WO2016175378A1 - Table-top three-dimensional display system, and method therefor - Google Patents

Table-top three-dimensional display system, and method therefor Download PDF

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WO2016175378A1
WO2016175378A1 PCT/KR2015/006529 KR2015006529W WO2016175378A1 WO 2016175378 A1 WO2016175378 A1 WO 2016175378A1 KR 2015006529 W KR2015006529 W KR 2015006529W WO 2016175378 A1 WO2016175378 A1 WO 2016175378A1
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WO
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image
display
lens
restored
dimensional display
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/006529
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김승철
홍석표
김은수
신동학
Original Assignee
광운대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers

Definitions

  • the present invention relates to a table top three-dimensional display system and a method thereof, and more particularly, to implement a table top three-dimensional display, a sub-viewing zone (SVZ) restored through other element lenses than the corresponding element lenses.
  • the present invention relates to a table top three-dimensional display system and a method for representing an image standing upright on a table-top display.
  • the lens array is a direct view type that can output an image only to the front part.
  • the SVZ field of view is not wide enough to cover both eyes.
  • the display panel for displaying a 2D image in the 2D mode, and a multi-view image in the 3D mode;
  • a 3D filter passing light generated from the display panel in the 2D mode and partially passing light generated from the display panel in the 3D mode;
  • a user input unit configured to receive a number of viewers and a viewer location from the user in the 3D mode;
  • a view signal generation unit generating a number signal of a viewer according to the number of viewers input from the user input unit and a position signal of a viewer according to a position of the viewer;
  • a multi-view image converter for outputting image data input in the 2D mode and converting the resolution of the image data into multi-view image data according to the number signal of the viewer in the 3D mode;
  • a 3D filter driver for supplying a driving voltage for controlling the 3D filter according to the number of viewers and the position signal of the viewer in the 3D mode.
  • the display device of Korean Patent Publication No. 10-1019244 and its angle adjusting method include: a plurality of sensors for sensing a direction and a height of a display user; And a plurality of angle adjusters configured to adjust angles of the display according to a result detected by the plurality of sensors, wherein the angle adjusters are positioned in a vertical direction between each corner of the display and a back of a tabletop display, and the vertical It is described as a table top display device which is formed in a columnar shape whose height is changed in a direction.
  • the present invention has a table-top shape, and since both eyes are on the same axis, there is no problem in covering both eyes, using an integrated image display technology using an array lens, and using a high order to construct a table top three-dimensional display.
  • the higher the order of the VZ the narrower the field of view and the image quality of the reconstructed image is reduced, and the table top 3 that secures the field of view by attaching linear prism on the lens array as a way to adjust the optical path. It is an object of the present invention to provide a dimensional display system and a method thereof.
  • the present invention relates to a table top three-dimensional display system and a method thereof, in order to implement a table top three-dimensional display, using a sub-viewing zone (SVZ) restored through other element lenses than the corresponding element lens Table- It is characterized by representing the image standing upright on the top-shaped display.
  • SVZ sub-viewing zone
  • the present invention is a table-top type, both eyes are on the same axis to cover both eyes, using an integrated image display technology using an array lens, using a high-order field of view to construct a table top three-dimensional display
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a table top three dimensional display system and method thereof of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph of a ray trace diagram of a table top three dimensional display of the present invention table top three dimensional display system and method thereof.
  • FIG. 3 is a graph of a method of correcting an integrated image for a position according to an arbitrary depth of the present invention table top three dimensional display system and method thereof.
  • FIG. 4 is a view of a table top three dimensional display system and a table top three dimensional display system of the method
  • FIG. 5 is a graph of the viewing angle according to the f number of the element lens of the table top three-dimensional display system and method thereof;
  • FIG. 6 is a view of a table top three dimensional display system and a system using linear prism of the method
  • FIG. 7 is a schematic diagram for coordinate transformation of a photographed image of a table top three-dimensional display system and method thereof;
  • the present invention relates to a table top three-dimensional display system and a method thereof, in order to implement a table top three-dimensional display, using a sub-viewing zone (SVZ) restored through other element lenses than the corresponding element lens Table- It is characterized by representing the image standing upright on the top-shaped display.
  • SVZ sub-viewing zone
  • a method of expressing an image standing upright on the table-top display includes an elemental image plane positioned below and an elementary image displayed thereon, and a lens array positioned above the lens to correspond to the lens.
  • Table-top display step characterized in that it comprises a.
  • the correction step is to display through the three-dimensional information, in order to obtain an image of the side portion, the camera is inclined so that the pickup optical axis is inclined, but the display is placed directly below and has a display optical axis perpendicular to it.
  • the difference ( ⁇ pd) between the optical axis is generated in the display and it is necessary to correct the difference, the difference between the optical axis is determined according to the order of SVZ, and the brightness and depth information obtained by placing the object on the reference plane and the reference plane, Since the depth image is inclined to the optical axis, some parts of the image are bright and others are dark. Therefore, when the element image is created and reconstructed using this information, a depth difference is generated depending on the position of the reference plane. Characterized by becoming visible.
  • the upright image may be represented by a difference in the amount of movement of the reconstructed image according to the order of the sub-viewing zone.
  • the method may further include a method of correcting an upright image and adjusting a viewing angle by installing a linear prism on the lens array.
  • the elemental image plane The element image is displayed at a position corresponding to the lens array, and the lens array is positioned at the top to acquire and display an image through the lens array, and the n th lens is positioned with respect to the point M (ym, zm) located at the depth (mg).
  • the restoring may be performed by restoring the element lens ⁇ (n-1) -th ⁇ adjacent to the original element lens n-th.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a table top three dimensional display system and method thereof of the present invention
  • FIG. 2 is a graph of a ray trace diagram of a table top three dimensional display system of the present invention table top three dimensional display system and method thereof
  • FIG. 4 is a view of the table top three dimensional display system and the table top three dimensional display system of the method
  • 5 is a graph of the viewing angle according to the f number of the element lens of the tabletop three-dimensional display system and method
  • FIG. 6 is a viewing area of the tabletop three-dimensional display system and the system using the linear prism of the method
  • FIG. It is a schematic diagram for coordinate transformation of a picked-up image of a three-dimensional display system and its method.
  • the present invention is divided into four parts, as shown in FIG. First, acquire brightness and depth information of Oblique projection view image for table top 3D display; second, correct depth information through axis transformation for proposed table top 3D display; and third, brightness information And element image generation using corrected depth information, and finally table top 3D display.
  • an element image is displayed on an elemental image plane, and an image is acquired and displayed through a lens array corresponding thereto.
  • the position yen in the element image can be expressed as Equations (1) and (2).
  • the point A and the point B of FIG. 2 are restored through adjacent element lenses, the point A located at a distance of 3g moves by 4P and the point B located at a distance of 9g moves by 10P. That is, the more away from the lens array, the more it moves when restored through the adjacent element lens. Therefore, if the appropriate points A and B are selected, the restored points A 'and B' can stand perpendicular to the table top three-dimensional display, thereby enabling table top three-dimensional display.
  • the viewing area of a table top three dimensional display system is shown. You can see that there are many different views. Firstly, the MVZ located in the center of the display shows the following viewing angles.
