses and methods are disclosed in US Patent No. 5,132,839, Korean Patent Publication Nos. 1999-72513, 2000-4296, 2001-103100, and the like.

그러나 이와 같은 종래의 다양한 방식의 입체영상 디스플레이장치 및 그 방법은 여러 가지 문제점이 있는 것으로 나타났다. 먼저, 편광 안경 방식의 경우에는 필수적으로 안경을 착용해야 하므로 불편하며 사용자가 고개를 좌우로 다소 회전시켜도 편광방향의 상이 혼합되어 입체감이 상실되는 문제점이 있다.However, various conventional stereoscopic image display apparatuses and methods thereof have been shown to have various problems. First, in the case of the polarizing glasses method, it is inconvenient to wear the glasses essentially, and even if the user rotates the head slightly from side to side, there is a problem in that the image in the polarization direction is mixed and the stereoscopic feeling is lost.

그리고, 편광띠판의 경우에는 편광띠판과 액정표시판 사이의 거리, 편광띠의 폭과 액정표시판의 화소선폭과의 대응관계의 설정이 어려워 구현이 곤란한 문제점이 있다.In the case of the polarizing band plate, it is difficult to set the corresponding relationship between the distance between the polarizing band plate and the liquid crystal display panel, the width of the polarizing band, and the pixel line width of the liquid crystal display panel.

또한, 투사식의 고정시역 방식 입체영상 표시장치의 경우에는, 집속렌즈의 사용이 필요하고 광원의 영상에 의한 사역형성 방식이므로 광원과 집속렌즈의 위치가 정확하여야 하며, 광원의 접속렌즈에 의한 일차영상이 정확히 투사렌즈의 개구에 형성되어야 하며, 두 광원의 영상이 정확히 중첩되어 접속되지 않으면 좌우 시역이 단속되므로 사용자가 시선을 움직이는 경우 어두운 부분이 발생되어 선명한 입체영상을 획득하지 못하는 문제점이 있다.In addition, in the case of the projection-type fixed viewing type stereoscopic image display device, the use of a focusing lens is required, and the position of the light source and the focusing lens must be accurate because the method of forming the dead zone by the image of the light source is required, The image should be formed in the opening of the projection lens correctly, and if the images of the two light sources are not superimposed exactly, the left and right viewing areas are intermittent, so that when the user moves the gaze, a dark part is generated and a clear stereoscopic image cannot be obtained.

이에 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자 또는 시청자가 별도의 수단을 구비하지 않고 선명한 입체영상을 시청할 수 있는 자동 입체영상 디스플레이장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an automatic stereoscopic image display apparatus in which a user or a viewer can watch a clear stereoscopic image without providing a separate means.

도 1은 본 발명에 따른 자동 입체영상 디스플레이 시스템 및 그 방법을 보여주는 개략도.1 is a schematic diagram showing an automatic stereoscopic image display system and method thereof according to the present invention.

도 2는 수직형 디퓨저의 적용전과 적용후의 상태를 보여주는 도면.Figure 2 shows the state before and after the application of the vertical diffuser.

도 3은 스크린상의 3차원 데이터의 정렬상태를 보여주는 개략도.3 is a schematic diagram showing the alignment of three-dimensional data on a screen;

도 4는 본 발명에 따른 저비용의 4면 자동 입체영상 디스플레이의 정렬상태를 보여주는 측면도.Figure 4 is a side view showing the alignment of a low cost four-sided automatic stereoscopic image display according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 저비용의 4면 자동 입체영상 디스플레이의 정렬상태를 보여주는 사시도.Figure 5 is a perspective view showing the alignment of a low-cost four-sided automatic stereoscopic display in accordance with the present invention.

