KR20040021748A - 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성입체영상디스플레이 장치 - Google Patents

광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성입체영상디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 정지되거나 동작하는 광매체의 반사 및 시각의 멀티프레임 잔상효과를 이용하여 광매체 분배 스크린을 통하여 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표를 형성하고 실상 또는 허상의 표현을 나타내는, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치에 관한 것이다.

Description

광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치{DIGITAL THREE-DEMENSIONAL DISPLAYER}
본 발명은, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 정지되거나 동작하는 광매체의 반사 및 시각의 멀티프레임 잔상효과를 이용하여 광매체 분배 스크린을 통하여 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표를 형성하고 실상 또는 허상의 표현을 나타내는, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치에 관한 것이다.
근래에 들어 입체영상디스플레이 장치가 다양하게 개발되고 있다. 그러나, 종래의 이러한 장치들은 양안 시차에 의한 착시 및 발광체의 단순한 점멸에 의한 잔상과 반사에 의한 촛점형성에 의하여 입체영상을 형성하므로, 이미지를 3차원 공간위치 좌표에 정확하게 표현해 주지 못하는 한계가 있었다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은, 광매체 발생장치에 발광체를 설치하여 제어기에 입력된 제어프로그램에 의하여 발광체를 순서적으로 제어시키며 광매체 발생장치의 동적인 작용을 통하여 멀티프레임의 잔상효과를 구현하고 광매체 분배스크린의 적절한 분배를 통하여 이미지를 공간이동시키며 3차원의 공간위치좌표를 형성시켜 실상 및 허상의 형상을 제공하고 관찰자가 360도상의 어느 위치에서나 실물과 동일한 영상이나 가상의 동영상 실물을 시청할 수 있는, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 입체영상을 제공하면서 동시에 입체적인 음향이나 향기를 가미하고 접촉하여 촉감을 느낄수도 있는 실감형 가상현실 구현체를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전체 구성도.
도 2는 광매체의 3차원 공간위치좌표형성의 궤적의 일실시예의 평면도.
도 3은 광매체의 3차원 공간위치좌표형성의 궤적의 다른 실시예의 평면도.
도 4는 광분배 스크린의 일실시예의 유형들의 개념도.
도 5는 본 발명의 광매체와 회전부의 단면확대도.
도 6은 본 발명의 발광체와 발광기둥부의 분해확대도.
도 7은 본 발명의 발광매체의 무게분배를 나타내는 개념도.
도 8은 본 발명의 제어부의 블럭도.
도 9는 본 발명의 레이저 발생장치에 대한 일실시예의 개념도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 하우징
2 : 컴퓨터 모티너와 영상 음향센서등 주변기기 제어본체
3 : 향기발생장치 4 : CCD카메라
5 : 스피커 6 : 위치감지센서, 카메라
7 : 광분배스크린 8 : 광매체발생부
9 : 회전부 10 : 공기배출부
11 : 광매체 및 관찰자 보호 투명막 12 : 곡선형
13 : 트윈곡선형 14 : 발광소자(발광체)
15 : 원형궤적 16 : 원통형궤적
17 : 광분배스크린 유형 18 : 고정기둥
19 : 연결부 20 : 회전축
21 : 회전받침대 22 : 고정받침대
23 : 센서 24 : 센서감지부
25 : 유무선 근거리 통신망 수신부 26 : 회전부
27 : 시스템 제어장치 28 : 전원
29 : 유무선 근거리 통신망 송신부 30 : 투명/불투명 밸트
31 : 극미세 다층 회로기판 32 : 극미세 회로배선
33 : 고정기둥 34 : 고정나사
35 : 배선연결부 36 : 무게추
37 : 입력장치 38 : 매직스크린
39 : 레이저 발생장치 40 : 제1구동반사장치
41 : 제2구동반사장치 42 : 제1반사미러/렌즈
43 : 제2반사미러/렌즈 44 : 실상
45 : 광원(조명)46 : 사물
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 자체 발광하거나 외부 발광체에 의해 형상을 형성하는 광매체가 설치된 광매체발생장치와, 제어기에 입력된 제어프로그램에 의하여 발광체를 순서적으로 제어하는 제어기와, 광매체 발생장치의 동적인 작용을 통하여 멀티프레임의 잔상효과를 구현하여 대상체이미지를 공간이동시켜 3차원의 공간위치좌표를 형성하므로, 대상체이미지의 실상 및 허상의 형상하는 광매체 분배 스크린을 갖는, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치를 제공한다.
상기 자체 발광체는 소형전구나 모니터,유기EL,고휘도의 LED 및 특히 초소형 SMD CHIP LED 등의 소자일 수 있다, 또한 상기 발광체는, 자체 발광 및 백라이트(BACK LIGHT)를 사용하는 발광체 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 회전부의 중심부 기둥으로부터 외곽으로 단방향이나 양방향 등 여러방향으로 X, Y, Z의 위치를 가지는 발광체 행렬을 구성하여 다량의 발광체의 양극과 음극을 수용하기 위한 초정밀 극미세의 배선을 갖는 다층회로기판를 추가로 가질 수 있다.
