KR20050068272A - 다층 영상에 의한 입체감 표현이 용이한 전기디스플레이(display) 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2차원 영상의 특정 부위에 입체감을 용이하게 구현할 수 있는 전기 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명의 구성은 다음과 같다.

전기 신호를 영상으로 표현하는 전기 디스플레이 장치와 이것의 화면 앞에 근접되게 설치되는 내부 반 거울(half mirror)과 상기 내부 반 거울(half mirror)앞 일정거리 떨어진 위치에 설치되는 외부 반 거울(half mirror)과 이들이 설치되는 일 측이 개방된 케이스로 구성되고, 또한 상기 전기 디스플레이 장치에서 표현되는 영상 중에서 특정 부위가 주변 보다 훨씬 어둡게 된 영상 부위를 갖게 하여서 구성된다.

본 발명의 작용 효과는 영상 중에서 어두운 부위는 마치 입체적으로 뻥 뚫린 느낌의 효과를 나타내고, 어두운 부위 안에 위치하는 밝은 부위는 마치 어두운 허공의 공간 안에서 입체적으로 떠 있는 듯한 느낌을 주는 효과를 갖는다. 본 발명의 작용원리는 전기 디스플레이 장치 앞에 설치되는 두 장의 반 거울(half mirror) 사이에서 빛이 반복적으로 반사되고 투과되고 하는 과정에서 얻어지는 다층 영상에 의해서 얻어지는바, 이러한 다층으로 겹쳐져서 보이는 영상들이 어두운 배경에서는 더욱더 또렷하게 보여서 입체감을 느끼게 한다.

Description

다층 영상에 의한 입체감 표현이 용이한 전기 디스플레이(display) 장치{omitted}

본 발명은 전기 신호를 받아서 화면에 2차원의 영상을 표현하는 통상의 전기 디스플레이 장치에 입체감을 제공 할 목적으로 제안되는 것이다. 특히 디스플레이 장치에서 표현되는 2차원 영상에서 특정 부위의 밝기만을 주변부위와 비교하여 크게 차이 나게 하는 것만으로 특정 부위가 입체감이 없는 영상에서 입체감이 있는 영상으로의 변환이 가능한 디스플레이 장치를 제공할 목적으로 제안되는 것이다.

통상의 전기 디스플레이 장치(예:CRT 브라운관, LCD 디스플레이 장치, PDP 디스플레이 장치, 프로젝션(projection) 디스플레이 장치, 전광판 등. 이하 전기 디스플레이 장치로 칭함)로 입체 영상을 표현하는 기술들이 종래에 다수 제안되고 있었다. 이것들의 대부분은 화면의 영상을 시청자의 좌측 눈으로 볼 영상과 우측 눈으로 볼 영상을 영상물을 제작할 때부터 구분하여 제작한 다음 이들을 편광각이 90도 다른 빛으로 한 화면에 조사한 다음 이들을 좌우 편광각이 90도 다른 안경을 통하여 보게 함으로써 좌측 안경을 통하여 좌측 눈으로 볼 영상을 보게 하고, 또한 우측 안경으로는 우측 눈으로 볼 영상을 보게 함으로써 시청자의 뇌가 입체적인 원근감을 느끼게 한 것이 있었다. 이것은 주로 종래 극장용의 입체 영화에 주로 사용된 기술로써 모든 영상물의 내용이 실제적인 원근감을 나타내는 장점이 있는 반면에 단점으로는 반드시 특수한 안경을 사용하여 봐야한다는 점과 또한 영상 제작시 입체 영화용으로 특수하게 제작된 두 개의 렌즈를 갖는 촬영장치로 촬영된 영상이어야만 입체감을 느낄 수 있게 된다는 것이다.

