KR20020039479A - 입체 영상 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체 영상 시스템에 관한 것으로, 특히 빛의 난반사를 막기 위해 내부가 무광/무반사 처리되고 상부 일측에는 관찰구가 형성된 하우징과; 상기 하우징의 내부에 장착되는 입체영상을 생성하기 위한 광원인 이미지 생성기와; 상기 이미지 생성기의 상측인 관찰구의 후방에 경사지게 장착되며 빛의 반사와 투과를 동시에 수행하는 스파이 미러(spy mirror); 및 상기 스파이 미러의 상측에 장착되며 소정곡률을 갖는 제1 오목거울을 구비하되; 상기 스파이 미러는 전반사가 이루어지도록 상기 이미지 생성기 및 제1 오목거울과 각각 임계각도를 갖도록 상기 하우징의 내부에 배치되는 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 본 발명은 입체영상을 생성하는 오목거울이 하우징의 상단부에 장착됨에 따라 종래에 관찰자 시선의 연장선상에 오목거울이 위치함으로 인해 발생되던 얼보임 현상과 분산영상으로 인한 화질의 저하를 방지할 수 있다.

Description

입체 영상 시스템 {3-D image system}

본 발명은 입체 영상 시스템에 관한 것으로, 특히 고화질의 입체영상을 제공하는 입체 영상 시스템에 관한 것이다.

종래의 입체 영상 생성 장치는 편광방식 또는 렌티큘라방식을 이용하여 좌안과 우안에 맺히는 영상의 시차를 통해 입체감을 얻도록 구성되어 있는데, 이를 위해서는 관찰자가 별도로 제작된 입체안경을 착용하거나 일정한 위치에서 입체 영상 모니터를 시청하는 경우에만 입체영상을 관찰할 수 있었다.

그러나, 상기와 같이 입체안경을 착용하는 방식의 입체 영상 생성 장치는 사용자에게 불편을 준다는 문제점이 있으며, 또한 입체 영상 모니터를 사용하는 방식의 입체 영상 생성 장치는 지정된 위치에서만 입체영상을 관찰할 수 있음에 따라 매우 경직된 관찰각도를 제공한다는 문제점이 있었다.

이와같은 문제점을 해결하기 위해 근래에는 오목거울을 이용한 입체 영상 장치가 개발되어 사용되고 있는데, 이처럼 오목거울을 사용한 입체 영상 장치는 나안으로도 사용이 가능할 뿐만 아니라 생성되는 영상이 공간상에 형성된 입체영상으로 인식됨에 따라 그 사용이 점차 확대되고 있다.

도 5는 종래의 오목거울을 이용한 입체 영상 장치의 일예를 개략적으로 나타낸 도면으로, 사방이 밀폐된 하우징(160)의 일측에 관찰구(170)가 형성되어 있으며, 이 관찰구(170)의 외측에는 반투명한 거울인 스파이 거울(140)이 부착되어 있고, 상기 관찰구(170)의 내측에는 프레넬 렌즈(130)가 부착되어 있다.

한편, 상기 프레넬 렌즈(130)의 후방에는 광성분할기(120)와 오목거울(110)이 순차적으로 배치되어 있는데, 상기 광선분할기(120)는 오목거울(110)을 향한 면이 반사면이 되고 프레넬 렌즈(130)를 향한 면이 비반사면이 되도록 코팅되어 있다. 아울러, 상기 광선분할기(120)의 하부에는 입체영상의 생성에 필요한 2차원의 복제사영을 제공하는 이미지 생성장치(150)가 위치한다.

따라서, 하우징(160)의 내부에 장착된 이미지 생성장치(150)가 구동되어 빛의 영상을 방사하면 이 빛은 광선분할기(120)에 의해 반사되어 오목거울(110)에 입사되는데, 이와같이 입사된 빛의 영상은 오목거울(110)에 의해 반사되어 광선분할기(120)를 통해 관찰구(170)로 전달된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 입체 영상 장치는 오목거울(110)이 관찰자 시선의 연장선인 관찰구(170)의 후방에 위치함에 따라 상기 관찰구(170)를 통해 들어오는 잡광선과 오목거울(110)의 반사/굴절작용에 의해 얼보임 현상과 분산영상 등이 수반되어 선명한 화질을 제공하지 못한다는 문제점이 있었다.

아울러, 생성되는 입체영상의 크기를 확대하기 위해서는 이미지 생성장치 (150)와 오목거울(110)간의 거리를 넓혀주어야 하는데, 이와같이 이미지 생성장치 (150)와 오목거울(110)간의 거리를 넓혀주면 그에따라 입체 영상 장치의 부피가 커져 설치에 많은 면적이 요구된다는 문제점이 있었다.