도 6의 (a),(b)는 LCD스크린의 분할방식을 보여주는 도면.Figure 6 (a), (b) is a view showing a division method of the LCD screen.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣

10 : 카메라20 : 프로젝터10: camera 20: projector

30 : 확대렌즈40 : 디스플레이30: magnifying lens 40: display

100 : 백라이트110 : 디스플레이패널100: backlight 110: display panel

120 : 무색렌즈130 : 스크린120: colorless lens 130: screen

이 같은 목적들은, 동공을 형성하는 스크린, 광빔 편향용 굴절수단 및 LCD 패널을 포함하며, 상기 LCD 패널의 디스플레이 영역은 다중 부분으로 분리되고, 각각의 부분들에는 적합한 조사(illumination) 수단, 광 집중기 및 투사 대물렌즈가 제공되어 다중의 이미지프로젝터를 형성하며, 상기 이미지 프로젝터는 투사 대상물의 가시적 위치들이 일정등급으로 수평방향으로 균일하게 분포되어 나타나는 방식으로 광빔 굴절 수단을 통해 상기 스크린 상에 중첩된 이미지들을 투사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 입체영상 디스플레이 장치에 의해 달성될 수 있다.These objects include a screen forming a pupil, refractive means for deflecting light beams, and an LCD panel, wherein the display area of the LCD panel is divided into multiple parts, each of which has suitable illumination means, light concentrating And projection objective lenses are provided to form a plurality of image projectors, wherein the image projectors are superimposed on the screen by means of light beam refraction means in such a way that the visible positions of the projected objects are evenly distributed in a horizontal direction at a predetermined level. It can be achieved by an autostereoscopic display device characterized in that it is configured to project images.

또한, 전술된 목적들은 물체 또는 입체영상을 자동으로 입체적으로 디스플레이하기 위한 장치에 있어서, 광을 제공하기 위한 복수의 백라이트; 상기 백라이트의 전방에 배치되며, 박판형 콘덴서 렌즈와 그 콘덴서 렌즈에 접하는 LCD 패널로 구성되며, 상기 LCD 패널에는 복수개의 작업영역으로 구획되는 디스플레이패널; 상기 디스플레이패널의 전방에 설치되며, 상기 디스플레이패널의 각각의 작업영역에 대응하는 복수의 대물렌즈를 포함하는 무색렌즈; 상기 무색렌즈의 전방에 설치되며, 상기 각각의 대물렌즈의 중심연장선이 중앙에 초점화 되는 스크린; 및 상기 스크린의 전방에 설치되는 가상의 시청지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체영상 디스플레이 장치에 의해 달성될 수 있다.In addition, the above objects are an apparatus for automatically stereoscopically displaying an object or a stereoscopic image, comprising: a plurality of backlights for providing light; A display panel disposed in front of the backlight and configured of a thin plate type condenser lens and an LCD panel contacting the condenser lens, wherein the display panel is divided into a plurality of working areas; A colorless lens installed in front of the display panel, the colorless lens including a plurality of objective lenses corresponding to respective working areas of the display panel; A screen installed in front of the colorless lens and having a center extension line of each of the objective lenses focused in the center; And it can be achieved by the automatic stereoscopic image display device comprising a virtual viewing zone installed in front of the screen.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명에 따른 기술적 사상의 원리를 살펴보면, 방향탐지 기능의 스크린에 자동 입체적으로 원근에 있는 사물을 투시하는 것에 기초를 두고 있다. 이것은 입체적인 사물이나 영상의 여러 개의 원근투시가 동시에 특정 스크린에 상호 약간 다른 위치로부터 투시되는 것을 의미한다. 이는 다각적 투시의 널리 알려진 원리이다.First, the principle of the technical idea according to the present invention is based on projecting an object in perspective three-dimensionally on the screen of the direction detecting function. This means that multiple perspectives of three-dimensional objects or images are projected from slightly different positions on a particular screen at the same time. This is a well-known principle of multifaceted perspective.

