KR20000015924A - 다수의 영상을 디스플레이하기 위한 다중시청자시스템 - Google Patents

Abstract

다수의 시청자(V1, V2, V3, ---, VN)에게 다수의 영상을 디스플레이하기 위한 시스템은 적어도 하나의 반반사경(12), 역반사스크린(15) 및 다수의 광학영상수단(도시하지 않음)을 구비하며, 각 시청자에게는 각각의 상기 광학영상수단이 제공되며, 각 광학영상수단은 광경로를 따라서 영상을 투사하기 위한 투사수단, 상기 각 시청자의 눈의 공간적 위치를 결정하기 위한 추적수단(도시하지 않음) 및 각 시청자(V1, V2, V3, ---, VN)의 이동에 대응하여 광경로를 변경하기 위한 포커싱수단(도시하지 않음)을 구비한다.

Description

다수의 영상을 디스플레이하기 위한 다중시청자시스템

다중플레이어비데오아케이드게임의 출현으로 다수의 시청자에게 다수의 2차원영상을 나타낼 수 있는 시스템을 제공하는 것이 바람직하게 되었다. 이런 시스템은 또한 다수의 다른 영역, 예를 들어 교육 및 훈련에 이용될 수도 있다. 현재 이런 시스템은 각각의 시청자에게 별도의 스크린상에 시청자가 볼 영상을 묘사하는 그 자신의 디스플레이시스템을 공급함에 의해서만 달성될 수 있다. 돈과 부동산의 양 측면에서 다중디스플레이시스템을 제공하는 것은 값이 비싸다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

또한 나안으로 볼 수 있고 바람직하게는 다수의 시청자가 볼 수 있는 리얼3차원영상을 생성할 수 있는 시스템을 만들기 위한 많은 시도가 있었다.

자동입체디스플레이시스템을 제공하기 위한 본 출원인의 이전의 시도중의 하나는 오스트레일리아 특허출원 제 66718/94호에 제시된 것이 되었다. 이 시스템은 특별한 안경 등의 필요 없이 시청자가 입체영상을 볼 수 있게 하였다. 그러나 이 시스템은 많은 한계점을 가졌다.

본 출원인의 초기시스템은 현실적으로는 단일시청자에만 적합하다는 것이 발견되었다. 3차원효과를 유지하기 위해서는 시청자의 좌우측눈이 입체영상의 각각의 좌우측영상을 보아야 하는 것이 필수적이다. 이 것은 시청자의 눈의 위치가 시청자의 이동에 의해 변화할 때에도 요구된다. 본 출원인의 초기시스템은 검출된 시청자의 움직임에 대응하여 반반사경 및 투사시스템을 이동함으로써 입체영상을 유지하여 효과적으로 시청자에 대하여 고정된 시청장치를 만들었다. 즉 시청자에 대하여 입체영상을 유지하기 위해서는 스크린, 미러 및 투사기가 이동되어야 한다. 이들 요소를 정확한 배향으로 유지하기 위한 필요조건은 부드럽게 이동하여 시청자에 대한 어떤 착란도 제한하기 위하여 값비싼 구성요소들을 요구하였으며, 또한 한 사람이상의 시청자가 시스템을 사용하는 것이 본질적으로 어렵게 만들었다. 실제로 한 사람의 시청자에 대한 입체효과를 유지하기 위하여 반반사경이 움직일 수 있는 것이 요구되므로, 반반사경의 배향이 다른 시청자가 입체영상을 보는데 적합하게 되는 것이 실제로는 불가능하였다.

또한 반반사경은 연속적으로 움직일 필요가 있었으므로 이 반반사경은 반드시 시청장치의 일부를 형성하고 그 속에 수용되었다. 반반사경은 수용되어 있기 때문에 이 것은 반반사경과 스크린의 크기도 실제적인 이유로 제한된다는 것을 의미하였다.

본 출원의 초기시스템은 또한 효과적으로 동작하기 위하여 시청자가 스크린으로부터 상대적으로 고정된 거리에 위치할 것을 요구하였다. 반면에 시청자가 스크린으로부터 여러 거리에서 영상을 볼 수 있게 하는 것이 바람직하다. 또한 한정된 스크린의 크기 때문에 시청자는 최상의 효과를 위해 1미터의 스크린내에 있을 필요가 있어 다중시청자의 어려움을 더 추가시켰다.

