KR20100112823A - 반사형 홀로그램 장치 - Google Patents

반사형 홀로그램 장치 Download PDF

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Abstract

반사형 홀로그램 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치는 하나 이상의 영상 반사판, 및 영상 투영부를 포함한다. 하나 이상의 반사판은 바닥 면과 일정 각도를 이루도록 배치되어 다각 뿔 모양의 홀로그램 공간을 형성한다. 영상 투영부는 상기 바닥 면과 평행하게 상기 하나 이상의 영상 반사판 위에 설치되어 상기 영상 반사판으로 영상을 투영한다. 이때 상기 홀로그램 공간에서의 홀로그램 영상은 상기 하나 이상의 영상 반사판에 의해 반사된 영상에 의해 구현된다. 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치는 관람 위치에 관계없이 영상 반사판이 설치되는 모든 면에서 동일한 영상을 볼 수 있는 장점이 있다.

Description

반사형 홀로그램 장치{Reflection-type hologram device}
본 발명은 반사형 홀로그램 장치에 관한 것으로서, 특히 복수의 반사판에 대응하도록 분할되어 제작된 영상을 대응하는 반사판에 투영함으로써 홀로그램 영상을 구현하는 반사형 홀로그램 장치에 관한 것이다.
정보통신기술과 디스플레이 기술의 발전에 따라 3차원 입체 영상과 같이 좀 더 현실감 있는 영상에 대한 요구가 증가하고 있으며, 입체 영상을 디스플레이하기 위한 장치에 대한 수요는 비약적으로 증가할 것이다. 이러한 요구에 맞추어 다양한 입체 영상 기술이 제안되어 왔으며, 이러한 기술로 가상현실을 이용한 기술, 홀로그래피 기술을 이용하여 입체 영상을 구현하는 기술 등이 있다.
가상현실을 이용한 기술은 이용자가 고글 형태의 장치를 착용하고 컴퓨터그래픽을 이용한 가상의 영상을 보는 방식이 대표적인 방식이다. 그러나 이러한 방식은 이용자가 가상의 영상을 보기 위해 별도의 장치를 착용해야 하므로, 이용자가 편리하게 이용할 수 없다는 단점이 있다.
다른 방법으로 홀로그래피 기술을 이용하여 공간에 홀로그램 영상을 구현하 는 방식이 있다. 홀로그래피 기술은 입체 영상을 기록하고 재생할 수 있는 기술 중에서 현재 많은 관심이 집중되고 있는 분야이기는 하지만, 아직까지 홀로그램을 재현하고 이를 감상할 수 있게 하는 효과적인 디스플레이 기술과 투사장치를 사용한 효과적인 관측 방법이 구현되지 않아 실용화된 상품이 없는 실정이다. 현재 유통되고 있는 홀로그래피 기술은 홀로그램 스티커 또는 전시용으로 전시관과 박물관 등에 설치되어있는 대형 홀로그램이 그 대표적인 활용 예에 그치고 있다.
통상적인 홀로그래피 입체 영상 기술은 대형 홀로그램 필름에 레이저를 이용하여 홀로그램을 기록한 후에 기록시에 사용한 것과 동일한 파장의 레이저 혹은 백색광원을 홀로그램 필름에 비추어 관측자가 그로부터 일정한 거리에서 홀로그램 필름 안쪽에 재생된 허상의 홀로그램 입체영상을 관측하는 것이다.
홀로그램에 기록되어 있는 영상은 재생할 때 사용하는 광원의 투사 방향에 따라 허상의 영상과 실상의 영상을 얻을 수 있다. 허상은 관측자 측에서 볼 때 홀로그램을 마주한 채로 바라보아야 관측할 수 있으며, 홀로그램 필름 안쪽에 재생된 입체영상을 관측자가 볼 수 있는 것이다.
이때 관측자는 제작된 홀로그램 크기만큼의 입체영상만을 관측할 수 있었기 때문에 큰 입체 영상을 관측하려면 홀로그램의 크기도 크게 제작하여야 한다. 따라서 홀로그램의 크기에 비례하여 관측할 수 있는 입체영상의 크기도 제한된다. 다시 말하면, 대형 홀로그램 입체영상을 관측하려면 대형의 홀로그램을 제작하여야 하며 일반적으로 홀로그램 입체영상을 감상하였다면 허상을 감상한 것이라고 할 수 있다.
반면에 실상의 홀로그램은 홀로그램 필름 내에 재생되는 것이 아니라 홀로그램 밖으로 나와 공간상으로 진행하며 스크린에 결상하여 볼 수 있는 영상을 뜻한다. 그러나 이러한 실상의 홀로그램은 입체 영상 정보를 가지고 있음에도 불구하고 스크린에 결상된 영상이 3차원 영상으로 보이지 않고 2차원의 평면 영상으로 관측되어 중요성이 인식되지 못하였으며 재생방식과 투사장치에 관한 관심이 부족하여 활용되지 못하고 있는 형편이다.
홀로그래피 기술을 이용한 입체영상 기술 외에 컴퓨터그래픽과 같은 평면 영상을 이용한 스테레오스코픽 입체 영상 재생장치 혹은 소프트웨어적인 기법을 동원하여 2차원 평면 영상을 이용하여 모방 입체 영상으로 변환시키는 재생장치의 기술이 발달하고 있으나 아직까지 많은 문제점을 노출하고 있으며 이를 개선하기 위한 많은 연구가 진행되고 있는 중이다.
따라서 좀 더 간단한 방식으로 입체 영상을 구현하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 반사판에 대응하도록 분할되어 제작된 영상을 대응하는 반사판에 투영함으로써 홀로그램 영상을 구현하는 반사형 홀로그램 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치는 하나 이상의 영상 반사판, 및 영상 투영부를 포함한다. 하나 이상의 반사판은 바닥 면과 일정 각도를 이루도록 배치되어 다각 뿔 모양의 홀로그램 공간을 형성한다. 영상 투영부는 상기 바닥 면과 평행하게 상기 하나 이상의 영상 반사판 위에 설치되어 상기 영상 반사판으로 영상을 투영한다. 이때 상기 홀로그램 공간에서의 홀로그램 영상은 상기 하나 이상의 영상 반사판에 의해 반사된 영상에 의해 구현된다.
