KR20090040966A - 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속 구동이 불필요함과 아울러 표시 패널 수 증가없이 입체 영상을 구현할 수 있는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치는 서로 다른 다수개의 영상 정보가 각각 표시되는 다수개의 시역을 가지는 다시점 영상부와; 상기 다시점 영상부의 전면과 소정 각도를 이루도록 회전하여 상기 영상 정보들을 공간 상으로 반사시키는 반사체를 구비하는 것을 특징으로 한다.

반사체, 다시점 영상부

Description

입체 영상 표시 장치{Three-dimensional Image Display}

본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 특히 고속 구동이 불필요함과 아울러 표시 패널 수 증가없이 입체 영상을 구현할 수 있는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.

입체 영상 표시 장치는 크게 3차원 입체영상을 관찰하기 위해 관찰자가 특수한 안경을 착용해야 하는 안경식 방식과, 특수한 안경을 착용하지 않고서도 3차원 영상을 관찰할 수 있는 무안경식 방식의 두 가지로 나눌 수 있다.

안경식 입체 영상 장치는 관측자의 좌안과 우안에 서로 다른 영상을 제공해 그 시차로 인해 깊이감을 느끼게 하는 것입니다. 그러나, 안경식 입체 영상 장치는 편광 안경을 착용해야만 입체 영상을 감상할 수 있는 불편함이 있다.

무안경식 입체 영상 장치에는 공간상에 실제로 3차원 이미지를 형성하는 체적(volumetric) 방식, 3차원 물체의 파면(波面)을 그대로 재현하는 홀로그래피 방식이 있다.

이 중 체적 방식의 입체 영상 장치는 영상이 맺히는 이미지 플레인(image plane)을 다수개 사용하여 깊이를 표현함으로써 영상의 위치와 눈의 초점 거리가 일치하기 때문에 눈의 피로가 없는 효과를 가진다.

이러한 체적 방식의 입체 영상 장치의 종래 기술인 미국 특허 제5,907312호에서는 영상이 맺히는 이미지 플레인까지의 거리를 시간에 따라 다르게 하여 복수개의 이미지 플레인을 형성하고, 각각에 깊이 정보에 대응되는 영상을 표시한다. 그러나, 미국 특허 제5,907312호에서는 영상이 맺히는 이미지 플레인까지의 거리를 시간에 따라 다르게 하는 시분할 방식을 사용함으로써 프레임 주파수가 2~3배 이상 높아지는 문제점이 있다.

또한, 미국 특허 제 7,016,16호에서는 2개의 표시 패널을 부분 반사부(Partial mirror)를 통해 겹쳐 보면 두 개의 영상까지의 거리가 달라 입체적으로 영상이 구현된다. 그러나, 미국 특허 제 7,016,16호에서는 거리 정보를 세부화하기 위해서 2개의 표시 패널이 필요하므로 표시 패널의 수가 증가하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 고속 구동이 불필요함과 아울러 표시 패널 수 증가 없이 입체 영상을 구현할 수 있는 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 입체 영상 장치는 서로 다른 다수개의 영상 정보가 각각 표시되는 다수개의 시역을 가지는 다시점 영상 부와; 상기 다시점 영상부의 전면과 소정 각도를 이루도록 회전하여 상기 다시점 영상부로부터의 상기 영상 정보들을 공간 상으로 반사시키는 반사체를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 반사체와 상기 다시점 영상부가 이루는 각도는 45도 또는 135도인 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 반사체의 길이는 상기 다시점 영상부의 장축 길이의

이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사체는 20~100Hz의 속도로 회전하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 거울의 회전축은 상기 다시점 영상부의 전면과 수직한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 다시점 영상부는 상기 다수개의 시역이 교번적으로 형성되는 표시 패널과; 상기 다수개의 시역에서 출사되는 다수개의 영상을 분리하도록 불투명 슬릿 및 투명 슬릿이 교번적으로 형성되는 배리어 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 다수개의 시역은 3개 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치는 다수개의 시역을 가지는 하나의 패널을 가지는 다시점 영상부를 이용하여 영상을 분리함으로써 고속 구동이 불필요함과 아울러 구조가 단순해진다.

또한, 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치는 반사체의 회전에 의해 형성된 이미지 플레인들을 3차원 공간 상에 위치시켜 입체 영상을 구현함으로써 눈의 피로를 유발하지 않는 자연스러운 깊이 정보를 표시할 수 있다.

이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 입체 영상 장치를 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시된 입체 영상 장치는 다시점(Mutiview) 영상부(110)와, 다시점 영상부(110)로부터의 영상을 반사시키기 위한 반사체(120)를 구비한다.

다시점 영상부(110)는 위치 또는 각도 별로 서로 다른 영상이 구현된다. 이를 위해, 다시점 영상부(110)는 표시 패널(112)과, 그 표시 패널(112)과 반사체(120) 사이에 배치되는 배리어 패널(114)을 구비한다.

표시 패널(112)은 교번적으로 형성되는 3개 이상의 시역(Viewing zone)을 가지며, 각 시역에는 서로 다른 영상 정보가 표시된다. 도 2에서는 3개의 시역(A,B,C)으로 구성된 표시 패널(112)이 도시되어 있다. 이 때, 각 시역(A,B,C)에 구현되는 영상은 도 5에 도시된 이미지 플레인(130)의 위치에 표현하고자 하는 3차원 영상의 단면이 표시되도록 배치된다.

