KR20150139031A - 무안경식 3차원 프로젝터 및 그의 표시 방법 - Google Patents

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Abstract

무안경식 3차원 프로젝터는 MEMS(micro electro mechanical system) 처리부, 가상 이동형 렌즈 어레이 및 프로젝션 렌즈를 포함하며, MEMS 처리부에서 상기 다시점 영상의 각 시점 영상을 서로 다른 각으로 가상 이동형 렌즈 어레이에 전달하고, 가상 이동형 렌즈 어레이에서 서로 다른 각으로 입력된 다시점 영상을 각각 프로젝션 렌즈의 서로 다른 위치에 투사시키며, 프로젝션 렌즈에서 상기 다시점 영상을 스크린에 출력한다.

Description

무안경식 3차원 프로젝터 및 그의 표시 방법{AUTOSTEREOSCOPIC THREE DIMENSIONAL PROECTOR AND METHOD FOR DISPLAYING THEREOF}
본 발명은 무안경식 3차원 프로젝터 및 그의 표시 방법에 관한 것으로, 특히 다시점 방식의 3차원 영상을 표시하는 무안경식 3차원 프로젝터 및 그의 표시 방법에 관한 것이다.
기존의 2차원 디지털 광원 처리(Digital Light Processing, DLP) 방식의 프로젝터는 광원으로 CCFL 또는 LED를 사용하며, 입력 영상이 입력되면 입력 영상에 따라 제어부에서 컬러 필터를 제어하여 각 화소별 영상을 생성하고 DMD(digital micromirror device) 모듈에서 입력 영상의 크기에 맞도록 스캐닝하여 출력 영상을 생성하여 프로젝션 렌즈에 전달하며, 프로젝션 렌즈에서 출력 영상을 스크린으로 출력한다.
한편, 안경식 3차원 DLP 방식의 프로젝터는 순차적 3차원 방식과 사이드-바이-사이드(side-by-side) 3차원 방식이 있다. 순차적 3차원 방식은 시간 T에서 좌안 영상을 프로젝션 렌즈로 전달하고, 시간 2T에서 우안 영상을 프로젝션 렌즈로 전달한다. 사이드-바이-사이드 3차원 방식은 좌안 영상과 우안 영상의 넓이를 50% 축소시킨 후 수평방향으로 배열하여 프로젝션 렌즈에 전달한다.
안경식 3차원 DLP 방식의 프로젝터는 순차적 3차원 방식의 경우 동일한 위치에 다른 시점 영상을 생성하고 사이드-바이-사이드 방식의 경우 입체 영상을 복원할 때 화질 열화가 발생하는 단점이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 화질 열화가 없고 다른 시점 영상을 다른 위치에 프로젝션할 수 있는 무안경식 3차원 프로젝터 및 그의 표시 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 다시점 영상을 표시하는 무안경식 3차원 프로젝터가 제공된다. 무안경식 3차원 프로젝터는 MEMS(micro electro mechanical system) 처리부, 가상 이동형 렌즈 어레이, 그리고 프로젝션 렌즈를 포함한다. 상기 MEMS 처리부는 상기 다시점 영상의 각 시점 영상을 서로 다른 각으로 출력한다. 상기 가상 이동형 렌즈 어레이는 상기 MEMS 처리부에 의해 서로 다른 각으로 입력되는 각 시점 영상이 서로 다른 위치에 투사되도록 상기 각 시점 영상을 제어한다. 그리고 상기 프로젝션 렌즈는 상기 가상 이동형 렌즈 어레이에 의해 서로 다른 위치에 투사된 각 시점 영상을 스크린으로 출력한다.
상기 가상 이동형 렌즈 어레이는 상기 다시점 영상을 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분리하고, 설정된 시간 간격에 따라서 상기 제1 그룹의 시점 영상과 상기 제2 그룹의 시점 영상을 교대로 상기 프로젝션 렌즈의 서로 다른 위치로 출력하며, 상기 설정된 시간 간격에 따라 초점이 이동한다.
상기 설정된 시간 간격이 T이고, 상기 가상 이동형 렌즈 어레이는 (2n-1)T 시간에서 원래 초점을 유지하고, 2nT 시간에서 초점을 이동시키며, 상기 n은 정수일 수 있다.