본 발명은 일반적으로 시청자에게 다수의 영상을 제공하고/하거나 시청영상에 3차원시각효과를 제공할 수 있는 다중시청자영상시청시스템에 관한 것이다.

도 1a 및 도 1b는 영상시스템의 개요를 나타낸다.

도 2a는 광학적포커싱시스템의 평면도를 나타낸다.

도 2b는 광학적포커싱시스템의 측면도를 나타낸다.

도 3은 반반사경의 동작을 나타낸다.

도 4는 역반사스크린의 구성을 나타낸다.

도 5는 영상시스템이 아래에 장착된 수직스크린를 구비하는 시청자시스템을 나타낸다.

도 6은 영상시스템이 다르게 배치된 수직스크린을 구비하는 시청자시스템을 나타낸다.

도 7은 스평스크린을 구비하는 시청자시스템을 나타낸다.

도 8은 다중시청자시스템을 나타낸다.

도 9는 다중시청자장치의 일예를 나타낸다.

그러므로 본 발명의 목적은 상술한 문제점중의 적어도 하나를 극복하는 디스플레이시스템을 제공하는 것이다.

이를 마음에 두고, 적어도 하나의 반반사경, 역반사스크린 및 다수의 광학영상수단을 구비하며, 각 시청자에게는 각각의 상기 광학영상수단이 제공되며, 각 광학영상수단은 광경로를 따라서 영상을 투사하기 위한 투사수단, 상기 각 시청자의 눈의 공간적 위치를 결정하기 위한 추적수단 및 각 시청자의 이동에 대응하여 광경로를 변경하기 위한 포커싱수단을 구비하는 다중시청자디스플레이시스템이 제공된다.

입체영상을 제공하기 위해서 투사수단은 광경로를 따라서 좌측눈영상과 우측눈영상을 투사하게 될 수 있다. 이렇게 본 발명은 자동입체디스플레이시스템을 제공하게 될 수 있다.

이 디스플레이시스템은 또한 다수시청자가 하나의 미러를 통하여 영상을 볼 필요가 없도록 다수의 반반사경을 구비할 수 있다. 단일 반반사경은 다수의 시청자를 수용하는데 충분하게 크게 될 수 있음을 이해할 수 있겠지만 어떤 경우에는 다수의 반반사경을 제공하는 것이 더 현실적일 수 있다. 물론 이런 장치가 바람직하겠지만 반반사경의 수는 시청자의 수와 같을 필요는 없다.

다른 최적구체예에 있어서, 역반사스크린은 보다 종래의 장치와는 대조적으로 시청자의 위에, 예를 들어 천장에 위치하여 스크린이 시청자의 전방에 위치하여야 한다.

본 발명의 디스플레이시스템은 비교적 싸고 시청자가 가변위치에 있을 수 있게 하는 개량된 2차원영상을 제공할 수 있다. 또한 본 발명은 다수의 시청자가 부득이 동일한 영상을 보지 않고 동일 스크린을 사용하게 할 수 있다. 즉 본 발명의 다수시청자장치의 하나의 이점은 다수의 시청자가 동일한 스크린을 바라보고 있더라도 동일한 영상을 볼 필요가 없는 것이다. 다른 시청자에게 다른 영상을 묘사하는 단일 스크린을 가질 수 있는 능력은 특히 비데오게임시장에서 유리하다.

또한 스크린상의 하나의 영상의 공간적위치가 스크린상의 적어도 하나의 다른 영상의 공간적위치와 겹치는 것이 가능하며, 또한 각 시청자가 어떤 방해도 없이 그들 자신의 각 영상을 볼 수 있게 한다.

좌측눈과 우측눈에 보이는 영상이 동일하다면 시청자는 2차원영상을 보게 되리라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명은 시청자의 양 눈에 동일한 영상을 제공하거나, 또는 다른 방법으로서 시청자의 좌측눈과 우측눈에 좌측눈영상과 우측눈영상을 제공함으로써 2차원영상과 3차원영상을 모두 제공할 수 있다.

본 발명의 가능한 구체예를 도시하는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 더 설명하는 것이 편리할 것이다. 본 발명의 다른 구체예들도 가능하며 따라서 다수의 첨부도면은 본 발명의 이전설명의 일반성을 대신하는 것으로서 이해되지 않는다.

편의상 본 명세서에서 사용되는 몇몇 공통적인 용어를 설명한다. 그러나 이 설명이 각 요소가 본 발명에서 수행하는 기능의 일반성을 제한하려는 것은 아니다.

