WO2017146314A1 - 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법과 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법 및 출력방법 - Google Patents

디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법과 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법 및 출력방법 Download PDF

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WO2017146314A1
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display
display panels
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PCT/KR2016/006953
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신동학
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주식회사 홀로랩
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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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/06Simple or compound lenses with non-spherical faces with cylindrical or toric faces
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B25/00Viewers, other than projection viewers, giving motion-picture effects by persistence of vision, e.g. zoetrope
    • G03B25/02Viewers, other than projection viewers, giving motion-picture effects by persistence of vision, e.g. zoetrope with interposed lenticular or line screen

Definitions

  • the present invention relates to a hologram output method through a display panel and a multi-view lenticular sheet and a three-dimensional image generation method and output method through two display panels to which the lenticular sheet is attached, and more particularly, three-dimensional without 3D glasses.
  • a lenticular sheet having a uniform or non-uniform thickness is attached to display it correctly, and the non-uniform thickness of the lenticular sheet is installed on the display panel so that the 3D spatial image can be viewed without 3D glasses, and the resolution is increased without increasing the number of lenticular sheet refractive portions. Mold to make the thickness non-uniform so as to increase
  • the present invention relates to a hologram output method using a display panel and a multiview glasses lenticular sheet, and a 3D image generation method and an output method using two display panels to which a lenticular sheet is attached.
  • 3D display apparatuses can be broadly classified into glasses-free systems that can be viewed without glasses and glasses systems that must be viewed by wearing glasses.
  • Autostereoscopic systems are also called autostereoscopy systems.
  • An autostereoscopic 3D display device displays a spatially shifted multiview image while using a Parallax Barrier technology or a lenticular lens to emit light corresponding to an image of a viewer's left eye and right eye at different views. Projection allows the user to feel three-dimensional.
  • the image content displayed on the display panel generates a plurality of multi-view images from a 3D object. That is, in the multiview system of 9 viewpoints, each image having 9 different viewpoints for the 3D object is generated and synthesized to generate image contents displayed on the display panel.
  • the lenticular lens for a projection TV of Publication No. 10-1993-0020209 discloses a fine particle shape on the exit side lens element of the lenticular lens composed of the screen in the projection TV to improve transmittance. It is described as a lenticular lens for a screen of a projection TV, which is characterized by improving and obtaining high resolution.
  • the dual display device of Korean Patent Publication No. 10-1386218 and a driving method thereof include a first display panel capable of touch input and a first surface facing the first display panel or an opposite side of the first surface.
  • the display device is a double-sided light emitting type that displays second visual information through a second surface, and includes a second display panel capable of touch input, a sensing unit configured to sense relative positions of the first display panel and the second display panel, and a signal of the sensing unit. Accordingly determine whether the second display panel is in a position covering the first display panel or in a position where the covering is released, and controls the first display panel and the second display panel, and according to the relative positions of the first and second display panels.
  • the conventional lenticular as described above has a disadvantage in that it is not possible to correctly provide a 3D stereoscopic image through a dual display unit that can be folded by a method of generating an image for one display unit.
  • the conventional dual display device as described above cannot expand the image expression range of the 3D stereoscopic image through the dual display unit that can be folded and display the image correctly in space, and the thickness of the lenticular sheet is uniform so that the resolution of the 3D spatial image is There was a disadvantage that can not be changed.
  • three-dimensional spatial image can be viewed without 3D glasses
  • the dual display unit is installed so that two display panels are folded so that the image expression range of the 3D spatial image is expanded.
  • the two display panels of the dual display unit have different angles by folding the display unit, and the lenticular sheet is displayed correctly.
  • the thickness of the film is uniformly or nonuniformly and the three-dimensional image output space is expanded through the two display panels to provide a more realistic image.
  • the non-uniform thickness of the lenticular sheet is three-dimensional without 3D glasses on the display panel.
  • the present invention relates to a hologram output method through a display panel and a non-glass multiview lenticular sheet, and is installed on the display panel 10 so that a 3D spatial image can be viewed without 3D glasses, and the number of lenticular sheet refraction portions 310 is provided. It is characterized in that the thickness of the lenticular sheet 300 is formed non-uniformly so that the resolution is increased without distortion of the image in the image expression range without increasing.
  • the present invention relates to a 3D image generating method using two display panels to which a lenticular sheet is attached.
  • the 3D display apparatus includes two display panels 100 and 200 attached to the lenticular sheet 300 and having different folding angles. Divides the three-dimensional space object to be expressed by the image splitter into two spaces, and the first display panel 100 in the first content generator 120 using the upper image of the divided three-dimensional object 800. Generates the content displayed on the screen, displays the image generated by the first content generator 120 on the first display panel 100, and displays the second content by using the lower image of the divided three-dimensional object 800.
  • the generator 220 generates content displayed on the second display panel 200, and displays the image generated by the second content generator 220 on the second display panel 200. Characterized in that the X-rays.
  • the present invention relates to a three-dimensional image output method through the two display panel attached to the lenticular sheet, the display panel 10 is installed to be able to see the three-dimensional spatial image without the 3D glasses, the lenticular sheet refraction (310)
  • the thickness of the lenticular sheet 300 is formed non-uniformly so as to increase the resolution without increasing the number of images in the image expression range without increasing the number of.
  • a hologram output method using a display panel and a multi-view lenticular sheet and a three-dimensional image generation method and an output method using two display panels having a lenticular sheet are provided so that three-dimensional spatial images can be viewed without 3D glasses.
  • the image expression range of the 3D spatial image is expanded, and the two display panels of the dual display unit have different angles by folding the display unit, and the thickness of the lenticular sheet is increased so that the image is displayed correctly. It is formed uniformly or nonuniformly, and expands the three-dimensional image output space through the two display panels to provide a more realistic image.
  • the non-uniform thickness lenticular sheet provides a three-dimensional spatial image without 3D glasses on the display panel. Installed to be visible and lenticular There is a remarkable effect that the thickness is formed non-uniformly so that the resolution is increased without increasing the number of sheet refractions.
  • FIG. 1 is a conceptual view of a linear lenticular sheet in the present invention
  • FIG. 2 is a conceptual view of a lenticular sheet having a non-uniform thickness of the present invention
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing f according to the increase in the lenticular sheet y-axis position in the present invention
  • FIG. 4 is a detailed view of g (y) according to an area where a 3D image can be viewed without distortion in the present invention.
  • Figure 5 is a front view and a side view of the observer observes the lenticular sheet in the present invention
  • 6 to 7 are detailed views showing the lenticular sheet depth region in the present invention.
  • Figure 8 is a detailed view showing a non-uniform lenticular sheet depth region in the present invention
  • FIG. 9 is a detailed view of a process of calculating the non-uniform lenticular sheet thickness after determining the CDP of the present invention.
  • Figure 11 is a side view of the observer observes the lenticular sheet in the present invention.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram of an image expression range depth of a lenticular sheet having the same length g and f in the present invention.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram of an image expression range depth depending on a length difference between g and f of a lenticular sheet in the present invention.
  • 17 illustrates a relationship between pixels of a display panel and a three-dimensional object.
  • 19 to 20 is a conceptual diagram of the shortest distance between any one pixel and the center line in the present invention
  • 21 is a conceptual diagram of a dual display unit structure of the present invention.
  • FIG. 23 is a conceptual diagram between two display panels to which a lenticular sheet of the present invention is attached and an observer
  • FIG. 24 is a conceptual diagram of calculating a CDP for representing a high resolution correct 3D image in a dual display unit having a non-uniform lenticular sheet of the present invention.
  • 25 is a conceptual diagram showing an example of the thickness of the non-uniform lenticular sheet for implementing the CDP of the present invention.
  • 26 is a photograph showing observation of the dual display method having the non-uniform lenticular sheet of the present invention.
  • first lenticular sheet 302 second lenticular sheet
  • lenticular sheet refractive portion 320 lenticular sheet body
  • the present invention relates to a hologram output method through a display panel and a non-glass multiview lenticular sheet, and is installed on the display panel 10 so that a 3D spatial image can be viewed without 3D glasses, and the number of lenticular sheet refraction portions 310 is provided. It is characterized in that the thickness of the lenticular sheet 300 is formed non-uniformly so that the resolution is increased without distortion of the image in the image expression range without increasing.
  • the lenticular sheet 300 has a thickness formed at each position of the y-axis, f is a focal length formed according to the curvature and thickness of the lenticular sheet 300, and between the lenticular sheet 300 and the display panel 10. It is characterized by the distance g of which is different.
  • the lenticular sheet 300 is characterized in that the internal gap g is linear or nonlinear.
  • the three-dimensional image of the display panel 10 is a depth region or in accordance with the g (y) g (y) which is the internal gap of the lenticular sheet according to the position of the y value of the lenticular sheet 300 when passing through the lenticular sheet 300 It is characterized in that the resolution is changed.
  • the present invention relates to a 3D image generating method using two display panels to which a lenticular sheet is attached.
  • the 3D display apparatus includes two display panels 100 and 200 attached to the lenticular sheet 300 and having different folding angles. Divides the three-dimensional space object to be expressed by the image splitter into two spaces, and the first display panel 100 in the first content generator 120 using the upper image of the divided three-dimensional object 800. Generates the content displayed on the screen, displays the image generated by the first content generator 120 on the first display panel 100, and displays the second content by using the lower image of the divided three-dimensional object 800.
  • the generator 220 generates content displayed on the second display panel 200, and displays the image generated by the second content generator 220 on the second display panel 200. Characterized in that the X-rays.
  • the lenticular sheet 300 used in the first and second display panels 100 and 200 has a uniform thickness.
  • the lenticular sheet 300 used in the first and second display panels 100 and 200 has a non-uniform thickness.
  • the lenticular sheet 300 used in the first and second display panels 100 and 200 is rotated.
  • the lenticular sheet 300 is used in the first and second display panels 100 and 200.
  • first and second content generating units 120 and 220 may find a corresponding point of the 3D object 800 by using the shortest distance between the center line of the display panel 10 and the lenticular sheet 300.
  • the present invention relates to a 3D image output method through two display panels to which a lenticular sheet is attached.
  • the two display panels 100 and 200 of the dual display unit 600 can view 3D spatial images without 3D glasses. Installed at different angles so that the lenticular sheet 300 having non-uniform thicknesses is installed on the two display panels 100 and 200 having different angles, and then the viewer 700 synthesizes the image by outputting the image. Characterized in that the 3D image 500 can be viewed.
  • the dual display unit 600 includes an upper body in which the second display panel 200 is installed among two display panels, and a lower body in which the first display panel 100 is installed among two display panels.
  • the upper body and the lower body is formed integrally, characterized in that it has a certain folding angle to be different angles.
