KR200496687Y1 - 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동이 용이하면서 비교적 간단한 구성을 갖고 3차원 입체영상을 인식하도록 구성하여 화상 통화의 입체감을 제공함으로서 상품성을 향상시킬 수 있도록 고안한 것이다.
본 고안의 구성은, 플레이트 형상을 갖고 전방에 영상표시기 설치구(12)가 형성된 베이스부(10)와;
상기 베이스부(10)의 후방 양측에서 입상형태로 조립한 프레임받침대(21)의 상부에 투명창(26)이 포함된 창프레임(23)을 결합시켜 구성한 투명반사부(20)와;
수직방향으로 회전가능하게 고정브라켓(31)에 조립되어 상기 영상표시기 설치구(12)에 설치하여 후방에 위치한 투명창(26)에 영상을 표시하는 영상표시부재(30)와;
상기 투명반사부(20)의 투명창(26) 전면에 부착되어 영상표시부재(30)에서 생성된 영상을 전방에 위치한 사용자 방향으로 반사시키는 반사필름(40)과;
상기 베이스부(10)의 후방에 조립되며, 사용자의 눈 위치를 추적하는 추적센서가 구비된 눈추적부(50)를 포함해 구성된다.

Description

원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치 {3D stereoscopic imaging device for remote augmented reality}

본 고안은 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동이 용이하면서 비교적 간단한 구성을 갖고 3차원 입체영상을 인식하도록 구성하여 화상 통화의 입체감을 제공함으로서 상품성을 향상시킬 수 있도록 고안한 것이다.

최근 코로나 바이러스 사태로 인하여 사람과 사람 간의 전파 우려로 인한 사회적 거리 두기를 실시하고 있으며, 집단 모임과 단체생활 등에서 IT기술을 활용한 비대면 화상 회의가 매우 활발하게 이루어지고 있다.

그러나, 일반 2차원 화면을 이용한 화상 통화의 경우 상대방이 영상에 평면적으로 표시되므로 실제로 옆에 있는 것과 같은 느낌을 주지 않고, 서로 다른 공간에 위치하는 거리감이 형성되는데, 이러한 거리감을 해소하기 위해서는 상대방과 같은 공간에 위치하는 것과 같은 느낌을 주도록 영상을 3차원으로 구현하는 것이 바람직하며, 이러한 3차원 영상 기술에는 최근 화두가 되고 있는 증강현실(Augmented Reality ;AR)기술을 적용하면 보다 효과적인 화상 회의가 가능해진다.

증강현실 기술은 실제 물체에 가상의 영상을 겹쳐서 표현이 가능하므로, 실제 회의실 의자에 상대방이 마치 앉아 있는 것으로 표시될 수도 있는데, 이와 같은 증강현실 구현을 위해서는 3차원 투명 디스플레이가 요구된다.

투명유리를 이용한 허상 구현 원리에 대한 개략적인 기술구성으로는 도 1에서와 같이 투명유리를 디스플레이 상단에 비스듬히 배치하여 투명유리로부터 반사되는 영상을 바라보는 방식이 있으며, 이때 투명유리에 표시되는 영상은 투명유리 건너편에서 투명유리와 디스플레이 사이의 거리와 동일한 간격으로 표시되는데, 상기 영상을 허상(virtual image)이라고 한다.

따라서, 상기 투명유리를 통해 영상이 허상으로 표시되므로 사용자는 유리 건너편의 실체 물체도 동시에 볼 수 있다.

그러나, 상기 선행기술의 영상 표시장치는 투명유리에 표시되는 허상의 위치가 변동되지 않으므로 다양한 위치 및 거리에 있는 의자 등의 실제 물체에 상대방의 영상을 정확히 표시할 수가 없는 문제점이 있었다.

3차원 영상 표시장치는 도 2에서와 같이 LCD 등의 2차원 영상 표시장치의 각 픽셀에서 발생하는 빛을 좌,우측 눈으로 나누어 주기 위하여 렌티큘러 렌즈 필름 또는 패럴렉스 배리어 필름으로 구성된 광학판을 2차원 영상 표시장치의 상부에 부착하고, 상기 시차 간격을 두어 제작된 좌우 영상을 각 픽셀에 인가하여 사용자가 3차원 영상을 볼 수 있게 하였다.

