KR20110074265A - Method and system for imaging display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 무안경식 프로젝션형 3차원 영상을 디스플레이하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image display system and a method thereof. In particular, the present invention relates to a system and method for displaying autostereoscopic projection type 3D images.
무안경식 3차원 디스플레이 방법은 예를 들어, 렌즈 어레이와 같은 수단을 이용하여 3차원 영상 정보를 표시하는 집적 영상법(integral imaging) 등을 포함한다. The autostereoscopic three-dimensional display method includes, for example, integrated imaging for displaying three-dimensional image information using a means such as a lens array.
집적 영상법을 이용하는 영상 디스플레이 시스템은 복수개의 기초 렌즈(elemental lens)들로 구성된 렌즈 어레이(lens array)를 이용하여 대상물의 3차원 정보를 기초 영상(elemental image)의 형태로 저장하고, 그 기초영상을 다시 렌즈 어레이를 통해 3차원 영상으로 표시한다.An image display system using the integrated imaging method stores a three-dimensional information of an object in the form of an elemental image by using a lens array composed of a plurality of elemental lenses, and the elementary image. Is displayed as a 3D image again through the lens array.
이러한 영상 디스플레이 시스템은 광학적 장치의 크기가 매우 크게되어, 2차원 디스플레이로서의 전환이 용이하지 않는 문제점이 있다. Such an image display system has a problem in that the size of an optical device is very large, so that switching to a two-dimensional display is not easy.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 2차원 디스플레이와 3차원 디스플레이를 자유롭게 전환하거나, 2차원 영상 및 3차원 영상을 동시에 재생하는 영상 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an image display system for freely switching between a two-dimensional display and a three-dimensional display, or simultaneously playing a two-dimensional image and a three-dimensional image.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 영상 디스플레이 시스템은According to a feature of the present invention for achieving the above object, the image display system
입체 영상 정보를 포함하는 기초 영상을 투사하는 제1 프로젝터, 2차원 영상을 투사하는 제2 프로젝터, 상기 기초 영상을 표시하는 후면투사형 스크린, 그리고A first projector projecting a base image including stereoscopic image information, a second projector projecting a 2D image, a rear projection screen displaying the base image, and
상기 후면투사형 스크린에 표시되는 기초 영상을 3차원 영상으로 변환하고, 상기 3차원 영상 또는 상기 2차원 영상을 표시하는 핀홀 스크린을 포함한다.And a pinhole screen for converting the base image displayed on the rear projection screen into a 3D image and displaying the 3D image or the 2D image.
본 발명의 다른 특징에 따른, 제1 프로젝터, 후면투사형 스크린, 핀홀 스크린 및 제2 프로젝터를 포함하는 시스템이 영상을 디스플레이하는 방법은According to another aspect of the invention, a method for displaying an image by a system comprising a first projector, a rear projection screen, a pinhole screen and a second projector is
상기 제1 프로젝터가 입체 영상 정보를 포함하는 기초 영상을 상기 후면투사형 스크린에 투사하는 단계, 상기 제2 프로젝터가 2차원 영상을 상기 핀홀 스크린에 투사하는 단계, 상기 핀홀 스크린이 상기 후면투사형 스크린에 표시되는 기초 영상을 3차원 영상으로 변환하는 단계, 그리고 상기 핀홀 스크린이 상기 3차원 영상 또는 상기 2차원 영상을 표시하는 단계를 포함한다.The first projector projecting a base image including stereoscopic image information onto the rear projection screen, the second projector projecting a two dimensional image on the pinhole screen, and the pinhole screen is displayed on the rear projection screen And converting the basic image into a 3D image, and displaying the 3D image or the 2D image by the pinhole screen.