  • the two display panels 100 and 200 are each provided with a lenticular sheet 300 in which a depth area or resolution is changed according to an internal gap g (y) according to a position of a y value.
  • the non-uniform lenticular sheet attached to each of the two display panels 100 and 200 is characterized in that the internal gap g becomes linear or nonlinear.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a linear lenticular sheet in the present invention
  • Figure 2 is a conceptual view of a lenticular sheet having a non-uniform thickness of the present invention
  • Figure 3 is a conceptual diagram showing the f according to the increase in the position of the lenticular sheet in the present invention
  • Figure 4 is Detailed view of the g (y) according to the area where the 3D image can be viewed without distortion in the present invention
  • FIG. 5 is a front view and a side view of an observer observing the lenticular sheet in the present invention
  • FIGS. 6 to 7 are lenticular sheets in the present invention.
  • FIG. 8 is a detailed view showing a non-uniform lenticular sheet depth area in the present invention
  • Figure 9 is a detailed view of the process of calculating the non-uniform lenticular sheet thickness after determining the CDP of the present invention
  • Figure 10 Detailed calculation of lenticular sheet thickness in the present invention
  • Figure 11 is a side view of the observer observes the lenticular sheet in the present invention
  • Figure 12 is a linear lenticular sheet of the lenticular sheet in the present invention
  • Fig. 13 is a conceptual diagram of image representation range depth of a lenticular sheet having the same length g and f in the present invention
  • FIG. 14 is a conceptual diagram of image representation range depth according to a difference of length g and f of a lenticular sheet according to the present invention.
  • 15 is a conceptual diagram of a content generation method for dual display according to the present invention
  • FIG. 16 is a content generation algorithm through a lenticular sheet
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a relationship between a pixel of a display panel and a three-dimensional object
  • FIG. 19 to 20 is a conceptual diagram of the rotation of the lenticular sheet, a conceptual diagram of the shortest distance between any one pixel and the center line in the present invention
  • FIG. 21 is a conceptual view of the dual display unit of the present invention
  • FIG. Conceptual view between an image and an observer FIG.
  • FIG. 23 is a conceptual view between an observer and two display panels to which the lenticular sheet of the present invention is attached, and FIG. Conceptual diagram for calculating a CDP for representing a high resolution correct 3D image in a dual display unit having a non-uniform lenticular sheet of the invention
  • Figure 25 is a conceptual diagram showing an example of the thickness of the non-uniform lenticular sheet for implementing the CDP of the present invention
  • FIG. 26 is an observation photograph of a dual display method having a non-uniform lenticular sheet of the present invention.
  • the present invention relates to a hologram output method through a display panel and a non-glass multiview lenticular sheet, and a 3D image generation method and an output method through two display panels to which a lenticular sheet is attached.
  • the hologram output method using the display panel and the multi-view lenticular sheet without glasses is installed on the display panel 10 so that the 3D spatial image can be viewed without the 3D glasses, and the image expression is made without increasing the number of the lenticular sheet refractions 310.
  • the thickness of the lenticular sheet 300 is formed non-uniformly so that the resolution is increased without distortion of the image in the range.
  • the image expression range is a range in which the 3D spatial image can be viewed without distortion.
  • the lenticular sheet 300 includes a lenticular sheet body 320 and a lenticular sheet refractive portion 310 integrally formed on one surface of the lenticular sheet body 320.
  • the lenticular sheet 300 is an image output from the display panel 10 is refracted through the one surface of the lenticular sheet body 320 and passed through, the refracted image is refracted through the lenticular sheet refractive unit 310 to the outside Will go out.
  • the names of the information shown in FIG. 12 are as follows.
  • the focal length is a distance from the center of the lenticular sheet 300 or the center of the reflective surface to the focal plane, and varies according to the degree of refraction of the image in the lens lens 100.
  • the inner gap of the lenticular sheet 300 is the image input surface of the lenticular sheet body 320, the image of the display panel 10 of the lenticular sheet 300 is input, and the image of the lenticular sheet 300 is outward It is a distance between the image output surface of the lenticular sheet refractive portion 310.
  • the representation image depth is the shortest distance between the CDPs, which is the central depth of the representation image in the image output surface of the lenticular sheet 300.
  • the pixel size is the size of one pixel of the image output from the display panel 10.
  • the single diameter of the lenticular sheet refraction unit is the diameter of one refraction unit 110 of the lenticular sheet 300 having a length multiplied by N by the pixel size c.
  • the image expression range depth is a range in which pixel images passing through the lenticular sheet 300 can be viewed as 3D images without distortion.
  • the central depth of the representation image is a surface where an image displayed on the display panel 10 is formed by the lenticular sheet 300, and is a surface positioned at the center of D in the image expression range.
  • the observation voxel size is a size at which one pixel of the display panel 10 is shown at a position z-distant from the lenticular sheet 300.
  • the viewing angle of the lenticular sheet 300 is an angle of a range in which an image is output to the outside from pixels of Nc which is the single diameter of the lenticular sheet refraction unit 310.
  • the display panel 10 and the non-uniform thickness of the lenticular sheet 300 is installed so that the 3D spatial image can be viewed without the 3D glasses.
  • the equation applied is as follows.
  • Equation (1) is a formula for calculating the expression image depth z.
  • Equation (2) is obtained.
  • the expression depth z is calculated according to Equation (2).
  • the depth of the image representation range D, the observation voxel size p, the representation image depth z, and the lenticular sheet refraction single diameter Nc are calculated through the same angle. It can be expressed as, and the calculation for D is
  • the resolution of the 3D image is increased and the depth range is reduced, that is, when f ⁇ g (that is, when g> f or g ⁇ f), the 3D image resolution is
  • the image display range decreases as it increases.
  • the CDP having a center depth is formed at a position spaced apart by the representation image depth z in a direction opposite to the output direction of the display panel 10 which is a virtual image area, and g> At f, the CDP is formed at a position separated by z, the depth of the representation image, in the output direction of the display panel 10 which is the actual region.
  • the lenticular sheet 300 is an y-axis in which the distance between the lenticular sheet 300 and the display panel 10 is changed according to a position, and the lenticular sheet 300 is in the y-axis. Is defined as having one end of 0), the other end of the y-axis being M-1, and the y-axis having M pixel sizes c.
  • the thickness of the lenticular sheet 300 is determined for each position of the y-axis, and f is a focal length f and a distance between the lenticular sheet 300 and the display panel 10 according to the curvature and the thickness of the lenticular sheet 300. g is changed.
  • g (y) which is g according to the y-axis position of the lenticular sheet 300 may be manufactured differently to adjust the resolution and depth of the 3D image, thereby making the depth display area different.
  • g of the lenticular sheet 300 becomes linear or nonlinear as the y-axis position increases.
  • the linear lenticular sheet 300 has a planar shape having the same g regardless of the position of the y-axis, and a wedge shape in which the depth of the lenticular sheet 300 increases or decreases constantly according to the y value.
  • the wedge-shaped lenticular sheet 300 is a constant increase or decrease from the right end of the y-axis position is 0 to the left end of the M-1 of the maximum y-axis position, it is made of a plane without bending.
  • pixels of the display panel 10 of the lenticular sheet 300 are formed by a product of N horizontal and M vertically, and g in one pixel is g (y) whose value changes according to the y-axis position.
  • the range is 0 to M-1, and the value of g is the largest when the y-axis position is M-1.
  • g (y) is curved according to the y-axis position, but the image input surface of the lenticular sheet body 320 has an irregular curve. As the y-axis position moves, g becomes shorter or longer than the constant.
  • equation (2) is expressed as a formula that z is changed according to the position of the y-axis as follows.
  • Equation (8) indicates that z and g change with respect to the change of the y axis in Equation (2).
  • Equation (6) shows that the change of D with respect to the change of the y-axis is represented by the following equation.
  • Equation (9) is such that D, z, or p changes when the y-axis is changed in Equation (6).
  • the depth region capable of displaying the 3D image without distortion is changed according to the change of the y axis by using Equation (6) and Equation (7), Below, It is the above range.
  • Equation (3) P, which is the size of the observed voxel, is expressed by the following equation, which changes according to the change of the y-axis using Equation (3).
  • the display panel 10 has a horizontal N pixel and a vertical M pixel, and the y-axis range is 0 to M-1 so as to correspond to the M pixel which is a vertical pixel. .
  • the 3D image of the display panel 10 may depend on g (y), which is g depending on the position of the y value of the lenticular sheet 300 when passing through the lenticular sheet 300.
  • g (y) which is g depending on the position of the y value of the lenticular sheet 300 when passing through the lenticular sheet 300.
  • the depth area or resolution is changed.
  • the resolution of the 3D image is equal to the resolution of the display panel 10 when g (y) is equal to f, and is increased than the resolution of the display panel 10 when g (y) is not equal to f. .
  • the 3D image is output to the virtual depth region when g (y) is smaller than f, and is output to the virtual depth region when g (y) is larger than f.
  • a method of determining g (y), which is the thickness of the lenticular is determined by using Equation (8), Equation (9), an image expression range, and resolution of a 3D image.
  • Equation 11 g (y) is determined to allow a viewer located in the image expression range to view a 3D image, and g (y) is determined by Equation 11 below.
  • g (y) is the viewing angle by the formula (11). Is computed via Is the y-axis position sign Divided by 2 Represented by
  • the pixel at the y-axis y1 position at the x-axis x1 position is defined as c (x1, y1), and x1 is a variable on the x-axis. , y1 is the variable on the y axis.
  • the lenticular sheet 300 may use a vertical lenticular sheet 300 or a rotated lenticular sheet 300.
  • the distance from the center line to P (x1, y1) where c (x1, y1) meets vertically is the shortest distance, and the shortest distance is d.
  • the steps for acquiring the final element image of the lenticular sheet 300 are as follows.
  • the lenticular sheet 300 may use a vertical lenticular sheet 300 or a rotated lenticular sheet 300.
  • the distance from the center line to P (x1, y1) where c (x1, y1) meets vertically is the shortest distance, and the shortest distance is d.
  • the steps for acquiring the final element image of the lenticular sheet 300 are as follows.
  • the present invention is a pixel selection step of selecting any pixel; A lens positioning step of determining a position of the lenticular sheet 300 corresponding to the selected pixel; A center line calculating step of calculating a center line of the lenticular sheet 300 having a position determined; A shortest position calculation step of calculating a point P coordinate of the calculated centerline which is the shortest distance from the selected pixel; An information acquisition step of acquiring corresponding point information of the 3D object 800 using the selected pixel and the point P coordinate; Is made of.
  • the process is repeated from the pixel selection step to the information acquisition step for all the pixels. If the information is acquired in the information acquisition step for all the pixels, the final element image is obtained after the information acquisition step.