표준 텔레비젼셋트는 단일 2차원(2D) 영상, 즉 수평(X) 및 수직(Y)의 2개 크기만을 갖는 영상을 생성할 수 있을 뿐이다. 3차원 영상을 위해서는 망막의 상이함, 집중성, 원근조절 및 동작시차의 큰 깊이신호를 사용함으로써 큰 크기의 깊이가 2차원 영상에 가해진다.

디지털마이크로미러장치(DMD)는 미합중국, 텍사스인스트루먼트(Texas instruments)에서 개발된 것 같은 2공간 광조절기에 속하는 것이다. 이 DMD는 CMOS SRAM에 기능적으로 장착된 가동 마이크로미러배열체로 구성된다. 각각의 미러는 독립적으로 조절가능하며, 반사광을 조절하고 비디오데이타의 픽셀을 디스플레이상의 픽셀에 맵핑하는데 사용된다. 마이크로미러는 투영렌즈를 통해 ON미러요소로부터 반사되는 광에 의해 정전기적으로 제어된다.

눈사이 거리는 시청자의 눈 사이의 거리를 나타낸다. 이 거리는 시청자에 따라서 변경을 요하지만 통상적으로 65mm로 측정되었다.

KALA필터는 현재 미합중국, 칼라링크(COLORLINK)에서 제조되는 것 같은 필터이다. 수정체형렌즈는 일반적으로 시각적시청판넬을 형성하도록 나란히 위치하는 일련의 수직하게 배치된 반원통형 렌즈로 구성되어 각 렌즈는 하나의 상이 왼쪽 눈에 다른 하나의 상은 오른쪽 눈에 보이는 이중상을 형성한다. 역반사 스크린은 입사광을 입사각에 대하여 대체로 180도로 거꾸로 반사시키는 평면 또는 곡면이다. 이 것은 큰 평미러를 형성하도록 2층의 플라스틱폴리머막 사이에 끼워진 일련의 작은구형 또는 입방형 유리비이드로 구성될 수 있다. 이런 종류의 스크린은 전형적으로 10,000-16,000의 게인을 가지므로 값이 싸고 낮은 강도의 투사시스템이 사용될 수 있다.

반(semi)반사 미러는 일부는 반사하고 일부는 전달하는 성질을 주는 부분미러를 그 표면중의 한 표면에 갖는 투명체의 평면체로 구성된다. 이런 미러는 시청자와 역반사스크린의 사이와 광학적포커싱시스템(Optical Focusing System)과 역반사스크린의 사이에 위치한다. 이 것은 역반사스크린만이 광이 투사원쪽으로 다시 직접 반사되게 하므로 디스플레이시스템에 필수적인 항목이다. 그러므로 반반사경은 투사된 광이 시청자로 하여금 역반사스크린의 공간적인 특성으로 이익을 얻게 하므로 시청자의 눈들이 효과적으로 동일한 광축상에 위치하도록 한다.

이하 도면을 참조한다. 전술한 바와 같이, 디스플레이시스템은 다수의 광영상수단으로 구성된다. 각각의 광영상수단은 투사된 광을 적어도 하나의 반반사경(12)를 통하여 역반사스크린(15)으로 안내한다. 투사된 영상은 다시 반반사경(12)를 통하여 입사경로를 따라서 안내되어 시청자의 눈에 대응하는 영역에 좌측영상과 우측영상(입체효과용)을 생성한다.

도 1a 및 도 1b에서 알 수 있는 바와 같이, 반반사경(12)에 대한 투사수단(3)의 배향과 위치는 본 발명에 있어서 필수적인 것은 아니며, 투사수단(3)으로부터 투사광을 안내하기 위하여 적절한 포커싱수단(1)이 구비될 수 있다. 투사수단(3)이 위치와 배향은 주로 설계기준과 공간조건에 의해 결정될 것이다. 포커싱수단(1)은 투사수단(3)이 구비되는 미러배열체 또는 당업자에게 알려진 그 외의 배열체로 구성될 수 있다. 중요한 것은 투사수단(3)으로부터 투사된 광이 시청자의 눈의 위치에 따라서 안내되는 것이며, 이 것이 광반사경을 통해 달성되는지 또는 예를 들어 투사수단을 이동시키는 모터가 본 발명과 무관한지가 중요하다.