본 발명의 실시예에 따르면, 영상 디스플레이 시스템은 하나의 프로젝터와 후면투사형 스크린 및 핀홀 스크린을 이용하여 3차원 영상을 보여줄 수 있으며, 다른 하나의 프로젝터와 핀홀 스크린을 이용하여 2차원 영상을 보여줄 수 있다. 또한, 영상 디스플레이 장치는 2차원 영상 및 3차원 영상을 동시에 표시할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the image display system may display a 3D image using one projector, a rear projection screen, and a pinhole screen, and may display a 2D image using another projector and a pinhole screen. . In addition, the image display apparatus may simultaneously display a 2D image and a 3D image.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an image display system and a method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 핀홀 어레이를 이용하는 3차원 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating a three-dimensional display system using a pinhole array.
도 1을 참고하면, 핀홀 어레이를 이용하는 3차원 디스플레이 시스템은 컨트롤러(10), 2차원 디스플레이 장치(20) 및 핀홀 어레이(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a 3D display system using a pinhole array includes a controller 10, a
2차원 디스플레이 장치(20)는 컨트롤러(10)로부터 전달받은 기초영상 데이터를 디스플레이한다. The
다음, 핀홀 어레이(30)는 2차원 디스플레이 장치(20)에서 디스플레이한 기초영상 데이터를 3차원 영상으로 집적한다. 이때, 핀홀 어레이(30)를 액정(Liquid Crystal)으로 구현하는 경우에는 핀홀 어레이 상태와 투명한 상태로 전환할 수 있게 되므로, 2차원 디스플레이와 3차원 디스플레이 시스템으로 전환할 수 있다. Next, the
핀홀 어레이 상태의 디스플레이 시스템은 2차원 디스플레이 장치(20) 상의 기초영상 데이터가 핀홀 어레이(30)를 통해 집적되어 3차원 디스플레이 시스템으로서의 역할을 한다. 반면에, 투명한 상태의 디스플레이 시스템은 2차원 디스플레이 장치(20) 상의 기초영상 데이터가 그대로 투과되어 2차원 디스플레이 시스템으로서의 역할을 한다.In the display system in the pinhole array state, the basic image data on the
이러한 핀홀 어레이를 이용하는 3차원 디스플레이 시스템은 2차원 디스플레이와 3차원 디스플레이 전환이 가능할 수 있으나, 투명한 상태로 전환이 가능한 핀홀 어레이를 대형으로 만들기 어려운 문저점이 있다, 즉, 핀홀 어레이를 이용하는 3차원 디스플레이 시스템은 프로젝션형 3차원 디스플레이 시스템에 적용하기에 어려움이 있다.The three-dimensional display system using the pinhole array may switch between the two-dimensional display and the three-dimensional display, but there is a low point that makes it difficult to make the pinhole array capable of switching to a transparent state, that is, the three-dimensional display using the pinhole array. The system is difficult to apply to a projection type 3D display system.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 무안경식 프로젝션형 3차원 영상 디스플레이 시스템을 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다. Next, the autostereoscopic projection-type three-dimensional image display system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무안경식 프로젝션형 3차원 영상 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다. 2 is a diagram schematically illustrating an autostereoscopic projection type 3D image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 무안경식 프로젝션형 3차원 영상 디스플레이 시스템(이하, "영상 디스플레이 시스템"라고 함)은 제1 프로젝터(100), 후면투사형 스크린(200), 핀홀 스크린(300) 및 제2 프로젝터(400)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템은 제1 프로젝터(100), 후면투사형 스크린(200), 핀홀 스크린(300) 및 제2 프로젝터(400) 순으로 또는 제2 프로젝터(400), 핀홀 스크린(300), 후면투사형 스크린(200) 및 제1 프로젝터(100) 순으로 구성할 수 있다. Referring to FIG. 2, the autostereoscopic projection type 3D image display system (hereinafter, referred to as “image display system”) includes a
제1 프로젝터(100)는 3차원 정보를 포함하는 기초 영상을 투사한다. 여기서, 3차원 정보는 입체 영상을 생성할 수 있는 정보이다.The
제2 프로젝터(400)는 2차원 영상을 투사한다. The
후면투사형 스크린(200)은 제1 프로젝터(100)에서 투사한 기초 영상을 표시한다. 이때, 기초 영상은 전면 투사형 스크린에 핀홀 어레이를 형성한 핀홀 스크린(300)을 통과한다.The
핀홀 스크린(300)은 핀홀 어레이를 형성하고 있으며, 후면투사형 스크린(200)을 통해 표시되는 기초 영상을 집적하여 3차원 영상으로 변환한다. 또한, 핀홀 스크린(300)은 일반적인 프로젝션 스크린의 역할을 수행하여, 제2 프로젝터(400)에서 투사한 2차원 영상을 표시한다. The