상기 제1 그룹은 홀수 번째 시점 영상을 포함하고, 상기 제2 그룹은 짝수 번째 시점 영상을 포함할 수 있다.
상기 MEMS 처리부는 복수의 미세 거울을 포함하며, 상기 복수의 미세 거울은 각각 정해진 각도로 기울어져 있을 수 있다.
본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 무안경식 3차원 프로젝터에서 다시점 영상을 표시하는 방법이 제공된다. 무안경식 3차원 프로젝터의 표시 방법은 MEMS(micro electro mechanical system) 처리부에서 상기 다시점 영상의 각 시점 영상을 서로 다른 각으로 가상 이동형 렌즈 어레이에 전달하는 단계, 상기 가상 이동형 렌즈 어레이에서 서로 다른 각으로 입력된 다시점 영상을 각각 프로젝션 렌즈의 서로 다른 위치에 투사시키는 단계, 그리고 상기 프로젝션 렌즈에서 상기 다시점 영상을 스크린에 출력하는 단계를 포함한다.
상기 투사시키는 단계는 상기 다시점 영상을 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분리하는 단계, 그리고 상기 설정된 시간 간격에 따라서 상기 제1 그룹의 시점 영상과 상기 제2 그룹의 시점 영상을 교대로 상기 프로젝션 렌즈로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 설정된 시간 간격이 T이고, 상기 출력하는 단계는 상기 설정된 시간 간격이 T일 때, (2n-1)T 시간에서 상기 가상 이동형 렌즈 어레이의 원래 초점을 유지하는 단계, 그리고 2nT 시간에서 상기 가상 이동형 렌즈 어레이의 초점을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 그룹 또는 상기 제2 그룹의 시점 영상간의 거리에 따라서 상기 가상 이동형 렌즈 어레이의 초점 이동 거리가 결정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 가상 이동 능동형 렌즈를 이용하여 화질 열화 없이 시점 영상이 다를 때 다른 위치에 프로젝션할 수 있다. 또한 무안경 초다시점 입체영상 디스플레이에 적용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무안경식 3차원 프로젝터를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 가상 이동 능동형 렌즈 어레이로부터 출력되는 시점 영상의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무안경식 3차원 프로젝터의 표시 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프로젝터 및 그의 표시 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무안경식 3차원 프로젝터를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 가상 이동 능동형 렌즈 어레이로부터 출력되는 시점 영상의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 무안경식 다시점 3차원 프로젝터(100)는 MEMS(micro electro mechanical system) 처리부(110), 가상 이동형 렌즈 어레이(120) 및 프로젝션 렌즈(130)를 포함한다.
MEMS 처리부(110)는 복수의 미세 거울을 포함하며, 각 미세 거울은 정해진 각도로 미세하게 기울어져 있다. 따라서 다시점 영상(multi view image)이 MEMS 처리부(110)로 입력되면, 각 미세 거울에 의해 각 시점 영상이 서로 다른 각으로 가상 이동형 렌즈 어레이(120)에 전달된다.
가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)는 일정한 시간 간격(T)을 기준으로 초점을 변경시키면서 복수의 시점 영상을 프로젝션 렌즈(130)에 전달한다. 도 1에서는 편의상 가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)를 이동시키는 것으로 도시하였지만, 실제로는 가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)의 물리적 이동이 아니라 가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)의 초점을 수직 방향으로 이동시키는 것이다.
구체적으로, 가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)는 일정한 시간 간격(T)을 기준으로 (2n-1)T 시간에서 원래 초점을 유지하고, 2nT 시간에서 d만큼 초점을 이동시킨다. 여기서 d는 가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)의 평면에서 초점의 수평이동 거리이며, "프로젝션 렌즈(130) 평면에서의 홀수 번째 시점 영상간의 거리/2"를 가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)의 평면으로 변환했을 때의 수평 방향으로의 초점 이동 거리이다.
가상 이동형 렌즈 어레이(120)는 복수의 시점 영상을 두 그룹으로 분리한다.