투사시스템(3)은 광원 그리고 3차원장치에 입체영상 쌍을 형성하는 방법으로 구성될 수 있다. 이들 영상쌍은 광학적포커싱시스템(1)이 그 투사광을 영상쌍을 형성하는데 최적화할 수 있도록 장착된 이중영상투사기를 사용하는 것을 포함하는 다수의 방법에 의해 형성될 수 있다.

다른 방법으로서, LCD판넬의 뒤에 장착된 홀로그래픽광요소(HOE)에 대하여 대체로 45도로 투사하는 단일단색광원이 사용될 수 있다. LCD판넬은 두 개의 투사영상구역이 형성되어 렌즈를 통하여 투사될 수 있도록 하기 위하여 라인시퀀셜 또는 시분할 멀티플렉스모드에서 동작한다. 광원의 위치의 변경은 영상구역의 위치를 변경시켜서, 눈추적수단(2)과 결합되었을 때 시청자의 눈에 영상을 유지시키는 방법을 제공한다.

영상쌍은 또한 두 개의 광로를 형성하는 비임스플리터속으로 동작하는 고전력, 고해상도의 단색CRT투사기를 사용함으로써 만들어져 영상에 채도를 부여할 수 있는데, 두 개의 광로중의 하나는 시청자의 각 눈에 대한 것으로서 후에 두 개의 KALA필터를 통하여 안내되며 하나는 각 측에 대한 것이다.

다른 방법으로서, 단색광원은 단일CRT투사기와 동일한 기능을 갖는 미합중국, 텍사스인스트루먼트에서 제조된 것 같은 디지털마이크로미러장치(DMD)로부터 반사된다.

영상쌍을 만들기 위한 다른 수단은 두 개의 대체로 평행한 광로를 형성하는 구성으로 동작하는 이중의 고전력, 고해상도의 단색CRT투사기를 사용하는 것인데, 평행광로중의 하나는 시청자의 각 눈에 대한 것이다. 이 광로는 그 후 KALA필터를 통하여 안내되어 채도를 영상에 부여한다.

다른 방법으로서, 이중단색광원이 이중디지탈 마이크로미러장치(DMD)로부터 반사된 후 두 개의 KALA필터를 통과하여 이중CRT투사기에 따라서 두 개의 독립투사영상을 형성한다.

영상쌍을 만드는 또 다른 수단은 중심이 대체로 65mm 이격되어 장착된 한 쌍의 LCD판넬이나, 두 개의 영상구역으로 전자적으로 분할될 수 있는 단일LCD판넬을 사용하는 것이다. LCD판넬은 단일단색광원위에 장착되며 또한 렌즈들에 의해 평행조준되어 두 개의 투사영상을 제공한다. LCD판넬을 기계적이나 전자적으로 움직이는 것은 눈추적수단과 결합되었을 때 시청자의 눈에 영상을 유지시키는 방법을 제공한다.

다른 방법으로서, 단색광원은 두 개의 영상구역을 형성하는 수정체형렌즈의 바로 뒤에 위치하는 LCD판넬을 통하여 투사될 수 있다. 그 후 수정체형렌즈를 기계적으로 움직이는 것은 눈추적수단과 결합되었을 때 시청자의 눈에 영상을 유지시키는 방법을 제공한다.

만일 2차원영상을 시청자에게 보여줄 필요가 있다면 좌측눈 및 우측눈의 영상이 동일하여야 한다. 이 것은 두 개의 동일한 영상을 좌우측눈에 투사하거나 또는 다른 방법으로서 시청자의 양눈을 커버하는 단일영상을 투사함으로써 달성될 수 있다.

포커싱수단(1)은 투사된 영상쌍의 광로의 방향이 변경되도록 위치가 기계적 또는 전기적으로 변경되어 시청자가 위치를 이동할 때에도 시청자의 눈에 대응하는 영역위에 유지되는 다수의 미러(11)와 렌즈룰 구비할 수 있다. 포커싱수단(1)은 시청자위치 또는 영상시스템으로부터의 거리가 변화함에 따라서 영상쌍의 수렴 또는 분기조건의 변화와 사용자의 눈의 눈사이거리의 변경을 허용한다. 이 것은 힌지(13)에 장착되어 투사수단(3)으로부터의 광로를 반반사경(12)으로 조정하도록 이동할 수 있는 미러(4)의 사용에 의해 더욱 향상될 수 있다.