먼저, 본 발명에 따른 기본적인 원리는 영사기가 렌즈 표면에 초점이 맞춰진 이미지를 투시할 때, 렌즈는 다른 쪽에 밝은 점으로 빛을 발한다. 이 발광 점은 실제로 조사된 프로젝터의 사물렌즈의 실제적인 틈이다. 그리고, 이 투시된 이미지는 오로지 보는 사람의 눈이 틈새의 이미지에 정확하게 위치할 때에만 밝게 조사되어 전적으로 보여지는 것이다. 이것은 소위 시각지대(viewing zone)라 칭하며, 시청자는 영사기의 사물의 크기와 얼마나 일률적으로 조사되어지는가에 따라 시각지대 내에서 다소 자유롭게 이동할 수 있게되는 것이다. 예컨대, 각각 다른 위치에 분포되어 있는 카메라 또는 영사기가 서로 다른 위치로부터 서로 다른 영상을 투시한다면, 이에 상응하게 시각지대도 역시 공간에 나타난다. 그러므로, 보는 사람은 다른 위치로부터 영상을 다르게 볼 수 있다. 시청자의 왼쪽 눈이 오른쪽 눈으로부터 약 65mm 거리만큼 이격 되어 있기 때문에 시청자는 어떠한 안경의 사용 없이 입체적인 환영을 만들어 내기에 충분한 왼쪽 눈과 오른쪽 눈을 가지고 다른 이미지들을 볼 수 있게 되는 것이다. 이 같은 가시방식의 예로서, 수평면상에 있는 4개의 영사기들이 4개의 둥근 모양의 사각지대를 만들어주게 되며, 여기서 영사기를 위한 자료는 여러 개의 프레임의 연속형태인 입체 애니메이션 소프트웨어를 사용함으로써 준비되어지는 것이다. 물론, 각각의 입체영상은 각각 다른 위치의 벌츄얼 카메라로 찍혀져서 컴퓨터의 하드디스크에 저장되는 것이다.First, the basic principle according to the invention is that when the projector sees an image focused on the lens surface, the lens shines with bright spots on the other side. This light emitting point is actually a gap in the object lens of the projector that is irradiated. And this projected image is only illuminated brightly when the viewer's eyes are precisely located in the image of the crevice, and is shown entirely. This is called the viewing zone, and the viewer can move somewhat freely within the viewing zone depending on the size of the projector's object and how uniformly it is irradiated. For example, if the cameras or projectors distributed at different positions project different images from different positions, the visual field is also correspondingly displayed in space. Thus, the viewer can see the image differently from different locations. Since the viewer's left eye is about 65mm away from the right eye, the viewer can see different images with enough left and right eyes to create a three-dimensional illusion without the use of any glasses. As an example of this view, four projectors on the horizontal plane create four rounded blind spots, where the material for the projector is prepared by using stereoscopic animation software, which is a series of frames. will be. Of course, each stereoscopic image is taken with a virtual camera at a different location and stored on a hard disk of a computer.

위 설명을 도 1을 참조로하여 설명하면, 실제적인 입체물 또는 3차원 애니메이션과 같은 3차원 장면(3-D scene)을 다양한 각도에서 촬영하기 위한 복수의 카메라(10)를 포함한다. 이들 각각의 카메라(10)는 벌츄얼 카메라(virtual camera)로 형성되는 것이 바람직하다.The above description will be described with reference to FIG. 1, and includes a plurality of cameras 10 for capturing a three-dimensional scene such as an actual three-dimensional object or three-dimensional animation from various angles. Each of these cameras 10 is preferably formed of a virtual camera.

각각의 카메라(10)에는 이미지 프로젝터(20)가 각각 연결된다. 각각의 이미지 프로젝터(20)는 이에 대응하는 각각의 카메라(10)의 촬영각도와 동일하게 배치되는 것이 바람직하다.Each camera 10 is connected to an image projector 20, respectively. Each image projector 20 is preferably arranged equal to the photographing angle of each camera 10 corresponding thereto.

또한, 각각의 프로젝터(20)의 전방에는 그 프로젝터로부터 투사되는 이미지들을 혼합하여 실제적인 3-D 이미지, 즉, 입체영상으로 나타내기 위한 확대렌즈(30)가 설치된다. 이 확대렌즈(30)는 결국 스크린 역할을 하게되는 것이다.In addition, in front of each projector 20, a magnification lens 30 is provided for mixing the images projected from the projector to represent a real 3-D image, that is, a stereoscopic image. This magnifying lens 30 will eventually serve as a screen.