또 다른 종래 기술로는 좌측 눈으로 볼 영상과 우측 눈으로 볼 영상을 디스플레이 장치에서 매우 짧은 시간 간격으로 교대로 보여주고 이에 연동 하여 좌 우측 안경의 샷터가 작동되게 하여서 좌측 눈으로는 좌측 눈용의 영상만 보게되고 우측 눈으로는 우측 눈용의 영상만 보게 한 것이 있었다. 이것 또한 사실적인 입체감을 느낄 수 있는 장점이 있지만 이것 역시 이에 맞게 제작된 특수한 영상과 이를 볼 수 있는 특수한 샷터가 설치된 안경이 있어야만 입체감을 느낄 수 있는 단점이 있었고 또한 샷터의 작용으로 장시간 시청시 눈이 피로한 단점도 있었다. 특수한 안경을 필요로 하지 않는 종래 기술로는 디스플레이 장치의 화면 부위에 렌티큘러 렌즈를 설치하고 이 렌즈에 의해 좌측 눈용 영상과 우측 눈용 영상이 분리되어 좌측 눈으로는 좌측 눈용 영상을 보고 우측 눈으로는 우측 눈용 영상을 보게 한 것이 있었으나 현실적인 기술 수준은 시청자가 특정 시청거리를 벗어나서 보면 입체감을 느끼기 어렵고 또한 렌즈 뒤 측의 정확한 위치에 좌측 눈용 영상과 또한 우측 눈용 영상이 위치하게끔 제어하는 것이 매우 어려워서 이것 또한 장시간 시청시 눈이 매우 피로한 단점이 있었고, 이 방법 또한 특수하게 제작된 영상에서만 입체감을 보여 주는 단점이 있었다.

즉 종래 기술들은 입체 영상용으로 특수하게 제작된 영상이 반드시 필요하였고, 또한 좌 우측 눈용의 영상을 분리하여 보기 위한 특수한 안경이나 화면 앞에 특수한 렌즈가 부착된 디스플레이 장치로 보아야만 입체감을 느낄 수 있는 단점이 있었고 또한 눈이 피로한 단점이 있었다.

다층 영상에 의한 입체감을 표현하는 종래의 화면 장치로는 본 출원인의 선출원(출원 번호:10-2003-0087398)이 있었지만 이것은 고정된 영상이나 고정된 형상의 입체감 표현만 가능할 뿐 동영상의 움직이는 영상이나 다양하게 변화하는 디자인의 영상에는 적용 할 수 없는 단점이 있었다. 즉 입체로 보이는 부위를 이동시키거나, 모양을 바꾸거나, 입체로 보이는 부위를 없게 하거나, 또는 주변 색상이나 다자인을 변경시킬 수 없는 단점이 있었다.

본 발명은 좌 우측 눈용의 특수한 입체용 영상의 제작을 필요로 하지 않는 통상의 2D영상만으로 입체감을 표현할 수 있는 기술을 제안하고자 한다. 따라서 좌 우측 영상을 분리해서 보기 위한 특수한 안경이나 렌즈도 필요없으며, 또한 특수한 입체용 촬영장치도 필요하지 않으면서 비전문가라도 약간의 컴퓨터 지식만 있으면 필요한 영상 부위에서 입체감을 느낄 수 있도록 손쉽게 조작 할 수 있는 전기 디스플레이 장치를 실현시키고자 한다. 이러한 본 발명의 기술의 특성상 본 발명에서의 입체감은 사실적인 입체감과는 일치하지 않지만 특정한 영상 부위가 배경 화면과는 입체적으로 분리되어 보이며 시청각을 상하 좌우로 변경하면서 볼 때에도 그에 따라 배경 화면과의 상관 관계도 입체적으로 다르게 보이는 기술을 제공하고자 한다. 또한 화면상의 일부 부위가 손쉬운 조작에 의해 마치 입체적으로 뻥 뚫린 듯한 효과와 함께 투명 유리판 위에서 영상이 표현되는 듯한 새로운 느낌도 줄 수 있는 전기 디스플레이를 제공하고자 한다.

본 발명은 도 1처럼 구성할 수도 있다. 즉 통상의 전기 신호를 영상 화면으로 표현하는 전기 디스플레이(display) 장치(1)의 화면 부위 앞에 내부 반 거울(half mirror)(2)을 설치하고, 상기 내부 반 거울(half mirror)(2) 앞 이격 거리(L) 떨어진 위치에 외부 반 거울(half mirror)(3)을 설치하고, 이들을 일측이 개방된 케이스(4)에 설치하되 상기 외부 반 거울(half mirror)(3)이 상기 케이스(4)의 개방된 부위에 위치하게 설치하여서 구성된다.