또한, 이미지 생성장치(150)를 통해 방사된 빛의 영상만이 입체영상으로 형성됨에 따라 화면의 구성이 단순하다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 입체영상을 생성하는 오목거울을 하우징의 상단부에 장착하여 얼보임 현상과 분산영상의 제거를 통해 고화질의 입체영상을 생성하는 입체 영상 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 이미지 생성기에서 방사되는 빛의 영상을 이용하여 두개의 입체영상을 생성함에 따라 입체감을 증폭시킬 수 있는 동시에 다양한 화면을 구성할 수 있는 입체 영상 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 2차원의 배경화면과 입체영상을 혼합하여 관찰자에게 전달함에 따라 입체감을 증폭시킬 수 있는 동시에 다양한 화면을 구성할 수 있는 입체 영상 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 생성되는 입체영상의 크기를 자유롭게 조정할 수 있는 입체 영상 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 입체 영상 시스템에 있어서: 빛의 난반사를 막기 위해 내부가 무광/무반사 처리되고 상부 일측에는 관찰구가 형성된 하우징과; 상기 하우징의 내부에 장착되는 입체영상을 생성하기 위한 광원인 이미지 생성기와; 상기 이미지 생성기의 상측인 관찰구의 후방에 경사지게 장착되며 빛의 반사와 투과를 동시에 수행하는 스파이 미러(spy mirror); 및 상기 스파이 미러의 상측에 장착되며 소정곡률을 갖는 제1 오목거울을 구비하되; 상기 스파이 미러는 이미지 생성기 및 제1 오목거울과 각각 임계각도를 갖도록 상기 하우징내에 배치되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 입체 영상 시스템은: 상기 스파이 미러와 임계각도를 갖도록 스파이 미러의 후방에 배치되는 제2 오목거울을 더 포함하되, 두개의 입체영상이 획득되게 상기 제1 및 제2 오목거울은 소정의 각도차를 갖도록 하우징내에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 및 제2 오목거울의 곡률이 서로 상이한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 입체 영상 시스템은: 상기 스파이 미러의 후방에 설치되며 2차원의 배경화면을 나타내는 디스플레이부와; 이 디스플레이부의 전방에 설치되어 배경화면을 적정비율로 확대시키는 확대경을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이미지 생성기가 하우징내에 상하로 유동 가능하게 장착되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체 영상 시스템의 개략도,

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체 영상 시스템의 개략도,

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 입체 영상 시스템의 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 입체 영상 시스템의 동작방법을 설명하기 위한 도면,

도 5는 종래의 입체 영상 생성 장치의 개략도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 하우징 11 : 관찰구

20 : 이미지 생성기 30 : 스파이 미러

41 : 제1 오목거울 42 : 제2 오목거울

50 : 디스플레이부 60 : 확대경

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체 영상 시스템을 개략적으로 나타낸 도면으로, 빛의 난반사를 막기 위해 내부가 무광/무반사 처리된 하우징(10)의 상부 일측에 관찰구(11)가 형성되어 있으며, 상기 하우징(10)의 내부에는 입체영상을 생성하기 위한 광원인 이미지 생성기(20)가 설치되는데, 상기 이미지 생성기(20)는 상하로 유동 가능하게 장착되는 것이 바람직하다.

상기 이미지 생성기(20)로는 컴퓨터 모니터, TV 수상기, 슬라이드, 필름 영사기, 레이저 영사기, 프로젝터등을 이용하는 디지탈 방식이 사용될 수 있으며, 아울러 실물인 대상물에 조명을 집중시키고 이 대상물에 의해 반사되는 광원을 이용하는 아날로그 방식인 실물 투여 방식이 사용될 수도 있다.

한편, 상기 이미지 생성기(20)의 상측인 관찰구(11)의 후방에는 빛의 반사와 투과를 동시에 수행하는 스파이 미러(spy mirror)(30)가 경사지게 장착되며, 그 상측에는 전면 또는 후면이 Al, Ag, Cr 등으로 반사처리된 소정의 곡률을 갖는 오목거울(41)이 설치되는데, 상기 스파이 미러(30)는 입사되는 빛이 전반사 되도록 이미지 생성기(20) 및 오목거울(41)과 각각 임계각인 42°이상의 각도를 갖도록 하우징(10)내에 배치된다.

따라서, 하우징(10)의 내부에 장착된 이미지 생성기(20)가 구동되어 빛의 영상을 방사하면 이 빛은 스파이 미러(30)를 통과하여 하우징(10)의 상단부에 장착된 오목거울(41)에 입사되고, 이와같이 입사된 빛의 영상은 하우징(10)의 상단부에 장착된 오목거울(41)에 의해 반사되어 상하가 바뀐 실상으로 확대된 후, 다시 스파이 미러(30)로 입사된다.

