KR20210080130A - 다중 홀로그래픽 구현 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반적인 플로팅 홀로그램 구현 및 유사 홀로그램 구현에 사용되는 반사판이 없이, 반투과 막에 직접 조사하는 구조로 인해 장치의 설치 및 해체가 단순하고; 서로 다른 위치에 복수의 장치를 설치하면 상이 형성되는 위치를 변화시킬 수 있어 다양한 영상을 관찰자에게 제공할 수 있는 방법과 그 방법을 구현 할 수 있는 장치에 관한 것이다.

Description

다중 홀로그래픽 구현 장치 {Multiple holographic implementation device by direct investigation}

[0001] 본 발명은 빛을 빛을 반사시키는 반사판 없이 반투과 가능한 막에 직접 조사하여 이미지를 공중에 투영하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

[0002] 특히, 두 대 이상의 프로젝터를 이용할 경우 하나의 무대 공간에 두개 이상의, 거리차가 있는 홀로그램 영상을 시전할 수 있는 방법에 관한 것이다.

[0003] 홀로그래픽(holographic)이란 두 개의 광선이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭현상을 이용하여 입체감이 있는 이미지를 재현하거나 매체에 기록하는 기술을 가리킨다. 홀로그램의 산업적 이용은 지폐나 기밀 서류의 위조 방지 등의 분야에서 처음 시작되었지만, 최근에는 회의, 공연, 게임, 가상 현실(virtual reality), 증강 현실(augmented reality) 등 다양한 응용 분야에서 입체 영상을 구현하기 위한 기술로서 널리 연구되고 있다.

[0004] 또한 무대 공연에서는, 홀로그램처럼 기록하고 재생하는 것이 아닌, 제작된 영상이나 이미지를 이용하여 공간상의 특정 위치에 이미지를 구현하는 기법인 플로팅 홀로그램이라는 홀로그래픽 기술이 발달하고 있다.

[0005] 이에 의하면, 광원에서 출력되는 영상을 반투명 유리 또는 이와 유사한 재질을 사용하는 반사판을 이용하여 반사시킴으로써, 허공에 영상이 떠 있는 것과 같은 효과를 사용자에게 제공할 수 있다.

[0006] 도 1은 기존 기술에 의한 유사 홀로그램 영상 생성 장치를 도시한 도면이다. 도 1의 영상 생성 장치(10)에 의하면, DLP(digital light processing) 프로젝터와 같은 광원(11)에 의해 방사된 광선으로 이루어진 영상이 광원(11) 근처의 반사경(12)과 바닥에 설치된 반사판(13)에 순차적으로 반사되고, 마지막으로는 반투명 반사판(14)에 반사되어 관찰자(30)에게 보이게 된다.

[0007] 이 때, 관찰자(30)가 보게 되는 상은, 지면에 대하여 비스듬히 설치된 반투명 반사판(14)에 상기 영상이 반사되어 생긴 허상이다. 상기 허상은 무대 뒷벽(15) 앞에 서 있는 출연자(20) 근처에 있는 것처럼 관찰자(30)에게 보이게 되며, 이에 따라 출연자(20)는 관찰자(30)가 보게 되는 허상에 대해 실제 물체처럼 만지거나 가리키는 동작을 행할 수 있다. 즉, 상기 영상 생성 장치(10)에 의하면 출연자(20)의 바로 옆 공간에 허상, 즉 유사 홀로그램 영상을 형성함으로써, 특정 물체가 해당 공간에 떠 있는 것과 같은 효과를 낼 수 있다.

[0008] 하지만 상기 영상 생성 장치(10)에 의하면, 하나의 광원(11)으로 하나의 특정 위치에만 유사 홀로그램 영상을 형성할 수 있기 때문에, 입체감의 표현에 한계가 있고 광원을 반사할 수 있는 반사판이 출연자와 관찰자 사이의 바닥면에 설치되어야 하기 때문에 주변 조명에 의한 간섭이 발생한다.