또 다른 구성으로는 도 2처럼 상기 전기 디스플레이 장치(1)의 화면 앞 부위 위에 내부 반 거울(half mirror)층(2')을 도포(coating) 시켜서 상기 전기 디스플레이 장치(1)의 화면 부위와 일체로 구성시킨 후 이 앞 측으로 이격 거리(L) 떨어진 위치에 상기 외부 반 거울(half mirror)(3)을 설치한 후 이들을 상기 케이스(4)에 설치하여서 구성 할 수도 있다.

상기의 도 1의 구성에서 상기 내부 반 거울(half mirror)(2) 과 상기 외부 반 거울(half mirror)(3), 또는 도 2의 구성에서 상기 내부 반 거울(half mirror)층(2')과 상기 외부 반 거울(half mirror)이 상호 평행하지 않게 한 구성인 도 3과 같은 구성도 가능하다. 여기서 평행하지 않다 함은 상기 두 반 거울(half mirror)(층)이 평면이고 각각의 영장선이 서로 교차됨을 의미하기도 하고, 또는 상기 두 반 거울(half mirror)(층) 중 어느 하나가, 또는 둘 다가 곡면으로 구성될 수도 있음을 의미한다.

본 발명의 구성에서 전기 디스플레이 장치(1)로 영상을 스크린에 투사하는 프로젝션 시스템을 사용할 경우에는 제 1도의 구성에서 전기 디스플레이 장치(1) 위치에 상기 프로젝션 시스템의 스크린이 위치함은 물롤이다. 이 경우 상기 프로젝션 시스템의 투영 부분(도시하지 않았음)은 상기 반 거울(half mirror)들(2), (3) 과는 반대편 위치인 상기 스크린의 뒤 측 일 정 거리 떨어진 위치에 설치된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용 효과를 도 5와 같은 2차원의 영상이 전기 디스플레이(display) 장치에서 표현되는 경우를 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다.

반 거울(half mirror)은 물리적인 특성이 빛의 일부는 반사되고 나머지는 투과되는 성질이 있기 때문에 반 거울(half mirror) 뒤 측에 밝은 빛이 있으면 그 빛이 그대로 보여서 마치 단순한 투명판으로만 느껴지나 반 거울(half mirror) 뒤 측을 어둡게 하면 상기 반 거울(half mirror)을 통하여 보여지는 빛은 없고 반사 거울로써의 역할만 하게 된다. 즉, 반 거울(half) 뒤 측을 밝게 하면 단순한 투명판이 되고, 뒤 측을 어둡게 하면 빛이 나오지 않는 거울이 되는 것이다.

이러한 성질이 있는 내부 반 거울(half mirror)(2)이 제 5도와 같은 밝은 부위와 어두운 부위가 함께하는 2차원의 영상(6)이 표현되고 있는 전기 디스플레이 장치(1) 앞에 설치되어 있기 때문에 내부 반 거울(half mirror)(2)을 통하여서 상기 2차원 영상(6)을 보면 밝은 부위인 a와 c 영역은 마치 투명판을 통하여 상기 a 와 c 영역을 보는 듯 하지만, 어두운 영역인 b 영역은 상기 b 영역 모양의 거울이 b영역에 있는 것처럼 된다. 이러한 모습이 보이는 상기 내부 반 거울(half mirror)(2) 앞에 또 다른 반 거울(half mirror)인 외부 반 거울(half mirror)(3)이 설치되어 있으므로 이 외부 반 거울(half mirror)(3)을 통하여 상술한 내부 반 거울(half mirror)(2)을 보면 밝은 영역인 a 와 c 영역은 그대로 투명판을 통하여 상기 a 와 c 영역을 보는 듯 하지만, 어두운 영역인 b 영역은 빛이 나오지 않는 거울을 보는 것과 같아진다. 따라서 b 영역은 주변의 밝은 영역인 a, c 영역과 대비되어서 어두운 암흑 영역으로 느껴진다.