상기와 같이 상하가 바뀌어 입사된 빛의 영상은 스파이 미러(30)에 의해 전반사되어 관찰구(11)를 통해 관찰자에게 전달된다. 이때, 관찰구(11)를 통해 나오는 빛의 영상은 하우징(10)으로 부터 일정거리 돌출되고 공중에 부양된 입체영상으로 관찰자에게 전달된다.

상기된 것처럼 이미지 생성기(20)로 부터 방사된 빛의 영상은 스파이 미러 (30)와 오목거울(41)을 통과하며 상하가 바뀐 실상으로 관찰자에게 전달되는데, 컴퓨터 모니터, TV 수상기, 슬라이드, 필름 영사기, 레이저 영사기, 프로젝터등의 이미지 생성기(20)를 상하가 뒤바뀌게 하우징(10)내에 장착하면 관찰자는 정상적인 입체영상을 관찰할 수 있다.

아울러 소정의 곡률을 갖는 오목거울(41)은 초점(F)과 중심점(R)을 갖는데, 도 4에 도시된 것처럼 초점(F)과 중심점(R)의 사이에 빛의 영상을 위치시키면 돌출된 입체영상을 얻을 수 있다. 또한, 이미지 생성기(20)와 오목거울(41)의 거리를조정하면 적정하게 확대된 입체영상을 얻을 수 있다. 다시말해, 본 발명에서는 이미지 생성기(20)의 높낮이를 조절하여 입체영상의 크기를 조정할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체 영상 시스템을 개략적으로 나타낸 도면으로, 하나의 이미지 생성기(20)에서 방사되는 빛의 영상을 이용하여 두개의 입체영상을 생성하는 입체 영상 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 것처럼, 빛의 난반사를 막기 위해 내부가 무광/무반사 처리된 하우징(10)의 상부 일측에 관찰구(11)가 형성되어 있으며, 상기 하우징(10)의 내부에는 입체영상을 생성하기 위한 광원인 이미지 생성기(20)가 설치되는데, 상기 이미지 생성기(20)는 상하로 유동 가능하게 장착되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 이미지 생성기(20)의 상측인 관찰구(11)의 후방에는 빛의 반사와 투과를 동시에 수행하는 스파이 미러(spy mirror)(30)가 경사지게 장착되며, 그 상측과 후방에는 소정의 곡률을 갖는 제1 및 제2 오목거울(41,42)이 각각 설치된다.

상기 스파이 미러(30)는 입사되는 빛이 전반사 되도록 이미지 생성기(20), 제1 및 제2 오목거울(41,42)과 각각 임계각인 42°이상의 각도를 갖도록 하우징 (10)의 내부에 배치되며, 두개의 입체영상이 획득되게 상기 제1 및 제2 오목거울 (41,42)은 소정의 각도차를 갖도록 하우징(10)내에 배치된다.

따라서, 하우징(10)의 내부에 장착된 이미지 생성기(20)가 구동되어 빛의 영상을 방사하면 이 빛은 스파이 미러(30)를 통과하여 하우징(10)의 상단부에 장착된 제1 오목거울(41)에 입사되는 동시에 상기 스파이 미러(30)에 의해 전반사되어 제2 오목거울(42)로 입사된다.

이와같이 입사된 빛의 영상은 제1 및 제2 오목거울(41,42)에 의해 각각 반사되어 상하가 바뀐 실상으로 확대된 후, 다시 스파이 미러(30)로 입사된다. 이처럼 제1 오목거울(41)에 의해 반사된 빛의 영상은 스파이미러(30)에 의해 전반사되어 관찰구(11)를 통해 관찰자에게 전달되고, 제2 오목거울(42)에 의해 반사된 빛의 영상은 스파이 미러(30)를 통과하여 관촬구(11)를 통해 관찰자에게 전달된다.

상기와 같이 관찰구(11)를 통해 나오는 두개의 빛의 영상은 하우징(10)으로 부터 일정거리 돌출되고 공중에 부양된 입체영상으로 관찰자에게 전달된다. 이때, 곡률이 상이한 오목거울(41,42)을 각각 사용하면 관찰구(11)를 통해 관찰되는 입체영상의 돌출거리가 서로 상이함에 따라 입체감을 증폭시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 입체 영상 시스템을 개략적으로 나타낸 도면으로, 2차원의 배경화면과 함께 입체영상을 제공하는 입체 영상 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 것처럼, 빛의 난반사를 막기 위해 내부가 무광/무반사 처리된 하우징(10)의 상부 일측에 관찰구(11)가 형성되어 있으며, 상기 하우징(10)의 내부에는 입체영상을 생성하기 위한 광원인 이미지 생성기(20)가 설치되는데, 상기 이미지 생성기(20)는 상하로 유동 가능하게 장착되는 것이 바람직하다.

