KR102582595B1 - Apparatus for projecting three-dimensional image - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치는, 하우징; 상기 하우징 내에 수용되고, 전방 영상 및 후방 영상을 각각 재생하는 디스플레이부; 및 상기 하우징 내부에서 상기 전방 영상 및 후방 영상에 대한 입체 영상을 제공하도록 구성되는 공간 투영부를 포함하며, 상기 공간 투영부는, 상기 전방 영상 및 후방 영상을 서로 다른 경로로 투영시키도록 형성되는 반사 모듈; 및 서로 이격되게 배치되고, 상기 전방 영상 및 후방 영상이 도달되어 각각 이미지가 형성되는 전방 투명 스크린 및 후방 투명 스크린을 포함한다. 이에 의하면, 입체감 있는 홀로그램 이미지가 제공될 수 있다.A spatial image projection device according to the present invention includes a housing; a display unit accommodated in the housing and reproducing a front image and a rear image, respectively; and a spatial projection unit configured to provide stereoscopic images for the front image and the rear image inside the housing, wherein the spatial projection unit includes: a reflection module configured to project the front image and the rear image in different paths; and a front transparent screen and a rear transparent screen arranged to be spaced apart from each other and through which the front image and the rear image reach to form images, respectively. According to this, a three-dimensional holographic image can be provided.
Description
본 발명은 투명 스크린 프로젝션 방식으로 구성되는 공간 영상 투영 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spatial image projection device configured with a transparent screen projection method.
3차원 입체 영상 디스플레이 기술은 2차원 영상에 일정한 깊이 정보를 부가하고, 깊이 정보를 이용하여 시청자가 3차원의 생동감 및 현실감을 느낄 수 있도록 구현하는 기술이다.3D stereoscopic image display technology is a technology that adds certain depth information to a 2D image and uses the depth information to allow viewers to feel the liveliness and reality of 3D.
이러한 입체 영상 디스플레이 장치에는 사람의 양안 시차(binocular disparity) 원리를 이용한 것이 있다. 양안 시차를 이용하도록 영상을 분리하는 방식은 대표적으로 애너글리프(anaglyph) 방식, 편광 안경 방식, 셔터 안경 방식 등의 안경 방식과, 렌티큘러(lenticular) 방식, 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 방식, 광학판 방식 등의 무안경 방식으로 나뉜다.Some of these three-dimensional image display devices utilize the principle of human binocular disparity. Typical methods of separating images to use binocular parallax include glasses such as anaglyph, polarized, and shutter glasses, as well as lenticular, parallax barrier, and optical plates. It is divided into glasses-free methods such as:
또한, 완전 입체 방식으로 구현되는 것으로, 홀로그램 및 체적형 3차원 디스플레이 방식이 있다. 이러한 방식은 공간 상에 자유로운 입체 영상을 구현할 수 있다는 장점이 있으나, 현재로서는 고가의 레이저 및 정밀한 광학 부품 구성에 의해 정지 영상을 구현하는 것이 일반적이고, 실시간으로 고화질의 입체 영상을 제공하지는 못하고 있다.In addition, there are holographic and volumetric 3D display methods that are implemented in a fully three-dimensional manner. This method has the advantage of being able to freely implement three-dimensional images in space, but currently, still images are generally implemented using expensive lasers and precise optical components, and it is not possible to provide high-definition three-dimensional images in real time.
홀로그램 방식의 공간 영상 투영 장치의 대표적인 방식으로, '페퍼스 고스트'라고 알려진 반사식 유사 홀로그램 기법이 있다. '페퍼스 고스트' 기법은 소재 뒷면의 투과 빛과, 소재 앞면의 반사 빛을 동시에 볼 수 있도록 하여, 소재 앞면의 이미지가 뒷배경과 공간 상에 함께 존재하는 듯한 효과를 제공한다. 이는 공간 상에 물체(이미지)가 떠 있는 효과를 제공한다고 하여 '플로팅 홀로그램(floating hologram)'이라 부르기도 한다. 이와 관련하여 특허문헌 1과 같은 플로팅 홀로그램 장치가 개시된 바 있다.A representative method of a holographic spatial image projection device is a reflective pseudo-hologram technique known as 'Pepper's Ghost'. The 'Pepper's Ghost' technique allows the transmitted light on the back of the material and the reflected light on the front of the material to be seen at the same time, providing the effect that the image on the front of the material appears to exist together in the background and space. This is sometimes called a ‘floating hologram’ because it provides the effect of an object (image) floating in space. In relation to this, a floating hologram device such as Patent Document 1 has been disclosed.