한편, 양안시차를 이용한 입체영상 디스플레이 장치에 관한 기술은 다양한 방법들이 제안되고 있는데, 그 대표적인 방법 중의 하나는 이차원 영상 패널에 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens)나 패럴렉스 배리어(Parallax Barrier)를 부착하여, 관측자의 좌우 양안에 각기 다른 영상정보가 인식되도록 하여 입체감을 갖도록 하는 방법이다.

렌티큘러 렌즈를 이용한 입체영상 디스플레이 장치는 반원통형의 모양을 한 렌티큘러 렌즈를 통해 각각의 픽셀로부터 발생하는 빛의 방향이 달라져서 좌우영상이 분리되어 안경없이 입체영상을 볼 수 있도록 한다. 상기 렌즈 한 개의 폭은 표시기의 화소 폭에 의해 결정되는데 좌우영상에 해당하는 여러개의 화소가 들어가도록 만들게 되며, 이에 따라 렌즈 효과에 의해 좌우 영상의 분리가 가능해진다.

패럴렉스 배리어를 이용한 입체영상 디스플레이 장치는 빛을 투과 또는 차단시키기 위한 가느다란 줄무늬 모양의 수직 또는 비스듬히 배치된 슬릿을 일정한 간격으로 배열시킨 것이다. 따라서 이 슬릿을 통해 각각의 픽셀로부터 발생하는 빛의 방향이 달라지게 되어 기하 광학적으로 좌우영상이 정확하게 분리되어 입체감을 느끼게 된다.

상기와 같은 3차원 영상 표시장치에서는 표시되는 화면 영상이 디스플레이 표면 자체에 있는 반면에 사람이 인지하는 3D point는 화면 전방 또는 후방의 공중에 있기 때문에 사용자에게 시청 피로를 일으키게 되는 수렴 초점 불일치(Accommodation-Vergence Conflict)현상이 발생되는 문제점이 있었다.

하지만, 반사유리를 이용한 허상으로 3차원 영상을 구현하게 되면, 사용자 또는 시청자는 3D 영상 표시장치를 구성하는 외곽 프레임은 잘 보이지 않고 오로지 표현되는 3D영상만 눈에 보이게 되어 결과적으로 디스플레이 표면(픽셀) 자체를 인지하지 못하고 3D point 만을 인지하는 경향이 두드러진다. 따라서 더 깊은 3D 효과를 표현하더라도 시청 피로를 크게 줄일 수 있다.

한편, 사용자와 허상과의 거리를 증가시킬수록 시청 피로 없는 3D 깊이를 더욱 증가시킬 수 있다. 즉, 좌,우 눈에 대한 시차간격을 조절하면 3D point의 위치를 가변할 수 있는데, 허상 깊이가 멀어질수록 동일한 시차 간격 차이에서 표현 깊이가 더 멀어지는 것으로 이해될 수 있다. 도 3은 동일한 시차 간격 차이에 의한 표현 가능 깊이가 허상의 위치에 따라 달라짐을 원리적으로 설명한 그림이다.

두 눈의 시차 각도 α1에서 허상 1이 생성된다고 가정하면, 이 시차 각도에서는 2D 영상이 관찰된다. 즉, 허상위치는 기본적으로 2D영상이 표시되는 위치이다. 이제 시차 각도를 α2와 같이 줄여주면 (+) 깊이 방향으로 3D 영상을 멀리 표현할 수 있다(D1). 허상 2의 경우 2D 영상이 표현되는 위치는 β1의 시차 각도를 갖는다. α1 - α2 와 동일한 시차 간격으로 β1 - β2 의 시차 간격을 조정하면 허상 2에서의 (+) 방향 표현 깊이는 D2와 같다. D1 대비 D2의 거리는 증가하며(D1<D2) 결과적으로 동일한 시청 피로가 발생한다고 가정할 경우에 허상의 거리를 멀리 배치할수록 표현 가능 깊이를 상대적으로 증가시킬 수 있다. 또한 허상 위치의 자체 변경 효과도 있어서 실제적인 표현 깊이 증가는 D3만큼이 된다.