  • the dual display unit 600 includes an upper body on which the first display panel 100 is installed among the two display panels 100 and 200, and a second display panel 200 of the two display panels 100 and 200 is installed. It consists of a lower body, the upper body and the lower body is formed integrally, but to generate content for the device having a certain folding angle to be different angles.
  • the content is generated for a dual display device having a uniform or non-uniform thickness of the lenticular sheet attached to the two display panels 100 and 200, respectively.
  • a three-dimensional image generation method using two display panels to which the lenticular sheet is attached will be described in detail.
  • a three-dimensional image generation method using two display panels to which the lenticular sheet is attached is described in detail.
  • the display panels 100 and 200 are installed at different angles so that 3D spatial images can be viewed without 3D glasses, and the thicknesses of the two display panels 100 and 200 having different angles are uniform or non-uniform.
  • the viewer 700 may view the synthesized 3D image 500 by outputting the image.
  • the dual display unit 600 includes an upper body on which the first display panel 100 is installed among the two display panels 100 and 200, and a second display panel among the two display panels 100 and 200. It is made of a lower body 200 is installed, the upper body and the lower body is formed integrally to have a certain folding angle to be different angles.
  • the viewer 700 outputs the image through the two display panels 100 and 200 of the dual display unit 600.
  • the first 3D image 110 is output from the first display panel 100
  • the second 3D image 210 is output from the second display panel 200 of the two display panels 100 and 200.
  • the first 3D image 110 and the second 3D image shown to the observer 700 through the first display panel 100 and the second display panel 200 of the dual display unit 600 may be spatially synthesized.
  • the dual display unit 600 can be folded at a constant folding angle so that a 3D spatial image can be viewed without a 3D glasses, rather than a stereoscopic image method using a conventional display device.
  • the folding angles of the two display panels of the dual display unit 600 are changed, and the image expression range of the 3D spatial image is extended according to the folding angle.
  • the image expression range is a range in which the 3D spatial image can be viewed without distortion.
  • the first display panel 100 and the second display panel 200 which are two display panels 100 and 200 having different angles due to the folding angle, are formed of uniform or non-uniform thicknesses so that images are displayed correctly.
  • the first lenticular sheet 301 and the second lenticular sheet 302 are attached to each other to output a 3D image.
  • the lenticular sheet 300 includes a lenticular sheet body 320 and a lenticular sheet refractive portion 310 integrally formed on one surface of the lenticular sheet body 320.
  • the lenticular sheet body 320 may be manufactured to have a uniform thickness or a non-uniform thickness.
  • the lenticular sheet 300 is an image output from the display unit 200 is refracted through the one surface of the lenticular sheet body 320 is passed through, the refracted image is refracted through the lenticular sheet refractive unit 310 to the outside Will go out.
  • the first lenticular sheet 301 used in the first display panel 100 and the second display panel 200 is provided. And a content image corresponding to the second lenticular sheet 302 is generated and displayed.
  • the content is generated by separating the first display panel 100 and the second display panel 200.
  • the 15 illustrates a method of correctly displaying a 3D image on a 3D spatial object to be displayed on the dual display unit.
  • First there is an image segmentation process of dividing a three-dimensional space object to be expressed into two spaces.
  • the reference plane of the split image is determined based on the observer's observation position.
  • it is divided into two images, the upper image and the lower image, around the reference plane.
  • the first 3D image 110 is generated by using the upper image of the divided three-dimensional object 800.
  • the first content generating unit 120 generating and displaying the content displayed on the first display panel 100 and the first display panel 100 displaying the image generated by the first content generating unit 120 are displayed.
  • the image generated by the second content generator and the second content generator 220 to generate the content displayed on the second display panel 200. It is configured as a second display panel 200 for displaying a.
  • FIG. 16 illustrates a calculation process of generating the element image content required for display in the first content generator 120 and the second content generator 220.
  • a content selection unit that selects a pixel;
  • a lens positioning step of determining a position of the lenticular sheet corresponding to the selected pixel;
  • a shortest position calculation step of calculating a point P coordinate of the calculated centerline which is the shortest distance from the selected pixel;
  • An intensity information acquisition step of acquiring corresponding point information of the 3D object using the selected pixel and the point P coordinate; Is made of.
  • the lenticular sheet 300 including the (x, y) pixels is found.
  • the corresponding lenticular sheet 300 according to the pixel value k is calculated by the following equation (12).
  • D is the diameter of the lenticular sheet 300
  • is the rotation angle of the lenticular sheet.
  • the shortest position calculation step is performed to find a point P which is the shortest distance between the pixel and the center line of the lenticular sheet 300 in FIGS. 19 to 20.
  • the distance between the center line of the lenticular sheet 300 and the (x, y) pixel of the display panel is perpendicular to each other and the shortest distance is d.
  • the intensity value of the (x, y) -th pixel becomes an intensity value corresponding to the three-dimensional object 300 through the point P. Therefore, it is important to find the location of point P.
  • the process of calculating the position of point P is as follows. First, the distance b from the (x, y) pixel to the coordinate of the x-axis through which the center line of the k-th lenticular sheet 300 passes is obtained as shown in Equation (13).
  • D is the diameter of the lenticular sheet 300.
  • the next step is to calculate the point P on the shortest centerline using this distance b value.
  • the coordinate (x ', y') of the point P is calculated by the following equations (14) and (15).
  • intensity information of a corresponding point of a 3D object is picked up by using a center coordinate of a (x, y) pixel and a point P (x ', y') coordinate.
  • This process is shown in FIG. If the distance between the lenticular sheet 300 and the display panel 10 is g and the distance of the corresponding three-dimensional object 800 through the center point P (x ', y') of the lenticular sheet 300 is z, the three-dimensional object
  • the corresponding point (X, Y) of (800) is calculated by the following equations (16) and (17).
  • the final element image content is acquired after the intensity information acquisition step.
  • the element projection content generation process is independently performed on the two display panels 100 and 200 to generate respective contents.
  • the first display panel 100 of the dual display unit 600 outputs the first 3D image 110 to the space by using independently generated contents, and the second display panel 200 placed horizontally displays the second display panel 200. 2 Output the 3D image 210.
  • the observer 700 may view a stereoscopic image in a wider three-dimensional space region through the first display panel 100 and the second display panel 200.
  • the lenticular sheet is applicable to the lenticular sheet or lens array rotated as shown in FIG.
  • the three-dimensional image output method through the two display panels with the lenticular sheet is attached to the display panel 100, 200 of the dual display unit 600 at different angles so that the three-dimensional spatial image can be viewed without the 3D glasses Installed on the two display panels 100 and 200 having different angles, the lenticular sheet 300 having non-uniform thicknesses is installed, and the viewer 700 outputs an image to synthesize the 3D image 500. You will see.
  • the dual display unit 600 includes an upper body on which the second display panel 200 is installed, and a first display panel 100 of the two display panels. It is made of a lower body, the upper body and the lower body is formed integrally to have a certain folding angle to be different angles.
  • the first 3D image 110 is output to the first display panel 100, and the second 3D image 210 is output to the second display panel 200.
  • the observer 700 outputs the image through two display panels of the dual display unit 600 so that the viewer can observe an image.
  • the first display panel 100 of the two display panels is displayed.
  • the first 3D image 110 is output, and the second 3D image 210 is output from the second display panel 200 of the two display panels.
  • the first 3D image 110 and the second image shown to the observer 700 through the first display panel 100 and the second display panel 200 of the dual display unit 600 are simple two-dimensional planar images. to be.
  • the dual display unit 600 can be folded at a predetermined folding angle so that a 3D spatial image can be viewed without 3D glasses, and the dual display unit 600 is folded by folding the dual display unit 600.
  • the angle of folding which is the angle between the two display panels, changes, and the image expression range of the 3D spatial image is extended according to the folding angle.
  • the image expression range is a range in which the 3D spatial image can be viewed without distortion.
  • first display panel 100 and the second display panel 200 which are two display panels having different angles due to the folding angle, may have a lenticular sheet 300 having a non-uniform thickness so that an image is correctly displayed. Each of them is attached to output a 3D image.
  • the folding angle is preferably adjusted to 0 ⁇ 180 °, the folding angle is 0 °, that is, when fully folded, the length is easy to carry, and if it exceeds 180 ° through the hologram image representation range Cannot be extended.
  • the lenticular sheet 300 includes a lenticular sheet body 320 and a lenticular sheet refractive portion 310 integrally formed on one surface of the lenticular sheet body 320.
  • the lenticular sheet 300 is an image output from the display panel 200 is refracted through one surface of the lenticular sheet body 320, and the image is refracted through the lenticular sheet refractive unit 310 to the outside Will go out.
  • a content image is generated and displayed corresponding to the lenticular sheet 300 used in the first display panel 100 and the second display panel 200.
  • the first display panel 100 and the second display panel 200 are calculated separately. That is, g (y), the thickness of the first nonlinear lenticular sheet and the second nonlinear lenticular sheet, determines the CDP of the first display panel 100 linearly shown in FIG. 24 and linearly determines the first lenticular by Equation (11).
  • the thickness g (y) of the sheet 301 is calculated, and otherwise, the CDP of the second display panel 200 is determined to be linear in the other direction and the thickness g (y) of the second lenticular sheet 302 is expressed by Equation (11).
  • FIG. 25 is a conceptual view illustrating an image output example using a lenticular sheet 300 having a non-linear thickness calculated from the linear CDP by designing the dual display unit 600.
  • the CDP design of the dual display unit 600 may be variously designed linearly and nonlinearly.
  • FIG. 26 is an exemplary embodiment of the dual display unit 600 having the nonlinear lenticular sheet.
  • the first display panel 100 of the dual display unit 600 outputs the first 3D image 110 to the space, and the horizontal display of the second display panel 200 outputs the second 3D image 210. .
  • the observer 700 may view a stereoscopic image in a wider three-dimensional space region through the first display panel 100 and the second display panel 200.
  • the non-uniform lenticular sheet 300 may be applied to the lenticular sheet 300 rotated as shown in FIG.
  • the present invention uses a holographic output method using a display panel and a multi-view lenticular sheet and a three-dimensional image generation method and an output method using two display panels attached to a lenticular sheet so that three-dimensional spatial images can be viewed without 3D glasses.
  • the dual display unit By folding the dual display unit with two display panels, the image expression range of the 3D spatial image is expanded, and the two display panels of the dual display unit have different angles by folding the display unit, and the thickness of the lenticular sheet so that the image is displayed correctly.
  • the non-uniform thickness of the lenticular sheet is a three-dimensional spatial image without 3D glasses on the display panel Installed so that you can see Without increasing the number of T ocular refracting sheet portion it has a remarkable effect that a thickness of the non-uniformly formed so that the resolution is increased.