[0009] 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 반사판이 없이 간단한 구조에 의해 서로 다른 위치에 복수의 상을 형성시킴으로써 보다 다양한 영상을 관찰자에게 제공할 수 있는 방법과 그 방법을 구현 할 수 있는 장치에 관한 것이다.

[0010] 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 장치는, 투과 영역과 반사 영역으로 구성되며, 상기 투과영역으로 입사된 광선은 투과시키고, 상기 반사 영역으로 입사된 광선은 반사시키는 반투과(半透過) 거울, 제 1광선을 상기 투과 영역을 향해, 제 2 광선을 상기 반사 영역을 향해 각각 방사하는 광원(光源) 및 상기 투과 영역을 투과한 상기 제 1 광선이 입사됨으로써, 제 1 영상이 형성되는 제 1 스크린을 포함할 수 있으며, 상기 반사 영역에 의해 반사된 상기 제 2 광선은 제 2 스크린에 제 2 영상을 형성할 수 있다.

[0011] 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 장치는, 투과 영역과 반사 영역으로 구성되며, 상기 투과영역으로 입사된 광선은 투과시키고, 상기 반사 영역으로 입사된 광선은 반사시키는 반투과 거울의 투과 영역을 향해, 광원을 이용하여 제 1 광선을 방사함으로써, 상기 투과 영역을 투과한 상기 제 1 광선이 제 1 스크린에제 1 영상을 형성하도록 하는 단계와, 상기 반사 영역을 향해, 상기 광원을 이용하여 제 2 광선을방사함으로써, 상기 반사 영역에 의해 반사된 상기 제 2 광선이 제 2 스크린에 제 2 영상을 형성하도록 하는 단계를 포함 할 수 있다.

[0012] 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광원으로부터 빛을 투과시키는 투과 영역과 반사시키는 반사 영역이 교대로 배열된 반투과 거울을 향해 광선을 방사하여, 상기 반투과 거울의 투과 영역에 조사된 광선에 의해 형성된 영상과 반사 영역에 조사된 광선에 의해 형성된 영상이 서로 다른 상거리를 가진 채로 겹쳐 보이도록 할 수 있다. 이로써 관찰자가 원근감과 입체감을 느낄 수 있는 유사 홀로그램 영상을 하나의 광원만으로 생성할 수 있고 이러한 광원을 여러개 장치하면 보다 풍부한 영상을 구현할 수 있다.

[0013] 도 1은 기존 기술에 의한 유사 홀로그램 영상 생성 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 장치의 구성 및 동작 원리를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 장치의 제 2 영상에 대해 설명하기 위한도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 장치의 제 1 영상 및 제 1 영상에 의한 허상에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 장치의 세부 구성 요소들의 구현에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 방법의 순서를 도시한 도면이다.

[0014] 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

[0015] 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

[0016] 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 장치의 구성 및 동작 원리를 도시한 도면이다. 도2의 영상 생성 장치(100)는 반투과 거울(110), 광원(120) 및 정렬 장치(130)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 2의 영상 생성 장치(100)는 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 도 2를 통해 본 발명의 사상이 한정 해석되는 것은 아니다.

[0017] 반투과 거울(110)은 입사된 광선을 투과시키는 투과 영역(111)과, 입사된 광선을 반사시키는 반사 영역(112)으로 구성될 수 있다. 반투과 거울(110)은 투과 영역(111)과 반사 영역(112)을 함께 포함하고 있기만 하다면 그 형상에 제한이 없지만, 주변에서 흔히 볼 수 있는 일반적인 거울과 같이, 서로 대향하는 제 1 평면(113) 및 제2 평면(114)을 갖는 평판(flat plate) 형태로 제작될 수 있다.