다만, 플로팅 홀로그램은 시스템의 크기가 크고, 각도 또는 위치에 따라 스크린이 직접 보이는 문제점이 있다. 또한, 단일 레이어의 공간 영상만을 제공할 수 밖에 없는 한계가 있다.However, floating holograms have the problem that the size of the system is large and the screen is visible directly depending on the angle or position. Additionally, there is a limitation in that it can only provide a single layer of spatial images.
한편, 이에 대한 대안으로서, 투명 스크린 프로젝션 방식의 공간 영상 투영 장치가 제안되었다. 이 방식은 투명 스크린에 영상을 프로젝션함으로써, 공간 상에 이미지가 형성되어 있는 느낌을 제공할 수 있다. 다만, 투명 스크린 프로젝션 방식은, 스크린의 투명도에 해당하는 수치만큼 빛이 투과되므로 투명할수록 영상이 흐리게 보이는 단점이 있다. 또한, 소형 시스템을 제작하는 경우 프로젝터의 밝기가 낮아 영상이 흐리고, 프로젝터와 스크린 사이의 충분한 거리를 확보하기 어려운 점이 있다.Meanwhile, as an alternative, a spatial image projection device using a transparent screen projection method has been proposed. This method can provide the feeling of an image being formed in space by projecting an image on a transparent screen. However, the transparent screen projection method has the disadvantage that the more transparent the screen, the blurrier the image appears, since light is transmitted in an amount corresponding to the transparency of the screen. Additionally, when producing a small system, the brightness of the projector is low, resulting in blurry images, and it is difficult to secure a sufficient distance between the projector and the screen.
이에, 입체감을 더욱 강화하고, 장치 크기의 증대를 억제하면서 영상의 밝기를 향상시키는 등 투명 스크린 프로젝션 방식에 있어 보다 개선된 장치가 도출될 필요성이 있다.Accordingly, there is a need to develop a more improved device in the transparent screen projection method, such as further enhancing the three-dimensional effect and improving the brightness of the image while suppressing the increase in device size.
본 발명의 일 목적은 이중 레이어로 이루어지는 투명 스크린을 구비하여 입체감이 향상될 수 있도록 이루어지는 공간 영상 투영 장치를 제공하기 위한 것이다.One object of the present invention is to provide a spatial image projection device that has a transparent screen made of double layers to improve three-dimensional effect.
본 발명의 다른 일 목적은 투명 스크린의 투과광을 최소화하여 영상의 밝기가 개선될 수 있도록 이루어지는 공간 영상 투영 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a spatial image projection device capable of improving image brightness by minimizing transmitted light from a transparent screen.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치는, 전방 영상 및 후방 영상을 재생하는 디스플레이부; 및 상기 전방 영상 및 후방 영상에 대한 입체 영상을 제공하도록 구성되는 공간 투영부를 포함하며, 상기 공간 투영부는, 서로 이격되게 배치되고, 상기 전방 영상 및 후방 영상이 도달되어 각각 이미지가 형성되는 전방 투명 스크린 및 후방 투명 스크린을 포함한다.In order to achieve one object of the present invention, a spatial image projection device according to the present invention includes a display unit that reproduces a front image and a rear image; and a spatial projection unit configured to provide a three-dimensional image for the front image and the rear image, wherein the spatial projection unit is disposed to be spaced apart from each other, and a front transparent screen on which the front image and the rear image arrive to form respective images. and a rear transparent screen.
또한, 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치는, 전방 영상 및 후방 영상을 재생하는 디스플레이부; 상기 전방 영상을 제 1 경로로 가이드하고, 상기 후방 영상을 제 2 경로로 가이드하는 반사 모듈; 상기 제 1 경로로 가이드된 전방 영상에 해당하는 공간 영상을 형성하는 전방 투명 스크린; 및 상기 전방 투명 스크린과 이격되게 배치되고, 상기 제 2 경로로 가이드된 후방 영상에 해당하는 공간 영상을 형성하는 후방 투명 스크린을 포함한다.In addition, the spatial image projection device according to the present invention includes a display unit that reproduces a front image and a rear image; a reflection module that guides the front image to a first path and guides the rear image to a second path; a front transparent screen that forms a spatial image corresponding to the front image guided by the first path; and a rear transparent screen disposed to be spaced apart from the front transparent screen and forming a spatial image corresponding to the rear image guided to the second path.
본 발명의 다른 일 목적을 달성하기 위하여, 상기 공간 영상 투영 장치는 기설정된 시역 각도 이내의 방향으로만 영상을 통과시키도록 형성되는 시역 조절 필터를 더 포함한다.In order to achieve another object of the present invention, the spatial image projection device further includes a viewing area adjustment filter configured to pass the image only in a direction within a preset viewing area angle.