다른 방법으로서, 포커싱수단(1)은 포커싱구성부를 공간적으로 변위시켜 시청자의 눈에 대응하는 영역에 투사영상의 "x", "y" 또는 "z" 위치조정을 가능하게 하는 기계 또는 전기서보기구를 이용할 수 있다. 이 것은 또한 단일영상이나 동일한 좌우측영상이 시청자의 눈쪽으로 향하게 될 필요가 있는 2차원시청에 대한 경우이다. 눈추적시스템으로부터의 피이드백은 시청자의 눈의 위치를 규정한다.

추적수단(2)은 단지 시스템에 속하므로 시청자의 눈의 위치가 연속적으로 추적될 수 있다. 하나의 이런 수단은 반반사경(12)의 가장자리의 주위에 넓게 이격된 IR LED를 제공하게 될 수 있다. IR LED는 예를 들어 880nm의 IR광을 투사할 수 있는데, 이 IR광은 시청자에게 보이지 않지만 눈추적카메라(2)에 의해 검출될 수 있는 시청자의 눈으로부터 반사를 일으킨다. 시청자의 눈의 위치를 알면 투사된 영상이 정확히 시청자의 각 눈으로 향할 수 있다.

추적수단(2)으로서 사용되는 비데오카메라는 렌즈에 적외선대역필터가 끼워진 CCD 또는 비디콘(vidicon)타입이 될 수 있다. 시청자의 얼굴이 적외선으로 비추어지며, 적외선광원은 적외선LED의 배열체로 구성될 수 있다. 시청자가 교정안경을 착용하고 있는 경우를 위해 적외선광의 독특한 패턴이 시청자의 안경에 형성되도록 LED배열체는 전형적으로 LED스트립으로 구성될 수 있다. 비데오카메라로부터 얻어진 시청자의 얼굴의 영상이 그후 처리되어 시청자의 안경상의 반사패턴의 x 및 y좌표를 확인한다. 시청자가 안경을 착용하지 않는 경우는 단일 또는 다중LED적외선조명원이 사용될 수 있다. 이 경우, 시청자의 눈의 x 및 y위치를 결정하기 위해 시청자의 각막으로부터의 조명원의 반사광이 사용될 수 있다.

투사수단(3)으로부터의 초점맞추어진 영상은 반반사경(12)쪽으로 향한다. 반반사경(12)은 일측면에 일부 반사하고 일부 투과하는 부분미러(12b)를 가지고 다른 측면에 유리나 투명시이트(12a)를 갖는 광학요소이다. 반반사경(12)의 크기는 역반사스크린(15)의 크기와 시청자가 반반사경(12)으로부터 위치하는 거리에 의해 결정되며, 역반사스크린(15)의 면에 대하여 대체로 45도로 편리하게 장착된다.

이상적인 반반사경(12)은 광이 일측면으로부터 어떤 손실이나 굴절도 없이 미러를 통하여 직접 통과하게 하고 타측면으로부터는 미러에서 향하는 모든 광을 반사한다. 그러나 실제로는 어떤 손실이 생기는데, 필요한 것은 반반사경(12)이 광원(5)로부터의 충분한 광이 반반사경(12)에 의해 역반사스크린(15)쪽으로 반사되게 하고 시청자가 반반사경(12)을 통하여 직접 보고 영상을 볼 수 있게 하는 것이다.

역반사스크린(15)의 독특한 특성은 현재의 디스플레이시스템을 가능하게 만든다. 입사광은 입사각에 대하여 대체로 180도로 역반사스크린(15)의 면으로부터 반사된다. 다시 말해 투사된 광은 그 자체가 회전된다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 역반사스크린(15)은 다수의 유리비이드(16)에 의해 형성될 수 있는데, 각 비이드(16)의 특성은 각 비이드와 충돌하는 광이 광의 입사각에 대하여 대체로 180도로 거꾸로 반사될 수 있게 한다.

전체 디스플레이시스템은 영상을 투사광과 같은 광축을 따라서 시청자의 눈으로 안내하는 시청장치로서 반반사경(12)을 사용하여 이 특성을 이용할 수 있다. 작은 스크린크기(100인치이하)에서는 역반사스크린(15)이 편평하고 큰 스크린크기에서는 약간 굽어져 시청자에 대한 영상강도를 수평방향 및 수직방향으로 최적화한다.