또한, 본 발명은, 하우징의 일정부위에 회전속도를 감지하여 회전의 오차가 발생할 경우 제어기와 신호를 주고받으며 실시간으로 오차를 계산하여 보정해 주는 감지기를 추가로 가질 수 있다.
또한, 본 발명은, 하우징의 제어기와 연결된 근거리 유무선 송신부와 회전체의 수신부의 쌍방향 정보처리에 의하여 광매체의 디지털 3차원 이미지를 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 하우징의 특정한 위치에 제어부와 연결된 다수의 스피커를 설치하여 입체적인 음향을 제공하며, 향기 발생장치를 설치하여 제어기에 설치된 프로그램에 의하여 각 입체영상이미지에 어울리는 향기를 발생시킬 수 있다.
또한, 실상이나 허상의 이미지의 공간위치 좌표를 판독하는 위치감지 센서와 자기장의 강약등을 조절하여 촉각을 느낄수 있는 장치를 포함하여, 실제의 움직이거나 정지해 있는 물체를 적절한 조도에 의하여 조명을 비출 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부한 도면를 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전체 구성도로, 관찰자의 동서남북 위치에서 보는 시점에 따라 공간이동된 광매체의 형상이 다르게 보이는 것을 표시한 도면이다.
상기 하우징(1)의 내부에는 광분배스크린(7)이 위치하고 중심부에는회전부(9)가 자리잡고 있으며 상단에 광매체를 발생시키는 사물 및 발광소자(14)의 행렬이 구성되어 있고 회전부의 회전에 의하여 원통궤적(15,16)을 그리며 3차원적인 공간 위치좌표를 형성하고 발광소자의 점멸에 의하여 형성된 이미지가 광분배스크린(7)에 의하여 적절히 분배되어 광매체의 상단이나 하단에 실상(44)을 형성하여 관찰자의 위치에 따라 360도 상에서 자유롭게 방향에 따라 다른 이미지를 시청할 수 있는 것이다.
하우징의 내부나 외부에는 시스템제어장치(27)와 컴퓨터 모니터와 영상 음향센서 등 주변기기 제어본체(2)가 있어 CCD카메라(4) 정보 입력에 의하거나 미리 프로그램된 순서대로 영상을 제어하고 향기발생장치(3), 위치감지센서 및 카메라(6), 스피커(5) 등을 제어하고 회전부의 적절한 회전을 통하여 공기배출부(10)로의 적정한 배출을 통하여 광매체 발생장치에 무리가 가지 않도록 한다.
광매체발생장치의 주변에는 광매체 및 관찰자 보호 투명막(11)을 설치하여 관찰자와 디스플레이를 보호한다.
도 2는 광매체의 3차원 공간위치좌표형성의 궤적의 일실시예의 평면도를 나타낸다. 또한, 도 3은 광매체의 3차원 공간위치좌표형성의 궤적의 다른 실시예의 평면도를 나타낸다.
도 2와 같이 평면에서 관찰할 때, 광매체는 하나의 나선형(도2a)일 수도 있고, 두개의 나선형(도2b)일 수도 있고, 한쪽 날개만을 갖는 나선형(도2c)일 수도 있다.
또한, 도 3과 같이 입체적으로 관찰할 때, 광매체는 다수개의 광매체 수직기둥이 나산형으로 안쪽으로 중심으로부터 길이가 줄어들면서 형성된 형태일 수도 있으며(도3a), 다수개의 광매체 수평기둥이 하방으로 갈 수록 길이가 짧아지는 형태일 수도 있으며(도3b), 매트릭스 형태일 수도 있다(도3c).
도 4는 광분배스크린(17)의 유형을 나타낸 도면으로써, 광분배스크린(17)은, 원통형일 수도 있으며(도4a), 오목형일 수도 있으며(도4b), 상방 또는 하방으로 테이퍼지는 원통형일 수도 있으며(도4c). 오목형일 수도 있다(도4d). 아울러, 광분배스크린(17)은 위 형태들의 조합을 이루어 구성될 수도 있다. 일예로, 도4e에 도시한 바와 같이, 볼록과 오목형을 서로 마주보게 겹칠 수 있다. 도4f와 같이 위 형태들은, 대형의 스크린일 경우에는 제작 및 이동이 거의 불가능하므로 등분된 단위로 나누어 단위모양을 짜맞추므로 형성할 수도 있다. 또한, 도4g는 다양한 광원을 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 광매체(11)와 회전부(26)의 구조를 나타내는 도면으로써, 시스템 제어장치(27)에 의하여 유무선 근거리 통신망 송신, 수신부(39,25)를 거친다. 또한, 하단의 회전부(26)에서 회전축(20)을 중심으로 연결된 고정받침대(34)의 고정기둥(18)에 결합된 발광체(14)를 점멸시키는 것을 나타낸다. 또한, 고정기둥(18)에는 투명, 불투명 연결부(19)가 연결되어 있고 회전받침대(21)에는 센서(23)가 부착되어 있으며 하우징의 일부에는 센서감지부(24)가 위치되어 있다.