이때 상기 다각 뿔 모양은 피라미드 모양인 것이 바람직하다.
또한 상기 일정 각도는 45°인 것이 바람직하다.
또한 상기 영상 반사판은 스파이 미러인 것이 바람직하다.
한편, 상기 영상 투영부는 상기 하나 이상의 영상 반사판 각각에 대응하도록 분할된 영상을 투영한다.
또한 상기 영상 투영부에서 투영되는 영상은 3차원 영상인 것이 바람직하다.
또한 상기 영상 투영부는 LCD 모니터 또는 PDP 모니터인 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치는 상기 하나 이상의 영상 반사판과 상기 영상 투영부 사이에 설치되어 상기 홀로그램 공간을 조명하는 조명부를 더 포함할 수 있다.
이때 상기 조명부는 LED 전구로 구현되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치는 관람 위치에 관계없이 영상 반사판이 설치되는 모든 면에서 동일한 영상을 볼 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치는 특수 제작되는 안경과 같이 영상을 보기 위해 필요한 별도의 장치 없이 홀로그램 영상을 볼 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치는 영상 투영부와 영상 반사판의 크기에 따라 다양한 영상을 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치는 주변의 밝기에 관계없이 뚜렷한 영상을 볼 수 있으며, 현재 보고 있는 영상이 시야를 가리지 않으므로 반대편의 배경까지도 볼 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치는 홀로그램 공간에 실제 물건을 위치시킴으로써 홀로그램 영상이 실제 물건과 합성된 것처럼 보이게 할 수 있으므로, 다양한 영상 합성 응용에 이용될 수 있는 장점이 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 장치의 측면도이다. 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치(100)는 하나 이상의 영상 반사판(110_1 내지 110_3), 및 영상 투영부(120)를 포함한다.
하나 이상의 영상 반사판(110_1 내지 110_3)은 바닥 면(160)과 일정 각도를 이루도록 배치되어 다각 뿔 모양을 형성하는데, 다각 뿔 모양에 의해 형성되는 공간이 홀로그램 영상이 구현되는 홀로그램 공간(115)이다. 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 다각 뿔 모양은 피라미드 모양이고, 피라미드 모양의 뿔 부근이 바닥 면(160)과 평행하게 잘려진 모양인 것이 바람직하다(도 5 참고). 뿔 부근의 잘려진 부분에는 후술하는 조명부(130)가 설치되며, 조명부(130)는 홀로그램 공간(115)을 조명한다.
한편, 도 1, 도 2에 도시되어 있는 피라미드 모양은 한쪽 면이 잘려진 모양이나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 모든 면이 영상 반사판으로 이루어지도록 구현될 수도 있음을 알 수 있을 것이며, 다양한 형태의 다각뿔 형태로도 구현될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
이후 설명되는 바와 같이, 홀로그램 영상은 홀로그램 공간에서 직접 구현되는 것이 아니며, 영상 반사판(110_1 내지 110_3)에 의해 반사된 영상을 관찰자가 관찰할 때 마치 홀로그램 공간에 홀로그램 영상이 구현되는 것처럼 보이는 것이다.
한편, 구현되는 홀로그램 영상은 단순한 2차원의 평면 영상일 수도 있으나, 3차원의 입체 영상인 것이 바람직하며, 이 경우 영상 투영부(120)에서 투영되는 영상은 3차원 영상인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에서 영상 투영부(120)는 LCD 모니터 또는 PDP 모니터로 구현되는 것이 바람직하다.
영상 투영부(120)는 영상 반사판(110_1 내지 110_3) 위에 바닥 면(160)과 평행하게 설치된다. 영상 투영부(120)는 영상 반사판으로 영상을 투영하며, 관찰자가 볼 수 있도록 구현되는 홀로그램 영상은 영상 투영부(120)에서 투영되어 영상 반사판(110_1 내지 110_3)에 의해 반사된 영상이다.