가상 이동형 렌즈 어레이(120)는 (2n-1)T 시간에서 원래 초점을 유지하며 두 그룹 중 한 그룹의 시점 영상을 프로젝션 렌즈(130)로 투사하고, 2nT 시간에서 가상 이동형 렌즈 어레이(120)의 초점을 d만큼 변경시키고 두 그룹 중 나머지 한 그룹의 시점 영상을 프로젝션 렌즈(130)로 투사한다. 여기서, n은 정수이다. 예를 들어, 2 개의 시점 영상이 입력되면 가상 이동형 렌즈 어레이(120)는 T시간에서 원래 초점을 유지하며 1번 시점의 영상을, 2T의 시간에서 d만큼 초점을 이동시키고 2번 시점의 영상을 출력하며, 연속적으로 (2n-1)T 시간에는 1번 시점 영상을 출력하고, (2n)T 시간에는 2번 시점 영상을 출력한다.
이때 가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)로 입력되는 각 시점 영상의 각도가 달라서, 한 그룹의 시점 영상 각각이 가상 이동형 렌즈 어레이(120)를 통해 프로젝션 렌즈(130)의 서로 위치에 전달된다. 마찬가지로 나머지 한 그룹의 시점 영상 또한 가상 이동형 렌즈 어레이(120)를 통해 프로젝션 렌즈(130)의 서로 위치에 전달된다. 그리고 2nT 시간에서 가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)의 초점이 이동하므로, 두 그룹의 시점 영상이 각각 프로젝션 렌즈(130)의 서로 다른 위치에 투사될 수 있다.
예를 들어, 가상 이동형 렌즈 어레이(120)는 복수의 시점 영상을 홀수 번째 시점 영상과 짝수 번째 시점 영상으로 분리할 수 있다. 이렇게 하면, 도 2에 도시한 바와 같이 (2n-1)T 시간에서는 홀수 번째 시점 영상에 해당하는 1, 3, 5, …, 2n-1 시점 영상이 프로젝션 렌즈(130)로 출력되고, 2nT 시간에서는 짝수 번째 시점 영상에 해당하는 2, 4, 6, …, 2n 시점 영상이 프로젝션 렌즈(130)로 출력된다. 또한 홀수 번째 시점 영상과 짝수 번째 시점 영상이 프로젝션 렌즈(130)의 서로 다른 위치에 투사될 수 있다.
한편, 가상 이동형 렌즈 어레이(120)는 복수의 시점 영상을 다른 방법으로 분리할 수도 있다.
프로젝션 렌즈(130)는 가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)로부터 전달된 다시점 영상을 스크린으로 투사함으로써, 3차원 영상을 표시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무안경식 3차원 프로젝터의 표시 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참고하면, 다시점 영상이 무안경식 다시점 3차원 프로젝터(100)로 입력된다(S310).
다시점 3차원 프로젝터(100)의 MEMS 처리부(110)는 각 시점 영상을 서로 다른 각으로 가상 이동형 렌즈 어레이(120)에 전달한다(S310).
가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)는 서로 다른 각으로 입력되는 다시점 영상을 두 그룹으로 분리한다(S320). 가상 이동형 렌즈 어레이(120)는 (2n-1)T 시간에서 두 그룹 중 한 그룹의 시점 영상을 프로젝션 렌즈(130)의 서로 다른 위치로 투사하고(S330), 2nT 시간에서 두 그룹 중 나머지 한 그룹의 시점 영상을 프로젝션 렌즈(130)의 다른 위치로 투사한다(S340).
다음, 프로젝션 렌즈(130)는 가상 이동 능동형 렌즈 어레이(120)로부터 전달된 다시점 영상을 스크린으로 투사함으로써, 3차원 영상을 표시한다(S350).
종래의 사이드-바이-사이드 3차원 방식은 하나의 프로젝터에서 좌안 영상과 우안 영상을 동시에 프로젝션한다. 따라서 프로젝터 해상도의 50%는 좌안 영상을, 나머지 해상도의 50%는 우안 영상을 사용함으로써 해상도의 열화가 발생한다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 무안경식 3차원 영상 프로젝터는 T 시간에 좌안 영상을, 2T 시간에는 우안 영상을 시분할로 투사함으로써 좌안 영상과 우안 영상 모두 프로젝터의 해상도로 투사할 수 있다.