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Abstract

본 발명은 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법과 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법 및 출력방법에 관한 것으로, 본 발명은 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 두 개의 디스플레이 패널이 설치된 듀얼 디스플레이부를 접음으로서 3차원 공간 영상의 영상표현범위를 확장하고, 듀얼 디스플레이부의 두 개의 디스플레이 패널은 디스플레이부의 접힘에 의해 서로 다른 각도가 되며, 영상이 올바르게 표시되도록 렌티큘러시트의 두께가 균일 또는 비균일하게 형성되고, 상기 두 개의 디스플레이 패널을 통하여 3차원 영상출력 공간을 확장하여 보다 실감나는 영상을 제공하고, 상기 비균일 두께의 렌티큘러시트는 디스플레이 패널에 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있게 설치되며, 렌티큘러렌즈굴절부의 개수를 늘리지 않고 해상도가 증가되도록 두께가 비균일하게 형성되는 현저한 효과가 있다.

Description

디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법과 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법 및 출력방법
본 발명은 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법과 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법 및 출력방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 두 개의 디스플레이 패널이 설치된 듀얼 디스플레이부를 접음으로서 3차원 공간 영상의 영상표현범위를 확장하고, 듀얼 디스플레이부의 두 개의 디스플레이 패널은 디스플레이부의 접힘에 의해 서로 다른 각도가 되며, 영상이 올바르게 표시되도록 균일 또는 비균일 두께의 렌티큘러시트가 부착되되, 상기 비균일 두께의 렌티큘러시트는 디스플레이 패널에 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있게 설치되며, 렌티큘러시트굴절부의 개수를 늘리지 않고 해상도가 증가되도록 두께가 비균일하게 형성되는 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법과 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법 및 출력방법에 관한 것이다.
3차원 디스플레이 장치는 크게 안경 없이 시청 가능한 무안경식 시스템과 안경을 착용하여 시청하여야 하는 안경식 시스템으로 분류할 수 있다. 무안경식 시스템은 오토스테레오스코피(autostereoscopy)시스템이라고도 한다. 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치는 공간적으로 쉬프트된 다시점 영상을 디스플레이하면서 패러랙스 배리어(Parallax Barrier) 기술 또는 렌티큘러(Lenticular) 렌즈를 이용하여 시청자의 좌안 및 우안에 다른 시점의 영상에 해당하는 광이 투사되도록 하여, 사용자가 입체감을 느낄 수 있도록 한다. 무안경 시스템에서 디스플레이패널에 표시되는 영상콘텐츠는 3차원물체로부터 복수 개의 다시점 영상을 생성하게 된다. 즉 9시점의 다시점 시스템에서는 3차원물체에 대해서 서로 다른 9개의 시점을 갖는 각 영상을 생성하고 이를 합성하여 디스플레이패널에 표시하는 영상콘텐츠를 생성한다.
종래기술로서 공개특허공보 공개번호 제10-1993-0020209호의 프러젝션 TV의 스크린용 렌티큘러렌즈에 의하면, 프러젝션 TV에서 스크린으로 구성되는 렌티큘러렌즈의 출사측렌즈 엘리먼트에 미세한 입자형상을 형성하여 투과율을 향상시키고 고해상도를 얻을 수 있도록 하여서 됨을 특징으로 하는 한 프리젝션 TV의 스크린용 렌티큘러렌즈라고 기재되어 있다.
다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1386218호의 듀얼 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 의하면, 터치 입력 가능한 제1디스플레이 패널와, 제1디스플레이 패널과 마주보는 제1 면 또는 제1 면의 반대편에 구비된 제2 면을 통해서 제2 시각 정보를 표시하는 양면 발광형이고, 터치 입력이 가능한 제2 디스플레이 패널와, 제1디스플레이 패널 및 제2 디스플레이 패널의 상대적 위치를 센싱하는 센싱부, 및 센싱부의 신호에 따라 제2 디스플레이 패널이 제1디스플레이 패널을 덮는 위치에 있거나 덮힘이 해제되는 위치에 있는지에 판단하며, 제1디스플레이 패널 및 제2 디스플레이 패널을 제어하며, 상기 제1,2 디스플레이부의 상대적 위치에 따라 제2 디스플레이 패널의 터치 입력 수신을 제어하는 제어부를 포함하는 듀얼 디스플레이 장치라고 기재되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 렌티큘러는 하나의 디스플레이부에 대한 영상을 생성하는 방법으로 접을 수 있는 듀얼 디스플레이부를 통해서는 3차원 입체 영상을 올바르게 제공할 수 없는 단점이 있었다.
그리고 상기와 같은 종래의 듀얼 디스플레이 장치는 접을 수 있는 듀얼 디스플레이부를 통해 3차원 입체 영상의 영상표현범위를 확장하여 올바르게 공간상에 표시할 수 없으며, 렌티큘러시트의 두께가 균일하여 3차원 공간영상의 해상도가 변경될 수 없는 단점이 있었다.
따라서 본 발명 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법과 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법 및 출력방법을 통하여, 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 두 개의 디스플레이 패널이 설치된 듀얼 디스플레이부를 접음으로서 3차원 공간 영상의 영상표현범위를 확장하고, 듀얼 디스플레이부의 두 개의 디스플레이 패널은 디스플레이부의 접힘에 의해 서로 다른 각도가 되며, 영상이 올바르게 표시되도록 렌티큘러시트의 두께가 균일 또는 비균일하게 형성되고, 상기 두 개의 디스플레이 패널을 통하여 3차원 영상출력 공간을 확장하여 보다 실감나는 영상을 제공하고, 상기 비균일 두께의 렌티큘러시트는 디스플레이 패널에 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있게 설치되며, 렌티큘러시트굴절부의 개수를 늘리지 않고 해상도가 증가되도록 두께가 비균일하게 형성되는 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법과 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법 및 출력방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법에 관한 것으로, 디스플레이 패널(10)에 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있게 설치되며, 렌티큘러시트굴절부(310)의 개수를 늘리지 않고 영상표현범위에서 영상의 왜곡 없이 해상도가 증가되도록 렌티큘러시트(300)의 두께가 비균일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법에 관한 것으로, 렌티큘러시트(300)를 부착하고 서로 다른 접이 각도를 가지는 두 개의 디스플레이 패널(100,200)로 구성된 3차원 디스플레이 장치의 영상분할부가 표현하고자 하는 3차원 공간 물체를 두 개의 공간으로 분할하며, 상기 분할된 3차원 물체(800)의 상부영상을 이용하여 제1 콘텐츠생성부(120)에서 제1 디스플레이 패널(100)에 표시되는 콘텐츠를 생성하며, 상기 제1 콘텐츠생성부(120)에서 생성한 영상을 제1 디스플레이 패널(100)에서 디스플레이하며, 분할된 3차원 물체(800)의 하부영상을 이용하여 제2 콘텐츠생성부(220)에서 제2 디스플레이 패널(200)에 표시되는 콘텐츠를 생성하며, 상기 제2 콘텐츠생성부(220)에서 생성한 영상을 제2 디스플레이 패널(200)에서 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 출력방법에 관한 것으로, 디스플레이 패널(10)에 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있게 설치되며, 렌티큘러시트굴절부(310)의 개수를 늘리지 않고 영상표현범위에서 영상의 왜곡 없이 해상도가 증가되도록 렌티큘러시트(300)의 두께가 비균일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법과 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법 및 출력방법은 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 두 개의 디스플레이 패널이 설치된 듀얼 디스플레이부를 접음으로서 3차원 공간 영상의 영상표현범위를 확장하고, 듀얼 디스플레이부의 두 개의 디스플레이 패널은 디스플레이부의 접힘에 의해 서로 다른 각도가 되며, 영상이 올바르게 표시되도록 렌티큘러시트의 두께가 균일 또는 비균일하게 형성되고, 상기 두 개의 디스플레이 패널을 통하여 3차원 영상출력 공간을 확장하여 보다 실감나는 영상을 제공하고, 상기 비균일 두께의 렌티큘러시트는 디스플레이 패널에 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있게 설치되며, 렌티큘러시트굴절부의 개수를 늘리지 않고 해상도가 증가되도록 두께가 비균일하게 형성되는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에서 선형 렌티큘러시트 개념도
도 2는 본 발명의 비균일 두께를 가지는 렌티큘러시트 개념도
도 3은 본 발명에서 렌티큘러시트 y축 위치의 증가에 따른 f를 나타내는 개념도
도 4는 본 발명에서 3차원 영상을 왜곡없이 볼 수 있는 영역에 따른 g(y) 상세도
도 5는 본 발명에서 렌티큘러시트를 관측자가 관측하는 정면도 및 측면도
도 6 내지 도 7은 본 발명에서 렌티큘러시트 깊이영역을 나타내는 상세도
도 8은 본 발명에서 비균일 렌티큘러시트 깊이영역을 나타내는 상세도
도 9는 본 발명의 CDP를 결정한 후에 비균일 렌티큘러시트 두께를 계산하는 과정의 상세도
도 10은 본 발명에서 렌티큘러시트 두께 계산 상세도
도 11은 본 발명에서 렌티큘러시트를 관측자가 관측하는 측면도
도 12는 본 발명에서 렌티큘러시트의 선형 렌티큘러시트 명칭에 따른 상세도
도 13은 본 발명에서 g와 f의 길이가 동일한 렌티큘러시트의 영상표현범위 깊이 개념도
도 14는 본 발명에서 렌티큘러시트의 g와 f의 길이차이에 따른 영상표현범위 깊이 개념도
도 15는 본 발명의 듀얼 디스플레이를 위한 콘텐츠 생성 방법의 개념도
도 16은 렌티큘러시트를 통한 콘텐츠 생성 알고리즘
도 17은 디스플레이 패널의 픽셀과 3차원 물체 사이의 관계도
도 18은 본 발명에서 렌티큘러시트의 회전 개념도
도 19 내지 20은 본 발명에서 어느 하나의 픽셀과 중심선의 최단거리 개념도
도 21은 본 발명의 듀얼 디스플레이부 구조 개념도
도 22는 본 발명의 듀얼 디스플레이부를 통해 출력된 두 영상과 관측자 사이의 개념도
도 23은 본 발명의 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널과 관측자 사이의 개념도