3차원응용에 있어서 시청자는 한 쌍의 영상을 반반사경(12)을 통해 역반사스크린(15)으로 투사하는 영상시스템을 갖는다. 이 영상쌍은 시청자의 눈으로 투사되며 영상시스템의 전방에 앉아 있는 시청자만이 입체영상을 볼 수 있다. 눈추적 시스템은 시청자의 눈의 위치를 추적하고 서보기구를 통하여 투사광의 경로를 변경하여 영상쌍이 시청자의 눈이 차지하는 영역 위에 유지되게 한다. 좌측눈 및 우측눈에 대한 양 영상이 동일하다는 것을 제외하고는 2차원시스템도 동일한 방식으로 동작할 것이라는 것을 알 수 있을 것이다. 다른 방법으로서, 두 개의 동일한 영상이 투사되는 것과는 달리 단일영상이 양 눈에 투사될 수 있다.

응용에서 어떤 광학포커싱시스템(1)도 사용되지 않는다면 투사된 영상쌍의 광경로를 변경하기 위해 영상시스템내에서 투사시스템구성요소가 기계적으로 또는 전자적으로 이동된다. 광학포커싱시스템(1)이 영상시스템내에 설치되었을 때 투사된 영상쌍의 광경로는 광학요소를 광학포커싱시스템(1)내에서 기계적 또는 전자적으로 이동시킴으로써 변경된다.

역반사스크린(15)을 영상시스템과 함께 수용하기 위해 싸게가 필요하지 않기 때문에 역반사스크린(15)의 크기는 어떤 크기도 될 수 있다. 유일한 제한은 투사광의 강도이다.

시청자는 바람직하게는 영상시스템근처에 위치하는데 그렇지 않으면 반반사경(12)의 크기가 너무 커지고 눈추적시스템이 시청자의 눈을 추적하는데 어려움을 갖는다. 시청자가 영상시스템에 근접할수록 주어진 역반사스크린(15)의 크기에 대하여 반반사경(12)은 작아진다. 편안한 시청거리는 영상시스템으로부터 600-750mm이며 반반사경(12)의 크기는 대각선길이 100인치의 역반사스크린(15)에 대하여 1평방미터보다 작다.

영상시스템의 위치를 변경함으로써 시청자는 사용된 특정 역반사스크린(15)의 크기와 광학특성에 의해 규정되는 최적시청구역내의 어디서도 입체영상을 볼 수 있다.

도 6 및 도 7에 각각 도시한 바와 같이, 역반사스크린(15)은 스크린면에 대체로 45도를 유지하는 반반사경(12)에게 각도를 제공하는 어떤 위치에도 위치할 수 있지만 바람직하게는 수직 또는 수평위치에 위치하여야 한다. 예를 들어 벽에 장착된 수직상태에서 시청자는 스크린의 전방에 유지되어야 하는 반면 수평상태로 장착된 스크린장비에서는 시청자는 투사된 영상쌍이 스크린의 가장자리와 겹쳐지지 않는 바닥의 어느 위치도 차지할 수 있다. 어떤 경우에는 역반사스크린(15)을 수평상태로 장착하는데 매우 독특한 이점이 있다.

전술한 바와 같이, 역반사스크린(15)은 입사광의 대부분을 입사각에 대하여 대체로 180도로 거꾸로 반사시키는 독특한 특성을 갖는다. 많은 시청자가 각각 그 자신의 영상시스템을 가지고 바람직하게는 그 자신의 반반사경(12)을 가졌다면 각 시청자는 다른 영상공급원으로부터가 아니라 그 자신의 시스템으로부터 투사된 영상을 볼 것이다. 예를 들어 10사람이 눈 높이에서 불꽃을 역반사스크린(15)쪽으로 비추고 각 불꽃은 다른 색의 광을 발광한다면, 10사람 모두는 그 자신의 색의 광만을 볼 것이다. 너무 높은 강도의 광은 일반적으로 극도의 혼선을 만들고 좋지 않은 시각경험을 만들며 각 시청자는 혼합된 영상을 보게 된다. 투사된 영상강도를 사용중의 특정 역반사스크린(15)에 알맞게 최적레벨로 줄임으로써, 혼선이 최소로 유지될 수 있다. 이 구조는 또한 다중영상이 역반사스크린(15)위에 투사되어 많은 시청자가 다른 시청자를 방해하지 않고 다른 영상을 볼 수 있게 한다.