도 6은 본 발명의 발광체(14)와 발광기둥부를 나타내는 도면으로써, 고정기둥(33)에는 극미세 회로배선의 구조를 가진 극미세 다층 회로기판(31)과 초소형 발광체인 SMD CHIP LED가 결합되어 있다. 또한, LED의 각 픽셀 사이 사이에는 투명, 불투명 SLIT, 벨트가 구성되어 있으나, 검정색인 것이 바람직하다. 고정기둥(33)의 하부에는 회전받침대(21)와 고정받침대(22)를 고정나사(34)로 결합시킨다.
도 7은 본 발명의 광매체(11)의 무게 분배를 나타내는 도면으로써, 회전축(20)을 중심으로 발광소자(14) 행렬과 배치되는 위치에 회전시, 1과 2 영역의 균형을 잡아주는 무게추(36)를 설치한다.
도 8은 본 발명의 제어부의 블록도이다. 제어부(27)는 CCD 카메라 입력장치부(37)로부터 영상을 공급받아 발광체(14)로 그 공급받은 영상을 출력하도록 제어한다. 이러한 영상처리를 위하여 제어부(27)는 통상의 영상처리장치와 마찬가지로 엔코더, 메모리, CPU, 비디오카드, 디코더 등을 갖는다. 한편, 제어부(27)은, 회전체를 제어하기 위한 회전부와 회전부의 회전속도를 감지하는 센서부 등을 가질 수 있다.
도 9는 본 발명의 레이저 발생장치에 대한 일실시예의 개념도로써, 회전받침대(21) 상단에 레이저 발생장치(39)가 회전체와 같이 회전하거나 측면에 위치한다. 레이저 발생장치(39)의 제1구동반사장치(40), 제2구동반사장치(41), 제1반사미러/렌즈(42), 제2반사미러/렌즈에 의해 광분배 스크린 또는 매직스크린에 광원을 제공할 수 있다. 이러한 레이저 발생장치를 이용하여 자체 발광체가 아닌 경우에 본발명에 의한 입체영상을 구현할 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명은, 3차원 공간위치 좌표를 형성시키는 장치로 실물이나 가상의 동영상을 공간이동시켜 그대로 재현하는 입체영상디스플레이 장치를 제공하므로, 디자인, 의료, 예술품, 문화재복원, 역사적 인물등 실물을 그대로 재현하여 산업의 전부문에 유용하게 활용할 수 있으며, 멀리떨어진 시청자끼리의 화상회의나 기업체의 신제품 샘플을 전송하여 샘플을 제공할 수 있으며, 그리운 가족이나 친지, 종교적인 인물, 애완동물등을 고인의 영상을 실물 그대로 재현하여 시청할수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 입체영상을 제공하면서 동시에 입체적인 음향이나 향기를 가미하고 접촉하여 촉감을 느낄수도 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 자체 발광하거나 외부 발광체에 의해 형상을 형성하는 광매체가 설치된 광매체발생장치와, 제어기에 입력된 제어프로그램에 의하여 발광체를 순서적으로 제어하는 제어기와, 광매체 발생장치의 동적인 작용을 통하여 멀티프레임의 잔상효과를 구현하여 대상체이미지를 공간이동시켜 3차원의 공간위치좌표를 형성하므로, 대상체이미지의 실상 및 허상의 형상하는 광매체 분배 스크린을 갖는, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치.
  2. 상기 자체 발광체는 소형전구나 모니터,유기EL,고휘도의 LED 및 특히 초소형 SMD CHIP LED 등의 소자이거나, 자체 발광 및 백라이트(BACK LIGHT)를 사용하는 발광체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치.
  3. 회전부의 중심부 기둥으로부터 외곽으로 단방향이나 양방향 등 여러방향으로 X, Y, Z의 위치를 가지는 발광체 행렬을 구성하여 다량의 발광체의 양극과 음극을 수용하기 위한 초정밀 극미세의 배선을 갖는 다층회로기판를 추가로 갖는, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치.
  4. 하우징의 일정부위에 회전속도를 감지하여 회전의 오차가 발생할 경우 제어기와 신호를 주고받으며 실시간으로 오차를 계산하여 보정해 주는 감지기를 추가로 갖는, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치.
  5. 하우징의 제어기와 연결된 근거리 유무선 송신부와 회전체의 수신부의 쌍방향 정보처리에 의하여 광매체의 디지털 3차원 이미지를 발생시키는 것을 특징으로 하는, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치.
  6. 하우징의 특정한 위치에 제어기와 연결된 다수의 스피커를 설치하여 입체적인 음향을 제공하며, 향기 발생장치를 설치하여 제어기에 설치된 프로그램에 의하여 각 입체영상이미지에 어울리는 향기를 발생시키는 것을 특징으로 하는, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치.
  7. 실상이나 허상의 이미지의 공간위치 좌표를 판독하는 위치감지 센서와 자기장의 강약등을 조절하여 촉각을 느낄수 있는 장치를 포함하여, 실제의 움직이거나 정지해 있는 물체를 적절한 조도에 의하여 조명을 비출 수 있는 것을 특징으로 하는, 광 매체의 공간이동을 통한 3차원 공간위치좌표형성 입체영상디스플레이 장치.
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