  • MVZ occupies the widest area and is mainly used in general direct view.
  • table top three-dimensional displays cannot use MVZ, but SVZ. It can be seen from FIG. 4 that 1stSVZ and 2ndSVZ restored through adjacent element lenses have the following viewing angles.
  • SVZ can be seen to be relatively small compared to MVZ.
  • MVZ, 1 st SVZ, 2 nd SVZ, and 3 rd SVZ have 53.130, 29.745, 11.889, and 5.856 degrees, respectively.
  • 1 st SVZ or 2 nd SVZ can be used as a table top three-dimensional display.
  • a lens of f number 5 was used, and in this case, MVZ, 1 st SVZ, 2 nd SVZ, and 3 rd SVZ had 11.421, 10.989, 9.866, and 8.427 degrees, respectively.
  • the viewing area is not suitable for applying the table top from 63.435 to 55.008 degrees, so higher order VZ should be used.
  • the higher the order of the VZ the narrower the viewing area and the lower the quality of the restored image.
  • a linear prism was attached to the lens array to secure a viewing area.
  • n0 and np represent the refractive index in air and the refractive index of a prism, respectively, and (alpha) shows the angle of a prism.
  • Table-top three-dimensional display system must be able to show the image of the side, unlike the direct view 3D display.
  • FIG. 7A illustrates a geometry for acquiring and displaying three-dimensional information with respect to an arbitrary object, and the pickup optical axis is inclined because the camera is inclined to acquire an image of the side part.
  • the display is placed directly underneath and has a display optical axis perpendicular to the display, and a difference ( ⁇ pd) between the pickup and the display is generated, and a work of correcting it is necessary.
  • the difference between the optical axes is determined according to the order of SVZ used in the display system.
  • 7 (b) and 7 (c) of FIG. 7 show brightness and depth information obtained by placing a box on a reference plane and a reference plane. If you look at the double depth image, you can see that the lower part of the image is bright and the upper part is dark because the reference plane is inclined with the optical axis.
  • 7 (d) is obtained by subtracting the depth information of 7 (b) from the brightness image of 7 (c) and the depth information of 7 (c), and compensating the reference depth with respect to the reference plane.
  • the values for the red line are shown in the black and red lines of the graph of 7 (e), respectively. As mentioned above, the black and red lines are inclined with different depth information along the y axis.
  • the same slope for Plane A and Plane B of 7 (a) has a certain slope for Plane C.
  • the green line of FIG. 7 (e) is information on the red line of 7 (d).
  • the depth information of Plane A is 0 and the depth information of Plane B has a constant value 96.
  • the information of Plane C can be seen to have a specific slope, and when using the above to create and restore the element image is restored to the same shape as seen in the MVZ, and when seen through the SVZ Figure 2 and equation ( As shown in 6), it moves horizontally according to the depth information. In other words, if the depth information is large, it moves a lot, and if it is small, it moves little.
  • the horizontal movement amount is high, and when the depth information is low, the horizontal movement amount is small.
  • high-order SVZ cannot be used due to problems such as deterioration of image quality depending on the characteristics of the display system, and according to the characteristics of the display system, the appropriate SVZ is selected and the information restored through the SVZ is restored. If you look at it, it will be restored like the blue line in 8 (e).
  • linear prism is additionally used to secure the viewing area, and the horizontal shift of the reconstructed image is additionally corrected, and the amount of correction depends on the amount of depth information as in the case of SVZ. Therefore, if the appropriate linear prism is selected, the box shape is restored as shown in the light blue line of FIG. 8 (e). More specifically, the depth information of Plane A is 0, the depth information of Plane B is a constant value 96, and Plane C. You can see that the original box shape is restored by restoring at the same y position perpendicular to PLANE A.
  • the table top three-dimensional display system mentioned so far can only view three-dimensional images on one side of the display. But for a true tabletop three-dimensional display, you need to adjust the light path to see three-dimensional images in all directions.
  • a variable linear prism that can change the angle and direction of the prism can be used or the linear prism can be rotated. At this time, according to the direction of the change or rotation, according to the direction of the prism to obtain the image corresponding to the direction to create and display the element image.
  • the direction of the prism can be synchronized with the displayed image to change time-sequentially, or the human eye can be traced to express the direction and image accordingly.
  • the present invention is a table-top form, both eyes are on the same axis to cover both eyes, using an integrated image display technology using an array lens, and high-order field of view to compose a table top three-dimensional display

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

In order to implement a table-top three-dimensional (3D) display, an image standing upright on a table-top form display is represented by using a sub-viewing zone (SVZ) to be restored through an element lens other than a corresponding element lens. Therefore, the present invention has remarkable effects of: enabling the covering of both eyes since the present invention has a table-top form such that both eyes are on the same axis; enabling the image quality of a restored image to become better by using an integrated image display technique using an array lens and by using a high degree visual field to configure the table-top 3D display, but the visual field becomes narrower as the degree of a VZ becomes higher; and ensuring a visual field by attaching a linear prism on a lens array as a method for adjusting an optical path.

Description

테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법Table Top 3D Display System and Its Method
본 발명은 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 테이블 탑 3차원 디스플레이를 구현하기 위하여, 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 사용하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현되는 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a table top three-dimensional display system and a method thereof, and more particularly, to implement a table top three-dimensional display, a sub-viewing zone (SVZ) restored through other element lenses than the corresponding element lenses. The present invention relates to a table top three-dimensional display system and a method for representing an image standing upright on a table-top display.
일반적으로 렌즈 어레이는 정면부에만 영상을 출력할 수 있는 직시형이며, 일반적으로 집적영상 디스플레이를 직시형으로 사용할 때에는 SVZ의 시역이 넓지 않아 양안을 커버하지 못해 사용하지 못하는 경우가 발생한다.In general, the lens array is a direct view type that can output an image only to the front part. In general, when the integrated image display is used as a direct view type, the SVZ field of view is not wide enough to cover both eyes.
종래기술로서 등록특허공보 공개번호 제10-2014-0025784호의 입체영상표시장치에 의하면, 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 3D 모드에서 멀티뷰 영상을 표시하는 표시패널; 상기 2D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 통과시키고, 상기 3D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 부분적으로 통과시키는 3D 필터; 상기 3D 모드에서 사용자로부터 시청자의 수 및 시청자의 위치를 입력받는 사용자 입력부; 상기 사용자 입력부로부터 입력된 상기 시청자의 수에 따른 뷰어의 수 신호 및 상기 시청자의 위치에 따른 뷰어의 위치 신호를 생성하는 뷰 신호 생성부; 상기 2D 모드에서 입력된 영상 데이터를 출력하고, 상기 3D 모드에서 상기 뷰어의 수 신호에 따라 상기 영상 데이터의 해상도를 가변하여 멀티뷰 영상 데이터로 변환하는 멀티뷰 영상 변환부; 및 상기 3D 모드에서 상기 뷰어의 수 및 뷰어의 위치 신호에 따라 상기 3D 필터를 제어하는 구동 전압을 공급하는 3D 필터 구동부를 포함하는 입체영상표시장치라고 기재되어 있다.According to the three-dimensional image display device of Patent Publication No. 10-2014-0025784 as a prior art, the display panel for displaying a 2D image in the 2D mode, and a multi-view image in the 3D mode; A 3D filter passing light generated from the display panel in the 2D mode and partially passing light generated from the display panel in the 3D mode; A user input unit configured to receive a number of viewers and a viewer location from the user in the 3D mode; A view signal generation unit generating a number signal of a viewer according to the number of viewers input from the user input unit and a position signal of a viewer according to a position of the viewer; A multi-view image converter for outputting image data input in the 2D mode and converting the resolution of the image data into multi-view image data according to the number signal of the viewer in the 3D mode; And a 3D filter driver for supplying a driving voltage for controlling the 3D filter according to the number of viewers and the position signal of the viewer in the 3D mode.