이와 같이 허상의 위치는 3D 영상표시장치와 반사유리 사이의 간격 조정을 통하여 변경되는데, 상기와 같이 허상의 거리를 증가시킬수록 3D 표현 측면에서는 유리하나, 시스템 크기가 증가하는 문제점이 있어 이동 및 설치가 어려워지는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2001-0008536호. 3차원 입체영상장치 및 그 제작방법 (공개일자 2001년 02월 05일)

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안은 투명창을 이용한 허상과 함께 3차원 영상표시부재에서 생성된 영상을 사용자 방향으로 반사시키는 반사필름을 투명창에 부착하는 비교적 간단한 구성으로 사용자가 보다 간편하게 입체적인 영상을 이용해 화상통화가 가능한 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 고안은 사용자의 눈 위치를 추적하여 사용자가 움직이더라도 좌우 영상이 사용자의 좌,우 눈에 정확하게 표현될 수 있도록 하며, 투명창을 통한 실제물품에 상대방의 영상을 정확하게 표시하여 입체감을 증대시킬 수 있는 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 3차원 영상표시부재가 포함된 베이스부에 투명반사부가 절첩가능하게 조립되어 휴대 및 보관이 용이하고, 다양한 장소에서도 사용이 가능하고, 사용자의 시청 피로를 감소시켜 보다 편하게 시청할 수 있는 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 고안은,

플레이트 형상을 갖고 전방에 영상표시기 설치구(12)가 형성된 베이스부(10)와;

상기 베이스부(10)의 후방 양측에서 입상형태로 조립한 프레임받침대(21)의 상부에 투명창(26)이 포함된 창프레임(23)을 결합시켜 구성한 투명반사부(20)와;

수직방향으로 회전가능하게 고정브라켓(31)에 조립되어 상기 영상표시기 설치구(12)에 설치하여 후방에 위치한 투명창(26)에 영상을 표시하는 영상표시부재(30)와;

상기 투명반사부(20)의 투명창(26) 전면에 부착되어 영상표시부재(30)에서 생성된 영상을 전방에 위치한 사용자 방향으로 반사시키는 반사필름(40)과;

상기 베이스부(10)의 후방에 조립되며, 사용자의 눈 위치를 추적하는 추적센서가 구비된 눈추적부(50)를 포함해 구성된다.

또, 상기 영상표시부재(30)는, 베이스부(10)에 구비된 요(凹)홈 형상의 영상표시기 가이드면(13)에 고정브라켓(31)의 브라켓받침대(32)가 안착되어, 고정홀에 나사 체결시켜 고정되도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 투명반사부(20)는, 베이스부(10)의 양측에 형성된 프레임 가이드면(11)에 각각 체결되며, 상부에 프레임연결바(22)가 구비된 프레임받침대(21)와; 사각틀체 형상을 갖고 하부에 구비된 프레임고정대(24)를 상기 프레임연결바(22)에 결합하는 창프레임(23)과; 상기 창프레임(23)의 내측에 구비되는 투명창(26)을 포함해 구성될 수 있다.

그리고, 상기 투명반사부(20)는, 프레임연결바(22)와 프레임고정대(24)가 핀 연결되어, 창프레임(23)을 베이스부(10)의 상부에 90도 절첩되게 구성할 수 있다.

또, 상기 반사필름(40)은, 투시 가능하게 투명한 재질로 성형되며, 전면에 영상표시부재(30)에서 생성되는 영상을 사용자 방향으로 반사시키기 위한 프리즘패턴(41)이 반복 형성되게 구성할 수 있다.

또한, 상기 눈추적부(50)는, 추적센서(51)를 갖고 눈추적조립구(16)에 조립되는 센서브라켓(52)이 일정 각도로 회전 가능하게 구성할 수 있다.