이 같은 자동 입체 디스플레이의 구성에 따라, 시청자(V)는 각각의 카메라(10)에 의해 촬상된 장면을 입체저그로 시청할 수 있는 것이며, 특히 시청자가 입체영상을 두고 3차원적으로 이동하면서 그 입체영상을 시청하는 경우에는 각각의 카메라가 실제로 촬영하는 각각의 위치에서의 입체영상을 시청할 수 있는 것이다.According to the configuration of such an autostereoscopic display, the viewer V can watch the scene photographed by each camera 10 in a stereoscopic jug, and in particular, while the viewer moves in three dimensions with respect to the stereoscopic image, In the case of watching an image, a stereoscopic image can be viewed at each position actually taken by each camera.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 실제로 시청자(V)가 시청하는 시청지대(Z)에 디퓨저(diffuser)를 사용하는 경우에는 대체로 정원형의 영상이 타원형의 영상으로 변환될 수 있다. 즉, 수직방향으로 시청하는 시청자의 자유도를 증대시키기 위해 렌즈와 함께 특별한 탐지기능의 디퓨저가 배치되어야 한다. 여기서, 디퓨저는 빛을 수직방향으로만 방사해야 하며 사각지대는 도 2에 도시된 바와 같이 수직적으로 증대될 것이다. 물론, 사각지대 사이의 수평분할은 동일하게 유지될 것이다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, when a diffuser is actually used in the viewing zone Z viewed by the viewer V, the garden-like image may be converted into an elliptical image. That is, in order to increase the degree of freedom of viewers viewing in the vertical direction, a special detection diffuser must be disposed together with the lens. Here, the diffuser should emit light only in the vertical direction and the blind spot will be increased vertically as shown in FIG. Of course, the horizontal division between the blind spots will remain the same.

도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이상의 입체영상 배열(arrangement)구조를 살펴보면, 전술된 바와 같은 입체영상(3-D scene)에 대해 각각 소정의 위치에 소정의 각도로 배치된 각각의 카메라(10(10a;10b;10c10d))에 의해 촬영된 각각의 영상은 디스플레이(40)의 각각의 부분에 분할되어 나타나게 된다. 즉, 디스플레이(40)에는 각각의 카메라에 의해 촬영된 이미지 또는 픽쳐를 나타내기 위한 복수의 픽쳐영역이 형성된다. 즉, 디스플레이(40)는 제1카메라(10a)에 의해 촬영된 이미지에 해당하는 제1픽쳐영역(40a), 제2카메라(10b)에 의해 촬영된 이미지에 해당하는 제2픽쳐영역(40b), 제3카메라(10c)에 의해 촬영된 이미지에 해당하는 제3픽쳐영역(40c), 및 제4카메라(10d)에 의해 촬영된 이미지에 해당하는 제4픽쳐영역(40c)으로 구분된다. 결과적으로, 디스플레이(40)의 비용을 감소시키기 위해, LCD 모니터로부터 하나의 LCD 패널이 여러 개의 LCD 카메라를 만들기 위해 사용된다. LCD 윈도우는 도 3에 도시된 바와 같이 15인치의 LCD윈도우를 위한 고유의 사진을 보여주는 각각의 부분들로 사실상 분할되어야 한다.As shown in FIG. 3, when looking at the stereoscopic image arrangement structure on the display, each camera 10 disposed at a predetermined angle at a predetermined position with respect to the 3-D scene as described above is shown. Each image captured by (10a; 10b; 10c10d) is divided into respective portions of the display 40 to appear. That is, the display 40 is provided with a plurality of picture regions for representing images or pictures taken by each camera. That is, the display 40 may include a first picture area 40a corresponding to an image captured by the first camera 10a and a second picture area 40b corresponding to an image captured by the second camera 10b. , The third picture area 40c corresponding to the image photographed by the third camera 10c, and the fourth picture area 40c corresponding to the image photographed by the fourth camera 10d. As a result, in order to reduce the cost of the display 40, one LCD panel from the LCD monitor is used to make several LCD cameras. The LCD window should actually be divided into individual parts showing a unique picture for the 15 inch LCD window as shown in FIG.