상기 이미지 생성기(20)의 상측인 관찰구(11)의 후방에는 빛의 반사와 투과를 동시에 수행하는 스파이 미러(spy mirror)(30)가 경사지게 장착되며, 그 상측에는 소정의 곡률을 갖는 오목거울(41)이 설치된다. 상기 스파이 미러(30)는 입사되는 빛이 전반사 되도록 이미지 생성기(20) 및 오목거울(41)과 각각 임계각인 42°이상의 각도를 갖도록 하우징(10)의 내부에 배치된다.

한편, 상기 스파이 미러(30)의 후방에는 2차원의 배경화면을 나타내는 디스플레이부(50)가 설치되는데, 이 디스플레이부(50)에 나타나는 배경화면을 확대하기 위해 디스플레이부(50)의 전방에 확대경을 설치하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 배경화면을 적정비율로 확대하기 위해 렌티큘라 확대경(60)을 사용한다.

따라서, 하우징(10)의 내부에 장착된 이미지 생성기(20)가 구동되어 빛의 영상을 방사하면 이 빛은 스파이 미러(30)를 통과하여 하우징(10)의 상단부에 장착된 오목거울(41)에 입사된다. 이와같이 입사된 빛의 영상은 오목거울(41)에 의해 반사되어 상하가 바뀐 실상으로 확대된 후, 다시 스파이 미러(30)로 입사된다.

상기와 같이 상하가 바뀌어 입사된 빛의 영상은 스파이 미러(30)에 의해 전반사되어 관찰구(11)를 통해 관찰자에게 전달되는데, 이때 디스플레이부(50)의 나타난 배경화면과 혼합되어 관찰구(11)를 통해 관찰자에게 전달된다. 이와같이 관찰구(11)를 통해 나오는 빛의 영상은 하우징(10)으로 부터 일정거리 돌출되고 공중에 부양된 입체영상으로 배경화면과 함께 관찰자에게 전달된다.

상기와 같이 본 발명은 입체영상을 생성하는 오목거울이 하우징의 상단부에 장착됨에 따라 종래에 관찰자 시선의 연장선상에 오목거울이 위치함으로 인해 발생되던 얼보임 현상과 분산영상으로 인한 화질의 저하를 방지할 수 있으며, 아울러 이미지 생성기의 높낮이 조절을 통해 생성되는 입체영상의 크기를 자유롭게 조정할 수 있다.

또한, 하나의 이미지 생성기에서 방사되는 빛의 영상을 두개의 오목거울을 이용하여 반사시켜 두개의 입체영상을 생성할 수도 있으며, 아울러 디스플레이부에 나타나는 2차원의 배경화면과 입체영상을 혼합하여 입체감을 증폭시킬 수도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 입체 영상 시스템에 있어서:

   빛의 난반사를 막기 위해 내부가 무광/무반사 처리되고 상부 일측에는 관찰구가 형성된 하우징과;

   상기 하우징의 내부에 장착되는 입체영상을 생성하기 위한 광원인 이미지 생성기와;

   상기 이미지 생성기의 상측인 관찰구의 후방에 경사지게 장착되며 빛의 반사와 투과를 동시에 수행하는 스파이 미러(spy mirror); 및

   상기 스파이 미러의 상측에 장착되며 소정곡률을 갖는 제1 오목거울을 구비하되;

   상기 스파이 미러는 이미지 생성기 및 제1 오목거울과 각각 임계각도를 갖도록 상기 하우징내에 배치되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 입체 영상 시스템은:

   상기 스파이 미러와 임계각도를 갖도록 스파이 미러의 후방에 배치되는 제2 오목거울을 더 포함하되, 두개의 입체영상이 획득되게 상기 제1 및 제2 오목거울은 소정의 각도차를 갖도록 하우징내에 배치되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 제1 및 제2 오목거울의 곡률이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 입체 영상 시스템은:

   상기 스파이 미러의 후방에 설치되며 2차원의 배경화면을 나타내는 디스플레이부와;

   이 디스플레이부의 전방에 설치되어 배경화면을 적정비율로 확대시키는 확대경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
5. 청구항 1, 청구항2 또는 청구항 3중 어느 한 항에 있어서,

   상기 이미지 생성기가 하우징내에 상하로 유동 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.