상기 전방 영상 및 후방 영상은 상기 시역 각도보다 큰 각도를 이루어 상기 전방 투명 스크린 및 후방 투명 스크린에 도달될 수 있다.The front image and the rear image may reach the front transparent screen and the rear transparent screen at an angle greater than the viewing angle.
상기 시역 조절 필터는, 상기 전방 투명 스크린 및 후방 투명 스크린을 통과하는 영상을 차단하도록 형성될 수 있다.The viewing area adjustment filter may be formed to block images passing through the front transparent screen and the rear transparent screen.
상기 공간 투영부는, 상기 전방 영상 및 후방 영상을 서로 다른 경로로 투영시키도록 형성되는 반사 모듈을 더 포함하고, 상기 반사 모듈은, 상기 전방 영상 및 후방 영상을 각각 전방 및 후방으로 반사시켜 서로 분리하도록 형성되는 제 1 반사경; 및 상기 제 1 반사경에서 반사되는 전방 영상 및 후방 영상을 각각 상기 전방 투명 스크린 및 후방 투명 스크린을 향하여 반사시키도록 형성되는 제 2 반사경을 포함할 수 있다.The spatial projection unit further includes a reflection module configured to project the front image and the rear image in different paths, and the reflection module reflects the front image and the rear image forward and backward, respectively, to separate them from each other. A first reflector formed; and a second reflector configured to reflect the front image and rear image reflected from the first reflector toward the front transparent screen and the rear transparent screen, respectively.
상기 제 2 반사경은 상하 방향으로 곡면을 갖도록 형성될 수 있다.The second reflector may be formed to have a curved surface in the vertical direction.
상기 공간 영상 투영 장치는, 상기 전방 영상 및 후방 영상을 서로 동기화하여 신호 처리를 수행하도록 형성되는 영상 구동부를 더 포함할 수 있다.The spatial image projection device may further include an image driver configured to perform signal processing by synchronizing the front image and the rear image with each other.
상기 영상 구동부는 상기 반사 모듈에서 발생되는 영상의 왜곡을 사전에 보정하도록 신호 처리를 수행할 수 있다.The image driver may perform signal processing to preliminarily correct image distortion occurring in the reflection module.
이상에서 설명한 해결 수단에 의해 구성되는 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention constituted by the solution described above, the following effects are achieved.
본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치는, 전후 방향으로 배치되는 전방 및 후방 투명 스크린에 각각 전방 및 후방 영상이 투영됨으로써, 이중 레이어에 의한 입체 영상이 제공될 수 있다. 투명 스크린 프로젝션 방식에서 공간감이 강화될 수 있는 효과가 있다. 나아가, 두 개의 투명 스크린 레이어를 메인 레이어, 유저 인터페이스 레이어, 배경 레이어 등 다양하게 구성하여, 사용자에게 편리한 환경이 제공될 수 있고, 다양하고 새로운 형식의 컨텐츠가 제공될 수 있다.The spatial image projection device according to the present invention can provide a stereoscopic image by a double layer by projecting front and rear images on front and rear transparent screens arranged in the front and rear directions, respectively. The transparent screen projection method has the effect of enhancing the sense of space. Furthermore, by configuring the two transparent screen layers in various ways, such as a main layer, a user interface layer, and a background layer, a convenient environment can be provided to users and content in various new formats can be provided.
또한, 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치는 투명 스크린을 통과하는 영상을 차단할 수 있는 시역 조절 필터를 포함함으로써, 사용자에게 선명한 입체 영상이 제공될 수 있다. 종래 투명 스크린 프로젝션 방식의 단점이 보완됨으로써, 영상의 품질이 개선되고, 장치 소형화에 기여할 수 있다.Additionally, the spatial image projection device according to the present invention includes a viewing area control filter capable of blocking images passing through a transparent screen, so that a clear three-dimensional image can be provided to the user. By making up for the shortcomings of the conventional transparent screen projection method, the quality of the image can be improved and it can contribute to device miniaturization.
도 1은 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치를 보인 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 공간 영상 투영 장치에서 수행되는 영상 처리 과정 및 영상 내용을 예시적으로 보인 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 시역 조절 필터를 자세히 보인 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 공간 영상 투영 장치에 의해 제공되는 영상을 예시적으로 보인 도면이다.1 is a diagram showing a spatial image projection device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an image processing process and image content performed in the spatial image projection device shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a detailed view of the viewing area adjustment filter shown in FIG. 1.