이와 같이, 다시점 3차원 프로젝터(100)는 사이드-바이-사이드 3차원 방식과 같이 좌안 영상과 우안 영상의 넓이를 50% 축소시키지 않으므로, 화질 열화가 발생하지 않으며, 또한 가상 이동 능동형 렌즈 어레이를 이용함으로써 시점 영상이 다를 때 동일 위치가 아닌 다른 위치에 프로젝션 할 수가 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

  1. 다시점 영상을 표시하는 무안경식 3차원 프로젝터로서,
    상기 다시점 영상의 각 시점 영상을 서로 다른 각으로 출력하는 MEMS(micro electro mechanical system) 처리부,
    상기 MEMS 처리부에 의해 서로 다른 각으로 입력되는 각 시점 영상이 서로 다른 위치에 투사되도록 상기 각 시점 영상을 제어하는 가상 이동형 렌즈 어레이, 그리고
    상기 가상 이동형 렌즈 어레이에 의해 서로 다른 위치에 투사된 각 시점 영상을 스크린으로 출력하는 프로젝션 렌즈
    를 포함하는 무안경식 3차원 프로젝터.
  2. 제1항에서,
    상기 가상 이동형 렌즈 어레이는 상기 다시점 영상을 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분리하고, 설정된 시간 간격에 따라서 상기 제1 그룹의 시점 영상과 상기 제2 그룹의 시점 영상을 교대로 상기 프로젝션 렌즈의 서로 다른 위치로 출력하며,
    상기 가상 이동형 렌즈 어레이는 상기 설정된 시간 간격에 따라 초점이 이동하는 무안경식 3차원 프로젝터.
  3. 제2항에서,
    상기 설정된 시간 간격이 T이고,
    상기 가상 이동형 렌즈 어레이는 (2n-1)T 시간에서 원래 초점을 유지하고, 2nT 시간에서 초점을 이동시키며,
    상기 n은 정수인 무안경식 3차원 프로젝터.
  4. 제2항에서,
    상기 제1 그룹은 홀수 번째 시점 영상을 포함하고, 상기 제2 그룹은 짝수 번째 시점 영상을 포함하는 무안경식 3차원 프로젝터.
  5. 제1항에서,
    상기 MEMS 처리부는 복수의 미세 거울을 포함하며,
    상기 복수의 미세 거울은 각각 정해진 각도로 기울어져 있는 무안경식 3차원 프로젝터.
  6. 무안경식 3차원 프로젝터에서 다시점 영상을 표시하는 방법으로서,
    MEMS(micro electro mechanical system) 처리부에서 상기 다시점 영상의 각 시점 영상을 서로 다른 각으로 가상 이동형 렌즈 어레이에 전달하는 단계,
    상기 가상 이동형 렌즈 어레이에서 서로 다른 각으로 입력된 다시점 영상을 각각 프로젝션 렌즈의 서로 다른 위치에 투사시키는 단계, 그리고
    상기 프로젝션 렌즈에서 상기 다시점 영상을 스크린에 출력하는 단계
    를 포함하는 무안경식 3차원 프로젝터의 표시 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 투사시키는 단계는
    상기 다시점 영상을 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분리하는 단계, 그리고
    상기 설정된 시간 간격에 따라서 상기 제1 그룹의 시점 영상과 상기 제2 그룹의 시점 영상을 교대로 상기 프로젝션 렌즈로 출력하는 단계를 포함하는 무안경식 3차원 프로젝터의 표시 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 설정된 시간 간격이 T이고,
    상기 출력하는 단계는
    상기 설정된 시간 간격이 T일 때, (2n-1)T 시간에서 상기 가상 이동형 렌즈 어레이의 원래 초점을 유지하는 단계, 그리고
    2nT 시간에서 상기 가상 이동형 렌즈 어레이의 초점을 이동시키는 단계를 포함하는 무안경식 3차원 프로젝터의 표시 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 그룹 또는 상기 제2 그룹의 시점 영상간의 거리에 따라서 상기 가상 이동형 렌즈 어레이의 초점 이동 거리가 결정되는 무안경식 3차원 프로젝터의 표시 방법.
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