[0018] 도 2는 평판 형태의 반투과 거울(110)을 측면에서 바라본 모습을 도시한 것이다. 반투과 거울(110)은 빛을 투과시키는 평판 형태의 투명한 유리의 한쪽 면의 일부 영역에, 빛을 반사시키는 물질을 코팅시킨 것이 될 수 있다.

이 경우, 빛을 반사시키는 물질이 코팅된 영역은 반사 영역(112), 나머지 영역은 투과 영역(111)이 각각 될 수 있다.

[0019] 도 2의 반투과 거울(110)을 보면, 투과 영역(111)과 반사 영역(112)이 교대로 배열되어 있음을 알 수 있다. 이 때, 투과 영역(111)과 반사 영역(112)은 제 1 평면(113) 상에 존재하는 서로 평행한 복수의 직선을 경계로 하여 교대로 나타나도록 배치될 수 있다.

[0020] 광원(120)은 광선을 방사할 수 있는 장치이다. 구체적으로 광원(120)은 광선을 방사함으로써 상기 방사된 광선이 도달한 스크린에 영상이 형성되게 할 수 있는 장치로서, 예컨대 빔 프로젝터(beam projector) 등이 될 수 있다. 광원(120)의 좁은 출력 영역에서 방사된 광선은 넓은 영역으로 퍼져 나가며, 이에 따라 스크린이 상기 광원(120)으로부터 멀리 있을수록, 방사된 광선에 의해 스크린에 형성되는 영상의 크기는 커지게 된다.

[0021] 이하에서는 반투과 거울(110)과 광원(120)의 배치 및 동작에 대해 설명하도록 한다. 우선, 광원(120)으로부터 방사된 광선을 받음으로써 그 위에 영상이 형성될 수 있는 스크린이 적어도 두 개 존재하는 곳에, 반투과 거울(110)과 광원(120)을 설치할 수 있다. 이 때, 제 1 스크린(140)은 바닥과 평행하게, 제 2스크린(150)은 바닥과 수직하게 설치될 수 있으며, 이에 따라 두 스크린은 서로 수직한 상태가 될 수 있다.

[0022] 제 1 스크린(140) 및 제 2 스크린(150)은 광선을 받아 영상을 형성할 수 있는 평면 형상의 물체라면 어떤 것이든 될 수 있다. 따라서, 사무실과 같은 공간의 바닥과 벽 역시 각각 제 1 스크린(140)과 제 2 스크린(150)이 될 수 있다. 제 1 스크린(140)과 제 2 스크린(150)은 반투과 거울(110)과 광원(120)이 포함된 영상 생성 장치(100)와는 별개로 존재하는 구성일 수도 있고, 영상 생성 장치(100)에 포함된 구성 요소로서 구현될 수도 있다. 한 예로서, 영상 생성 장치(100)는 전용 스크린을 제 1 스크린(140)으로서 포함하고, 제 2 스크린(150)은 따로 구비하지 않은 채로 영상 생성 장치(100)가 설치된 공간의 바닥에 수직한 벽면을 제 2스크린(150)으로서 이용할 수 있다. 이 때, 제 1 스크린(140)으로서 이용될 전용 스크린은 무늬가 없는 단색의 스크린으로 구현됨으로써,후술할 제 1 영상(210)의 허상이 노이즈(noise) 없이 형성되도록 할 수 있다.

[0023] 도 2에 도시된 바에 따라, 서로 수직하게 배치된 제 1 스크린(140)과 제 2 스크린(150) 사이의 공간에 반투과 거울(110)과 광원(120)을 설치할 수 있다. 우선 광원(120)을 제 1 스크린(140) 위에 설치하되, 광원(120)과 제 1 스크린(140) 사이에 반투과 거울(110)을 설치할 수 있을 정도의 공간을 둘 수 있다.