도 24는 본 발명의 비균일 렌티큘러시트를 가지는 듀얼 디스플레이부에서 고해상도의 올바른 3D 영상을 표현하기 위한 CDP의 계산하는 개념도
도 25는 본 발명의 CDP를 구현하기 위한 비균일 렌티큘러시트의 두께의 예시를 나타내는 개념도
도 26은 본 발명의 비균일 렌티큘러시트를 가지는 듀얼 디스플레이 방식의 관측실시 사진
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 디스플레이 패널
100 : 제1 디스플레이 패널
110 : 제1 3D영상 120 : 제1 콘텐츠생성부
200 : 제2 디스플레이 패널
210 : 제2 3D영상 220 : 제2 콘텐츠생성부
300 : 렌티큘러시트
301 : 제1 렌티큘러시트 302 : 제2 렌티큘러시트
310 : 렌티큘러시트굴절부 320 : 렌티큘러시트몸체부
330 : 하나의 렌티큘러시트
500 : 합성 3D영상
600 : 듀얼 디스플레이부
700 : 관측자
800 : 3차원 물체
본 발명은 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법에 관한 것으로, 디스플레이 패널(10)에 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있게 설치되며, 렌티큘러시트굴절부(310)의 개수를 늘리지 않고 영상표현범위에서 영상의 왜곡 없이 해상도가 증가되도록 렌티큘러시트(300)의 두께가 비균일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 렌티큘러시트(300)는 y축의 위치마다 두께가 형성되며, 상기 렌티큘러시트(300)의 곡률과 두께에 따라 형성되는 초점거리인 f와, 렌티큘러시트(300)와 디스플레이 패널(10) 사이의 거리인 g가 다른 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 렌티큘러시트(300)는 내부격차인 g가 선형 또는 비선형이 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디스플레이 패널(10)의 3차원 영상은 렌티큘러시트(300)를 통과할 시 렌티큘러시트(300)의 y값의 위치에 따른 렌티큘러시트 내부격차인 g인 g(y)에 따라 깊이영역 또는 해상도가 변화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법에 관한 것으로, 렌티큘러시트(300)를 부착하고 서로 다른 접이 각도를 가지는 두 개의 디스플레이 패널(100,200)로 구성된 3차원 디스플레이 장치의 영상분할부가 표현하고자 하는 3차원 공간 물체를 두 개의 공간으로 분할하며, 상기 분할된 3차원 물체(800)의 상부영상을 이용하여 제1 콘텐츠생성부(120)에서 제1 디스플레이 패널(100)에 표시되는 콘텐츠를 생성하며, 상기 제1 콘텐츠생성부(120)에서 생성한 영상을 제1 디스플레이 패널(100)에서 디스플레이하며, 분할된 3차원 물체(800)의 하부영상을 이용하여 제2 콘텐츠생성부(220)에서 제2 디스플레이 패널(200)에 표시되는 콘텐츠를 생성하며, 상기 제2 콘텐츠생성부(220)에서 생성한 영상을 제2 디스플레이 패널(200)에서 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1, 제2 디스플레이 패널(100,200)에 사용한 렌티큘러시트(300)가 균일한 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1, 제2 디스플레이 패널(100,200)에 사용한 렌티큘러시트(300)가 비균일한 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1, 제2 디스플레이 패널(100,200)에 사용한 렌티큘러시트(300)가 회전되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1, 제2 디스플레이 패널(100,200)에서 렌티큘러시트(300)를 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1, 제2 콘텐츠생성부(120,220)에서 디스플레이 패널(10)과 렌티큘러시트(300)의 중심선사이의 최단거리를 이용하여 3차원 물체(800)의 대응점을 찾는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 출력방법에 관한 것으로, 듀얼 디스플레이부(600)의 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)이 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 서로 다른 각도로 설치되며, 서로 다른 각도를 가지는 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)에 각각 두께가 비균일하게 형성되는 렌티큘러시트(300)를 설치한 후 영상을 출력하여 관측자(700)가 합성 3D영상(500)을 볼 수 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 듀얼 디스플레이부(600)는 두 개의 디스플레이 패널 중 제2 디스플레이 패널(200)이 설치되는 상부몸체와, 두 개의 디스플레이 패널 중 제1 디스플레이 패널(100)이 설치되는 하부몸체로 이루어지는 것으로, 상부몸체와 하부몸체는 일체로 형성되되 서로 다른 각도가 되도록 일정한 접이각도를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)에는 각각 y값의 위치에 따른 내부격차인 g(y)에 따라 깊이영역 또는 해상도가 변화되는 렌티큘러시트(300)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)에 각각 부착되는 비균일 렌티큘러시트는 내부격차인 g가 선형 또는 비선형이 되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명은 첨부도면에 의해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에서 선형 렌티큘러시트 개념도, 도 2는 본 발명의 비균일 두께를 가지는 렌티큘러시트 개념도, 도 3은 본 발명에서 렌티큘러시트 y축 위치의 증가에 따른 f를 나타내는 개념도, 도 4는 본 발명에서 3차원 영상을 왜곡없이 볼 수 있는 영역에 따른 g(y) 상세도, 도 5는 본 발명에서 렌티큘러시트를 관측자가 관측하는 정면도 및 측면도, 도 6 내지 도 7은 본 발명에서 렌티큘러시트 깊이영역을 나타내는 상세도, 도 8은 본 발명에서 비균일 렌티큘러시트 깊이영역을 나타내는 상세도, 도 9는 본 발명의 CDP를 결정한 후에 비균일 렌티큘러시트 두께를 계산하는 과정의 상세도, 도 10은 본 발명에서 렌티큘러시트 두께 계산 상세도, 도 11은 본 발명에서 렌티큘러시트를 관측자가 관측하는 측면도, 도 12는 본 발명에서 렌티큘러시트의 선형 렌티큘러시트 명칭에 따른 상세도, 도 13은 본 발명에서 g와 f의 길이가 동일한 렌티큘러시트의 영상표현범위 깊이 개념도, 도 14는 본 발명에서 렌티큘러시트의 g와 f의 길이차이에 따른 영상표현범위 깊이 개념도, 도 15는 본 발명의 듀얼 디스플레이를 위한 콘텐츠 생성 방법의 개념도, 도 16은 렌티큘러시트를 통한 콘텐츠 생성 알고리즘, 도 17은 디스플레이 패널의 픽셀과 3차원 물체 사이의 관계도, 도 18은 본 발명에서 렌티큘러시트의 회전 개념도, 도 19 내지 20은 본 발명에서 어느 하나의 픽셀과 중심선의 최단거리 개념도, 도 21은 본 발명의 듀얼 디스플레이부 구조 개념도, 도 22는 본 발명의 듀얼 디스플레이부를 통해 출력된 두 영상과 관측자 사이의 개념도, 도 23은 본 발명의 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널과 관측자 사이의 개념도, 도 24는 본 발명의 비균일 렌티큘러시트를 가지는 듀얼 디스플레이부에서 고해상도의 올바른 3D 영상을 표현하기 위한 CDP의 계산하는 개념도, 도 25는 본 발명의 CDP를 구현하기 위한 비균일 렌티큘러시트의 두께의 예시를 나타내는 개념도, 도 26은 본 발명의 비균일 렌티큘러시트를 가지는 듀얼 디스플레이 방식의 관측실시 사진이다.
본 발명에 대해 구체적으로 기술하면, 본 발명은 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법과 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법 및 출력방법에 관한 것이다.
상기 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법은 디스플레이 패널(10)에 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있게 설치되며, 렌티큘러시트굴절부(310)의 개수를 늘리지 않고 영상표현범위에서 영상의 왜곡 없이 해상도가 증가되도록 렌티큘러시트(300)의 두께가 비균일하게 형성되는 것이다.
상기 영상표현범위는 3차원 공간영상을 왜곡 없이 볼 수 있는 범위이다.
상기 렌티큘러시트(300)는 렌티큘러시트몸체부(320)와, 상기 렌티큘러시트몸체부(320)의 일면에 일체로 형성된 렌티큘러시트굴절부(310)로 이루어진다.
상기 렌티큘러시트(300)는 디스플레이 패널(10)에서 출력된 영상이 렌티큘러시트몸체부(320)의 일면에서 굴절되어 통과되어 들어오고, 굴절된 영상은 렌티큘러시트굴절부(310)를 통해 굴절되어 외부로 나가게 된다.
도 12에 도시된 나타내는 정보의 명칭은 다음과 같다.
f : 초점거리
상기 초점거리는 렌티큘러시트(300)의 중심 또는 주경의 반사면 중심에서 초점면까지의 거리로, 렌즈큘러렌즈(100)에서 영상의 굴절정도에 따라서 달라진다.
g : 렌티큘러시트(300) 내부격차
상기 렌티큘러시트(300) 내부격차는 렌티큘러시트(300)의 디스플레이 패널(10)의 영상이 입력되는 렌티큘러시트몸체부(320)의 영상입력면과, 렌티큘러시트(300)의 영상이 외부로 나가게 되는 렌티큘러시트굴절부(310)의 영상출력면 사이의 거리이다.
z : 표현영상깊이
상기 표현영상깊이는 렌티큘러시트(300)의 영상출력면에서 표현영상 중앙깊이면인 CDP 사이의 최단거리이다.
c : 픽셀 사이즈
상기 픽셀 사이즈는 디스플레이 패널(10)에서 출력되는 영상의 하나의 픽셀의 크기이다.
Nc : 렌티큘러시트굴절부 단일직경
상기 렌티큘러시트굴절부 단일직경은 픽셀 사이즈인 c를 N개만큼 곱한 길이를 가지는 렌티큘러시트(300)의 굴절부(110) 하나의 직경이다.
D : 영상표현범위 깊이
상기 영상표현범위 깊이는 렌티큘러시트(300)를 통과한 픽셀 영상들이 왜곡없이 3D영상으로 보여질 수 있는 범위이다.
CDP : 표현영상 중앙깊이면
상기 표현영상 중앙깊이면은 디스플레이 패널(10)에 표시되는 영상이 렌티큘러시트(300)에 의해서 결상이 되는 면이며, 영상표현범위에서 D의 중앙에 위치한 면이다.
p : 관측복셀 크기
상기 관측복셀 크기는 렌티큘러시트(300)로부터 표현영상깊이인 z만큼 떨어진 위치에 디스플레이 패널(10)의 하나의 픽셀이 보여지는 크기이다.
Figure PCTKR2016006953-appb-I000001
: 렌티큘러시트(300) 시야각
상기 렌티큘러시트(300) 시야각은 렌티큘러시트굴절부(310)의 렌티큘러시트굴절부 단일직경인 Nc의 픽셀들로부터 영상이 외부로 출력되는 범위의 각이다.
상기 디스플레이 패널(10)과 두께가 비균일한 렌티큘러시트(300)를 설치하여 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 하는 것으로, 적용되는 수식은 다음과 같다.
(1)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000002
수식 (1)은 표현영상깊이인 z를 구하는 공식으로, 수식 (1)을 표현영상깊이 z에 대해서 정리하면 수식 (2)와 같다.