그리고, 상기 투명반사부(20)의 투명창(26)에는, 후면에 이중상 방지를 위한 비반사 코팅층(29)이 더 형성되게 구성할 수 있다.

또, 상기 투명반사부(20)에는, 투명창(26)을 보호하기 위해 창프레임(23)의 외측방향에서 투명반사부(20)의 배면을 감싸며 창프레임(23)의 전면에 걸려지는 커버걸림턱(36)이 구비된 창보호커버(35)가 더 조립되게 구성할 수 있다.

이러한 본 고안에 의하면, 투명창을 이용한 허상과 함께 3차원 영상표시부재에서 생성된 영상을 사용자 방향으로 반사시키는 반사필름을 투명창에 부착하는 비교적 간단한 구성의 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치를 제공함으로서 사용자가 보다 간편하게 입체적인 영상을 이용해 화상통화가 가능해 사용편의성을 증대시킨다.

또, 사용자의 눈 위치를 추적센서가 추적하여 사용자가 움직이더라도 좌,우 영상이 사용자의 좌,우 눈에 정확하게 표현될 수 있도록 하며, 투명창을 통한 실제물품에 상대방의 영상을 정확하게 표시할 수 있어 사용자에게 입체감을 증대시킬 수 있다.

그리고, 3차원 영상표시부재가 포함된 베이스부에 투명반사부가 절첩 가능하게 조립되어 휴대 및 보관이 용이하고, 다양한 장소에서도 사용이 가능하고, 사용자의 시청 피로를 감소시켜 보다 편하게 시청할 수 있다.

도 1은 투명유리를 이용한 허상 구현 원리를 도시한 개략도.
도 2는 3차원 영상표시장치의 구현 원리를 도시한 개략도.
도 3은 허상위치 변경에 따른 표현가능 깊이가 증가되는 원리를 도시한 개략도.
도 4는 본 고안인 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치의 전체 사시도.
도 5는 본 고안인 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치를 도시한 평면도.
도 6은 본 고안인 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치의 사용상태를 도시한 정면도.
도 7은 본 고안인 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치의 절첩상태를 도시한 정면도.
도 8은 본 고안인 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치의 요부확대도.

본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 고안에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다.

본 고안인 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치(100)는, 도 4 내지 도 8에서와 같이 크게 플레이트 형상의 베이스부(10)에 90도의 각도를 갖고 조립되는 투명반사부(20)에 영상표시부재(30)에서 영상을 표시하여 반사필름을 통해 사용자의 눈으로 영상을 반사시키도록 하며, 사용자의 눈을 추적하는 눈추적부(50)를 포함해 구성된다.

먼저 베이스부(10)에 안착되는 영상표시부재(30)는, LCD패널과 그 상부에 부착된 광학판(렌티큘러 렌즈 필름 ; Lenticular Lens film 또는 패럴렉스 배리어 필름 ; Parallax Barrier film)이 구비되며, 영상을 확대 투사하는 프로젝션 광학계로 구성되는데, 상기 광학판 및 프로젝션 광학계의 구성 및 작동에 대한 내용은 이미 일반적으로 공지된 기술내용이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이를 보다 상세히 설명하면, 베이스부(10)는, 플레이트 형상을 갖고 전면에 홈형상을 갖는 영상표시기 설치구(12)가 형성되어 영상표시부재(30)가 삽입되도록 하며, 상기 영상표시기 설치구(12)의 양측에는 단턱진 요(凹)홈 형상의 영상표시기 가이드면(13)에 나사체결홀이 구비된다.

또, 상기 베이스부(10)의 양측부에는 눕혀지거나 세워지도록 절첩 가능한 이동손잡이(18)가 구비되어 사용자가 보다 간편하게 3차원 입체 영상장치(100)를 이동시킬 수 있도록 하고, 중앙에는 경량화 및 재료비 절감을 위한 공간부를 형성함과 아울러 후술되는 투명반사부(20)가 접혀지는 과정에서의 접촉을 방지하기 위한 쿠션부재(미도시)가 구비되게 하는 것도 바람직하다.