FIG. 4 is a diagram illustrating an image provided by the spatial image projection device shown in FIG. 1.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 중간에 다른 부분을 개재하여 연결되어 있는 경우도 포함한다. 나아가, 본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary. In addition, when a part is said to be "connected" to another part throughout the specification, this includes not only cases where it is directly connected, but also cases where it is connected through another part in the middle. Furthermore, throughout the specification of the present application, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.
본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치는 투명 스크린 프로젝션 방식으로 구성되는 것으로, 투명 스크린이 복수 개 마련되어 입체감이 부여될 수 있고, 투과광을 감소시켜 영상의 밝기가 개선되는 것을 특징으로 한다.The spatial image projection device according to the present invention is composed of a transparent screen projection method, and is characterized by providing a three-dimensional effect by providing a plurality of transparent screens and improving the brightness of the image by reducing transmitted light.
도 1은 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치를 보인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 공간 영상 투영 장치에서 수행되는 영상 처리 과정 및 영상 내용을 예시적으로 보인 도면이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시된 시역 조절 필터를 자세히 보인 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 공간 영상 투영 장치에 의해 제공되는 영상을 예시적으로 보인 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a spatial image projection apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating an image processing process and image content performed in the spatial image projection apparatus shown in FIG. 1. In addition, FIG. 3 is a detailed view of the viewing area adjustment filter shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a view showing an example of an image provided by the spatial image projection device shown in FIG. 1.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치(10)는 하우징(100), 디스플레이부(150), 공간 투영부(200)를 포함할 수 있다. 하우징(100)은 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치(10)의 외관을 형성하며, 도시된 실시예와 같이, 상하 방향으로 연장되는 원통형으로 이루어질 수 있다. 하우징(100)의 내부에는 디스플레이부(150) 및 공간 투영부(200)가 수용될 수 있다. 하우징(100)은 내부에 위치되는 공간 투영부(200)가 외부에서 보일 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the spatial
디스플레이부(150)는 프로젝션을 위한 영상을 재생하는 기능을 수행할 수 있다. 디스플레이부(150)에서 재생되는 영상은 2차원의 프로젝션 영상일 수 있다. 본 발명에서, 디스플레이부(150)는 레이저 빔 스캐닝(Laser Beam Scanning, LBS) 방식의 프로젝터로 이루어질 수 있다. 레이저 빔 스캐닝 방식은 스크린과 프로젝터 사이의 거리에 관계없이 영상이 구현될 수 있어, 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치(10)에 적합하다.The
본 발명에 따른 디스플레이부(150)에서 제공되는 영상은 전방 영상 및 후방 영상으로 구성될 수 있다. 이를 위해, 디스플레이부(150)는 2개의 디스플레이 장치로 구성되어 전방 영상 및 후방 영상을 재생할 수 있다. 또는, 도 2에 보인 것과 같이, 1개의 디스플레이 장치(레이저 빔 스캐닝 방식의 프로젝터)에서 재생되는 영상의 일부 영역이 전방 영상이 되고, 영상의 나머지 일부 영역이 후방 영상이 될 수 있다. 도시된 것과 같이, 16:9의 비율의 전체 영상은 8:9의 비율로 구분되는 전방 영상과 후방 영상으로 이루어질 수 있다.The image provided from the
공간 투영부(200)는 하우징(100) 내부에서 전방 영상 및 후방 영상을 조합한 입체 영상을 관찰자(시청자)에게 제공하도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 공간 투영부(200)는 반사 모듈(210)과, 전방 투명 스크린(220F) 및 후방 투명 스크린(220R)을 포함할 수 있다. The
반사 모듈(210)은 전방 영상 및 후방 영상을 서로 다른 경로로 투영시키도록 형성될 수 있다. 반사 모듈(210)에 의해, 전방 영상은 전방 투명 스크린(220F)으로, 후방 영상은 후방 투명 스크린(220R)으로 전달되도록 광 경로가 형성될 수 있다.The
전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)은 하우징(100) 내부에서 전후 방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다. 여기서 전후 방향은 관찰자가 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치(10)를 바라보는 방향일 수 있다.The front and rear
전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)에는, 각각 전방 및 후방 영상이 도달되어 이미지가 형성될 수 있고, 관찰자는 전후 방향으로 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)을 한꺼번에 바라보면서 전방 영상 및 후방 영상이 조합된 입체 영상을 볼 수 있다. The front and rear
예를 들어, 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)은 투명도에 해당하는 비율만큼 빛(영상)을 투과시키고, 나머지 비율의 빛(영상)에 대해 이미지가 형성되어 관찰자에게 홀로그램 영상으로 제공될 수 있다.For example, the front and rear transparent screens (220F, 220R) transmit light (image) in a ratio corresponding to the transparency, and an image is formed for the remaining ratio of light (image) and can be provided to the observer as a holographic image. there is.