(2)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000003
수식 (2)에 따라 표현영상깊이인 z를 연산한다.
상기 관측복셀 크기인 p를 구하는 공식은 다음과 같다.
(3)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000004
수식 (3)에서는 f가 g와 동일하지 않을 경우에 성립하며, z는 수식 (2)에서 f=g일 경우 분모는 무한대가 되므로, 도 13에 도시된 바와 같이 f=g에 대해서는 다음과 나타낼 수 있다.
(4)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000005
그러므로 f=g일 경우에는 수식 (4)와 같이 p와 Nc의 길이는 동일한 것으로 나타낸다.
상기 렌티큘러시트(300) 시야각인
Figure PCTKR2016006953-appb-I000006
를 포함하여 계산하는 공식은 다음과 같다.
(5)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000007
그러므로 수식 (5)에 의해 렌티큘러시트(300) 시야각인
Figure PCTKR2016006953-appb-I000008
에 대하여 도출하면 식 (5-1)과 같다.
(5-1)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000009
상기 수식(5-1)에 따라 렌티큘러시트(300) 시야각인
Figure PCTKR2016006953-appb-I000010
내에서 영상을 확인 할 수 있다.
또한, 상기 영상표현범위 깊이에 대하여 구하는 공식은 다음과 같다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 영상표현범위 깊이인 D, 관측복셀 크기인 p, 표현영상깊이인 z, 렌티큘러시트굴절부 단일직경인 Nc는 같은 각도를 통해 연산되어
Figure PCTKR2016006953-appb-I000011
로 나타낼 수 있으며, D에 대하여 계산하면 다음과 같다.
(6)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000012
상기 수식 (6)과 같이 영상표현범위 깊이인 D의 계산식에 포함되는 z와 관측복셀 크기인 p는 수식 (2)와 수식 (3)에서 f=g가 될 수 없다.
그리고 상기 관측복셀 크기인 p는 디스플레이 패널(10)의 렌티큘러시트굴절부 단일직경인 Nc에 따라 달라지는 것으로, f=g일 때의 수식 (4)인 p=Nc를 대입하면 수식 (7)과 같이 연산된다.
(7)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000013
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, g=f일 때 관측복셀 크기인 p는 렌티큘러시트굴절부 단일직경인 Nc와 동일한 것이다.
그리고 상기 관측복셀 크기인 p가 Nc와 동일하지 않으면 3차원 영상의 해상도가 높아지고 깊이범위가 줄어드는 것으로, 즉, f≠g일 경우(즉 g>f 또는 g<f일 경우) 3차원 영상 해상도는 증가하며 영상표현범위는 줄어든다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이, g<f일 때 중앙깊이면인 CDP는 허상영역인 디스플레이 패널(10)의 출력방향의 반대방향으로 표현영상깊이 z만큼 떨어진 위치에 형성되고, 반대로 g>f일 때 CDP는 실상영역인 디스플레이 패널(10) 출력방향으로 표현영상깊이인 z만큼 떨어진 위치에 형성된다.
도 1 또는 도 3에 기재된 바와 같이, 상기 렌티큘러시트(300)는 렌티큘러시트(300)와 디스플레이 패널(10) 사이의 거리가 위치에 따라 변화되는 축이 y축이며, y축에서 렌티큘러시트(300)의 일측 끝단이 0이며, y축의 타측 끝단을 M-1로 하여, y축은 픽셀 사이즈인 c를 M개만큼 가지는 것으로 정의한다.
그리고 상기 렌티큘러시트(300)는 y축의 위치마다 두께가 결정되며, 상기 렌티큘러시트(300)의 곡률과 두께에 따라 초점거리인 f와, 렌티큘러시트(300)와 디스플레이 패널(10) 사이의 거리인 g가 변화되는 것이다.
그리고 상기 렌티큘러시트(300)의 y축 위치에 따른 g인 g(y)를 다르게 제조하여 3차원 영상의 해상도와 깊이를 조절하는 것이 가능하여 깊이표시영역을 달리 할 수 있다.
그러므로 상기 렌티큘러시트(300)의 굴절을 통해 사용자가 관측복셀의 위치에서 볼 수 있는 해상도가 증가된다.
또한, 상기 렌티큘러시트(300)는 y축 위치의 증가에 따라 g가 선형 또는 비선형이 되는 것이다.
상기 선형인 렌티큘러시트(300)는 y축의 위치에 상관없이 g가 동일한 평면형과, y값에 따라 렌티큘러시트(300)의 깊이가 일정하게 증가 또는 감소하는 웨지형이 있다.
그리고 상기 웨지형 렌티큘러시트(300)는 y축 위치가 0인 우측 끝단부에서 y축 위치가 최대인 M-1인 좌측 끝단부까지의 일정하게 증가 또는 감소하는 것으로, 굴곡이 없는 평면으로 이루어진다.
그리고 상기 렌티큘러시트(300)의 디스플레이 패널(10)의 픽셀은 가로 N개와 세로 M개의 곱만큼 이루어지며, 한 픽셀에서의 g는 y축 위치에 따라 값이 변하는 g(y)인 것으로, y축의 범위는 0~M-1이이며, y축 위치가 M-1일 때가 g의 값이 제일 큰 것이다.
상기 비선형 렌티큘러시트는 도 8에 도시된 바와 같이, g(y)가 y축 위치에 따라 g가 곡선을 이루어지되, 렌티큘러시트몸체부(320)의 영상입력면이 일정하지 않은 굴곡을 가지는 것으로, y축 위치의 이동에 따라 g가 일정하지 않게 점점 짧게 또는 길게 형성되는 것이 있다.
한편, 상기 수식 (2)을 y축의 위치에 따라 z가 변경되는 것을 수식으로 나타내면 다음과 같다.
(8)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000014
수식 (8)은 수식 (2)에서 y축의 변경에 대하여 z와 g가 변경되는 것을 나타낸다.
그리고 수식 (6)을 y축의 변경에 대하여 D가 변경되는 것을 수식으로 나타내면 다음과 같다.
(9)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000015
수식 (9)은 수식 (6)에 y축이 변경되면 D, z, 또는 p가 달라지는 것이다.
상기 3차원 영상을 왜곡없이 표시할 수 있는 깊이영역은 수식 (6)과 수식(7)을 이용하여 y축의 변화에 따라 변화하며,
Figure PCTKR2016006953-appb-I000016
이하,
Figure PCTKR2016006953-appb-I000017
이상의 범위인 것이다.
상기 관측복셀 크기인 p는 수식 (3)을 이용하여 y축의 변화에 따라 변화하는 것을 수식으로 나타내면 다음과 같다.
(10)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000018
상기 디스플레이 패널(10)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이 패널(10)은 가로N픽셀 및 세로M픽셀이며, 세로픽셀인 M픽셀에 해당되도록 y축의 범위는 0~M-1로 한다.
또한, 상기 디스플레이 패널(10)의 3차원 영상은 도 6에 도시된 바와 같이, 렌티큘러시트(300)를 통과할 시 렌티큘러시트(300)의 y값의 위치에 따른 g인 g(y)에 따라 깊이영역 또는 해상도가 변화된다.
상기 3차원 영상의 해상도는 g(y)가 f와 동일한 경우에는 디스플레이 패널(10)의 해상도와 동일하며, g(y)가 f와 동일하지 않은 경우에는 디스플레이 패널(10)의 해상도보다 증가한다.
상기 3차원 영상은 g(y)가 f보다 작은 경우에는 허상깊이영역에 출력되며, g(y)가 f보다 큰 경우 실상깊이영역에 출력된다.
또한, 상기 렌티큘러렌의 두께인 g(y)를 결정하는 방법은 도 9에 도시된 바와 같이, 수식 (8), 수식 (9), 영상표현범위와, 3차원 영상의 해상도를 통하여 결정된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 영상표현범위에 위치한 관측자에게 3차원 영상을 볼 수 있도록 g(y)가 결정되며, g(y)는 다음의 수식 (11)에 의해 결정된다.
(11)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000019
상기와 같이 수식 (11)에 의해 g(y)는 시야각
Figure PCTKR2016006953-appb-I000020
를 통해 연산되되,
Figure PCTKR2016006953-appb-I000021
는 y축 위치에서의
Figure PCTKR2016006953-appb-I000022
Figure PCTKR2016006953-appb-I000023
을 2로 나눈 값으로
Figure PCTKR2016006953-appb-I000024
로 나타낸다.
상기 렌티큘러시트(300)의 중심선까지의 최단거리인 d를 설명하기 위하여, x축 x1번째 위치에 y축 y1번째 위치인 픽셀을 c(x1, y1)이라고 정의하는 것으로, x1은 x축의 변수이며, y1은 y축의 변수이다.
상기 렌티큘러시트(300)는 도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 수직 렌티큘러시트(300) 또는 회전된 렌티큘러시트(300)를 사용할 수 있다.
상기 렌티큘러시트(300)를 사용하는 경우 중심선과 c(x1, y1)가 수직으로 하여 만나는 P(x1, y1)까지의 거리를 최단거리로 하며, 최단거리는 d가 된다.
상기 렌티큘러시트(300)의 최종 요소 영상 획득을 하기 위한 단계는 다음과 같다.
상기 렌티큘러시트(300)는 도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 수직 렌티큘러시트(300) 또는 회전된 렌티큘러시트(300)를 사용할 수 있다.
상기 렌티큘러시트(300)를 사용하는 경우 중심선과 c(x1, y1)가 수직으로 하여 만나는 P(x1, y1)까지의 거리를 최단거리로 하며, 최단거리는 d가 된다.
상기 렌티큘러시트(300)의 최종 요소 영상 획득을 하기 위한 단계는 다음과 같다.
상기 본 발명은 어느 한 픽셀을 선택하는 픽셀선택단계; 선택된 픽셀에 해당되는 렌티큘러시트(300)의 위치를 결정하는 렌즈위치결정단계; 위치가 결정된 렌티큘러시트(300)의 중심선을 연산하는 중심선 연산단계; 선택된 픽셀과 최단거리가 되는 연산된 중심선의 점 P 좌표를 연산하는 최단위치연산단계; 선택된 픽셀과 점 P 좌표를 이용하여 3차원 물체(800)의 대응점 정보를 획득하는 정보획득단계; 로 이루어진다.
그리고 모든 픽셀에 대해 픽셀선택단계부터 정보획득단계까지 반복하며, 모든 픽셀에 대해 정보획득단계에서 정보를 획득하면 정보획득단계 이후 최종 요소 영상을 획득하는 것이다.