또한, 베이스부(10)의 상면 양측에는, 단턱지게 형성된 프레임 가이드면(11)을 형성하고, 길이방향으로 나사체결홀을 구비하여, 투명반사부(20)를 고정하는 프레임받침대(21)가 상기 프레임 가이드면(11)에 결합되어 진다.

상기 투명반사부(20)는, 크게 프레임 가이드면(11)에 조립되는 프레임받침대(21)와, 투명창(26)이 내측에 포함된 창프레임(23)을 프레임받침대(21)에 입상형태로 결합시켜, 베이스부(10)와 수직방향으로 배치되게 구성한다.

상기 프레임받침대(21)는, 베이스부(10)의 양측에 형성된 프레임 가이드면(11)에 각각 안착되어, 일측에 구비된 관통홀과 프레임 가이드면(11)에 형성된 고정홀에 조립나사(미도시)를 체결시켜 고정한다.

그리고, 창프레임(23)은, 사각틀체 형상을 갖고 하부에 구비된 프레임고정대(24)를 상기 프레임받침대(21)의 상면에 돌출 형성된 프레임연결바(22)에 조립시켜, 상기 창프레임(23)이 견고하게 세워져 고정될 수 있다.

그리고, 상기 투명반사부(20)의 실시 예로, 프레임연결바(22)와 프레임고정대(24)를 핀 연결함으로써, 3차원 입체 영상장치를 보관 또는 사용하지 않는 상황에서는 프레임고정대(24)가 구비된 창프레임(23)을 베이스부(10)의 상부방향으로 90도 절첩시켜 부피를 축소시키도록 하고, 영상장치를 사용할 때 상기 투명반사부를 세워 고정시키게 구성하는 것도 본 고안에 포함된다.

여기에서, 상기 투명반사부(20)의 투명창(26) 전면에는 반사필름(40)이 부착되어 베이스부(10)의 전방에 위치한 영상표시부재(30)에서 후방에 위치한 투명창(26) 방향으로 투과된 영상을 다시 전방에 위치한 사용자 방향으로 반사시키도록 한다.

상기 반사필름(40)은, 투시 가능하게 투명한 재질로 성형되며, 전면에 영상표시부재(30)에서 생성되는 영상을 사용자 방향으로 반사시키기 위한 프리즘패턴(41)이 반복 형성되게 구성되는데, 상기 영상을 반사시키기 위한 패턴구성은 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용할 수 있으므로 특정한 것에 한정하지는 않는다.

또, 투명반사부(20)의 투명창(26)에는, 후면에 이중상 방지를 위한 비반사 코팅층(29)이 더 형성되어 구성할 수 있는데, 상기 비반사 코팅층(29)(Anti-reflection coating)은 반사되는 빛을 없애거나 빛의 양을 줄이기 위하여 광학코팅막을 입히는 것이며, 이러한 비반사 코팅층(29)은 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용할 수 있으므로 특정한 것에 한정하지는 않는다.

이때, 투명반사부(20)의 투명창(26)은 반사율을 높여주기 위한 반사 코팅이 적용될 수 있으며, 투명창(26)을 통한 사물의 밝기는 투과율에 의해 결정되므로 일 실시예로서 투명창의 빛 투과율이 80%이고 반사율이 20% 수준에서는 영상표시부재(30)에서 생성된 영상(허상)의 밝기는 20% 수준으로 보여진다.

또, 다른 실시예로 투명창의 빛 투과율이 50%이고 반사율이 50% 수준에서는 영상표시부재(30)에서 생성된 영상(허상)의 밝기는 50% 수준으로 증가할 수 있다.

그리고, 영상표시부재(30)는, 도 8에서와 같이 고정브라켓(31)에 하우징 전방이 회전가능하게 조립되어 베이스부(10)의 후방에 배치된 투명반사부(20) 방향을 향해 수직방향으로 회전하며 투명창(26)에 영상을 표시할 수 있도록 한다.

또, 상기 영상표시부재(30)는, 베이스부(10)에 구비된 요(凹)홈 형상의 영상표시기 가이드면(13)에 고정브라켓(31)의 양단부에 구비된 브라켓받침대(32)가 안착되어, 상기 영상표시기 가이드면(13)에 형성된 고정홀에 나사 체결시켜 투명창(26)에 영상이 선명하게 표시될 수 있도록 구성한다.