그런데 암흑으로 느껴지는 상기 b 영역으로부터는 빛이 전혀 안나오거나(b 영역이 까만 색상인 경우) 나오더라도 매우 적게 나오고(b 영역이 매우 어두운 색상인 경우) 상기 b 영역 주변은 밝은 이러한 영상 모습을 보여주는 빛의 일부는 상기 외부 반 거울(mirror)(3)을 통과하여 영상들 중 제일 앞쪽에 위치하는 1차 영상으로 보여지고, 나머지 빛은 상기 외부 반 거울(half mirror)(3)에서 반사되어 상기 내부 반 거울(half mirror)(2) 측으로 되돌아가고, 이 중에서 일부는 상기 내부 반 거울(half mirror)(2)을 통과하여 소멸하지만 나머지는 상기 내부 반 거울(half mirror)에서 다시 반사되어 상기 외부 반 거울(mirror)(3)로 되돌아오고, 상기 되돌아온 빛은 일부는 상기 외부 반 거울(mirror)(3)을 통과하여 2차 영상으로 보여지고 나머지 빛은 다시 상기 외부 반 거울(half mirror)(3)에서 반사되어 뒤쪽의 내부 반 거울(mirror)(2)로 갔다가 여기서 또 다시 반사되어 상기 외부 반 거울(mirror)(3)로 또 다시 되돌아오고, 이 중에서 일부는 상기 외부 반 거울(mirror)을 통과하여 3차의 영상으로 보여지고 나머지는 다시 상기 외부 반 거울(half mirror)(3)에서 반사되어 뒤쪽의 상기 내부 반 거울(mirror)(2)로 되돌아갔다가 여기서 또 다시 반사되어 되돌아오고.....이러한 투과와 반사를 반복하면서 겹겹이 겹쳐진 다층의 영상을 제4도처럼 만들게 된다. 이러한 겹쳐진 b영역 외곽 부위의 모습은 암흑처럼 어두운 b영역의 뻥 뚫린 구멍 부위의 입체적인 두께 부위로 느껴지고 그 속에서 밝은 영역인 c 영역은 암흑의 허공에 떠 있는 입체적인 원형으로 느껴진다. 여기서 겹겹이 겹쳐져서 보이는 다층 영상들 간의 간격은 제 1도 및 제 2도의 이격 거리(L)를 조정하면 가능하다. 즉 이격 거리(L)를 크게 하면 영상들 사이의 간격이 넓어지고 이격 거리(L)를 좁히면 영상들 사이의 간격도 좁아지게 된다. 또한 시청자가 화면(5)을 보는 위치를 변경하면 즉 시청각도를 변경하면 그에 상응하여 제 4도의 두께로 인식되는 부위도 다르게 보여진다. 이는 실제로 화면(5) 상에 구멍이 입체감 있게 뻥 뚫린듯이 보여지는 효과가 있다.

여기서 어두운 영역인 b영역 주변의 모습은 제 4도에서 암흑으로 보이는 b영역 부위는 물론 a 영역에서도 나타나지만 a 영역에서는 배경이 밝기 때문에 잘 인식이 안되고 어두운 b영역에서만 인식이 되어서 제 4도처럼 암흑인 b영역에서만 두께 부위로 인식되는 겹쳐진 영상들이 인식되는 것이다. 따라서 구멍 안쪽으로만 입체적인 두께가 느껴져서 실제로 뻥 뚫린 듯이 느껴지게 된다.

여기서 두 반 거울(half mirror)이 서로 평행하지 않고 제 3도 A, B도처럼 두 반 거울이 연장선상에서 서로 교차하게 설치된 경우에는 다층 영상들도 상기 가상의 교차점을 중심 축으로 하여 화면 뒤쪽으로 일정 각도 씩 회전하는 평면상에 각각의 영상들이 위치하게 되고 이는 화면을 정면에서 보았을 때 각각의 영상들이 조금씩 위로 올라 온 위치에서 보이게 된다. 즉 화면을 정면에서 보았을 때에도 입체감을 느끼는 두께 부위가 보이는 효과가 있다.

제 3도 c도처럼 외부 반 거울(half mirror)(3)이 상하로 휜 경우에는 영상들도 상하로 휘게된다. 이는 곧 영상들의 상하 부위가 화면을 정면에서 보았을 때 조금씩 화면의 중심 부위로 이동된 위치에서 보여서 구멍이 뻥 뚫린 듯한 형상의 영상인 경우엔 이 경우에도 마찬가지로 화면을 정면에서 보았을때에도 두께 부위를 용이하게 인식하게 하는 효과가 있다.