다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1019244호의 디스플레이 장치 및 그 각도 조절방법에 의하면, 디스플레이 사용자의 방향 및 높이를 감지하는 복수의 센서; 및 상기 복수의 센서에 의해 감지된 결과에 따라 상기 디스플레이의 각도를 조절하는 복수의 각도 조절부를 포함하고, 상기 각도 조절부는 상기 디스플레이의 각 모서리와 테이블 탑 디스플레이 후면 사이에 수직 방향으로 위치하고, 상기 수직 방향으로 그 높이가 변하는 기둥 형태로 형성되어 있는 테이블 탑 디스플레이 장치라고 기재되어 있다.According to another conventional technology, the display device of Korean Patent Publication No. 10-1019244 and its angle adjusting method include: a plurality of sensors for sensing a direction and a height of a display user; And a plurality of angle adjusters configured to adjust angles of the display according to a result detected by the plurality of sensors, wherein the angle adjusters are positioned in a vertical direction between each corner of the display and a back of a tabletop display, and the vertical It is described as a table top display device which is formed in a columnar shape whose height is changed in a direction.
그러나 상기와 같은 종래의 시스템들은 디스플레이의 한쪽 면으로만 3D영상을 볼 수 있고, 동시에 다른 위치에 존재하는 사용자들이 볼 수 없으며, 상기를 해결한 후에도 시역과 차수를 모두 맞추지 못하거나, 시역이 맞지 않거나, 차수가 낮아짐으로써 복원되는 영상의 화질이 저하되는 문제가 발생하는 단점이 있었다.However, such conventional systems can only view 3D images on one side of the display, and users in different locations at the same time cannot see them, and even after solving the above, they do not match both the field of view and the order, or the field of view is not correct. Otherwise, there is a problem in that the image quality of the reconstructed image is degraded by lowering the order.
따라서 본 발명은 Table-top 형태로써, 양안이 같은 축 상에 있어 양안을 커버하는 데는 문제가 없으며, 어레이 렌즈를 사용한 집적영상 디스플레이 기술을 이용하고, 테이블 탑 3차원 디스플레이를 구성하기 위해 높은 차수의 시역을 이용함으로써, VZ의 차수가 높아질수록 시역이 좁아지며 복원되는 영상의 화질이 저하되는 문제를 해결하고, 광 경로를 조절해주는 방법으로 렌즈 어레이 위에 linear prism을 부착하여 시역을 확보해주는 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법을 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention has a table-top shape, and since both eyes are on the same axis, there is no problem in covering both eyes, using an integrated image display technology using an array lens, and using a high order to construct a table top three-dimensional display. By using the field of view, the higher the order of the VZ, the narrower the field of view and the image quality of the reconstructed image is reduced, and the table top 3 that secures the field of view by attaching linear prism on the lens array as a way to adjust the optical path. It is an object of the present invention to provide a dimensional display system and a method thereof.
본 발명은 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 테이블 탑 3차원디스플레이를 구현하기 위하여, 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 사용하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a table top three-dimensional display system and a method thereof, in order to implement a table top three-dimensional display, using a sub-viewing zone (SVZ) restored through other element lenses than the corresponding element lens Table- It is characterized by representing the image standing upright on the top-shaped display.
본 발명은 Table-top 형태로써, 양안이 같은 축 상에 있어 양안을 커버 할 수 있고, 어레이 렌즈를 사용한 집적영상 디스플레이 기술을 이용하고, 테이블 탑 3차원 디스플레이를 구성하기 위해 높은 차수의 시역을 이용함으로써, VZ의 차수가 높아질수록 시역이 좁아지며 복원되는 영상의 화질이 좋아지며, 광 경로를 조절해주는 방법으로 렌즈 어레이 위에 linear prism을 부착하여 시역을 확보해주는 현저한 효과가 있다.The present invention is a table-top type, both eyes are on the same axis to cover both eyes, using an integrated image display technology using an array lens, using a high-order field of view to construct a table top three-dimensional display Thus, the higher the order of the VZ, the narrower the viewing area, the better the image quality of the restored image, and the remarkable effect of securing the viewing area by attaching a linear prism on the lens array as a method of adjusting the optical path.
도 1은 본 발명 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 전체 블록도.1 is an overall block diagram of a table top three dimensional display system and method thereof of the present invention.
도 2는 본 발명 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 테이블 탑 3차원 디스플레이의 광선 추적도의 그래프.2 is a graph of a ray trace diagram of a table top three dimensional display of the present invention table top three dimensional display system and method thereof.
도 3은 본 발명 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 임의의 깊이에 따른 위치에 대하여 집적영상을 보정하는 방법의 그래프3 is a graph of a method of correcting an integrated image for a position according to an arbitrary depth of the present invention table top three dimensional display system and method thereof.
도 4는 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템의 시역4 is a view of a table top three dimensional display system and a table top three dimensional display system of the method;
도 5는 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 요소렌즈의 f number에 따른 시야각의 그래프5 is a graph of the viewing angle according to the f number of the element lens of the table top three-dimensional display system and method thereof;
도 6은 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 Linear prism을 사용한 시스템의 시역6 is a view of a table top three dimensional display system and a system using linear prism of the method;
도 7은 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 촬영 화상의 좌표 변환을 위한 개요도7 is a schematic diagram for coordinate transformation of a photographed image of a table top three-dimensional display system and method thereof;
본 발명은 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 테이블 탑 3차원디스플레이를 구현하기 위하여, 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 사용하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a table top three-dimensional display system and a method thereof, in order to implement a table top three-dimensional display, using a sub-viewing zone (SVZ) restored through other element lenses than the corresponding element lens Table- It is characterized by representing the image standing upright on the top-shaped display.
또한, 상기 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 방법은 요소영상면 (Elemental image plane)이 하부에 위치하여 요소영상이 디스플레이 되고, 이에 대응되게 렌즈어레이가 상부에 위치하여 상기 렌즈어레이를 통해 Oblique projection view영상의 밝기 및 깊이 정보를 획득하는 영상획득단계; 상기 획득된 Oblique projection view 영상을 테이블 탑 3차원 디스플레이를 위한 축변환을 통한 깊이 정보를 보정하는 보정단계; 밝기 정보와 상기 보정된 깊이 정보를 이용하여 요소영상을 생성하는 요소영상 생성단계; Table-top 디스플레이 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a method of expressing an image standing upright on the table-top display includes an elemental image plane positioned below and an elementary image displayed thereon, and a lens array positioned above the lens to correspond to the lens. An image acquisition step of acquiring brightness and depth information of an oblique projection view image through an array; A correction step of correcting depth information through axis transformation for the obtained table top three-dimensional display of the oblique projection view image; An element image generation step of generating an element image using brightness information and the corrected depth information; Table-top display step; characterized in that it comprises a.