상기 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법은 듀얼 디스플레이부()의 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)을 이용하여 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 서로 다른 각도로 설치되며, 서로 다른 각도를 가지는 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)에 각각 두께가 균일 또는 비균일하게 형성되는 렌티큘러시트(300, 400)를 부착한 후 영상을 출력하여 관측자(700)가 합성 3D영상(500)을 볼 수 있는 콘텐츠를 생성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 듀얼 디스플레이부(600)는 두 개의 디스플레이 패널(100,200) 중 제1 디스플레이 패널(100)이 설치되는 상부몸체와, 두 개의 디스플레이 패널(100,200) 중 제2 디스플레이 패널(200)이 설치되는 하부몸체로 이루어지는 것으로, 상부몸체와 하부몸체는 일체로 형성되되 서로 다른 각도가 되도록 일정한 접이각도를 가지는 장치에 대해서 콘텐츠를 생성하는 것이다.
또한, 상기 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)에 각각 부착되는 렌티큘러시트의 두께가 균일하거나 비균일한 듀얼디스플레이 장치에 대해서 콘텐츠를 생성하는 것이다.
상기 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법에 대해 구체적으로 기술하면, 상기 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법은 듀얼 디스플레이부(600)의 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)로 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 서로 다른 각도로 설치되며, 서로 다른 각도를 가지는 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)에 각각 두께가 균일 또는 비균일하게 형성되는 렌티큘러시트(300)를 부착한 후 영상을 출력하여 관측자(700)가 합성 3D영상(500)을 볼 수 있는 것이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 상기 듀얼 디스플레이부(600)는 두 개의 디스플레이 패널(100,200) 중 제1 디스플레이 패널(100)이 설치되는 상부몸체와, 두 개의 디스플레이 패널(100,200) 중 제2 디스플레이 패널(200)이 설치되는 하부몸체로 이루어지는 것으로, 상부몸체와 하부몸체는 일체로 형성되되 서로 다른 각도가 되도록 일정한 접이각도를 가지는 것이다.
도 21에 도시된 바와 같이, 상기 듀얼 디스플레이부(600)의 두 개의 디스플레이 패널(100,200)을 통하여 관측자(700)가 영상을 관측할 수 있도록 출력하는 것으로, 상기 두 개의 디스플레이 패널(100,200) 중 제1 디스플레이 패널(100)에서 제1 3D영상(110)이 출력되고, 두 개의 디스플레이 패널(100,200) 중 제2 디스플레이 패널(200)에서 제2 3D영상(210)이 출력된다.
이때, 상기 듀얼 디스플레이부(600)의 제1 디스플레이 패널(100)과 제2 디스플레이 패널(200)을 통해 관측자(700)에게 보여주는 제1 3D영상(110)과 제 2 3D영상은 공간적으로 합성이 되어서 합성 3D 입체 영상을 출력한다.
도 22에 도시된 바와 같이, 기존의 하나의 디스플레이 장치를 이용하는 입체 영상 방식보다 상기 듀얼 디스플레이부(600)는 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 일정한 접이각도로 접을 수 있는 것으로, 듀얼 디스플레이부(600)를 접음으로서 듀얼 디스플레이부(600)의 두 대의 디스플레이 패널의 접이각도가 달라지고, 접이각도에 따라 3차원 공간 영상의 영상표현범위를 확장한다. 이때, 상기 영상표현범위는 3차원 공간영상을 왜곡 없이 볼 수 있는 범위이다.
그리고 상기 접이각도로 인해 서로 다른 각도를 가지는 두 개의 디스플레이 패널(100,200)인 제1 디스플레이 패널(100)과 제2 디스플레이 패널(200)은 영상이 올바르게 표시되도록 두께가 균일 또는 비균일하게 형성되는 제1 렌티큘러시트(301)와 제2 렌티큘러시트(302)를 각각 부착하여 3차원 영상 출력하는 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 렌티큘러시트(300)는 렌티큘러시트몸체부(320)와, 상기 렌티큘러시트몸체부(320)의 일면에 일체로 형성된 렌티큘러시트굴절부(310)로 이루어진다. 이때 렌티큘러시트몸체부(320)는 균일한 두께를 가지거나 비균일한 두께를 가지도록 제작이 가능하다.
상기 렌티큘러시트(300)는 디스플레이부(200)에서 출력된 영상이 렌티큘러시트몸체부(320)의 일면에서 굴절되어 통과되어 들어오고, 굴절된 영상은 렌티큘러시트굴절부(310)를 통해 굴절되어 외부로 나가게 된다.
상기 제1 렌티큘러시트(301)와 제2 렌티큘러시트(302)를 통하여 3차원 영상을 표현하기 위해서는 제1 디스플레이 패널(100)과 제2 디스플레이 패널(200)에 사용된 제1 렌티큘러시트(301)와 제2 렌티큘러시트(302)에 대응하여 콘텐츠영상을 생성하고 표시한다.
도 22에 도시된 바와 같이, 상기 듀얼 디스플레이부(600)에서 3차원 영상을 표시하기 위해서는 제1 디스플레이 패널(100)과 제2 디스플레이 패널(200)로 분리하여 콘텐츠가 각각 생성되어야 한다.
도 15는 표시하고자 하는 3차원 공간 물체에 대해서 듀얼 디스플레이부에서 3차원 영상으로 올바르게 표시 방법에 대해서 설명한다. 먼저 표현하고자 하는 3차원 공간 물체를 두 개의 공간으로 분할하는 영상분할과정을 가진다. 이때 분할하는 영상의 기준면은 관측자의 관측 위치를 중심으로 결정된다. 그러면 기준면을 중심으로 두 개의 영상 즉 상부영상과 하부영상으로 으로 나누어진다. 분할된 3차원 물체(800)의 상부영상을 이용하며 제1 3D영상(110)을 생성한다. 이를 위해 제1 디스플레이 패널(100)에 표시되는 콘텐츠를 생성하고 표시하는 제1 콘텐츠생성부(120)와 제1 콘텐츠생성부(120)에서 생성한 영상을 디스플레이하는 제1 디스플레이 패널(100)로 구성한다. 동일한 형태로 분할된 3차원 물체(800)의 하부영상을 이용할 경우에는 제2 디스플레이 패널(200)에 표시되는 콘텐츠를 생성하는 제2 콘텐츠생성부와 제2 콘텐츠생성부(220)에서 생성한 영상을 디스플레이하는 제2 디스플레이 패널(200)로 구성한다.
도 16은 상기 제1 콘텐츠생성부(120)와 제2 콘텐츠생성부(220)에서 디스플레이에 필요한 요소영상 콘텐츠를 생성하는 계산 과정을 나타낸다. 콘텐츠 생성부에서는 어느 한 픽셀을 선택하는 픽셀선택단계; 선택된 픽셀에 해당되는 렌티큘러시트의 위치를 결정하는 렌즈위치결정단계; 선택된 픽셀과 최단거리가 되는 연산된 중심선의 점 P 좌표를 연산하는 최단위치연산단계; 선택된 픽셀과 점 P 좌표를 이용하여 3차원물체의 대응점 정보를 획득하는 세기정보획득단계; 로 이루어진다.
상기 렌티위치결정단계에서는 도 19 내지 도 20에서 보여지듯이 (x,y) 픽셀을 포함하는 렌티큘러시트(300)를 찾는 과정이다. 픽셀값에 따른 해당하는 렌티큘러시트(300) 순번 k는 다음 식 (12)로 계산한다.
식 (12)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000025
여기서
Figure PCTKR2016006953-appb-I000026
는 올림연산자이고 D는 렌티큘러시트(300)의 직경이며, θ는 렌티큘러시트의 회전각이다.
k번째 렌티큘러시트(300)가 결정이 되면 도 19 내지 도 20에서 해당픽셀과 렌티큘러시트(300) 중심선의 최단거리가 되는 점 P를 찾는 최단위치연산단계를 수행한다. 렌티큘러시트(300)를 사용하는 경우 렌티큘러시트(300)의 중심선과 디스플레이패널의 (x,y) 픽셀이 수직으로 하여 만나는 점 P까지의 거리를 최단거리로 하며, 최단거리는 d가 된다. (x,y)번째 픽셀의 세기값은 점 P를 통하여 3차원물체(300)에 대응하는 세기값이 된다. 따라서 점 P의 위치를 찾는 것이 중요하다. 점 P의 위치를 계산하는 과정은 다음과 같다. 먼저 (x,y) 픽셀에서 k번째 렌티큘러시트(300)의 중심선이 지나는 x축의 좌표와의 거리 b를 구하면 다음 식 (13)과 같다.
식 (13)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000027
여기서 D는 렌티큘러시트(300)의 직경이다. 다음과정은 이 거리 b 값을 이용하여 최단거리에 위치한 중심선에 있는 점 P를 계산한다. 점 P의 좌표 (x',y')은 다음 식 (14)와 (15)로 계산한다.
식 (14)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000028
식 (15)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000029
다음 과정인 세기정보획득단계에서는 (x,y) 픽셀의 중심좌표와 점 P(x',y') 좌표를 이용하여 3차원물체의 대응점의 세기정보를 픽업한다. 이 과정은 도 17에 나타내었다. 렌티큘러시트(300)와 디스플레이 패널(10) 사이의 거리는 g이고 렌티큘러시트(300) 중심점 P(x',y')을 통하여 대응하는 3차원물체(800)의 거리를 z라고 한다면, 3차원물체(800)의 대응점 (X,Y)는 다음 식 (16)과 (17)로 계산되어진다.
식 (16)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000030
식 (17)
Figure PCTKR2016006953-appb-I000031
그리고 모든 픽셀에 대해 픽셀선택단계부터 세기정보획득단계까지 반복하며, 모든 픽셀에 대해 정보획득단계에서 정보를 획득하면 세기정보획득단계 이후 최종 요소영상콘텐츠를 획득하는 것이다.
이러한 요소영사 콘텐츠 생성과정을 두 개의 디스플레이 패널(100,200)에 대해서 독립적으로 수행하여 각각의 콘텐츠를 생성한다.
각각 독립적으로 생성된 콘텐츠를 이용하여 상기 듀얼 디스플레이부(600)의 제1 디스플레이 패널(100)에서는 제1 3D영상(110)을 공간에 출력하고, 수평하게 놓인 제2 디스플레이 패널(200)에서는 제2 3D영상(210)을 출력한다.
그러면 관측자(700)는 제1 디스플레이 패널(100)과 제2 디스플레이 패널(200)을 통하여 보다 넓은 3차원 공간 영역에서 입체영상을 볼 수 있다.
상기 렌티큘러시트를 가지는 듀얼 디스플레이부(600)의 실시사진이다. 제1 3D영상과 제2 3D영상이 올바르게 잘 연결됨을 볼 수 있다.
상기 렌티큘러시트는 도 18과 같이 회전된 렌티큘러시트 또는 렌즈어레이 형태에 확장하여 적용이 가능하다.