[0024] 반투과 거울(110)은 제 1 스크린(140)에 대해 비스듬히 기울어진 상태로 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 반투과 거울(110)은, 투과 영역(111)과 반사 영역(112)의 경계를 이루며 제 1 평면(113) 혹은 제 2 평면(114) 위에 존재하는 복수의 직선이 모두 제 1 스크린(140)에 평행하도록 배치될 수 있다. 이 때, 반투과 거울(110)의 제 1 평면(113)은 광원(120)이 존재하는 위쪽을, 제 2 평면(114)은 제 1 스크린(140)이 존재하는 아래쪽을 각각 향하도록 할 수 있다. 아울러, 제 1 평면(113)은 광원(120)뿐 아니라 제 2 스크린(150)과도 대향하도록 배치될 수 있다. 이하에서는 반투과 거울(110)의 두께, 즉 제 1 평면(113)과 제 2 평면(114) 사이의 거리는 투과 영역(111) 혹은 반사 영역(112)의 폭에 비해 무시할 수 있을 정도로 작다고 가정하고 설명하도록 하겠다.

[0025] 한편, 앞에서 언급한 바와 같이 영상 생성 장치(100)는 반투과 거울(110)과 광원(120) 외에도 정렬 장치(130)를 더 포함할 수 있다. 정렬 장치(130)는 바람직하게는 광원(120)의 바로 옆에 존재하거나, 혹은 광원(120)과 물리적으로 일체화되어 구현되어, 반투과 거울(110)과 광원(120)이 올바르게 설치되었는지를 판단할 수 있다. 이러한 정렬 장치(130)의 구체적인 동작에 대해서는 후술한다.

[0026] 반투과 거울(110)과 광원(120)의 배치가 완료되면, 광원(120)은 반투과 거울(110)이 있는 방향을 향하여 광선을 방사할 수 있다. 보다 구체적으로, 광원(120)은 반투과 거울(110)의 투과 영역(111)을 향해 제 1 광선(121)을, 반사 영역(112)을 향해 제 2 광선(122)을 각각 방사할 수 있다. 그러면 제 1 광선(121)은 투과 영역(111)을 통과하여 직진함으로써 제 1 스크린(140)에 도달하고, 제 1 스크린(140) 상에 제 1 영상(210)을 형성할 수 있다.

이러한 제 1 영상(210)은 빛이 직접 닿아 생긴 실상(real image)이다.

[0027] 상기 제 1 광선(121)과 달리, 반투과 거울(110)을 향해 방사된 제 2 광선(122)은 반사 영역(112)에 의해 반사된다. 반사된 제 2 광선(122)은 제 2 스크린(150)에 도달하며, 제 2 스크린(150) 상에 제 2 영상(220)을 형성할 수 있다. 이러한 제 2 영상(220) 역시 제 1 영상(210)과 마찬가지로, 제 2 광선(122)이 제 2 스크린(150)에 직접 닿아 생긴 실상이다.

[0028] 관찰자(200)는 제 2 스크린(150)의 정면에서 반투과 거울(110)을 바라볼 수 있다. 즉, 반투과 거울(110)은 제 2 스크린(150)과 관찰자(200)의 사이에 위치하게 되는 것이다. 이 때 관찰자(200)가 보게 되는 영상에 대해서는 이하의 도 3 및 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다. [0029] 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 장치의 제 2 영상에 대해 설명하기 위한 도면이다. 관찰자(200)가 반투과 거울(110)을 볼 경우, 투과 영역(111)을 통해 제 2 스크린(150)의 제 2 영상(220)이 보이게 될 것이다. 한편, 제 1 광선(121)과 제 2 광선(122) 중 제 1 스크린(140)에 수직하게 조사된 광선이 반투과 거울(110)의 제 1 평면(113)과 만나는 지점을 기준점(115)이라 정의할 수 있다. 이 때, 제 2 스크린(150) 상에 나타난 제 2 영상(220)의 높이(E)는 상기 기준점(115)과 제 2 스크린(150) 사이의 거리(B)를 조절함으로써 조절될 수 있다. 물론, 제 2 영상(220)의 폭 역시 상기 거리(B)의 조절에 의해 함께 조절될 수 있다.