또한, 상기 보정단계는 3차원 정보를 통하여 디스플레이하는 것으로, 측면부의 영상을 획득하기 위해서는 카메라가 기울어져 위치해 있어 픽업광축이 기울어지지만 디스플레이는 아래에 바로 놓여있고 이에 수직한 디스플레이광축을 갖게 되므로 픽업과 디스플레이에 광축간의 차이(θpd)가 생기고 이를 보정하는 작업이 필요하되, 상기 광축간의 차이는 SVZ의 차수에 따라 결정이 되는 것이며, 기준면과 기준면에 물체를 두고 획득한 밝기 및 깊이정보를 나타내되, 깊이영상은 기준면이 광축과 기울어져 있기 때문에 영상의 일부 부분은 밝고 다른 부분은 어두우므로 이 정보를 이용하여 요소영상을 만들고 복원하게 되면 기준면의 위치에 따른 깊이차이가 발생하게 되어 복원영상이 기울어져 보이게 되는 것을 특징으로 한다.In addition, the correction step is to display through the three-dimensional information, in order to obtain an image of the side portion, the camera is inclined so that the pickup optical axis is inclined, but the display is placed directly below and has a display optical axis perpendicular to it. The difference (θpd) between the optical axis is generated in the display and it is necessary to correct the difference, the difference between the optical axis is determined according to the order of SVZ, and the brightness and depth information obtained by placing the object on the reference plane and the reference plane, Since the depth image is inclined to the optical axis, some parts of the image are bright and others are dark. Therefore, when the element image is created and reconstructed using this information, a depth difference is generated depending on the position of the reference plane. Characterized by becoming visible.
또한, 상기 Sub-viewing zone의 차수에 따른 복원영상의 이동량 차이를 통해 직립영상을 표현할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the upright image may be represented by a difference in the amount of movement of the reconstructed image according to the order of the sub-viewing zone.
또한, 상기 렌즈어레이 위에 linear prism을 설치하여 직립영상의 보정 및 시야각 조정을 하는 방법을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include a method of correcting an upright image and adjusting a viewing angle by installing a linear prism on the lens array.
또한, 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 설치하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 것으로, 요소영상면 (Elemental image plane)이 하부에 위치하여 요소영상이 디스플레이 되고, 이에 대응되게 렌즈어레이가 상부에 위치하여 상기 렌즈어레이를 통해 영상을 획득하고 디스플레이 하되, 깊이(mg)에 위치한 포인트M(ym, zm)에 대하여 n번째 렌즈를 통해 복원하되, 원래의 요소렌즈(n-th)에 이웃한 요소렌즈{(n-1)-th}로 복원을 하게 되는 것을 특징으로 한다.In addition, by installing a sub-viewing zone (SVZ) that is restored through other element lenses other than the corresponding element lens to represent the image standing upright on the table-top display, the elemental image plane The element image is displayed at a position corresponding to the lens array, and the lens array is positioned at the top to acquire and display an image through the lens array, and the n th lens is positioned with respect to the point M (ym, zm) located at the depth (mg). The restoring may be performed by restoring the element lens {(n-1) -th} adjacent to the original element lens n-th.
또한, 상기 mg의 거리에 위치한 포인트M을 n번째 요소렌즈로 픽업한후 l만큼 떨어진 요소렌즈를 통해 복원하게 되면 복원되는 포인트가 (m+1)lP만큼 이동하고 이로부터 Table-top형태의 디스플레이 시스템에서 측면으로의 시역을 형성하여 측면에서 영상을 관찰할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, when the point M located at the distance of mg is picked up by the nth element lens and restored through the element lens separated by l, the restored point moves by (m + 1) lP, and the table-top display is therefrom. Forming a viewing area from the system to the side is characterized in that the image can be observed from the side.
또한, 상기 렌즈어레이 위에 linear prism을 설치하여 직립영상의 보정 및 시야각 조정이 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, by installing a linear prism on the lens array, it is possible to correct the upright image and adjust the viewing angle.
본 발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 전체 블록도, 도 2는 본 발명 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 테이블 탑 3차원 디스플레이의 광선 추적도의 그래프, 도 3은 본 발명 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 임의의 깊이에 따른 위치에 대하여 집적영상을 보정하는 방법의 그래프, 도 4는 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템의 시역, 도 5는 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 요소렌즈의 f number에 따른 시야각의 그래프, 도 6은 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 Linear prism을 사용한 시스템의 시역, 도 7은 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법의 촬영 화상의 좌표 변환을 위한 개요도이다.1 is an overall block diagram of a table top three dimensional display system and method thereof of the present invention, FIG. 2 is a graph of a ray trace diagram of a table top three dimensional display system of the present invention table top three dimensional display system and method thereof, and FIG. A graph of a method for correcting an integrated image with respect to a position according to an arbitrary depth of the table top three dimensional display system and the method, FIG. 4 is a view of the table top three dimensional display system and the table top three dimensional display system of the method, 5 is a graph of the viewing angle according to the f number of the element lens of the tabletop three-dimensional display system and method, FIG. 6 is a viewing area of the tabletop three-dimensional display system and the system using the linear prism of the method, FIG. It is a schematic diagram for coordinate transformation of a picked-up image of a three-dimensional display system and its method.
본 발명에 대해 구체적으로 기술하면, 본 발명은 도 1과 같이, 크게 네 부분으로 나뉘는 것을 볼 수 있다. 첫째, 테이블 탑 3차원 디스플레이를 위한 Oblique projection view 영상의 밝기 및 깊이 정보 획득, 둘째, 획득된 Oblique projection view 영상을 제안된 테이블 탑 3차원 디스플레이를 위한 축 변환을 통한 깊이 정보 보정, 셋째, 밝기 정보와 보정된 깊이 정보를 이용한 요소영상 생성, 마지막으로 테이블 탑 3차원 디스플레이로 구성된다.Referring to the present invention specifically, it can be seen that the present invention is divided into four parts, as shown in FIG. First, acquire brightness and depth information of Oblique projection view image for table top 3D display; second, correct depth information through axis transformation for proposed table top 3D display; and third, brightness information And element image generation using corrected depth information, and finally table top 3D display.
도 2에 도시된바와 같이, 요소영상면 (Elemental image plane)에 요소영상이 디스플레이 되고 이에 대응되는 렌즈 어레이를 통해 영상을 획득, 디스플레이 하게 된다.As shown in FIG. 2, an element image is displayed on an elemental image plane, and an image is acquired and displayed through a lens array corresponding thereto.