본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치(10)는 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)에 의해 이중 레이어에 의한 입체 영상이 제공될 수 있다. 예를 들어, 전방 투명 스크린(220F)에 의해 후술하는 제 1 경로로 가이드된 전방 영상에 해당하는 공간 영상이 형성되고, 후방 투명 스크린(220R)에 의해 제 2 경로로 가이드된 후방 영상에 해당하는 공간 영상이 형성될 수 있다.The spatial
이에 따라, 투명 스크린 프로젝션 방식에서 공간감이 더욱 강화된 영상이 제공될 수 있는 이점이 있다.Accordingly, there is an advantage in that an image with a more enhanced sense of space can be provided in a transparent screen projection method.
나아가, 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치(10)의 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)에 의해 형성되는 두 개의 레이어를 각각 메인 레이어, 유저 인터페이스 레이어, 배경 레이어 등으로 다양하게 구성할 수 있다. 예를 들면, 도 4에 보인 것과 같이, 후방 투명 스크린(220R)에는 캐릭터를 표현하고, 전방 스크린은 유저 인터페이스 레이어로 활용함으로써, 결과적으로 캐릭터와의 인터랙션(interaction)이 입체감 있게 구현되는 컨텐츠가 제공될 수 있다. 이에 따라, 사용자에게 새롭고 다양한 형식의 컨텐츠가 제공될 수 있는 이점이 있다.Furthermore, the two layers formed by the front and rear
한편, 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치(10)에서, 공간 투영부(200)는 시역 조절 필터(230)를 더 포함할 수 있다. 도 3에 보인 것과 같이, 시역 조절 필터(230)는 일정한 방향(전후 방향)으로 나란하게 연장되는 다수 개의 불투명한 격벽(231)을 포함할 수 있다. Meanwhile, in the spatial
시역 조절 필터(230)는 불투명한 격벽(231) 사이로만 빛(영상)을 통과시키도록 기능할 수 있다. 시역 조절 필터(230)는 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R) 중 적어도 어느 하나에 부착될 수 있고, 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R) 사이에 배치될 수도 있다.The viewing
예를 들어, 불투명한 격벽(231)의 간격과 크기에 따라 시역 각도(θ)가 설정될 수 있고, 시역 조절 필터(230)는 전후 방향에 대한 시역 각도(θ) 이내의 방향으로만 빛(영상)을 통과시키도록 기능할 수 있다.For example, the viewing area angle (θ) may be set depending on the spacing and size of the
이를 이용하면, 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)에 형성되는 이미지 또는 영상(12)은 시역 각도(θ) 범위 이내에서 관람하는 관찰자에게 보여질 수 있는 반면, 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)을 통과하는 빛 또는 영상(11)은 차단될 수 있다.Using this, the image or
전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)을 투과하는 영상이 차단되기 위해서는, 전방 및 후방 영상이 전후 방향에 대해 시역 각도(θ)보다 큰 각도를 이루어 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)에 도달되도록 광 경로가 형성될 수 있다. 예를 들어, 후술하는 제 2 반사경(212)은 전후 방향에 대해 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)과 이루는 각도가 시역 각도(θ)보다 큰 값을 갖도록 구성될 수 있다.In order for the images passing through the front and rear transparent screens (220F, 220R) to be blocked, the front and rear images must reach the front and rear transparent screens (220F, 220R) at an angle greater than the viewing angle (θ) in the front-to-back direction. An optical path may be formed as much as possible. For example, the
본 발명에 따른 공간 투영부(200)에 시역 조절 필터(230)가 더 포함됨으로써, 종래 투명 스크린 프로젝션 방식의 단점이 보완되어 관찰자에게 보다 선명한 입체 영상이 제공될 수 있다. 나아가, 시스템의 소형화 시 프로젝터의 밝기가 낮아 영상이 흐려지는 제약 조건이 완화될 수 있어, 장치의 소형화가 용이하게 구현될 수 있다.By further including the viewing