[0030] 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 장치의 제 1 영상 및 제 1 영상에 의한 허상에 대해 설명하기 위한 도면이다. 제 1 스크린(140) 상에는 제 1 광선(121)에 의해 제 1 영상(210)이 형성됨은 앞서말한 바 있다. 이 때, 제 1 스크린(140)에 도달한 제 1 광선(121) 중 일부는 제 1 스크린(140) 상에서 발생하는 난반사에 의해 반투과 거울(110) 쪽으로 되돌아가고, 그 중 반투과 거울(110)의 반사 영역(112)에 도달한 제 1 광선(121)은 반사 영역(112)에 의해 반사되어 반투과 거울(110)을 바라보는 관찰자(200)에게 도달할 것이다.

[0031] 이 때, 관찰자(200)는 자신에게 도달한 제 1 광선(121)이 제 1 스크린(140)이 아닌, 제 2 스크린(150)이 있는방향으로부터 왔다고 느끼게 된다. 즉, 관찰자(200)는 제 1 반투과 거울(110)의 반사 영역(112)을 통해, 제 1영상(210)이 반사 영역(112)에 반사되어 생기는 허상(virtual image, 211)을 보게 된다. 여기에서, 관찰자(200)가 느끼는 반투과 거울(110)의 기준점(115)과 상기 허상(211) 사이의 거리(A)는, 기준점(115)과 제 1 스크린(140) 사이의 거리(A)와 같다. 또한, 허상(211)의 높이(D)는 기준점(115)과 제 1 스크린(140) 사이의 거리(A)를 조절함으로써 조절될 수 있다. 물론, 허상(211)의 폭 역시 상기 거리(A)의 조절에 의해 함께 조절될 수있을 것이다.

[0032] 위에서 도 3 및 4을 참조하여 서술한 바를 종합하면, 제 2 영상(220)과 허상(211)은 관찰자(200)의 입장에서 볼 때 같은 방향에서, 즉 제 2 스크린(150) 상에서 서로 겹쳐져 보이는 것처럼 느껴지게 된다. 즉, 관찰자(200)는 하나의 시야에서 두 개의 영상, 즉 실상인 제 2 영상(220)과, 제 1 영상(210)이 반사되어 생긴 허상(211)을 동시에 볼 수 있게 되는 것이다.

[0033] 이 때, 관찰자(200)는 제 2 영상(220)이 기준점(115)으로부터 제 2 스크린(150) 방향으로 A의 거리만큼, 허상(211)이 기준점(115)으로부터 제 2 스크린(150) 방향으로 B의 거리만큼 떨어진 곳에 각각 존재하는 것처럼 느끼게 됨은 앞서 말한 바와 같다. 또한, A의 값은 기준점(115)으로부터 제 1 스크린(140) 사이의 거리와, B의 값은 기준점(115)으로부터 제 2 스크린(150)까지의 거리와 각각 동일하다는 것 역시 이미 설명하였다.

[0034] 따라서 반투과 거울(110)을 배치할 때, 제 1 스크린(140)과 제 2스크린(150)이 기준점(115)으로부터 서로 다른 거리에 있도록 하면, 관찰자(200)는 동시에 보이는 제 2 영상(220)과 허상(211)이 각기 다른 거리에 존재하는 것처럼 느끼게 될 것이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 생성 장치(100)를 이용하면, 하나의 광원(120)만으로도 서로 다른 상거리를 갖는 두 개의 영상으로 이루어진 유사 홀로그램 영상을 생성함으로써, 관찰자(200)가 입체감과 원근감을 느낄 수 있도록 할 수 있다.