후술하는 바와 같이, 영상 투영부(120)에서 투영되는 영상은 각각의 영상 반사판(110_1 내지 110_3)에 대응하여 분할된 영상인 것이 바람직하다. 따라서 투영되는 영상은 각각의 영상 반사판(110_1 내지 110_3)에 대응하는 위치에 따라 분할 되어 제작된 후 하나의 영상으로 합성되어 동시에 대응되는 하나 이상의 영상 반사판(110_1 내지 110_3)으로 투영되어야 할 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치(100)는 하나 이상의 영상 반사판(110_1 내지 110_3)과 영상 투영부(120) 사이에 설치되는 조명부(130)를 더 포함할 수 있다. 홀로그램 공간에는 주변 상황 등에 의해 음영이 발생할 수 있는데, 조명부(130)는 홀로그램 공간을 조명하여 이러한 음영을 방지한다. 또한 후술하는 바와 같이, 홀로그램 공간에는 홀로그램 영상과 합성되는 실제 물건이 놓여질 수 있는데, 조명부(130)는 실제 물건을 조명할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 조명부(130)는 LED 전구로 구현되는 것이 바람직하다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반사형 홀로그램 장치에서 홀로그램 영상이 구현되는 원리에 대해 설명한다. 이하에서는 반사형 홀로그램 장치(100)가 측면의 2개의 영상 반사판(110_1, 110_2)과 정면의 1개의 영상 반사판(110_3)으로 이루어지는 잘라진 피라미드 형상이고, 나머지 면은 막혀있는 것으로 설명하나, 본 발명이 이러한 형상에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 3은 도 1에서의 홀로그램 영역의 정면도이고, 도 4는 도 1에서의 홀로그램 영역의 측면도이고, 도 5는 도 1에서의 홀로그램 영역의 상면도이다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 영상 반사판(110_1 내지 110_3)은 바닥 면(160)과 일정 각도, 바람직하게는 45°의 각도를 이루는 것이 바람직하며, 각 면의 접점 내각도 45°의 각도를 이루는 것이 바람직하다. 그리고 영상 반사판(110_1 내지 110_3)은 특수 광학유리, 바람직하게는 스파이 미러인 것이 바람직하다.
앞서 설명한 바와 같이, 피라미드 형상의 뿔 부근은 도 5에 도시된 바와 같이 바닥 면(160)과 평행하게 잘려진 모양을 갖는데, 이는 조명부(130)를 설치하기 위함이다. 조명부(130)는 홀로그램 공간의 음영을 제거하거나 홀로그램에 위치하는 실제 물건을 조명하기 위해 설치된다. 한편, 조명부(130)는 홀로그램 공간의 조도를 적당히 유지하여 홀로그램 공간의 실제 물건과 영상 투영부(120)에 의해 투영되어 반사되는 홀로그램 영상이 합성되어 실감나게 보여질 수 있도록 하는 역할도 수행한다.
도 6은 도 1의 홀로그램 장치의 구조 및 동작 원리를 설명하기 위한 도면으로, 도 6에 도시된 예에서 홀로그램 공간(115)에는 실제 물건으로서 라이터(180)가 위치하고, 영상 투영부(120)는 라이터에 점화된 화염을 영상 반사판(110_1 내지 110_3)으로 투영하며, 관찰자(170)는 라이터(180)에 영상 투영부(180)에서 투영된 화염이 합성된 영상을 관찰하게 된다. 본 발명의 실시예에서 홀로그램 영상이 관찰자(170)에게 보여지는 원리는 다음과 같다.
영상 투영부(120)는 영상 반사판(110_1 내지 110_3)과 45°의 각도를 이루도록 배치되어 사전에 제작된 영상을 영상 반사판(110_1 내지 110_3)으로 투영한다. 이때 투영되는 영상(A)은 반사형 홀로그램 장치의 형태, 영상의 종류(예를 들어, 2차원 또는 3차원)에 적합하도록 제작한다. 제작된 영상은 영상 투영부(120)에 함께 설치되거나 연결되는 제어장치(예를 들어, 컴퓨터)에 의해 제어되어 영상 투영부(120)로 전송되어 디스플레이됨으로써 영상 반사판(110_1 내지 110_3)으로 투영 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도 6의 실시예에서는 피라미드 모양 중 3개의 면에 영상 반사판(110_1 내지 110_3)이 설치되어 있으므로, 투영되는 영상(A)에도 대응되는 영상이 분할되어 제작되어 있다.
한편, 영상 반사판(110_1 내지 110_3)은 빛의 굴절 현상을 이용하여 영상 투영부(120)로부터 투영되는 영상(A)을 90° 각도로 관찰자에게 전달한다. 본 발명의 실시에에서 영상 반사판(110_1 내지 110_3)은 특수 굴절 효과를 위해 광학 유리(예를 들어, 스파이 미러)를 이용하는데, 광학 유리의 특수 굴절 효과에 의해 관찰자(170)는 영상 반사판(110_1 내지 110_3)에 의해 반사된 홀로그램 영상을 영상 반사판(110_1 내지 110_3) 안쪽에 맺혀 있는 것 같이 볼 수 있다. 즉 광학 유리의 특수 굴절 효과에 의해 홀로그램 영상이 영상 반사판(110_1 내지 110_3) 내의 라이터(180) 위의 화염(190)처럼 보이게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 장치(100)를 이용하면, 실제 물건인 라이터(180) 상에 홀로그램 영상인 화염(190)이 있는 것처럼 영상을 합성할 수 있다. 도 7은 도 1의 홀로그램 장치의 실제 동작 예로, 도 7을 참조하면 라이터에 불이 붙어 있는 것처럼 보이는 것을 알 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사 용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 장치의 측면도이다.
도 3은 도 1에서의 홀로그램 영역의 정면도이다.
도 4는 도 1에서의 홀로그램 영역의 측면도이다.
도 5는 도 1에서의 홀로그램 영역의 상면도이다.
도 6은 도 1의 홀로그램 장치의 구조 및 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1의 홀로그램 장치의 실제 동작 예이다.