일반적인 직시형 3D 디스플레이의 경우 도 2의 Viewer 1의 위치에서 영상을 보게 된다. 하지만 테이블 탑 3차원 디스플레이의 경우 Viewer 1의 위치가 아닌 Viewer 2의 위치에서 영상을 보게 된다. 하지만 일반적인 집적영상 기반의 3D 디스플레이의 경우 좁은 시야각으로 인하여 Viewer 2의 위치에서는 제대로 된 영상을 볼 수 없다.In the case of a general direct view 3D display, an image is viewed at the position of Viewer 1 of FIG. 2. However, in the case of tabletop 3D display, the image is viewed from the position of Viewer 2, not of Viewer 1. However, in the case of a general integrated image-based 3D display, due to the narrow viewing angle, the viewer cannot see a proper image at the position of Viewer 2.
또한, 도 2와 같이 Viewer 2에서 보기에 디스플레이에 수직으로 서 있는 세 점 A'M'B'을 잇는 화살표와 같은 영상을 표현 하려면 A'M'B'을 잇는 화살표의 정보를 획득 하여야 하는데 일반적인 집적영상 기술에서는 같은 광축상에 세 점이 위치하기 때문에 영상을 얻을 수 없다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 기존의 집적영상 기술을 변형하여 해당 요소렌즈를 통해 복원되는 Main viewing zone (MVZ)이 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 사용하여 Table-top 형태의 디스플레이에 직립으로 서 있는 영상을 표현할 수 있는 새로운 디스플레이 시스템을 제안한다.In addition, in order to express an image such as an arrow connecting three points A'M'B 'standing perpendicular to the display in the viewer in the viewer as shown in FIG. 2, information of an arrow connecting A'M'B' must be obtained. In integrated imaging technology, images cannot be obtained because three points are located on the same optical axis. Therefore, in order to solve this problem, the table-top is changed by using the sub-viewing zone (SVZ), which is restored through other element lenses, instead of the main viewing zone (MVZ), which is transformed through the corresponding element lens. We propose a new display system that can represent an image standing upright on a display.
또한, 도 3에 도시된바와 같이, 임의의 깊이 mg에 위치한 포인트 M(ym,zm)에 대하여 집적영상 기법을 통하여 n번째 렌즈를 통해 픽업을 하게 되면 yen의 위치에 픽업이 된다. 이 픽업된 영상을 원래 n번째 렌즈를 통해 복원하게 되면 원래의 위치인 M(ym,zm)에 복원이 된다. 하지만 이 이를 각각 원래의 요소렌즈(n-th)에 이웃한 요소렌즈((n-1)-th,(n-2)-th)로 복원을 하게 되면 다음과 같이 될 것이다.In addition, as shown in FIG. 3, when a point M (ym, zm) located at an arbitrary depth mg is picked up through the nth lens through the integrated imaging technique, the pickup is performed at the yen position. When the picked-up image is restored through the original n-th lens, the picked-up image is restored to its original position M (ym, zm). However, if this is restored to the element lens ((n-1) -th, (n-2) -th) adjacent to the original element lens (n-th), respectively, as follows.
포인트 M에 대하여 n번째 요소렌즈를 통해 픽업을 하게 되면 요소영상에서의 위치 yen은 식 (1), (2)와 같이 표현할 수 있다.When picking up through the nth element lens with respect to the point M, the position yen in the element image can be expressed as Equations (1) and (2).
Figure PCTKR2015006529-appb-I000001
(1)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000001
(One)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000002
(2)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000002
(2)
그리고, 요소영상의 yen포인트를 인접한 n-1번째 요소렌즈를 통해 복원하게 되면 식(3), (4)와 같이 표현할 수 있다.And, if the yen point of the element image is restored through the adjacent n-1 th element lens, it can be expressed as equations (3) and (4).
Figure PCTKR2015006529-appb-I000003
(3)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000003
(3)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000004
(4)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000004
(4)
따라서 식 (2)와 (4)로부터 다음과 같이 표현할 수 있다.Therefore, it can be expressed as follows from Formula (2) and (4).
Figure PCTKR2015006529-appb-I000005
(5)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000005
(5)
즉, mg의 거리에 위치한 포인트 M을 인접한 요소렌즈를 통해 복원하게 되면 복원되는 포인트가 (m+1)P만큼 이동하는 것을 볼 수 있다. 이를 일반화 하여 (n-l)번째 요소 렌즈를 통해 복원하게 되면 식 (6)과 같이 표현할 수 있다.That is, when the point M located at a distance of mg is restored through an adjacent element lens, the restored point is shifted by (m + 1) P. When this is generalized and restored through the (n−l) th element lens, it can be expressed as Equation (6).
Figure PCTKR2015006529-appb-I000006
(6)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000006
(6)
즉, mg의 거리에 위치한 포인트 M을 n번째 요소렌즈로 픽업한 후 l만큼 떨어진 요소렌즈를 통해 복원하게 되면 복원되는 포인트가 (m+1)lP만큼 이동하는 것을 볼 수 있고 이로부터 Table-top 형태의 디스플레이 시스템에서 측면으로의 시역을 형성하여 측면에서 영상을 관찰할 수 있는 것을 볼 수 있다.That is, if the point M located at a distance of mg is picked up by the nth element lens and then restored through the element lens that is separated by l, the restored point moves by ( m +1) lP . It can be seen that an image can be observed from the side by forming a viewing area from the side in the display system of the type.
따라서 도 2의 포인트 A와 B에 대하여 인접한 요소렌즈를 통해 복원한다고 하면 3g의 거리에 위치한 포인트 A는 4P만큼 이동하고 9g의 거리에 위치한 포인트 B는 10P만큼 이동하게 된다. 즉, 렌즈 어레이에서 많이 떨어질수록 인접한 요소렌즈를 통해 복원했을 때 많이 이동하게 된다. 따라서 적절한 포인트 A, B를 선택하게 되면 복원된 포인트 A', B'이 테이블 탑 3차원 디스플레이에 수직으로 설 수 있게 되어 테이블 탑 3차원 디스플레이가 가능해지게 된다.Therefore, if the point A and the point B of FIG. 2 are restored through adjacent element lenses, the point A located at a distance of 3g moves by 4P and the point B located at a distance of 9g moves by 10P. That is, the more away from the lens array, the more it moves when restored through the adjacent element lens. Therefore, if the appropriate points A and B are selected, the restored points A 'and B' can stand perpendicular to the table top three-dimensional display, thereby enabling table top three-dimensional display.
도 4에 도시된바와 같이, 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템의 시역을 나타낸다. 이를 보면 여러 시역이 존재하는 것을 볼 수 있다. 첫 번째로 디스플레이의 중앙에 위치한 MVZ으로 다음과 같은 시야각을 갖는 것을 볼 수 있다.As shown in FIG. 4, the viewing area of a table top three dimensional display system is shown. You can see that there are many different views. Firstly, the MVZ located in the center of the display shows the following viewing angles.
Figure PCTKR2015006529-appb-I000007
(7)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000007
(7)
MVZ은 가장 넓은 영역을 차지하는 시역으로 일반적인 직시형에서 주로 사용하는 시역이다. 하지만 테이블 탑 3차원 디스플레이에서는 MVZ을 사용할 수 없고 SVZ을 사용한다. 도 4로부터 인접한 요소렌즈를 통해 복원된 1stSVZ,2ndSVZ의 경우 다음과 같은 시야각을 갖는 것을 볼 수 있다.MVZ occupies the widest area and is mainly used in general direct view. However, table top three-dimensional displays cannot use MVZ, but SVZ. It can be seen from FIG. 4 that 1stSVZ and 2ndSVZ restored through adjacent element lenses have the following viewing angles.