다음, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 3차원 영상, 2차원 영상을 각각 표시하는 방법과 3차원 및 2차원 영상을 동시에 관찰자에게 표시하는 방법을 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다. Next, a method of displaying a 3D image and a 2D image by the image display system according to an embodiment of the present invention and a method of simultaneously displaying the 3D and 2D images to the viewer will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5. Explain.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 3차원 영상을 표 시하는 방법을 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a method of displaying a 3D image by an image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 제1 프로젝터(100)는 3차원 정보를 포함하는 기초 영상을 후면투사형 스크린(200)에 투사한다(S301). Referring to FIG. 3, the
후면투사형 스크린(200)은 기초 영상을 표시한다(S302). The
핀홀 스크린(300)은 후면투사형 스크린(200)에 표시되는 기초 영상을 집적하여 3차원 영상으로 생성하여, 관찰자에게 3차원 영상을 표시한다(S303). 이때, 제2 프로젝터(400)는 영상을 투사하지 않는다. The
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a method of displaying a 2D image by the image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상 만을 표시하는 경우, 제1 프로젝터(100)는 영상을 투사하지 않는다.First, when the image display system according to the embodiment of the present invention displays only a two-dimensional image, the
도 4를 참고하면, 제2 프로젝터(400)는 2차원 영상을 핀홀 스크린(300)에 투사한다(S401).Referring to FIG. 4, the
핀홀 스크린(300)은 자신의 앞쪽에 2차원 영상을 표시한다(S402). 이때, 핀홀 스크린(300)은 일반적인 프로젝션 스크린으로써의 역할을 수행하여 2차원 영상을 표시한다. The
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시하는 방법을 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a method of simultaneously displaying a 2D image and a 3D image by an image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시하는 경우, 제1 프로젝터(100) 및 제2 프로젝터(400)는 모두 동작한다. First, when the image display system according to the embodiment of the present invention simultaneously displays a 2D image and a 3D image, both the
도 5를 참고하면, 제1 프로젝터(100)는 3차원 정보를 포함하는 기초 영상을 후면투사형 스크린(200)에 투사하고(S501), 제2 프로젝터(400)는 2차원 영상을 핀홀 스크린(300)에 투사한다(S502). Referring to FIG. 5, the
핀홀 스크린(300)은 후면투사형 스크린(200)에 표시되는 기초 영상을 집적하여 3차원 영상으로 생성하여 디스플레이한다(S503). 또한, 핀홀 스크린(300)은 3차원 영상을 표시하는 동시에, 제2 프로젝터(400)에 의해 투사되는 2차원 영상을 자신의 앞쪽에 표시한다(S504). 즉, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템은 핀홀 스크린(300)에 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시할 수 있다. The
이러한 영상 디스플레이 시스템에서는 도 4와 같이 2차원 영상을 표시하는 경우, 핀홀 스크린(300)의 핀홀 어레이에 의해 영상 정보가 손실 될 수 있다. 이하, 손실되는 영상 정보를 보상하는 방법을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.In such an image display system, when displaying a 2D image as shown in FIG. 4, image information may be lost by the pinhole array of the
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템에서 손실되는 영상 정보를 보상하는 방법을 나타내는 도면이다. 6 is a diagram illustrating a method of compensating for missing image information in an image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6을 참고하면, 핀홀 스크린(300)은 제2 프로젝터(400)로부터 투사된 2차원 영상을 표시한다. 이때, 핀홀 스크린(300)에 형성되어 있는 핀홀 어레이에 의해 2차원 영상이 부분적으로 손실될 수 있다. Referring to FIG. 6, the
이러한 손실되는 2차원 영상을 보상하기 위하여, 제1 프로젝터(100)는 손실된 2차원 영상을 핀홀 스크린(300) 뒤에 위치하는 후면투사형 스크린(200)의 해당 기초 영상 영역(A)에 투사한다.In order to compensate for the lost two-dimensional image, the
예를 들어, 손실된 2차원 영상이 RGB 공간(RGB space)상에서 (128, 250, 55)인 경우, 제1 프로젝터(100)는 기초 영상 영역(A)에 (128, 250, 55)의 값을 후면투사형 스크린(200)에 투사한다. 다음, 후면투사형 스크린(200)은 투사되는 (128, 250, 55)의 값을 가지는 2차원 영상을 표시한다. For example, if the lost two-dimensional image is (128, 250, 55) in the RGB space, the