이상에서는 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치(10)의 이중 레이어 구성 및 시역 조절 구성에 대해 설명하였다. 이하에서는 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치(10)의 반사 모듈(210)과, 영상 구동부(130)의 구성 및 기능에 대해 설명한다.In the above, the dual layer configuration and viewing area adjustment configuration of the spatial
도 1을 참조하면, 본 발명에 구비되는 반사 모듈(210)은 제 1 반사경(211) 및 제 2 반사경(212)을 포함할 수 있다. 제 1 반사경(211)은 전방 및 후방 영상으로 서로 분리하여 별개의 경로로 가이드하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제 1 반사경(211)은 전방 영상을 제 1 경로로 가이드하고, 후방 영상을 제 2 경로로 가이드할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
제 2 반사경(212)은 분리된 전방 및 후방 영상을 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)으로 전달하도록 기능할 수 있다.The
도시된 것과 같이, 제 1 반사경(211)은 삼각 기둥 형상으로 이루어져, 디스플레이부(150)의 하 측에, 일 모서리가 상 측을 향하도록 배치될 수 있다. As shown, the
또한, 제 1 반사경(211)은 디스플레이부(150)를 향하는 일 모서리를 중심으로 나뉘는 전방 반사경(211F) 및 후방 반사경(211R)을 포함할 수 있다. 전방 반사경(211F)에 의해서는 전방 영상이 전방으로 반사되고, 후방 반사경(211R)에 의해서는 후방 영상이 후방으로 반사될 수 있다.Additionally, the
제 2 반사경(212)은 제 1 반사경(211)에서 반사되는 영상을 반사시키도록 하우징(100)의 내주면에 장착될 수 있다. The
제 2 반사경(212)은 전방 및 후방 영상을 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)을 향하여 반사시킬 수 있다. 특히, 제 2 반사경(212)은 상하 방향으로 영상을 넓게 펴줄 수 있도록 상하 방향으로 곡면을 갖도록 형성될 수 있다. The
제 2 반사경(212)은 전후 방향으로 대칭되는 위치에 배치되는 전방 곡면 거울(212F) 및 후방 곡면 거울(212R)을 구비할 수 있다. 전방 및 후방 곡면 거울(212F, 212R)은 각각, 도 1에 도시된 것과 같이, 원기둥 형상(도 1의 우측)을 갖거나 또는 반원기둥 형상(도 1의 좌측)으로 이루어질 수 있고, 원기둥 또는 반원기둥의 중심축이 좌우 방향(횡방향)으로 연장되도록 구성될 수 있다.The
도 1에는 제 2 반사경(212)이 상하 방향으로만 곡면을 갖는 형상인 것으로 도시되었으나, 본 발명에 따른 반사 모듈(210)의 제 2 반사경(212)은 좌우 방향으로 곡면을 갖도록 형성될 수 있고, 나아가 상하 및 좌우 방향으로의 곡면이 결합된 입체 타원 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 형상 설계에 의해, 반사 모듈(210)과 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)의 위치 및 형상에 적합하게 영상이 투영되는 경로가 최적화될 수 있다.In FIG. 1, the
한편, 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치(10)는 영상 구동부(130)를 더 포함할 수 있다. 영상 구동부(130)는 디스플레이부(150)에서 재생되는 영상을 구동 및 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 영상 구동부(130)는 전방 영상 및 후방 영상을 서로 동기화하여 신호 처리를 수행하여, 최종적으로 관찰자에 제공되는 입체 영상이 최적화되어 재생되는 것을 도울 수 있다. Meanwhile, the spatial
또한, 영상 구동부(130)는 반사 모듈(210)에서의 영상의 반사 과정에서 발생될 수 있는 왜곡을 사전에 보정하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제 2 반사경(212)의 전방 및 후방 곡면 거울(212F, 212R)에서 영상이 반사될 때 광학적으로 왜곡이 발생된다면, 영상 구동부(130)는 미리 왜곡을 반영 및 보정하여 디스플레이부(150)로 신호를 전송하도록 동작될 수 있다.Additionally, the image driver 130 may perform a function of preliminarily correcting distortion that may occur during the reflection process of the image in the
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 공간 영상 투영 장치(10)에 마련되는 영상 구동부(130)에 의해, 구성요소들의 하드웨어적인 제약 조건 및 설계 조건에 기인하는 왜곡이 소프트웨어적으로 보완되어 성능이 개선될 수 있게 된다.As described above, the image driver 130 provided in the spatial
이상에서 설명한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. There will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.