Figure PCTKR2015006529-appb-I000008
(8)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000008
(8)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000009
(9)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000009
(9)
도 5에 도시된바와 같이, f number가 작을수록 시역이 넓어지는 것을 볼 수 있다. 하지만 SVZ은 MVZ에 비해 상대적으로 작아지는 것을 볼 수 있다. 예를 들어 f number 1의 요소 렌즈를 사용하게 되면 MVZ, 1stSVZ,2ndSVZ,3rdSVZ는 각각 53.130, 29.745, 11.889, 5.856도를 갖는 것을 볼 수 있다. 이를 보면 1stSVZ또는 2ndSVZ를 사용하면 테이블 탑 3차원 디스플레이로 사용 가능할 것으로 기대된다. 하지만 f number가 작은 렌즈를 제작하는 것은 쉽지 않다.As shown in FIG. 5, the smaller the f number, the wider the viewing area is. However, SVZ can be seen to be relatively small compared to MVZ. For example, when the element number of f number 1 is used, MVZ, 1 st SVZ, 2 nd SVZ, and 3 rd SVZ have 53.130, 29.745, 11.889, and 5.856 degrees, respectively. It is expected that 1 st SVZ or 2 nd SVZ can be used as a table top three-dimensional display. However, it is not easy to make a lens with a small f number.
일반적으로 집적영상 디스플레이를 직시형으로 사용할 때에는 SVZ의 시역이 넓지 않아 양안을 커버하지 못해 사용하지 못하는 경우가 발생한다. 하지만 Table-top으로 사용할 경우 양안이 같은 축 상에 있어 양안을 커버하는 데는 문제가 없는 것을 볼 수 있다.In general, when using an integrated video display as a direct view, the SVZ field of view is not wide enough to cover both eyes and thus cannot be used. However, when used as a table-top, both eyes are on the same axis, so there is no problem in covering both eyes.
따라서 일반적인 렌즈 어레이를 사용한 집적영상 디스플레이 기술을 이용하여 테이블 탑 3차원 디스플레이를 구성하기 위해서는 높은 차수의 시역을 이용하면 가능해지게 된다. 하지만 도 5 및 식 (8), (9)를 보면 SVZ의 차수가 높아질수록 시역은 좁아지는 것을 볼 수 있다.Therefore, in order to compose a table top three-dimensional display using an integrated image display technology using a general lens array, it is possible to use a high-order field of view. However, in FIGS. 5 and 8, and 9, the viewing area becomes narrower as the SVZ degree is higher.
일실시예로 f number 5의 렌즈를 사용하였고 이 경우 MVZ, 1stSVZ,2ndSVZ,3rdSVZ는 각각 11.421, 10.989, 9.866, 8.427도를 갖는 것을 볼 수 있다. 하지만 이 경우 3rdSVZ의 경우에도 시역이 63.435도에서 55.008도로 Table-top으로 적용하기에는 시역이 맞지 않아 더 높은 차수의 VZ을 사용하여야 한다. 하지만 VZ의 차수가 높아질수록 시역이 좁아지는 것은 물론 복원되는 영상의 화질이 저하되는 문제가 발생한다.In one embodiment, a lens of f number 5 was used, and in this case, MVZ, 1 st SVZ, 2 nd SVZ, and 3 rd SVZ had 11.421, 10.989, 9.866, and 8.427 degrees, respectively. However, even in the case of 3 rd SVZ, the viewing area is not suitable for applying the table top from 63.435 to 55.008 degrees, so higher order VZ should be used. However, the higher the order of the VZ, the narrower the viewing area and the lower the quality of the restored image.
따라서 Table-top으로 구성을 하기 위해서는 광 경로를 조절해주는 방법을 접목해야 하며, 렌즈 어레이 위에 linear prism을 부착 하여 시역을 확보하였다.Therefore, in order to construct the table-top, a method of adjusting the optical path should be applied. A linear prism was attached to the lens array to secure a viewing area.
도 6은 Linear prism을 사용한 제안된 시스템의 시역을 나타낸다. 본 시스템의 방법에서는 아주 조밀한 Linear prism을 사용하여 광 경로를 조절 하였다. 프리즘 공식에 따라 Linear prism에서의 굴절 각도는 식 (10)과 같이 표현할 수 있다.6 shows the field of view of the proposed system using linear prism. In the method of this system, the optical path is controlled by using very dense linear prism. According to the prism formula, the angle of refraction in the linear prism can be expressed as Equation (10).
Figure PCTKR2015006529-appb-I000010
(10)
Figure PCTKR2015006529-appb-I000010
10
여기서 n0, np는 각각 공기 중의 굴절률, 프리즘의 굴절률을 나타내고, α는 프리즘의 각도를 나타낸다. 따라서 조절된 광 경로는 각각 θ's11=θs11+θP, θ's12=θs12+θP로 나타낼 수 있다. 따라서 시역은 θs1으로 유지되고 전체적인 각도는 외곽으로 이동하는 것을 볼 수 있다. 따라서 테이블 탑 3차원 디스플레이에 Linear prism을 채용함으로써 테이블 탑 3차원 디스플레이에 적합한 시역을 만들 수 있는 것을 볼 수 있다.Here n0 and np represent the refractive index in air and the refractive index of a prism, respectively, and (alpha) shows the angle of a prism. Thus, the adjusted optical paths may be represented by θ's11 = θs11 + θP and θ's12 = θs12 + θP, respectively. Therefore, the visual field is maintained at θ s1 and the overall angle is moved outward. Therefore, it can be seen that by adopting the linear prism to the table top three-dimensional display, it is possible to create a field of view suitable for the table top three-dimensional display.
테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템에서는 직시형 3D 디스플레이와는 다르게 측면부의 영상을 보여줄 수 있어야 한다. Table-top three-dimensional display system must be able to show the image of the side, unlike the direct view 3D display.
따라서 측면부에 대한 영상을 획득하고 이를 디스플레이 할 수 있어야 한다.Therefore, it is necessary to be able to acquire an image of the side part and display it.
도 7(a)는 임의의 물체에 대하여 3차원 정보를 획득하고 디스플레이하는 기하학 구조를 나타내며, 측면부의 영상을 획득하기 위하여 카메라가 기울어져 위치해 있어 픽업 광축이 기울어진 것을 볼 수 있다. 하지만 디스플레이는 아래에 바로 놓여있고 이에 수직한 디스플레이 광축을 갖게 되며, 픽업과 디스플레이 간에 광축의 차이(θpd)가 생기고 이를 보정하는 작업이 필요하게 된다. 상기에서 광축 간의 차이는 디스플레이 시스템에서 사용하는 SVZ의 차수에 따라 결정이 된다.FIG. 7A illustrates a geometry for acquiring and displaying three-dimensional information with respect to an arbitrary object, and the pickup optical axis is inclined because the camera is inclined to acquire an image of the side part. However, the display is placed directly underneath and has a display optical axis perpendicular to the display, and a difference (θpd) between the pickup and the display is generated, and a work of correcting it is necessary. The difference between the optical axes is determined according to the order of SVZ used in the display system.