그리고, 상기 베이스부(10)의 후방에서 프레임받침대(21) 사이에 후방마감구(15)가 배치되어, 상기 투명반사부(20)의 절첩 이동시 베이스부(10)와 투명반사부 사이의 공간노출을 방지할 수 있도록 하는 것도 바람직하다.

또, 상기 후방마감구(15)에는, 눈추적조립구(16)를 형성하여 사용자의 눈 위치를 추적하는 추적센서(51)가 구비된 눈추적부(50)가 조립되는데, 상기 추적센서(51)가 센서브라켓(52)에 수직방향으로 회전가능하게 조립되어 투명반사부(20)를 세워 사용하는 경우에 전방에 위치한 사용자의 눈 위치를 추적하도록 한다.

한편, 본 고안에서 추적센서(51) 및 영상표시부재(30)의 경사각도는 기계적인 지지 또는 고정방법에 의해 일정한 각도로 유지될 수도 있고 전기적인 수단에 의해 조정될 수도 있다.

상기 추적센서(51)와 영상표시부재(30)의 각도를 전기적으로 조정하는 방법의 실시예로는 다음과 같다.

상기 눈추적부(50)는, 추적센서(51)를 내측에 조립한 센서브라켓(52)이 후방마감구(15)에 구비된 요(凹)홈 형상의 눈추적조립구(16)에서 추적구동부에 연결되어, 투명반사부(20)의 열림 이동시 추적구동부의 작동으로 추적센서(51)가 사용자의 눈 위치를 추적하면서 베이스부(10)에 구비된 부재구동부를 동작시켜 최적의 각도로 영상표시부재(30)가 위치되게 구성한다.

상기 추적센서(51)는 3차원 영상 구현을 위하여 사용자의 눈 위치를 정확히 파악할 수 있는 위치에 배치되어 지는데, 사용자와 가장 먼 위치에 배치되게 하여 사용자의 눈을 보다 용이하게 파악할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이때, 눈추적부(50)의 추적센서는 눈동자를 추적하기 위한 카메라 등이 적용될 수 있으며, 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용할 수 있으므로 특정한 것에 한정하지는 않는다.

또, 본 고안인 3차원 입체 영상장치(100)를 이동 및 보관하기 위한 과정으로, 투명반사부(20)의 창프레임(23)을 베이스부(10)의 상부로 평행하게 배치되도록 프레임고정대(24)의 잠금을 해제한 다음에 절첩하면, 상기 추적센서(51)는 후방마감구(15)에 삽입되게 회전되고, 영상표시부재(30)도 영상표시기 설치구(12)의 내측으로 삽입되게 회전이동되게 한다.

그리고, 상기 투명반사부(20)에는, 투명창(26)을 보호하기 위한 창보호커버(35)가 더 구비되어, 창프레임(23)의 외측방향에서 투명반사부(20)의 배면을 감싸면서 창프레임(23)의 전면방향으로 돌출된 커버걸림턱(36)이 창프레임(23)의 모서리에 걸려져 고정되게 하는 것도 본 고안에 포함된다.

상기 창보호커버(35)는 투명창(26)의 외면을 보호하기 위한 부재이며, 합성수지재 또는 연질의 우레탄재질로 성형되어 간편하게 투명반사부에 장착하거나 탈거시킬 수 있으며, 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용할 수 있으므로 특정한 것에 한정하지는 않는다.

한편, 영상표시부재(30)는 장시간 영상을 표시하게 되면 발열하여 온도가 상승할 수 있다. 따라서 영상표시부재(30)의 외주면에는 상변화물질이 충진된 방열튜브(미도시)가 밀착되어 부착될 수 있다.