이러한 표시 패널(112)은 액정 표시 패널, 플라즈마 디스플레이 패널 또는 유기 전계 발광 소자 등으로 형성된다. 여기서, 표시 패널(112)을 액정 표시 패널 로 형성되는 경우에는, 액정 표시 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛을 추가로 구비하여야 한다.

배리어 패널(114)은 다수개의 시역(A,B,C)을 가지는 표시 패널(112)에서 출사되는 다수개의 영상을 분리한다. 이를 위해, 배리어 패널(114)은 빛을 차단하는 불투명 슬릿(114a)과, 빛을 투과하는 투명 슬릿(114b)이 교번적으로 형성된다. 투명 슬릿(114b)을 통과해 표시 패널(112)의 다수개의 시역(A,B,C)을 통과한 빛은 반사체(120)에 도달하게 된다. 이 때, 다수개의 시역(A,B,C) 각각을 통과한 빛이 동일한 투명 슬릿(114b)을 통과하더라도 관찰자는 각각 표시 패널(112)의 다른 영역을 보게 된다.

한편, 배리어 패널(114) 대신에 렌티큘러 렌즈 어레이(lenticular lens array)를 사용하여 다시점 영상부(110)를 구현할 수도 있다.

반사체(120)는 다시점 영상부(110)와 소정 각도를 이루도록 회전하는 거울 등으로 형성된다. 구체적으로, 다시점 영상부(110)의 전면과 반사체(120)의 배면은 약 45도를 이루며, 다시점 영상부(110)의 전면과 반사체(120)의 전면, 즉 반사면은 약 135도를 이룬다. 이 경우, 반사체(120)의 길이(d2)는 다시점 영상부(110)의 장축 길이(d1)의

이상이다.

반사체(120)의 회전축(140)은 다시점 영상부(110)의 전면과 수직을 이룬다. 이러한 회전축(140)을 기준으로 반사체(120)는 20~100Hz의 속도로 다시점 영상 부(110) 상에서 회전하게 된다.

이와 같은 반사체(120)에서 반사되는 영상의 위치는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 반사체(120)의 위치에 따라 달라진다. 다시점 영상부(110)의 전면과 반사체(120)의 배면이 45도를 이루도록 배치되면 이미지 플레인(130)은 다시점 영상부(110)의 전면에 대해 90도, 즉 반사체(120)의 반사면과 45도를 이루도록 형성된다. 이 때, 다시점 영상부(110)로부터 출사되고, 반사체(120)에서 반사되어 관찰자 방향으로 진행되는 광의 각도는 반사체(120)의 각도에 따라 다르다.

이와 같이 회전하는 반사체(120)를 이용하면, 다시점 영상부(110)로부터 분리된 영상들은 도 4에 도시된 바와 같이 회전축(140)을 중심으로 서로 교차되도록 3차원 공간 상에 맺히게 된다. 이 때, 각 이미지 플레인(130)에는 서로 다른 영상이 맺히게 된다.

구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 원통 형태의 3차원 공간 내에 위치하는 서로 다른 이미지 플레인들(130)에는 서로 다른 영상이 맺히게 됨으로써 입체 영상이 생성된다. 이를 위해, 도 2에 도시된 표시 패널(112)의 각 시역(A,B,C)에는 이미지 플레인(130)에 구현될 입체 영상의 단면에 해당하는 영상이 구현되어야 한다.

이와 같은 이미지 플레인들(130)을 관찰자는 하나의 입체 영상으로 느끼기 때문에 3차원 물체가 공간에서 형성되는 듯한 시각적 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 이미지 플레인(130)에 형성되는 영상 정보는 눈의 피로를 유발하지 않고 자연스러운 깊이 정보를 표시할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 다시점 영상부를 상세히 나타내는 단면도이다.

도 3a 내지 도 3d는 도 1에 도시된 반사체의 위치에 따른 이미지 플레인의 위치를 나타내는 도면이다.

도 4는 도 1에 도시된 반사체 회전에 의해 3차원 공간 상에 배치되는 이미지 플레인을 나타내는 도면이다.

도 5는 도 4에 도시된 이미지 플레인들에 의해 형성된 체적 3D를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110 : 다시점 영상부 112 : 표시 패널

114 : 배리어 패널 120 : 반사체

130 : 이미지 플레인 140 : 회전축

Claims (7)

1. 서로 다른 다수개의 영상 정보가 각각 표시되는 다수개의 시역을 가지는 다시점 영상부와;

   상기 다시점 영상부의 전면과 소정 각도를 이루도록 회전하여 상기 다시점 영상부로부터의 상기 영상 정보들을 공간 상으로 반사시키는 반사체를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사체와 상기 다시점 영상부가 이루는 각도는 45도 또는 135도인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사체의 길이는 상기 다시점 영상부의 장축 길이의

   

   이상인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사체는 20~100Hz의 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 거울의 회전축은 상기 다시점 영상부의 전면과 수직한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 다시점 영상부는

   상기 다수개의 시역이 교번적으로 형성되는 표시 패널과;

   상기 다수개의 시역에서 출사되는 다수개의 영상을 분리하도록 불투명 슬릿 및 투명 슬릿이 교번적으로 형성되는 배리어 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 다수개의 시역은 3개 이상인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.

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