도 7의 7(b)와 7(c)는 기준면과 기준면에 Box를 두고 획득한 밝기 및 깊이 정보를 나타낸다. 이중 깊이 영상을 보면 기준면이 광축과 기울어져 있기 때문에 영상의 아래 부분은 밝고 윗부분은 어두운 것을 볼 수 있으며, 상기 정보를 이용하여 요소영상을 만들고 복원하게 되면 기준면의 위치에 따른 깊이 차이가 발생하게 되어 복원 영상이 기울어져 보이게 된다. 7(d)는 7(c)의 밝기 영상과 7(c)의 깊이 정보에서 7(b)의 깊이 정보를 뺀 것으로서 기준면에 대한 기준 깊이를 보상한 것으로, 7(b)-(c)의 붉은 선에 대한 수치를 7(e)의 그래프의 검은색, 붉은색 선에 각각 나타내었으며, 앞에서 언급한 것처럼 검정색과 붉은색 선은 y축에 따라 깊이 정보가 달라 기울어진 것을 볼 수 있다.7 (b) and 7 (c) of FIG. 7 show brightness and depth information obtained by placing a box on a reference plane and a reference plane. If you look at the double depth image, you can see that the lower part of the image is bright and the upper part is dark because the reference plane is inclined with the optical axis. When the element image is created and reconstructed using the above information, the depth difference according to the position of the reference plane occurs. The reconstructed image will appear tilted. 7 (d) is obtained by subtracting the depth information of 7 (b) from the brightness image of 7 (c) and the depth information of 7 (c), and compensating the reference depth with respect to the reference plane. The values for the red line are shown in the black and red lines of the graph of 7 (e), respectively. As mentioned above, the black and red lines are inclined with different depth information along the y axis.
특히 7(a)의 Plane A, Plane B에 대해서는 같은 기울기를 갖고 Plane C에 대해서는 일정 기울기를 갖고 있는 것을 볼 수 있다. 도 7(e)의 녹색 선은 7(d)의 붉은 선에 대한 정보로 이를 보면 Plane A의 깊이 정보는 0이고, Plane B의 깊이 정보는 일정한 값(96)을 갖는 것을 볼 수 있다. 하지만 Plane C의 정보는 특정 기울기를 갖고 있는 것을 볼 수 있으며, 상기를 이용하여 요소영상을 만들고 복원하게 되면 MVZ에서 보았을 때 같은 모양으로 복원이 되며, 상기를 SVZ를 통해 보게 되면 도 2 및 식 (6)과 같이 깊이 정보에 따라 수평 이동을 하게 된다. 즉, 깊이 정보가 크면 많이 이동하고 작으면 적게 이동되며, 특히 높은 차수의 SVZ를 통해 보면 수평 이동량이 많을 것이고 낮은 차수의 SVZ를 통해 보면 수평 이동량이 적다. 하지만 앞에서 언급한 것처럼 높은 차수의 SVZ는 디스플레이 시스템의 특성에 따라 영상의 화질 저하 등의 문제가 발생하여 사용할 수 없게 되며, 디스플레이 시스템의 특성에 따라 적절한 SVZ를 선택하고 이 SVZ를 통해 복원된 정보를 보면 8(e)의 파란색 선처럼 복원이 될 것이다.In particular, it can be seen that the same slope for Plane A and Plane B of 7 (a) has a certain slope for Plane C. The green line of FIG. 7 (e) is information on the red line of 7 (d). As a result, it can be seen that the depth information of Plane A is 0 and the depth information of Plane B has a constant value 96. However, the information of Plane C can be seen to have a specific slope, and when using the above to create and restore the element image is restored to the same shape as seen in the MVZ, and when seen through the SVZ Figure 2 and equation ( As shown in 6), it moves horizontally according to the depth information. In other words, if the depth information is large, it moves a lot, and if it is small, it moves little. Especially, when the SVZ of the high order is high, the horizontal movement amount is high, and when the depth information is low, the horizontal movement amount is small. However, as mentioned above, high-order SVZ cannot be used due to problems such as deterioration of image quality depending on the characteristics of the display system, and according to the characteristics of the display system, the appropriate SVZ is selected and the information restored through the SVZ is restored. If you look at it, it will be restored like the blue line in 8 (e).
제안된 방법에서는 앞에서 언급한 것처럼 시역 확보를 위하여 Linear prism을 추가적으로 사용하고 이를 통하여 복원된 영상의 수평 이동량을 추가적으로 보정하게 되고, 보정되는 양이 SVZ의 경우와 같이 깊이 정보의 양에 따라 달라진다. 따라서 적절한 Linear prism을 선택하게 되면 도 8(e)의 하늘색 선과 같이 Box 모양이 복원 되며, 더 자세하게는, Plane A의 깊이 정보는 0, Plane B의 깊이 정보는 일정 값(96)을, Plane C는 PLANE A와 수직으로 같은 y의 위치에 복원되어 원래의 Box 모양이 복원되는 것을 볼 수 있다.In the proposed method, as mentioned above, linear prism is additionally used to secure the viewing area, and the horizontal shift of the reconstructed image is additionally corrected, and the amount of correction depends on the amount of depth information as in the case of SVZ. Therefore, if the appropriate linear prism is selected, the box shape is restored as shown in the light blue line of FIG. 8 (e). More specifically, the depth information of Plane A is 0, the depth information of Plane B is a constant value 96, and Plane C. You can see that the original box shape is restored by restoring at the same y position perpendicular to PLANE A.
지금까지 언급한 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템은 디스플레이의 한쪽 면에서만 3차원 영상을 볼 수 있다. 하지만 진정한 테이블 탑 3차원 디스플레이를 위해서는 광 경로를 조절해 모든 방향에서 3차원 영상을 볼 수 있어야 한다.The table top three-dimensional display system mentioned so far can only view three-dimensional images on one side of the display. But for a true tabletop three-dimensional display, you need to adjust the light path to see three-dimensional images in all directions.
광 경로를 조절하는 방법으로는 프리즘의 각도 및 방향을 변경시켜줄 수 있는 가변 Linear prism을 사용하거나 Linear prism을 회전시킬 수 있다. 이때 이러한 변경 또는 회전에 맞추어 프리즘의 방향에 따라 그 방향에 해당하는 영상을 획득하여 요소영상을 만들어 디스플레이 해야 하며. 프리즘의 방향과 디스플레이 된 영상을 동기화 시켜 Time-sequential하게 변경하거나 사람의 눈을 추적하여 그에 맞는 방향 및 영상을 표현할 수 있다.As a method of adjusting the optical path, a variable linear prism that can change the angle and direction of the prism can be used or the linear prism can be rotated. At this time, according to the direction of the change or rotation, according to the direction of the prism to obtain the image corresponding to the direction to create and display the element image. The direction of the prism can be synchronized with the displayed image to change time-sequentially, or the human eye can be traced to express the direction and image accordingly.