[0035] 도 5a 내지 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 장치의 세부 구성 요소들의 구현에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 5a는 광선을 방사하는 광원(120)의 디스플레이(display, 123)에 출력되는 화면을 예시적으로 표현한 것이다. 도 5a를 참조하면, 제 1 광선(121)이 방사되는 제 1 광선 방사 영역(124)과, 제 2광선(122)이 방사되는 제 2 광선 방사 영역(125)이 디스플레이(123) 상에 교대로 배치되어 있는 것을 볼 수 있다.

[0036] 도 5b는 디스플레이(123)에 출력되는 화면의 또 다른 예를 표현한 것이다. 도 5b에 의하면, 디스플레이(123)를 2차원 격자 형태로 복수의 영역으로 분할하고, 상기 복수의 영역 각각을 제 1 광선 방사 영역(124)과 제 2 광선방사 영역(125) 중 하나로 지정하되, 인접한 영역끼리는 같은 종류의 영역이 되지 않도록 할 수 있다.

[0037] 도 5a 혹은 5b와 같이 디스플레이(123)의 영역 분할 형태가 정해지면, 반투과 거울(110)의 투과 영역(111) 및 반사 영역(112)의 배치 역시 그에 맞춰 정해질 수 있다. 또한, 제 1 광선 방사 영역(124) 혹은 제 2 광선 방사영역(125)에 속하는 복수의 픽셀들 각각의 색상 혹은 명도 등을 조절함으로써, 제 1 스크린(140) 상에 형성되는 제 1 영상(210) 및 제 2 스크린(150) 상에 형성되는 제 2 영상(220)을 다양하게 표현할 수 있다. 한편, 도 5a 및 5b를 통해 도시한 영역 분할의 양상은 예시적인 것일 뿐이며, 다른 종류의 다양한 분할 역시 가능할 수 있음은 물론이다.

[0038] 이하에서는 도 5a와 같은 영상 분할이 이루어졌다고 가정하고 설명을 하도록 한다. 도 5c에 도시된 바와 같이,광원(120)은, 광원(120)과 제 1 스크린(140) 사이에 반투과 거울(110)이 없다고 가정할 경우, 제 1 광선(121)을 받는 영역과 제 2 광선을 받는(122) 영역 간의 경계가 제 1 스크린(140) 상에 일정한 간격(w)으로 서로 평행하게 복수 개 나타나도록 제 1 광선(121)과 제 2 광선(122)을 방사할 수 있다. 즉, 상기 일정한 간격(w)이, 같은 종류의 광선을 받는 연속적인 영역의 폭이 되는 것이다.

[0039] 전술한 바와 같은 일정한 간격(w)을 얻기 위해, 교대로 나타나는 반투과 거울(110)의 투과 영역(111)과 반사 영역(112)을 적절하게 조절할 수 있다. 즉, 제 1 스크린(140)에 대해 기울어져 설치됨에 따라, 각 투과 영역(111)과 각 반사 영역(112)의 폭은 일정하지 않을 수 있다. 일반화하여 설명하면, 각 투과 영역(111)과 각 반사 영역(112)의 폭은 해당 투과 영역(111) 혹은 반사 영역(112)이 제 1 스크린(140)에 가까울수록 늘어나고, 멀수록 줄어든다.

[0040] 이에 따라, 반투과 거울(110)은 도 5d에 도시된 바와 같이 제작될 수 있다. 도 5d의 반투과 거울(110)을 보면, 각 투과 영역(111)과 각 반사 영역(112) 중 제 1 스크린(140)에 가까이 배치될 영역의 폭은 상대적으로 넓고, 멀리 배치될 영역의 폭은 상대적으로 좁음을 알 수 있다.