Claims (9)

  1. 바닥 면과 일정 각도를 이루도록 배치되어 다각 뿔 모양의 홀로그램 공간을 형성하는 하나 이상의 영상 반사판들; 및
    상기 바닥 면과 평행하게 상기 하나 이상의 영상 반사판 위에 설치되어 상기 영상 반사판으로 영상을 투영하는 영상 투영부를 포함하며,
    상기 홀로그램 공간에서의 홀로그램 영상은 상기 영상 반사판들에 의해 반사된 영상에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 반사형 홀로그램 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다각 뿔 모양은 피라미드 모양인 것을 특징으로 하는 반사형 홀로그램 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 일정 각도는 45°인 것을 특징으로 하는 반사형 홀로그램 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 반사판은 스파이 미러인 것을 특징으로 하는 반사형 홀로그램 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 투영부는 상기 복수의 영상 반사판들 각각에 대응하도록 분할된 영상을 투영하는 것을 특징으로 하는 반사형 홀로그램 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 투영부에서 투영되는 영상은 3차원 영상인 것을 특징으로 하는 반사형 홀로그램 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 투영부는 LCD 모니터 또는 PDP 모니터인 것을 특징으로 하는 반사형 홀로그램 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 영상 반사판과 상기 영상 투영부 사이에 설치되어 상기 홀로그램 공간을 조명하는 조명부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 홀로그램 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 조명부는 LED 전구로 구현되는 것을 특징으로 하는 반사형 홀로그램 장치.
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