또한, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
10: 공간 영상 투영 장치
100: 하우징
130: 영상 구동부
150: 디스플레이부
200: 공간 투영부
210: 반사 모듈
211: 제 1 반사경
211F: 전방 반사경
211R: 후방 반사경
212: 제 2 반사경
212F: 전방 곡면 거울
212R: 후방 곡면 거울
220F: 전방 투명 스크린
220R: 후방 투명 스크린
230: 시역 조절 필터
231: 격벽10: Spatial image projection device
100: housing
130: Video driving unit
150: Display unit
200: spatial projection unit
210: reflection module
211: first reflector
211F: Front reflector
211R: Rear reflector
212: second reflector
212F: Front curved mirror
212R: Rear curved mirror
220F: Front transparent screen
220R: Rear transparent screen
230: Viewing range control filter
231: Bulkhead
Claims (16)
상기 하우징 내에 수용되고, 전방 영상 및 후방 영상을 재생하는 디스플레이부; 및
상기 하우징 내부에서 상기 전방 영상 및 후방 영상에 대한 입체 영상을 제공하도록 구성되는 공간 투영부를 포함하며,
상기 공간 투영부는,
상기 전방 영상 및 후방 영상을 서로 다른 경로로 투영시키도록 형성되는 반사 모듈; 및
서로 이격되게 배치되고, 상기 전방 영상 및 후방 영상이 도달되어 각각 이미지가 형성되는 전방 투명 스크린 및 후방 투명 스크린을 포함하고,
상기 반사 모듈은,
상기 전방 영상 및 후방 영상을 각각 전방 및 후방으로 반사시켜 서로 분리하도록 형성되는 제 1 반사경; 및
상기 제 1 반사경에서 반사되는 전방 영상 및 후방 영상을 각각 상기 전방 투명 스크린 및 후방 투명 스크린을 향하여 반사시키도록 형성되는 제 2 반사경을 포함하고,
상기 제 1 반사경은 상기 디스플레이부를 향하는 일 모서리를 중심으로 나뉘는 전방 반사경 및 후방 반사경을 포함하고, 상기 전방 반사경에 의해 상기 전방 영상이 전방으로 반사되고, 상기 후방 반사경에 의해 후방 영상이 후방으로 반사되는 것인, 공간 영상 투영 장치.
housing;
a display unit accommodated in the housing and reproducing a front image and a rear image; and
A spatial projection unit configured to provide a three-dimensional image for the front image and the rear image within the housing,
The space projection unit,
a reflection module configured to project the front image and the rear image through different paths; and
It includes a front transparent screen and a rear transparent screen that are arranged to be spaced apart from each other and on which the front image and the rear image reach to form images, respectively,
The reflection module is,
a first reflector formed to separate the front and rear images by reflecting them forward and backward, respectively; and
A second reflector configured to reflect the front image and rear image reflected from the first reflector toward the front transparent screen and the rear transparent screen, respectively,
The first reflector includes a front reflector and a rear reflector divided around an edge facing the display unit, wherein the front image is reflected forward by the front reflector and the rear image is reflected backward by the rear reflector. A spatial image projection device.
상기 공간 투영부는, 상기 전방 투명 스크린 및 후방 투명 스크린 중 적어도 어느 하나에 부착되어 기설정된 시역 각도 이내의 방향으로만 영상을 통과시키도록 형성되는 시역 조절 필터를 더 포함하는 공간 영상 투영 장치.
According to claim 1,
The spatial projection unit further includes a viewing area adjustment filter attached to at least one of the front transparent screen and the rear transparent screen to pass the image only in a direction within a preset viewing area angle.
상기 전방 영상 및 후방 영상은 상기 시역 각도보다 큰 각도를 이루어 상기 전방 투명 스크린 및 후방 투명 스크린에 도달되는 것을 특징으로 하는 공간 영상 투영 장치.
According to claim 2,
A spatial image projection device, wherein the front image and the rear image reach the front transparent screen and the rear transparent screen at an angle greater than the viewing angle.
상기 공간 투영부는, 상기 전방 투명 스크린 및 후방 투명 스크린을 통과하는 영상을 차단하도록 형성되는 시역 조절 필터를 더 포함하는 공간 영상 투영 장치.
According to claim 1,
The spatial projection unit further includes a viewing area adjustment filter configured to block images passing through the front transparent screen and the rear transparent screen.
상기 제 2 반사경은 상하 방향으로 곡면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공간 영상 투영 장치.
According to claim 1,
A spatial image projection device, wherein the second reflector is formed to have a curved surface in the vertical direction.
상기 전방 영상 및 후방 영상을 서로 동기화하여 신호 처리를 수행하도록 형성되는 영상 구동부를 더 포함하는 공간 영상 투영 장치.
According to claim 1,
A spatial image projection device further comprising an image driver configured to perform signal processing by synchronizing the front image and the rear image with each other.
상기 영상 구동부는 상기 반사 모듈에서 발생되는 영상의 왜곡을 사전에 보정하도록 신호 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 공간 영상 투영 장치.
According to claim 7,
A spatial image projection device wherein the image driver performs signal processing to preliminarily correct distortion of the image generated by the reflection module.