[0041] 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 홀로그램 영상 생성 방법의 순서를 도시한 도면이다. 이하 도 6을 통해 설명될 영상 생성 방법은, 위에서 도 1 내지 5d를 통해 설명한 영상 생성 장치(100)를 이용하여 수행될 수 있으며, 도 1 내지 도 5d를 통해 설명한 바와 겹치는 범위 내에서는 자세한 설명이 생략될 수 있다. 또한, 상기 영상 생성 방법은 기본적으로는 각 단계가 서술된 순서대로 수행될 수 있지만, 그와는 다른 순서로 수행될 수도 있음은 물론이다.

[0042] 우선, 광원(120)과 반투과 거울(110)을 제 1 스크린(140)과 제 2 스크린(150)이 존재하는 공간에 배치할 수 있다(S110) 다음으로, 광원(120)의 디스플레이(123)를 통해 출력할 화상을 반투과 거울(110)의 투과 영역(111) 및 반사 영역(112)을 고려하여 결정할 수 있다(S120) 그러면 해당 화상에 의해, 광원(120)은 제 1 광선(121)을 반투과 거울(110)의 투과 영역(111)으로 방사하여 제 1 스크린(140) 상에 제 1 영상(210)을 형성할 수 있으며 (S130), 이와 함께 제 2 광선(122)을 반투과 거울(110)의 반사 영역(112)으로 방사하여 제 2 스크린(150) 상에 제 2 영상(220)을 형성할 수 있다(S140) 지금까지 설명한 각 단계의 수행이 완료되면, 관찰자(200)는 제 2 스크린(150) 방향을 응시함으로써 유사 홀로그램 영상을 감상할 수 있다.

[0043] 한편, 반투과 거울(110)과 광원(120)의 배치는 다소 어긋날 수 있다. 이 경우, 반투과 거울(110)의 투과 영역(111)으로 제 2 광선(122)의 일부가 방사되거나, 혹은 반사 영역(112)으로 제 1 광선(121)의 일부가 방사될 수있다. 이러한 현상은 제 1 영상(210) 혹은 제 2 영상(220)이 의도치 않은 상거리에 나타나거나, 제 1 영상(210)과 제 2 영상(220)이 혼합되는 결과를 야기할 수 있다.

[0044] 상기 문제의 해결을 위해, 정렬 장치(130)가 이용될 수 있다. 정렬 장치(130)는 광원(120)과 실질적으로 동일한 위치에서 반투과 거울(110)의 투과 영역(111)을 통해 보이는 제 1 스크린(140) 혹은 장애물 없이 바로 보이는 제 2 스크린(150)을 촬영할 수 있다. 이에 따라, 정렬 장치(130)는 카메라(camera)와 같은 촬영 장치를 포함할 수 있다.

[0045] 정렬 장치(130)를 이용한 반투과 거울(110) 및 광원(120)의 정렬 과정에 대해 설명하면 다음과 같다. 첫째로, 제 1 스크린(140)을 촬영하는 경우부터 설명하도록 한다. 우선 광원(120)의 디스플레이(123)의 제 1 광선 방사영역(124)을 통해서는 검정색의 화면을, 제 2 광선 방사 영역(125)을 통해서는 흰색의 화면을 각각 출력하도록 할 수 있다. 그러면 제 1 광선 방사 영역(124)으로부터는 광선이 출력되지 않고, 제 2 광선 방사 영역(125)으로 부터는 백색광이 출력될 것이다. 즉, 광원(120)으로부터 제 1 광선(121)은 전혀 출력되지 않고, 백색의 제 2 광선(122)만이 출력될 것이다.

[0046] 이 때, 반투과 거울(110)과 광원(120)의 정렬 상태가 올바르다면, 제 2 광선(122)은 모두 반사 영역(112)에 의해 반사되어 제 2 스크린(150)에 도달할 것이며, 제 1 스크린(140)에는 어떠한 광선도 도달하지 않을 것이다.

하지만 정렬 상태가 올바르지 않다면, 제 2 광선(122)의 전부 혹은 일부가 투과 영역(111)으로 입사되어, 결과적으로 제 1 스크린(140)에 도달하게 될 것이다. 그러면 제 1 스크린(140)의 밝기는 도달한 제 2 광선(122)의 양에 비례하여 밝아질 것이다.