도 4에는 본 발명에 따른 경제적으로 유용한 프뢰넬 렌즈에 구속되는 입체 디스플레이 광학 시스템의 레이아웃이 도시되어 있으며, 도 5에는 이에 상응하는 사시도가 도시되어 있다. 결과적으로, 본 발명에 따른 자동 입체 디스플레이장치에 의하면, 디스플레이 장치 보다 상세하게는 후술되는 디스플레이에 광을 제공하기 위한 백라이트(100)를 구비한다. 이 같은 백라이트(100)는 통상적으로 복수개를 구비한다.4 shows a layout of a stereoscopic display optical system constrained to an economically useful freonel lens according to the invention, and FIG. 5 shows a corresponding perspective view. As a result, the autostereoscopic display apparatus according to the present invention includes a backlight 100 for providing light to a display which will be described later in more detail. Such a backlight 100 is typically provided with a plurality.

백라이트(100)의 전방에는 디스플레이패널(110)이 설치된다. 디스플레이 패널(110)은 박판형의 콘덴서 렌즈(112)와, 그 콘덴서 렌즈(112)에 부착되거나 접하는 방식으로 구비되는 LCD 패널(114)로 이루어진다. 물론, LCD 패널(114)은 예컨대 전술된 바와 같이 4개의 픽쳐영역에 각각 해당하는 복수의 작업영역(114a;114b;114c;114d)으로 구획되며, 또한 상부 및 하부의 각각의 측부에 폐기영역(114e;114f)이 형성된다.The display panel 110 is installed in front of the backlight 100. The display panel 110 includes a thin condenser lens 112 and an LCD panel 114 provided in a manner of being attached to or in contact with the condenser lens 112. Of course, the LCD panel 114 is partitioned into a plurality of work areas 114a; 114b; 114c; 114d respectively corresponding to the four picture areas as described above, for example, and also disposed of the waste area on each side of the upper and lower portions. 114e; 114f).

디스플레이패널(110)의 일정 거리 후방에는 복수의 무색렌즈(achromates)(120)가 설치된다. 무색렌즈(120)는 각각의 작업영역(114a;114b;114c;114d)에 해당하는 대물렌즈(120a;120b;120c;120d)를 포함한다.A plurality of achromates 120 are installed behind the display panel 110 at a predetermined distance. The colorless lens 120 includes an objective lens 120a; 120b; 120c; 120d corresponding to each working area 114a; 114b; 114c; 114d.

무색렌즈(120)의 후방, 즉 각각의 대물렌즈(120a;120b;120c;120d)의 후방에는 각각의 중심연장선이 중앙에 초점화 되는 스크린(130)이 설치된다. 스크린(130)은 2개의 프뢰넬렌즈형과 렌티큘라렌즈형의 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.Behind the colorless lens 120, that is, the rear of each objective lens (120a; 120b; 120c; 120d) is provided with a screen 130 in which each center extension line is focused in the center. The screen 130 is preferably made of a combination of two Freonel lens and lenticular lenses.

이와 같은 구성에 따라, 스크린(130)의 일정거리 후방에는 시청자가 스크린(130)에 초점화 되어 이루어진 영상을 시청하기 위한 시청지대(Z)가 형성되는 것이다. 물론, 시청자는 이 시청지대(Z)에 시청자 또는 그의 눈이 위치하는 것이 해당 입체영상을 정확하게 시청할 수 있는 것으로 이해된다.According to such a configuration, the viewing zone Z for viewing the image made by the viewer focused on the screen 130 is formed at a rear of the screen 130. Of course, the viewer is understood that the viewer or his eyes in this viewing zone (Z) can accurately watch the stereoscopic image.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, LCD 패널(114)내의 직사각형의 상부의 2개의 픽쳐영역 또는 작업영역(114b,114d)은 하부의 2개의 작업영역(114a,114c)에 대해 우측으로 이동되기 때문에, LCD 패널(114)에는 실제로 이용되지 않는 부분, 즉, 폐기영역(114e,114f)과 같은 부분이 복수개 존재하게되는 것이다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, the two picture areas or work areas 114b and 114d in the upper part of the rectangle in the LCD panel 114 are moved to the right with respect to the two work areas 114a and 114c in the lower part. Therefore, the LCD panel 114 has a plurality of portions which are not actually used, that is, portions such as the waste areas 114e and 114f.