따라서 본 발명은 Table-top 형태로써, 양안이 같은 축 상에 있어 양안을 커버 할 수 있고, 어레이 렌즈를 사용한 집적영상 디스플레이 기술을 이용하고, 테이블 탑 3차원 디스플레이를 구성하기 위해 높은 차수의 시역을 이용함으로써, VZ의 차수가 높아질수록 시역이 좁아지며 복원되는 영상의 화질이 좋아지며, 광 경로를 조절해주는 방법으로 렌즈 어레이 위에 linear prism을 부착하여 시역을 확보해주는 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention is a table-top form, both eyes are on the same axis to cover both eyes, using an integrated image display technology using an array lens, and high-order field of view to compose a table top three-dimensional display In this case, the higher the order of the VZ, the narrower the viewing area, the better the image quality of the restored image, and the remarkable effect of securing the viewing area by attaching a linear prism on the lens array as a method of adjusting the optical path.

Claims (8)

  1. 테이블 탑 3차원디스플레이를 구현하기 위하여, 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 사용하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 것을 특징으로 하는 테이블 탑 3차원 디스플레이 방법In order to realize a table top three-dimensional display, an image standing upright on a table-top display is represented by using a sub-viewing zone (SVZ) that is restored through an element lens other than the element lens. Table Top 3D Display Method
  2. 제1항에 있어서, 상기 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 방법은 요소영상면(Elemental image plane)이 하부에 위치하여 요소영상이 디스플레이 되고, 이에 대응되게 렌즈어레이가 상부에 위치하여 상기 렌즈어레이를 통해 Oblique projection view영상의 밝기 및 깊이 정보를 획득하는 영상획득단계; 상기 획득된 Oblique projection view 영상을 테이블 탑 3차원 디스플레이를 위한 축변환을 통한 깊이 정보를 보정하는 보정단계; 밝기 정보와 상기 보정된 깊이 정보를 이용하여 요소영상을 생성하는 요소영상 생성단계; Table-top 디스플레이 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 테이블 탑 3차원 디스플레이 방법The method of claim 1, wherein an element image is displayed with an elemental image plane below and an element image is displayed on the table-top display. An image acquisition step of obtaining position and brightness information of an oblique projection view image through the lens array; A correction step of correcting depth information through axis transformation for the obtained table top three-dimensional display of the oblique projection view image; An element image generation step of generating an element image using brightness information and the corrected depth information; Table-top display method comprising the; tabletop three-dimensional display method comprising a
  3. 제2항에 있어서, 상기 보정단계는 3차원 정보를 통하여 디스플레이하는 것으로, 측면부의 영상을 획득하기 위해서는 카메라가 기울어져 위치해 있어 픽업광축이 기울어지지만 디스플레이는 아래에 바로 놓여있고 이에 수직한 디스플레이광축을 갖게 되므로 픽업과 디스플레이에 광축간의 차이(θpd)가 생기고 이를 보정하는 작업이 필요하되, 상기 광축간의 차이는 SVZ의 차수에 따라 결정이 되는 것이며, 기준면과 기준면에 물체를 두고 획득한 밝기 및 깊이정보를 나타내되, 깊이영상은 기준면이 광축과 기울어져 있기 때문에 영상의 일부 부분은 밝고 다른 부분은 어두우므로 이 정보를 이용하여 요소영상을 만들고 복원하게 되면 기준면의 위치에 따른 깊이차이가 발생하게 되어 복원영상이 기울어져 보이게 되는 것을 특징으로 하는 테이블 탑 3차원 디스플레이 방법According to claim 2, wherein the correction step is to display through the three-dimensional information, in order to obtain the image of the side portion is inclined the pickup optical axis because the camera is positioned inclined, but the display is placed directly below the vertical display optical axis Since the difference between the optical axis of the pickup and the display (θpd) is generated and the correction is necessary, the difference between the optical axis is determined according to the order of SVZ, the brightness and depth information obtained by placing the object on the reference plane and the reference plane However, since the depth image is inclined with the optical axis, the depth image is partly bright and the other part is dark. Therefore, when the element image is created and restored using this information, the depth difference is generated according to the position of the reference plane. Table top three-dimensional, characterized in that the image is shown tilted Display Method
  4. 제1항에 있어서, 상기 Sub-viewing zone의 차수에 따른 복원영상의 이동량 차이를 통해 직립영상을 표현할 수 있는 것을 특징으로 하는 테이블 탑 3차원 디스플레이 방법 The table top three-dimensional display method according to claim 1, wherein the upright image can be expressed by a difference in the amount of movement of the reconstructed image according to the order of the sub-viewing zone.
  5. 제2항에 있어서, 상기 렌즈어레이 위에 linear prism을 설치하여 직립영상의 보정 및 시야각 조정을 하는 방법을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테이블 탑 3차원 디스플레이 방법 The table top three-dimensional display method of claim 2, further comprising a method of correcting an upright image and adjusting a viewing angle by installing a linear prism on the lens array.
  6. 해당 요소렌즈가 아닌 다른 요소렌즈를 통하여 복원되는 Sub-viewing zone (SVZ)을 설치하여 Table-top형태의 디스플레이에 직립으로 서있는 영상을 표현하는 것으로, 요소영상면 (Elemental image plane)이 하부에 위치하여 요소영상이 디스플레이 되고, 이에 대응되게 렌즈어레이가 상부에 위치하여 상기 렌즈어레이를 통해 영상을 획득하고 디스플레이 하되, 깊이(mg)에 위치한 포인트M(ym, zm)에 대하여 n번째 렌즈를 통해 복원하되, 원래의 요소렌즈(n-th)에 이웃한 요소렌즈{(n-1)-th}로 복원을 하게 되는 것을 특징으로 하는 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템A sub-viewing zone (SVZ) that is restored through an element lens other than the corresponding element lens is installed to represent the image standing upright on the table-top display. The elemental image plane is located at the bottom. The element image is displayed, and a lens array is positioned correspondingly to obtain an image through the lens array, and the image is reconstructed through the nth lens with respect to the point M (ym, zm) located at a depth (mg). However, the table top three-dimensional display system, characterized in that to restore the element lens {(n-1) -th} adjacent to the original element lens (n-th)
  7. 제6항에 있어서, 상기 mg의 거리에 위치한 포인트M을 n번째 요소렌즈로 픽업한 후 l만큼 떨어진 요소렌즈를 통해 복원하게 되면 복원되는 포인트가 (m+1)lP만큼 이동하고 이로부터 Table-top형태의 디스플레이 시스템에서 측면으로의 시역을 형성하여 측면에서 영상을 관찰할 수 있는 것을 특징으로 하는 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템The method of claim 6, wherein when the point M located at the distance of mg is picked up by the nth element lens and restored through the element lens separated by l, the restored point moves by (m + 1) lP and therefrom Table-. Table-top three-dimensional display system, characterized in that the image can be observed from the side by forming a viewing area to the side in the top-type display system
  8. 제6항에 있어서, 상기 렌즈어레이 위에 linear prism을 설치하여 직립영상의 보정 및 시야각 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 테이블 탑 3차원 디스플레이 시스템7. The tabletop three-dimensional display system according to claim 6, wherein a linear prism is installed on the lens array to correct an upright image and adjust a viewing angle.
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