[0047] 따라서, 반투과 거울(110)과 광원(120) 중 적어도 하나의 배치를 바꿔가며, 제 1 스크린(140)을 복수 회 촬영하여 복수의 이미지를 얻고(S150), 이들 이미지의 밝기에 기초하여 반투과 거울(110)과 광원(120)의 정렬 상태를 확정할 수 있다(S160) 예컨대, 소정의 횟수(이를테면 10번)만큼 촬영을 반복하고, 이들 이미지 중 가장 어두운 이미지가 촬영되었을 때의 반투과 거울(110)과 광원(120)의 정렬 상태를 최적의 정렬 상태로 결정할 수 있다.

이와 달리, 정렬 상태를 바꿔가며 제 1 스크린(140)의 촬영을 반복하다가, 촬영된 이미지의 밝기가 소정의 임계치 미만일 경우 촬영을 중단하고 해당 시점에서의 정렬 상태를 최적의 정렬 상태로 결정할 수도 있을 것이다.

[0048] 둘째로, 제 1 스크린(140) 대신 제 2 스크린(150)을 촬영함으로써 정렬을 수행할 수도 있을 것이다. 이 경우에는 전술한 바와는 반대로, 제 1 광선 방사 영역(124)을 통해서는 흰색의 화면을, 제 2 광선 방사 영역(125)을 통해서는 검정색의 화면을 각각 출력하도록 할 수 있으며, 이로써 제 2 광선(122) 전혀 방사되지 않고, 제 1 광선(121)만이 방사될 것이다. 이 상태에서 제 2 스크린(150)의 촬영을 복수 회 반복하고, 촬영된 이미지의 밝기가 가장 어두운 때 혹은 소정의 임계치 미만일 때의 정렬 상태를 최적의 정렬 상태로 확정할 수 있다.

[0049] 한편, 상기 정렬 방법은 반드시 위에서 설명한 바대로만 수행되어야 하는 것은 아니고, 다양한 변형이 있을 수 있다. 예컨대 제 1 스크린(140)을 촬영하는 경우, 제 2 광선(122) 대신 제 1 광선(121)만이 방사되는 상태에서 촬영된 제 1 스크린(140)의 이미지 중 가장 밝은 이미지 혹은 소정의 임계치 이상의 밝기를 갖는 이미지가 촬영된 시점에서의 정렬 상태를 최적의 정렬 상태로 확정하는 것도 가능하다. 또한, 정렬 장치(130)가 반드시 광원(120)과 실질적으로 동일한 위치에서 촬영을 수행해야 하는 것은 아니며, 제 1 스크린(140) 혹은 제 2 스크린(150)이 보이는 위치라면 어디서든 촬영을 수행할 수 있을 것이다.

[0050] 지금까지 설명한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하나의 광원(120)만으로 관찰자(200)에게 입체감과 원근감을 느낄 수 있는 유사 홀로그램 영상을 제공할 수 있다. 이에 더하여, 간단한 방법을 통해 반투과 거울(110)과 광원(120)의 최적의 배치를 결정함으로써, 영상의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

[0051] 본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

[0052] 또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

[0053] 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

[0054]본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

[0055] 100: 영상 생성 장치
110: 반투과 거울
120: 광원
130: 정렬 장치
140: 제 1 스크린
150: 제 2 스크린

Claims (2)

1. 반사판을 이용하지 않고 직접 반투과 막에 빛을 투사하여 관찰자에게 거리감이 느껴지는 상을 형성하는 유사 홀로그램, 즉 홀로그래픽 영상 생성 방법.
2. 복수의 광원을 서로 다른 위치나 각도로 반사 및 투과할 수 있게 매체(막)에 직접 투과하는 방법과 이를 이용한 홀로그래픽 구현 장치.

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