선택적으로, 도 6의 (a),(b)에 도시된 바와 같이, LCD 스크린 분할의 또 다른 방식은 각각의 작업영역(114a,114b,114c,114d)이 더 우수한 수평분해를 제공한다. 그러나 이 같은 렌즈의 수평이동을 위해서는 무색렌즈(120) 전방에 필연적으로 빔 디플렉터를 구비해야 한다. 이 같은 빔 디플렉터를 위한 반사수단(즉, 거울)은 이미 널리 공지되어 사용되고 있는 바, 본 실시예에서는 이에 개한 상세한 설명은 생략한다. 그러나, 본 발명에 따른 자동입체 디스플레이에서는 빔 디플렉터 대신에 또는 반사수단 대신에 다른 굴절장치를 이용할 수 도 있다.Optionally, as shown in Figs. 6A and 6B, another manner of LCD screen segmentation provides better horizontal resolution of each working area 114a, 114b, 114c, 114d. However, in order to move the lens horizontally, a beam deflector must be provided in front of the colorless lens 120. Reflecting means (i.e. mirrors) for such a beam deflector are already well known and used, and detailed description thereof is omitted in the present embodiment. However, in the autostereoscopic display according to the invention it is also possible to use other refractors in place of the beam deflectors or in place of the reflecting means.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 입체영상 디스플레이 장치는, 동공을 형성하는 스크린, 광빔 편향용 굴절수단 및 LCD 패널을 포함하며, 상기 LCD 패널의 디스플레이 영역은 다중 부분으로 분리되고, 각각의 부분들에는 적합한 조사(illumination) 수단, 광 집중기 및 투사 대물렌즈가 제공되어 다중의 이미지프로젝터를 형성하며, 상기 이미지 프로젝터는 투사 대상물의 가시적 위치들이 일정등급으로 수평방향으로 균일하게 분포되어 나타나는 방식으로 광빔 굴절 수단을 통해 상기 스크린 상에 중첩된 이미지들을 투사하도록 구성되는 것이다. 여기서, 편향수단은, 상호 일정거리로 이격되어 설치되고 각진 빔의 편향을 보상하도록 180도의 각도로 하나가 다른 하나에 대해 회전되도록 이루어진 한 쌍의 굴절웨지를 포함하는 것이다. 그리고, 한 쌍의 편향웨지는 2개의 프레넬 웨지 어레이를 포함하거나 2개의 무색 웨지를 포함한다. 또한, 조사수단은, 이미지가 평면 거울의 시스템에 의해 다중화 되는 하나의 광원을 포함하게 되는 것이다.As described above, the automatic stereoscopic image display apparatus according to the present invention comprises a screen forming a pupil, a deflection means for deflecting light beams, and an LCD panel, wherein the display area of the LCD panel is divided into multiple parts, each part of which is These fields are provided with suitable illumination means, light concentrators and projection objectives to form multiple image projectors, in which the visible positions of the projected objects are uniformly distributed in the horizontal direction at a constant level. And to project images superimposed on the screen via light beam refraction means. Here, the deflecting means includes a pair of articulated wedges which are installed spaced apart from each other at a predetermined distance and are rotated about one another at an angle of 180 degrees to compensate for deflection of the angled beam. And, the pair of deflection wedges includes two Fresnel wedge arrays or two colorless wedges. In addition, the irradiation means is such that the image includes one light source multiplexed by a system of planar mirrors.

이하, 전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동 입체 디스플레이장치의작용모드에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation mode of the automatic stereoscopic display device according to the present invention configured as described above will be described in detail.