상기 상변화물질(Phase Change Material; PCM)은, 외부의 온도변화에 따라서 액체상태에서 고체로 또는 고체상태에서 액체로 상변화가 되는데, 액체상태에서 고체상태로 돌입하는 순간에는 저장하고 있던 열을 발산하고, 고체상태에서 액체상태로 돌입하는 순간에는 주위의 열을 흡수하는 것으로, 이는 고온의 온도변화가 발생될 때 상변화물질에서 열을 흡수하여 전장부품의 온도변화 및 영상표시부재(30)의 온도를 일정하게 유지시키는 역할을 수행할 수 있다.

영상표시부재(30)는 실시예에 따라서 실린더 형상으로 형성될 수 있으며, 실린더 형상의 외주면의 전부 또는 일부에는 복수의 방열핀(미도시)이 설치될 수 있다.

영상표시부재(30)의 외부로 노출되는 표면에는 복수의 방열핀이 형성되어 상변화물질(35)이 열을 흡수하는 용량을 초과한 경우에 자연적으로 열을 외부로 배출하도록 할 수 있다. 이 경우 복수의 방열핀은 판 형상으로 형성될 수 있다. 실시예에 따라서 복수의 방열핀은 영상표시부재(30)의 내부에 수용되어 있다가 설정된 온도가 되면 자동으로 돌출되어 방열 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 방열핀이 자동으로 돌출되는 구조는 실시예에 따라서 방열핀의 일측이 영상표시부재(30)의 외부로 노출되는 표면(원주면)에 힌지결합되는 방식을 채용할 수 있다. 힌지결합되는 부위에는 탄성수단이 설치될 수 있다. 탄성수단은 실시예에 따라서 스프링 구조를 가질 수 있다. 이 경우 방열핀은 영상표시부재(30)의 외부로 노출되는 표면에 접착수단에 의하여 접착되는 방식으로 붙어 있다가 상변화물질(35)이 액체상태에서 열을 흡수하는 용량이 초과되어 계속 온도가 높아지다가 설정된 온도가 되면 접착수단의 접착력이 약화되면서 탄성수단에 의하여 힌지축을 중심으로 90도(°) 회전하여 돌출되는 구조를 가질 수 있다.

실시예에 따라서 방열핀이 자동으로 돌출되는 구조는 방열핀이 영상표시부재(30)의 내부에 삽입 설치되어 있는 방식을 채용할 수 있다. 영상표시부재(30)의 외부로 노출되는 표면에는 복수의 핀삽입공이 형성될 수 있으며 각각의 핀삽입공에 방열핀이 삽입되어 설치될 수 있다. 핀삽입공과 방열핀 사이에는 탄성수단이 설치될 수 있으며, 평상시에 방열핀은 접착수단에 의하여 핀삽입공 내부에 수용되어 있다가 설정된 온도에 도달하면 접착수단의 접착력이 약화되면서 탄성수단에 의하여 핀삽입공의 외부로 자동 돌출될 수 있으며, 자동 돌출되어 방열 기능을 수행할 수 있다.

따라서, 본 고안의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 고안의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 베이스부 11 : 프레임 가이드면
13 : 영상표시기 설치구 13 : 영상표시기 가이드면
15 : 후방마감구 16 : 눈추적조립구
20 : 투명반사부 21 : 프레임받침대
22 : 프레임연결바 23 : 창프레임
24 : 프레임고정대 26 : 투명창
30 : 영상표시부재 31 : 고정브라켓
35 : 창보호커버 36 : 커버걸림턱
40 : 반사필름 50 : 눈추적부
51 : 추적센서 52 : 센서브라켓
100 : 3차원 입체 영상장치

Claims (8)