전방 영상 및 후방 영상을 재생하는 디스플레이부;
상기 전방 영상을 제 1 경로로 가이드하고, 상기 후방 영상을 제 2 경로로 가이드하는 반사 모듈;
상기 제 1 경로로 가이드된 전방 영상에 해당하는 공간 영상을 형성하는 전방 투명 스크린; 및
상기 전방 투명 스크린과 이격되게 배치되고, 상기 제 2 경로로 가이드된 후방 영상에 해당하는 공간 영상을 형성하는 후방 투명 스크린을 포함하고,
상기 반사 모듈은,
상기 전방 영상 및 후방 영상을 각각 전방 및 후방으로 반사시켜 서로 분리하도록 형성되는 제 1 반사경; 및
상기 제 1 반사경에서 반사되는 전방 영상 및 후방 영상을 각각 상기 전방 투명 스크린 및 상기 후방 투명 스크린을 향하여 반사시키도록 형성되는 제 2 반사경을 포함하고,
상기 제 1 반사경은 상기 디스플레이부를 향하는 일 모서리를 중심으로 나뉘는 전방 반사경 및 후방 반사경을 포함하고, 상기 전방 반사경에 의해 상기 전방 영상이 전방으로 반사되고, 상기 후방 반사경에 의해 후방 영상이 후방으로 반사되는 것인, 공간 영상 투영 장치.
In the spatial image projection device,
A display unit that plays front and rear images;
a reflection module that guides the front image to a first path and guides the rear image to a second path;
a front transparent screen that forms a spatial image corresponding to the front image guided by the first path; and
A rear transparent screen is disposed spaced apart from the front transparent screen and forms a spatial image corresponding to the rear image guided by the second path,
The reflection module is,
a first reflector formed to separate the front and rear images by reflecting them forward and backward, respectively; and
A second reflector configured to reflect the front image and rear image reflected from the first reflector toward the front transparent screen and the rear transparent screen, respectively,
The first reflector includes a front reflector and a rear reflector divided around an edge facing the display unit, wherein the front image is reflected forward by the front reflector and the rear image is reflected backward by the rear reflector. A spatial image projection device.
상기 전방 투명 스크린 및 상기 후방 투명 스크린 중 적어도 어느 하나에 부착되어 기설정된 시역 각도 이내의 방향으로만 영상을 통과시키도록 형성되는 시역 조절 필터를 더 포함하는 공간 영상 투영 장치.
According to clause 9,
A spatial image projection device further comprising a viewing area adjustment filter attached to at least one of the front transparent screen and the rear transparent screen and configured to pass an image only in a direction within a preset viewing area angle.
상기 전방 영상 및 후방 영상은 상기 시역 각도보다 큰 각도를 이루어 상기 전방 투명 스크린 및 후방 투명 스크린에 도달되는 것을 특징으로 하는 공간 영상 투영 장치.
According to claim 10,
A spatial image projection device, wherein the front image and the rear image reach the front transparent screen and the rear transparent screen at an angle greater than the viewing angle.
상기 전방 투명 스크린 및 상기 후방 투명 스크린을 통과하는 영상을 차단하도록 형성되는 시역 조절 필터를 더 포함하는 공간 영상 투영 장치.
According to clause 9,
A spatial image projection device further comprising a viewing area adjustment filter configured to block images passing through the front transparent screen and the rear transparent screen.
상기 제 2 반사경은 상하 방향으로 곡면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공간 영상 투영 장치.
According to clause 9,
A spatial image projection device, wherein the second reflector is formed to have a curved surface in the vertical direction.
상기 전방 영상 및 후방 영상을 서로 동기화하여 신호 처리를 수행하도록 형성되는 영상 구동부를 더 포함하는 공간 영상 투영 장치.
According to clause 9,
A spatial image projection device further comprising an image driver configured to perform signal processing by synchronizing the front image and the rear image with each other.
상기 영상 구동부는 상기 반사 모듈에서 발생되는 영상의 왜곡을 사전에 보정하도록 신호 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 공간 영상 투영 장치.According to claim 15,
A spatial image projection device wherein the image driver performs signal processing to preliminarily correct distortion of the image generated by the reflection module.
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| KR1020180117850A KR102582595B1 (en) | 2018-10-02 | 2018-10-02 | Apparatus for projecting three-dimensional image |
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|---|---|
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| KR20140050129A (en) * | 2012-10-17 | 2014-04-29 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for displaying multi-view image and super multi-view image |
| KR101752708B1 (en) | 2015-04-09 | 2017-07-04 | 삼성전자주식회사 | Foldable device |
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-
2018
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