먼저, 실제적인 입체물 또는 3차원 애니메이션과 같은 3차원 장면(3-D scene)이 복수개의 벌츄얼 카메라(10)에 의해 촬영된 각각의 각도에서의 이미지는 프로젝터에 의해 콘덴서렌즈 와 LCD 패널에 투사된다. 즉, 제1카메라(10a)에 의해 촬영된 이미지는 제1픽쳐영역(40a)에, 제2카메라(10b)에 의해 촬영된 이미지는 제2픽쳐영역(40b)에, 제3카메라(10c)에 의해 촬영된 이미지는 제3픽쳐영역(40c)에, 또한 제4카메라(10d)에 의해 촬영된 이미지는 제4픽쳐영역(40c)에 투사된다.First, an image at each angle in which a three-dimensional scene such as a real three-dimensional object or three-dimensional animation is shot by a plurality of virtual cameras 10 is projected onto a condenser lens and an LCD panel by a projector. do. That is, the image photographed by the first camera 10a is in the first picture region 40a, the image photographed by the second camera 10b is in the second picture region 40b, and the third camera 10c. The image photographed by is projected on the third picture region 40c, and the image photographed by the fourth camera 10d is projected on the fourth picture region 40c.

이와 같이 박판형의 콘덴서 렌즈(112)와, 그 콘덴서 렌즈(112)에 부착되거나 접하는 방식으로 구비되는 LCD 패널(114)로 이루어진 디스프레이패널(110)의 각각의 작업영역(114a;114b;114c;114d)에 투시된 영상은 각각의 백라이트(100)에 의해 전방으로 투시된다.As described above, each working area 114a; 114b; 114c; 114d of the display panel 110 including the thin-shaped condenser lens 112 and the LCD panel 114 provided in such a manner as to be attached to or in contact with the condenser lens 112. ) Is projected forward by each backlight (100).

이와 같이 투시된 디스플레이패널(110)의 각각의 작업영역(114a;114b;114c;114d)에서의 이미지는 무색렌즈(120)를 구성하며 각각의 작업영역에 해당하는 대물렌즈(120a;120b;120c;120d)를 통해 스크린(130)의 중앙에 초점화된다. 이때, 스크린(130)은 2개의 프뢰넬렌즈 와 렌티큘라렌즈가 조합되어 이루어져 있으므로, 그 스크린(130)의 일정거리 후방에는 시청자가 스크린(130)에 초점화 되어 이루어진 영상을 시청하기 위한 시청지대(Z)가 형성되는 것이다. 이에 따라, 시청자는 시청지대(Z)에서 그의 눈으로 해당 입체영상을 정확하게 시청할 수 있는 것이다.The images in the respective working areas 114a; 114b; 114c; 114d of the display panel 110 viewed as described above constitute the colorless lens 120, and the objective lenses 120a; 120b; 120c corresponding to the respective working areas. Through 120d, it is focused in the center of the screen 130. At this time, the screen 130 is composed of a combination of two Freonnel lens and lenticular lens, the rear of the screen 130 a certain viewing distance for the viewer to watch the image made by focusing on the screen 130 ( Z) is formed. Accordingly, the viewer can accurately watch the stereoscopic image with his eyes in the viewing zone (Z).

결국, 시청자는 시청지대의 가시영역이 확대된, 특히 상하로 확대된 가시영역을 이용하여 보다 정확하고 확대적으로 3-D 또는 입체영상을 시청할 수 있는 것이다.As a result, the viewer can view 3-D or stereoscopic images more precisely and magnifiedly by using the visible region in which the viewing area of the viewing zone is enlarged, in particular, up and down.

결과적으로, 본 발명에 따른 자동 입영상체 디스플레이 장치에 의하면, 사용자 또는 시청자가 별도의 수단을 구비하지 않고 사실적으로 선명한 입체영상을 자유롭게 시청할 수 있는 효과가 있다.As a result, according to the automatic image display apparatus according to the present invention, there is an effect that a user or viewer can freely watch a realistic stereoscopic image without providing a separate means.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While a preferred embodiment according to the present invention has been described above, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the scope of the appended claims.