즉, 영상 디스플레이 시스템은 핀홀 어레이에 의해 손실된 2차원 영상을 보상할 수 있다. 이때, 영상 디스플레이 시스템은 2차원 영상을 보상하여 관찰자에게 제공 시, 시야각에 제한이 발생할 수 있다. That is, the image display system may compensate for the two-dimensional image lost by the pinhole array. In this case, when the image display system compensates the 2D image and provides the image to the observer, the viewing angle may be limited.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템에서 손실되는 영상 정보를 보상하는 경우, 발생하는 시야각 제한을 해결하는 방법을 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다. Next, when compensating for the missing image information in the image display system according to an embodiment of the present invention, a method of solving the viewing angle limitation occurring will be described in detail with reference to FIG. 7.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템에서 시야각 제한을 해결하는 방법을 나타내는 도면이다. 7 is a diagram illustrating a method of solving viewing angle limitation in an image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 핀홀 스크린(300)은 제2 프로젝터(400)으로부터 투사된 2차원 영상을 표시한다. 이때, 제1 프로젝터(100)는 제2 프로젝터(400)에서 투사한 2차원 영상 중 손실된 2차원 영상을 핀홀 스크린(300) 뒤에 위치하는 후면투사형 스크린(200)의 해당 기초 영상 영역(A)에 투사한다. 그러면, 후면투사형 스크린(200)은 손실된 2차원 영상을 표시한다. First, the
도 7을 참고하면, 영상 디스플레이 시스템은 핀홀 스크린(300)과 후면투사형 스크린(200)사이에 위치하는 기초 영상 영역(A)의 경계에 거울 격벽(250)을 더 포함한다. 이때, 기초 영상 영역(A)에는 한가지 색상 정보가 표시된다. Referring to FIG. 7, the image display system further includes a mirror partition wall 250 at a boundary of the base image area A positioned between the
거울 격벽(250)은 기초 영상 영역(A)에 표시되는 특정 색상 정보를 반사한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템은 기초 영상 영역(A)의 경계에 위치하는 거울 격벽(250)에 의해 해당 색상 정보가 반사되어 시야각 제한없이 손실되는 2차원 영상을 보상할 수 있다. The mirror partition 250 reflects specific color information displayed in the base image area A. FIG. That is, the image display system according to the exemplary embodiment of the present invention may compensate for the 2D image that is lost without limiting the viewing angle by reflecting the corresponding color information by the mirror partition wall 250 positioned at the boundary of the base image area A. FIG. .
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
도 1은 핀홀 어레이를 이용하는 3차원 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating a three-dimensional display system using a pinhole array.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무안경식 프로젝션형 3차원 영상 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다. 2 is a diagram schematically illustrating an autostereoscopic projection type 3D image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a method of displaying a 3D image by an image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a method of displaying a 2D image by the image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템이 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 표시하는 방법을 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a method of simultaneously displaying a 2D image and a 3D image by an image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템에서 손실되는 영상 정보를 보상하는 방법을 나타내는 도면이다. 6 is a diagram illustrating a method of compensating for missing image information in an image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영상 디스플레이 시스템에서 시야각 제한을 해결하는 방법을 나타내는 도면이다. 7 is a diagram illustrating a method of solving viewing angle limitation in an image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.
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