만약 제 5도의 c 영역이 움직이는 동영상의 글자 형상이라면 암흑의 허공 중에서 입체감 있는 동영상의 글자 모습을 보게 되는 효과가 있다. 또 다른 예로써 제 5도의 어두운 상기 b영역에는 밝은 색상의 하얀 눈이 위에서 아래로 몇 송이씩 떨어지고 c 영역은 설매 끄는 사슴의 형상이라면 움직이는 눈송이 영상들이 입체감 있게 다층 영상으로 복사되어서 입체적으로 화면 앞쪽과 화면 뒤쪽에서 입체감 있게 떨어진 눈송이들이 펑펑 내리고 그 눈을 맞으면 암흑의 허공을 달리는 설매 끄는 사슴의 모습이 다층 영상으로 보여서 입체감 있게 보여지게 되는 효과가 있다.

여기서 밝은 영역인 a, c 영역에 표현되는 다양한 색상의 문양이나 형상들은 마치 투명판에서 그와 같은 색상으로 빛나는 문양이나 형상들을 보는 듯한 효과로 보인다. 전체적으로 밝은 영역으로 된 영상인 경우에는 그 중에서 더 밝은 부위는 상대적으로 더 어두운 부위 위에 희미한 겹쳐진 영상을 보여주지만 배경이 어두울 때보다는 실상 뒤에 겹쳐져서 나타나는 영상도 희미하고 따라서 인식 할 수 있는 영상의 수도 적게 되는 단점이 있지만 디자인상 필요하다면 상기 b영역을 꼭 까만 색상으로 할 필요는 없다. 어두울수록 본 발명의 효과는 선명하지만 화면 구성의 디자인상 필요하다면 상기 b 영역을 a, c 영역보다 상대적으로 매우 어두운 칼라의 색상으로 할 수도 있음은 물론이다.

만약 상기 전기 디스플레이 장치(1)의 영상이 바뀌어서 화면(5) 전체가 밝은 영상으로 바뀌게 되면 상술한 뻥 뚫린 부위는 순식간에 사라지게 된다.

만약 화면(5) 전체가 까맣거나 어두운 색상이고 이에 동영상으로 표현되는 글자나 문양이 있는 2차원 영상이라면 이 영상들은 어두운 배경 위에 모두 다층의 겹쳐진 영상들을 보여주기 때문에 모든 영상들이 입체감 있게 느껴진다.

화면 중에서 어두운 부위와 밝은 부위의 형상이나 크기나 위치나 움직임을 다양하게 동적으로 변화시킴으로써 다양한 입체감을 즐길 수 있는 전기 디스플레이 장치가 된다.

제 5도의 2차원 영상(6)을 다양한 칼라와 형상과 디자인으로 소프터웨어(software)적으로 조작 할 수 있으며 또한 약간의 컴퓨터 지식을 가지고도 동영상을 용이하게 만들거나 조작 할 수 있기 때문에 본 발명의 효과에 맞게 어두운 부위와 밝은 부위를 다양하게 연출하게 함으로써 통상의 2차원의 영상으로도 손쉽게 입체감을 표현하는 화면 연출이 가능한 특징도 있는 전기 디스플레이 장치가 되는 것이다.

본 발명을 구성함에 있어서 두 장의 반 거울(half mirror)을 사용함으로 인하여 화면의 최종적인 영상이 어두워짐을 방지하기 위하여 상기 전기 디스플레이 장치(1)의 밝기를 종래 보다 더 밝게 구성함이 좋음은 상식이다. 또한 외부 빛에 의한 반사광을 방지하는 종래의 TV나 컴퓨터 모니터 등에 사용되었던 반사광 방지 기술을 본 발명의 외부 반 거울(mirror)(3)에 적용할 수도 있음은 물론이다.

상술한바와 같은 효과가 있는 본 발명은 CRT 브라운관 방식, LCD 디스플레이 방식, PDP 디스플레이 방식, 전광판 및 프러젝션 방식의 각종 디스플레이 장치로 구성되는 컴퓨터 모니터용 디스플레이 장치, 이동 통신기용 디스플레이 장치, TV 수신기용 디스플레이 장치, 광고용 디스플레이 장치, 게임기용 디스플레이 장치 등에 적용하면 새로운 효과를 얻을 수 있다.