Claims (6)

동공을 형성하는 스크린, 광빔 편향용 굴절수단 및 LCD 패널을 포함하며, 상기 LCD 패널의 디스플레이 영역은 다중 부분으로 분리되고, 각각의 부분들에는 적합한 조사(illumination) 수단, 광 집중기 및 투사 대물렌즈가 제공되어 다중의 이미지프로젝터를 형성하며, 상기 이미지 프로젝터는 투사 대상물의 가시적 위치들이 일정등급으로 수평방향으로 균일하게 분포되어 나타나는 방식으로 광빔 굴절 수단을 통해 상기 스크린 상에 중첩된 이미지들을 투사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 입체영상 디스플레이 장치.A pupil forming screen, an optical beam deflecting refraction means and an LCD panel, wherein the display area of the LCD panel is divided into multiple parts, each of which has suitable illumination means, a light concentrator and a projection objective Is provided to form multiple image projectors, wherein the image projector is configured to project images superimposed on the screen via light beam refraction means in such a way that the visible positions of the projection object are evenly distributed in a horizontal direction at a predetermined grade. Automatic stereoscopic image display device characterized in that. 제 1항에 있어서, 상기 편향수단은, 상호 일정거리로 이격되어 설치되고 각진 빔의 편향을 보상하도록 180도의 각도로 하나가 다른 하나에 대해 회전되도록 이루어진 한 쌍의 굴절웨지를 포함하는 자동 입체영상 디스플레이 장치.2. The automatic stereoscopic image of claim 1, wherein the deflection means includes a pair of refraction wedges which are installed to be spaced apart from each other at a predetermined distance and are rotated about one another at an angle of 180 degrees to compensate for deflection of angled beams. Display device. 제 2항에 있어서, 상기 한 쌍의 편향웨지는 2개의 프레넬 웨지 어레이를 포함하는 자동 입체영상 디스플레이 장치.3. The automatic stereoscopic display device of claim 2, wherein the pair of deflection wedges comprises two Fresnel wedge arrays. 제 2항에 있어서, 상기 한 쌍의 편향웨지는 2개의 무색 웨지를 포함하는 자동 입체영상 디스플레이 장치.The automatic stereoscopic image display apparatus according to claim 2, wherein the pair of deflection wedges includes two colorless wedges. 제 1항에 있어서, 상기 조사수단은, 이미지가 평면 거울의 시스템에 의해 다중화 되는 하나의 광원을 포함하는 자동 입체 디스플레이 장치.2. An autostereoscopic display apparatus according to claim 1, wherein said irradiating means comprises a light source in which an image is multiplexed by a system of planar mirrors. 물체 또는 입체영상을 자동으로 입체적으로 디스플레이하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for automatically displaying an object or a stereoscopic image three-dimensionally, 광을 제공하기 위한 복수의 백라이트;A plurality of backlights for providing light; 상기 백라이트의 전방에 배치되며, 박판형 콘덴서 렌즈와 그 콘덴서 렌즈에 접하는 LCD 패널로 구성되며, 상기 LCD 패널에는 복수개의 작업영역으로 구획되는 디스플레이패널;A display panel disposed in front of the backlight and configured of a thin plate type condenser lens and an LCD panel contacting the condenser lens, wherein the display panel is divided into a plurality of working areas; 상기 디스플레이패널의 전방에 설치되며, 상기 디스플레이패널의 각각의 작업영역에 대응하는 복수의 대물렌즈를 포함하는 무색렌즈;A colorless lens installed in front of the display panel, the colorless lens including a plurality of objective lenses corresponding to respective working areas of the display panel; 상기 무색렌즈의 전방에 설치되며, 상기 각각의 대물렌즈의 중심연장선이 중앙에 초점화 되는 스크린; 및A screen installed in front of the colorless lens and having a center extension line of each of the objective lenses focused in the center; And 상기 스크린의 전방에 설치되는 가상의 시청지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체영상 디스플레이 장치.And a virtual viewing zone installed in front of the screen.
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