즉 본 발명은 시청자가 할 수 없이 동일한 영상을 보는 일이 없이 동시에 동일한 스크린을 볼 수 있게 한다. 또한 투사된 영상의 모두가 3차원 또는 2차원일 필요는 없는데, 즉 어떤 시청자는 2차원의 영상을 보는 반면에 다른 시청자는 3차원영상을 볼 수 있다.

예를 들어 도 9에 도시한 바와 같이, 이 다중시청자장치에 있어서, 각 시청자에 대하여 광학영상수단이 구비되며, 바람직하게는 각 시청자에 대하여 반반사경도 제공될 것이다. 동작에 있어서, 각 추적수단은 그 각각의 시청자의 눈의 위치를 결정한다. 각 시청자의 투사수단으로부터의 영상이 그 시청자의 눈쪽으로 향하는 것을 보장하기 위해 포커싱수단에 의해 각 추적수단으로부터의 피이드백이 이용된다. 본 발명의 다중시청자시스템의 동작은 다수의 시청자가 그들의 각 영상을 볼 수 있게 한다. 각 시청자에 대하여 이들 영상이 동일한지 아닌지는 무의미하며, 특정용도에 따를 것이다. 예를 들어 각 시청자는 동일한 영상을 보거나, 각 시청자가 완전히 다른 영상을 보거나, 일부 시청자가 동일한 영상을 보고 다른 시청자가 다른 영상을 볼 수 있다.

시청자는 그들의 영상시스템광원을 볼 수만 있기 때문에 다른 어떤 외부의 빛나는 실제의 물체가 3차원영상배경에 전경(foreground)물체로서 보일 수 있어 장면이 살아나게 한다.

당업자에게 명백한 변경 및 변화는 규정하는 바와 같이 본 발명의 범위내에 있는 것으로 생각된다.

Claims (16)

1. 적어도 하나의 반반사경, 역반사스크린 및 다수의 광학영상수단을 구비하며, 각 시청자에게는 각각의 상기 광학영상수단이 제공되며, 각 광학영상수단은 광경로를 따라서 영상을 투사하기 위한 투사수단, 상기 각 시청자의 눈의 공간적 위치를 결정하기 위한 추적수단 및 각 시청자의 이동에 대응하여 광경로를 변경하기 위한 포커싱수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 다수의 시청자용의 다중시청자디스플레이시스템.
2. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 상기 투사수단은 광경로를 따라서 각 시청자에게 좌측눈영상 및 우측눈영상을 투사하여 입체영상을 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
3. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 상기 투사수단은 광경로를 따라서 각 시청자에게 동일한 좌측눈영상 및 우측눈영상을 투사하여 단순영상을 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
4. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 포커싱수단은 투사된 영상을 원하는 위치로 안내하기 위해 재배치될 수 있는 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
5. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 포커싱수단은 투사된 영상을 원하는 위치로 안내하기 위해 재배치될 수 있는 적어도 하나의 미러를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
6. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 추적수단은 적외선대역필터가 결합된 비데오카메라를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
7. 제 6항에 있어서, 반반사경은 적어도 하나의 적외선광원을 구비하며, 적외선광원은 추적수단이 적외선광의 반사에 의해 시청자의 눈을 추적할 수 있도록 하기 위해 시청자의 눈 쪽으로 향하는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
8. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 상기 모든 시청자에 대하여 단일 반반사경이 제공되는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
9. 제 1항 내지 제 7항 중의 한 항에 있어서, 각각의 상기 시청자에게는 각각의 반반사경이 제공되는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
10. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 상기 역반사스크린은 대체로 수직배향을 취하는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
11. 제 1항 내지 제 9항 중의 한 항에 있어서, 상기 역반사스크린은 대체로 수평배향을 취하는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
12. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 상기 역반사스크린은 곡면인 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
13. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 광학적영상수단은 그 투사수단으로부터 다른 영상을 투사하는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
14. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 각 반반사경은 역반사스크린에 대하여 대체로 45도의 각도를 취하는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
15. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 하나의 광학적영상수단으로부터의 역반사스크린상의 제 1영상의 공간적위치는 적어도 하나의 다른 광학적영상수단으로부터의 제 2영상의 공간적위치와 겹치는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.
16. 상기 항 중의 한 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 투사수단은 광경로를 따라서 단일영상을 투사하도록 되며, 상기 단일영상은 시청자의 양 눈을 커버할 수 있는 것을 특징으로 하는 다중시청자디스플레이시스템.