1. 플레이트 형상을 갖고 전방에 영상표시기 설치구(12)가 형성된 베이스부(10)와;
   상기 베이스부(10)의 후방 양측에서 입상형태로 조립한 프레임받침대(21)의 상부에 투명창(26)이 포함된 창프레임(23)을 결합시켜 구성한 투명반사부(20)와;
   수직방향으로 회전가능하게 고정브라켓(31)에 조립되어 상기 영상표시기 설치구(12)에 설치하여 후방에 위치한 투명창(26)에 영상을 표시하는 영상표시부재(30)와;
   상기 투명반사부(20)의 투명창(26) 전면에 부착되어 영상표시부재(30)에서 생성된 영상을 전방에 위치한 사용자 방향으로 반사시키는 반사필름(40)과;
   상기 베이스부(10)의 후방에 조립되며, 사용자의 눈 위치를 추적하는 추적센서가 구비된 눈추적부(50)를 포함하고,
   상기 베이스부(10)의 상면 양측에는 가이드면(11)의 길이방향으로 나사체결홀이 일정간격으로 구비되어, 투명반사부(20)의 프레임받침대(21)의 위치를 조정해 체결 고정하며,
   상기 영상표시부재(30)는,
   외주면에 상변화물질이 충진된 방열튜브가 부착되어 영상표시부재(30)의 온도를 일정하게 유지시키고, 외부로 노출된 표면에 방열핀이 돌출되게 설치되어 상변화물질의 열흡수용량을 초과한 경우에 열을 외부로 배출시키도록 구성하며,
   상기 방열핀이 돌출되는 구조는, 방열핀이 영상표시부재(30)의 내부에 삽입 설치되어, 영상표시부재(30)의 외부로 노출되는 표면에는 복수의 핀삽입공을 형성하고, 각각의 핀삽입공에 방열핀이 삽입해 설치하면서 상기 핀삽입공과 방열핀 사이에는 탄성수단을 설치하여, 평상시에 방열핀은 접착수단에 의하여 핀삽입공 내부에 수용되어 있다가 설정된 온도에 도달하면 접착수단의 접착력이 약화되면서 탄성수단에 의하여 핀삽입공의 외부로 방열핀이 자동 돌출되게 구성하고,
   베이스부(10)에 구비된 요(凹)홈 형상의 영상표시기 가이드면(13)에 거치되어, 길이방향으로 연속 성형된 복수개의 고정홀에 고정브라켓(31)의 브라켓받침대(32)가 영상표시부재(30 길이에 맞춰 해당되는 고정홀에 나사 체결해 고정하며,
   상기 영상표시기 설치구(12)의 내부공간에 영상표시부재(30)가 위치하고 있다가 투명반사부(20)의 열림 이동시 추적구동부의 작동으로 추적센서(51)가 사용자의 눈 위치를 추적하면서 베이스부(10)에 구비된 부재구동부를 동작으로 최적 각도로 영상표시부재(30)를 자동 회전시켜, 투명창(26)에 영상을 표시하도록 구성한 것을 특징으로 하는 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 투명반사부(20)는,
   베이스부(10)의 양측에 형성된 프레임 가이드면(11)에 각각 체결되며, 상부에 프레임연결바(22)가 구비된 프레임받침대(21)와;
   사각틀체 형상을 갖고 하부에 구비된 프레임고정대(24)를 상기 프레임연결바(22)에 결합하는 창프레임(23)과;
   상기 창프레임(23)의 내측에 구비되는 투명창(26)을 포함해 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 투명반사부(20)는,
   프레임연결바(22)와 프레임고정대(24)가 핀 연결되어, 창프레임(23)을 베이스부(10)의 상부에 90도 절첩되게 구성한 것을 특징으로 하는 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 반사필름(40)은, 투시 가능하게 투명한 재질로 성형되며, 전면에 영상표시부재(30)에서 생성되는 영상을 사용자 방향으로 반사시키기 위한 프리즘패턴(41)이 반복 형성되게 구성한 것을 특징으로 하는 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 눈추적부(50)는,
   추적센서(51)를 갖고 눈추적조립구(16)에 조립되는 센서브라켓(52)이 일정 각도로 회전 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 투명반사부(20)의 투명창(26)에는, 후면에 이중상 방지를 위한 비반사 코팅층(29)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 투명반사부(20)에는,
   투명창(26)을 보호하기 위해 창프레임(23)의 외측방향에서 투명반사부(20)의 배면을 감싸는 창프레임(23)의 전면에 걸려지는 커버걸림턱(36)이 구비된 창보호커버(35)가 더 조립되게 구성한 것을 특징으로 하는 원격 증강현실용 3차원 입체 영상장치.
   
   
   
   

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