상기 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 출력방법은 듀얼 디스플레이부(600)의 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)이 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 서로 다른 각도로 설치되며, 서로 다른 각도를 가지는 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)에 각각 두께가 비균일하게 형성되는 렌티큘러시트(300)를 설치한 후 영상을 출력하여 관측자(700)가 합성 3D영상(500)을 볼 수 있는 것이다.
도 21에 도시된 바와 같이, 상기 듀얼 디스플레이부(600)는 두 개의 디스플레이 패널 중 제2 디스플레이 패널(200)이 설치되는 상부몸체와, 두 개의 디스플레이 패널 중 제1 디스플레이 패널(100)이 설치되는 하부몸체로 이루어지는 것으로, 상부몸체와 하부몸체는 일체로 형성되되 서로 다른 각도가 되도록 일정한 접이각도를 가지는 것이다.
상기 제1 디스플레이 패널(100)에는 제1 3D영상(110)이 출력되고, 제2 디스플레이 패널(200)에는 제2 3D영상(210)이 출력된다.
도 22에 도시된 바와 같이, 상기 듀얼 디스플레이부(600)의 두 개의 디스플레이 패널을 통하여 관측자(700)가 영상을 관측할 수 있도록 출력하는 것으로, 상기 두 개의 디스플레이 패널 중 제1 디스플레이 패널(100)에서 제1 3D영상(110)이 출력되고, 두 개의 디스플레이 패널 중 제2 디스플레이 패널(200)에서 제2 3D영상(210)이 출력된다.
이때, 상기 듀얼 디스플레이부(600)의 제1 디스플레이 패널(100)과 제2 디스플레이 패널(200)을 통해 관측자(700)에게 보여주는 제1 3D영상(110)과 제 2영상은 단순한 2차원 평면 영상이다.
도 23에 도시된 바와 같이, 상기 듀얼 디스플레이부(600)는 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 일정한 접이각도로 접을 수 있는 것으로, 듀얼 디스플레이부(600)를 접음으로서 듀얼 디스플레이부(600)의 두 대의 디스플레이 패널의 사이각인 접이각도가 달라지고, 접이각도에 따라 3차원 공간 영상의 영상표현범위를 확장한다. 이때, 상기 영상표현범위는 3차원 공간영상을 왜곡 없이 볼 수 있는 범위이다.
그리고 상기 접이각도로 인해 서로 다른 각도를 가지는 두 개의 디스플레이 패널인 제1 디스플레이 패널(100)과 제2 디스플레이 패널(200)은 영상이 올바르게 표시되도록 두께가 비균일하게 형성되는 렌티큘러시트(300)를 각각 부착하여 3차원 영상 출력하는 것이다.
이때, 상기 접이각도는 바람직하게 0~180°로 조절할 수 있는 것으로, 상기 접이각도가 0° 즉, 완전하게 접힌 경우에는 길이가 줄어들어 휴대가 간편하며, 180°를 초과하면 홀로그램을 통해 영상표현범위를 확장할 수 없다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 렌티큘러시트(300)는 렌티큘러시트몸체부(320)와, 상기 렌티큘러시트몸체부(320)의 일면에 일체로 형성된 렌티큘러시트굴절부(310)로 이루어진다.
상기 렌티큘러시트(300)는 디스플레이 패널(200)에서 출력된 영상이 렌티큘러시트몸체부(320)의 일면에서 굴절되어 통과되어 들어오고, 굴절된 영상은 렌티큘러시트굴절부(310)를 통해 굴절되어 외부로 나가게 된다.
상기 렌티큘러시트(300)를 통하여 3차원 영상을 표현하기 위해서는 제1 디스플레이 패널(100)과 제2 디스플레이 패널(200)에 사용된 렌티큘러시트(300)에 대응하여 콘텐츠영상을 생성하고 표시한다.
도 24에 도시된 바와 같이, 상기 듀얼 디스플레이부(600)에서 사용하는 CDP를 선형으로 계산한다면 제1 디스플레이 패널(100)과 제2 디스플레이 패널(200)로 분리하여 계산한다. 즉, 제1 비선형 렌티큘러시트와 제2 비선형 렌티큘러시트에서 두께인 g(y)는 도 24의 위쪽에 도시한 제1 디스플레이 패널(100)의 CDP를 선형으로 결정하고 식 (11)로 제1 렌티큘러시트(301)의 두께 g(y)를 계산하고, 이와는 달리 제2 디스플레이 패널(200)의 CDP를 다른 방향의 선형으로 결정하고 식 (11)로 제2 렌티큘러시트(302)의 두께 g(y)를 계산한다.
도 25는 상기 듀얼 디스플레이부(600)에 선형 CDP를 설계하고 이로부터 계산된 비선형 두께를 가지는 렌티큘러시트(300)를 사용하는 영상출력 예시를 보여주는 개념도이다. 상기 듀얼 디스플레이부(600)의 CDP 설계는 선형 및 비선형적으로 다양하게 설계가 가능하다.
도 26은 상기 비선형 렌티큘러시트를 가지는 듀얼 디스플레이부(600)의 실시사진이다.
상기 듀얼 디스플레이부(600)의 제1 디스플레이 패널(100)에서는 제1 3D영상(110)을 공간에 출력하고, 수평하게 놓인 제2 디스플레이 패널(200)에서는 제2 3D영상(210)을 출력한다.
그러면 관측자(700)는 제1 디스플레이 패널(100)과 제2 디스플레이 패널(200)을 통하여 보다 넓은 3차원 공간 영역에서 입체영상을 볼 수 있다.
상기 비균일 렌티큘러시트(300)는 도 4와 같이 회전된 렌티큘러시트(300) 형태에 확장하여 적용이 가능하다.
따라서 본 발명 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법과 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법 및 출력방법은 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 두 개의 디스플레이 패널이 설치된 듀얼 디스플레이부를 접음으로서 3차원 공간 영상의 영상표현범위를 확장하고, 듀얼 디스플레이부의 두 개의 디스플레이 패널은 디스플레이부의 접힘에 의해 서로 다른 각도가 되며, 영상이 올바르게 표시되도록 렌티큘러시트의 두께가 균일 또는 비균일하게 형성되고, 상기 두 개의 디스플레이 패널을 통하여 3차원 영상출력 공간을 확장하여 보다 실감나는 영상을 제공하고, 상기 비균일 두께의 렌티큘러시트는 디스플레이 패널에 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있게 설치되며, 렌티큘러시트굴절부의 개수를 늘리지 않고 해상도가 증가되도록 두께가 비균일하게 형성되는 현저한 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 디스플레이 패널(10)에 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있게 설치되며, 렌티큘러시트굴절부(310)의 개수를 늘리지 않고 영상표현범위에서 영상의 왜곡 없이 해상도가 증가되도록 렌티큘러시트(300)의 두께가 비균일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 렌티큘러시트(300)는 y축의 위치마다 두께가 형성되며, 상기 렌티큘러시트(300)의 두께에 따라 초점거리인 f와, 렌티큘러시트(300)와 디스플레이 패널(10) 사이의 거리인 g가 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법
  3. 제1항에 있어서, 상기 렌티큘러시트(300)는 렌티큘러시트 내부격차인 g가 선형 또는 비선형이 되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법
  4. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 패널(10)의 3차원 영상은 렌티큘러시트(300)를 통과할 시 렌티큘러시트(300)의 y값의 위치에 따른 렌티큘러시트 내부격차인 g인 g(y)에 따라 깊이영역 또는 해상도가 변화되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널과 무안경 다시점 렌티큘러시트를 통한 홀로그램 출력방법
  5. 렌티큘러시트(300)를 부착하고 서로 다른 접이 각도를 가지는 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)로 구성된 3차원 디스플레이 장치의 영상분할부가 표현하고자 하는 3차원 공간 물체를 두 개의 공간으로 분할하며,
    상기 분할된 3차원 물체(800)의 상부영상을 이용하여 제1 콘텐츠생성부(120)에서 제1 디스플레이 패널(100)에 표시되는 콘텐츠를 생성하며,
    상기 제1 콘텐츠생성부(120)에서 생성한 영상을 제1 디스플레이 패널(100)에서 디스플레이하며,
    분할된 3차원 물체(800)의 하부영상을 이용하여 제2 콘텐츠생성부(220)에서 제2 디스플레이 패널(200)에 표시되는 콘텐츠를 생성하며,
    상기 제2 콘텐츠생성부(220)에서 생성한 영상을 제2 디스플레이 패널(200)에서 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1, 제2 디스플레이 패널(100,200)에 사용한 렌티큘러시트(300)가 균일한 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1, 제2 디스플레이 패널(100,200)에 사용한 렌티큘러시트(300)가 비균일한 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법
  8. 제5항에 있어서, 상기 제1, 제2 디스플레이 패널(100,200)에 사용한 렌티큘러시트(300)가 회전되어 있는 것을 특징으로 하는 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법
  9. 제5항에 있어서, 상기 제1, 제2 디스플레이 패널(100,200)에서 렌티큘러시트(300)를 사용하는 것을 특징으로 하는 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법
  10. 제5항에 있어서, 상기 제1, 제2 콘텐츠생성부(120,220)에서 디스플레이 패널(10)과 렌티큘러시트(300)의 중심선사이의 최단거리를 이용하여 3차원 물체(800)의 대응점을 찾는 것을 특징으로 하는 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 생성방법
  11. 듀얼 디스플레이부(600)의 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)이 3D안경 없이 3차원 공간영상을 볼 수 있도록 서로 다른 각도로 설치되며, 서로 다른 각도를 가지는 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)에 각각 두께가 비균일하게 형성되는 렌티큘러시트(300)를 설치한 후 영상을 출력하여 관측자(700)가 합성 3D영상(500)을 볼 수 있는 것을 특징으로 하는 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 출력방법
  12. 제 11항에 있어서, 상기 듀얼 디스플레이부(600)는 두 개의 디스플레이 패널(100,200) 중 제2 디스플레이 패널(200)이 설치되는 상부몸체와, 두 개의 디스플레이 패널(100,200) 중 제1 디스플레이 패널(100)이 설치되는 하부몸체로 이루어지는 것으로, 상부몸체와 하부몸체는 일체로 형성되되 서로 다른 각도가 되도록 일정한 접이각도를 가지는 것을 특징으로 하는 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 출력방법
  13. 제 11항에 있어서, 상기 두 개의 디스플레이 패널(100, 200)에는 각각 y값의 위치에 따른 내부격차인 g(y)에 따라 깊이영역 또는 해상도가 변화되는 렌티큘러시트(300)가 설치되는 것을 특징으로 하는 렌티큘러시트가 부착된 두 개의 디스플레이 패널을 통한 3차원 영상 출력방법
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