제 1도는 본 발명의 일 실시 예의 측 단면도.

제 2도는 본 발명의 동영상 표현 디스플레이 장치의 화면 표면에 반 거울(half mirror)층을 일체로 구성시킨 경우의 일 실시 예의 측 단면도.

제 3도 A도, B도 및 C도는 본 발명의 두 반 거울(half mirror)이 서로 평형하지 않게 구성시킨 경우의 일 실시 예들의 측 단면도.

제 4도는 본 발명의 효과를 보여주는 일 예의 화면 영상의 사시도.

제 5도는 상기 제 4도의 입체 영상이 보여지게 하기 위한 2차원의 영상 정면도.

*도면의 주요 부호에 대한 설명

1. 전기 디스플레이(display) 장치 2. 내부 반 거울(half mirror)

2'.내부 반 거울(half mirror)층 3. 외부 반 거울(half mirror)

4. 케이스 5. 화면

6. 2차원 영상 L. 이격 거리

a, c. 밝은 영역 b. 어두운 영역

Claims (5)

1. 통상의 반 거울(half mirror) 두 장 사이에서의 반복적인 빛의 투과와 반사에 의해 다층 영상을 표현하는 것을 포함한 통상의 다층 영상 표현 장치에 있어서,

   전기 디스플레이(display) 장치의 영상이 표현되는 화면 부위 앞에 근접 되게 내부 반 거울(half mirror)을 설치하고, 상기 내부 반 거울(half mirror) 앞 일정 거리 떨어진 위치에 외부 반 거울(half mirror)을 설치하고, 이들을 일측이 개방된 케이스에 설치하되 상기 외부 반 거울(half mirror)이 상기 케이스의 개방된 부위에 위치하게 구성하여서, 상기 전기 디스플레이(display) 장치의 화면 영상 중에서 특정 부위를 주변 보다 어둡게 할 때 이 부위에서 입체감이 느껴지는 다층 영상이 나타나게 한 구성을 특징으로 하는 다층 영상에 의한 입체감 표현이 용이한 전기 디스플레이(display)장치.
2. 통상의 반 거울(half mirror) 두 장 사이에서의 반복적인 빛의 투과와 반사에 의해 다층 영상을 표현하는 것을 포함한 통상의 다층 영상 표현 장치에 있어서,

   내부 반 거울(half mirror)층이 영상이 표현되는 화면 전면 부위에 일체로 구성된 전기 디스플레이(display)장치를 외부 반 거울(half mirror) 뒤 일정 거리 떨어진 위치에 설치하고, 이들을 일 측이 개방된 케이스에 설치하되 상기 외부 반 거울(half mirror)이 상기 케이스의 개방된 부위에 위치하게 구성하여서, 상기 전기 디스플레이(display) 장치의 화면 영상 중에서 특정 부위를 주변보다 어둡게 할 때 이 부위에서 입체감을 느낄 수 있는 다층 영상이 표현되게 한 구성을 특징으로 하는 다층 영상에 의한 입체감 표현이 용이한 전기 디스플레이(display) 장치.
3. 청구항 1 또는 2항에 있어서,

   상기 내부 반 거울(half mirror)(층)과 외부 반 거울(half mirror)이 상호 평행하지 않게 한 구성을 특징으로 하는 다층 영상에 의한 입체감 표현이 용이한 전기 디스플레이(display) 장치.
4. 청구항 1 또는 2항에 있어서,

   전기 디스플레이 장치의 영상이 표현되는 화면 부위를 영상을 투사하는 프로젝션 시스템의 스크린으로 한 구성을 특징으로 하는 다층 영상에 의한 입체감 표현이 용이한 전기 디스플레이(display) 장치.
5. 청구항 1항 또는 2항에 있어서,

   외부 반 거울(half mirror) 일 측면에 외부 반사광 제거용 수단을 설치한 구성을 특징으로 하는 다층 영상에 의한 입체감 표현이 용이한 전기 디스플레이(display) 장치.